KR101440448B1 - 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈에 관한 것으로서, 특히 스텐트 등의 대상물에 전기방사를 통해 약물을 효과적으로 코팅할 수 있는 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈에 관한 것이다.
본 발명의 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈은, 대상물에 약물을 분사하여 코팅하는 전기방사 노즐모듈에 있어서, 일단에 배출공이 형성되어 외부에서 공급된 질소가스가 상기 배출공을 통해 외부로 분사되는 하우징과; 일단이 상기 배출공에 삽입 배치되어 약물을 외부로 분사하고, 타단에 전기가 공급되는 노즐부를 포함하여 이루어지되, 상기 배출공은 상기 노즐부의 일단의 둘레에 배치되고, 상기 노즐부의 일단을 통한 약물의 분사시 상기 노즐부의 일단의 둘레를 통해 질소가스도 함께 분사되는 것을 특징으로 한다.

Description

약물 코팅용 전기방사 노즐모듈 { ELECTROSPINING NOZZLE MODULE FOR COATING DRUG }

본 발명은 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈에 관한 것으로서, 특히 스텐트 등의 대상물에 전기방사를 통해 약물을 효과적으로 코팅할 수 있는 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈에 관한 것이다.

고기능화, 생체조직 용도 등 나노소재의 적용이 증가하고 있으며, 기계, 화학산업 등 전통산업에서도 고기능화를 위한 나노소재의 적용이 점차 증가하고 있다.

이러한 나노소재에 약물을 코팅하는 방법으로는, 디핑(Dipping), 초음파 코팅법, 전기방사 시스템 등이 있다.

이 중에서 전기방사 시스템이 약물코팅에 최적화된 시스템으로 알려져 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0037495호에는 의료용 스텐트에 코팅층을 형성할 수 있는 전기 방사 장치가 개시되어 있다.

도 5은 종래의 스텐트 코팅장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 종래의 전기 방사 장치는, 스텐트 회전부(100), 코팅액 분사부(300), 좌우이동부재(500) 및 제어부로 이루어진다.

상기 스텐트 회전부(100)는 혈관내에 삽입되는 스텐트를 회전시킨다.

이러한 상기 스텐트 회전부(100)는 좌우방향으로 연장형성되는 원통형상의 콜렉터(110)와, 상기 콜렉터(110)를 정역회전시키는 구동부재(130)로 구성된다.

상기 콜렉터(110)의 외주연에는 작업자에 의해 스텐트가 밀착된 상태로 수동으로 끼워질 수 있다.

상기 구동부재(130)는 수직판(71)에 결합된다.

상기 구동부재(130)의 구동축(131)에는 상기 콜렉터(110)가 수평으로 축결합된다.

상기 구동부재(130)는 상기 콜렉터(110)의 외주연에 상기 스텐트가 작업자에 의해 밀착된 상태로 끼워진 상태에서 상기 제어부의 제어에 의해 상기 콜렉터(110)를 정역회전시킨다.

상기 코팅액 분사부(300)는 유입관(310), 분배관(330) 및 분사노즐(350)로 이루어진다.

그러나, 위와 같은 전기방사 시스템을 종래의 약물 코팅방법은, 모두 약물 방출 제어가 어렵고, 한번에 많은 양이 방출되는 문제점을 가지고 있으며, 모두 수작업으로 이루어지고 있는 실정이다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 최근 약물방출 제어가 가능하고 단가를 낮출 수 있는 새로운 전기방사시스템 개발을 위한 연구가 활발히 시도되고 있으나, 약물 코팅에 있어서는 아직도 한계가 있다.

도 6은 종래의 전기방사시스템에 사용되는 노즐에 대한 도면이다.

도 6에 도시된 종래의 전기방사에 사용되고 있는 노즐의 구조로는, 라파마신(Rapamacin), 헤파린(Heparin) 등과 같은 혈관 질환용 약물을 코팅하는데 불가능하다.

그리고, 도 6에 도시된 노즐로는 약물 방사시 전기장에 의하여 방사가 제대로 되지 않고 약물이 타켓팅(targeting)이 안되는 문제가 있으며, 일반 공기 상태에서는 약물을 분사하여 코팅하기 때문에 감염의 위험이 존재한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 스텐트 등과 같은 대상물에 약물을 정확하고 효과적으로 코팅할 수 있고, 약물을 분사하여 코팅할 때 약물이 일반 공기에 노출되어 감염되는 것을 방지할 수 있는 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈은, 일단에 배출공이 형성되어 외부에서 공급된 가스가 상기 배출공을 통해 외부로 분사되는 하우징과, 일단이 상기 배출공에 삽입 배치되어 약물을 외부로 분사하고 타단에 전기가 공급되는 노즐부를 포함하여 이루어져 대상물에 약물을 분사하여 코팅하는 전기방사 노즐모듈에 있어서,
상기 가스는 질소가스로 이루어지며,
상기 배출공의 직경은 상기 노즐부의 일단의 외경보다 크게 형성되고, 상기 배출공의 내주면과 상기 노즐부의 외주면은 상호 이격되어 상기 배출공이 상기 노즐부의 일단의 둘레에 배치되며, 상기 노즐부의 일단을 통한 약물의 분사시 상기 노즐부의 일단의 둘레를 통해 상기 가스도 함께 분사되되,
상기 하우징의 내부에는 외부에서 공급된 상기 가스를 확산시키는 확산챔버가 형성되며,
상기 확산챔버는 상기 하우징의 내부에 배치된 가림벽에 의해 형성되고,
상기 가림벽은,
중공기둥 형상으로 이루어져 상기 배출공에서 타단 방향으로 돌출 형성된 제1가림부와;
상기 제1가림부의 타단에서 상기 배출공이 배치된 방향의 반대방향으로 절곡되어 형성된 제2가림부로 이루어지며,
상기 제1가림부와 제2가림부와 상기 하우징의 측벽에 의해 상기 확산챔버가 형성되고,
상기 제2가림부와 상기 하우징의 측벽 사이는 이격되어 상기 확산챔버의 내부를 상기 배출공의 반대방향으로 개방하여 상기 배출공과 연통시키는 분출구가 형성되며,
상기 분출구의 폭은 상기 확산챔버의 폭보다 작은 것을 특징으로 한다.

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상기 하우징은, 일단에 상기 배출공이 형성된 제1하우징과; 일단이 상기 제1하우징의 타단에 결합되는 제2하우징으로 이루어지되, 상기 제2하우징에는 상기 노즐부가 관통하는 관통공이 형성되고, 상기 관통공과 상기 노즐부 사이에는 오링이 배치되어 상기 제1하우징의 내부와 상기 제2하우징의 내부는 차단한다.

상기 노즐부는 상기 하우징에 탈착 가능하게 장착되되, 상기 노즐부는 상기 하우징의 타단에 결합되는 고정커버에 의해 상기 하우징에 고정결합된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

전기방사방식을 이용하여 약물 방출형 혈관 스텐트 등과 같은 대상물에 약물을 정확하고 효과적으로 코팅할 수 있다.

또한, 약물과 함께 질소가스를 분사하도록 함으로써, 약물을 분사하여 코팅할 때 약물이 일반 공기에 노출되어 감염되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈의 단면사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈의 노즐부의 교체 과정도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈의 작동상태를 도시한 단면도,
도 5는 종래의 스텐트 코팅장치를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 6은 종래의 전기방사시스템에 사용되는 노즐에 대한 도면,

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈의 단면사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈의 노즐부의 교체 과정도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈의 작동상태를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈은, 하우징(10)과 노즐부(20)를 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(10)은 일단에 배출공(13)이 형성되어 외부에서 공급된 질소가스가 상기 배출공(13)을 통해 외부로 분사된다.

이러한 상기 하우징(10)은 1개로 이루어질 수 있으나, 본 실시예에서는 제작 및 조립의 편의성을 위해 2개 즉 제1하우징(11)과 제2하우징(12)으로 구성하였다.

상기 제1하우징(11)은 중공 원통 형상으로 이루어지고, 일단에 상기 배출공(13)이 형성되어 있으며, 타단은 전체가 개방되어 있다.

상기 제1하우징(11)은 상기 제1하우징(11)의 내부에 질소가스를 공급하는 질소탱크(41)와 연통되어 연결된다.

상기 제2하우징(12)은 제1하우징(11)과 같이 중공 원통형상으로 이루어지고, 일단이 상기 제1하우징(11)이 타단에 결합되어 상기 제1하우징(11)의 타단을 폐쇄한다.

이러한 상기 제2하우징(12)에는 상기 노즐부(20)가 삽입 관통하는 관통공(19)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 제1하우징(11)의 내부에는 확산챔버(17)를 형성하는 가림벽(14)이 형성되어 있다.

상기 확산챔버(17)는 외부에서 공급된 질소가스를 확산시켜 고르게 혼합되도록 한다.

상기 가림벽(14)은 제1가림부(15)와 제2가림부(16)로 이루어져 있다.

상기 제1가림부(15)는 중공기둥 형상으로 형성되어 상기 배출공(13)에서 타단방향으로 돌출 형성된다.

상기 제2가림부(16)는 상기 제1가림부(15)의 타단에서 상기 배출공(13)이 배치된 방향의 반대방향 즉 외측방향으로 절곡되어 형성된다.

위와 같은 상기 제1가림부(15) 및 제2가림부(16)에 의해, 상기 확산챔버(17)는 상기 제1가림부(15)와 제2가림부(16)와 상기 하우징(10)의 측벽에 의해 둘러싸여 형성된다.

그리고, 상기 가림벽(14)에는 상기 확산챔버(17)의 내부를 상기 배출공(13)과 연통시켜 상기 확산챔버(17)의 내부로 공급되는 질소가스가 상기 배출공(13)으로 이동하도록 하는 분출부(18)가 형성되어 있다.

상기 분출부(18)는 상기 제2가림부(16)를 관통하여 형성될 수도 있으나, 바람직하게는 본 실시예와 같이 상기 제2가림부(16)와 상기 하우징(10)의 측벽 사이의 이격간극에 의해 형성되도록 한다.
이러한 상기 분출구(18)는 상기 확산챔버(17) 내부를 상기 배출공(13)의 반대방향으로 개방하여 상기 배출공(13)과 연통시키게 된다.
이때, 상기 분출구(18)의 폭은 상기 확산챔버(17)의 폭보다 작게 형성되어, 상기 확산챔버(17)의 내부로 공급된 질소가스가 상기 분출구(18)를 통해 배출공(13)으로 이동되기 전에 충분히 확산되어 고르게 혼합되도록 할 수 있다.

따라서, 상기 확산챔버(17)로 공급된 질소가스는 상기 확산챔버(17) 내에서 혼합되어 확산된 후, 상기 분출부(18)를 통해 상기 확산챔버(17)의 외부로 배출되고, 이는 다시 상기 배출공(13)을 통해 외부로 배출된다.

한편, 상기 노즐부(20)는 일단이 상기 배출공(13)에 삽입 배치되고, 타단이 전원부(42)와 연결되어 있다.

상기 노즐부(20)는 약물펌프(43)를 통해 내부로 공급된 약물을 일단을 통해 외부로 분사하고, 타단에는 상기 전원부(42)의 의해 전기가 공급된다.

그리고, 상기 노즐부(20)는 중심부분에서 일단의 끝부분으로 갈수록 그 직경이 점점 작아지다가 일정 길이 동안은 일정한 직경으로 긴 형상을 갖도록 형성된다.

이러한 상기 노즐부(20)는 상기 배출공(13)에 삽입 배치되는데, 이때 상기 배출공(13)은 상기 노즐부(20)의 일단의 둘레에 배치되도록 한다.

이를 위해 상기 배출공(13)의 직경은 상기 노즐부(20)의 일단의 외경보다 크도록 한다.

그리고, 상기 노즐부(20)의 일단과 상기 배출공(13)은 동심으로 배치되도록 한다.

이로 인해, 상기 배출공(13)의 내주면과 상기 노즐부(20)의 외주면은 상호 이격 배치되게 된다.

위와 같은 구조를 가지고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 노즐부(20)의 일단을 통한 약물의 분사시 상기 노즐부(20)의 일단의 둘레를 통해 질소가스도 함께 분사되어, 분사된 약물이 공기중에서 감염되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 노즐부(20)가 관통하는 상기 관통공(19)과 상기 노즐부(20) 사이에는 오링(25)이 배치되어 상기 제1하우징(11)의 내부와 상기 제2하우징(12)의 내부는 차단하도록 한다.

그리고, 상기 노즐부(20)를 통해 배출되는 약물의 종류에 따라 다양한 노즐이 사용되므로, 상기 노즐부(20)는 상기 하우징(10)에 탈착 가능하게 장착되도록 한다.

이를 위해, 상기 제2하우징(12)의 타단에는 상기 노즐을 상기 하우징(10)에 고정시키는 고정커버(30)가 결합된다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.

약물을 코팅하고자 하는 대상물 예를 들어 스텐트(50)에 약물을 분사하여 코팅하고자 할 경우, 상기 노즐부(20)의 일단을 스텐트(50)에 인접하게 배치한다.

그 후, 질소탱크(41)로부터 상기 확산챔버(17)에 질소가스를 공급한다.

상기 확산챔버(17)로 공급된 질소가스는 상기 분출부(18)를 통해 상기 배출공(13)으로 이동하게 된다.

이때, 상기 분출부(18)를 통해 상기 제1하우징(11)의 내부로 공급된 질소가스는 상기 관통공(19)과 상기 노즐부(20)가 상기 오링(25)에 의해 밀폐되어 있기 때문에, 상기 배출공(13)으로만 배출되게 된다.

이러한 상태에서 상기 노즐부(20)에 약물을 공급하고, 전기를 공급한다.

그러면, 약물은 상기 노즐부(20)의 일단을 통해 배출되게 된다.

이때, 상기 노즐부(20)의 일단은 상기 배출공(13)의 안쪽에 배치되어 있는바, 상기 노즐부(20)의 일단을 통해 배출되는 약물은 상기 배출공(13)을 통해 배출되는 질소가스의 안쪽에서 분사된다.

따라서, 분사되는 질소가스 가스의 안쪽에 분사되는 상기 약물은 스텐트(50)에 코팅될 때 일반 공기에 접하여 감염되는 것이 방지된다.

한편, 약물을 바꾸고자 할 경우에는 상기 노즐부(20)를 교체하여야 하는데, 이를 위해서는 먼저 상기 고정커버(30)를 상기 제2하우징(12)으로부터 분리시킨다.

그 후 상기 노즐부(20)를 상기 하우징(10)에서 분리한다.

그런 다음 새로운 노즐부(20)를 상기 하우징(10)에 삽입하고, 상기 고정커버(30)를 상기 제2하우징(12)에 결합하여 상기 노즐부(20)를 고정시킨다.

위와 같은 본 발명은 약물의 종류에 따라 노즐부(20)를 쉽게 교체할 수 있다.

본 발명인 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 하우징, 11 : 제1하우징, 12 : 제2하우징, 13 : 배출공, 14 : 가림벽, 15 : 제1가림부, 16 : 제2가림부, 17 : 확산챔버, 18 : 분출부, 19 : 관통공,
20 : 노즐부, 25 :오링,
30 : 고정커버,
41 : 질소탱크, 42 : 전원부, 43 : 약물펌프,
50 : 스텐트,

Claims (6)

1. 일단에 배출공이 형성되어 외부에서 공급된 가스가 상기 배출공을 통해 외부로 분사되는 하우징과, 일단이 상기 배출공에 삽입 배치되어 약물을 외부로 분사하고 타단에 전기가 공급되는 노즐부를 포함하여 이루어져 대상물에 약물을 분사하여 코팅하는 전기방사 노즐모듈에 있어서,
   상기 가스는 질소가스로 이루어지며,
   상기 배출공의 직경은 상기 노즐부의 일단의 외경보다 크게 형성되고, 상기 배출공의 내주면과 상기 노즐부의 외주면은 상호 이격되어 상기 배출공이 상기 노즐부의 일단의 둘레에 배치되며, 상기 노즐부의 일단을 통한 약물의 분사시 상기 노즐부의 일단의 둘레를 통해 상기 가스도 함께 분사되되,
   상기 하우징의 내부에는 외부에서 공급된 상기 가스를 확산시키는 확산챔버가 형성되며,
   상기 확산챔버는 상기 하우징의 내부에 배치된 가림벽에 의해 형성되고,
   상기 가림벽은,
   중공기둥 형상으로 이루어져 상기 배출공에서 타단 방향으로 돌출 형성된 제1가림부와;
   상기 제1가림부의 타단에서 상기 배출공이 배치된 방향의 반대방향으로 절곡되어 형성된 제2가림부로 이루어지며,
   상기 제1가림부와 제2가림부와 상기 하우징의 측벽에 의해 상기 확산챔버가 형성되고,
   상기 제2가림부와 상기 하우징의 측벽 사이는 이격되어 상기 확산챔버의 내부를 상기 배출공의 반대방향으로 개방하여 상기 배출공과 연통시키는 분출구가 형성되며,
   상기 분출구의 폭은 상기 확산챔버의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항1에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 노즐부의 일단이 삽입 배치되는 상기 배출공이 일단에 형성된 제1하우징과;
   일단이 상기 제1하우징의 타단에 결합되는 제2하우징으로 이루어지되,
   상기 제2하우징에는 상기 노즐부가 관통하는 관통공이 형성되고,
   상기 관통공과 상기 노즐부 사이에는 오링이 배치되어 상기 제1하우징의 내부와 상기 제2하우징의 내부는 차단하는 것을 특징으로 하는 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈.
6. 청구항1에 있어서,
   상기 노즐부는 상기 하우징에 탈착 가능하게 장착되되,
   상기 노즐부는 상기 하우징의 타단에 결합되는 고정커버에 의해 상기 하우징에 고정결합되는 것을 특징으로 하는 약물 코팅용 전기방사 노즐모듈.
   

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