KR101424394B1 - Microjet drug delivery device having pressure means - Google Patents

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KR101424394B1
KR101424394B1 KR1020130061488A KR20130061488A KR101424394B1 KR 101424394 B1 KR101424394 B1 KR 101424394B1 KR 1020130061488 A KR1020130061488 A KR 1020130061488A KR 20130061488 A KR20130061488 A KR 20130061488A KR 101424394 B1 KR101424394 B1 KR 101424394B1
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KR1020130061488A
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민태경
권용강
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서울대학교산학협력단
일진전기 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a microjet drug delivery device which performs pressurization with a pressurizing means except providing a pressure by a bubble formation. The microjet drug delivery device according to an embodiment of the present invention includes a first space which is sealed by being filled with pressure generating liquid; a second space which is filled with drug and is connected to the outside by a micro-nozzle; and an energy concentration device which generates bubbles by concentrating energy on the pressure generating liquid in the first space. In the microjet drug delivery device, at least one part of the first space and at least one part of the second space are in contact with an elastic film while the first space and the second space are separated by the elastic film. The microjet drug delivery device includes the pressurizing means capable of increasing a pressure of the pressure generating liquid in the first space by contracting the size of the first space.

Description

가압 수단을 구비한 마이크로젯 약물 전달 장치{MICROJET DRUG DELIVERY DEVICE HAVING PRESSURE MEANS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a micro-

본 발명은 가압 수단을 구비한 마이크로젯 약물 전달 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 버블 형성에 의한 압력 제공 외에 가압 수단을 통해 가압을 행하는 마이크로젯 약물 전달 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a micro-jet drug delivery device having a pressurizing means, and more particularly, to a micro-jet drug delivery device that performs pressurization through a pressurizing means in addition to providing a pressure by bubble formation.

체내에 약물을 주입하는 약물 전달 시스템 (Drug Delivery System) 으로는, 전통적으로 바늘을 가진 주사기를 사용하여 왔다. 그러나, 이러한 전통적인 주사기는 주사 시의 통증으로 인해 환자들에게 공포의 대상이 되어 왔으며, 상처로 인한 감염의 우려 등의 피할 수 없는 문제점을 안고 있다.Traditionally, a syringe with a needle has been used as a drug delivery system for injecting drugs into the body. However, these conventional syringes have been subject to fear by the patient due to pain at the time of injection, and there is an unavoidable problem such as a fear of infection due to a wound.

이러한 문제점을 해결하기 위해 바늘없는 주사기 (Needle-free injector) 와 같은 약물 전달 시스템의 개발이 진행되고 있으며, 이러한 연구의 일환으로 약물을 마이크로젯 방식으로 고속 분사하여 피부의 표피를 통해 직접 체내에 침투시키는 방식의 약물 전달 시스템이 제시되고 있다.To solve these problems, development of a drug delivery system such as a needle-free injector has been progressing. As part of this research, a drug is injected at a high speed by a micro jet method to penetrate the skin directly through the epidermis of the skin Drug delivery system is proposed.

이와 같은 마이크로젯 방식의 고속 분사를 일으키기 위해서는 약물을 정밀하고 강력하게 외부 (즉, 피부) 로 분사할 필요가 있다. 이러한 분사 방식으로는, 1930년대 이래로 다양하게 개발되어 왔는데, 최근 들어 압전 세라믹 소자를 이용한 분사 방식, 알루미늄 포일에 레이저 빔을 가함으로써 유발되는 충격파를 통한 분사 방식, 로렌츠 힘 (Lorentz force) 을 이용한 분사 방식 등의 다양한 분사 방식이 개발되었다. 또한, 최근에는 기존의 마이크로젯 방식의 분사와는 달리, 분사되는 약물의 양, 약물의 분사 속도 (즉, 약물의 침투 깊이) 를 미세하게 조절할 수 있으면서도, 연속적인 주사가 가능하며, 재사용이 가능한 레이저-버블 (laser-bubble) 방식의 마이크로젯 분사 방식이 개발되었다 (특허문헌 1 참조).In order to cause such high-speed spraying by the micro-jet method, it is necessary to inject the drug precisely and strongly to the outside (i.e., the skin). Such a spraying method has been variously developed since the 1930's. In recent years, a spraying method using a piezoelectric ceramic element, a spraying method by applying a laser beam to an aluminum foil, a spraying method using a Lorentz force, A variety of injection methods have been developed. In addition, unlike the conventional micro jet injection method, it is possible to finely control the amount of the injected drug and the injection speed of the drug (i.e., the penetration depth of the drug) A laser-bubble type micro jet injection method has been developed (see Patent Document 1).

도 10은 기존의 레이저-버블 방식의 마이크로젯 약물 전달 장치의 원리를 설명한 측단면도이다. 더 자세하게, 도 10(a) 는 약물의 분사 전 상태를 나타내고, 도 10(b) 는 약물이 분사되는 상태를 나타낸다.10 is a side cross-sectional view illustrating the principle of a conventional laser-bubble type micro jet drug delivery device. More specifically, Fig. 10 (a) shows the state before the drug is injected, and Fig. 10 (b) shows the state where the drug is injected.

도 10을 참조하면, 기존의 레이저-버블 방식의 마이크로젯 약물 전달 장치 (1) 는, 압력 발생용 액체 (2) 를 수용하는 압력 챔버 (3) 와, 약물 (4) 을 수용하는 약물 챔버 (5) 와, 압력 발생용 액체 (2) 와 약물 (4) 사이에 배치되어 이 둘 사이를 분리하는 탄성막 (6) 과, 레이저 유닛 (7) 을 포함한다.10, a conventional laser-bubble type micro jet drug delivery device 1 includes a pressure chamber 3 for accommodating the pressure generating liquid 2, a drug chamber (not shown) for containing the drug 4, 5, an elastic membrane 6 disposed between the pressure generating liquid 2 and the drug 4 to separate the two from each other, and a laser unit 7.

레이저 유닛 (7) 은 레이저 발생장치와 집광장치를 포함하여, 도 7(a) 와 같이 레이저 광의 초점이 압력 발생용 액체 (2) 내에서 맺히도록 설정된다. 초점에 집중된 에너지는, 도 10(b) 와 같이 액체 분자 구조를 붕괴 (breakdown) 시켜 급격한 기체 버블 (SB) 을 생성시키게 된다. 밀폐된 압력 챔버 (3) 내에서 버블 (SB) 이 발생함에 따라 압력 챔버 (3) 내의 압력이 증가하게 되며, 이로 인하여 탄성막 (6) 은 압력을 받게 된다. 이에 따라 도 10(b) 와 같이 탄성막 (6) 은 버블 (SB) 에 의해 약물 챔버 (5) 방향으로 변형되게 되며, 이에 따라 약물 챔버 (5) 내에 있던 약물 (4) 이 마이크로 노즐 (9) 을 통해 외부로 분사되게 된다.The laser unit 7 includes a laser generating device and a light condensing device and is set so that the focus of the laser beam is formed in the pressure generating liquid 2 as shown in Fig. The energy concentrated on the focus causes breakdown of the liquid molecular structure as shown in FIG. 10 (b) to generate a sudden gas bubble SB. As the bubble SB is generated in the sealed pressure chamber 3, the pressure in the pressure chamber 3 is increased, whereby the elastic membrane 6 is pressurized. 10 (b), the elastic membrane 6 is deformed in the direction of the drug chamber 5 by the bubble SB, so that the drug 4 in the drug chamber 5 is deformed toward the micro-nozzle 9 To the outside.

한편, 배출된 약물 (4) 은 외부의 약물 공급 장치 (10) 에 의해 공급되어, 재분사가 가능한 상태로 설정된다.On the other hand, the discharged drug 4 is supplied by the external drug supply device 10, and is set to a state in which re-injection is possible.

그런데, 상술한 것과 같은 버블 (SB) 에 의한 약물 (4) 의 분사에 있어서, 버블 (SB) 만으로 달성할 수 있는 약물 (4) 의 분사 속도가 불충분한 경우가 종종 발생한다. 약물 (4) 의 분사 속도가 높을수록 약물 (4) 이 피부에 깊이 침투할 수 있기 때문에, 낮은 분사 속도는 더 적은 옵션을 제공한다. 따라서, 최대 분사 속도를 높여 분사 속도를 그 범위 내에서 조정할 수 있다면, 다양한 약물 침투 깊이를 제공할 수 있어, 다양한 종류의 시술 (예를 들어, 피부과 시술) 이 가능하게 된다.Incidentally, in the injection of the drug 4 by the bubble SB as described above, the injection speed of the drug 4 which can be achieved only by the bubble SB sometimes becomes insufficient. The lower injection speed provides fewer options because the higher the injection rate of the drug 4, the greater the penetration of the drug 4 into the skin. Therefore, if the maximum injection speed can be increased and the injection speed can be adjusted within that range, various drug penetration depths can be provided, and various kinds of procedures (for example, dermatology) can be performed.

(특허문헌 1)(Patent Document 1)

한국특허공개 KR10-2011-0104409Korean Patent Application No. KR10-2011-0104409

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 버블 형성에 의한 압력 제공 외에 가압 수단을 통해 가압을 행하는 마이크로젯 약물 전달 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a micro jet drug delivery device that pressurizes via a pressurizing means in addition to providing a pressure by bubble formation.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로젯 약물 전달 장치는, 압력 발생용 액체로 채워져 밀폐되는 제1 공간과, 약물로 채워지며 마이크로 노즐에 의해 외부와 연통되는 제2 공간과, 상기 제1 공간 내의 상기 압력 발생용 액체에 에너지를 집중시켜 버블을 발생시키는 에너지 집중 장치를 포함하고, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간은 탄성막에 의해 분리됨과 함께, 상기 제1 공간의 적어도 일부 및 상기 제2 공간의 적어도 일부는 상기 탄성막에 접하는 마이크로젯 약물 전달 장치에 있어서, 상기 제1 공간의 크기를 축소시킴으로써, 상기 제1 공간 내의 압력 발생용 액체의 압력을 증가시킬 수 있는 가압 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a micro jet drug delivery system including a first space filled with a pressure generating liquid and sealed, a second space filled with a drug and communicating with the outside by a micro nozzle, And an energy concentration device for concentrating energy in the pressure generating liquid in the first space to generate bubbles, wherein the first space and the second space are separated by the elastic film, and the first space At least a part of the first space and at least a part of the second space are in contact with the elastic film, the micro jet drug delivery device being capable of increasing the pressure of the pressure generating liquid in the first space by reducing the size of the first space And pressurizing means.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제1 공간과 상기 탄성막이 접하는 부분 이외의 부분의 전부 또는 일부는 가요성 재질인 가압부로 이루어지며, 상기 가압 수단은, 상기 가압부에 대해 힘을 가할 수 있도록 구성되는 힘 인가 장치인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, all or a part of the portion other than the portion in contact with the first space and the elastic membrane is composed of a pressing portion that is a flexible material, and the pressing means includes a pressing portion And is a force application device constituted.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 힘 인가 장치는, 직선 구동 장치인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the force application device is a linear drive device.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 힘 인가 장치는, 상기 가압부를 경계선의 일부로 하여 형성된 가압 공간을 둘러싸는 가압 챔버와, 상기 가압 챔버 내에 작동 유체를 공급하거나 배출하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the force applying device includes a pressurizing chamber enclosing a pressurizing space formed by the pressurizing portion as a part of a boundary line, and a pump for supplying or discharging a working fluid into the pressurizing chamber do.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제1 공간은 고정면과 가동면에 의해 형성되고, 상기 가압 수단은, 상기 가동면을 이동시키는 힘 인가 장치인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the first space is formed by a fixed surface and a movable surface, and the pressing means is a force applying device for moving the movable surface.

또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 발생용 액체로 채워지는 제1 공간과, 약물로 채워지며 마이크로 노즐에 의해 외부와 연통되는 제2 공간과, 상기 제1 공간 내의 상기 압력 발생용 액체에 에너지를 집중시켜 버블을 발생시키는 에너지 집중 장치를 포함하고, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간은 탄성막에 의해 분리됨과 함께, 상기 제1 공간의 적어도 일부 및 상기 제2 공간의 적어도 일부는 상기 탄성막에 접하는 마이크로젯 약물 전달 장치에 있어서, 상기 제1 공간 내로 상기 압력 발생용 액체를 주입하거나 배출할 수 있는 유압 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a pressure generating method comprising: a first space filled with liquid for pressure generation according to an embodiment of the present invention; a second space filled with a drug and communicating with the outside by a micro nozzle; Wherein the first space and the second space are separated by the elastic film and at least a part of the first space and the second space are separated by the elastic film, And at least a part of the space is in contact with the elastic membrane, characterized in that the micro jet drug delivery device comprises a hydraulic pump capable of injecting or discharging the pressure generating liquid into the first space.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 에너지 집중 장치는 Er:YAG 레이저 장치인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the energy concentration device is an Er: YAG laser device.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 에너지 집중 장치는 전기 에너지를 집중시킬 수 있는 전기 전극인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the energy concentration device is an electric electrode capable of concentrating electric energy.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 버블의 형상은 구형인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the shape of the bubble is spherical.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제2 공간에 약물을 공급하는 약물 공급 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.According to still another aspect of the present invention, the apparatus further comprises a drug supply device for supplying the drug to the second space.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 가압 수단은 상기 에너지 집중 장치에 의해 발생된 버블이 최대의 크기가 되었을 때부터 작동하여, 상기 제1 공간 내에 압력을 가하는 것을 특징으로 한다.According to still another aspect of the present invention, the pressurizing means operates when the bubble generated by the energy concentration device reaches a maximum size, thereby applying pressure in the first space.

본 발명에 마이크로젯 약물 전달 장치에 따르면, 버블 형성에 의해 달성할 수 있는 분사 속도에 더하여 더 큰 약물의 분사 속도를 달성할 수 있어, 약물이 피부의 더 깊은 부분까지 투입될 수 있어, 활용성을 극대화시킬 수 있다.According to the micro jet drug delivery device of the present invention, it is possible to achieve a higher drug injection speed in addition to the injection speed attainable by the bubble formation, so that the drug can be injected to a deeper part of the skin, Can be maximized.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달 장치의 측단면도이다.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물 전달 장치의 측단면도이다.
도 2a 및 도 2b 는 광 파이버 팁의 형상에 따라 형성되는 버블의 형상을 측면에서 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 약물 전달 장치의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 약물 전달 장치의 측단면도이다.
도 5는 구형의 버블과 탄성막의 거동을 시간에 따라 나타낸 도면이다.
도 6은 탄성막 하부의 약물에 인가되는 압력의 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 6의 압력을 형성하기 위해 가압 수단에 의해 인가되어 탄성막에 가해지는 압력을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 8은 탄성막 하부의 약물에 인가되는 압력의 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 도 8의 압력을 형성하기 위해 가압 수단에 의해 인가되어 탄성막에 가해지는 압력을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 10은 기존의 레이저-버블 방식의 마이크로젯 약물 전달 장치의 원리를 설명한 측단면도이다.1A is a side cross-sectional view of a drug delivery device according to an embodiment of the present invention.
1B is a side cross-sectional view of a drug delivery device according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are side views showing the shape of a bubble formed according to the shape of the optical fiber tip. FIG.
3 is a side cross-sectional view of a drug delivery device according to another embodiment of the present invention.
4 is a side cross-sectional view of a drug delivery device according to another embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing the behavior of the spherical bubble and the elastic film with time.
6 is a graph showing a change with time of a pressure applied to a drug under the elastic membrane.
FIG. 7 is a graph showing time-dependent pressure applied to the elastic membrane by the pressure means to form the pressure of FIG. 6;
8 is a graph showing changes with time of pressure applied to the drug under the elastic membrane.
9 is a graph showing a time-dependent pressure applied to the elastic membrane by the pressure means to form the pressure shown in Fig.
10 is a side cross-sectional view illustrating the principle of a conventional laser-bubble type micro jet drug delivery device.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. It is to be understood that elements or layers are referred to as being "on " other elements or layers, including both intervening layers or other elements directly on or in between.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.The sizes and thicknesses of the individual components shown in the figures are shown for convenience of explanation and the present invention is not necessarily limited to the size and thickness of the components shown.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.It is to be understood that each of the features of the various embodiments of the present invention may be combined or combined with each other partially or entirely and technically various interlocking and driving is possible as will be appreciated by those skilled in the art, It may be possible to cooperate with each other in association.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 실시예인 마이크로젯 약물 전달 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a micro jet drug delivery system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달 장치의 측단면도이며, 도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물 전달 장치의 측단면도이고, 도 2a 및 도 2b 는 광 파이버 팁의 형상에 따라 형성되는 버블의 형상을 측면에서 나타낸 도면이다.FIG. 1A is a side cross-sectional view of a drug delivery device according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a side sectional view of a drug delivery device according to another embodiment of the present invention, FIGS. Fig. 5 is a side view showing the shape of a bubble formed along the bubble.

도 1a를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달 장치 (100) 의 구성에 대해 설명한다.The structure of the drug delivery device 100 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달 장치 (100) 는 압력 챔버 (110) 와, 약물 챔버 (120) 와, 탄성막 (130) 과, 레이저 장치 (140) 와, 약물 주입 장치 (150) 와, 힘 인가 장치 (160) 를 포함한다.1A, a drug delivery device 100 according to an embodiment of the present invention includes a pressure chamber 110, a drug chamber 120, an elastic membrane 130, a laser device 140, An injection device 150, and a force application device 160.

압력 챔버 (110) 는 밀폐된 수용 공간 (제1 공간) 을 가지며, 내부에 압력 발생용 액체 (111) 를 저장하고 있다. 압력 챔버 (110) 는 대략 원통형으로 구성될 수 있으며, 제1 공간의 상부로는 레이저 광을 전달하는 광 파이버 (142) 가 관통된 채로 막혀 있고, 제1 공간의 하부는 탄성막 (130) 과 접하면서 막혀 있다.The pressure chamber 110 has a closed accommodation space (first space), and stores the pressure generating liquid 111 therein. The pressure chamber 110 may be formed in a substantially cylindrical shape. An optical fiber 142 for transmitting a laser beam is blocked through the first space, and the lower part of the first space is covered with the elastic membrane 130 It is blocked while touching.

이러한 압력 챔버 (110) 내부를 채우는 압력 발생용 액체 (111) 로는 일반적인 물이 사용될 수 있으며, 알코올이나 폴리에틸렌글리콜과 같은 고분자 졸 (sol) 및 젤 (gel) 등 다양한 액상 물질이 사용될 수 있다. 또한, 압력 발생용 액체 (111) 로는 버블의 생성 시 잔여 버블의 최소화를 위해 가스 제거된 (degassed) 액체를 사용함이 바람직하다. 또한, 압력 발생용 액체 (111) 로 순수 (純水) 에 전해질 (소금 등) 을 첨가하게 되면 분자들이 이온화되어 액체의 분자 구조 붕괴에 필요한 에너지가 작아지므로 더 좋은 효율로 버블을 형성할 수 있어서, 더욱 바람직하다.Generally, water may be used as the pressure generating liquid 111 for filling the inside of the pressure chamber 110, and various liquid materials such as a polymer sol and a gel, such as alcohol and polyethylene glycol, may be used. It is preferable to use a degassed liquid as the pressure generating liquid 111 in order to minimize the residual bubbles when the bubbles are generated. In addition, when an electrolyte (salt or the like) is added to pure water as the liquid 111 for generating pressure, the molecules are ionized and the energy required for collapsing the molecular structure of the liquid becomes small, so that bubbles can be formed with better efficiency , More preferably.

약물 챔버 (120) 는 압력 챔버 (110) 의 하부에 위치하며, 밀폐되지 않은 수용 공간 (제2 공간) 을 가지고, 내부에 약물 (121) 을 저장하게 된다. 약물 챔버 (120) 의 하부에 탄성막 (130) 과 대향되도록 마이크로 노즐 (122) 이 형성되며, 탄성막 (130) 과 인접한 측부에는 약물 공급구 (123) 가 형성된다.The drug chamber 120 is located at a lower portion of the pressure chamber 110 and has an unenclosed receiving space (second space), and stores the drug 121 therein. A microneedle 122 is formed on the lower portion of the drug chamber 120 so as to face the elastic membrane 130 and a drug supply port 123 is formed on the side adjacent to the elastic membrane 130.

제2 공간은 마이크로 노즐 (122) 과 약물 공급구 (123) 에 의해 밀폐되지 않은 상태로 형성되며, 약물 공급구 (123) 에 의해 약물 (121) 이 제2 공간으로 유입되고, 마이크로 노즐 (122) 을 통해 약물 (121) 이 제2 공간으로부터 유출된다.The second space is formed in an unsealed state by the micro-nozzle 122 and the drug supply port 123. The drug 121 is introduced into the second space by the drug supply port 123, The drug 121 flows out of the second space.

또한, 제2 공간은 탄성막 (130) 측으로부터 마이크로 노즐 (122) 측으로 가면서 단면적이 작아지게, 즉 테이퍼 형상으로 형성된다. 이를 통해 탄성막 (130) 의 압력이 마이크로 노즐 (122) 로 집중되어 더 분사속도가 높은 마이크로젯을 형성할 수 있다.In addition, the second space is formed to have a smaller cross-sectional area from the elastic membrane 130 side to the micronozzle 122 side, that is, tapered. The pressure of the elastic membrane 130 is concentrated to the micronozzles 122 to form a micro jet having a higher injection velocity.

마이크로 노즐 (122) 의 직경은 다양하게 설정될 수 있으며, 예를 들어 150 ㎛ 이하로 형성될 수 있다. 마이크로 노즐 (122) 의 직경은 원하는 분사속도, 분사량 등에 의해 다양하게 결정될 수 있다.The diameter of the micronozzles 122 may be varied, and may be less than 150 microns, for example. The diameter of the micro-nozzle 122 can be variously determined by the desired injection speed, injection amount, and the like.

한편, 마이크로 노즐 (122) 의 내측에는 코팅층 (미도시) 이 도포될 수 있으며, 코팅층으로서는 예를 들어 폴리테트라플루오르에틸렌 (상표명 : 테플론) 이 사용될 수 있다. 이러한 코팅층의 적용으로 약물 (121) 과 마이크로 노즐 (122) 표면 사이의 마찰 계수를 줄일 수 있고, 특히 폴리테트라플루오르에틸렌은 강한 소수성 (hydrophobic) 물질이므로 마이크로 노즐 (122) 표면과 약물 (121) 사이의 표면 장력 또한 아주 작아지게 할 수 있어, 분사 효율 향상에 도움이 될 수 있다.On the other hand, a coating layer (not shown) may be coated on the inner side of the micro nozzle 122, and polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon) may be used as the coating layer. The application of such a coating layer can reduce the coefficient of friction between the drug 121 and the surface of the micronozzle 122 and in particular because polytetrafluoroethylene is a strong hydrophobic material, It is possible to make the surface tension of the spray nozzle very small, which can help improve the spray efficiency.

탄성막 (130) 은 탄성 복원력을 가진 얇은 막으로서, 압력 챔버 (110) 와 약물 챔버 (120) 사이에 개재 (介在) 되어, 제1 공간과 제2 공간을 분리시킨다. 즉, 제1 공간과 제2 공간은 탄성막 (130) 에 의해 분리됨과 함께, 제1 공간의 적어도 일부 및 제2 공간의 적어도 일부는 탄성막 (130) 에 접하게 되어, 제1 공간의 팽창은 탄성막 (130) 의 변형을 통해 제2 공간의 압력 증가를 야기할 수 있게 된다.The elastic membrane 130 is a thin film having elastic restoring force and is interposed between the pressure chamber 110 and the drug chamber 120 to separate the first space and the second space. That is, the first space and the second space are separated by the elastic membrane 130, and at least a part of the first space and at least a part of the second space are brought into contact with the elastic membrane 130, The pressure of the second space can be increased through the deformation of the elastic membrane 130.

이러한 탄성막 (130) 은 박막의 고무 재질로 제작될 수 있으며, 구체적으로 두께 200 ㎛, 경도 53, 극한강도 101.39 kg/㎠, 신장률 449.79%의 니트릴 부타디엔 고무 (NBR) 재질로 제작될 수 있다. 그러나, 이외에도 탄성력을 가지고, 액체 비투과성을 가진 어떠한 재료라도 사용될 수 있다.The elastic membrane 130 may be made of a thin rubber material. Specifically, the elastic membrane 130 may be made of nitrile butadiene rubber (NBR) having a thickness of 200 μm, a hardness of 53, an ultimate strength of 101.39 kg / cm 2, and an elongation of 449.79%. However, any material having elasticity and liquid impermeability may be used as well.

이러한 탄성막 (130) 은 압력 발생용 액체 (111) 의 압력만을 약물 챔버 (120) 의 약물 (121) 로 전달하는 것이 바람직하고, 제1 공간과 제2 공간 사이의 분자의 전달, 열의 전달은 차단하는 것이 바람직하다. 분자의 전달 및 열의 전달이 발생되면, 약물 (121) 이 변형되거나 손상될 수 있기 때문이다.The elastic membrane 130 preferably transmits only the pressure of the pressure generating liquid 111 to the drug 121 of the drug chamber 120. The transfer of molecules and the transfer of heat between the first space and the second space It is preferable to shut down. If the transfer of molecules and the transfer of heat occurs, the drug 121 may be deformed or damaged.

레이저 장치 (140) 는 제1 공간에 레이저 광 (에너지) 를 집중시켜 버블을 발생시키는 장치로서, 에너지 집중 장치에 해당된다. 본 실시예에서는 에너지 집중 장치로서, 레이저 장치 (140) 를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 전기 에너지를 가할 수 있도록 구성된 전기 전극을 사용할 수도 있다. 레이저 장치 (140) 는 발광원 (141) 과, 광 파이버 (142) 와, 광 파이버 (142) 의 선단부 (先端部) 의 파이버 팁 (fiber tip, 143) 을 포함하여 구성된다.The laser device 140 is a device for generating bubbles by concentrating laser light (energy) in the first space, and corresponds to an energy concentration device. In this embodiment, the laser device 140 is illustrated as an energy concentration device, but the present invention is not limited thereto. For example, an electric electrode configured to apply electrical energy may be used. The laser device 140 includes a light source 141, an optical fiber 142 and a fiber tip 143 at the tip of the optical fiber 142.

레이저 장치 (140) 의 발광원 (141) 으로는, 어떠한 종류의 레이저라도 사용될 수 있으며, 예를 들어 Er:YAG 레이저 (파장 2.94 ㎛), Nd:YAG 레이저 (파장 1.06 ㎛) , 루비레이저, 알렉산드라이트 레이저, Nd:Glass 레이저, Er:Glass fiber 레이저, Ho:YAG 레이저 등이 사용될 수 있다. 특히, Er:YAG 레이저의 경우 물에서 가장 흡수되기 쉬워 버블의 형성에 적합하다.For example, Er: YAG laser (wavelength: 2.94 mu m), Nd: YAG laser (wavelength: 1.06 mu m), ruby laser, alexandrite Laser, Nd: Glass laser, Er: Glass fiber laser, Ho: YAG laser, etc. can be used. In particular, Er: YAG laser is most easily absorbed in water and is suitable for forming bubbles.

레이저를 주사하는 방식으로는 도 1a와 같이 파이버 팁 (143) 을 제1 공간 내부에 위치시키는 방식이 채택될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 10과 같이 외부에서 초점을 맞추어 제1 공간 내부로 레이저 광을 주사하는 방식이 사용될 수도 있다. 이 경우, 레이저 광이 투과될 수 있도록 압력 챔버 (110) 의 일부 외측면 (예를 들어, 상부면) 은 투명 부재로 제공되어야 하며, 예를 들어 레이저 장치 (140) 의 발광원으로서 Nd:YAG 레이저를 사용할 경우에는, 반복적인 액체의 부피 변동 및 열 변화 등에 영향이 없는 BK7 글라스가 사용될 수 있으며, 또한 레이저 장치 (140) 의 발광원으로서 Er:YAG 레이저 등을 사용할 경우에는 사파이어 윈도우가 사용될 수 있다. 이외에도 다른 종류의 유리나 투명 아크릴 등의 재질도 사용될 수 있다.As a method of scanning the laser, a method of positioning the fiber tip 143 inside the first space as shown in FIG. 1A may be adopted. However, the present invention is not limited thereto, and a method of scanning the laser light into the first space by focusing from the outside as in FIG. 10 may be used. In this case, a part of the outer surface (for example, the upper surface) of the pressure chamber 110 must be provided as a transparent member so that laser light can be transmitted. For example, Nd: YAG When a laser is used, a BK7 glass having no influence on volume fluctuation and thermal change of repetitive liquid can be used. In addition, when an Er: YAG laser or the like is used as a light emitting source of the laser device 140, a sapphire window can be used have. Other materials such as glass or transparent acrylic may be used.

도 1a와 같이 파이버 팁 (143) 을 이용하여 레이저 광을 압력 발생용 액체 (111) 에 주사하는 경우, 파이버 팁 (143) 의 형상에 따라 버블의 형상이 결정된다. 도 2a 를 참조하면, 편평한 형상의 파이버 팁 (143a) 의 경우에는 원통 형상 (channel-like shape) 의 버블 (CB) 이 형성되며, 또한 도 2b 를 참조하면, 원뿔 형상의 파이버 팁 (143b) 의 경우에는 구 형상 (spherical shape) 의 버블 (SB) 이 형성된다. 동일한 에너지로 레이저 장치를 가동한다고 가정한다면, 에너지의 집중도가 도 2b와 같은 원뿔 형상의 파이버 팁 (143b) 을 사용하였을 때 더 높으므로, 더 큰 부피의 버블 (SB) 이 형성됨에 따라, 더 높은 크기의 압력을 약물 (121) 에 가할 수 있다. 따라서, 원뿔 형상의 파이버 팁 (143b) 을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어 사파이어 팁 (Sapphire Tip) 을 사용할 수 있다.When the laser beam is scanned on the pressure generating liquid 111 using the fiber tip 143 as shown in FIG. 1A, the shape of the bubble is determined according to the shape of the fiber tip 143. Referring to FIG. 2A, a channel-like shape bubble CB is formed in the case of a flat-shaped fiber tip 143a. Referring to FIG. 2B, a cone-shaped fiber tip 143b A bubble SB of a spherical shape is formed. Assuming that the laser apparatus is operated at the same energy, the concentration of energy is higher when the conical fiber tip 143b as shown in FIG. 2B is used, so that a larger volume bubble SB is formed, The pressure of the drug 121 can be increased. Therefore, it is preferable to use a conical fiber tip 143b, and for example, a sapphire tip can be used.

약물 공급 장치 (150) 는 약물 챔버 (120) 내로 약물 (121) 을 주입하는 장치로서, 마이크로 펌프 (micropump) 등이 사용될 수 있다. 마이크로 펌프의 구동 방식으로는, 압전 구동 방식, 공압 구동 방식, 열 또는 전기화학적 방식 등의 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 공지의 마이크로 펌프가 사용될 수 있다.The drug supply device 150 is a device for injecting the drug 121 into the drug chamber 120, and a micropump or the like can be used. As the driving method of the micropump, various methods such as a piezoelectric driving method, a pneumatic driving method, a thermal or electrochemical method can be used, and a well-known micropump can be used.

약물 공급 장치 (150) 와 연통되는 약물 공급구 (123) 는 제2 공간의 측부에 위치하며, 바람직하게는 탄성막 (130) 과 인접하여 위치하는 것이 바람직하다. 그 이유는 탄성막 (130) 의 후퇴에 따른 역압의 발생 지점에 직접 약물 (121) 을 공급하기 위함이다. 또한, 약물 공급구 (123) 는 도 1a와 같이 한 개가 형성되는 것에 한정되는 것은 아니며, 2개 이상이 형성될 수도 있다. 특히, 약물 공급 장치 (150) 로 발생시킬 수 있는 유압이 작다면 약물 공급구 (123) 의 수를 늘리는 것이 바람직하다. 또한, 약물 공급구 (123) 가 복수일 경우에는 서로 등간격을 가지도록 배치하는 것이 압력 분포를 균일하게 할 수 있어 바람직하다.The drug supply port 123, which is in communication with the drug supply device 150, is preferably located on the side of the second space, and preferably adjacent to the elastic membrane 130. The reason for this is to supply the drug 121 directly to the point of occurrence of back pressure due to retraction of the elastic membrane 130. Further, the drug supply port 123 is not limited to one as shown in FIG. 1A, and two or more drug supply ports 123 may be formed. In particular, if the hydraulic pressure that can be generated by the drug supply device 150 is small, it is preferable to increase the number of the drug supply ports 123. When there are a plurality of drug supply ports 123, it is preferable to arrange the drug supply ports 123 so as to be equally spaced from each other because the pressure distribution can be made uniform.

힘 인가 장치 (160) 는 가압 수단으로서, 압력 챔버 (110) 에 형성된 가압부 (112) 에 대해 힘을 가할 수 있도록 구성된다. 여기서 가압부 (112) 는 압력 챔버 (110) 에 의해 형성되는 제1 공간과 탄성막 (130) 이 접하는 부분 이외의 부분의 전부 또는 일부에 형성되고, 가요성 (可撓性) 재질로 이루어진다. 가압부 (112) 는 힘 인가 장치 (160) 에 의해 변형이 가능하며, 특히 압력 챔버 (110) 의 내측 방향으로 변형되어, 제1 공간의 크기를 줄임으로써, 제1 공간 내부의 압력을 증가시킬 수 있다.The force applying device 160 is configured to apply force to the pressing portion 112 formed in the pressure chamber 110 as a pressing means. Here, the pressing portion 112 is formed on all or a part of the first space formed by the pressure chamber 110 and the portion other than the portion where the elastic membrane 130 is in contact with, and is made of a flexible material. The pressing portion 112 is deformable by the force applying device 160 and particularly deformed inward of the pressure chamber 110 to reduce the size of the first space so as to increase the pressure inside the first space .

본 실시예에서 가압부 (112) 는 가압 챔버 (110) 의 측면에 형성된 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상면에도 형성할 수 있다. 또한, 힘 인가 장치 (160) 의 후퇴 시 탄성에 의해 원래의 모양으로 회복될 수 있도록 가압부 (112) 의 재질은 탄성 재질로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 가압부 (112) 는 밀폐성을 고려하여 고무 등의 재질로 이루어질 수 있다.Although the pressing portion 112 is formed on the side surface of the pressing chamber 110 in the present embodiment, the pressing portion 112 is not limited thereto and may be formed on the upper surface. Further, it is more preferable that the material of the pressing portion 112 is made of an elastic material so that the force applying device 160 can be restored to its original shape by the elasticity when the force applying device 160 is retracted. For example, the pressing portion 112 may be made of a material such as rubber in consideration of the hermeticity.

힘 인가 장치 (160) 는 가압부 (112) 를 눌러, 결국에는 마이크로 노즐 (122) 로 분사되는 약물 (121) 의 분사 속도를 높일 수 있는 장치로서, 가압부 (112) 를 변형시킬 수 있다면 어떠한 장치라도 사용이 가능하다. 예를 들어, 힘 인가 장치 (160) 로는 피스톤-실린더, 전자석, 압전 소자 및 스텝 모터 등을 이용한 직선 구동 장치 등 다양한 장치가 활용될 수 있다.The force application device 160 is an apparatus capable of increasing the injection speed of the drug 121 that is finally pushed by the micro-nozzle 122 by pressing the pushing portion 112. If the pushing portion 112 can be deformed, Devices can also be used. For example, as the force application device 160, various devices such as a piston-cylinder, an electromagnet, a linear drive device using a piezoelectric element and a step motor, and the like can be utilized.

한편, 도 1b를 참조하면, 힘 인가 장치 (160a) 로서, 가압 챔버 (161) 와 펌프 (162) 를 사용할 수도 있다. 여기서, 가압 챔버 (161) 는 가압부 (112) 를 경계선의 일부로 하여 형성된 가압 공간을 둘러싸며 위치한다. 펌프 (162) 를 이용하여, 가압 챔버 (161) 내의 작동 유체를 주입하거나 배출함으로써, 가압부 (112) 를 변형시킬 수 있다.Referring to FIG. 1B, a pressure chamber 161 and a pump 162 may be used as the force application device 160a. Here, the pressurizing chamber 161 surrounds the pressurizing space formed by the pressurizing portion 112 as a part of the boundary line. By using the pump 162 to inject or discharge the working fluid in the pressurizing chamber 161, the pressurizing portion 112 can be deformed.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 약물 전달 장치의 측단면도이다.3 is a side cross-sectional view of a drug delivery device according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 약물 전달 장치 (100b) 는, 도 1a의 약물 전달 장치 (100) 와 압력 챔버 (110b) 와 가압 수단 [힘 인가 장치 (160b)] 에 대해서만 차이가 있을 뿐, 나머지 구성은 동일하므로, 차이를 중심으로 설명하고, 나머지 부분의 설명은 생략한다.3, the drug delivery device 100b of the present embodiment differs only in the drug delivery device 100, the pressure chamber 110b, and the urging means (force applying device 160b) Since the remaining components are the same, the differences will be mainly described, and the description of the remaining portions will be omitted.

본 실시예의 약물 전달 장치 (100b) 는, 압력 챔버 (110b) 와, 약물 챔버 (120) 와, 탄성막 (130) 과, 레이저 장치 (140) 와, 약물 주입 장치 (150) 와, 힘 인가 장치 (160b) 를 포함한다.The drug delivery device 100b of the present embodiment includes a pressure chamber 110b, a drug chamber 120, an elastic membrane 130, a laser device 140, a drug injection device 150, (160b).

제1 공간을 형성하는 압력 챔버 (110b) 는 고정면 (113) 과 가동면 (114) 을 포함하여 구성된다. 고정면 (113) 과 가동면 (114) 은 모두 강체로 형성되는데, 고정면 (113) 은 고정되어 이동하지 않는 면을 의미하며, 가동면 (114) 은 고정면 (113) 에 대하여 이동할 수 있는 면을 의미한다. 즉, 고정면 (113) 의 이동으로 인해 제1 공간의 크기가 변화함으로써, 그 내부의 압력이 변화한다. 또한, 고정면 (113) 과 가동면 (114) 사이는 압력 발생용 액체 (111) 가 누출되지 않도록 밀봉되어 있다.The pressure chamber 110b forming the first space includes a fixed surface 113 and a movable surface 114. [ The fixed surface 113 and the movable surface 114 are both formed of a rigid body. The fixed surface 113 means a surface that is fixed and does not move. The movable surface 114 is movable with respect to the fixed surface 113 Surface. That is, as the size of the first space changes due to the movement of the fixing surface 113, the pressure inside the first space changes. Between the fixed surface 113 and the movable surface 114, the pressure generating liquid 111 is sealed so as not to leak.

힘 인가 장치 (160b) 는 가동면 (114) 에 힘을 인가하여, 가동면 (114) 을 고정면 (113) 에 대하여 이동시킴으로써, 가압 수단으로서 작용한다. 힘 인가 장치 (160b) 로는 피스톤-실린더, 전자석, 압전 소자 및 스텝 모터 등을 이용한 직선 구동 장치 등 다양한 장치가 활용될 수 있다.The force application device 160b acts as a pressing means by applying a force to the movable surface 114 and moving the movable surface 114 relative to the fixed surface 113. [ As the force applying device 160b, various devices such as a piston-cylinder, an electromagnet, a linear driving device using a piezoelectric element and a step motor, and the like can be utilized.

도 1a 에 따른 약물 전달 장치 (100), 도 1b에 다른 약물 전달 장치 (100a) 및 도 3에 따른 약물 전달 장치 (100b) 는 모두 힘 인가 장치 (160, 160a, 160b) 에 의해 제1 공간의 부피를 감소시킴으로써, 탄성막 (130) 에 압력을 가할 수 있다. 이 압력을 이용하여 마이크로 노즐 (122) 로 분사되는 약물 (121) 은 더 큰 분사 속도를 얻을 수 있다.The drug delivery device 100 according to FIG. 1A, the drug delivery device 100a according to FIG. 1B and the drug delivery device 100b according to FIG. 3 are all powered by the force application devices 160, 160a, By reducing the volume, it is possible to apply pressure to the elastic membrane 130. By using this pressure, the drug 121 injected into the micro-nozzle 122 can obtain a larger injection speed.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 약물 전달 장치 (100b) 의 측단면도이다.4 is a side cross-sectional view of a drug delivery device 100b according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 약물 전달 장치 (100c) 는 압력 챔버 (110c) 와, 약물 챔버 (120) 와, 탄성막 (130) 과, 레이저 장치 (140) 와, 약물 주입 장치 (150) 와, 유압 펌프 (160b) 를 포함한다.4, the drug delivery device 100c of the present embodiment includes a pressure chamber 110c, a drug chamber 120, an elastic membrane 130, a laser device 140, a drug injection device 150, And a hydraulic pump 160b.

압력 챔버 (110c) 는 기본적으로 도 1a의 압력 챔버 (110) 와 동일하지만, 내부에 형성되는 제1 공간은 밀폐된 공간은 아닌 점에서 차이가 있다. 또한, 압력 챔버 (110c) 의 모든 면은 강체로 형성되어, 도 1a의 가압면 (112) 이 형성되어 있지 않다는 점에서도 차이가 있다. 즉, 본 실시예에서의 제1 공간은 후술할 유압 펌프 (160c) 를 통해 연통되어 있다. 그러나, 이외의 구성은 도 1a와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.The pressure chamber 110c is basically the same as the pressure chamber 110 of FIG. 1A, except that the first space formed therein is not an enclosed space. Further, all the surfaces of the pressure chambers 110c are formed of a rigid body, so that the pressure surface 112 of FIG. 1A is not formed. That is, the first space in this embodiment is communicated through a hydraulic pump 160c to be described later. However, the remaining configuration is the same as that of FIG. 1A, and therefore, a detailed description thereof will be omitted.

유압 펌프 (160c) 는 압력 발생용 액체 (111) 를 제1 공간 내로 주입하거나 배출할 수 있는 장치를 말하며, 예를 들어 마이크로 펌프가 사용될 수 있다. 마이크로 펌프의 구동 방식으로는, 압전 구동 방식, 공압 구동 방식, 열 또는 전기화학적 방식 등의 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 공지의 마이크로 펌프가 사용될 수 있다. 유압 펌프 (160b) 를 통해 압력 발생용 액체 (111) 를 주입하면, 제1 공간 내의 압력이 증가하므로, 약물 (121) 의 분사 속도를 높일 수 있다.The hydraulic pump 160c is a device capable of injecting or discharging the pressure generating liquid 111 into the first space, for example, a micro pump can be used. As the driving method of the micropump, various methods such as a piezoelectric driving method, a pneumatic driving method, a thermal or electrochemical method can be used, and a well-known micropump can be used. When the pressure generating liquid 111 is injected through the hydraulic pump 160b, the pressure in the first space is increased, so that the injection speed of the drug 121 can be increased.

이하에서는 상술한 약물 전달 장치 (100, 100a, 100b, 100c) 를 사용하여, 약물 (121) 을 분사하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of spraying the drug 121 using the drug delivery devices 100, 100a, 100b, and 100c will be described.

먼저, 피부의 해당 부위에 마이크로 노즐 (122) 을 접촉시킨 후, 약물 (121) 의 분사를 위해 레이저 장치 (140) 를 구동시킨다. 레이저 장치 (140) 에 구동 신호를 인가하는 방식으로 구동하면, 발광원 (141) 에서 레이저 광이 주사되어, 광 파이버 (142) 를 통해 파이버 팁 (143) 으로 전달되며, 이어서 레이저 광이 집중된 채로 압력 발생용 액체 (111) 중으로 주사된다. First, the micro nozzle 122 is brought into contact with a corresponding portion of the skin, and then the laser device 140 is driven to inject the drug 121. The laser light is scanned by the light emitting source 141 and is transmitted to the fiber tip 143 through the optical fiber 142. Then the laser light is concentrated And is injected into the liquid 111 for generating pressure.

도 5는 구형의 버블과 탄성막의 거동을 시간에 따라 나타낸 도면이며, 도 6은 탄성막 하부의 약물에 인가되는 압력의 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프이며, 도 7은 도 6의 압력을 형성하기 위해 가압 수단에 의해 인가되어 탄성막에 가해지는 압력을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the behavior of the spherical bubbles and the elastic membrane with time, FIG. 6 is a graph showing a change with time of the pressure applied to the drug under the elastic membrane, and FIG. Is a graph showing the pressure applied to the elastic membrane by the pressure applying means with time.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 약물 전달 장치 (100, 100a, 100b, 100c) 에서 버블 (SB) 이 생성되어 소멸되기면서 탄성막 (130) 이 변형된다 [참조 : Experimental and numerical study of transient bubble-elastic membrane interaction, Turangan et al, J. Appl. Phys. 100, 054910 (2006)].5, bubbles SB are generated and destroyed in the drug delivery devices 100, 100a, 100b, and 100c of the present embodiment, and the elastic membrane 130 is deformed (refer to Experimental and numerical study of transient bubble -elastic membrane interaction, Turangan et al , J. Appl. Phys. 100, 054910 (2006)).

다시 도 5를 참조하면, t1 부터 t3까지는 탄성막 (130) 이 아래쪽으로 변형되어 약물 챔버 (110) 내부의 압력이 증가하나, t4 이후에서는 버블 (SB) 이 소멸됨으로 인해 탄성막 (130) 이 다시 위쪽으로 탄성적으로 회복되면서 탄성막 (130) 과 인접한 약물 챔버 (110) 내부의 압력이 국소적으로 감소하게 된다.Referring to FIG. 5 again, the elastic membrane 130 is deformed downward from t 1 to t 3 to increase the pressure inside the drug chamber 110. However, since the bubble SB disappears after t 4 , 130 are elastically restored upward, the pressure inside the elastic membrane 130 and the adjacent drug chamber 110 is locally reduced.

도 6을 참조하면, 탄성막 (130) 하부의 약물 (121) 에 인가되는 압력이 실선으로 도시되어 있다. 이 압력은 버블 (SB) 이 형성되기 시작하는 t1부터 증가하여 버블 (SB) 이 최대 크기가 되는 t3에서 최대가 되고, 버블 (SB) 이 감소되어 압력이 감소하다가 t6에서 최소가 된다. 탄성막 (130) 은 탄성을 가지고 있으므로, 어느 정도의 진동 (oscillation) 을 수반하게 되어, 결국에는 초기 압력 P1으로 돌아간다.Referring to FIG. 6, the pressure applied to the drug 121 under the elastic membrane 130 is shown by a solid line. This pressure increases from t 1 at which the bubble SB starts to be formed to a maximum at t 3 at which the bubble SB becomes the maximum size and bubble SB is decreased to decrease the pressure at the minimum at t 6 . Since the elastic membrane 130 has elasticity, it is accompanied by a certain degree of oscillation and eventually returns to the initial pressure P 1 .

여기서, 버블 (SB) 의 형성으로 얻을 수 있는 최대 압력을 Pbubble라고 하고, 최종적으로 얻고자 하는 최대 압력을 Pmax라고 한다면, 결국 최종적으로 얻고자 하는 압력 그래프는 도 6의 일점 쇄선과 같다. 이 경우, 버블 (SB) 로 형성할 수 있는 압력 Pbubble 을 보충하기 위해서는 가압 수단 (160, 160a, 160b, 160c) 을 사용할 필요가 있다.Here, if the maximum pressure obtained by forming the bubble SB is referred to as P bubble and the maximum pressure to be finally obtained is referred to as P max , the pressure graph to be ultimately obtained is the same as the dotted line in FIG. In this case, it is necessary to use the pressure means 160, 160a, 160b, 160c to supplement the pressure P bubble that can be formed by the bubble SB.

도 7을 참조하면, 탄성막 (130) 하부에서 (Pmax - Pbubble) 만큼을 최대 크기로 하는 압력 분포를 형성하도록, 가압 수단 (160, 160a, 160b, 160c) 을 구동한다. 이러한 가압 수단 (160, 160a, 160b, 160c) 의 작용에 의해 더 큰 분사력을 얻을 수 있게 됨으로써, 보다 향상된 분사 속도를 얻을 수 있다.Referring to FIG. 7, the pressure means 160, 160a, 160b and 160c are driven so as to form a pressure distribution having a maximum magnitude of (P max - P bubble ) below the elastic membrane 130. By the action of these pressing means 160, 160a, 160b, 160c, it is possible to obtain a larger spraying force, so that a further improved spraying speed can be obtained.

한편, t5 에서 t7 의 시점에서는 탄성막 (130) 이 압력 챔버 (110) 방향으로 변형되는 것을 방지하기 위해, 가압 수단 (160, 160a, 160b, 160c) 은 P1-Prev 만큼의 압력을 인가하는 것이 바람직하다. 이는 탄성막 (130) 하부에서 발생하는 급격한 역압의 형성을 방지하는 것에 효과적이다.On the other hand, at the time t 5 the t 7 in order to prevent the elastic membrane 130 is deformed by the pressure chamber (110) direction, and pressure means (160, 160a, 160b, 160c ) is P 1 -P rev It is preferable to apply a pressure of the same amount. This is effective for preventing the formation of a sudden back pressure generated in the lower portion of the elastic membrane 130.

상술한 바와 같이, 레이저 장치 (140) 의 구동과 가압 수단 (160, 160a, 160b, 160c) 의 구동은 연동되어야 할 필요가 있다. 이러한 연동은, 레이저 장치 (140) 및 가압 수단 (160, 160a, 160b, 160c) 과 연결된 제어부 (미도시) 에 의해 행하여 질 수 있다.As described above, it is necessary that the driving of the laser device 140 and the driving of the pressing means 160, 160a, 160b, 160c are interlocked. This interlocking can be performed by a control unit (not shown) connected to the laser device 140 and the pressing means 160, 160a, 160b and 160c.

도 8은 탄성막 하부의 약물에 인가되는 압력의 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프이며, 도 9는 도 8의 압력을 형성하기 위해 가압 수단에 의해 인가되어 탄성막에 가해지는 압력을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing a change with time of the pressure applied to the drug under the elastic membrane, and Fig. 9 is a graph showing the change in the pressure applied to the elastic membrane with time Graph.

도 8 및 도 9를 참고하여, 상술한 도 6 및 도 7의 가압 수단 (160, 160a, 160b, 160c) 의 제어방법과 다른 제어방법을 설명하도록 한다.The control method of the pressing means 160, 160a, 160b, and 160c of FIGS. 6 and 7 and other control methods will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.

도 8을 참조하면, 도 6과 비교하여 버블 (SB) 이 최대로 확대되고 일정 시간 후, 즉 t4에 최대의 압력 Pmax가 형성되도록 가압 수단 (160, 160a, 160b, 160c) 을 제어한다.Referring to FIG. 8, the pressure means 160, 160a, 160b, and 160c are controlled so that the bubble SB is maximally expanded and a maximum pressure P max is formed after a certain time, that is, at t 4 .

이는 버블 (SB) 의 팽창 시에는 팽창력을 이용하여 탄성막 (130) 에 압력을 가하고, 버블 (SB) 이 축소될 때에는 가압 수단 (160, 160a, 160b, 160c) 을 이용하여 부족한 압력을 보충하는 방법이다.When the bubble SB expands, pressure is applied to the elastic membrane 130 by using the expansion force. When the bubble SB is reduced, the pressure is supplemented by the pressure means 160, 160a, 160b, 160c Method.

도 9를 참조하면, 버블 (SB) 이 최대로 되는 t3에 가압 수단 (160, 160a, 160b, 160c) 을 작동하여 t4에 탄성막 (130) 에 (Pmax - Pb4) 의 압력을 가하도록 제어함으로써, t4에 최대의 압력을 탄성막 (130) 에 인가할 수 있다. 참고로, Pb4 는 t4에서 버블 (SB) 에 의해 탄성막 (130) 에 인가되는 압력을 의미한다.9, the bubble (SB) is pressed to t 3 is the maximum unit (160, 160a, 160b, 160c ) to operate by the elastic membrane 130 to t 4 - the pressure (P max P b4) The maximum pressure can be applied to the elastic film 130 at t 4 . For reference, P b4 Refers to the pressure applied to the elastic membrane 130 by the bubble SB at t 4 .

이외의 방법은 도 6 및 도 7에 의한 제어 방법과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.The other method is the same as the control method according to Fig. 6 and Fig. 7, and thus a detailed description thereof will be omitted.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

SB, CB…버블 110, 110a, 110b, 110c…압력 챔버
111…압력 발생용 액체 120…약물 챔버
121…약물 122…마이크로 노즐
123…약물 공급구 130…탄성막
140…에너지 집중 장치(레이저 장치)
141…발광원 142…광 파이버
143…파이버 팁 150…약물 공급 장치
160, 160a, 160b, 160c…가압 수단
100, 100a, 100b, 100c…본 발명의 약물 전달 장치SB, CB ... Bubbles 110, 110a, 110b, 110c ... Pressure chamber
111 ... Pressure generating liquid 120 ... Drug chamber
121 ... Drug 122 ... Micro nozzle
123 ... Drug supply area 130 ... Elastic membrane
140 ... Energy Concentrator (Laser Device)
141 ... Luminescent source 142 ... Optical fiber
143 ... Fiber tip 150 ... Drug supply device
160, 160a, 160b, 160c ... Pressurizing means
100, 100a, 100b, 100c ... The drug delivery device

Claims (8)

압력 발생용 액체로 채워져 밀폐되는 제1 공간과, 약물로 채워지며 마이크로 노즐 및 약물 공급구에 의해 외부와 연통되는 제2 공간과, 상기 제1 공간 내의 상기 압력 발생용 액체에 에너지를 집중시켜 버블을 발생시키는 에너지 집중 장치를 포함하고, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간은 탄성막에 의해 분리됨과 함께, 상기 제1 공간의 적어도 일부 및 상기 제2 공간의 적어도 일부는 상기 탄성막에 접하는 마이크로젯 약물 전달 장치에 있어서,
상기 제1 공간의 크기를 축소시킴으로써, 상기 제1 공간 내의 압력 발생용 액체의 압력을 증가시킬 수 있는 가압 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 장치.A first space filled with a pressure generating liquid and sealed, a second space filled with a drug and communicating with the outside by a micro nozzle and a drug supply port, and a second space communicating with the bubble Wherein the first space and the second space are separated by an elastic membrane and at least a part of the first space and at least a part of the second space are connected to a micro- In a jet drug delivery device,
And pressure means for increasing the pressure of the pressure generating liquid in the first space by reducing the size of the first space. 제1 항에 있어서,
상기 제1 공간과 상기 탄성막이 접하는 부분 이외의 부분의 전부 또는 일부는 가요성 재질인 가압부로 이루어지며,
상기 가압 수단은, 상기 가압부에 대해 힘을 가할 수 있도록 구성되는 힘 인가 장치인 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 장치.The method according to claim 1,
All or a part of the portion other than the portion in contact with the first space and the elastic membrane is composed of a pressing portion which is a flexible material,
Wherein the pressing means is a force applying device configured to apply a force to the pressing portion. 제1 항에 있어서,
상기 제1 공간은 고정면과 가동면에 의해 형성되고,
상기 가압 수단은, 상기 가동면을 이동시키는 이동 장치인 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first space is formed by a fixed surface and a movable surface,
Wherein the pressing means is a moving device for moving the movable surface. 제1 항에 있어서,
상기 에너지 집중 장치는 Er:YAG 레이저 장치인 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 장치.The method according to claim 1,
Wherein the energy concentration device is an Er: YAG laser device. 제1 항에 있어서,
상기 에너지 집중 장치는 전기 에너지를 집중시킬 수 있는 전기 전극인 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 장치.The method according to claim 1,
Wherein the energy concentration device is an electric electrode capable of concentrating electric energy. 제1 항에 있어서,
상기 버블의 형상은 구형인 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 장치.The method according to claim 1,
Wherein the shape of the bubble is spherical. 제1 항에 있어서,
상기 제2 공간에 약물을 공급하는 약물 공급 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 장치.The method according to claim 1,
And a drug supply device for supplying the drug to the second space. 제1 항에 있어서,
상기 가압 수단은 상기 에너지 집중 장치에 의해 발생된 버블이 최대의 크기가 되었을 때부터 작동하여, 상기 제1 공간 내에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 장치.The method according to claim 1,
Wherein the pressurizing means operates from a time when a bubble generated by the energy concentration device reaches a maximum size, thereby applying a pressure in the first space.
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