KR101379350B1 - 피부 천공 장치 - Google Patents

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Abstract

피부 천공 장치는 함께 신축 자재 방식으로 결합된 제 1 하우징 부분(12) 및 제 2 하우징 부분(14)을 포함한다. 란셋(26) 및 시동 메카니즘(32,38)은 제 1 하우징 부분 안에 배치되는 반면에, 멤브레인(25)은 제 1 하우징 부분의 개방 단부 위에 배치되어 상기 란셋 및 상기 시동 메카니즘을 포함하는 제 1 하우징 부분을 시일한다. 상기 제 1 하우징 부분을 향한 상기 제 2 하우징 부분의 움직임은 상기 시동 메카니즘을 작동시켜서 상기 제 2 하우징 부분에 있는 개구(18) 및 상기 멤브레인을 통하여 란셋의 팁(30)을 구동한다.

Description

피부 천공 장치{Skin pricking device}
본 발명은 피부 천공 장치에 관한 것으로서, 반드시 그러한 것은 아니지만, 특히 혈액의 샘플을 제공하는데 이용되는 피부 천공 장치에 관한 것이다.
의료 분야 및 관련 진단 시험 분야에서, 혈액을 분석하거나 또는 시험할 목적으로 대상체로부터 혈액의 샘플을 소량 채취할 필요성이 종종 있다. 이것을 달성하는 통상적인 방법은 작은 바늘을 이용하여, 혈관이 표면에 근접한 위치에서 피부를 천공하는 것이다. 바늘 및 바늘 유지부(holder)의 조합체는 통상적으로 란셋(lancet)으로 알려져 있다. 감염 및 오염을 방지하기 위하여, 란셋들은 1 회용이고 한번 쓰는 것으로 의도되는 것이 바람직스럽다. 따라서 란셋들은 사용자가 다수의 란셋들을 휴대하고 다닐 수 있게 콤팩트(compact)해야 하며, 저렴하게 제조되어야 한다.
다수의 1 회용 란셋 장치들이 현재 시중에 나와 있다. 이들은 오웬 멈포드 엘티디(Owen Mumford Ltd; Woodstock, UK)에 의해서 제조되고 판매되는 Unistic(등록 상표)를 포함한다. 현재의 디자인은 몰딩된 플라스틱 케이싱을 포함하는데, 그 안에 짧고 스프링 부하를 받는 바늘이 장착된다. 방아쇠(trigger)가 케이싱 안에 형성되어 있으며, 방아쇠는 가압되었을 때 란셋을 해제시켜서 그 첨단부(tip)가 케 이싱에 있는 개구를 통해 외부로 시동(firing)된다. 현재 이용되는 디자인들중 일부는 시동 이전에 작업자가 스프링을 잡아당기거나 또는 그에 사전 부하를 가해야 한다. 다른 디자인들에서, 란셋 장치들은 미리 잡아당겨진(cock) 상태로 공급된다. 또한 일반적으로 사용자들은 시동 이전에 바늘 팁 또는 장치의 전방으로부터 캡을 제거할 필요가 있다. 따라서 사용자들은 혈액 샘플링 과정을 수행하기 위하여 적어도 2 개의 단계들을 수행하여야 하며, 때때로 3 개의 과정을 수행하여야 한다.
현재의 디자인보다 작동하기가 단순한 란셋 장치에 대한 필요성이 존재한다. 물론, 그 어떤 향상된 디자인이라도 제조 비용과 관련된 높은 표준을 충족시켜야 한다. 또한 란셋 장치들이 작동 가능한 조건으로 사용자들에게 제공되는 것을 보장하도록, 신뢰성이 있어야 한다. 본 발명은 이러한 점을 염두에 두고서 창안되었다.
본 발명에 따라서 피부 천공 장치가 제공되는데, 상기 피부 천공 장치는:
서로 신축 자재 방식으로 결합된 제 1 하우징 부분 및 제 2 하우징 부분;
제 1 하우징 부분 안에 배치된 란셋 및 시동 메카니즘; 및
상기 란셋 및 상기 시동 메카니즘을 포함하는 제 1 하우징 부분을 시일하도록 제 1 하우징 부분의 개방 단부 위에 배치된 멤브레인;을 포함하고,
상기 제 1 하우징 부분을 향한 상기 제 2 하우징 부분의 움직임은 상기 시동 메카니즘을 작동시켜서, 상기 멤브레인 및 상기 제 2 하우징 부분의 개구를 통하여 란셋의 팁을 구동한다.
장치는 이용이 용이하고, 한 손으로 이용될 수 있는 것이 유리하다. (바늘을 포함하는) 장치의 구성 요소들 대부분은 플라스틱 재료들로 제조될 수 있어서, 제조가 용이하고 저렴하다는 장점을 제공한다. 멤브레인을 이용하는 것은, 장치를 사용할 수 있기 전에 제거되어야 하는 분리 캡을 필요로 하기보다는, 바늘이 간단히 멤브레인을 천공할 수 있는 다른 장점을 제공한다. 더욱이, 장치가 시동될 때까지 제 1 하우징 부분의 내부 전체는 시일되고 살균되어 유지된다.
일 구현예에서, 제 2 하우징 부분은 천공되어야 하는 피부에 접촉되기 위한 외부 접촉 표면을 가진다. 시동 메카니즘은 제 2 하우징 부분 및 천공되어야 하는 피부를 향하여 제 1 하우징 부분을 밀어서 작동되는 것으로 구성될 수 있다.
바람직스럽게는 시동 메카니즘이 편향 수단을 포함한다. 보다 바람직스럽게는, 편향 수단이 제 1 하우징 부분들의 내부 표면 및 란셋에 결합된다. 편향 수단은 스프링일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 편향 수단은 헬리컬 스프링이다.
어느 한 항의 장치에서, 제 2 하우징 부분에는 하나 또는 그 이상의 형성부들이 제공되는데, 형성부는 제 1 하우징 부분 및 제 2 하우징 부분이 함께 움직일 때 상기 멤브레인에 침투되고, 형성부들은 이후에 상기 시동 메카니즘을 작동시킨다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 장치는 상기 편향 수단의 작용에 대하여 란셋을 유지하도록 상기 란셋과 맞물리기 위하여 상기 제 1 하우징의 내부 표면상에 제공된 잠금 수단을 포함하는데, 제 2 부분에 있는 상기 형성부(들)는 란셋을 해제시키는 멤브레인의 침투 이후에 상기 잠금 수단과 맞물리도록 배치된다. 상기 잠금 수단은 하나 또는 그 이상의 펼쳐질 수 있는 핑거(finger)들을 포함할 수 있다.
편향 수단은 바늘이 개구를 통하여 구동된 이후에 하우징 안으로 바늘을 완전하게 수축시키도록 구성될 수 있다. 이것은 사용 이후에 우발적으로 천공되는 것을 유리하게 방지한다.
바람직스럽게는, 제 1 하우징 부분 및 제 2 하우징 부분이 장치의 작동 이전 및/또는 이후에 이들의 상대적인 움직임을 제한하기 위한 상보적인 맞물림 가능 형성부들을 포함한다. 제 1 하우징 부분은 제 2 하우징 부분 안에 신축 자재 방식으로 장착될 수 있고, 그 외측 표면상에 하나 또는 그 이상의 플랜지들을 포함할 수 있다. 제 2 하우징 부분은 장치의 작동 이전 및/또는 이후에 제 1 하우징 부분의 하나 또는 그 이상의 플랜지들과 맞물리도록 구성된 하나 또는 그 이상의 플랜지들을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 제 2 하우징 부분은 장치의 작동시에 수축되어서 제 1 하우징 부분이 그 안에서 신축 자재 방식으로 움직이는 것을 허용한다.
제 2 하우징 부분은 피부와 접촉되는 표면 안에 통공을 포함할 수 있고, 장치는 하나 또는 그 이상의 스냅 끼움(snap-fit) 구성 요소들을 더 포함할 수 있으며, 스냅 끼움 구성 요소들은 장치가 작동된 이후에 통공들을 통해 통과될 수 있어서 장치가 사용된 이후에 더 작동되는 것을 방지한다. 이것은 장치가 이미 사용되었고 폐기되어야 하는 것임을 명백하게 하는 장점을 제공한다. 이것은 오염 및 감염의 위험성을 회피하는데 도움이 된다.
본 발명의 다른 이해를 위하여, 그리고 본 발명이 어떻게 작용하는지를 나타내기 위하여, 첨부된 도면을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 1 은 피부 천공 장치의 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 피부 천공 장치를 수직 평면을 통해 도시한 단면도이다.
도 3 은 도 2 의 도면에 대하여 45°의 시작 위치에서 피부 천공 장치를 도시한 단면도이다.
도 4 는 도 2 의 수직 평면에서 사용 이후의 피부 천공 장치를 통하여 도시한 단면도이다.
도 5 는 사용 이후의 피부 천공 장치를 통하여 (도 1 내지 도 4 의 장치에 대하여 180°에서) 분해된 단면도를 도시한다.
도면들은 피부 천공 장치를 도시하는데, 이것은 예를 들면 소량의 혈액 샘플을 제공하도록 사람의 피부를 천공하도록 설계된 것이다. 통상적으로 피부 천공 장치는 사람 손가락의 패드(pad)를 천공하는데 이용되어, 손가락에 작은 혈액 지점을 남긴다. 이러한 지점은 측정 또는 시험을 수행하는데 이용되도록, 예를 들면 테스트 스트립(test strip)을 이용하여 수집될 수 있다. 피부 천공 장치는 도 1 및 도 2 에서 피부 천공 장치의 작동 이전의 "사용 준비" 또는 "시작" 위치에서 도시되어 있다.
도 1 을 참조하면, 피부 천공 장치(10)는 하부 하우징 부분(12) 및 상부 하우징 부분(14)을 가진다. "하부" 및 "상부"에 대한 기준은 편의를 위해서 선택되었 으며, 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같은 방향으로 구현예를 지칭한다. 하우징 부분(12,14)들은 각각 일 단부에서 개방되어 있으며, 하부 하우징 부분(12)은 상부 하우징 부분(14)에 신축 자재 방식(telescopically)으로 장착되고, 그들의 개방된 단부들은 서로 마주하여 장치(10) 안에 공동(cavity)을 형성한다. 상부 하우징 부분(14)의 폐쇄 단부는 평탄 표면(16)을 구비하는데, 그 중앙에 위치된 통공(18)을 가진다. 통공(20)들도 상부 표면(16)의 주위 둘레에 제공된다. 도시된 구현예에서, 4 개의 통공(20)들이 제공되지만, 단일의 통공을 포함한, 그 어떤 개수의 통공들이라도 가진 구현예들이 생각될 수 있다. 환형 플랜지 또는 돌출부(23)가 상부 하우징 부분(14)의 외측 표면 둘레에 제공되는데, 이것은 그 개방 단부를 향하여 위치된다.
도 2 를 참조하면, 플랜지(23)가 도시되어 있으며, 2 개의 추가적인 플랜지 또는 돌출부(22,23)들이 하부 하우징 부분(12)의 외측 표면 둘레에 제공된다. 플랜지(21,22,23)들은 쐐기와 같은 형상을 가지며, 하부 가장자리로부터 위를 향해 테이퍼된다. 상부 하우징 부분(14)은 플랜지 또는 돌출부(24)를 가지는데, 이것은 개방 단부를 향하여 위치된다. 도 5를 참조하면, 플랜지(24)는 상부 하우징 부분(14)의 내부 표면 둘레에 이격된 일련의 쐐기 형상 돌출부를 포함하는데, 돌출부는 개방 단부를 향한다. 쐐기 형상 플랜지(24)들은 상부 하우징 부분(14)의 개방 단부를 향하여 테이퍼진다. 다시 도 2를 참조하면, 멤브레인(25)이 제공되는데, 이것은 하부 하우징 부분(12)의 개방된 상단부에 걸쳐 있다. 멤브레인(25)은 다수의 상이한 재료로부터 제조될 수 있으며, 금속 포일(예를 들면, 알루미늄), 플라스틱 필름, 종이, 고무 또는 열가소성 엘라스토머(TPE)가 그 재료에 포함된다.
란셋(lancet, 26)은 하부 하우징 부분(12) 안에 제공된다. 란셋(26)은 란셋 동체(28) 및 란셋 동체(28) 안에 내장된 바늘(30)을 포함한다. 란셋 동체(28)의 상부 부분의 측방향 치수들은 란셋 동체(28)의 하부 부분(29)의 치수들보다 크다. 바늘(30)의 팁은 수직 상방향으로 개구(18)를 향해 지향된다.
란셋(26)은 란셋 유지 수단(32)에 의해서 시작 위치에 유지된다. 유지부(32)의 베이스(34)는 하부 하우징 부분(12)의 내측 베이스에 고정된다. 내측으로 연장된 돌출부(36)들은 란셋 동체(28)의 상부 표면에 겹쳐져서, 란셋 동체를 강화 위치에 유지한다. 바늘(30)은 돌출부(36)들 사이에 배치된다.
란셋 동체(28)는 편향 수단으로써 돌출부(36)들과 맞닿도록 상방향으로 강제된다. 도시된 구현예에서, 편향 수단은 코일 헬리컬 스프링(38)으로서, 이것은 미리 부하를 받는다(즉, 압축 부하를 받는다). 스프링(38)의 제 1 단부는 내측으로 돌출된 유지부(39)들에 의해 하부 하우징 부분(12)의 베이스와 접촉되어 유지된다. 스프링(38)의 다른 단부는 란셋 동체(28)의 하부 부분(29) 둘레에 코일로 감겨있다.
도 2 에 도시된 구현예에서, 유지부(32)는 상방향으로 연장된 아암들을 구비한다. 유지용 돌출부(36)들은 유지부 아암(32)들의 높이의 거의 절반에 위치된다. 유지부 아암(32)들은 그들의 상부 극단을 향하여 약간 좁아지게 된다. 아암(32)들의 팁(40)들은 내측으로 각도가 형성됨으로써, 접촉 표면(42)을 제공한다.
상부 하우징 부분(14)은 하방향으로 연장된 돌출부 또는 치(44)를 포함한다. 치(teeth, 44)는 접촉 표면(46)을 제공하도록 각도가 형성된다. 치(44)는 전체적으로 유지부 아암(32)들의 팁(40)들 위에 위치되며, 유지부 아암들의 각각의 접촉 표면(42)은 그 위에 위치된 치(44)의 개별 접촉 표면(46)과 같은 방향으로 각도가 정해진다. 치(44)는 도 5 에 도시된 바와 같이 유지부 아암(32)의 팁(40)들과 맞물려서 부분적으로 그것을 둘러싸도록 구성된다.
이제 도 3을 참조하면, 피부 천공 장치(10)는 다시 시작 위치에서 도시되어 있으며, 란셋(26)은 란셋 유지 수단(32)에 의해 제 위치에 유지된다. 상부 하우징 부분(14)의 플랜지(24)는 하부 하우징 부분(12)의 2 개의 최상부 플랜지(21,22)들 사이에 위치되어 2 개 하우징 부분(12,14)들의 축방향 운동을 제한하고, 분리를 방지한다. 도 4 는 사용 이후의 피부 천공 장치(10)를 도시하는데, 여기에서 하부 하우징 부분(14)의 최하부 플랜지(23)의 평탄한 표면은 상부 하우징 부분(14)의 플랜지(24)의 평탄 표면과 맞닿아서, 상부 및 하부 하우징 부분(12,14)들의 분리를 방지한다. 도 5 는 사용 이후의 장치(10)를 도시하는데, 스프링(38)이 하부 하우징 부분(12)의 베이스에 대한 위치로 복원된 이후의 것이다.
(도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같은) 장치(10)의 시작 위치에서, 상부 하우징 부분(14)의 플랜지(24)들은 하부 하우징 부분(12)의 플랜지(21,22)들 사이에 유지된다. 사용시에, 작업자는 천공되어야 하는 자신의 피부 또는 다른 사람의 피부에 대하여, 상부 하우징 부분(14)의 평탄한 상부 표면(16)을 유지한다. 다음에 작업자는 하부 하우징 부분(12)을 상부 하우징 부분(14) 안으로 밀어넣어서, 상부 하우징 부분(14)의 플랜지(24)는 테이퍼진 플랜지(22,23)들 위로 굽혀진다. 따라서 멤브레인(25)은 치(44)를 향해 이전되는데, 치는 멤브레인(24)과의 접촉시에 그것을 천공한다. 천공된 멤브레인(25)은 도 4 에 도시되어 있다. 하부 하우징 부분(12)을 상부 하우징 부분(14) 안으로 연속해서 전진시키면 (도 4 에 도시된 바와 같이) 치(44)는 유지부 아암(32)의 팁(40)들과 접촉하게 된다. 치(44)의 각도가 형성된 표면(46)들은 유지부 아암(32)의 팁(4)들의 각도가 형성된 표면(42)들과 접촉시에 유지부 아암(32)들을 외측으로 민다. 유지부 아암(32)들의 이러한 외측 움직임은 유지용 돌출부(36)들이 충분히 측방향으로 변위되어 란셋(26)을 해제시킬 때까지 계속된다. 다음에 스프링(38)이 급속하게 팽창되어, 스프링에 이제까지 저장된 에너지를 배출한다. 이것은 하부 하우징 부분(12), 멤브레인(25) 및 상부 하우징 부분(14)의 개구(18)를 통하여 바늘(30)을 구동하여 사람의 피부를 천공하게 한다. 란셋 동체(28)의 상부 부분은 통공(18)의 직경 보다 크기 때문에, 오직 바늘(30)만이 개구(18)를 통해서 돌출할 수 있다. 따라서 바늘(32)의 길이는 그것이 사람의 피부를 미리 정해진 깊이로 침투하도록 선택될 수 있다. 치(44)들의 분리는 란셋 동체가 (도 5 에 도시된 바와 같이) 그 사이로 이동되는 것을 허용하기에 충분하다는 점이 주목되어야 한다.
이러한 지점에서, 피부 천공 장치의 작동 이후에 란셋 동체의 상부 표면이 개구(18)를 둘러싸는 제 1 하우징의 표면과 접촉되었을 때, 스프링은 과도하게 연장된다. 스프링(38)은 (도 5 에 도시된 바와 같이) 수축되어 바늘(32)을 통공(18)을 통해 하우징(12,14) 안으로 당긴다. 다음에 스프링에는 바늘(30)을 통공(18)의 밖으로 다시 강제하기에는 불충분한 에너지가 있게 되어, 바늘(32)은 사용 이후에 하우징(12,14) 안에서 확보된다. 이것은 바늘(22)에 의해 야기되는 그 어떤 피부 천공 사고라도 방지한다.
사용 이후에, 하부 하우징 부분(12)의 최하부 플랜지(23)의 평탄한 표면은 상부 하우징 부분(14)의 플랜지(24)의 평탄한 표면과 맞닿으며, 이것은 장치가 사용 이후에 "잠겨져서 멈추는(lock down)" 것을 보장한다. 이것은 장치가 이미 이용되었다는 명확한 표시를 제공한다.
전체 장치(10)는 일단 조립되면 살균된다. 멤브레인(25)도 장치(10)가 이용될 때까지 살균이 유지되는 것을 보장한다.
피부 천공 장치(10)는 사용하기 매우 간단하며, 한 손으로 작동될 수 있다. 작업자는 오직 하부 하우징 부분(12)만을 잡을 필요가 있고, 상부 하우징 부분(14)의 상부 표면(16)을 피부 천공 위치에 둔 상태에서, 하부 하우징 부분(12)을 피부를 향해 간단하게 밀어야 할 필요가 있다.
당업자는 본 발명의 범위를 이탈함이 없이 상기 설명된 구현예에 대한 다양한 변형들이 이루어질 수 있다는 점을 이해할 것이다.
본 발명은 의료 분야등에서 피부 천공 장치로서 이용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 신축 자재 방식(telescopically)으로 함께 결합된 제 1 하우징 부분 및 제 2 하우징 부분;
    제 1 하우징 부분 안에 배치된 란셋(lancet) 및 시동(firing) 메카니즘; 및
    상기 란셋 및 시동 메카니즘을 포함하는 제 1 하우징 부분의 내부를 완전하게 시일하도록 제 1 하우징 부분의 개방 단부 위에 배치된 멤브레인;을 포함하고,
    상기 제 1 하우징 부분을 향한 제 2 하우징 부분의 움직임은 상기 시동 메카니즘을 작동시킴으로써 상기 멤브레인 및 상기 제 2 하우징 부분의 개구를 통하여 란셋의 팁(tip)을 구동시키는, 피부 천공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    시동 메카니즘은 편향 수단(biasing means)을 포함하는, 피부 천공 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    편향 수단은 제 1 하우징 부분의 내측 표면 및 란셋에 결합되는, 피부 천공 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    편향 수단은 스프링인, 피부 천공 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    편향 수단은 헬리컬 스프링인, 피부 천공 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    편향 수단은 바늘이 개구를 통해서 구동된 이후에 바늘을 제 2 하우징 부분 안으로 완전히 수축시키도록 구성된, 피부 천공 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    시동 메카니즘의 작용 이전에 란셋을 제 1 하우징 부분 안에 유지시키기 위한 란셋 유지 수단을 더 포함하는, 피부 천공 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제 2 하우징 부분은 천공되어야 하는 피부에 접촉되기 위한 외부 접촉 표면을 가지는, 피부 천공 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    제 2 하우징 부분에는 하나 이상의 형성부들이 제공되고, 제 1 하우징 부분 및 제 2 하우징 부분이 함께 움직일 때 상기 형성부들은 상기 멤브레인에 침투하고, 이후에 형성부들이 상기 시동 메카니즘을 작용시키는, 피부 천공 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    시동 메카니즘은 편향 수단을 포함하고, 상기 피부 천공 장치는, 란셋을 상기 편향 수단의 작용에 대하여 유지하기 위하여 상기 란셋과 맞물리도록 상기 제 1 하우징 부분의 내측 표면상에 제공된 잠금 수단을 더 포함하고, 제 2 하우징 부분에 있는 상기 형성부(들)는 란셋을 해제시키는 멤브레인의 침투 이후에 상기 잠금 수단과 맞물리도록 배치되는, 피부 천공 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 잠금 수단은 하나 이상의 펼쳐질 수 있는 핑거(finger)들을 포함하는, 피부 천공 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    제 1 하우징 부분 및 제 2 하우징 부분은 피부 천공 장치의 작용 이전 및/또는 이후에 제 1 하우징 부분 및 제 2 하우징 부분의 상대적인 운동을 제한하기 위하여 상보적으로 맞물릴 수 있는 형성부들을 포함하는, 피부 천공 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    제 1 하우징 부분은 제 2 하우징 부분 안에 신축 자재 방식으로 장착되고 외측 표면에 하나 이상의 플랜지들을 포함하며, 제 2 하우징 부분은 피부 천공 장치의 작용 이전 및/또는 이후에 제 1 하우징 부분의 하나 이상의 플랜지들과 맞물리 도록 구성된 하나 이상의 플랜지들을 포함하는, 피부 천공 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제 2 하우징 부분은 제 1 하우징 부분이 그 안에서 신축 자재 방식으로 움직이는 것을 허용하도록 피부 천공 장치의 작용시에 수축되는, 피부 천공 장치.
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