KR101686783B1 - 저온 플라즈마를 이용한 휴대용 피부 미용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저온 플라즈마를 이용한 휴대용 피부 미용기에 관한 것으로, 외부 일단에 돌출 형성되는 팁결합부(12)가 구비되는 본체(10)와; 상기 본체(10)의 수용부에 수용되어 저온 플라즈마를 발생하는 미용 플라즈마 발생기(20)와; 상기 팁결합부(12)에 선택적으로 장, 탈착되는 하나 이상의 플라즈마팁(30)과; 발생된 플라즈마를 외부로 토출시키는 송풍팬(71) 및; 상기 본체(10)의 일측에 설치되어 상기 미용 플라즈마 발생기(20)의 동작을 제어하는 제어부(40)로 이루어지는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 미용 플라즈마 발생기를 통해 방사되는 저온 플라즈마에 의해 피부 속 세균 등이 살균되면서 피부가 더욱 청결하게 관리되고, 이에 더해 피부 재생효과를 기대할 수 있다.

Description

저온 플라즈마를 이용한 휴대용 피부 미용기{Portable Skin Beauty Machine using Cold Plasma}

본 발명은 피부미용 및 피부 살균장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온 플라즈마를 피부에 접촉시켜 수산기 발생을 유도함으로써 오염된 피부를 살균하여 피부를 청결하게 하고, 아울러 초음파 발생장치 등이 복합적으로 사용되어 피부 재생효과를 기대할 수 있는 휴대용 피부 미용기에 관한 것이다.

일반적으로 피부 미용기는 피부 마사지를 위한 (초음파)진동 방식과 진공 흡입 방식, 적외선 온열조사, 고주파조사 방식으로 구분할 수 있다. 이 중에서 초음파 진동 방식은 초음파 진동을 통해 피부를 마사지하는 과정에서 피부의 신진대사를 촉진하는 장점이 있다. 즉 초음파를 인체에 전도시키면 수 ㎝의 깊이(4-5㎝)까지 도달하며 그 영향은 마사지와 같은 치료효과를 보이므로 물리치료요법의 하나로 관절염, 류마티즘, 요통, 외상후 동통, 신경통 등의 치료에도 초음파가 응용되고 있다. 이러한 초음파의 주파수를 낮추면 소프트한 초음파가 발생되는 원리를 이용하여 피부미용에 활용한 것이 초음파 피부 마사지기이다.

상기와 같이 초음파 진동 방식은 본 출원인 및 발명자가 출원하여 등록받은 복합 피부 마사지 장치(등록특허공보 제1412497호)를 그 예로 들 수 있는데, 이 특허문헌에는 도 1에 도시된 바와 같이 특수 미용 기능을 제공하는 팁을 탈부착하기 위한 팁장착구를 포함하여 구성되는 핸드셋(100)과; 핸드셋과 제어본체를 연결하기 위한 연결케이블(200)과; 연결케이블의 일측이 결합되며 특수 미용 기능별 제어를 수행하기 위한 특수미용제어수단과, 특수 미용 기능을 제공하는 미용팁들을 보관하기 위하여 일측에 형성되는 팁보관부(310)를 포함하여 구성되는 제어본체(300)로 구성된다. 이러한 피부 마사지 장치는 초음파 진동과 LED를 이용한 온열 마사지 기능 및 진공 흡입 기능을 하나로 구현할 수 있는 장점이 있으나, 휴대가 불편하고 세균 등에 의해 감염된 피부 등을 재생하는 데에는 한계가 있다.

한편, 물질의 제4상태라고도 일컬어지는 플라즈마(plasma)는 기체에 포함된 분자들이 서로 충돌하면서 최외각 전자 중 일부가 떨어지게 함으로써 양이온과 음이온이 섞인 이온화된 기체가 형성된 것을 의미한다. 플라즈마는 온도적 특성에 다라 고온 플라즈마와 저온플라즈마로 나뉜다. 그중 저온 플라즈마는 플라즈마상의 강력한 침투력과 함께 과산화수소 증기가 함께 생성되는 특징이 있다. 최근 저온 플라즈마를 활용한 멸균기로 의료기구 등의 멸균처리에 사용하고 있다.

한편 환자의 피부에 저온 플라즈마를 접촉시키는 경우에는 다음의 예에서 살펴보듯 살균 효과와 더불어 피부세포가 재생되는 효과도 있는 것으로 알려져 있다. 네덜란드의 Eva Stoffels는 2000년대에 주사기 형태의 플라즈마를 이용하여 암세포를 포함한 다양한 포유세포와 미생물에서 플라즈마에 의한 사멸효과를 보고하였다 [Stoffels, Plasma Sources Sci Technol 15, 2006].

플라즈마는 직접적으로 세포에 작용하여 효과를 나타내기도 하나, 플라즈마에 의해서 발생된 활성종이 암세포의 괴사(necrosis)나 세포자멸사(apoptosis) 등을 유도하여 세포를 사멸시킨다는 보고가 있다(Murakami, Plasma Sources Sci Technol 22, 2013; Sensenig, Ann Biomed Eng 39, 2011]. 플라즈마에서 발생되는 다양한 활성종들이 세균의 세포벽을 파괴시켜 강한 살균효과를 가지며, 흥미롭게도 같은 조건에서 생체조직은 거의 상해를 받지 않는다. 즉 발생되는 활성종은 인체에 무해한 수산화기(hydroxyl radical: OH기), ions, electrons, photons, 이온화된 가스와 극소량의 UV 등이 방출된다. 그리고 OHㅇ은 박테리아 살균에 있어 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다[Kang, Appl Phys Lett 98, 2011].

조직 손상후 플라즈마 처리 시 살균작용으로 인하여 조직의 2차 감염을 예방하고 빠른 지혈작용으로 상처치유에 있어서 효과적인 것으로 나타났다. 즉 정맥성 궤양이 발생한 부위에 하루에 2분씩 반복적으로 플라즈마를 처리한 결과 상처치유 효과가 탁월한 것으로 나타났으며, 플라즈마를 반복적으로 11회 처리 후 상처부위에 세균이 발견되지 않는 것으로 보고되었다[Gregory, Plasma Chem Plasma Process 26, 2006].

피부에 플라즈마의 주기적 처리는 피부세포를 자극시켜 진피층의 콜라겐을 증가시키고, VEGF의 분비 증대로 인해 신생혈관들이 피부세포들의 영양공급을 담당하여 노화 방지 효과를 기대할 수도 있다. 따라서 일반 환자뿐만 아니라 혈액 질환을 가지고 있는 환자의 상처치유에 있어 플라즈마를 아주 유용하게 사용할 수 있을 것이다[Heilin, J Dtsch Dermatol Ges 8, 2010].

저온플라즈마를 이용한 피부질환 장치에 있어서 특허 제10-1212749호는 피부와 접촉되어 미세전류를 인가하는 접촉돌기 구조와 동시에 물을 공급하여 수산기를 발생시키는 장치를 개발하였다. 하지만 별도의 물을 공급하는 것은 불편하고 복잡한 측면을 갖고 있다. 특허 제10-1026945호는 저온플라즈마 발생장치를 통해 오존가스를 발생시키고 피부에 접촉시킨 직후 회수하여 오존을 분해하는 장치로 구성되어 있다. 이 또한 복잡한 장치이며, 휴대가 용이하지 않다.

최근에는 저온 플라즈마 발생기의 소형 제작이 가능해짐에 따라 이를 더욱 다양한 제품에 적용하고자 노력들이 많으나 미용기기의 특성에 적합한 구조와 기능을 갖는 기기는 개발되어 있지 않다. 따라서 본 발명은 저온 플라즈마를 이용하여 피부에 존재하는 세균을 살균함으로써 피부를 청결하게 유지시키며, 동시에 다양한 피부미용 기능을 복합적으로 사용할 수 있게 하는 휴대용 피부 미용기를 개발하기에 이르렀다.

피부미용을 위한 다양한 미용 마사지기는 대부분 초음파, 고주파, 저주파, LED 등으로 단독 또는 2개 기능이 포함된 시스템으로 구성되어 있으나 살균기능이 포함된 시스템은 존재하지 않는다. 따라서 각종 자극적인 물질과 미생물이 오염된 환경에 노출되어 증가되는 피부질환을 해결할 수 있는 플라즈마 발생기능이 포함된 휴대용 다용도 미용시스템을 제공하고자 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 피부 미용기를, 외부 일단에 돌출 형성되는 팁결합부가 구비되는 본체와; 본체의 수용부에 수용되어 저온 플라즈마를 발생하는 미용 플라즈마 발생기와; 팁결합부에 선택적으로 장, 탈착되는 하나 이상의 플라즈마팁과; 발생된 플라즈마를 외부로 토출시키는 송풍팬 및; 본체의 일측에 설치되어 미용 플라즈마 발생기의 동작을 제어하는 제어부로 구성하는 것에 의해 달성된다.

그리고 본 발명은 본체의 팁결합부에는 팁감지부가 더 구비되고, 제어부는 팁감지부를 통해 플라즈마팁을 감지하여 팁결합부에 장착된 상기 플라즈마팁의 크기 또는 종류에 따라 미용 플라즈마 발생기의 동작을 변경하여 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 본체에 초음파 진동기가 더 구비되고, 팁결합부에 선택적으로 장, 탈착되는 하나 이상의 초음파 진동팁이 더 구비되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이에 더해 본 발명은 플라즈마팁 내부에 플라즈마가 발생되는 전극이 대칭적으로 장착된 것을 또 다른 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 플라즈마팁에는 LED가 장착된 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명은 사용자가 온수로 세안하거나 스팀타월 등을 이용하여 피부의 신진대사를 활발하게 한 다음, 본 발명에 따른 피부 미용기를 이용하여 저온 플라즈마상이 피부에 분사되도록 마사지함으로써 피부표면의 수분이 이온화됨으로써 피부 깊숙이 침투한 세균(예, 모낭충) 등을 더욱 쉽게 살균할 수 있고, 그 결과 피부가 더욱 청결하게 유지된다. 아울러 피부를 자극하여 주름개선 등 미용효과를 기대할 수 있다.

도 1은 종래의 피부 마사지기의 예를 보인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 저온 플라즈마를 이용한 휴대용 피부 미용기의 예를 보인 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 저온 플라즈마를 이용한 휴대용 피부 미용기의 예를 보인 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 본체의 팁결합부의 예를 보인 부분 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마팁의 예를 보인 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 플라즈마팁에 LED가 설치되는 예를 보인 단면도,
도 7(a, b)은 본 발명에 따른 초음파 진동팁의 예를 보인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 암세포 사멸효과를 조사하기위한 장치의 구성도,
도 9는 본 발명의 암세포 사멸효과 실시결과 도표

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 저온 플라즈마를 이용하여 피부를 살균하여 청결하게 함과 동시에 피부의 재생효과를 기대할 수 있는 저온 플라즈마를 이용한 휴대용 피부 미용기에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이 본체(10), 미용 플라즈마 발생기(20), 플라즈마팁(30) 및 제어부(40)로 이루어진다. 본체(10)는 사용자가 한 손에 쥐고 사용 가능한 크기와 형상으로 형성되는 타원 형상의 하우징으로서, 그 내부에 수용공간이 형성되어 후술하는 미용 플라즈마 발생기(20)와 제어부(40), 초음파 진동기(50), 송풍팬(71) 등, 그리고 전원을 공급하는 전원공급부(11)가 설치된다. 그리고 본체(10)의 외측 일단에는 후술하는 플라즈마팁(30)이 장, 탈착되기 위한 팁결합부(12)가 돌출 형성되고, 이 곳 내부에는 플라즈마팁(30)의 장, 탈착 여부 및 종류를 감지하기 위한 팁감지부(13)가 구비된다.

이때 팁감지부(13)는 도 4에 도시된 바와 같이 후술하는 플라즈마팁(30)의 결합부(32)에 설치되는 접지부(34)와 선택적으로 접촉되는 금속 재질의 팁접촉부(13A)가 설치되고, 에어펌프로부터 유입된 공기가 팁의 플라즈마 발생 전극(37)에서 발생된 플라즈마를 외부로 토출되기 위한 에어 토출공(13B)이 관통 형성된다.

이와 같은 팁감지부(13)는 플라즈마팁(30)이 팁결합부(12)에 삽입되면, 금속 재질의 접지부(34)와 팁접촉부(13A)가 서로 접촉되는 위치에 따라 후술하는 제어부(40)에 미리 설정된 플라즈마팁(30)의 종류 및 장착 여부 등을 판단하게 된다. 즉 사용자가 별도의 제어 없이도 팁결합부(12)에 원하는 종류의 플라즈마팁(30)을 선택하여 결합하면, 해당 플라즈마팁(30)의 종류에 맞추어 미용 플라즈마 발생기(20)의 동작이 제어된다. 플라즈마 발생기(20)는 DC전압이 공급되며 고전압을 발생시키는 구조로 구성되며, 신호동작에 따라 전원이 인가되면 플라즈마팁(30)의 플라즈마 발생 전극(37)에서 플라즈마를 발생시킨다.

또한 본체(10)의 팁결합부(12)에 장, 탈착되어 토출되는 저온 플라즈마가 사용자의 피부를 향하여 토출 될 수 있도록 안내하는 플라즈마팁(30)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 원통 형상으로 이루어져 상부가 개방 형성되는 팁본체(31)와, 이 팁본체(31)의 저면으로 돌출 형성되는 원통 형상의 결합부(32)와, 팁본체(31)의 상면을 커버하며 중앙 부분에 플라즈마가 토출되는 토출공(33A)이 형성되는 커버(33)로 이루어진다. 그리고 결합부(32)는 중앙 부분을 관통하여 팁본체(31)와 연통되도록 관통공(32A)이 형성되고, 이러한 구조에 의해 결합부(32)의 관통공(32A)을 따라 송풍팬(71)에 의해 팁본체(31)의 내부로 유입된 에어는 두 개의 플라즈마 발생 전극(37)에서 발생된 플라즈마를 커버(33)의 토출공(33A)을 통해 사용자의 피부와 접촉되도록 토출시킨다.

이러한 플라즈마팁(30)은 팁본체(31)의 내부에 PCB(35)가 더 설치되고, 이 PCB(35)에 방사상으로 복수 개의 LED(36)가 더 설치되는 것으로 실시될 수 있는데, 이에 의해 플라즈마 토출공(13B)을 통해 저온 플라즈마가 토출되는 동안 복수 개의 LED(36)에 전원이 동시에 인가됨에 따라 LED(36)의 빛이 피부에 조사되면서 사용자가 저온 플라즈마가 토출되는 영역을 육안으로 더욱 쉽게 확인할 수 있다.

이에 더해 LED(36)에서 발생하는 열에 의해 커버(33)가 가열되면서 커버(33)가 피부와 접촉될 때, 사용자의 모공을 더욱 확대시키는 온열 효과가 있으며, 그 결과 저온 플라즈마가 피부 속으로 더욱 깊숙이 침투할 수 있어 피부 깊숙한 곳의 세균까지도 더욱 쉽게 살균된다.

한편, 본 발명에서는 플라즈마팁(30)이 팁결합부(12)에 장착되는 것만으로도 장착된 플라즈마팁(30)의 크기에 따른 종류 또는 LED(36)가 설치된 여부 등에 따라 제어부(40)가 LED(36)에 전원을 인가하거나 또는 미용 플라즈마 발생기(20)의 구동 조건을 변경하여 제어할 수 있도록 구성되는데, 이를 위해 도 6에 도시된 바와 같이 결합부(32)의 내부에 금속 재질의 접지부(34)가 구비되어 그 일단이 결합부(32)의 저면으로 노출되도록 설치된다.

이때 접지부(34)는 하나 또는 복수 개가 설치됨으로서 팁접촉부(13A)와 접지부(34)가 서로 동시에 접촉되는 수에 따라 제어가 달라지도록 구성될 수 있고, 이와 다르게는 하나의 접지부(34)가 설치된 다음, 방사상으로 형성된 복수 개의 팁접촉부(13A) 중에서 어느 위치의 팁접촉부(13A)와 접지부(34)가 서로 접촉되는가에 따라 제어가 변경되도록 구성될 수 있다.

그리고 본체(10)의 내부에 설치되는 제어부(40)는, 팁감지부(13)에서 감지된 플라즈마팁(30)의 정보에 따라 미용 플라즈마 발생기(20)의 동작을 제어하는 것으로, 이러한 제어부(40)에는 사용자가 피부 미용기에 동작을 On/Off 하기 위한 전원스위치(도시되지 않음)와 저온 플라즈마 발생량 또는 발생된 저온 플라즈마를 토출하기 위한 송풍팬(71)의 동작을 수동으로 조절하기 위한 풍량 조절 스위치(도시되지 않음) 등이 더 구비될 수 있다.

또한 본체(10)의 내부에는 도 3에 도시된 바와 같이 초음파 진동기(50)가 더 설치될 수 있는데, 이 경우에는 사용자가 초음파 진동기(50)를 이용하여 피부를 먼저 고르게 마사지함으로써 신진대사가 활발해지도록 유도한 다음, 미용 플라즈마 발생기(20)를 작동하여 확장된 모공 등으로 저온 플라즈마를 침투시키고, 이에 의해 피부가 더욱 청결하게 유지된다.

상기와 같이 초음파 진동기(50)를 이용하여 볼이나 이마 등과 같이 넓은 피부를 마사지하는 경우에는 본체(10)의 팁결합부(12)에 도 7(a)에 도시된 바와 같이 원판 형상의 접촉부를 가지는 초음파 진동팁(61)을 장착하여 사용하게 되고, 코나 눈 주변과 같이 굴곡이 심한 곳을 마사지 하는 경우에는 도 7(b)에 도시된 바와 같이 중앙 부분이 돌출 형성된 또 다른 초음파 진동팁(62)을 사용하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이 암세포 사멸효과 검증을 위한 저온 플라즈마 발생장치 prototype을 제작하였다. 저온 플라즈마가 암세포에 직접 투과될 수 있도록 무균필터가 장착된 air compressor를 이용하여 바람의 세기로 플라즈마 발생 방향을 조정하여 실험하였다.

도 9와 같이 B16F10 피부암세포에 플라즈마를 다양한 시간으로 처리하면서 B16F10 세포의 증식 억제효과를 Cell growth kinetics assay, MTT assay, 유세포분석기(FACS)에 의한 apoptosis assay 등으로 분석한 결과 플라즈마 처리후 60분내에 세포괴사와 세포자살효과가 매우 증가됨이 확인되었다. 이는 저온플라즈마 처리시 정상세포와 달리 암세포는 민감하다는 다른 연구자들의 결과와 일치하였다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 미용 플라즈마 발생기에서 발생하는 저온 플라즈마를 이용하는 것으로, 저온 플라즈마의 침투력을 이용하여 사용자의 피부 깊숙이 침투한 세균을 효과적으로 살균하여 제거하므로 피부가 더욱 청결해지면서도 건강하게 유지된다.

10: 본체 11: 전원 공급부
12: 팁결합부 13: 팁감지부
13A: 팁접촉부 13B: 에어 토출공
20: 미용 플라즈마 발생기 30: 플라즈마팁
31: 팁본체 32: 결합부
32A: 관통공 33: 커버
33A: 토출공 34: 접지부
35: PCB 36: LED
37: 플라즈마 발생 전극 40: 제어부
50: 초음파 진동기 61, 62: 초음파 진동팁
71: 송풍팬

Claims (5)

1. 외부 일단에 돌출 형성되는 팁결합부(12)가 구비되는 본체(10)와;
   상기 본체(10)의 수용부에 수용되어 저온 플라즈마를 발생하는 미용 플라즈마 발생기(20)와;
   상기 팁결합부(12)에 선택적으로 장, 탈착되는 하나 이상의 플라즈마팁(30)과;
   발생된 플라즈마를 외부로 토출시키는 송풍팬(71) 및;
   상기 본체(10)의 일측에 설치되어 상기 미용 플라즈마 발생기(20)의 동작을 제어하는 제어부(40)로 이루어지고,
   상기 본체(10)의 팁결합부(12)에는 팁감지부(13)가 구비되며, 상기 제어부(40)는 상기 팁감지부(13)를 통해 상기 플라즈마팁(30)을 감지하여 상기 팁결합부(12)에 장착된 상기 플라즈마팁(30)의 크기 또는 종류에 따라 상기 미용 플라즈마 발생기(20)의 동작을 변경하여 제어하는 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마를 이용한 휴대용 피부 미용기.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체(10)에 초음파 진동기(50)가 더 구비되고,
   상기 팁결합부(12)에 선택적으로 장, 탈착되는 하나 이상의 초음파 진동팁(61, 62)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마를 이용한 휴대용 피부 미용기.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 플라즈마팁(30) 내부에는 플라즈마가 발생되는 전극이 대칭적으로 장착된 것을 특징으로 저온 플라즈마를 이용한 휴대용 피부 미용기.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 플라즈마팁(30)에는 LED(36)가 장착된 것을 특징으로 저온 플라즈마를 이용한 휴대용 피부 미용기.

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