KR101502157B1 - 패치형 약물 주입기 - Google Patents

Abstract

환자에 약물을 자동으로 주입하는 패치형 약물 주입기에 관한 것으로, 환자의 피부 위에 직접 부착 고정할 수 있는 케이스(1)에 약물 주머니(16)와 펌프기구(19) 및 제어회로를 내장하고, 케이스(1) 밑면에 별도의 피하주사용 바늘이나 혈관주사용 카테터를 연결할 수 있는 주사기구 연결용 구멍(9)이 있다. 이와 같은 패치형 약물 주입기는 패치형으로 지극히 간편하고, 일회용으로 펌프기구의 반복 사용으로 인한 고장을 획기적으로 줄여 안전성이 높다.

Description

패치형 약물 주입기{PATCH TYPE INFUSION PUMP}

본 발명은 주사제 약물을 전기로 작동하는 펌프기구와 그 제어회로를 사용하여 환자에 자동으로 주입하기 위한 것으로서, 특히 환자 몸체 부착하는 패치 형태로서 피하나 혈관에 직접 주사할 수 있는 패치형 약물 주입기에 관한 것이다.

진통제나 항암제처럼 독성이 강하거나 인슐린 등 혈중 농도를 일정하게 유지하기 위해 지속적으로 투여할 필요가 있는 주사제 약물을 인체에 전달하기 위해 전기로 작동하는 펌프기구를 사용하고 그 펌프기구를 마이크로컴퓨터로 제어하여 자동으로 주입하는 약물 주입기가 잘 알려져 있다. 이러한 약물 주입기는 작고 휴대할 수 있어 편리함은 물론, 병원 밖 환자가 일상 생활을 하는 중에도 약물 주입에 사용됨으로써 환자들의 정상적인 경제활동을 보장하고 내원 횟수를 줄여준다.

종래의 약물 주입기에 사용된 펌프기구로는 시린지 펌프(하기 특허문헌 1 및 2), 튜브압착 펌프(하기 특허문헌 3 내지 7), 실린더 펌프(하기 특허문헌 8), 그리고 본 발명자에 의한 압전 펌프(하기 특허문헌 9)가 제안되어 있다.

시린지 펌프는 약물이 충전된 시린지를 장착하고 모터와 이 모터의 회전동력을 직선운동으로 변환하는 전동기구를 사용하여 시린지의 플런저를 서서히 가압하는 구조이다. 시린지는 약물을 보충하거나 교체가능하다.

튜브압착 펌프는 수액세트의 일부분인 튜브를 쥐어 짜내는 형태로서 다시 하기 특허문헌 3 내지 5의 지압형(finger presure type)과 하기 특허문헌 6 및 7에 제안된 롤링형(rolling type)으로 구분될 수 있다. 지압형은 약물 주머니와 연결된 튜브가 끼워지는 일직선상의 튜브 지지홈과 그 튜브 지지홈에 끼워진 튜브를 차례로 누르도록 배열된 여러 개의 캠 공이(cam follower)와 캠 그리고 모터를 구비한다. 모터를 구동하면 캠이 회전되고, 캠이 1회전 주기마다 캠 공이들이 차례로 연동하여 튜브를 점진적으로 가압함으로써 튜브 내 약물이 밀려나온다. 한편, 롤링형은 약물 주머니와 연결된 튜브가 끼워지는 원호형 지지홈과 그 원호형 지지홈에 끼워진 튜브를 누르면서 공전하도록 간격을 두고 배치된 롤러들과 이를 구동하는 모터와 복잡한 전동기구를 구비한다. 모터를 구동하면 롤러들이 간격을 두고 튜브를 가압 롤링함으로써 튜브 내 약물이 밀려나온다.

하기 특허문헌 8에 제안된 실린더 펌프는 전술한 롤링형 튜브압착 펌프의 튜브 대신 약물을 직접 펌핑하는 원환형의 실린더를 구성한 것이다. 약물을 직접 펌핑하는 실린더는 1회용으로 본체에 탈착 가능한 별도의 작동 유니트로 제공된다. 본체에는 모터와 이 모터의 동력을 전달하는 동축 상에 결합된 두 개의 구동축을 가진 구동부가 장착된다. 작동 유니트에는 동일 축선 상에서 마주 대하는 2개의 회전체가 있고, 그 2개의 회전체와 케이싱 내벽 사이에 상기 원환형 실린더가 형성된다. 원환형 실린더에는 2개의 회전체에 각각 붙은 2개의 플런저가 수용된다. 실린더의 입구는 약물주머니와 연결되고 그 출구는 인체용 주사기구와 연결된다. 모터를 구동하면 1회전 주기의 처음 300°구간은 동축 상의 구동축 중 일측만 회전하고 타측은 회전하지 않은 상태로 유지되며, 다음 30°구간은 그 양측이 동시에 회전한다. 다시 다음 300°구간은 반대로 일측이 정지하고 타측만 회전하며, 다음 나머지 30°구간은 양측이 동시에 회전한다. 상기 입구와 출구 사이의 중심각은 30°에 맞추어져 있고, 상기 각 플런저의 길이는 중심각 15°를 이룬다. 즉, 2개의 플런저는 상기 30°구간에서 서로 만나며 그 구간의 전단과 후단에서 상기 입구와 출구중 하나가 막힌다. 따라서 전위에 위치한 플런저가 300°구간을 이동할 때 그것에 의해 막혀 있던 입구가 열리면서 약물이 실린더 내부로 유입되는 동시에 그 플런저 앞쪽에 있는 약물이 이미 열려있는 출구로 유출되며, 이러한 작용이 반복됨으로써 약물의 연속적 주입이 가능한 것이다.

한편, 하기 특허문헌 9(대한민국 등록특허 10-1127126)는 본 발명자에 의한 것으로 약물 주머니와 연결된 펌프 백과 이 펌프 백을 팽창·수축시키는 압전 액튜에이터를 사용한 것이다.

KR 10-0478771 B1 (2005-03-16) KR 10-0802068 B1 (2008-01-31) KR 10-0556186 B1 (2006-02-22) KR 10-0561243 B1 (2006-03-22) KR 10-0580586 B1 (2006-05-09) KR 10-1999-0070632 A (1999-09-15) KR 10-0261584 B1 (2000-04-19) KR 10-0948632 B1 (2010-03-12) KR 10-1127126 B1 (2012-03-08)

전술한 종개술들을 종합해 보면, 펌프기구와 수액세트가 분리되어 있어 휴대 사용에 불편이 크다. 또한 펌프기구는 교차오염될 수 있는 부분만 교체토록 하고 나머지를 재사용하게 되는데, 그로 인한 경제적 효과보다도 안전에 대한 위험성이 커지는데 문제가 있다.

따라서 편리성과 함께 안전성을 높이기 위해서는 펌프기구를 간소화, 저가격화하여 수액세트와 펌프기구 및 그 제어회로 모두 일체화하여 부담없이 일회용으로 사용케 하는 것이 바람직하다.

한편, 주사제 약물을 피하나 혈관에 직접 주입하지 않고 간단히 패치 등을 부착하여 피부를 통해 전달하는 경피전달 방법이 알려져 있고, 패치 형태는 그 사용이 매우 간편하나, 피부 각질 등에 의해 흡수율이 매우 낮고 홍반 등 알레르기 반응을 일으킬 수 있는 등 그 실효성과 안전성이 아직 입증되지 않았으므로 현재는 피하나 혈관에 직접 주사하는 방식이 선호되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 약물 저장 주머니와 펌프기구 및 그 제어회로를 하나의 패치 형 케이스에 일체적으로 내장하여 간편하고 안전하게 약물을 자동을 공급하여 피하나 혈관에 직접 주사할 수 있으며, 나아가 펌프기구로서 압전 액튜에이터를 응용, 약물을 직접 뿜어내는 압전펌프 펌프를 사용하여 기존 전기 모터와 그 전동기구를 배제하여 훨씬 저렴하고 작아서 패치형에 적합하고, 고장이나 소음이 없이 안전하게 사용할 수 있는 패치형 약물 주입기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명에 따른 패치 방식 약물 주입기는 환자의 피부 위 일정 면적을 점하여 부착 고정할 수 있는 접착면이 있는 케이스에, 약물 저장 주머니와 함께 전기로 작동하여 약물을 외부로 뿜어내는 펌프기구 및 그 제어회로가 내장되어 있고, 상기 케이스에는 인체에 대한 피하주사용 바늘이나 혈관용 카테터를 연결할 수 있는 주사 연결구가 설치되고, 상기 펌프기구로서 상기 약물 저장 공간과 연결되는 흡입포트, 상기 주사 연결구와 연결되는 토출포트가 있고, 압전 액튜에이터로 약물을 그 흡입포트로부터 토출포트로 펌핑하는 압전펌프 패키지가 구비되고, 이 압전펌프 패키지의 상기 토출포트에 설치되어 그 압전펌프의 정상적인 토출 압력 이상에서만 개방하도록 작동하고 그 작동 압력을 조절할 수 있는 압력식 구조의 체크밸브가 구비된 구성으로 된 것을 그 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기는, 상기 주사 연결구가 상기 케이스의 접착면 아래 피부에 대해 노출되고 상기 피하주사용 바늘이나 혈관용 카테터를 직접 연결할 수 있는 구성으로 되어, 그 시술 부위가 외부에서 보이지 않는 형태로 제공될 수 있으며, 또한 상기 제어회로에 상기 펌프기구의 작동과 정지 조작을 위한 스위치 소자가 포함되고, 상기 케이스의 일부분을 눌러서 그 스위치 소자를 조작할 수 있는 구성으로 될 수 있다.

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상기한 바와 같은 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기는 기존 경피전달 방식의 패치형 주입기와 같이 간단히 몸에 부착하여 착용할 수 있고, 전기로 작동하는 펌프기구와 그 제어회로에 의하여 약물을 자동으로 조절 주입하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 패치형 약물 주입기는 종래의 수액세트와 분리된 약물 주입기와 달리 휴대가 매우 간편하고, 환자의 혈액 역류에 의한 교차오염이나 펌프기구의 반복 사용으로 인한 고장이 없이 안전하게 사용할 수 있다.

한편, 상기 펌프기구는 종래에 알려진 전기 모터와 그 전동기구를 포함하는 어떠한 형태의 펌프도 사용될 수 있으나, 상기에 언급한 압전펌프를 사용함으로써 가격부담이 없고, 소음이 없어 쾌적한 사용환경을 제공하고, 소형화로 패치형 케이스에 적합하며, 압전 소자의 일정한 전기-기계적 특성을 이용하여 약물 주입의 정밀도를 높이는 등 제품의 신뢰도 향상에 효과적이다.

본 발명의 패치형 약물 주입기는 또한 피하주사용 바늘이나 혈관용 카테터의 시술부위가 외부에 노출되지 않으므로 사용자인 환자의 활동성을 좋게하고 타인에 대한 자신감도 고취시킬 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기의 전체 외관을 보인 입체도.
도 2는 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기를 밑에 본 입체도.
도 3은 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기의 구성 부품을 분해한 입체도.
도 4는 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기의 내부 구조를 보인 횡단면도.
도 5는 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기에 피하주사용 바늘을 연결하여 시술한 상태를 보인 부분 절개 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기에 혈관주사용 카테터를 연결하여 시술한 상태를 보인 부분 절개 측면도.
도 7은 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기에 사용된 압전펌프를 구성하는 바람직한 형태의 압전펌프의 패키지를 예시한 단면도.
도 8은 도 7에 보인 압전펌프 패키지의 약물 흡입 동작 상태 단면도.
도 9는 도 7에 보인 압전펌프 패키지의 약물 토출 동작 상태 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기의 제어회로로서 전술한 압전펌프 패키지의 압전펌프에 대응한 회로 구성을 보인 블록다이어그램.

첨부 도면은 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기의 바람직한 실시 형태를 예시한다. 이들 도면의 예시는 어디까지나 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 일부 구성요소가 과장되거나 생략되는 등 실제와는 차이가 있을 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관해 상술한다.

도 1에 나타난 본 발명에 따른 패치형 약물 주입기는 납작하고 환자 몸에 직접 부착할 수 있는 형태로서, 케이스(1) 밑면에 접착제(2)가 일체로 부착돼 있고, 접착제(2) 표면은 이형지(3)로 보호돼 있다. 케이스(1) 상면에는 약물 주입 구멍(4)과 램프 구멍(5) 및 통신 접속 구멍(6)이 있고, 케이스(1) 일부분에 사용자 조작을 위한 누름부(7)가 형성돼 있다. 약물 주입 구멍(4)은 후술하는 약물 주입포트를 노출시키기 위한 것이고, 램프 구멍(5)은 후술하는 표시용 램프의 노출 창, 그리고 통신 접속 구멍(6)은 후술하는 통신용 포트 설치용이다. 누름부(7)는 후술하는 스위치 소자 조작용으로 자체 탄력에 의해 누른 후 놓으면 복원되도록 볼록한 형상으로 형성되며, 또한 그 주위가 더 깊이 오목하게 형성됨으로써 임의로 눌리지 않게 된 것이다.

도시하지 않은 소정의 프로그램이 탑재된 퍼스널 컴퓨터나 전용 시스템을 연결하여 약물 주입에 필요한 작동 조건 설정 입력, 약물 주입정보 수집, 펌웨어 업그레이드 등을 할 수 있게 한다. 여기서 설정 등을 위한 소정의 프로그램이나 전용 시스템은 통상적인 기술 수준에서 달성될 수 있는 것이고, 본 발명의 주제와는 직접적인 관련이 없으므로 편의상 그 상세한 설명은 생략한다. 한편, 누름부(7)는 후술하는 전원 스위치의 조작을 위한 것이다.

도 2를 참조하면, 케이스(1)의 밑면 중심부에 안쪽으로 오목한 홈(8)이 있고, 거기에 주사기구 연결용 구멍(9)이 있다. 이 구멍(9)은 접착제(2)가 홈(8) 주위에 도포됨으로써 외부로 노출되어 별도로 제공되는 피하주사용 바늘(10)이나 혈관주사용 카테터(11)를 연결할 수 있으며, 제품 포장 후 유통시에는 이형지(3)에 가려져 보호됨으로써 오염되지 않는다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전술한 케이스(1)는 상부 덮개(13)와 하부 지지판(14)으로 이루어지고, 그 사이에 약물 주머니(16)와 펌프기구(20) 및 회로기판(22)이 장착된다. 여기서 상부 덮개(13)와 하부 지지판(14)은 위생적인 의료용 플라스틱으로 성형될 수 있는데, 약간의 충격에는 변형되거나 손상되지 않는 경도를 가지며, 부착 시술할 신체 부위에 대응하여 어느 정도 완만하게 휘어질 수 있는 신축성이 있는 재질이 바람직하다. 상부 덮개(13)에는 전술한 구멍들(4,5,6)이 있고, 하부 지지판(14)에는 전술한 주사기구 접속용 구멍(9) 외에 상기 약물 주머니(16)와 펌프기구(20) 및 회로기판(22)을 안정적으로 지지할 수 있는 리브(rib) 구조물(15)이 일체로 형성돼 있다.

약물 주머니(16)는 신축성 튜브를 사용한 것으로, 일단에 주입포트(17)가 설치되고, 타단이 별도의 관로용 튜브(18)를 통해 펌프기구(20)와 연결된다. 여기서 신축성 튜브는 주입포트(17)를 통해 주입되는 약물 양에 따라 팽창하고, 약물 소비량에 따라 점차 수축하는데, 이로써 인체에 주입되는 약물에 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 주입포트(17)는 전술한 상부 덮개(13)의 약물 주입용 구멍(4)에 노출되며, 실리콘 재질로 밀봉된 구조로서 외부의 주사기를 찔러서 약물을 주입할 수 있고, 주입 저장된 약물의 누출을 방지한다.

펌프기구(19)는 약물을 흡입하기 위한 흡입포트(20)와 흡입된 약물을 토출하기 위한 토출포트(21)를 가진다. 흡입포트(20)는 전술한 튜브(18)를 통해 약물 주머니(16)와 연결된다. 토출포트(21)는 전술한 케이스(1)의 하부 지지판(14)에 형성된 주사기 접속용 구멍(9)을 통해 외부로 노출되어 전술한 별도로 제공되는 피하주사용 바늘(10)이나 혈관주사용 카테터(11)와는 물론이고, 통상적인 수액세트와도 연결가능하다(도 5 및 도 6 참조).

회로기판(22)에는 전술한 펌프기구(19)의 작동을 제어하기 위한 회로부품들, 예를 들면 전원용 배터리(23), 마이크로컴퓨터 제어용 칩(24), 조작스위치(25), 표시용 램프(26), 통신용 포트(27) 등이 실장된다. 여기서 조작스위치(25)는 전술한 케이스의 상부 덮개(13)에 형성된 누름부(7)와 인접하여 외부에서 조작가능한 것으로, 예컨대 길게 누르면 전원을 켜지거나 꺼지고, 전원이 켜진 상태에서 짧게 누르면 펌프기구(19)에 의한 약물 주입 동작의 개시와 정지를 위한 신호를 발생한다. 표시용 램프(26)는 전술한 케이스의 상부 덮개(13)에 형성된 표시용 구멍(5)으로 노출되어, 예를 들면 전원이 켜질 때나 펌프기구(19) 작동시 점멸케 하여 그 동작 상태를 알린다. 통신용 포트(27)는 소정의 프로그램이 탑재된 도시하지 않은 퍼스널컴퓨터나 휴대용 단말기 등 외부 시스템을 연결하여, 예를 들면 약물 주입 주기와 주입량 등 동작 조건을 설정하고, 필요시 이행된 약물 주입정보를 수집하거나 펌웨어 업그레이드 등 외부와의 통신을 위한 것으로, 전술한 케이스 상부 덮개(13)의 통신 접속 구멍(6)을 통해 노출된다. 여기서 동작 조건 설정을 위한 소정의 프로그램이나 외부 시스템은 통상적인 기술 수준에서 제공될 수 있는 것이고, 또 본 발명과는 직접적인 관련이 없으므로 편의상 그 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 패치형 약물 주입기는 케이스(1)를 밑면에 부착된 전술한 이형지(3)를 떼고, 도 5와 같이 그 밑에 노출되는 토출포트(21)에 피하주사용 바늘(10) 또는 혈관주사용 카테터(11)를 연결한 상태로, 케이스(1) 밑면에 부착된 접착제(2)를 이용하여 환자 피부의 시술 부위에 직접 부착 고정할 수 있다. 물론, 신체 부위에 따라 필요하다면 별도의 의료용 테이프를 이용할 수도 있다. 시술 부위는 케이스(1)에 가려져 외부에서 보이지 않게 된다. 도 6에서 부호 28은 시술 부위에 있는 정맥혈관을 나타낸 것이다. 참고로 혈관주사용 카테터(11)는 별도의 천자용 바늘(도시생략)과 함께 혈관에 삽입된 상태로 그 천자용 바늘을 제거한 후 상기한 토출포트(21)에 연결하면 되는 것이다.

전술한 펌프기구(19)의 바람직한 형태로서 도 7과 같은 압전펌프 패키지를 구성하였다. 압전펌프 패키지에는 하나의 하우징(30)에 구동용 기판(31), 압전작동 지지판(32), 압전소자(34)와 금속인 압전작동판(35)이 접합된 압전 액튜에이터(33), 챔버 형성판(36), 관로형성판(37)을 차례로 적층하여 소위 압전펌프를 구성하고, 그 압전펌프의 하우징(30)에 약물용 연결관로의 일부로서 전술한 흡입포트(20)와 토출(21)를 직접 형성하고, 그 중 토출포트(21) 안쪽에 약물의 흐름을 각각 한 방향으로 제어하는 체크밸브(38)를 일체적으로 구성한 것이다. 여기서 구동용 기판(31)은 전술한 회로기판(22)과 전기접속되어 입력되는 제어신호를 압전 액튜에이터(33)의 압전소자(34) 양면에 전계신호로서 인가하기 위한 것이다. 압전작동 지지판(32)은 압전 액튜에이터(33)의 압전작동판(35) 양단을 고정 지지한다. 챔버 형성판(36)은 압전 작동판(35)과의 사이에 챔버(39)과 이 챔버(39)에 대한 흡입구(40) 및 토출구(41)를 형성한다. 압전펌프의 흡입구(40)와 토출구(41)는 전술한 흡입포트(20) 및 토출포트(21)와 각각 연통하며, 그 흡입구(40)의 챔버(39) 안 쪽 개구와 토출구(41)의 챔버(39) 바깥 쪽 개구에는 약물의 흐름을 한 방향, 즉 그 흡입구(40)로부터 챔버(39)로, 그리고 챔버(39)에서 토출구(41)로 향하는 방향으로만 열리고, 그 역방향으로는 닫히는 체크밸브(42,43)가 각각 설치된다. 한편, 토출포트(21)에 설치된 전술한 체크밸브(38)는 압력식 구조로서 전술한 토출포트(21)가 있는 지지구(44)에 지지돼 있고, 그 지지구(44)는 하우징(30)에 나사결합돼 있다. 지지구(44)는 도시하지 않은 공구를 사용하여 죄거나 풀 수 있으며, 이로써 그 체크밸브(38)의 작동압력을 조절할 수 있는 것이다. 이같이 구성한 이유는, 압전 액튜에이터(33)의 전계신호가 차단된 상태, 즉 비작동 상태에서, 비록 흡입구(40)와 토출구(41)에 설치된 체크밸브(42,43)에도 불구하고, 전술한 신축성 튜브로 구성된 약물 주머니(16)의 수축 압력에 의해 약물이 저절로 흘러가는 소위 주입 오류를 일으킬 수 있기 때문이다. 즉, 압력식 체크밸브(38)가 압전펌프에 의한 정상적인 토출 압력 이상에서만 작동하도록 그 작동압력을 조절함으로써 상기 주입 오류를 방지할 수 있는 것이다.

이와 같이 구성된 압전펌프는 전계신호 주기가 바뀌거나 그 위상이 반전되는 매 순간마다 약물의 흡입작동(도 8)과 토출작동(도 9)을 반복하여 약물을 연속적으로 뿜어낼 수 있으며, 그 전계신호의 입력 주기나 그 위상반전 주기에 따라 약물을 일정량으로 조절하여 인체에 주입할 수 있는 것이다.

구체적으로, 도 7의 비 작동상태 또는 도 9와 같은 토출 작용 이후에 비반전 전계신호가 인가되면 압전 액튜에이터(33)의 압전소자(34) 길이가 신장되고, 압전작동판(35)이 도 8과 같이 아래로 볼록한 모양으로 변형되어, 챔버(39)는 팽창하여 그 내부 압력이 낮아진다. 이때 흡입구(40)와 토출구(41) 양측 모두에서 챔버(39)로의 흡입력이 작용하나, 체크밸브(42,43) 작용에 의해 흡입구(40)는 열리고 토출구(41)는 닫힌다. 따라서 전술한 약물 주머니(16)에 저장된 약물은 흡입포트(20)와 흡입구(40)를 경유하여 챔버(39)로 흡입되고, 이로써 챔버(39)가 약물로 채워진다.

챔버(39)의 약물로 가득 채워진 상태에서 압전소자(34)에 인가된 전계신호가 차단되거나 그 위상이 반전되면, 도 9와 같이 압전 액튜에이터(33)의 압전소자(34) 및 압전 작동판(35)이 원래의 모습으로 복원되고 챔버(39)가 다시 수축되어 그 내부 압력이 높아진다. 이때는 흡입구(40)와 토출구(41) 양측 모두에 토출압력이 작용하나, 체크밸브(42,43) 작용에 의해 앞의 경우와는 반대로 흡입구(40)가 닫히고, 토출구(41)가 열린다. 결과적으로 챔버(39)를 가득 채우고 있는 약물은 토출구(41)로 토출되고, 이어 압력식 체크밸브(38)를 개방시키면서 전술한 전술한 피하주사용 바늘(10) 또는 혈관주사용 카테터(11)를 통해 인체로 주입된다.

도 9와 같은 토출작용 이후, 챔버(39) 압력이 감소하여 외부와 평형으로 되면 비작동 상태, 즉 도 7과 같이 되며, 이때에는 압력식 체크밸브(38)가 닫혀, 약물이 누출되지 않는다.

전술한 회로기판(22)에 실장되는 제어회로는 전술한 펌프기구(19)의 구동원에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 도 10은 그 펌프기구(19)의 바람직한 형태인 전술한 펌프패키지를 구성하는 압전펌프에 대응한 것이다.

도 10에 있어서, 배터리(23)는 모든 형태의 1차 전지 또는 2차 전지를 사용할 수 있으나, 소형화를 위해 동전 모양의 납작한 이를테면 수은전지가 바람직하다. 제어부(45)는 마이크로컴퓨터의 처리기구를 이용하여 입출력부(47)를 통해 전술한 전원스위치(23) 또는 통신부(48)를 통해 외부 시스템으로부터 입력되는 동작 조건을 설정하고 설정된 조건에 따라 전술한 압전펌프의 작동과 정지를 명령하고 약물 주입 정보 등을 저장 및 출력하도록 프로그램된다. 프로그램 루틴(program routine)은 통상적인 기술 수준에서 작성 및 로드(load)될 수 있는 것이므로 그 자세한 설명은 편의상 생략한다. 전원부(46)는 배터리(23) 전원으로부터 제어부(45) 등 회로 각부에 필요한 전력을 공급하고 관리하기 위한 것으로, 예컨대 잘 알려진 PMIC(power management IC)를 사용할 수 있다. 입출력부(47)는 전술한 전원 스위치(23의 신호나 통신부(48)를 통한 외부 시스템의 입력 정보를 제어부(32)에 전달하고, 또한 저장된 정보를 그 외부 시스템에 출력한다. 통신부(48)는 외부 시스템과의 통신을 위한 인터페이스를 제공한다. 승압부(496)는 배터리(31)의 전압을 전술한 압전펌프 작동에 필요한 전압으로 승압하기 위한 것으로서, 예컨대 잘 알려진 부스터(booster)와 플라백 컨버터(flyback converter)를 사용할 수 있다. 구동부(50)는 제어부(45) 명령에 따라 승압부(49)를 통해 인가되는 전압을 단속하여 전술한 압전 액튜에이터(33)의 전계신호를 출력하는 것으로, 예컨대 잘 알려진 발진기와 브리지회로를 이용한다. 이와 같은 제어회로의 각 부는 이미 압전 소자를 구동하는 분야에서 잘 알려져 있고, 또 쉽게 구현될 수 있는 것이므로 더 이상의 구체적인 설명은 편의상 생략한다.

한편, 도면에는 없으나, 전술한 제어회로는 무선으로 통신할 수 있게 구현될 수 있는 것이고, 그리하여 전술한 전원스위치(23)의 단순한 조작 대신 다양한 설정 모드 변경이나 위급시 약물 주입량을 늘릴 수 있는 볼러스 조작을 위한 별도의 무선 리모트콘트롤러를 제공하는 것도 가능할 것이다.

1: 케이스, 2: 접착제, 3: 이형지, 4: 약물 주입 구멍, 5; 동작 표시 구멍, 6: 통신 접속 구멍, 7: 누름부, 8: 홈, 9: 주사기구 연결용 구멍, 10: 피하주사용 바늘, 11: 혈관주사용 카테터, 13; 상부 덮개, 14; 하부 지지판, 15: 리브 구조물, 16: 약물 주머니, 17: 약물 주입 포트, 18: 연결용 튜브, 19: 펌프기구, 20: 흡입포트, 21: 토출포트, 22: 회로기판, 23: 배터리, 24: 마이크로컴퓨터 칩, 25: 전원스위치 소자, 26: 작동표시용 램프, 27: 통신용 포트, 30: 압전펌프 패키지의 하우징, 31: 구동용 기판, 32: 압전작동 지지판, 33: 압전 액튜에이터, 34: 압전소자, 35: 압전 작동판, 36: 챔버 형성판, 37: 튜브 형성판, 38: 챔버 39;42;43: 체크밸브, 40: 흡입구, 41: 토출구, 44: 지지구, 45: 제어부, 46: 전원부, 47: 입출력부, 48: 통신부, 49: 승압부, 50: 구동부

Claims (6)

1. 환자의 피부 위 일정 면적을 점하여 부착 고정할 수 있는 접착면이 있는 케이스에, 약물 주머니와 함께 전기로 작동하여 약물을 외부로 뿜어내는 펌프기구 및 그 제어회로가 내장되어 있고, 상기 케이스에는 인체에 대한 피하주사용 바늘이나 혈관용 카테터를 연결할 수 있는 주사 연결구가 설치되고, 상기 펌프기구로서 상기 약물 저장 공간과 연결되는 흡입포트, 상기 주사 연결구와 연결되는 토출포트가 있고, 압전 액튜에이터로 약물을 그 흡입포트로부터 토출포트로 펌핑하는 압전펌프 패키지가 구비되고, 이 압전펌프 패키지의 상기 토출포트에 설치되어 그 압전펌프의 정상적인 토출 압력 이상에서만 개방하도록 작동하고 그 작동 압력을 조절할 수 있는 압력식 구조의 체크밸브가 구비된 구성을 특징으로 하는 패치형 약물 주입기.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 주사 연결구가 상기 접착면 아래 피부에 대해 노출되고 상기 피하주사용 바늘이나 혈관용 카테터를 직접 연결할 수 있게 되어, 그 시술 부위가 외부에서 보이지 않는 구성을 특징으로 하는 패치형 약물 주입기.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제어회로에 상기 펌프기구의 작동과 정지 조작을 위한 스위치 소자가 포함되고, 상기 케이스의 일부분을 눌러서 그 스위치 소자를 조작할 수 있는 구성을 특징으로 하는 패치형 약물 주입기.
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