KR101518245B1 - 약물 주입 채널을 구비한 신경 탐침 구조체 - Google Patents

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Abstract

신경 탐침 구조체는, 피실험체 내부로 삽입되는 탐침과, 상기 탐침의 후단을 지지하는 몸체와, 상기 탐침의 상단에 부착되고 그 내부를 통해 빛이 도파될 수 있는 제1 광도파 부재와, 상기 몸체에 고정되고 상기 제1 광도파 부재와 정렬되어 상기 제1 광도파 부재에 빛을 전달하는 광 조사체와, 상기 탐침의 상단에 부착되고 상기 제1 광도파 부재와 소정 간격 이격되어 상기 제1 광도파 부재의 측방에 나란하게 배치되는 측벽 부재 및, 상기 제1 광도파 부재와 상기 측벽 부재의 상단에 결합되어 상기 제1 광도파 부재와 상기 측벽 부재의 사이에 채널을 형성하는 덮개 부재를 포함한다. 상기 광 조사체에 의해 전달된 빛이 상기 제1 광도파 부재의 전단부를 통해 출력되어 상기 피실험체 내부의 신경을 광자극하고, 상기 채널을 통해 상기 피실험체 내부에 약물을 주입한다.

Description

약물 주입 채널을 구비한 신경 탐침 구조체{Neural Probe Array having a channel for injecting medical substances}
본 발명은 신경 탐침 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광도파 부재를 이용해 신경에 광자극을 가하고 그에 따른 반응을 수집하기 위한 신경 탐침 구조체에 약물 주입 채널을 일체로 형성한 구조에 관한 것이다.
최근에 피실험체의 신경을 자극한 뒤 이에 따른 신호를 감지하고 분석하여 신경의 동작을 규명하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
피실험체의 신경을 직접 자극하고 그 정보를 수집하기 위해 피실험체에 삽입가능한 신경 탐침이 이용되고 있다. 또한, 뇌신경 자극에 따른 정보를 가급적 많이 탐지하기 위해 전극 어레이가 집적된 초소형 신경 탐침이 개발되었다.
종래의 신경 탐침들 중 탐침에 집적된 전극을 이용해 신경에 전기적인 자극을 가하는 경우가 있다. 하지만, 신경에 전기적인 자극을 가하게 되면 신경에 손상을 줄 수 있을 뿐 아니라, 신경을 구성하고 있는 물질이 전기적으로 도체인 이유로 원하는 부위에 국부적인 자극을 가할 수 없다는 단점이 있다.
따라서, 최근에는 신경에 빛을 이용한 광 자극을 주어 그 반응 신호를 수집하는 방법이 소개되고 있다.
종래기술에 일 예에 따르면, 광 자극을 가하는 광 자극 탐침은 실리콘 탐침에 광섬유를 직접 부착해 피실험체에 삽입하는 방법이 있다. 이 경우 자극 부위를 정확히 제어하기 어렵고, 탐침 구조체 전체의 크기가 커진다는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 광 전달을 위한 광도파 부재(waveguide)가 형성된 신경 탐침 구조체가 제안되었다.
광도파 부재가 결합된 신경 탐침 구조체는 직경이 비교적 큰 광섬유를 탐침에 부착하지 않고, 탐침을 고정하는 몸체에 부착하여 탐침 구조체의 소형화를 이룬다.
광자극 신경 탐침 구조체를 이용한 신경의 광자극을 위해, 광자극 부위에 광 유전자 등을 포함한 약물을 주입할 필요가 있다.
종래기술에 따르면, 광자극 부위의 약물 주입을, 신경 탐침 구조체와는 별도의 약물 주입기를 피실험체에 삽입하여 시행하고 있다.
따라서, 피실험체에 약물 주입기의 침습에 따른 2차 피해가 발생하고, 약물 주입기를 원하는 광자극 부위에 삽입하기 위해 2차적인 노력이 필요하다.
미국특허공개 US2013/0079615 A1
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 약물 주입을 위한 채널이 일체로 형성된 신경 탐침 몸체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 피실험체 내부로 삽입되는 탐침과, 상기 탐침의 후단을 지지하는 몸체와, 상기 탐침의 상단에 부착되고 그 내부를 통해 빛이 도파될 수 있는 제1 광도파 부재와, 상기 몸체에 고정되고 상기 제1 광도파 부재와 정렬되어 상기 제1 광도파 부재에 빛을 전달하는 광 조사체와, 상기 탐침의 상단에 부착되고 상기 제1 광도파 부재와 소정 간격 이격되어 상기 제1 광도파 부재의 측방에 나란하게 배치되는 측벽 부재 및, 상기 제1 광도파 부재와 상기 측벽 부재의 상단에 결합되어 상기 제1 광도파 부재와 상기 측벽 부재의 사이에 채널을 형성하는 덮개 부재를 포함하고, 상기 광 조사체에 의해 전달된 빛이 상기 제1 광도파 부재의 전단부를 통해 출력되어 상기 피실험체 내부의 신경을 광자극하고, 상기 채널을 통해 상기 피실험체 내부에 약물을 주입하는 신경 탐침 구조체가 제공된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 광도파 부재는, 후단부가 상기 광 조사체의 전단부와 광 전달 가능하게 정렬되는 광 입력 라인과, 상기 광 입력 라인의 전단부로부터 연장되며, 상기 빛을 출력하는 전단부를 구비하는 광 출력 라인과, 상기 광 입력 라인과 광 출력 라인의 이음부에서 분기되어 상기 광 입력 라인과 다른 경로로 연장되는 분기 라인을 포함하고, 상기 측벽 부재는 상기 분기 라인과 상기 광 출력 라인을 따르는 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 덮개 부재는, 상기 측벽 부재, 상기 분기 라인 및 상기 광 출력 라인의 상단에 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 탐침의 굴절율은 상기 제1 광도파 부재의 굴절율에 비해 작고, 상기 덮개 부재의 굴절율은 상기 제1 광도파 부재의 굴절율보다 작거나 같도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 덮개 부재는 그 내부를 통해 빛이 도파될 수 있는 제2 광도파 부재이고, 상기 광 조사체에 의해 전달된 빛이 상기 제1 광도파 부재 및 제2 광도파 부재의 적어도 일부를 통해 도파되어, 상기 제1 광도파 부재 및 제2 광도파 부재의 전단부를 통해 동시 출력되도록 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 측벽 부재는 그 내부를 통해 빛이 도파될 수 있는 제3 광도파 부재이고, 상기 광 조사체에 의해 전달된 빛이 상기 제1 광도파 부재, 제2 광도파 부재 및 상기 제3 광도파 부재의 적어도 일부를 통해 도파되어, 상기 제1 광도파 부재, 제2 광도파 부재 및 상기 제3 광도파 부재의 전단부를 통해 동시 출력되도록 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 탐침, 상기 제1 광도파 부재 및 상기 덮개 부재는 굴절율이 상이한 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.
다르게는, 상기 탐침, 상기 제1 광도파 부재 및 상기 덮개 부재는 굴절율이 상이하게 물성이 조절된 동일 재질로 형성되어도 좋다.
또한, 상기 탐침, 상기 제1 광도파 부재 및 상기 덮개 부재는 모두 폴리머로 이루어지며, 상기 탐침, 상기 제1 광도파 부재 및 상기 덮개 부재를 형성하는 각각의 폴리머는 큐어링 온도를 달리하여 굴절율이 상이하게 형성될 수 있다.
상기 폴리머는 SU-8 폴리머일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 탐침 구조체의 사시도이다.
도 2는 도 2의 신경 탐침 구조체의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1의 신경 탐침 구조체의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 신경 탐침 구조체에서 빛이 출력되는 모습을 도시한 것이다.
도 5는 SU-8 폴리머를 서로 다른 온도 조건에서 큐어링(curing)하였을 때 변화하는 굴절율을 나타내는 그래프이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신경 탐침 구조체에서 빛이 출력되는 모습을 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용은 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 신경 탐침 구조체(1)의 구성 일부를 분리하여 도시한 분리 사시도이다. 도 2에서 광 조사체(60)는 도시 생략되었다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1)는, 피실험체(미도시) 내부로 삽입될 수 있도록 끝이 뾰족하게 형성된 탐침(10)과, 상기 탐침(10)의 후단을 지지하는 몸체(20)와, 탐침(10) 및 몸체(20)의 상단에 부착되고 그 내부를 통해 빛이 도파될 수 있는 제1 광도파 부재(30)와, 몸체(20)에 고정되고 제1 광도파 부재(30)와 정렬되어 제1 광도파 부재(30)에 빛을 전달하는 광 조사체(60)를 포함한다.
또한, 신경 탐침 구조체(1)는 탐침(10) 및 몸체(20)의 상단에 부착되고 제1 광도파 부재(30)와 소정 간격 이격되어 제1 광도파 부재(30)의 측방에 나란하게 배치되는 측벽 부재(40)와, 제1 광도파 부재(30) 및 측벽 부재(40)의 상단에 결합되어 제1 광도파 부재(30)와 측벽 부재(40)의 사이에 채널(41)을 완성하는 덮개 부재(50)를 포함한다.
탐침(10)의 상단에는 복수의 전극(70)이 배치되고, 몸체(20)의 상단에는 복수의 패드(80)가 형성된다. 각각의 전극(70)은 탐침(10)과 몸체(20)를 통해 연장된 신호선(90)을 통해 각각의 패드(80)와 전기적으로 연결된다.
각각의 패드(80)는 PCB(미도시)에 전기적으로 연결되어, 전극(70)으로부터 수집되는 신경 반응 신호가 외부의 신호 처리 및 분석장치(미도시)로 전달될 수 있도록 한다.
도 2에 가장 도시된 바와 같이, 제1 광도파 부재(30)는 후단부가 광 조사체(60)의 전단부와 광 전달 가능하게 정렬되는 광 입력 라인(31)과, 상기 광 입력 라인(31)의 전단부로부터 연장되며 전단부로 빛이 출력되는 광 출력 라인(32)과, 광 입력 라인(31)과 광 출력 라인(32)의 이음부에서 분기되어 광 입력 라인(31)과는 다른 경로로 연장되는 분기 라인(33)을 포함한다.
편의상, 광 입력 라인(31), 광 출력 라인(32) 및 분기 라인(33)을 분리하여 설명하고 있지만, 본 실시예에 따른 광 입력 라인(31), 광 출력 라인(32) 및 분기 라인(33)은 하나의 재질로 일체로 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 측벽 부재(40)는 부드럽게 휘어져 분기 라인(33)과 광 출력 라인(32)과 나란하게 연장되도록 형성된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "나란하다"는 두 부재가 일정한 거리를 유지하며 평행하게 연장된다는 것을 의미하는 것이 아니라, 두 부재가 서로 이격된 상태를 유지하며 연장된다는 것을 의미한다.
덮개 부재(50)는, 측벽 부재(40)와, 분기 라인(33) 및 광 출력 라인(32)으로 이어지는 제1광도파 부재(30)의 상단에 결합되어, 측벽 부재(40)와 제1광도파 부재(30)의 사이 공간의 상단을 폐쇄해 채널(41)을 형성한다.
도 2에서 화살표로 도시된 바와 같이, 채널(41)의 후단 개구를 통해 광 유전자 등을 포함한 약물이 주입될 수 있으며, 주입된 약물을 채널(41)을 따라 유동하여 채널(41)의 전단 개구를 통해 피실험체 내부로 주입된다.
몸체(20)의 후단부 쪽에는 광 조사체(60)가 몸체(20)에 형성된 그루브(groove)(61) 안에 안착되어 몸체(20)와 고정된다.
광 조사체(60)의 전단부는 제1광도파 부재(30)의 광 입력 라인(31)의 후단부와 접하여, 광 입력 라인(31)에 광전달이 가능하도록 정렬된다.
본 실시예에서는 광 조사체(60)로서 외부의 광원(미도시)으로부터 발생한 빛을 광 입력 라인(31)으로 전달하는 광섬유가 이용된다.
도 3은 본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1)의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 신경 탐침 구조체(1)의 제조 방법 및 구조를 설명하기 위한 단면도로서, 도 1의 특정 부분을 절개하여 그대로 도시한 도면은 아니라는 점이 이해되어야 할 것이다.
도 3에서 좌측에 도시된 도면은 적층 구조를 측면에서 도시한 것이고, 우측에 도시된 도면은 적층 구조를 전면에서 도시한 것이다.
먼저 몸체(20)를 형성할 실리콘 재질의 제1기판(100)을 형성하고, 그 위에 탐침(10)을 형성한 제2기판(20)을 부착한다(도 3(a)).
다음으로, 리프트오프(lift-off) 공정으로 통해 금 재질의 신호선(90)을 패터닝(patterning)하고, 신호선(90) 상단에 이리듐(iridium) 재질의 전극(70) 및 패드(80)를 부착한다(도 3(b)).
다음으로, 신호선(90)이 덮어질 수 있도록 절연층(201)을 도포한다(도 3(c)). 도포되는 절연층(201)은 제2기판(200)과 동일 재질로 이루어진다.
다음으로, 절연층(201) 위에 제1광도파 부재(30) 및 측벽 부재(40)를 부착한다(도 3(d)).
다음으로, 덮개 부재(50)를 제1광도파 부재(30) 및 측벽 부재(40)의 상단에 부착하여 채널(41)을 형성한다(도 3(e)).
다음으로, 깊이 반응성 이온 식각(DRIE; deep reactive-ion etching) 공정을 통해 제1 기판(100)의 후단에 그루브(61)를 형성하고, 제1 기판(100) 및 제2 기판(20)을 식각하여 탐침(10)과 몸체(20)의 형상을 형성한다(도 3(f)).
마지막으로, 그루브(61)에 광 조사체(60)를 안착하고, 광 조사체(60)의 전단부와 제1광도파 부재(30)의 광 입력 라인(31)의 후단부를 밀착하여 서로 정렬한 뒤 광 조사체(60)를 에폭시를 이용해 몸체(20)에 고정하면 신경 탐침 구조체(1)가 완성된다.
본 실시예에 따르면, 제1 광도파 부재(10)의 상하단에서 제1 광도파 부재(10)에 직접 접하도록 부착된 탐침(10)과 덮개 부재(50)의 굴절율은 제1 광도파 부재(10)의 굴절율에 비해 작다.
따라서, 제1 광도파 부재(10)로 입사된 빛은, 탐침(10)과, 덮개 부재(50) 및/또는 공기에 의한 경계면에서 전반사를 일으켜 제1 광도파 부재(10) 내부를 통해 도파된다.
이하, 도 4를 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1)에서 빛이 출력되는 모습을 도시한 것이다.
광 조사체(60)에 의해 광 입력 라인(31)의 후단부로 빛(Li)이 입사되면, 광 입력 라인(31)의 측면 둘레를 둘러싼 탐침(10) 및 공기에 의해 빛이 전반사를 일으켜 광 입력 라인(31)의 측면 둘레를 통해 빠져나가지 못하고 전방으로 도파된다.
광 출력 라인(32)으로 도파된 빛은, 광 출력 라인(32)의 측면 둘레를 둘러싼 탐침(10) 및 덮개 부재(50)에 의해 전반사를 일으켜 광 출력 라인(31)의 측면 둘레를 통해 빠져나가지 못하고 전방으로 도파되어, 광 출력 라인(31)의 전단부를 통해 출력된다.
광 출력 라인(31)의 전단부를 통해 출력된 빛(Lo)은 피실험체 내부의 신경에 광자극을 가한다. 광 출력 라인(31)의 전단부와 바로 인접한 채널(41)의 전단 개구를 통해 약물이 주입된다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 탐침(10)을 피실험체에 삽입하는 것만으로도 원하는 광 자극 부위에 정확하게 광 자극과 약물 주입을 할 수 있어, 약물 주입기를 피실험체에 삽입하고 약물을 주입하는 별도의 과정을 생략할 수 있다. 약물 주입기 삽입에 의한 피실험체의 추가 손상을 방지할 수 있고, 약물 주입기를 광 자극 부위에 정확히 삽입하기 위한 노력을 경감할 수 있다.
광자극된 신경의 반응 신호는 전극(70)에 의해 수집되어 패드(80)와 연결된 신호 처리 및 분석장치로 전달된다.
광전달이 가능한 물질이라면 제1 광도파 부재(30)를 형성하는데 이용할 수 있고, 제1 광도파 부재(30)를 형성하는 물질과 굴절률이 상이한 물질이라면 탐침(10)과 덮개 부재(50)를 형성하는데 이용할 수 있다.
예를 들어, 탐침(10)을 폴리이미드로 형성하고, 제1 광도파 부재(30)를 PDMS로 형성하고, 덮개 부재(50)는 유리로 형성하여도 좋다.
하지만, 탐침(10), 덮개 부재(50) 및 제1 광도파 부재(30)가 반드시 굴절율이 상이한 서로 다른 재질로 형성될 필요는 없으며, 굴절율이 상이하게 물성이 변화된 동일 재질로 형성되어도 좋다.
본 실시예에 따르면, 탐침(10), 덮개 부재(50) 및 제1 광도파 부재(30)가 상이한 굴절율을 가지도록 형성된 SU-8 폴리머 재질로 형성된다.
도 5는 SU-8 폴리머 필름을 서로 다른 온도 조건에서 큐어링(curing)하였을 때 변화하는 굴절율을 나타내는 그래프이다.
각각의 곡선은 1.2㎛ 두께의 SU-8 폴리머 필름을 그 온도 조건이 상이한 소프트 베이크(SB; soft bake), 노광 후 베이크(PEB; post exposure bake) 및 하드 베이크(HB; hard bake) 공정을 통해 큐어링하였을 때, 빛의 파장 대역에 대한 굴절율을 나타낸다.
SU-8의 큐어링 온도 조건에 대한 굴절율 변화는 하기 [수학식 1] 및 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014056394455-pat00001
[수학식 2]
Figure 112014056394455-pat00002
여기서, q(n)은 굴절율 국부함수이고, dn/dT는 10-4이며, α는 열에 의한 재료의 부피팽창 계수이고, ρ는 재료의 부피이다.
즉, 동일한 SU-8 폴리머라도 큐어링 온도 조건을 조절함으로써, 굴절율을 조절할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따르면, 제2기판(200), 제1광도파 부재(30) 및 덮개 부재(50)는 모두 SU-8 폴리머로 형성된다.
다만, 상기 부재들의 큐어링 온도 조건을 달리하여, 탐침(10), 제1광도파 부재(30) 및 덮개 부재(50)의 굴절율이 상이하도록 할 수 있다.
위와 같이 구성된 신경 탐침 구조체(1)는 제1 광도파 부재(30)를 통과하는 빛이 전반사를 일으키도록 하는 별도의 클래딩층을 개재하지 않아도, 공기, 탐침(10) 및 덮개 부재(50)에 의해 빛이 전반사를 일으킨다. 별도의 클래딩층이 생략됨에 따라 탐침 구조체 전체의 두께는 감소될 수 있다.
반면, 제1 광도파 부재(30)와 접하여 전반사를 일으키는 층의 두께가 증가할수록 제1 광도파 부재(30)를 통해 도파되는 빛의 전반사율이 증가하여 광손실율이 감소한다는 것이 알려져 있다.
본 실시예에 따르면, 두께가 비교적 두꺼운 탐침(10)이 "클래딩층"의 역할을 하게 되므로, 제1 광도파 부재(30)을 도파하는 빛이 현저하게 두꺼운 "클래딩층"에 의해 전반사를 일으키게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1)는 현저하게 향상된 광전달 효율을 가진다.
또한, SU-8 폴리머의 경우 강성이 약 10Gpa 이하이므로, 피실험체에 삽입되는 부분을 SU-8 폴리머로 형성함으로써, 피실험체의 신경 조직이 손상되는 것을 방지헐 수 있어 생체 적합성이 매우 높다.
또한, 피실험체 내부에 삽입되는 탐침 구조체(1)가 적절히 휘어질 수 있는 유연한 특성을 가지게 되므로, 피실험체의 움직임에 의해 삽입된 탐침이 원하지 않게 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1')의 사시도이다. 도 6에서 프라임(')이 표시되지 않고 도 1 내지 도 4와 동일한 부재번호로 지시된 부재는 도 1 내지 도 4의 해당 부재번호에 의해 지시된 부재와 기능이 동일하다. 도 6에서 프라임(')이 표시되고 도 1 내지 도 4와 동일한 부재번호로 지시된 부재는 도 1 내지 도 4의 해당 부재번호에 의해 지시된 부재와 기능을 포함한다.
또한, 이하의 설명에서 도 6에 표시되지 않은 부재번호로 지시되는 부재는 도 1 내지 도 4에서 해당 부재번호로 지시되는 부재와 동일한 부재이다.
본 실시예에 따르면, 덮개 부재(50')는 그 내부를 통해 빛이 도파될 수 있는 제2 광도파 부재이고, 측벽 부재(40')는 그 내부를 통해 빛이 도파될 수 있는 제3 광도파 부재이다.
편의상, 제1 광도파 부재, 제2 광도파 부재 및 제3 광도파 부재로 분리하여 설명하였지만, 본 실시예에 따른 제1 광도파 부재, 제2 광도파 부재 및 제3 광도파 부재는 동일 재질의 SU-8 폴리머를 이용해 일체로 형성될 수 있다.
즉, 다시 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따르면 도 3(d) 및 도 3(e)의 과정이 따로 분리되지 않고, SU-8 폴리머를 이용해, 제1 광도파 부재(30), 측벽 부재(40') 및 덮개 부재(50')를 한 번의 공정에 의해 하나의 덩어리로 형성할 수 있는 것이다.
본 실시예에 따르면, 탐침(10)의 굴절율은 제1 광도파 부재(30)에 비해 작지만, 덮개 부재(50')의 굴절율은 제1 광도파 부재(30)의 굴절율과 같다.
다시 도 6을 참조하면, 광 조사체(60)에 의해 광 입력 라인(31)의 후단부로 빛(Li)이 입사되면, 광 입력 라인(31)의 측면 둘레를 둘러싼 탐침(10) 및 공기에 의해 빛이 전반사를 일으켜 광 입력 라인(31)의 측면 둘레를 통해 빠져나가지 못하고 전방으로 도파된다.
광 입력 라인(31)을 도파한 빛은, 동일 재질이고 일체로 이루어진 광 출력 라인(41), 덮개 부재(50') 및 측벽부재(40')의 내부를 통해 도파된다.
광 출력 라인(41), 덮개 부재(50') 및 측벽부재(40')의 측면 둘레를 둘러싼 탐침(10) 및 공기에 의해 빛이 전반사를 일으켜 전방으로 도파되어, 빛(Lo)이 실질적으로 "ㄷ"자 형상으로 형성된 광 출력 라인(41), 덮개 부재(50') 및 측벽부재(40')의 전단부를 통해 출력된다.
앞선 실시예와 마찬가지로, "ㄷ"자 형상의 광 출력부에 의해 둘러싸인 채널(41)의 전단 개구를 통해 약물이 주입된다.
본 실시예에 따르면, 빛이 출력되는 부분의 면적이 증가하여, 더 광범위의 광자극이 가능하다.
본 실시예에서는 제1 광도파 부재(30), 측벽 부재(40') 및 덮개 부재(50')가 광전달이 가능한 동일 재질의 재료로 형성되었지만, 제1 광도파 부재(30) 및 덮개 부재(50')만을 광전달이 가능한 동일 재질의 재료로 형성하여, 실질적으로 "ㄴ"자 형태를 이루는 제1 광도파 부재(30) 및 덮개 부재(50')의 전단부를 통해 빛이 출력되도록 하는 것도 가능하다는 점이 이해되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 피실험체 내부로 삽입되는 탐침;
    상기 탐침의 후단을 지지하는 몸체;
    상기 탐침의 상단에 부착되고 그 내부를 통해 빛이 도파될 수 있는 제1 광도파 부재;
    상기 몸체에 고정되고, 상기 제1 광도파 부재와 정렬되어 상기 제1 광도파 부재에 빛을 전달하는 광 조사체;
    상기 탐침의 상단에 부착되고, 상기 제1 광도파 부재와 소정 간격 이격되어 상기 제1 광도파 부재의 측방에 나란하게 배치되는 측벽 부재; 및
    상기 제1 광도파 부재와 상기 측벽 부재의 상단에 결합되어, 상기 제1 광도파 부재와 상기 측벽 부재의 사이에 채널을 형성하는 덮개 부재를 포함하고,
    상기 광 조사체에 의해 전달된 빛이 상기 제1 광도파 부재의 전단부를 통해 출력되어 상기 피실험체 내부의 신경을 광자극하고,
    상기 채널을 통해 상기 피실험체 내부에 약물을 주입하는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광도파 부재는,
    후단부가 상기 광 조사체의 전단부와 광 전달 가능하게 정렬되는 광 입력 라인;
    상기 광 입력 라인의 전단부로부터 연장되며, 상기 빛을 출력하는 전단부를 구비하는 광 출력 라인;
    상기 광 입력 라인과 광 출력 라인의 이음부에서 분기되어 상기 광 입력 라인과 다른 경로로 연장되는 분기 라인을 포함하고,
    상기 측벽 부재는 상기 분기 라인과 상기 광 출력 라인을 따르는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 덮개 부재는,
    상기 측벽 부재, 상기 분기 라인 및 상기 광 출력 라인의 상단에 결합되는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탐침의 굴절율은 상기 제1 광도파 부재의 굴절율에 비해 작고,
    상기 덮개 부재의 굴절율은 상기 제1 광도파 부재의 굴절율보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덮개 부재는 그 내부를 통해 빛이 도파될 수 있는 제2 광도파 부재이고,
    상기 광 조사체에 의해 전달된 빛이 상기 제1 광도파 부재 및 제2 광도파 부재의 적어도 일부를 통해 도파되어, 상기 제1 광도파 부재 및 제2 광도파 부재의 전단부를 통해 동시 출력되는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 측벽 부재는 그 내부를 통해 빛이 도파될 수 있는 제3 광도파 부재이고,
    상기 광 조사체에 의해 전달된 빛이 상기 제1 광도파 부재, 제2 광도파 부재 및 상기 제3 광도파 부재의 적어도 일부를 통해 도파되어, 상기 제1 광도파 부재, 제2 광도파 부재 및 상기 제3 광도파 부재의 전단부를 통해 동시 출력되는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탐침, 상기 제1 광도파 부재 및 상기 덮개 부재는 굴절율이 상이한 서로 다른 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탐침, 상기 제1 광도파 부재 및 상기 덮개 부재는 굴절율이 상이하게 물성이 조절된 동일 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 탐침, 상기 제1 광도파 부재 및 상기 덮개 부재는 폴리머로 이루어지며,
    상기 탐침, 상기 제1 광도파 부재 및 상기 덮개 부재를 형성하는 각각의 폴리머는 큐어링 온도를 달리하여 굴절율이 상이하게 형성된 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 폴리머는 SU-8 폴리머인 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
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