KR101645385B1 - 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장시간 착용이 가능하며, 구조가 간단하고, 두께가 얇으며, 출력이 강하고, 필요한 부위에 초음파를 조사 후 다른 부위로 위치를 쉽게 변경할 수 있는 피부에 점착하는 패드상에 탈부착되는 진동자 모듈과 상기 진동자 모듈 내에 수용되어 경피 약물 또는 기능성 물질을 함유하는 별도의 기능성 물질 보관부를 통해 경피 기능성 물질을 전달 할 수 있는 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드에 관한 것이다. 초음파 진동을 통해 기능성 물질 보관부로부터 기능성 물질이 방출되어 기능성 챔버를 통해 피부에 전달되며, 패드에 고정된 형태이므로 장시간의 별다른 조작 없이 사용이 가능하다.

Description

경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드{ULTRASONIC VIBRATION ADHESIVE PAD FOR TRANSDERMAL DELIVERY OF FUNCTIONAL MATERIALS}

본 발명은 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드에 관한 것으로서, 더 상세하게는 피부에 점착하는 패드상에 탈부착되는 진동자 모듈과 상기 진동자 모듈 내에 수용되는 초음파 진동자와 기능성 물질 보관부를 이용하여 기능성 물질을 경피 전달할 수 있는 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드에 관한 것이다.

초음파는 진동 주파수가 17,000 내지 20,000Hz 이상으로 높아서 인간의 귀로 들을 수 없는 음파이다. 초음파는 의료용 치료 및 진단은 물론 군사용 등으로 널리 사용되고 있으며, 초음파 치료는 0.5 내지 5MHz, 통상적으로는 1MHz 내외의 초음파를 사용한다. 치료용 초음파는 주로 열 효과를 이용하여 조직손상의 회복 또는 수술 및 종양조직 파괴용에 사용되며 진단용은 초음파 영상기록 등에 사용되고, 약물 전단용은 경피 약물을 피부를 통해서 전달하는데 사용된다.

Pierre Curie와 Paul Jacque Curie에 의해서 1880년에 처음 발견된 이후로 초음파는 다양한 의료분야에서 사용되어 왔다. 특히 물리치료에 사용되는 초음파는 오십견과 근육통의 통증을 완화시키고 석회화된 건섬유의 염증과 혈종을 제거하는데 널리 사용되었다. 또한 모세혈관의 확장을 유도하여 붓기를 가라앉히는데도 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

통상 의료용으로 사용하는 초음파는 초음파 진동자를 구비하고 있는데, 대부분의 의료용 초음파 진동자는 압전 효과를 이용한 초음파 진동자이다. 어떤 종류의 결정을 특정한 방향으로 압축과 비압축을 반복하면 한쪽에는 양전하(+)가 다른 한쪽에는 음전하(-)가 발생하며, 이러한 현상을 압전 효과(Piezoelectric effect)라 한다. 반대로 결정에 교류를 부가하면 결정이 압축과 비압축을 반복하여 기계적인 진동이 발생하는데, 특정한 교류의 범위에서 초음파 진동이 발생할 수 있다. 이러한 효과를 역압전 효과(Reverse Piezoelectirc effect)라 한다.

의료용 초음파 진동자는 교류를 발생하는 발진부와 초음파 진동자가 분리된 분리형 또는 양자가 하나로 결합된 일체형이 있으나, 피부 미용, 물리 치료에는 통상적으로 분리형이 많이 사용된다. 압전 소자를 이용한 진동자는 이미 통상의 기술자에게 알려져 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다(대한민국 등록실용신안공보 20-0358813호, 대한민국 등록실용신안공보 20-0225425호, 대한민국 등록실용신안공보 20-0224727호 등 참조).

통상적으로 사용되는 초음파를 이용한 미용 또는 치료용 기구는 일반적인 남성용 전자 면도기 형태로 이루어져 있다. 전원과 손잡이 부분을 이루고 있는 본체와 본체 끝에 초음파 진동자가 장착되어 있다. 이러한 제품은 부피가 커서 짧은 치료 시간에는 사용될 수 있지만 일상 생활 중 상시 사용하기는 어렵다(대한민국 등록실용신안공보 20-0224727호 도 1a 및 도1b 참조).

한편, 이를 해소하기 위해서 대한민국 등록특허공보 10-0872270호에서는 초음파 발생을 위한 압전 소자, 진동 모터, 구동 전자부, 전지를 내부에 부착 또는 함침하여 결합한 실리콘 고무 재질의 몸체와 접착 밴드를 부착하여 제작한 초음파 밴드를 제시하고 있다. 그러나 상기 제품에 사용된 압전 소자는 박막 형태의 세라믹 소편으로서 초음파 출력이 약해서 단시간에 충분한 온열 치료효과를 기대하기 어렵고, 밴드 내부에 초음파 발생을 위한 세라믹 소편, 구동 전자부, 전지를 구비함으로써 제조 방법이 복잡해지고 두꺼워지며 비용적인 면에서도 바람직하지 못하다. 또한 넓은 부위를 동시에 조사하기 때문에 팔목, 발목, 발꿈치 등의 국소 부위에 집중적인 조사가 필요한 경우에 필요한 출력을 충분히 확보할 수 없는 단점이 있다.

피부를 통해 약물을 투여하기 위해서는 피부 조직의 최외부에 존재하는 각질층을 통과하여 진피층까지 약물을 전달하여야 하는데, 경피 약물 전달방법은 패치, 초음파, 화학제제, 전압 인가 등을 사용하는 방법 등이 있다.

기존의 초음파를 이용한 경피 약물 전달방법은 겔 형태의 매질에 기능성 물질을 혼화하여 사용하였으나, 이러한 경우 끈적이는 느낌이 강하여 불쾌감을 느낄 수 있고, 사용 직후 남은 잔여물을 닦아내야 하는 불편함이 있고 기능성 물질을 별도로 보관하기 위한 용기가 필요하였다.

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 장시간 착용이 가능하며, 구조가 간단하고, 두께가 얇으며, 출력이 강하고, 필요한 부위에 초음파를 조사 후 다른 부위로 위치를 쉽게 변경할 수 있는 피부에 점착하는 패드상에 탈부착되는 진동자 모듈과 상기 진동자 모듈 내에 수용되어 경피 약물 또는 기능성 물질을 함유하는 별도의 기능성 물질 보관부를 통해 경피 기능성 물질을 전달 할 수 있는 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일면에 인체 피부에 점착할 수 있는 물질이 도포되어 있고, 면을 따라 상하좌우 일정한 간격으로 고정홈이 배치되어 있으며, 하기 진동자 모듈의 버클이 타면에서 상기 고정홈을 통해 패드에 탈부착되는 점착 패드;

초음파를 발생할 수 있는 동전 형태의 진동자 및 상기 진동자를 구동하는데 사용되는 전지;

치료 또는 통증 완화에 도움을 줄 수 있는 기능성 물질이 포함되어 있으며 상기 진동자와 피부 사이에 개재되는 기능성 물질 보관부;

몸체 상단에는 상기 진동자 및 상기 전지를 수용할 수 있는 격벽과 상기 진동자 하부에 상기 진동자로부터 발생된 초음파를 상기 기능성 물질 보관부로 전달할 수 있는 매개 물질, 상기 기능성 물질 보관부, 상기 기능성 물질 보관부의 하단으로부터 기체화되어 방출되는 기능성 물질이 피부로 전달될 수 있는 기능성 챔버가 수용될 수 있는 공간을 구비하고, 몸체 최하단에 몸체를 상기 점착 패드에 탈부착할 수 있는 2개 이상의 버클을 포함하고 있는 진동자 모듈;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드를 제공한다

또한 상기 점착 패드는 라텍스가 함유되지 않은 부직물로 이루어졌고, 상기 진동자 모듈은 실리콘을 포함한 신축성 소재로 이루어졌으며 상기 초음파 진동자 위에 상기 전지가 바로 위치하여 작동할 수 있는 작동부를 구비하고, 상기 초음파 진동자는 두께와 폭의 비율이 1:3 내지 1:7일 수 있다.

상기 기능성 물질 보관부는 다공성 구조를 가지는 친수성 고분자로 이루어진 고형상의 재질로서 인체 피부 흡수를 통해 치료 또는 통증 완화에 도움을 줄 수 있는 기능성 물질이 함유된 것일 수 있다. 특히 상기 다공성 구조를 가지는 친수성 고분자는 하이드로겔일 수 있다.

또한, 상기 기능성 물질 보관부는 액체는 투과하지 못하고 기체상의 물질은 투과하는 막으로 구성되고 내부에는 인체 피부 흡수를 통해 치료 또는 통증 완화에 도움을 줄 수 있는 기능성 물질이 함유된 것일 수 있다.

본 발명에 따른 초음파 진동 점착 패드는 라텍스가 함유되지 않은 부직물로 이루어져 유연성이 높기 때문에 피부의 굴곡이 심한 부위에도 밀착할 수 있을 뿐만 아니라 생체 친화성이 높다. 초음파 진동자를 수용하는 진동자 모듈은 실리콘을 포함한 신축성 소재로 이루어져 피부 굴곡에 대응하여 형태의 변형이 가능하다.

한편 점착 패드에 진동자 모듈을 탈부착할 수 있는 고정홈이 상하좌우 일정한 간격으로 구비되어 원하는 위치에 쉽게 진동자 모듈을 이동 탈부착할 수 있다는 장점이 있다. 또한 패드가 점착성이 있어 진동자 모듈을 점착 패드에 고정한 후 초음파를 조사하는 중 별도의 조작이 필요하지 않고, 초음파 조사가 끝난 후 점착성 있는 패드는 피부에서 분리 후 다른 부위에 수회 점착하여 사용할 수 있다. 진동자 모듈 또한 패드로부터 탈착하여 별도로 간단하게 보관할 수 있고 구조가 간단하기 때문에 고장의 염려가 적다.

기능성 물질이 별도의 기능성 물질 보관부에 보관되기 때문에 피부에 끈적이는 불쾌한 느낌이 없고, 기능성 물질 전달 후에도 잔존한 겔 등의 성분이 없어 사용 직후 닦아내야 하는 불편함이 없다. 또한 용도에 따라서 기능성 물질 보관부를 손쉽게 교체하여 다른 용도로 사용할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드의 개략적인 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드를 피부에 부착할 경우의 단면을 나타낸 것이다.

본 발명은 점착패드와 내부에 초음파 진동자, 전지, 기능성 물질 보관부를 구비하고 상기 점착패드에 탈부착이 가능한 진동자 모듈에 관한 것이다.

이하 본 발명에 따른 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드의 개략적인 구조를 나타낸 것이다.

도 1과 같이, 본 발명에 따른 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드는 점착 패드(100), 고정홈(110), 진동자 모듈(200), 진동자(210), 전지(220), 작동부(230), 기능성 물질 보관부(300), 기능성 챔버(310)를 포함한다.

점착 패드(100)의 일면은 인체 피부에 점착할 수 있는 물질이 도포되어 있고, 면을 따라 상하좌우 일정한 간격으로 고정홈(110)이 배치되어 있다. 고정홈(110)은 진동자 모듈의(200)의 몸체 하단에 2개 이상 배치된 버클(240)에 동시에 대응되어 진동자 모듈(200)을 점착 패드(100)에 탈부착시킬 수 있다.

점착 패드(100)는 라텍스가 함유되지 않은 부직물로 이루어졌고, 진동자 모듈의(200) 버클(240)이 탈부착될 수 있을 만큼 충분한 강도 및 두께로 이루어져 있다. 점착 재료 또한 피부에 사용 가능한 점착 재료면 충분하고 이에 대해서는 구체적으로 한정하지 않는다.

진동자 모듈의(200)이 점착 패드(100)에 탈부착되는 방법은 진동자 모듈(200)의 돌출된 버클(240)이 점착 패드(100)의 고정홈(110)에 끼워짐으로써 탈부착될 수 있다.

점착 패드(100)에 고정홈(110)을 생성하는 방법은 점착 패드(100)에 일정한 구멍을 뚫고 여기서 고무링 형태의 보강제(도면 미도시)를 삽입하고 상기 고무링의 구멍에 진동자 모듈의(200) 돌출된 버클(240)이 끼워져 탈부착되는 방식으로 진동자 모듈(200)을 점착 패드(100)에 탈부착할 수 있다. 상기 끼움 방식으로 인해 진동자 모듈(200)은 점착 패드(100)로부터 탈부착이 가능하다. 또한 상기 고무링 또는 돌출된 버클(240)에 굴곡을 주거나 턱을 만들어 체결되는 힘을 강화시킬 수 있다.

진동자 모듈(200)은 몸체 상단에는 진동자(210), 전지(220)를 수용할 수 있는 격벽과 하단에는 몸체를 점착 패드(100)에 탈부착할 수 있는 2개 이상의 버클(240)과 진동자(210)로부터 발생된 초음파 진동을 피부로 전달할 수 있는 물질을 수용할 수 있는 공간이 구비된 실리콘을 포함한 신축성 소재로 이루어졌다. 진동자 모듈(200)의 진동자의 형태에 따라서 변동이 가능하나 통상적으로 원기둥 형태가 바람직하다.

진동자 모듈(200)은 실리콘을 포함한 신축성 재료로서 진동자(210), 전지(220), 작동부(230)를 수용하면서 형태를 유지할 수 있어야 하고 몸체 하단의 공간에 초음파 진동을 기능성 물질 보관부로 전달할 수 있는 매체를 수용할 수 있는 강도를 가져야 한다. 한편 진동자 모듈(200)의 최하단에 위치한 버클(240)은 점착 패드(100)와의 체결 강도를 높이기 위해서 진동자 모듈(200)의 다른 부분과 연속되게 결합하면서 강도가 높은 재료를 사용할 수 있다.

도 1에서 본 바와 같이 진동자 모듈(200) 상단에는 동전 모양의 진동자(210)가 삽입되어 고정되고, 차례로 전지(220) 및 작동부(230)가 고정이 된다. 진동자 모듈(200)은 신축성 소재의 실리콘을 포함한 재질로 이루어져 있으므로 진동자(210), 전지(220), 작동부(230)를 용이하게 장착할 수 있다. 진동자(210), 전지(220), 작동부(230)가 연결되는 방식은 특별히 한정되는 것은 아니나 통상적으로 소규모 전자제품에 사용되는 막 형태의 금속이 사용되며, 기기의 구성 및 크기의 제약으로 인해서 진동자(210)의 주파수는 고정되는 것이 바람직하며 작동부(230)는 단순한 접촉에 의해서 진동자(210)를 온/오프 작동하게 한다.

한편 초음파 진동은 공기를 통해서 전달이 거의 되지 않기 때문에 진동자(210)와 기능성 물질 보관부(300) 사이에 초음파 전달을 위한 매개 물질이 필요하다. 상기 매개 물질은 통상의 초음파 치료에 사용되는 겔 등의 물질이면 가능하다.

기능성 물질 보관부(300)는 전달 물질 및 각종 화학용제가 용해되어 있는 기능성 물질 수용액을 흡수하여 내부에 함유할 수 있는 고형상의 물질일 수 있으며, 예를 들면 하이드로겔과 같은 재료로 구성될 수 있다. 이 하이드로겔은 친수성 고분자로서, 내부에 다공성 구조를 가지고 있기 때문에 물 또는 수용액과 같은 용액을 다량 흡수할 수 있다.

또한, 기능성 물질 보관부(300)는 액체는 투과하지 못하고 기체상의 물질은 투과하는 막으로 구성되고 내부에는 인체 피부 흡수를 통해 치료 또는 통증 완화에 도움을 줄 수 있는 기능성 물질이 함유된 것일 수도 있다.

상기 액체는 투과하지 못하고 기체상의 물질은 투과하는 막은 테프론 계열의 고어텍스와 같은 구조로서 액체는 투과하기 어렵지만 초음파 진동에 의해 발생된 수증기는 통과가 될 수 있는 정도의 미세 구멍을 구비한 막이다. 한편 기능성 물질 보관부(300) 중 진동자(210)와 대향하는 면은 액체는 물론 기체상(수증기)의 물질도 투과할 수 없는 PP, PE의 올레핀계 수지 혼합물로서 피부에 적합하고, 초음파 감쇄가 없으며, 넓은 온도범위에서 탄력성을 유지할 수 있는 재료이면 충분하다.

진동자(210)의 초음파 진동이 초음파 전달을 위한 매개 물질을 통해 기능성 물질 보관부(300)에 전달되면, 초음파 진동으로 인해 기능성 물질 보관부(300)로부터 기능성 물질이 방출되며 피부 상단의 기능성 챔버(310)를 통해 피부로 전달된다.

진동자(210)는 압전 초음파 진동자로서 통상의 동전 형태의 초음파 진동자를 사용할 수 있으며 두께와 폭의 비율이 1:3 내지 1:7이 바람직하다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

100 점착 패드 110 고정홈
200 진동자 모듈 210 진동자
220 전지 230 작동부
240 버클 300 기능성 물질 보관부
310 기능성 챔버

Claims (5)

1. 일면에 인체 피부에 점착할 수 있는 물질이 도포되어 있고, 면을 따라 상하좌우 일정한 간격으로 고정홈이 배치되어 있으며, 진동자 모듈의 버클이 타면에서 상기 고정홈을 통해 패드에 탈부착되는 점착 패드;
   초음파를 발생할 수 있는 동전 형태의 진동자 및 상기 진동자를 구동하는데 사용되는 전지;
   치료 또는 통증 완화에 도움을 줄 수 있는 기능성 물질이 포함되어 있으며 상기 진동자와 피부 사이에 개재되는 기능성 물질 보관부;
   몸체 상단에는 상기 진동자 및 상기 전지를 수용할 수 있는 격벽과 상기 진동자 하부에 상기 진동자로부터 발생된 초음파를 상기 기능성 물질 보관부로 전달할 수 있는 매개 물질, 상기 기능성 물질 보관부, 상기 기능성 물질 보관부의 하단으로부터 기체화되어 방출되는 기능성 물질이 피부로 전달 될 수 있는 기능성 챔버가 수용될 수 있는 공간을 구비하고, 몸체 최하단에 몸체를 상기 점착 패드에 탈부착할 수 있는 2개 이상의 버클을 포함하고 있는 진동자 모듈;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 점착 패드는 라텍스가 함유되지 않은 부직물로 이루어졌고, 상기 진동자 모듈은 실리콘을 포함한 신축성 소재로 이루어졌으며 상기 초음파 진동자 위에 상기 전지가 바로 위치하여 작동할 수 있는 작동부를 구비하고, 상기 초음파 진동자는 두께와 폭의 비율이 1:3 내지 1:7인 것을 특징으로 하는 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 기능성 물질 보관부는 다공성 구조를 가지는 친수성 고분자로 이루어진 고형상의 재질로서 인체 피부 흡수를 통해 치료 또는 통증 완화에 도움을 줄 수 있는 기능성 물질이 함유된 것을 특징으로 하는 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 다공성 구조를 가지는 친수성 고분자는 하이드로겔인 것을 특징으로 하는 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 기능성 물질 보관부는 액체는 투과하지 못하고 기체상의 물질은 투과하는 막으로 구성되고 내부에는 인체 피부 흡수를 통해 치료 또는 통증 완화에 도움을 줄 수 있는 기능성 물질이 함유된 것을 특징으로 하는 경피 기능성 물질 전달을 위한 초음파 진동 점착 패드.

Images