KR101781843B1 - 프랙셔널 레이저 피부 선삭마를 통해 약물의 피부 침투 성능이 향상된 마이크로젯 약물전달 시스템 - Google Patents

프랙셔널 레이저 피부 선삭마를 통해 약물의 피부 침투 성능이 향상된 마이크로젯 약물전달 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사람(또는 동물)의 신체 조직 내에 효과적으로 약물을 투여하기 위한 약물 전달 시스템에 관한 것으로, 본 발명에서 제공하는 마이크로젯 약물 전달 시스템은, (a) 측면 일부가 탄성막에 의해 밀폐되고 내부에 압력 발생용 액체가 밀실하게 채워진 압력 챔버와; 상기 탄성막을 경계로 상기 압력 챔버와 인접 배치되고, 내부에 약물 용액이 수용되며, 일측에 상기 약물 용액이 외부로 배출되는 마이크로 노즐이 형성된 약물 챔버;를 포함하는 마이크로젯 인젝터와; (b) 레이저 빔을 생성하여 외부로 방출하는 레이저 발생 장치로서, 상기 마이크로젯 인젝터의 압력 발생용 액체에 레이저 빔을 조사하여 버블을 발생시키는 레이저 발생기 및; (c) 상기 레이저 발생기로부터 입사된 빔을 분할하여 직경이 감소된 다수개의 프랙셔널 레이저 빔으로 출사하는 프랙셔널 레이저 필터 모듈;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템에 따르면, 프랙셔널 레이저 빔을 이용해 피부를 미리 선 삭마(pre-ablation)시키는 과정을 통해서 각질층을 선택적으로 제거하며, 이와 같이 각질층이 제거되어 상대적으로 약해진 부위에 약물 마이크로젯 인젝션을 함으로써 피부 조직 내에 효과적으로 약물을 침투시킬 수 있다.

Description

프랙셔널 레이저 피부 선삭마를 통해 약물의 피부 침투 성능이 향상된 마이크로젯 약물전달 시스템 {Microjet Drug Delivery System with Enhanced Drug Penetration Performance by Fractional Laser Pre-ablation}
본 발명은 사람(또는 동물)의 신체 조직 내에 효과적으로 약물을 투여하기 위한 약물 전달 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주사 바늘을 사용하지 않고 주사 약물을 고속 마이크로젯(microjet) 형태로 분사하여 조직 내로 침투시킴으로써 주사시의 통증을 경감시키면서 신속하고 용이하게 체내에 약물을 투여할 수 있는 마이크로젯 약물 전달 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 의료 분야에 있어 치료용 약물을 환자의 체내에 투여하기 위한 약물 전달 시스템은 경구식 투여 방식과 비경구식 투여 방식으로 나눌 수 있으며, 비경구식 약물 전달 시스템으로서 종래에 가장 보편적으로 사용되는 방식은 바늘식 주사기를 이용하는 방식이라고 할 수 있다. 그러나, 상기와 같은 전통적인 바늘식 주사기는 기본적으로 주사 시의 통증으로 인한 환자들의 불편이 큰 문제점으로 지적되고 있으며, 그 외에도 상처로 인한 감염의 우려가 있고, 위생상의 이유로 재사용되지 못하고 일회용으로 폐기되어야 하는 등 많은 단점을 가지고 있었다.
이러한 종래의 바늘식 주사기의 문제점을 해결하기 위해 주사 바늘을 사용하지 않고 체내에 약물을 주입할 수 있는 바늘 없는 주사기(Needle-free injector)와 같은 약물 전달 시스템의 개발이 다양한 방식으로 진행되고 있으며, 최근에는 이러한 연구의 일환으로 약물을 고속 마이크로젯 형태로 분사하여 피부의 표피를 통과시켜 체내에 침투시키는 방식의 마이크로젯 약물 전달 시스템이 제시되고 있다.
이와 같은 마이크로젯 약물 전달 시스템에서 고속 약물 마이크로젯의 발생을 위해서는 피분사 약물에 (직접 또는 간접적으로) 강한 추진력을 가하여 약물이 마이크로 노즐 분사구(orifice)를 통해 강력하게 외부로 배출되도록 하여야 한다. 이러한 마이크로젯 약물 전달 시스템에서 추진력을 발생시키는 방식은 1930년대 이래로 다양하게 개발되어 왔는데, 최근 들어 압전 세라믹 소자를 이용한 분사 방식, 알루미늄 포일에 레이저 빔을 가함으로써 유발되는 충격파를 통한 분사 방식, 로렌츠 힘(Lorentz force)을 이용한 분사 방식 등의 다양한 분사 방식이 개발되었다.
특히, 최근에는 기존의 마이크로젯 방식의 분사와는 달리 분사되는 약물의 양과 분사 속도(즉, 약물의 침투 깊이)를 미세하게 조절할 수 있으면서도, 연속적인 주사가 가능하며, 반복 재사용이 가능한 레이저-버블(laser-bubble) 방식의 마이크로젯 분사 방식이 본 발명자에 의해 개발되었으며, 이는 대한민국 특허 제10-2010-56637호(발명의 명칭: 마이크로젯 약물전달 시스템)으로 출원되어 특허등록 제1207977호로 등록된 바 있다.
도6은 상기 본 발명자의 선등록 레이저-버블 방식의 마이크로젯 약물 전달 장치를 설명한 측단면도로서, 도6(a)는 약물의 분사 전 상태를 나타내고, 도6(b)는 약물이 분사되는 상태를 나타낸다. 도6에 도시된 바와 같이, 상기 선등록 마이크로젯 약물 전달 장치는, 폐쇄된 공간 내에 압력발생용 액체가 밀실하게 채워져 있는 압력 챔버(10)와, 상기 압력 챔버(10)에 인접하게 배치되고 약물 용액을 수용한 약물 챔버(20)와, 상기 압력 챔버(10)와 약물 챔버(20)의 사이에 배치되어 이들을 구획하는 탄성막(30) 및 상기 압력 챔버(10) 내에 레이저 등 강한 에너지를 집중시키는 에너지 포커싱 유닛(40)을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.
상기와 같은 선등록 마이크로젯 약물 전달 장치에 따르면, 에너지 포커싱 유닛(40)을 통해 레이저 등 강한 에너지를 압력 챔버(10) 내의 압력발생용 액체(100)에 집중적으로 조사하게 되면, 상기 압력발생용 액체(100)내에 버블이 발생하게 되고, 이와 같이 발생된 버블이 급격히 팽창하면서 탄성막(30)을 확장시키면서 약물 챔버(20) 내의 약물 용액에 강하게 압력을 가하여 마이크로 노즐 배출구 외부로 빠르게 밀어냄으로써 신체의 피부 조직을 통과하기에 충분한 속도로 약물을 마이크로젯 분사할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상술한 것과 같은 마이크로젯 기반의 선등록 마이크로젯 약물 전달 시스템의 경우 약물 젯이 피부 조직을 뚫고 들어가는 과정에서 운동 에너지를 잃게 되므로 필연적으로 젯 속도의 감속이 일어나고 피부 침투 깊이 면에서 불충분한 경우가 발생하게 된다. 특히 피부 가장 바깥쪽에 존재하는 각질층의 경우 그 두께가 50 ~ 100um 정도로서 하부의 다른 피부 조직에 비해 상대적으로 강도가 강하여 외부로부터의 이물질 침투를 방해한다. 따라서, 마이크로젯 약물 투여시 약물 젯 역시 방해를 받게 되고 젯의 속도와 피부를 침식하는 속도가 차이가 나기 때문에 되튀김(splash-back) 현상이 일어나게 되며, 이에 따라 약물 침투 효율이 크게 저하되는 것은 물론 2차 감염 우려 등의 문제점도 존재한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 기존의 마이크로젯 기반 약물 전달 시스템의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 레이저 피부 삭마 장치 모듈과 마이크로젯 인젝터 장치를 구비하여 약물 젯의 투여 이전에 미리 피부 조직을 선 삭마함으로써 약물 젯의 피부 침투 성능 및 약물 전달 효율을 향상시키고자 한 것이다.
이와 관련하여, 본 발명자는 기존의 선등록 마이크로젯 약물 전달 시스템을 개량하여, 도7에 도시된 바와 같이 새로 고안된 빔스플리터 부재를 통해 마이크로젯 인젝터에 조사되는 레이저의 일부를 분기하고, 이 분기된 레이저를 피부의 약물 주입 부분에 조사하여 표피를 제거하면서 그 부위에 약물을 마이크로젯 투여함으로써 효율적으로 약물을 피부 진피층으로 투입시킬 수 있는 마이크로젯 약물 전달 시스템을 개발하였으며, 이는 대한민국 특허출원 제10-2014-0021473호(발명의 명칭: 마이크로젯 약물 전달 장치 및 이를 이용한 약물 전달 방법)으로 출원되어 특허등록 제10-154996호로 등록된 바 있다.
상기와 같은 본 발명자의 선등록 발명에 따르면, 레이저에 의해 표피가 제거된 부분에 약물을 마이크로젯 형태로 분사하여 투입함으로써 각질층이 있는 부분에서도 마이크로젯 분사를 통해 약물을 피부 내 진피로 효율적으로 투입할 수 있게 되는 효과가 있었다. 그러나, 상기 선등록 발명의 경우, 레이저 빔을 분기하고 분기된 빔의 일부가 피부에 조사됨과 동시에, 나머지 빔이 마이크로젯 인젝터로 조사되는 구조이므로, 레이저 에너지가 마이크로젯 추진에 사용되지 못함으로써 동일한 레이저 출력에서 마이크로젯 속도가 저하되는 문제가 있었다.
또한, 상기 선등록 발명에 따르면, 피부의 약물 투여 부위에 레이저를 조사함에 있어 렌즈를 통해 피부의 표면 좁은 부위에 촛점을 맞추어 조사하는바, 이 피부 삭마 부위에 마이크로젯 경로를 정확히 맞추어 침투 경로를 일치시키는데 많은 어려움이 있었다.
아울러, 상기 선등록 발명의 경우, 피부에 레이저를 집중 조사함으로써 피부의 손상 정도가 심하고 화상 및 감염의 우려도 있으며, 마이크로젯 인젝션 시술 후 피부의 치유 시간이 오래 걸리게 되는 문제점이 있었다.
한국특허공개 KR10-2011-0104409 한국특허공개 KR10-2015-0100105
J.C. Stachowiak et al, Journal of Controlled Release 135: 104 (2009) V.Menezes, S. Kumar, ans Takayama, Journal of Appl. Phys. 106, 086102 (2009) Tae-hee Han, Jung-moo Hah, and Jack J. Yoh, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 109, 093105 (2011)
따라서, 본 발명은 상기한 종래 마이크로젯 기반의 약물 전달 시스템에서 나타난 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 프랙셔널 레이저 필터 모듈을 구비하여 마이크로젯 인젝션에 앞서 피부의 각질층을 삭마(削磨; ablation)한 후 이 부위에 경로를 맞춰 약물 마이크로젯을 투여함으로써 상대적으로 연한 피부 조직을 통해 체내로 약물을 효율적으로 침투시킬 수 있고 되튀김 현상을 억제하여 효과적인 약물 전달이 가능한 마이크로젯 약물 전달 시스템을 제공하는 것을 그 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 피부 레이저 선 조사로 인한 피부의 손상 및 치유 시간이 오래 걸리게 되는 문제점에 대하여, 피부 선 삭마시 레이저로서 출사 레이저를 분할하여 다수개의 미세 직경의 프랙셔널 레이저로 생성하여 피부에 조사함으로써 피부의 손상 정도가 적고 피부 재생 및 치유 기간에서도 부작용이 낮은 마이크로젯 약물 전달 시스템을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 과제로 한다.
또한, 본 발명은 피부 선처리 삭마시에 삭마 부위와 마이크로젯의 경로를 일치시키기 어려운 점이 존재하는 것에 대하여, 프랙셔널 레이저 필터 모듈을 소정 각도로 각회전시키면서 피부에 레이저 천공을 시킬 수 있도록 함으로써, 피부 구멍의 간격을 치밀하게 하고 단위 면적당 구멍의 수를 크게 늘릴 수 있으므로 마이크로젯 경로와 피부의 프랙셔널 레이저로 생성된 구멍이 일치할 가능성을 크게 높일 수 있는 마이크로젯 약물 전달 시스템을 제공하는 것에 본 발명의 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명에서 제공하는 마이크로젯 약물 전달 시스템은, (a) 측면 일부가 탄성막에 의해 밀폐되고 내부에 압력 발생용 액체가 밀실하게 채워진 압력 챔버와; 상기 탄성막을 경계로 상기 압력 챔버와 인접 배치되고, 내부에 약물 용액이 수용되며, 일측에 상기 약물 용액이 외부로 배출되는 마이크로 노즐이 형성된 약물 챔버;를 포함하는 마이크로젯 인젝터와; (b) 레이저 빔을 생성하여 외부로 방출하는 레이저 발생 장치로서, 상기 마이크로젯 인젝터의 압력 발생용 액체에 레이저 빔을 조사하여 버블을 발생시키는 레이저 발생기 및; (c) 상기 레이저 발생기로부터 입사된 빔을 분할하여 직경이 감소된 다수개의 프랙셔널 레이저 빔으로 출사하는 프랙셔널 레이저 필터 모듈;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기와 같은 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템에서 상기 마이크로젯 인젝터와 상기 프랙셔널 레이저 모듈은 상기 레이저 발생기에 각각 탈착 및 교환 가능하게 연결됨으로써, 상기 레이저 발생기에서 생성된 레이저 빔이 상기 마이크로젯 인젝터와 상기 프랙셔널 레이저 모듈 중 어느 하나에 선택적으로 입사할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템은 상기 마이크로젯 인젝터와 상기 프랙셔널 레이저 모듈을 상기 레이저 발생기에 탈착 및 교환 가능하게 연결시키기 위한 구성으로서 (d) 스위칭 유닛을 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위칭 유닛에는 상기 마이크로젯 인젝터와 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈이 장착되며, 이 스위칭 유닛은 상기 레이저 발생기에 결합되어 사용자의 조작에 의해 상기 마이크로젯 인젝터와 상기 프랙셔널 레이저 모듈 중 어느 하나를 상기 레이저 발생기와 광학적으로 연결시키거나 연결 상태를 해제한다.
또한, 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템에 있어서 더욱 바람직하게는, 상기 스위칭 유닛은 축심(軸心)을 중심으로 회전하는 회전판 형태로서 상기 레이저 발생기와 편심(偏心)되게 결합되는 스위칭 리볼버로 구성될 수 있다. 상기 스위칭 리볼버에는 축심으로부터 일정한 거리에 상기 마이크로젯 인젝터와 프랙셔널 레이저 모듈이 장착되어 있음으로써 상기 스위칭 리볼버를 회전시킴에 의해 상기 마이크로젯 인젝터와 상기 프랙셔널 레이저 모듈의 위치가 서로 바뀌게 되며, 이에 따라 상기 레이저 발생기에 대한 상기 마이크로젯 인젝터와 프랙셔널 레이저 모듈 간의 연결 상태가 전환될 수 있다.
또한, 본 발명에 대한 더욱 바람직한 구성으로서, 상기 프랙셔널 레이저 모듈은 출사된 프랙셔널 레이저 빔의 진행 경로와 평행한 회전축을 중심으로 각(角) 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. 이와 같이 본 발명의 프랙셔널 레이저 모듈이 각 회전함에 따라 피부에 천공되는 미세 구멍들의 위치가 계속 어긋나게 바뀌면서 단위 면적당 천공 구멍 수가 크게 증가하게 되며, 이에 따라 마이크로젯 침투 경로와 미세 구성이 일치할 확률을 높여 주어 안정적인 약물 침투 효율을 보장할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 장치에 있어서, 상기 에너지 집중 장치는 상기 압력 챔버 내의 압력 발생용 액체에 내의 한 점에 촛점이 맞추어지도록 레이저 빔을 조사하는 레이저 장치인 것이 바람직하며, 이 레이저 장치로는 Er:YAG 레이저 장치가 바람직하게 사용될 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 기본적으로 체내에 약물을 투여하는 약물 전달 시스템으로서 피부에 직접 주사 바늘을 찔러 넣어 약물을 주입하는 대신 약물 용액을 고속 마이크로젯 형태로 분사하여 침투시킴으로써 주사시의 통증을 경감시키면서 신속하고 정확하게 체내에 약물을 투여할 수 있는 마이크로젯 약물 전달 시스템이 제공된다.
특히, 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템에 의하면, 마이크로젯 인젝션에 앞서 피부의 각질층을 프랙셔널 레이저 처리로 일정 부분 선택적으로 제거한 후 이 부위에 경로를 맞춰 약물 마이크로젯을 투여함으로써 상대적으로 연한 피부 조직을 통해 체내로 약물을 효과적으로 침투시킬 수 있으며 피부 표면에서의 되튀김 현상도 방지되므로 효율적이고 신뢰성 있는 약물 전달이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따르면 약물 전달 효율을 높이기 위해 피부에 레이저 선 조사를 함에 있어서 레이저 빔을 그대로 조사하지 않고 미세 직경의 프랙셔널 레이저를 이용해 피부에 미세 천공을 함으로써 피부의 손상을 경감하고 피부 재생 및 치유 시간을 단축시켜 피부 레이저 박피에 따른 부작용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 측면에 따르면, 프랙셔널 레이저 필터 모듈을 소정 각도로 각 회전시키면서 피부에 레이저 천공을 시킬 수 있도록 구성함으로써 피부에 천공되는 구멍의 위치가 돌아가면서 바뀌도록 할 수 있으며, 이에 따라 단위 면적당 천공되는 미세 구멍의 수를 크게 늘리고 마이크로젯 경로와 피부의 프랙셔널 레이저로 생성된 구멍이 일치할 가능성을 크게 높여 약물이 진피층 내로 효율적으로 침투할 수 있게 되는 장점도 기대할 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
도2는 본 발명에 있어 주요 구성인 마이크로젯 인젝터의 구조 및 작동 메커니즘을 보여주는 도면이다.
도3은 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템을 이용하여 마이크로젯 인젝션 시술을 하는 과정을 보여주는 도면이다.
도4는 본 발명에 있어 프랙셔널 레이저의 회전에 따른 단위 조사 면적당 마이크로 구멍의 수의 증가를 예시해 보여 주는 도면이다.
도5는 프랙셔널 레이저의 회전에 의해 삭마된 피부의 단면을 확대해 보여주는 사진이다.
도6은 기존의 선등록 레이저-버블 방식 마이크로젯 약물 전달 장치의 구조 및 원리를 설명한 도면이다.
도7은 빔스플리터가 구비된 기존의 선등록 레이저-버블 방식 마이크로젯 약물 전달 장치의 구조를 보여 주는 도면이다.
도8은 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템의 효과를 확인하기 위한 비교 시험으로서 조직 침투 깊이 결과를 보여 주는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 장치에 대한 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템의 전체적인 구성 및 약물 용액이 마이크로젯 분사되는 메커니즘을 도시한 도면이다. 도1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템은 전체적으로, 레이저 빔을 생성하여 외부로 출사하는 장치로서의 레이저 발생기(300)와, 소정 용량의 약물 용액을 저장하였다가 외부로 마이크로젯 분사하여 체내로 투여하는 주사 기기로서의 마이크로젯 인젝터(100)와, 상기 레이저 발생기(300)로부터 입사되는 레이저 빔을 분할하여 프랙셔널 레이저 빔으로 출사하는 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)을 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 주요한 기술적 특징에 따르면, 상기와 같은 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템에서 상기 마이크로젯 인젝터(100)와 상기 프랙셔널 레이저 모듈(200)은 상기 레이저 발생기(300)에 탈착 가능하게 연결됨으로써 연결 상태를 전환함에 따라 상기 레이저 발생기(300)에서 발생한 소스 레이저가 상기 마이크로젯 인젝터(100)와 상기 프랙셔널 레이저 모듈(200) 중 어느 하나에 입사할 수 있도록 구성된다.
도1에 도시된 실시예에 따르면, 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템에는 상기와 같은 마이크로젯 인젝터(100)와 프랙셔널 레이저 모듈(200)의 레이저 발생기(300)에 대한 연결 상태를 전환하기 위한 구성으로서 리볼버 회전판 형태의 스위칭 유닛(400)이 구비될 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이 상기 스위칭 유닛(400)은 축심(軸心)을 중심으로 회전할 수 있도록 된 회전판 형태를 가질 수 있으며, 상기 스위칭 유닛(400)의 외주부에는 상기 마이크로젯 인젝터(100)와 프랙셔널 레이저 모듈(200)이 장착된다. 또한, 도1을 참조하면 상기 스위칭 유닛(400)은 상기 레이저 발생기(100)와는 편심(偏心)되게 결합된 리볼버(revolor) 형태로 구성될 수 있으며, 상기 리볼버 형태의 스위칭 유닛(200)을 돌려 회전시킴에 의해 상기 레이저 발생기(100)에 대한 상기 마이크로젯 인젝터(100)와 상기 프랙셔널 레이저 모듈(200)의 위치를 바꾸어 줌으로써 레이저 발생기(300)와의 광학적 연결 상태를 전환시킬 수 있도록 구성된다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 상기와 같은 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템을 구성하는 각 구성 요소들에 대해 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템을 도시한 도1을 참조하면, 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템은 내부에 소정 용량의 약물 용액을 저장하였다가 외부로 마이크로젯 분사하여 체내로 투여하는 주사 기기로서의 마이크로젯 인젝터(100)를 포함하여 구성된다. 도2는 상기와 같은 마이크로젯 인젝터(100)의 구조를 더욱 상세하게 도시한 도면으로서, 도2에 도시된 바와 같이 본 발명에 있어서 상기 마이크로젯 인젝터(100)는, 내부에 압력 발생용 액체(115)가 밀실하게 채워진 압력 챔버(110)와; 상기 압력 챔버(110)와 인접하여 연결 배치되고 내부에 피분사 약물 용액이 수용되는 약물 챔버(120)와; 상기 압력 챔버(110)와 상기 약물 챔버(120) 사이를 구획하도록 배치된 탄성막(130)을 포함하여 구성된다.
상기 압력 챔버(110)는 전체적으로 밀폐된 구조로서 내부에 일정한 수용 공간을 가지며, 상기 내부 수용 공간에는 압력 발생용 액체(115)가 빈 공간 없이 밀실하게 채워져 저장되어 있다. 도시된 실시예에 따르면 상기 압력 챔버(110)는 대략 원통형 실린더의 형태로 구성될 수 있으며, 상기 압력 챔버(110)의 상부는 레이저 빔이 통과될 수 있도록 투명 재질의 소재로 구성되고 하부는 탄성막(130)에 의해 막혀진 형태로 구성될 수 있다.
이러한 압력 챔버(110)의 내부를 채우는 압력 발생용 액체(115)로는 기본적으로 일반적인 물이 사용될 수 있으며, 이 외에도 알코올이나 폴리에틸렌글리콜과 같은 고분자 졸(sol) 및 젤(gel) 등 다양한 액상 물질도 사용될 수 있다. 또한, 상기 압력 발생용 액체(115)로는 버블의 생성 시 잔여 버블의 최소화를 위해 가스 제거된(degassed) 액체를 사용함이 바람직하다. 나아가, 상기 압력 발생용 액체로서 순수(純水)에 전해질(소금 등)을 첨가하게 되면 분자들이 이온화되어 액체의 분자 구조 붕괴에 필요한 에너지가 작아지므로 더 좋은 효율로 버블을 형성할 수 있어 더욱 바람직하다.
약물 챔버(120)는 상기 압력 챔버(110)의 하부에 연이어 형성되며, 상기 약물 챔버(120)의 내부 수용 공간에는 약물 용액(125)이 저장된다. 상기 약물 챔버(120)의 하단부에는 미세 직경의 마이크로 노즐(122)이 형성되어 있어 후술하는 바와 같이 상기 압력 챔버(110)의 압력 발생용 액체(115)가 탄성막(130)을 밀어내는 추진력에 의해 상기 약물 용액(125)이 마이크로 노즐(122)을 통해 고속 마이크로젯 분사될 수 있도록 구성된다. 상기 마이크로 노즐(122)의 직경은 원하는 분사속도, 분사량 등에 의해 다양하게 설정될 수 있으며, 예를 들어 150 ㎛ 이하로 형성될 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만 상기 약물 챔버(120)의 일측에는 약물 용액(125)의 분사 후 재분사를 위해 외부로부터 약물 용액을 추가로 공급받을 수 있도록 약물 공급구가 추가로 형성될 수 있다.
탄성막(130)은 탄성 복원력을 가진 얇은 막으로서, 압력 챔버(110)와 약물 챔버(120)의 사이에 배치되어 이들의 경계를 형성한다. 즉, 상기 압력 챔버(110)와 약물 챔버(120)는 상기 탄성막(130)에 의해 분리됨과 함께 상기 압력 챔버(110)와 약물 챔버(120)의 적어도 일부는 상기 탄성막(130)에 접하게 됨으로써, 상기 압력 챔버(110) 내의 압력 발생용 액체(115)의 용적이 팽창하는 경우 탄성막(130)의 변형을 통해 상기 약물 챔버(120) 내 약물 용액(125)에 압력을 가할 수 있게 된다.
이러한 탄성막(130)은 박막의 고무 재질로 제작될 수 있으며, 바람직하게로는 실리콘 고무가 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 실리콘 고무는 신축성이 우수할 뿐 아니라 낮은 열 전도도를 가지므로 레이저 조사로 인해 생성된 열을 효과적으로 차폐하여 열 전달에 의한 약물 변질 및 손상도 방지할 수 있는 장점이 있다. 이외에도 상기 탄성막(130)의 재질로는 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 등 당업자의 선택에 따라 탄성력을 가지고 액체 비투과성을 가진 어떠한 재료라도 사용될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 있어서 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)은 외부로부터 입사된 레이저 빔을 분할하여 미세 직경을 갖는 다수개의 프랙셔널 레이저 빔으로 출사하는 필터 모듈이다. 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)은 도3의 (a)에 도시된 바와 같이 내부에 레이저 빔을 분할하기 위한 픽셀 빔 스플리터(210)를 구비하고 있으며, 하부에는 포커싱 렌즈(220)을 구비하여 상기 픽셀 빔 스플리터(210)를 통해 분할된 레이저 빔을 집광할 수 있도록 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)에 의해 출사되는 프랙셔널 레이저 빔의 직경은 100 ~ 200 ㎛이 적당하며, 상기 프랙셔널 레이저 빔의 출사 형태는, 예컨대 레이저 발생기(300)로서 1 J 출력의 Er:YAG 레이저 장치(파장 2940 nm)를 사용하는 경우 10 × 10 mm의 조사 영역에 15 × 15 개의 격자형으로 출사되도록 할 수 있다.
또한, 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)은 고정된 형태로 형성될 수도 있지만, 회전 가능하도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다. 즉, 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)은 입사되는 소스 레이저 빔의 진행 경로와 평행한 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 구성할 수 있으며, 이와 같은 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)을 일정한 각도로 각(角) 회전시키면서 레이저를 피부에 조사할 경우 도4에 도시된 바와 같이 피부에 천공되는 미세 구멍의 위치가 고정되지 않고 조금씩 바뀌면서 천공 간격이 매우 촘촘해지고 단위 면적당 미세 구멍의 수를 획기적으로 늘릴 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 주요한 특징에 따르면 효율적인 마이크로젯 인젝션을 위해 피부를 레이저로 선처리함에 있어 프랙셔널 레이저 빔을 사용함으로써 피부의 미세 구멍과 마이크로젯 침투 경로를 일치시키기 어려운 점이 있었으나, 상기와 같은 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)의 회전 구성에 따르면, 피부의 미세 구멍 간격 및 단위 면적당 갯수를 크게 늘릴 수 있음으로써 마이크로젯의 침투 경로와 미세 구멍이 일치할 확률을 높여 주고 이에 따라 안정적인 약물 침투 효율을 보장할 수 있는 효과가 있다.
이때, 상기와 같은 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)의 각 회전 간격은 도4에 예시된 것과 같이 22.5°각도 간격으로 하는 것이 적당하며, 이와 같은 회전 각도 간격은 당업자의 선택에 따라 적절히 증감될 수 있다.
상기 레이저 발생기(300)는 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발진 장치에 해당하는 것으로, 본 발명에 있어 상기 레이저 발생기(300)로부터 방출된 레이저 빔은 상기한 마이크로젯 인젝터(100)와 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200) 중 어느 하나에 선택적으로 입사하도록 구성된다. 즉, 본 발명의 주요한 특징에 따르면, 상기 레이저 발생기(300)에는 먼저 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)이 결합하여 피부에 미세 직경의 프랙셔널 레이저 처리를 하게 되고, 그 후 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200) 대신 마이크로젯 인젝터(100)가 교체 연결되어 레이저 유도 버블에 의한 약물 마이크로젯 인젝션이 수행된다.
본 발명에 있어 상기 레이저 발생기(300)의 레이저 원으로는 특별한 제한 없이 어떠한 종류의 레이저라도 사용될 수 있으며, 예를 들어 Er:YAG 레이저 (파장 2.94 ㎛), Nd:YAG 레이저 (파장 1.06 ㎛), 루비레이저, 알렉산드라이트 레이저, Nd:Glass 레이저, Er:Glass fiber 레이저, Ho:YAG 레이저 등이 사용될 수 있다.
특히, 본 발명에 있어 파장 2940 nm대의 Er:YAG 레이저가 가장 바람직하게 사용될 수 있는데, 이는 피부 각질의 선택적 제거 및 버블 발생의 효율성 2가지 측면에서 고려한 것이다. 즉, Er:YAG 레이저의 경우 물에 대한 흡수에 있어 가장 유리한 파장대의 레이저로서, 피부 조직의 약 70%가 물로 이루어져 있기 때문에 상기 Er:YAG 레이저는 피부를 깊게 침투하지 못하고 최외곽 층에만 효과적으로 흡수되는바 최외곽 각질층만 선택적으로 제거하는데 유리하다. 이와 더불어, 마이크로젯 인젝터(100)의 압력 발생용 액체(115)에 Er:YAG 레이저가 조사될 경우 광 에너지가 효율적으로 액체에 흡수되므로 폭발적인 버블 팽창을 만들어 낼 수 있고, 이로 인해 매우 빠르고 강한 마이크로젯을 생성하는 것이 가능해진다. 따라서, 상기와 같은 측면에서 볼 때 본 발명에 있어 상기 레이저 발생기(300)의 레이저 원으로는 파장 2940 nm대의 Er:YAG 레이저가 가장 바람직하다고 판단된다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 상기 스위칭 유닛(400)은 기본적으로 상기 레이저 발생기(300)에 대한 마이크로젯 인젝터(100)와 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)의 교체 연결을 위한 구성 요소이다. 즉, 본 발명의 주요한 기술적 특징에 따르면, 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)과 마이크로젯 인젝터(100)는 같은 레이저원(레이저 발생기(300))을 공유하면서 순차적으로 상기 레이저 발생기(300)에 광학적으로 연결되어 각 작업(피부 레이저 처리 및 마이크로젯 인젝션)이 이루어지게 되며, 이와 같은장치의 교체 연결을 위한 바람직한 구성으로서 상기 스위칭 유닛(400)이 구비될 수 있다.
여기서, 상기 스위칭 유닛(400)에는 상기한 마이크로젯 인젝터(100)와 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)이 탑재되어 이 스위칭 유닛(400)의 조작을 통해 상기 레이저 발생기(300)에 연결되는 장치를 교체할 수 있도록 구성되며, 이와 같은 스위칭 유닛(400)은 도1 및 도3에 도시된 바와 같이 축심(軸心)을 중심으로 회전하는 리볼버 형태로 바람직하게 구현될 수 있다. 상기와 같은 스위칭 유닛(400)은 도1 및 도3에 도시된 바와 같이 상기 레이저 발생기(300)에 연결됨에 있어 그 축심이 레이저 발생기(300)의 레이저 빔 경로와 일정 거리 편심되게 결합됨으로써 상기 스위칭 유닛(400)을 회전시킴에 의해 외주부에 탑재된 마이크로젯 인젝터(100)와 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)이 순차적으로 레이저 발생기(300)와 교환 연결될 수 있도록 구성된다.
따라서, 상기와 같은 리볼버 형태의 스위칭 유닛(400)에 따르면 기존 핸드헬드 레이저 장치 팁에 마이크로젯 인젝터(100)와 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200) 2개의 장치를 부가하더라도 전체적인 장치 크기가 크게 증가하지 않으며, 사용에 있어 사용자가 단순히 스위칭 유닛(400)을 돌려줌으로써 장치의 교체가 가능하므로 시술자의 편의성 면에서도 매우 유리한 면이 있다.
한편, 도시된 실시예에서는 상기와 같은 리볼버 형태의 스위칭 유닛(400)을 가장 바람직한 실시 형태로서 예시하고 있으나 반드시 이와 같은 형태로 한정되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 본질적인 기술 개념을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 형태로 변형 실시가 가능하다. 예컨대 슬라이딩 레일과 같은 형태로 하여 레일의 수평 이동에 의해 장치를 교체하도록 하는 등 당업자의 선택에 따라 다양한 형태로 설계 변경이 가능하며, 아울러 상기와 같은 스위칭 유닛(400)을 구비하지 않고 시술자가 수동으로 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)과 마이크로젯 인젝터(100)를 교체하는 방식으로 실시하더라도 본 발명의 기본적인 기술적 개념을 벗어나지 않으므로 특허청구범위에 의해 정해지는 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템을 이용하여 마이크로젯 인젝션 시술을 하는 과정에 대해 더욱 자세히 설명한다.
도3은 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템을 이용하여 마이크로젯 인젝션 시술을 하는 과정을 보여주는 도면으로서, 도3에 도시된 바와 같이 본 발명을 이용한 시술 과정은 크게 1차 피부 삭마(ablation; 박피) 과정과 2차 마이크로젯 인젝션 과정으로 이루어진다.
먼저, 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템을 이용한 시술 과정에 따르면, 마이크로젯 인젝션에 앞서 미리 피부의 표피 부분, 특히 각질층을 선택적으로 삭마하여 일정 부분 제거하는 1차 피부 삭마 과정이 선행되며, 도3의 (a)는 상기와 같은 1차 피부 삭마 과정을 보여 준다.
도3의 (a)를 참조하면, 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)과 마이크로젯 인젝터(100)가 탑재된 스위칭 유닛 리볼버(400)가 핸드헬드 형 레이저 발생기(300)의 선단부에 장착되어 있으며, 시술자는 상기 스위칭 유닛(400)을 회전 조작하여 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)이 레이저 발생기(300)에 일직선으로 연결된 상태가 되도록 설정한다. 그 후 상기 레이저 발생기(300)를 작동시키게 되면, 레이저 발생기(300)로부터 방출된 레이저 빔이 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)로 입사되고, 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)을 통과한 레이저 빔은 프랙셔널 레이저 형태로 피부 조직(800)에 조사된다. 상기와 같은 과정에서 레이저 발생기(300)에서 출사된 레이저 빔은 도3의 (a)에 도시된 바와 같이 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)의 픽셀 빔 스플리터(210)를 지나면서 일정한 간격을 유지하는 다수개의 미세 직경 프랙셔널 레이저 빔으로 분할되고, 이 분할된 프랙셔널 레이저 빔은 포커싱 렌즈(220)을 통해서 집광된 형태로 출사되어 피부 조직(800)에 조사된다.
이와 같이 피부 조직(800)에 조사된 프랙서널 레이저 빔은 신경층이 존재하지 않는 피부 표면 각질층에 다수의 미세 직경(100 ~ 200 ㎛ 수준)을 갖는 구멍(810)을 천공함으로써 피부 각질층을 선택적으로 제거하게 되고, 이와 같이 미세 구멍(810)이 천공된 피부 부위를 타겟으로 약물 마이크로젯을 쏘게 되면 상기 미세 구멍(810)들을 통해 약물이 용이하게 진피층으로 침투할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면 이러한 1차 피부 선삭마 과정에 있어서, 일반 레이저를 조사하여 피부의 일정 영역을 전체적으로 박피해 내는 대신, 다수개의 미세 직경의 빔으로 분할된 프랙셔널 레이저를 조사하여 피부에 마이크로 구멍을 형성하게 되며, 이에 따라 천공된 미세 구멍의 주위에는 여전히 피부 조직이 남아 있기 때문에 전반적인 피부 박피를 한 경우와 비교하여 피부 재생 및 치유 시간이 크게 단축될 수 있다.
다만, 상기와 같은 본 발명에 따르면, 피부 프랙셔널 레이저 선처리 후 마이크로젯 인젝션을 수행함에 있어, 피부 미세 구멍(810)과 마이크로젯의 침투 경로를 일치시키는데 다소 어려움이 있을 수 있으나, 이와 같은 문제는 본 발명의 더욱 바람직한 구성인 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)을 회전시키는 구성에 의해서 효과적으로 해결될 수 있다.
즉, 전술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 측면에 따르면, 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)은 출사되는 프랙셔널 레이저 빔의 진행 경로와 평행한 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이러한 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)을 일정 각도 간격으로 회전시켜 피부에 조사되는 프랙셔널 레이저 빔의 조사 방향을 일정하게 틀어 줌으로써 단위 조사 면적당 미세 구멍의 수를 크게 늘릴 수 있게 된다.
도4는 프랙셔널 레이저의 회전에 따른 단위 조사 면적당 마이크로 구멍의 수의 증가를 예시해 보여 주는 도면으로서, 도4에 도시된 바와 같이 단순히 한 곳에 프랙셔널 레이저를 조사하는 경우에 비해 프랙셔널 레이저를 회전시킬 경우 각 회전 시마다 피부에 형성되는 미세 구성의 밀도 및 수가 대폭 증가함을 알 수 있고, 이에 따라 약물 마이크로젯과 미세 구멍(810)이 일치할 확률이 크게 높아져 안정적인 침투 효율을 보장할 수 있게 되는 장점이 있다. 한편, 상기와 같은 프랙셔널 레이저의 회전에 의해 삭마된 피부의 단면(좌하단의 스케일 바는 1 mm 길이를 나타낸다)은 도5에 도시된 바와 같다.
상기와 같이 프랙셔널 레이저를 이용하여 마이크로젯 침투 부위의 각질을 제거하는 1차 피부 삭마(ablation) 과정이 완료된 후에는, 상기와 같이 일정 부분 각질이 제거된 타겟 부위에 마이크로젯을 분사하여 체내로 약물을 투여하는 2차 마이크로젯 인젝션 과정을 수행한다.
도3의 (b)를 참조하면, 상기와 같은 1차 피부 삭마 과정 완료 후 시술자는 상기 스위칭 유닛 리볼버(400)를 회전 조작하여 상기 레이저 발생기(300)로부터 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈(200)의 연결을 해제함과 동시에 마이크로젯 인젝터(100)가 레이저 발생기(300)에 연결된 상태가 되도록 설정한다.
이와 같이 마이크로젯 인젝터(100)와 레이저 발생기(300)가 연결된 상태에서 레이저 발생기(300)를 작동시키게 되면, 레이저 발생기(300)로부터 방출된 레이저 빔이 상기 마이크로젯 인젝터(100)의 압력 챔버(110) 내부로 집광되어 압력 챔버(110) 내 압력발생용 액체(115)에 버블 생성을 유발하고, 이 버블의 급격한 확장에 의해 약물 챔버(120) 내의 약물 용액(125)이 추진력을 받아 마이크로 노즐(122)을 통해 고속 마이크로젯 형태로 분사된다.
이와 같은 마이크로젯의 발생에 대해 도2를 참조하여 좀더 자세히 설명하면, 상기 레이저 발생기(300)를 가동하여 압력 챔버(100) 내에 밀실하게 채워진 압력추진용 액체(110)에 초점을 맞춰 레이저 빔을 조사하면, 레이저 빔에 의해 집중된 에너지를 받아 흡수한 압력추진용 액체(100)에 상 변화가 일어나 도2에서 보는 바와 같이 압력발생용 액체(115) 내에 기체 버블(118)이 발생하게 된다.
상기와 같이 압력추진용 액체(115) 내에 생성된 버블(118)은 순간적으로 급격히 팽창하며 이에 따라 밀폐된 압력 챔버(110)의 내부 압력이 급속히 증가하게 된다. 이와 같이 증가된 내부 압력으로 인해 탄성막(130)이 압력 챔버(110) 외측으로(즉, 약물 챔버(120)를 향해) 팽창하게 되고, 이러한 탄성막(130)의 신장 변형으로 인해서 인접한 약물 챔버(120)의 약물 용액(125)이 추진력을 받아 가속됨으로써 약물 용액(125)이 마이크로 노즐(122)을 통해 고속 마이크로젯 형태로 방출된다.
상기와 같이 생성된 약물 마이크로젯은 전술한 1차 피부 선삭마 과정을 통해 각질층이 제거된 부위를 통해 피부 내로 침투되며, 이때 본 발명의 바람직한 측면에 따르면 약물 마이크로젯은 매우 높은 확률로 피부 표면 각질층의 방해 없이 각질층 아래에 존재하는 진피층까지 직접 침투할 수 있으므로 약물 전달에 있어 효율성을 크게 높일 수 있게 된다.
상기에서 설명한 것과 같은 본 발명의 마이크로젯 약물 전달 시스템의 성능 및 개선된 효과를 확인하기 위해 본 발명에 따른 시험 제품을 제작하여 이에 대한 테스트를 실시하였으며 그 세부 시험 내용 및 결과를 아래에 정리하였다.
본 시험 실시에 있어 레이저 발생기(300)로는 2940 nm 파장대, 펄스폭 150 μs (펄스 주파수 10 Hz), 출력 에너지 1J/pulse 의 어븀야그(Er:YAG) 레이저 장치를 사용하였다.
시험 실시는 총 4가지 경우에 대하여 실시하였는데, (1) 레이저 피부 삭마 없이 마이크로젯만 인젝션한 경우; (2) 일반 레이저 삭마(18 펄스) 후 마이크로젯 인젝션; (3) 프랙셔널 레이저 삭마(18 펄스) 후 마이크로젯 인젝션; (4) 프랙셔널 레이저 회전 삭마(18 펄스) 후 마이크로젯 인젝션;으로 실시하였다.
또한, 상기한 4가지 경우에 대해, 마이크로젯 인젝션 시 레이저 지속 시간으로 10초, 30초, 50초 동안 3가지 경우로 실시하여 각 경우에 대한 조직 침투 깊이 결과를 비교하였으며, 그 구체적인 결과는 아래 표1 및 도8의 그래프에 도시하였다. 참고로, 아래 표1의 결과치는 (1) 레이저 피부 선처리 없이 마이크로젯만 사용한 경우 대비, 레이저 선처리를 실시한 나머지 3가지 경우에 대한 결과치를 표시하였다.
한편, 상기에서 (4) 프랙셔널 레이저 회전 삭마 후 마이크로젯 인젝션의 경우 프랙셔널 레이저의 회전은 3회(회전각도 22.5°)로 실시하였다.
마이크로젯만 사용한 경우 대비 각 경우에 대한 침투 깊이 비율
10초 30초 50초
(2)일반 레이저 삭마 후 마이크로젯
/ (1)마이크로젯만 실시		 1.42 1.16 1.15
(3)프랙셔널 레이저 삭마 후 마이크로젯
/ (1)마이크로젯만 실시		 0.99 1.08 1.11
(4)프랙셔널 레이저 삭마(회전) 후 마이크로젯
/ (1)마이크로젯만 실시		 1.33 1.13 1.16
상기한 표1 및 도8의 결과에서 보는 바와 같이, 전반적으로 (1) 마이크로젯 인젝션만 하는 경우에 비해, 마이크로젯 인젝션에 앞서 레이저 선삭마 과정을 함께 실시하는 경우 피부 조직 내 약물 침투 깊이가 상당히 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
세부적으로 보게 되면, 프랙셔널 레이저가 아닌 (2) 일반 레이저 빔으로 피부를 선삭마하는 경우가 대부분의 경우에서 다소 효과가 좋은 결과가 나왔으나, (4) 프랙셔널 레이저를 회전하는 경우에서도 상기 (2)의 경우와 실질적으로 큰 차이 없이 대등한 결과가 나왔으며, 인젝션 시간이 길어지는 경우에는 (4) 프랙셔널 레이저를 회전하는 경우가 가장 효과가 좋은 것으로 나타났다.
이상과 같은 결과를 종합하여 보면, 마이크로젯 인젝션에 앞서 프랙셔널 레이저로 피부 선처리를 하는 본 발명의 경우 마이크로젯 인젝션만 하는 경우에 비해 침투 성능에 있어 유의미한 향상 효과가 있는 것으로 확인되었다. 특히, 본 발명의 바람직한 측면에 따라 프랙셔널 레이저를 회전시키면서 피부를 삭마한 후 마이크로젯 인젝션을 하는 경우 침투 성능의 향상 효과가 두드러졌는바, 레이저 피부 삭마에 따른 부작용과 침투 성능 향상 정도를 종합적으로 고려할 때 가장 바람직하다고 판단된다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 전용이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정해지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
100 : 마이크로젯 인젝터 110 : 압력 챔버
115 : 압력발생용 액체 118 : 기체 버블
120 : 약물 챔버 122 : 마이크로 노즐
125 : 약물 용액 130 : 탄성막
200 : 프랙셔널 레이저 필터 모듈 210 : 픽셀 빔 스플리터
220 : 포커싱 렌즈 300 : 레이저 발생기
400 : 스위칭 유닛

Claims (5)

  1. (a) 측면 일부가 탄성막에 의해 밀폐되고 내부에 압력 발생용 액체가 밀실하게 채워진 압력 챔버와; 상기 탄성막을 경계로 상기 압력 챔버와 인접 배치되고, 내부에 약물 용액이 수용되며, 일측에 상기 약물 용액이 외부로 배출되는 마이크로 노즐이 형성된 약물 챔버;를 포함하는 마이크로젯 인젝터;
    (b) 레이저 빔을 생성하여 외부로 방출하는 레이저 발생 장치로서, 상기 마이크로젯 인젝터의 압력 발생용 액체에 레이저 빔을 조사하여 버블을 발생시키는 레이저 발생기;
    (c) 상기 레이저 발생기로부터 입사된 빔을 분할하여 직경이 감소된 다수개의 프랙셔널 레이저 빔으로 출사하는 프랙셔널 레이저 필터 모듈;
    을 포함하여 구성되며,
    상기 마이크로젯 인젝터와 상기 프랙셔널 레이저 모듈은 상기 레이저 발생기에 각각 탈착 및 교환 가능하게 연결됨으로써, 상기 레이저 발생기에서 생성된 레이저 빔이 상기 마이크로젯 인젝터와 상기 프랙셔널 레이저 모듈 중 어느 하나에 선택적으로 입사할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    (d) 상기 마이크로젯 인젝터와 상기 프랙셔널 레이저 필터 모듈이 장착되며, 상기 레이저 발생기에 결합되어 사용자의 조작에 의해 상기 마이크로젯 인젝터와 상기 프랙셔널 레이저 모듈 중 어느 하나를 상기 레이저 발생기와 광학적으로 연결시키거나 연결 상태를 해제하는 스위칭 유닛;을 더 포함하여 구성된 마이크로젯 약물 전달 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스위칭 유닛은 축심(軸心)을 중심으로 회전하는 회전판 형태로서, 상기 레이저 발생기와는 편심되게 결합되어 있고, 상기 마이크로젯 인젝터와 상기 프랙셔널 레이저 모듈이 상기 축심으로부터 동일한 거리에 장착된 스위칭 리볼버인 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프랙셔널 레이저 모듈은 출사된 프랙셔널 레이저 빔의 진행 경로와 평행한 회전축을 중심으로 각 회전할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 레이저 발생기는 Er:YAG 레이저 장치인 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템.
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