KR101788580B1 - 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프 - Google Patents

탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프 Download PDF

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Abstract

본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프는, 용매 또는 용액이 저장되는 제1챔버, 상기 제1챔버로부터 용매 또는 용액을 공급받아 약물주입기의 제1저장부로 충전시키기 위한 제1실린더 및 제1구동부를 포함하는 제1충전 유닛; 상기 제1챔버 내에 저장된 용액의 농도보다 높은 고농도의 용액이 저장되는 제2챔버, 상기 제2챔버로부터 용액을 공급받아 상기 제1저장부 내에 충전되는 용매가 삼투현상에 의해 이동되는 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전시키기 위한 제2실린더 및 제2구동부를 포함하는 제2충전 유닛; 약물이 저장되는 제3챔버, 상기 제3챔버로부터 약물을 공급받아 상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시키기 위한 제3실린더 및 제3구동부를 포함하는 제3충전 유닛; 및 상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시킬 약물의 충전량 및 상기 약물주입기를 통해 인체에 주입시킬 약물의 주입량을 기반으로 상기 제1충전 유닛, 제2충전 유닛 및 제3충전 유닛을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면 제1제어부 및 제2제어부를 통해 약물주입기에 약물과 용매의 양을 동일하게 충전시키고, 제3제어부를 통해 약물주입기에 충전되는 용액의 농도 및 약물주입기의 내부압력을 조절함으로써 약물주입기를 통해 인체에 주입되는 약물의 주입량을 일정하게 유지시킬 수 있다.

Description

탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프{CHARGE PUMP FOR INFUSING DEVICE USING ELASTIC FORCE AND OSMOTIC PRESSURE}
본 발명은 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 통원치료를 하는 환자들 중 진통제 등의 장기적 약물치료가 필요한 경우 휴대용 약물주입기가 사용되었으며, 이러한 약물주입기는 약물을 저장할 수 있는 약물저장고와 주사바늘 외에 환자에게 약물을 주입할 수 있는 펌프 구조를 포함한다.
구체적으로, 약물주입기는 펌프 구조에 따라 탄성체, 가스 및 삼투압을 이용하는 방식으로 구분할 수 있는데, 탄성체 방식의 경우 약물의 주입으로 늘어난 탄성체의 탄성력(복원력)을 이용하며, 가스 방식의 경우 화학반응에서 발생된 기체의 압력을 이용하고, 삼투압 방식의 경우 두 구역의 농도차이에 의해 발생된 용매의 이동에 따른 압력을 이용한다.
하지만, 전술한 바와 같은 탄성체 방식 및 가스 방식의 경우 탄성 및 화학 반응 에너지는 외부의 온도와 압력 등 환경의 변화에 영향을 받고 시간이 지남에 따라 물성 및 화학적 성질이 변할 수 있기 때문에 장시간 사용 시 주입속도가 달라지는 등의 문제가 발생할 수 있다.
특히, 탄성체 방식의 경우는 탄성체 구조가 원래의 형태로 복원될수록 약물의 주입압이 떨어지는 문제가 발생할 수 있고 약물을 약물 저장소에 충전하는 초기부터 탄성체에 과도한 힘이 가해지는 경우가 많아 탄성체가 파손될 수 있는 문제점이 있다.
그리고, 삼투압 방식의 경우 약물의 농도가 희석될수록 약물의 주입압이 떨어지는 문제가 발생할 수 있기 때문에 인체 등 실용적 의료기기의 분야에 적용되지 못하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명과 동일한 발명자는 대한민국 출원번호 제10-0184908호의 ‘탄성력 및 삼투압을 이용한 휴대용 약물주입기’(이하, 약물주입기라 약칭함)를 출원한 바 있다.
구체적으로, 약물주입기는 하우징이 탄성재질로 마련되어 발생하는 탄성력 및 하우징 내부에 형성된 제1저장부 및 제2저장부에 저장된 용매 또는 용액의 농도차이에 의해 발생하는 삼투압을 이용함으로써 인체에 주입되는 약물의 주입량을 일정하게 유지시킬 수 있는 기술이다.
이러한 약물주입기는 탄성력 및 삼투압을 함께 이용하여 인체에 주입되는 약물의 주입량을 높이거나 일정하게 조절하기 위해 수동으로 용매, 용액 및 약물을 충전하기 힘들기 때문에 용매, 용액 및 약물의 양을 조절하여 자동으로 충전하기 위한 충전펌프가 요구된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 탄성력 및 삼투압을 이용하여 인체에 약물을 주입시키는 약물주입기의 주입량을 일정하게 유지시키기 위해 충전되는 용매, 용액 및 약물의 양을 정밀하게 조절할 수 있는 약물주입기용 충전펌프를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프는, 용매 또는 용액이 저장되는 제1챔버, 상기 제1챔버로부터 용매 또는 용액을 공급받아 약물주입기의 제1저장부로 충전시키기 위한 제1실린더 및 제1구동부를 포함하는 제1충전 유닛; 상기 제1챔버 내에 저장된 용액의 농도보다 높은 고농도의 용액이 저장되는 제2챔버, 상기 제2챔버로부터 용액을 공급받아 상기 제1저장부 내에 충전되는 용매가 삼투현상에 의해 이동되는 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전시키기 위한 제2실린더 및 제2구동부를 포함하는 제2충전 유닛; 약물이 저장되는 제3챔버, 상기 제3챔버로부터 약물을 공급받아 상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시키기 위한 제3실린더 및 제3구동부를 포함하는 제3충전 유닛; 및 상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시킬 약물의 충전량 및 상기 약물주입기를 통해 인체에 주입시킬 약물의 주입량을 기반으로 상기 제1충전 유닛, 제2충전 유닛 및 제3충전 유닛을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 컨트롤러는, 상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시킬 약물의 충전량 및 상기 약물주입기를 통해 인체에 주입시킬 약물의 주입량이 입력되는 입력부; 상기 입력부를 통해 입력된 약물의 충전량과 동일한 약물의 양을 상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시키기 위해 제3구동부를 제어하는 제1제어부; 상기 제1제어부를 통해 주입된 약물의 충전량과 동일한 용매 또는 용액의 양을 상기 약물주입기의 제1저장부로 충전시키기 위해 상기 제1구동부를 제어하는 제2제어부; 및 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전되어질 용액의 농도를 조절하며, 농도가 조절된 용액을 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전시키기 위해 상기 제1구동부 및 제2구동부를 제어하는 제3제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3제어부는, 상기 입력부를 통해 입력된 약물의 주입량을 기반으로 상기 약물주입기의 제2저장부의 부피를 조절하기 위해 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전시킬 용액의 농도를 설정하는 농도 설정부분; 및 상기 제2실린더 내 용액의 농도를 상기 농도 설정부분을 통해 설정된 용액의 농도와 동일하게 조절하기 위해 상기 제1구동부 및 제2구동부를 제어하는 농도 제어부분;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제3제어부는, 상기 입력부를 통해 입력된 약물의 주입량을 기반으로 상기 약물주입기 내 제2저장부의 부피를 조절하기 위해 상기 약물주입기의 초기 내부압력을 설정하는 압력 설정부분; 상기 약물주입기의 내부압력을 측정하는 압력측정센서; 및 상기 압력 설정부분을 통해 설정된 초기 내부압력과 상기 압력측정센서를 통해 측정된 상기 약물주입기의 내부압력이 동일한 값을 가지도록 상기 제2구동부를 제어하는 압력 제어부분;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제1충전 유닛은, 용매 또는 용액의 이동을 개폐하는 제1밸브부; 및 상기 제1밸브부와 제1챔버를 연결하는 제1공급배관, 상기 제1밸브부와 제1실린더를 연결하는 제1충전배관 및 상기 제1밸브부와 연결되어 용매 또는 용액을 토출하는 제1토출배관을 포함하는 제1배관부;를 포함하며, 상기 제2제어부는 상기 제1밸브부의 개폐상태 및 상기 제1구동부를 제어하여 상기 제1제어부를 통해 주입된 약물의 충전량과 동일한 양의 용매 또는 용액을 상기 약물주입기의 제1저장부로 충전시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2충전 유닛은, 용액의 이동을 개폐하는 제2밸브부; 및 상기 제2밸브부와 제2챔버를 연결하는 제2공급배관, 상기 제2밸브부와 제2실린더를 연결하는 제2충전배관 및 상기 제2밸브부와 연결되어 용액을 토출하는 제2토출배관을 포함하는 제2배관부;를 포함하며, 상기 제3제어부는 상기 제2밸브부의 개폐상태 및 제2구동부를 제어하여 용액을 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전하고, 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전되는 용액의 양을 조절하여 상기 약물주입기의 내부압력을 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제3충전 유닛은, 약물을 이동을 개폐하는 제3밸브부; 및 상기 제3밸브부와 제3챔버를 연결하는 제3공급배관, 상기 제3밸브부와 제3실린더를 연결하는 제3충전배관 및 상기 제3밸브부와 연결되어 약물을 토출하는 제3토출배관을 포함하는 제3배관부;를 포함하며, 상기 제1제어부는 상기 제3밸브부의 개폐상태 및 제3구동부를 제어하여 상기 입력부를 통해 입력된 약물의 충전량과 동일한 양의 약물을 상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시키는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제2충전 유닛은, 상기 제1실린더와 제2실린더 사이를 연결하는 제4배관부; 및 상기 제4배관부 일측에 설치되어 용매 또는 용액의 이동을 개폐하는 제4밸브부;를 더 포함하며, 상기 제3제어부는 상기 제4밸브부의 개폐상태, 제1구동부 및 제2구동부를 제어하여 상기 제2실린더 내 용액의 농도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 컨트롤러를 통해 사용자가 원하는 양의 용매, 용액 및 약물을 약물주입기에 자동으로 충전시킬 수 있기 때문에 사용자에게 편의성을 제공한다.
둘째, 제1제어부 및 제2제어부를 통해 약물주입기에 충전되는 약물 및 용매의 양을 정밀하게 조절할 수 있어 약물주입기에 충전되는 약물과 용매의 양을 동일하게 충전시킬 수 있다.
셋째, 제1제어부 및 제2제어부를 통해 약물주입기에 약물과 용매의 양을 동일하게 충전시키고, 제3제어부를 통해 약물주입기에 충전되는 용액의 양, 농도 및 약물주입기의 내부압력을 조절함으로써 약물주입기를 통해 인체에 주입되는 약물의 주입량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
도1은 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프에 대해 도시한 사시도이다.
도2는 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프에 대해 도시한 사시도이다.
도3은 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프에 대해 도시한 정면도이다.
도4는 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프 내 컨트롤러에 대해 도시한 블록도이다.
도5는 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기에 대해 도시한 것이다.
도6은 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프의 약물 충전 방법에 대해 도시한 순서도이다.
도7은 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프의 용매 또는 용액 충전 방법에 대해 도시한 순서도이다.
도8은 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프 내 용액의 농도 조절 방법에 대해 도시한 순서도이다.
도9는 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프의 용액 충전 방법에 대해 도시한 순서도이다.
이하, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(제1 및 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
1. 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기에 관한 설명
도5는 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기에 대해 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프(10)가 적용되는 탄성력 및 삼투압을 이용한 휴대용 약물주입기(이하, ‘약물주입기’라 약칭함)에 대해 도5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, 약물주입기(20)는 하우징(H), 제1포트(22), 제2포트(24) 및 제3포트(26)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이하에서는 각 구성들에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
하우징(H)은 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주요 구성으로서 하우징(H)의 전체적인 외형을 이루는 외벽(a)과 외벽(a)의 내부에 형성된 제1격벽(b) 및 제2격벽(c)을 포함하여 구성된다. 여기서, 외벽(a), 제1격벽(b) 및 제2격벽(c)은 본 발명의 탄성력을 제공하기 위해 탄성 재질 또는 유연성 및 신축성이 있는 재질로 마련되는 것이 바람직하다.
제1포트(22)는 하우징(H)의 제1격벽(b)에 의해 분획된 외측 공간과 연통되도록 하우징(H)의 일측에 마련될 수 있으며, 좀 더 상세하게는 외벽(a)과 제1격벽(b)의 사이 공간과 연통될 수 있다.
제2포트(24)는 하우징(H)의 제2격벽(c)에 의해 분획된 외측 공간과 연통되도록 하우징(H)의 일측에 마련될 수 있으며, 좀 더 상세하게는 제1격벽(b)과 제2격벽(c)의 사이 공간과 연통될 수 있다.
제3포트(26)는 하우징(H)의 제2격벽(c)에 의해 분획된 내측 공간과 연통되도록 하우징(H)의 일측에 마련될 수 있다.
아울러, 상기한 제1포트(22), 제2포트(24) 및 제3포트(26)는 각각 개폐수단을 구비할 수 있다.
한편, 하우징(H)은 내부에 제1저장부(21), 제2저장부(23) 및 제3저장부(25)가 형성될 수 있으며, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1저장부(21)는 제1격벽(b)을 기준으로 제1격벽(b)의 외측 공간에 해당하며, 다시 말해 외벽(a)과 제1격벽(b)의 사이 공간에 해당하는 구성이다. 이러한 제1저장부(21)는 외부로부터 제1포트(22)를 통해 주입되는 용매 또는 용액이 저장되는 공간이며, 외부로부터 제1포트(22)를 통해 주입되는 순용매가 저장되는 것이 바람직하다.
제2저장부(23)는 제2격벽(c)의 외측 공간에 해당하며, 다시 말해 제1격벽(b)과 제2격벽(c)의 사이 공간에 해당하는 구성이다. 이러한 제2저장부(23)는 제1저장부(21) 내에 저장된 용매 또는 용액보다 높은 고농도의 용액이 저장되는 공간이며, 외부로부터 제2포트(24)를 통해 주입되는 용액이 저장되는 것이 바람직하다.
또한, 제1저장부(21)과 제2저장부(23)를 분획하는 제1격벽(b)의 일측에는 제1저장부(21)과 제2저장부(23) 내에 저장된 용액 내 용매 및 용질을 선별적으로 투과시키기 위한 다공성막 형태로 마련된 반투막(SM)을 구비할 수 있다. 이러한 반투막(SM)을 통해 제1저장부(21) 내에 저장된 용매 또는 용액 중 용매만이 제2저장부(23)로 이동하는 삼투현상이 일어나게 된다. 즉, 제1저장부(21) 내에 저장된 용매가 제2저장부(23) 내에 저장된 용액에 비해 농도가 상대적으로 낮기 때문에 제1격벽(b)의 일측에 구비된 반투막(SM)을 통해 상기한 삼투현상이 발생하는 것이다.
제3저장부(25)는 제2격벽(c)의 내측 공간에 해당하며, 외부로부터 제3포트(26)를 통해 주입되는 약물이 저장되는 공간이다. 즉, 하우징(H)의 가장 내측 공간은 제3저장부(25)가 형성되며, 하우징(H)의 가장 외측 공간은 제1저장부(21)가 형성되고, 제3저장부(25)와 제1저장부(21)의 사이 공간은 제2저장부(23)가 형성되어 있는 것이다. 여기서, 제3저장부(25) 내에 저장된 약물은 제3포트(26)를 통해 외부로 방출되며, 이렇게 방출된 약물이 인체에 주입된다.
한편, 하기의 수학식 1 내지 3에 나타낸 바와 같이, 약물주입기(20)의 탄성력과 삼투압의 상관관계에 따른 약물의 주입압과 용매, 용액 및 약물의 양에 대한 분석을 실시하였다.
Figure 112016001594134-pat00001
Figure 112016001594134-pat00002
Figure 112016001594134-pat00003
상기 수학식 1 내지 3을 통해 본 발명의 약물의 유량(주입량)은 초기 약물의 유량 또는 부피, 제2저장부(23) 내에 저장된 용액의 양 또는 부피, 제1저장부(21) 및 제2저장부(23) 내에 용매 또는 용액의 농도차이, 제1저장부(21) 내로 주입되는 용매의 주입량 또는 유량, 제3포트(26)의 저항 및 삼투압을 발생시키는 반투막(SM)의 저항 등에 의해서 결정될 수 있다.
즉, 상기 수학식 1의 주입압은 초기 약물의 부피(양) 및 용액의 부피(양)에 의해서 결정되며, 컴플라이언스(Compliance, 탄성률의 역수)는 탄성재질로 마련된 외벽(a) 또는 제1격벽(b) 또는 제2격벽(c) 등의 탄성계수에 의해 결정된다.
또한, 상기 수학식 2를 통해 알 수 있듯이, 제3저장부(25) 내에 약물의 주입량은 주입압 및 제3포트(26)의 저항에 의해서 결정된다. 따라서, 제3저장부(25) 내에 약물의 주입속도를 예측할 수 있다.
그리고, 상기 수학식 3에서 제2저장부(23) 내로 주입되는 용매의 양은 삼투압, 주입압 및 반투막(SM)의 저항에 의해서 결정된다. 이를 통해 제1저장부(21) 내에 저장된 용매가 반투막(SM)을 통해 제2저장부(23) 내로 주입되는 용매의 속도를 예측할 수 있다.
이와 같이, 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전시킬 약물의 충전량 및 약물주입기(20)를 통해 인체에 주입시킬 약물의 주입량은 상기한 약물주입기(20)의 탄성력과 연관된 약물주입기(20)의 내부압력과 제2저장부(23)에서 발생하는 삼투압과 연관된 제2저장부(23)로 충전되는 용액의 농도 조절을 통해 예측할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프(10)는 상기한 약물주입기(20) 내에 용매 또는 용액 및 약물을 충전시키기 위한 장치로 이용되며, 약물주입기(20)의 재질적 특성에 따른 탄성력(내부압력)과 약물주입기(20) 내에 충전되는 용액의 농도차이를 이용한 삼투압을 적절하게 조절할 수 있기 때문에 약물주입기(20) 내에 약물을 인체에 일정하게 주입시키는데 기여한다.
2. 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프의 구성에 관한 설명
도1은 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프에 대해 도시한 사시도이며, 도2는 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프에 대해 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프에 대해 도시한 정면도이며, 도4는 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프 내 컨트롤러에 대해 도시한 블록도이다.
도1 내지 도4를 참조하여 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프(10)를 설명하면, 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프(10)는 제1충전 유닛(100), 제2충전 유닛(200), 제3충전 유닛(300) 및 컨트롤러(400)를 포함하며, 추가적으로 상기한 각 구성들을 고정시키고 수용하는 하우징(500)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1충전 유닛(100)은 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 용매 또는 용액이 저장되는 공간이 형성된 제1챔버(110), 제1챔버(110)로부터 용매 또는 용액을 공급받아 약물주입기(20)의 용매 또는 용액이 저장되는 제1저장부(21)로 충전시키기 위한 구성으로, 제1실린더(120), 제1구동부(130), 제1밸브부(140) 및 제1배관부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 제1실린더(120)는 용매 또는 용액이 저장된 제1챔버(110)로부터 용매 또는 용액을 공급받아 저장하며, 저장된 용매 또는 용액을 약물주입기(20)의 제1저장부(21)로 충전시키기 위해 제1구동부(130)에 의해 전진 또는 후진 구동되는 제1피스톤(120a)을 포함한다. 즉, 제1피스톤(120a)의 전진구동을 통해 제1실린더(120) 내 용매 또는 용액이 토출되어 약물주입기(20)의 제1저장부(21)로 충전되는 것이다.
추가적으로, 하우징(500)은 제1실린더(120)가 제1피스톤(120a)의 작동에 의해 제1피스톤(120a)과 함께 움직이지 않도록 고정시키는 고정수단(150)을 구비할 수 있다.
또한, 제1구동부(130)는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 제1실린더(120)에 구동력을 전달하기 위한 구성으로, 이를 위해 제1모터(130a), 기어박스(130b), 제1TM나사(또는 TR나사, 130c) 및 제1슬라이드 베이링(130d)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 기어박스(130b)는 상기한 제1모터(130a), 제1TM나사(130c) 및 제1슬라이드 베이링(130d)의 구동을 위한 케이스이며, 제1모터(130a)는 속도 및 방향의 제어가 가능하도록 설계되어 회전운동을 통해 발생된 회전력을 제1TM나사(130c)에 전달한다.
이와 같이 제1모터(130a)를 통해 제1TM나사(130c)로 전달된 회전력은 제1슬라이드 베이링(130d)에 의해 선형적인 구동력으로 전환되어 제1피스톤(120a)에 전달된다. 따라서, 제1피스톤(120a)의 전진구동을 통해 제1실린더(120) 내 용매 또는 용액을 약물주입기(20)의 제1저장부(21)로 충전시킬 수 있다.
그리고, 제1밸브부(140)는 용매 또는 용액의 이동을 개폐하는 구성으로 솔레노이드(solenoid) 타입의 3-way 밸브 형태로 마련되어 용매 또는 용액의 이동을 개방 또는 차단하는 역할을 한다.
아울러, 제1배관부(150)는 용매 또는 용액의 이동경로를 제공하는 구성으로 제1밸브부(140)와 제1챔버(110)의 사이를 연결하는 제1공급배관(미도시), 제1밸브부(140)와 제1실린더(120)의 사이를 연결하는 제1충전배관(미도시), 제1밸브부(140)와 연결되어 용매 또는 용액을 토출하는 제1토출구(153a)가 형성된 제1토출배관(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 제1밸브부(140)를 통해 제1실린더(120)는 제1챔버(110)로부터 용매 또는 용액을 공급받을 경우에 제1토출배관(미도시)으로 용매 또는 용액의 이동이 차단되어 제1챔버(110)로부터 용매 또는 용액을 원활하게 공급 받을 수 있고, 제1토출배관(미도시)을 통해 내부에 저장된 용매 또는 용액을 토출할 경우에는 제1충전배관(미도시)으로 용매 또는 용액의 이동이 차단되어 용매 또는 용액을 원활하게 토출시킬 수 있다.
제2충전 유닛(200)은 제1챔버(110) 내에 저장된 용액의 농도보다 높은 고농도의 용액이 저장되는 제2챔버(210), 제2챔버(210)로부터 용액을 공급받아 약물주입기(20)의 용액이 저장되는 공간이 형성된 제2저장부(23)로 충전시키기 위한 구성으로, 이를 위해 제2실린더(220) 및 제2구동부(230), 제2밸브부(240) 및 제2배관부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 제2실린더(220)는 용액이 저장된 제2챔버(210)로부터 용액을 공급받아 저장하며, 이렇게 저장된 용매 또는 용액을 약물주입기(20)의 제2저장부(23)로 충전시키기 위해 제2구동부(230)에 의해 구동되는 제2피스톤(220a)을 포함한다. 즉, 제2피스톤(220a)의 전진구동을 통해 제2실린더(220) 내 용액이 토출되어 약물주입기(20)의 제2저장부(23)로 충전되는 것이다.
추가적으로, 제2실린더(220)는 제2피스톤(220a)의 작동에도 함께 움직이지 않고 고정수단(510)에 의해 고정된다.
또한, 제2구동부(230)는 제2실린더(220)에 구동력을 전달하기 위한 구성으로, 이를 위해 제1구동부(130)와 마찬가지로, 제2모터(230a), 제2TM나사(230c) 및 제2슬라이드 베이링(230d)를 포함하여 구성될 수 있다. 각 구성들의 설명은 상기한 제1구동부(130)의 설명과 중복되기 때문에 생략하도록 한다.
그리고, 제2밸브부(240)는 용액의 이동을 개폐하는 구성으로 솔레노이드(solenoid) 타입(type)의 3-way 밸브 형태로 마련되어 용액의 이동을 개방 또는 차단하는 역할을 한다.
아울러, 제2배관부(250)는 용액의 이동경로를 제공하는 구성으로 제2밸브부(240)와 제2챔버(210)의 사이를 연결하는 제2공급배관(미도시), 제2밸브부(240)와 제2실린더(220)의 사이를 연결하는 제2충전배관(미도시), 제2밸브부(240)와 연결되어 용액을 토출하는 제2토출구(253a)가 형성된 제2토출배관(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 제2밸브부(240)를 통해 제2실린더(220)는 제2챔버(210)로부터 용액을 공급받을 경우에 제2토출배관(미도시)으로 용액의 이동이 차단되어 제2챔버(210)로부터 용액을 원활하게 공급 받을 수 있고, 제2토출배관(미도시)을 통해 내부에 저장된 용액을 토출할 경우에 제2충전배관(미도시)으로 용액의 이동이 차단되어 용액을 원활하게 토출시킬 수 있다.
추가적으로, 제2충전 유닛(200)은 제2실린더(220)로 공급된 용액의 농도 조절을 위해 제1실린더(120)와 제2실린더(220)의 사이를 연결하여 용매 또는 용액의 이동경로를 제공하는 제4배관부(260) 및 제4배관부(260)의 일측에 설치되어 용매 또는 용액의 이동을 개폐하는 제4밸브부(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 제4밸브부(미도시)는 제2밸브부(240)와 마찬가지로 솔레노이드 타입의 3-way 밸브 형태로 마련되어 용매 또는 용액의 이동을 개방 또는 차단하는 역할을 한다.
제3충전 유닛(300)은 약물이 저장되는 제3챔버(310), 제3챔버(310)로부터 약물을 공급받아 약물주입기(20)의 약물이 저장되는 공간이 형성된 제3저장부(23)로 충전시키기 위한 구성으로, 제3실린더(320) 및 제3구동부(330), 제3밸브부(340) 및 제3배관부(350)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 제3실린더(320)는 약물이 저장된 제3챔버(310)로부터 용매 또는 용액을 공급받아 저장하며, 이렇게 저장된 용매 또는 용액을 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전시키기 위해 제3구동부(330)에 의해 구동되는 제3피스톤(320a)을 포함한다. 즉, 제3피스톤(320a)의 전진구동을 통해 제3실린더(320) 내 용매 또는 용액이 토출되어 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전되는 것이다.
추가적으로, 제3실린더(320)는 제3피스톤(320a)의 작동에도 함께 움직이지 않고 고정수단(510)에 의해 고정된다.
또한, 제3구동부(330)는 제3실린더(320)에 구동력을 전달하기 위한 구성으로, 이를 위해 제1구동부(130)와 마찬가지로, 제3모터(330a), 제3TM나사(330c) 및 제3슬라이드 베이링(330d)를 포함하여 구성될 수 있다. 각 구성들의 설명은 상기한 제1구동부(130)의 설명과 중복되기 때문에 생략하도록 한다.
그리고, 제3밸브부(340)는 용매 또는 용액의 이동을 개폐하는 구성으로 솔레노이드(solenoid) 타입의 3-way 밸브 형태로 마련되어 용매 또는 용액의 이동을 개방 또는 차단하는 역할을 한다.
아울러, 제3배관부(350)는 약물의 이동경로를 제공하는 구성으로 제3밸브부(340)와 제3챔버(310)의 사이를 연결하는 제3공급배관(미도시), 제3밸브부(340)와 제3실린더(320)의 사이를 연결하는 제3충전배관(미도시), 제3밸브부(340)와 연결되어 약물을 토출하는 제3토출구(353a)가 형성된 제3토출배관(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 제3밸브부(340)를 통해 제3실린더(320)는 제3챔버(310)로부터 약물을 공급받을 경우에 제3토출배관(미도시)으로 약물의 이동이 차단되어 제3챔버(310)로부터 약물을 원활하게 공급 받을 수 있고, 제3토출배관(미도시)을 통해 내부에 저장된 용매 또는 용액을 토출할 경우에는 제3충전배관(미도시)으로 약물의 이동이 차단되어 약물을 원활하게 토출시킬 수 있다.
아울러, 제1충전 유닛(100)은 실시하기에 따라 제1챔버(110)와 제1실린더(120)의 사이를 연결하는 제1연결배관(미도시) 및 제1연결배관(미도시)의 일측에 마련되어 일 방향으로 용매 또는 용액을 공급할 수 있도록 마련된 one-way 타입의 제1연결밸브부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
마찬가지로, 제2충전 유닛(200)도 실시하기에 따라 제2챔버(210)와 제2실린더(220)의 사이를 연결하는 제2연결배관(미도시) 및 제2연결배관(미도시)의 일측에 마련되어 일 방향으로 고농도 용액을 공급할 수 있도록 마련된 one-way 타입의 제2연결밸브부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제3충전 유닛(300)도 실시하기에 따라 제3챔버(310)와 제3실린더(320)의 사이를 연결하는 제3연결배관(미도시) 및 제3연결배관(미도시)의 일측에 마련되어 일 방향으로 약물을 공급할 수 있도록 마련된 one-way 타입의 제3연결밸브부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
컨트롤러(400)는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전시킬 약물의 충전량 및 약물주입기(20)를 통해 인체에 주입시킬 약물의 주입량을 기반으로 제1충전 유닛(100), 제2충전 유닛(200) 및 제3충전 유닛(300)을 제어하는 구성이다. 이를 위해, 컨트롤러(400)는 입력부(410), 제1제어부(420), 제2제어부(430) 및 제3제어부(440)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이하에서는 상기한 각 구성에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
제1입력부(410)는 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전시킬 약물의 충전량 및 약물주입기(20)를 통해 인체에 주입시킬 약물의 주입량이 입력되는 구성으로, 도1에 도시된 바와 같이 사용자가 원하는 약물의 충전량 및 주입량을 입력할 수 있도록 하우징(500)의 일측에 마련될 수 있다.
제1제어부(420)는 입력부(410)를 통해 입력된 약물의 충전량과 동일한 약물의 양을 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전시키기 위해 제3구동부(330)를 제어하는 구성이다.
좀 더 구체적으로, 제1제어부(420)는 제3밸브부(340)의 개폐상태 및 제3구동부(330)를 제어하여 입력부(410)를 통해 입력된 약물의 충전량과 동일한 양의 약물을 약물주입기의(20) 제3저장부(25)로 충전시키는 역할을 한다.
제2제어부(430)는 제1제어부(420)를 통해 주입된 약물의 충전량과 동일한 용매 또는 용액의 양을 약물주입기(20)의 제1저장부(21)로 충전시키기 위해 제1구동부(130)를 제어하는 구성이다.
좀 더 구체적으로, 제2제어부(430)는 제1밸브부(150)의 개폐상태 및 제1구동부(130)를 제어하여 제1제어부(420)를 통해 주입된 약물의 충전량과 동일한 양의 용매 또는 용액을 약물주입기(20)의 제1저장부(21)로 충전시키는 역할을 한다.
아울러, 제3제어부(440)는 약물주입기(20)의 제2저장부(23)로 충전되어질 용액의 농도를 조절하며, 이렇게 농도가 조절된 용액을 약물주입기(20)의 제2저장부(23)로 충전시키기 위해 제1구동부(130) 및 제2구동부(230)를 제어하는 구성이다. 이를 위해 제3제어부(440)는 농도 설정부분(441), 농도 제어부분(442), 압력 설정부분(443), 압력측정센서(444) 및 압력 제어부분(445)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이하에서는 상기한 각 구성에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 농도 설정부분(441)은 입력부(410)를 통해 입력된 약물의 주입량을 기반으로 약물주입기(20)의 제2저장부(23)의 부피를 조절하기 위해 약물주입기(20)의 제2저장부(23)로 충전시킬 용액의 농도를 설정하는 구성이다.
또한, 농도 제어부분(442)은 제2실린더(220) 내 용액의 농도를 농도 설정부분(441)을 통해 설정된 용액의 농도와 동일하게 조절하기 위해 제1구동부(130) 및 제2구동부(230)를 제어하는 구성이다.
즉, 농도 설정부분(441) 및 농도 제어부분(442)을 통해 약물주입기(20) 내 제1저장부(21)의 용매가 제2저장부(23)로 이동하는 삼투현상이 유도되고 이러한 삼투현상에 의해 삼투압이 발생하여 제2저장부(23)가 팽창하기 때문에 결과적으로 제2저장부(23)의 부피를 조절할 수 있게 된다.
그리고, 압력 설정부분(443)은 입력부(410)를 통해 입력된 약물의 주입량을 기반으로 약물주입기(20) 내 제2저장부(23)의 초기 부피를 조절하기 위해 상기 약물주입기의 초기 내부압력을 설정하는 구성이다. 이를 위해 약물주입기(20)의 내부압력을 측정하는 압력측정센서(444)가 구비되며, 압력측정센서(444)에는 약물주입기(20)의 제2저장부(23)와 연통되는 제2포트(24)에 연결되는 압력측정포트(444a)가 마련되어 있다.
아울러, 압력 제어부분(445)은 압력 설정부분(443)을 통해 설정된 약물주입기(20)의 초기 내부 압력값과 압력측정센서(444)를 통해 측정된 약물주입기(20)의 초기 내부 압력값이 동일한 값을 가지도록 제2구동부(230)를 제어하는 구성이다.
즉, 제3제어부(440)는 제2밸브부(240)의 개폐상태 및 제2구동부(230)를 제어하여 제2실린더(220) 내 용액을 약물주입기(20)의 제2저장부(23)로 충전시킬 뿐만이 아니라, 약물주입기(20)의 제2저장부(23)로 충전되는 용액의 양을 조절하여 약물주입기(20)의 초기 내부압력을 조절하는 역할을 한다.
3. 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프 내 용매, 용액 및 약물의 충전 방법에 관한 설명
도6은 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프의 약물 충전 방법에 대해 도시한 순서도이며, 도7은 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프의 용매 또는 용액 충전 방법에 대해 도시한 순서도이고, 도8은 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프 내 용액의 농도 조절 방법에 대해 도시한 순서도이며, 도9는 본 발명의 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프의 용액 충전 방법에 대해 도시한 순서도이다.
본 발명의 실시예에 따른 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프(10) 내에 저장된 용매, 용액 및 약물의 충전 과정 및 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도6을 참조하여 제1제어부(420)의 제어수행에 따른 제3실린더(320) 내 약물의 충전 방법 및 과정을 상세하게 설명하도록 한다.
사용자가 입력부(410)를 통해 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전시킬 약물의 충전량을 입력하면, 제1제어부(420)는 제3구동부(330) 및 제3밸브부(340)의 개폐상태를 제어하여 제3모터(330a)를 통해 제3피스톤(320a)을 전진시킴으로써 제3실린더(320) 내에 약물을 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전시킨다.
그리고 나서, 제1제어부(420)는 입력부(410)를 통해 입력된 약물 충전량의 80%가 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전된 약물의 양보다 클 경우 계속적으로 제3모터(330a)를 통해 제3피스톤(320a)을 전진시키고, 입력부(410)를 통해 입력된 약물 충전량의 80%가 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전된 약물의 양보다 작거나 같을 경우에는 제3모터(330a)의 회전 속도를 감소시켜 제3피스톤(320a)을 서서히 전진시킨다.
이후에 제1제어부(420)는 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전된 약물의 양과 입력부(410)를 통해 입력된 약물의 충전량이 같을 경우에 제3구동부(330)의 제어를 종료하여 제3모터(330a)의 구동을 정지시키며, 그렇지 않을 경우에는 제3모터(330a)의 회전 속도를 서서히 감소시켜 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전된 약물의 양이 입력부(410)를 통해 입력된 약물의 충전량과 동일하게 조절하는 것이 바람직하다.
다음은, 도7를 참조하여 제2제어부(430)의 제어수행에 따른 제1실린더(120) 내 용매 또는 용액의 충전 방법 및 과정을 상세하게 설명하도록 한다.
사용자가 입력부(410)를 통해 약물주입기(20)의 제3저장부(25)로 충전시킬 약물의 충전량을 입력하면, 제2제어부(430)는 제1구동부(130) 및 제1밸브부(140)의 개폐상태를 제어하여 제1모터(130a)를 통해 제1피스톤(120a)을 전진시킴으로써 제1실린더(120) 내에 용매 또는 용액을 약물주입기(20)의 제1저장부(21)로 충전시킨다.
그리고 나서, 제2제어부(430)는 입력부(410)를 통해 입력된 약물의 충전량과 동일한 약물주입기(20)의 제3저장부(25)에 충전된 약물양의 80%가 약물주입기(20)의 제1저장부(21)로 충전된 용매 또는 용액의 양보다 클 경우에 계속적으로 제1모터(130a)를 통해 제1피스톤(120a)을 전진시키고, 약물주입기(20)의 제3저장부(25)에 충전된 약물양의 80%가 약물주입기(20)의 제1저장부(21)로 충전된 용매 또는 용액의 양보다 작거나 같을 경우에는 제1모터(130a)의 회전 속도를 감소시켜 제1피스톤(120a)을 서서히 전진시킨다.
이후에 제2제어부(430)는 약물주입기(20)의 제3저장부(25)에 충전된 약물의 양이 약물주입기(20)의 제1저장부(21)로 충전된 용매 또는 용액의 양과 같을 경우에 제1구동부(130)의 제어를 종료하여 제1모터(130a)의 구동을 정지시키며, 그렇지 않을 경우에는 제1모터(130a)의 회전 속도를 서서히 감소시켜 약물주입기(20)의 제1저장부(21)로 충전된 용매 또는 용액의 양이 약물주입기(20)의 제3저장부(25)에 충전된 약물의 양과 동일하게 조절하는 것이 바람직하다.
그리고, 도8 및 도9를 참조하여 제3제어부(440)의 제어수행에 따른 제2실린더(220) 내 고농도 용액의 충전 방법 및 과정을 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 도8에 도시된 바와 같이 사용자가 약물주입기(20)를 통해 인체에 주입시킬 약물의 주입량을 입력부(410)에 입력하면, 제3제어부(440)의 농도 설정부분(441)은 기준농도를 설정한다. 여기서, 기준농도는 제2실린더(220) 내 고농도 용액의 농도를 조절하기 위해 기 설정되는 농도를 말하며, 이러한 기준농도에 따라 삼투압의 정도가 달라지기 때문에 적합한 삼투압을 발생시키기 위해 이와 대응되는 적합한 기준농도가 설정되어야 한다.
이와 같이 농도 설정부분(441)을 통해 기준농도가 설정되면, 농도 제어부분(441)은 제1구동부(130) 및 제2구동부(230)를 제어하여 제1모터(130a) 및 제2모터(230a)를 통해 제1피스톤(120a) 및 제2피스톤(220a)을 각각 전진시킴으로써 제2실린더(220) 내 용액의 농도를 조절한다.
여기서, 농도 제어부분(441)은 제2실린더(220) 내 용액의 농도를 조절하기 위해 제4밸브부(미도시)를 제어하여 제1실린더(2120) 내 용매 또는 용액과 제2실린더(220) 내 용액을 혼합시켜 제2실린더(220) 내 용액의 농도를 조절하며, 제1실린더(120) 및 제2실린더(220) 내 용매 또는 용액이 제1피스톤(120a) 및 제2피스톤(220a)의 전진구동으로 제1토출구(153a) 및 제2토출구(253a)를 통해 배출되거나 제1챔버(110) 및 제2챔버(210)로 유입되지 않도록 제1밸브부(140) 및 제2밸브부(240)의 개폐상태를 제어하는 것이 바람직하다.
그리고 나서, 농도 설정부분(442)은 설정된 기준농도의 80%가 제2실린더(220) 내 공급된 용액의 농도보다 클 경우에 계속적으로 제1모터(130a)를 통해 제1피스톤(120a)을 전진시키거나 제2모터(230a)를 통해 제2피스톤(220a)을 전진시키고, 설정된 기준농도의 80%가 제2실린더(220) 내 공급된 용액의 농도보다 작거나 같을 경우에는 제1모터(130a) 및 제2모터(230a)의 회전 속도를 감소시켜 제1피스톤(120a) 또는 제2피스톤(220a)을 서서히 전진시킨다.
이후에 농도 설정부분(442)은 제2실린더(220) 내 공급된 용액의 농도와 설정된 기준농도가 같을 경우에 제1구동부(130) 및 제2구동부(230)의 제어를 종료하여 제1모터(130a) 및 제2모터(230a)의 구동을 정지시키며, 그렇지 않을 경우에는 제1모터(130a) 및 제2모터(230a)의 회전 속도를 서서히 감소시켜서 제2실린더(220) 내 공급된 용액의 농도가 기준농도와 동일하게 조절하는 것이 바람직하다.
다음은, 도9에 도시된 바와 같이 사용자가 약물주입기(20)를 통해 인체에 주입시킬 약물의 주입량을 입력부(410)에 입력하면, 제3제어부(440)의 압력 설정부분(443)은 기준압력(값)을 설정한다. 여기서, 기준압력은 약물주입기(20) 내 압력을 조절하기 위해 기 설정되는 압력(값)을 말하며, 이러한 기준압력에 따라 약물주입기(20)의 탄성력 정도가 달라지기 때문에 전술한 삼투압에 대응되는 적합한 탄성력을 발생시키기 위해 이와 대응되는 적합한 기준압력을 설정해야 한다.
이와 같이 압력 설정부분(443)을 통해 기준압력이 설정되면, 압력 제어부분(445)은 제2구동부(230)를 제어하여 제2모터(230a)를 통해 제2피스톤(220a)을 전진시킴으로써 약물주입기(20)의 (내부)압력을 조절한다. 여기서, 설정된 기준압력과 약물주입기(20)의 압력을 동일하게 설정하기 위해 압력측정센서(444)를 통해 약물주입기(20)의 압력(값)을 실시간으로 측정하는 것이 바람직하다.
그리고 나서, 압력 설정부분(445)은 설정된 기준압력의 80%가 약물주입기(20)의 압력보다 클 경우에 계속적으로 제2모터(230a)를 통해 제2피스톤(220a)을 전진시키고, 설정된 기준압력의 80%가 약물주입기(20)의 압력보다 작거나 같을 경우에는 제2모터(230a)의 회전 속도를 감소시켜 제2피스톤(220a)을 서서히 전진시킨다.
이후에 압력 설정부분(445)은 설정된 기준압력이 약물주입기(20)의 압력과 같을 경우에 제2구동부(230)의 제어를 종료하여 제2모터(230a)의 구동을 정지시키며, 그렇지 않을 경우에는 제2모터(230a)의 회전 속도를 서서히 감소시켜 제2피스톤(220a)을 서서히 전진시키거나 반대로 서서히 후진시켜서 약물주입기(20)의 압력과 설정된 기준압력이 동일하도록 조절하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 컨트롤러(400)를 통해 사용자가 원하는 양의 용매, 용액 및 약물을 약물주입기(20)에 자동으로 충전시킬 수 있기 때문에 사용자에게 편의성을 제공한다.
또한, 제1제어부(420) 및 제2제어부(430)를 통해 약물주입기에 충전되는 약물 및 용매의 양을 정밀하게 조절할 수 있어 약물주입기(20)에 충전되는 약물과 용매의 양을 동일하게 충전시킬 수 있다.
그리고, 제1제어부(420) 및 제2제어부(430)를 통해 약물주입기에 약물과 용매의 양을 동일하게 충전시키고, 제3제어부(440)를 통해 약물주입기에 충전되는 용액의 양, 농도 및 약물주입기(20)의 내부압력을 조절함으로써 약물주입기(20)를 통해 인체에 주입되는 약물의 주입량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프
100 : 제1충전 유닛
110 : 제1챔버 120 : 제1실린더
130 : 제1구동부 140 : 제1밸브부
150 : 제1배관부
153a : 제1토출구
200 : 제2충전 유닛
210 : 제2챔버 220 : 제2실린더
230 : 제2구동부 240 : 제2밸브부
250 : 제2배관부
253a : 제2토출구
260 : 제4배관부
300 : 제3충전 유닛
310 : 제3챔버 320 : 제3실린더
330 : 제3구동부 340 : 제3밸브부
350 : 제3배관부
353a : 제3토출구
400 : 컨트롤러
410 : 입력부
420 : 제1제어부
430 : 제2제어부
440 : 제3제어부
441 : 농도 설정부분 442 : 농도 제어부분
443 : 압력 설정부분
444 : 압력측정센서
444a : 압력측정포트
445 : 압력 제어부분
500 : 하우징
510 : 고정수단
20 : 약물주입기
21 : 제1저장부 22 : 제1포트
23 : 제2저장부 24 : 제2포트
25 : 제3저장부 26 : 제3포트
a : 외벽 b : 제1격벽
c : 제2격벽 H : 하우징
SM : 반투막

Claims (8)

  1. 용매 또는 용액이 저장되는 제1챔버, 상기 제1챔버로부터 용매 또는 용액을 공급받아 약물주입기의 제1저장부로 충전시키기 위한 제1실린더 및 제1구동부를 포함하는 제1충전 유닛;
    상기 제1챔버 내에 저장된 용액의 농도보다 높은 고농도의 용액이 저장되는 제2챔버, 상기 제2챔버로부터 용액을 공급받아 상기 제1저장부 내에 충전되는 용매가 삼투현상에 의해 이동되는 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전시키기 위한 제2실린더 및 제2구동부를 포함하는 제2충전 유닛;
    약물이 저장되는 제3챔버, 상기 제3챔버로부터 약물을 공급받아 상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시키기 위한 제3실린더 및 제3구동부를 포함하는 제3충전 유닛; 및
    상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시킬 약물의 충전량 및 상기 약물주입기를 통해 인체에 주입시킬 약물의 주입량을 기반으로 상기 제1충전 유닛, 제2충전 유닛 및 제3충전 유닛을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시킬 약물의 충전량 및 상기 약물주입기를 통해 인체에 주입시킬 약물의 주입량이 입력되는 입력부;
    상기 입력부를 통해 입력된 약물의 충전량과 동일한 약물의 양을 상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시키기 위해 제3구동부를 제어하는 제1제어부;
    상기 제1제어부를 통해 주입된 약물의 충전량과 동일한 용매 또는 용액의 양을 상기 약물주입기의 제1저장부로 충전시키기 위해 상기 제1구동부를 제어하는 제2제어부; 및
    상기 약물주입기의 제2저장부로 충전되어질 용액의 농도를 조절하며, 농도가 조절된 용액을 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전시키기 위해 상기 제1구동부 및 제2구동부를 제어하는 제3제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3제어부는,
    상기 입력부를 통해 입력된 약물의 주입량을 기반으로 상기 약물주입기의 제2저장부의 부피를 조절하기 위해 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전시킬 용액의 농도를 설정하는 농도 설정부분; 및
    상기 제2실린더 내 용액의 농도를 상기 농도 설정부분을 통해 설정된 용액의 농도와 동일하게 조절하기 위해 상기 제1구동부 및 제2구동부를 제어하는 농도 제어부분;을 포함하는 것을 특징으로 하는
    탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3제어부는,
    상기 입력부를 통해 입력된 약물의 주입량을 기반으로 상기 약물주입기 내 제2저장부의 부피를 조절하기 위해 상기 약물주입기의 초기 내부압력을 설정하는 압력 설정부분;
    상기 약물주입기의 내부압력을 측정하는 압력측정센서; 및
    상기 압력 설정부분을 통해 설정된 초기 내부압력과 상기 압력측정센서를 통해 측정된 상기 약물주입기의 내부압력이 동일한 값을 가지도록 상기 제2구동부를 제어하는 압력 제어부분;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1충전 유닛은,
    용매 또는 용액의 이동을 개폐하는 제1밸브부; 및
    상기 제1밸브부와 제1챔버를 연결하는 제1공급배관, 상기 제1밸브부와 제1실린더를 연결하는 제1충전배관 및 상기 제1밸브부와 연결되어 용매 또는 용액을 토출하는 제1토출배관을 포함하는 제1배관부;를 포함하며,
    상기 제2제어부는 상기 제1밸브부의 개폐상태 및 상기 제1구동부를 제어하여 상기 제1제어부를 통해 주입된 약물의 충전량과 동일한 양의 용매 또는 용액을 상기 약물주입기의 제1저장부로 충전시키는 것을 특징으로 하는
    탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2충전 유닛은,
    용액의 이동을 개폐하는 제2밸브부; 및
    상기 제2밸브부와 제2챔버를 연결하는 제2공급배관, 상기 제2밸브부와 제2실린더를 연결하는 제2충전배관 및 상기 제2밸브부와 연결되어 용액을 토출하는 제2토출배관을 포함하는 제2배관부;를 포함하며,
    상기 제3제어부는 상기 제2밸브부의 개폐상태 및 제2구동부를 제어하여 용액을 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전하고, 상기 약물주입기의 제2저장부로 충전되는 용액의 양을 조절하여 상기 약물주입기의 내부압력을 조절하는 것을 특징으로 하는
    탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제3충전 유닛은,
    약물을 이동을 개폐하는 제3밸브부; 및
    상기 제3밸브부와 제3챔버를 연결하는 제3공급배관, 상기 제3밸브부와 제3실린더를 연결하는 제3충전배관 및 상기 제3밸브부와 연결되어 약물을 토출하는 제3토출배관을 포함하는 제3배관부;를 포함하며,
    상기 제1제어부는 상기 제3밸브부의 개폐상태 및 제3구동부를 제어하여 상기 입력부를 통해 입력된 약물의 충전량과 동일한 양의 약물을 상기 약물주입기의 제3저장부로 충전시키는 것을 특징으로 하는
    탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제2충전 유닛은,
    상기 제1실린더와 제2실린더 사이를 연결하는 제4배관부; 및
    상기 제4배관부의 일측에 설치되어 용매 또는 용액의 이동을 개폐하는 제4밸브부;를 더 포함하며,
    상기 제3제어부는 상기 제4밸브부의 개폐상태, 제1구동부 및 제2구동부를 제어하여 상기 제2실린더 내 용액의 농도를 조절하는 것을 특징으로 하는
    탄성력 및 삼투압을 이용한 약물주입기용 충전펌프.
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