KR101507716B1 - 바늘과 롤러를 갖는 약물 전달 장치 - Google Patents

바늘과 롤러를 갖는 약물 전달 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 축(axle)(14)에 회전 가능하게 장착된 롤러(12)와 저장소(reservoir)(40)를 포함하는 전달 장치(10)에 관한 것으로, 롤러(12)에 위치한 적어도 하나의 중공 바늘(hollow needle)(16)은 상기 저장소(40)와 유체가 통하고, 상기 롤러(12)가 상기 축(14)의 주위로 회전하면서, 상기 저장소(40)의 내용물은 상기 적어도 하나의 중공 바늘(16)을 통과한다.

Description

바늘과 롤러를 갖는 약물 전달 장치{DRUG DELIVERY DEVICE WITH NEEDLES AND ROLLER}
본 발명은, 일반적으로, 피부 치료와 재활력(rejuvenation), 및 인슐린(insulin) 등과 같은 약물의 전달을 위한, 피부를 통한 약물 전달에 관한 것이다.
펑타일 리서피싱(punctile resurfacing)은, 웬만한 주름(wrinkles), 상처(scars), 모공(pores), 착색(pigmentation), 및 피부 결(skin texture)의 개선을 위한 효과적인 피부 재활력을 위해 개발되었다. 표피(epidermis)에 대한 핀 포인트, 분절성 또는 단편성 상처(pin point, segmental or fractional injuries)는 바늘(needles)에 의해 전달될 수 있다.
예를 들어, 남 아프리카의 VIVIDA SA로부터 상업적으로 이용 가능한 MEDICAL ROLL CIT 시스템은 넓게 이격된 미세바늘(microneedles)을 구비한 핸드 헬드 롤러(hand held roller)를 사용한다. 미세바늘은 단지 표피를 침투하기만 할 뿐, 표피를 벗기거나 제거하지 않는다. 이것은 표피에 미소 손상(minute damages)을 일으키고, 상처에 대한 자연스러운 반응으로 콜라겐의 경피 생성을 유도한다. 표피 내에서 미소 천공(micro-punctures)을 생성한 이후, 피부 보호 물질은 상처 부위에 로션 또는 크림을 발라서 스며든다. 피부 보호 물질에 포함된 활성 성분이 미세구멍을 통과하고, 이로 인해 일반적으로 각질층(stratum corneum)에 약물을 바르는 것보다 훨씬 더 효과적이다.
다른 예는, James의 미국 특허 출원 제 20070073217호(2007년 3월 29일 공개)에 설명되고, 이는 생체 활성 물질(bioactive material)을 피하층(subterranean layer of skin)에 전달하기 위한 장치이다. 장치는 각질층을 침투하도록 작동 가능한 바늘을 갖는 롤러 헤드(roller head)를 포함한다. 생체 활성 물질은 하나 이상의 바늘에 배치되어, 헤드의 운동은 생체 활성 물질을 집어들어서, 생체 활성 물질의 일부분을 선택된 위치에 전달하도록 작동하는데, 상기 선택된 위치는 진피, 또는 표피, 또는 진피와 표피, 둘 모두이다. 예를 들어, 생체 활성 물질은 단백질, 비타민, 유전자, 성장 촉진제(growth agent), 약물, 및 펩티드이다. 바늘은 피부 내에서 하나 이상의 섬유아세포(fibroblasts)로부터 콜라겐 생성을 일으키는 상처를 생성한다.
다수의 미세바늘은 또한, 피부를 통한, 백신과 같은 약물 전달을 위해 제안되었다. 예를 들어, Haider 등의 미국 특허 제 7166086호(2007년 1월 23일 특허 결정)은 미세각질 제거기 장치(microabrader device)의 회전 운동을 통한 피부에 물질을 전달하기 위한 장치를 설명한다. 물질은 미세각질 제거기 장치에 존재하는 스프링 장치에 의해 전달될 수 있는 미세돌기(microprotrusions)의 회전 운동을 통해, 또는 미세각질 제거기 장치의 핸들을 통한 작동자의 동작을 통해, 피부에 도포된다. 본 장치는 피부에 대한 압력을 모니터링 할 수 있다. 전달된 물질은 미세각질 제거기 장치 내에 포함된 미세돌기 및 복원액(reconstituting liquid)에 위치할 수 있다.
Haider 등이 각질층을 통한 약물 전달의 서로 다른 방식을 구별하고, 상기 구별은 본 발명의 상세한 설명과 청구범위에서도 마찬가지로 사용된다는 것에 주목한다. "각질제거(abrade)"라는 용어는, 지나친 피부 자극(skin irritation)을 일으키거나, 감염인자(infectious agents)에 대한 피부 장벽(skin's barrier)을 훼손하지 않으면서 피부의 투과성(permeability)을 증가시키기 위해, 각질층 중 적어도 일부분을 제거하는 것을 의미한다. 이는, 구멍 사이의 분쇄되지 않은 각질층의 영역을 포함한 각질층을 통한 이산 구멍(discrete holes)을 생성하는 "천공(puncturing)"과 대조적이다. "침투(penetrating)"라는 용어는, 각질층을 완전히 통과하지 않고, 인접한 층(layers)에 진입하지 않고서, 각질층에 진입하는 것을 의미한다. 이는, 각질층이 피부의 하부 층(underlying layer)의 경계면을 나타낼 정도로 완전히 침투될 수 없음을 의미하지 않는다. 한편, "관통(piercing)"이라는 용어는, 각질층을 완전히 통과하여, 각질층의 아래의 인접한 층에 진입하는 것을 의미한다. Haider 등이 본 장치는 천공이 아닌 각질층의 각질을 제거하기 위한 것이라고 분명하게 주장하는 것을 주목한다.
본 발명은, 일반적으로, 피부 치료와 재활력, 및 인슐린과 같은 약물 전달을 위한, 피부를 통한 약물 전달을 위한 개선된 장치를 제공하고자 한다. 상기 장치는, 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 중공 바늘을 구비한 롤러와, 롤러가 피부 위를 지날 때 바늘을 통해 약물을 전달하기 위한 약물 저장소(drug reservoir)를 포함한다. 약물(drug), 물질(substance), 및 약제(medicament)라는 용어는, 상세한 설명과 청구범위에서 호환성 있게 사용된다.
그래서, 본 발명의 일 실시예에 따라, 축에 회전 가능하게 장착된 롤러, 저장소를 포함하는 전달 장치가 제공되고, 롤러에 위치한 적어도 하나의 중공 바늘은 저장소와 유체가 통하도록 구성되어 있으며, 롤러가 축의 주위로 회전하면서, 저장소의 내용물은 적어도 하나의 중공 바늘을 관통한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 피스톤(piston)은, 롤러가 축의 주위로 회전하면서, 롤러와 피스톤 사이에서, 피스톤이 적어도 하나의 바늘을 통해 저장소의 내용물을 밀어내는 것을 가능하게 하는 상대적인 슬라이딩 운동(relative sliding motion)이 일어나도록, 롤러에 대하여 배열된다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 축은 롤러와 나사 연결(threaded connection)되며, 롤러가 축의 주위로 회전하면서, 롤러는 축을 따라 축 방향으로 이동한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 적어도 하나의 중공 바늘은 도관(conduit)을 통해 저장소와 유체가 통하도록 구성되어 있으며, 롤러는 도관에 대해 회전한다. 예를 들어, 바늘은, 도관에 대해 롤러의 제 1 회전 방향(rotational orientation)에서, 도관을 통해 저장소와 유체가 통하여 유체가 이동될 수 있지만, 도관에 대해서 롤러의 제 2 회전 방향에서, 저장소와는 유체가 통하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 도관은 도관 부재(conduit member)로 형성되고, 적어도 하나의 가이드 핀(guide pin)이 존재하는데, 이는 도관 부재로부터 확장되어, 피스톤에 형성된 적어도 하나의 개구(aperture) 내부로 슬라이드한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 사용자가 잡기 위한 핸들(handle)이 구비되며, 롤러는 핸들에 회전 가능하게 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 장치를 피부에 위치시키는 단계와, 피부를 따라 롤러를 회전시키는 단계를 포함하는 피부 천공 방법이 또한 제공되며, 롤러가 회전할 때, 적어도 하나의 중공 바늘은 피부를 천공하고, 저장소의 내용물은 적어도 하나의 중공 바늘을 통과하여 피부로 들어간다.
본 발명은 도면과 연계되어 고려되면, 다음의 상세한 설명으로부터 보다 충분하게 이해될 것이다.
본 발명은, 피부 치료와 재활력, 및 인슐린과 같은 약물 전달을 위한, 피부를 통한 약물 전달을 위한 개선된 장치를 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되고 작동되는 약물 전달 장치의 부분적으로 절단된 개략도.
도 2와 도 3은, 충전되고 비어있는 구성으로 본 장치의 약물 저장소를 각각 도시하는 도 1의 약물 전달 장치의 개략적인 단면도.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 주사기(syringe)로 약물 전달 장치를 충전하는 것의 개략적인 단면도.
이제, 본 발명의 비제한적인 실시예에 따라 구성되고 작동되는 약물 전달 장치(10)를 예시하는 도 1 내지 3을 참조한다.
장치(10)는 축(14)에 회전 가능하게 장착된 롤러(12)를 포함한다. 하나 이상의 중공 바늘(hollow needle)(16)은 롤러(12)의 외곽(outer contour)으로부터 바깥쪽으로 방사상으로 돌출한다. 예시된 실시예에서, 서로 축 방향으로 이격된 두 세트 이상의 바늘이 있고, 각 세트의 바늘은 서로 방사상으로 이격된 복수의 바늘을 포함한다. 각각의 바늘(16)의 인접 단부(proximal end)(18)(즉, 바늘의 정상부 반대편의 단부)는 롤러(12)의 말단 단부(distal end)(22)에서 안쪽으로 방사상으로 형성된 방사형 채널(radial channel)(20)과 유체가 통한다. 말단 단부(22)에 인접한 세트의 바늘(16)은 방사형 채널(20)과 직접 통한다. 다른 세트의 바늘은 축 방향 채널(axial channels)(24)를 통해 방사형 채널(20)과 통한다.
롤러(12)의 말단 단부(22)는 나사형성 샤프트(threaded shaft)(26)에 연결되고, 이는 다시 축(14)에 형성된 내부 나사형성 구멍(internally-threaded bore)(28)에 나사 연결된다. 축(14)의 말단 단부는 롤러(12)의 말단 단부(22)의 내부면에 면하는 피스톤(30)을 형성한다. 피스톤(30)에 대한 롤러(12)의 운동은 O-링(O-ring, 32)에 의해 밀봉된다.
나사형성 샤프트(26)의 말단 단부는, 롤러(12)의 말단 단부(22)의 내부면에 인접한, (둥근) 도관 부재(34)를 통과한다 {그리고, 부재(34)를 위한 베어링(bearing)으로 작용한다}. 도관(36)은 도관 부재(34)의 하부 단부(도면에서 하부)에 형성된다. 하나 이상의 가이드 핀(37)(도 1에 도시, 도 2 내지 도 3에 미도시)은 도관 부재(34)로부터 연장되어, 피스톤(30)에 형성된 개구(미도시)에서 슬라이드한다. 하나 이상의 개구(38)(도 2 내지 도 3)는, 아래에 추가 설명한 바와 같이, 피스톤(30)에 형성되고, 재충전(refilling)을 위해 사용된다.
저장소(40)는 피스톤(30)의 말단 단부, 롤러(12)의 내부 벽, 및 롤러(12)의 말단 단부(22)의 내부면으로 한정된 체적으로 형성된다. 환자(subject)에 전달될 물질은 저장소(40)에 저장된다.
사용자가 잡기 위한 핸들(42)이 구비된다. 핸들(42)은 축(14)에 고정될 수 있고, 예를 들어, 나사 연결부(44) 또는 임의의 다른 적절한 연결부(예를 들어, 용접)에 의해서 고정될 수 있다. 롤러(12)는 이에 따라 축(14)과 핸들(42)에 대하여 회전한다.
장치(10)를 사용하기 위해, 사용자는 핸들(42)을 잡고, 천공될 피부 위에 장치(10)를 놓는다. 이후, 사용자는 피부를 따라 장치(10)를 굴려서, 롤러(12)가 축(14)을 중심으로 회전하도록 한다. 롤러(12)가 축(14)을 중심으로 회전하는 것과 동시에, 롤러(12)와 피스톤(30) 사이에서, 상대적인 슬라이딩 운동이 일어난다. 구체적으로, 비제한적인 예시된 실시예에서, 롤러(12)가 회전할 때, 나사형성 샤프트(26)는 내부-나사형성 구멍(28)으로 나사 연결되고, 롤러(12)의 말단 단부(22)의 내부면은 피스톤(30)을 향해 축 방향으로 전진한다. 축 운동은 축방향 채널(24)과 핸들(42){및 핸들(42)에 연결되는 축(14)} 사이에 일정한 방향(constant orientation)을 형성하도록, 가이드 핀(37)에 의해 안내된다. 축 운동은 피스톤(30)이 도관(36)을 통해 저장소(40)의 내용물을 밀어내는 것을 가능하게 한다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 도관(36)을 통해 흘러나가는 내용물은, 방사형 채널(20)이 도관(36)과 정렬될 때에만, 바늘(16)로 계속 흘러나갈 수 있다. 이러한 방식으로, 물질은, 피부를 천공하는 바늘인 하부 바늘을 통해서만 흘러나가게 된다. 따라서, 롤러(12)가 피부를 따라 회전할 때, 중공 바늘(16)은 피부를 천공하고, 저장소(40)의 내용물은 바늘(16)을 통과하여 피부로 들어간다.
이 실시예에서, 바늘(16)은, {하부 방사형 채널(20)이 도관(36)과 정렬될 때} 도관(36)에 대한 롤러(12)의 제 1 회전 방향에서, 도관(36)을 통해 저장소(40)와 유체가 통하지만, 제 2 회전 방향에서는, 저장소(40)와 유체가 통하지 않는다(상부 방사형 채널은 차단). 대안적으로, 모든 바늘은, 필요시, 롤러의 완전한 회전 동안, 저장소와 유체가 통하여 있을 수 있다.
상술한 종래 장치에서, 물질은 각질제거(abrasion) 또는 따끔거림(pricking) 후에 도포되거나, 각질제거 요소(abrading elements) 위에 도포된다. 이에 반해, 본 발명에서, 중공 바늘이 피부를 찌를 때, 물질은 중공 바늘을 직접 통과한다. 이는 피부를 통한 물질의 전달에 비해 훨씬 효과적인 방법이다.
이제 본 발명의 일 실시예에 따라, 주사기(50)로 약물 전달 장치(10)를 충전하는 것을 도시하는 도 4를 참조한다. 약물 전달 장치(10)는 롤러(12)를 갖는 핸들(42)의 접합부에서 셉텀(septum)(52)(도 1 내지 도 3에 도시)을 포함할 수 있다. 주사기(50)의 바늘(미도시)은 물질을 저장소(40) 안으로 진입시키도록 셉텀(52)을 찌를 수 있고, 바늘 회수 후, 셉텀(52)은 저장소(40)를 유동적으로 밀봉한다. 대안적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 셉텀(52)이 제거될 수 있고, 이 경우 주사기(50)는 어댑터(53)를 통해 저장소(40)에 물질을 주입하고, 이후 셉텀(52)은 저장소(40)를 밀봉하도록 제자리로 돌아온다.
물질은 개구(38)를 통해 흘러나가서 저장소(40)의 체적을 채울 수 있음을 주목한다. 이러한 경우, 저장소(40)의 체적은 피스톤(30)의 말단 단부, 롤러(12)의 내부 벽, 및 롤러(12)의 말단 단부(22)의 내부면으로 한정될 뿐만 아니라, 개구(38)를 통해 셉텀(52)의 내부면으로 흘러나가기 위해 이용 가능한 체적을 포함한다.
본 발명의 선택 사항 중 하나에서, 본 장치는 단독 사용일 수 있고, 그 안에 (충전된 주사기를 구비한) 주입 가능한 물질을 포함할 수 있다.

Claims (10)

  1. 축(axle)에 회전 가능하게 장착된 롤러와;
    저장소(reservoir);
    상기 저장소와 유체가 통하도록 상기 롤러에 위치하는 적어도 하나의 중공 바늘(hollow needle)로서, 상기 롤러가 상기 축의 주위로 회전하면서, 상기 저장소의 내용물은 상기 적어도 하나의 중공 바늘을 관통하는 적어도 하나의 중공 바늘; 및
    상기 롤러가 상기 축의 주위로 회전하면서 상기 롤러에 대해 배열된 피스톤으로서, 상기 롤러와 상기 피스톤 사이에 상대적인 슬라이딩 운동(relative slidi -ng motion)이 있도록 상기 피스톤이 상기 적어도 하나의 바늘을 통해 상기 저장소의 내용물을 밀어내도록 하며, 상기 피스톤은 상기 롤러의 상기 축에 수직으로 슬라이드하지 않는 피스톤;
    을 포함하는 전달 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 축은 상기 롤러와 나사 연결(threaded connection)되고, 상기 롤러가 상기 축의 주위로 회전하면서 상기 롤러는 상기 축을 따라 축 방향으로 이동하는 전달 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 중공 바늘은 도관(conduit)을 통해 상기 저장소와 유체가 통하고, 상기 롤러는 상기 도관에 대해 회전하는 전달 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 중공 바늘은 상기 도관에 대해 상기 롤러의 제 1 회전 방향(rotational orientation)에서 상기 도관을 통해 상기 저장소와 유체가 통하고, 상기 도관에 대해 상기 롤러의 제 2 회전 방향에서는 상기 저장소와 유체가 통하지 않는 전달 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 피스톤에 형성된 적어도 하나의 개구(aperture)에서 슬라이드하는 적어도 하나의 가이드 핀(guide pin)을 더 포함하는 전달 장치.
  6. 축(axle)에 회전 가능하게 장착된 롤러와;
    저장소(reservoir);
    상기 저장소와 유체가 통하도록 상기 롤러에 위치하는 적어도 하나의 중공 바늘(hollow needle)로서, 상기 롤러가 상기 축의 주위로 회전하면서, 상기 저장소의 내용물은 상기 적어도 하나의 중공 바늘을 관통하는 적어도 하나의 중공 바늘; 및
    상기 롤러가 상기 축의 주위로 회전하면서 상기 롤러에 대해 배열된 피스톤으로서, 상기 롤러와 상기 피스톤 사이에 상대적인 슬라이딩 운동(relative slidi -ng motion)이 있도록 상기 피스톤이 상기 적어도 하나의 바늘을 통해 상기 저장소의 내용물을 밀어내도록 하는 피스톤;
    도관 부재(conduit member)로부터 연장되어 있고 상기 피스톤에 형성된 적어도 하나의 개구 내부에서 슬라이드하는 적어도 하나의 가이드 핀;
    을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 중공 바늘은 상기 도관 부재에 형성된 도관을 통해 상기 저장소와 유체가 통하며, 상기 롤러는 상기 도관에 대해 회전하는 전달 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    사용자가 잡기 위한 핸들(handle)을 더 포함하고, 상기 롤러는 상기 핸들에 회전 가능하게 연결되는 전달 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 저장소를 유동적으로 밀봉하는 셉텀(septum, 52)을 더 포함하는 전달 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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