KR101834787B1 - 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치 - Google Patents

왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 약물이 채워지는 공간을 구획하는 디스크가 왕복운동을 하며 약물을 주사하는 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치를 제공한다.

Description

왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치 {Micro-jet drug delivery device with reciprocating disk}
본 발명은 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 약물이 채워지는 공간을 구획하는 디스크가 왕복운동을 하며 약물을 주사하는 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치에 관한 것이다.
환자의 체내에 치료용 약물을 비경구 투여하기 위한 방법으로서 예로부터 다양한 약물전달 방식(Drug delivery system)들이 적용되고 있다. 이러한 약물전달 시스템으로서 종래에 가장 보편적으로 사용되는 방식은 주사기를 이용하는 방식으로서, 주사기는 주사 시의 통증으로 인해 환자들에게 공포의 대상이 되어 왔으며 상처로 인한 감염의 우려 등의 피할 수 없는 문제점을 안고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 바늘없는 주사기 (Needle-less injector)와 같은 약물 전달 방식이 개발되고 있으며, 이러한 연구의 일환으로 약물을 마이크로젯 방식으로 고속 분사하여 피부의 표피를 통해 직접 체내에 침투시키는 방식의 약물 전달 방식이 제시되고 있다.
이와 같은 마이크로젯 방식의 고속 분사를 일으키기 위해서는 약물을 정밀하고 강력하게 외부 (즉, 피부) 로 분사할 필요가 있다. 이러한 분사 방식으로는, 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. 또한, 최근에는 기존의 마이크로젯 방식의 분사와는 달리, 분사되는 약물의 양, 약물의 분사 속도 (즉, 약물의 침투 깊이) 를 미세하게 조절할 수 있으면서도, 연속적인 주사가 가능하며, 재사용이 가능한 레이저-버블 (laser-bubble) 방식의 마이크로젯 분사 방식이 개발되었다.
레이저-버블 (laser-bubble) 방식의 마이크로젯 분사 방식은 밀폐된 챔버 안의 액체에 레이저와 같은 강한 에너지를 집중시키면 액체 구조의 붕괴(breakdown)에 의해 버블이 발생한다는 현상을 응용한 것으로서, 상기와 같이 밀폐된 공간 내에서 액체에 버블이 발생하여 성장하면 전체 부피가 증가하고, 이에 따라 챔버 일측면을 형성하는 탄성막이 급격히 외측으로 신장되어 약물 용액을 노즐 밖으로 밀어냄으로써 마이크로젯 분사가 일어날 수 있도록 한 것이다.
그러나, 탄성막의 급격한 팽창으로 인해 탄성막의 가장자리와 탄성막의 중심 부근 등이 손상되는 문제점이 있다.
한국등록특허 [10-1207977]에서는 마이크로젯 약물 전달 시스템이 개시되어 있다.
한국등록특허 [10-1207977](등록일자: 2012년11월28일)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 약물이 채워지는 공간을 구획하는 디스크가 왕복운동을 하며 약물을 주사하도록 하여 내구성을 향상시킨 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실 시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치는, 측면을 감싸도록 형성된 압력격벽(110) 일측이 밀폐되되, 밀폐된 측으로 투광렌즈(120)가 구비된 상부하우징(100); 측면을 감싸도록 형성된 약물격벽(210) 및 상기 약물격벽(210)으로부터 연장 형성되어 약물의 분사 통로(231)가 하부에 형성된 분사노즐(230)을 포함하며, 상기 상부하우징(100)과 연결 또는 연장 형성되는 하부하우징(200); 및 상기 하부하우징(200) 측에서 상기 상부하우징(100) 측 방향으로 함몰된 형상으로 상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)사이에 구비되어, 상기 상부하우징(100) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 상기 하부하우징(200) 측 약물이 채워지는 공간을 구획하되, 판 형상의 디스크(331)가 상하 왕복운동 하여, 압력 발생용 액체가 채워지는 공간에 작용하는 압력을 약물이 채워지는 공간에 전달하는 구획부(300);를 포함하되, 상기 투광렌즈(120) 측 공간에 압력 발생용 액체(101)가 채워져 밀폐되며, 상기 분사노즐(230) 측 공간에 채워진 약물이 상기 압력 발생용 액체(101)의 팽창에 의한 압력에 의해 상기 분사노즐(230)로 분사되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구획부(300)는 상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)사이에 연결된 연결부(310); 상기 연결부(310)의 상부에 주름관 형상으로 연장 형성된 주름관부(320); 및 상기 디스크(331)를 포함하고, 상기 주름관부(320)의 상부를 밀폐시키는 디스크부(330);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 구획부(300)는 상기 디스크부(330)와 상기 연결부(310) 사이에 구비되는 탄성 재질의 탄성부(340);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디스크부(330)는 상기 주름관부(320) 외측으로 일부가 돌출된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하부하우징(200)의 상부는 내측으로 돌출된 구획지지부(211)가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디스크부(330)는 폴리아세탈, 초고분자량 폴리에틸렌 또는 금속 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 분사통로(231)는 복수로 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분사통로(231)는 정다각형 배열로 구비된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 분사통로(231)의 직경은 50 내지 250 마이크로미터인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치에 의하면, 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 약물이 채워지는 공간을 구획하는 디스크가 왕복운동을 하며 약물을 주사하도록 함으로써 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 구획부를 연결부, 주름관부 및 디스크부를 포함하는 벨로우즈 형상으로 형성함으로써, 디스크의 상하 왕복운동이 원활하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.
또, 디스크부와 연결부 사이에 탄성부를 구비함으로써, 압력 발생용 액체의 팽창에 의해 하측으로 이동된 디스크부가 상측으로 빠르게 복귀하도록 하여 약물 재 주사 시간을 단축시키는 효과가 있다.
또한, 주름관부 외측으로 디스크부의 일부가 돌출되도록 함으로써, 탄성부(340)가 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또, 하부하우징의 내측으로 구획지지부를 형성함으로써, 압력 발생용 액체의 팽창에 의해 연결부가 하측으로 밀리는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 디스크부를 폴리아세탈, 초고분자량 폴리에틸렌 또는 금속 재질로 형성함으로써, 압력 발생용 액체의 급격한 팽창에 의한 충격을 견딜 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또, 분사통로를 복수로 구비함으로써, 은 환부에 여러 번 주사가 필요한 경우 시술 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 분사통로를 정다각형 배열로 배치되도록 함으로써, 약물이 균등한 간격으로 체내에 주입되도록 할 수 있는 효과가 있다.
또, 분사통로의 내벽을 세라믹 소재로 형성함으로써, 마이크로젯 분사 시 분사통로 끝단이 파손되거나 변형되는 현상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 분사통로의 직경을 50 내지 250 마이크로미터로 함으로써, 약물의 피부 주입 깊이를 충분히 유지함과 동시에 피부의 표면에서 튕겨져 나오는 되퇴김 현상을 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 분해된 개념을 보여주는 도면.
도 2는 도 1을 조립한 개념을 보여주는 도면.
도 3은 도 2에 압력 발생용 액체가 채워진 개념을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 개념을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 개념을 보여주는 도면.
도 6은 도 3에 에너지집중장치가 추가된 개념을 보여주는 도면.
도 7은 도 3에 약물공급부가 추가된 개념을 보여주는 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 분해된 개념을 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1을 조립한 개념을 보여주는 도면이며, 도 3은 도 2에 압력 발생용 액체가 채워진 개념을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 개념을 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 개념을 보여주는 도면이고, 도 6은 도 3에 에너지집중장치가 추가된 개념을 보여주는 도면이며, 도 7은 도 3에 약물공급부가 추가된 개념을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치는 투광렌즈(120)가 구비된 상부하우징(100), 하부하우징(200) 및 구획부(300)를 포함하되, 상기 투광렌즈(120) 측 공간에 압력 발생용 액체(101)가 채워져 밀폐되며, 상기 분사노즐(230) 측 공간에 채워진 약물이 상기 압력 발생용 액체(101)의 팽창에 의한 압력에 의해 상기 분사노즐(230)로 분사되는 것을 특징으로 한다.
상부하우징(100)은 측면을 감싸도록 형성된 압력격벽(110) 일측(상측)이 밀폐되되, 밀폐된 측으로 투광렌즈(120)가 구비된다.
상기 상부하우징(100)은 압력 발생용 액체(101)가 채워지는 밀폐된 공간을 형성하기 위한 것으로, 압력격벽(110)이 측면을 막고, 투광렌즈(120)가 구비된 일측(도 1 내지 3에서는 상측)이 막혀있으며, 후술하게 될 구획부(300)가 타측을 막아, 압력 발생용 액체(101)가 채워지는 밀폐된 공간을 형성한다.
도 1 내지 도 3에서 투광렌즈(120)를 볼록형으로 표현하고, 투광렌즈(120)가 압력 격벽(110)의 일측 일부를 막고 있는 예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 투광렌즈(120)를 평면형, 오목형 등 투광이 가능하다면 다양한 형태의 적용이 가능하며, 투광렌즈(120) 만으로 압력 격벽(110)의 일측 전체를 막는 것도 가능함은 물론이다.
압력 발생용 액체(101)로는 일반적인 물이 사용될 수 있으며, 알코올이나 폴리에틸렌글리콜과 같은 고분자 졸(sol) 및 젤(gel) 등 다양한 액상 물질이 사용될 수 있다. 또한, 압력발생용 액체(101)로는 버블의 생성 시 잔여 버블의 최소화를 위해 가스 제거된 (degassed) 액체를 사용함이 바람직하다. 또한, 압력발생용 액체 (101)로 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 있어서, 더욱 바람직하다.
하부하우징(200)은 측면을 감싸도록 형성된 약물격벽(210) 및 상기 약물격벽(210)으로부터 연장 형성되어 약물의 분사 통로(231)가 하부에 형성된 분사노즐(230)을 포함하며, 상기 상부하우징(100)과 연결 또는 연장 형성된다.
상기 하부하우징(200)은 약물이 채워지는 공간을 형성하기 위한 것으로, 약물격벽(210), 분사노즐(230) 및 구획부(300)가 약물의 분사통로(231)를 제외한 다른 부분들을 막아, 약물이 채워지는 공간을 형성한다.
여기서, 상기 분사노즐(230)은 약물의 분사통로(231)가 형성된 부분을 지칭하는 것으로, 도면 1 내지 도면 3 등에 도시된 경사진 부분 전체 또는 일부가 될 수 있다.
이때, 상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)은 일체로 형성되는 것도 가능하고, 분리 결합이 가능도록 형성되는 것도 가능하다.
또한, 상기 분사노즐(230)은 상기 하부하우징(200)에 탈착이 가능하도록 구비될 수 있다. 상기 분사노즐(230)이 상기 하부하우징(200)에 탈착이 가능하도록 구비된 경우, 상기 분사노즐(230)이 파손 또는 오염되거나 막혔을 때, 상기 하부하우징(200) 전체를 교체하지 않고 상기 분사노즐(230)의 교체를 통해 간단히 해결할 수 있어 비용적인 측면에서도 유리하다.
상기 분사노즐(230)을 포함하는 상기 하부하우징(200)의 하부와 하부하우징(200)의 측부는 스텔라이트, 알루미늄 합금, 및 지르코늄 계열의 세라믹 등 본 발명의 기능을 달성함에 지장이 없는 한에서 다양한 재질을 선택할 수 있으며, 상기 분사통로(231)가 형성된 상기 하부하우징(200)의 하부 일부분만 인서트 사출을 통해 지르코늄 계열의 세라믹 소재로 제작될 수 있다.
지르코늄 계열의 세라믹 소재 중 산화지르코늄(지르코니아)는 낮은 열전도율을 가지므로 레이저 조사 시 열전달에 의한 약물의 변질을 방지할 수 있으며, 높은 파열 인성을 가지고, 균열 전파에 매우 높은 저항성을 가지기 때문에, 마이크로젯 분사 시 분사통로(231) 등의 끝단이 파손되거나 변형되는 현상을 방지할 수 있으므로 상기 하부하우징(200), 분사노즐(230) 또는 분사통로(231) 등을 지르코늄 계열의 세라믹 소재 중 산화지르코늄(지르코니아)로 형성하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 하부하우징(200), 또는 분사노즐(230)의 내부는 일부 또는 전체구간에서 상측으로 갈수록 수평 단면적이 커지며, 미리 정해진 구간마다 내벽의 기울기가 일정하되, 상측 방향으로 갈수록 내벽의 기울기가 작아지는 다수의 구간을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하부하우징(200), 또는 분사노즐(230)의 내부는 일부 또는 전체구간에서 상기 분사통로(231) 측에서 상기 구획부(300) 측으로 갈수록 곡선형으로 확관되는 나팔형상으로 구비될 수 있다.
이러한 상기 하부하우징(200), 또는 분사노즐(230) 내부의 형상은 상기 구획부(300)로부터 전달된 압력에 의해 약물을 상기 분사통로(231)로 밀어내는 데에 더욱 집중시킬 수 있고, 이에 따라 분사통로(231)로 분사되는 약물은 더 큰 분사속도를 얻을 수 있다.
구획부(300)는 상기 하부하우징(200) 측에서 상기 상부하우징(100) 측 방향으로 함몰된 형상으로 상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)사이에 구비되어, 상기 상부하우징(100) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 상기 하부하우징(200) 측 약물이 채워지는 공간을 구획하되, 판 형상의 디스크(331)가 상하 왕복운동 하여, 압력 발생용 액체가 채워지는 공간에 작용하는 압력을 약물이 채워지는 공간에 전달한다.
즉, 상기 구획부(300)가 상부하우징(100)과 하부하우징(200)을 구획하여, 상기 구획부(300) 일측(도 2의 구획부(300) 상측)에 압력 발생용 액체(101)가 채워지는 밀폐된 공간을 형성 한다.
상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)이 분리 결합이 가능하도록 형성된 경우, 구획부(300)가 상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)의 연결되는 부분에 개재 구비(도 1 내지 도 3 참조)되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 구획부(300)는 상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)사이에 구비되어, 상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)을 구획하되, 압력 발생용 액체의 급격한 팽창으로 인해 파손되는 것을 방지하기 위해, 판 형상의 디스크(331)가 왕복운동이 가능하도록 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 구획부(300)는 연결부(310), 주름관부(320) 및 디스크부(330)를 포함할 수 있다.
연결부(310)는 상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)사이에 연결된다.
상기 연결부(310)는 상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)사이에 연결되는 상기 구획부(300)의 끝단에 해당되는 것으로 끝단이 상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)사이에 고정되도록 결합된다.
주름관부(320)는 상기 연결부(310)의 상부에 주름관 형상으로 연장 형성된다.
상기 주름관부(320)는 상기 디스크(331)의 상하 왕복운동을 위한 것으로, 주름관 형상으로 형성되어, 상기 디스크(331)의 하측 이동 시 산과 골에 해당되는 부분이 접히고, 상기 디스크(331)의 상측 이동 시 산과 골에 해당되는 부분이 펴지면서, 상기 디스크(331)가 상하 왕복운동 하도록 운동한다.
이때, 상기 주름관부(320)는 실리콘고무(silicone rubber) 등의 탄성재질로 제작할 수 있다.
상기에서 상기 주름관부(320)가 탄성 재질로 형성된 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 산과 골에 해당되는 부분이 접히고 펴지는 기능을 수행할 수 있다면 다양한 실시가 가능함은 물론이다.
디스크부(330)는 상기 디스크(331)를 포함하고, 상기 주름관부(320)의 상부를 밀폐시킨다.
상기 디스크부(330)는 디스크(331)로만 형성될 수도 있으나, 상기 디스크(331)를 감싸면서 상기 주름관부(320)의 상부를 밀폐시키도록 형성(도 1 내지 도 4 참조)될 수도 있으며, 상기 디스크의 상부에 밀착되어 상기 주름관부(320)의 상부를 밀폐시키도록 형성(도 5 참조)될 수도 있는 상기 주름관부(320)의 상부를 밀폐시킬 수 있다면 다양한 실시가 가능함은 물론이다.
또한, 상기 연결부(310), 주름관부(320) 및 디스크부(330)는 실리콘고무(silicone rubber), 플라스틱 등의 동일한 재질로 제작할 수 있다.
이는, 상기 디스크부(300)의 외부를 동일 재료로 형성하여 상기 디스크부(300)를 제조하는 공정을 줄이기 위함이다.
여기서, 상기 연결부(310), 주름관부(320) 및 디스크부(330)는 사출 성형 등을 거쳐 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 디스크(331) 주위를 감싸도록 이중 사출 성형을 하는 것도 가능함은 물론이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 구획부(300)는 상기 디스크부(330)와 상기 연결부(310) 사이에 구비되는 탄성 재질의 탄성부(340)를 포함할 수 있다.
상기 구획부(300)가 상기 연결부(310), 주름관부(320) 및 디스크부(330) 만으로 구성될 수도 있으나, 압력 발생용 액체(101)의 팽창에 의해 하측으로 이동된 디스크부(330)가 상측으로 복귀하는 것을 돕기 위해, 탄성 재질의 탄성부(340)가 상기 디스크부(330)와 상기 연결부(310) 사이에 구비도록 할 수 있다.
상기에서 탄성부(340)가 디스크부(330)와 상기 연결부(310) 사이에 구비된 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 후술하는 구획지지부(211)와 디스크부(330) 사이에 구비(도 4 내지 도 5 참조)되는 등 압력 발생용 액체(101)의 팽창에 의해 하측으로 이동된 디스크부(330)가 상측으로 복귀하는 것을 도울 수 있다면 다양한 실시가 가능함은 물론이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 디스크부(330)는 상기 주름관부(320) 외측으로 일부가 돌출된 것을 특징으로 할 수 있다.
이는, 상기 탄성부(340)가 상기 압력 발생용 액체(101) 측(상기 주름관(320)의 외측)에 구비되는 경우, 상기 탄성부(340)가 상기 디스크부(330)를 지지하기 용이하게 하기 위한 것으로, 상기 탄성부(340)의 일 측이 상기 디스크부(330)의 외측에 밀착되되 상기 주름관부(320)와 간섭되지 않도록, 상기 디스크부(330)는 상기 주름관부(320) 외측으로 일부가 돌출되도록 형성하는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 하부하우징(200)의 상부는 내측으로 돌출된 구획지지부(211)가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 구획지지부(221)는 압력 발생용 액체(101)의 팽창에 의해 상기 연결부(310)가 하측으로 밀리는 것을 방지하기 위한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 디스크부(330)는 폴리아세탈, 초고분자량 폴리에틸렌 또는 금속 재질로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 디스크부(330)는 튼튼한 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 압력 발생용 액체(101)의 급격한 팽창에 의한 충격을 견디도록 하기 위한 것으로, 이를 위해, 상기 디스크부(300)는 폴리아세탈, 초고분자량 폴리에틸렌 또는 금속(금속산화물-산화 지르코늄) 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 디스크부(300)는 스텔라이트, 알루미늄 합금, 및 지르코늄 계열의 세라믹 등 본 발명의 기능을 달성함에 지장이 없는 한에서 다양한 재질을 선택할 수 있다.
여기서, 지르코늄 계열의 세라믹 소재 중 산화지르코늄(지르코니아)는 낮은 열전도율을 가지므로 레이저 조사 시 열전달에 의한 약물의 변질을 방지할 수 있으며, 높은 파열 인성을 가지고, 균열 전파에 매우 높은 저항성을 가지고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 분사통로(231)는 복수로 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.
분사통로(231)는 상기 하부하우징(200)의 하부에 복수로 구비될 수 있다.
즉, 하나의 분사통로(231)만 구비되는 것도 가능하지만 2개 이상의 분사통로(231)를 구비하는 것도 가능하다.
상기 분사통로(231)를 복수로 구비하는 경우, 2~9 개 정도의 수량이 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분사통로(231) 각각의 상부는 상측에서 하측으로 갈수록 수평 단면적이 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다.
상기와 같이 복수의 분사통로(231)를 구비한 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치는, 넓은 환부에 여러 번 주사가 필요한 경우, 한 번의 마이크로젯 분사로 넓은 부위에 약물을 주입함으로서 시술의 시간을 단축할 수 있어 매우 바람직하다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 분사통로(231)는 정다각형 배열로 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.
복수로 구비된 상기 분사통로(231)의 배열형태는 이웃한 분사통로(231) 간의 거리가 일정하도록 정다각형 배열로 구비되어, 마이크로젯 주사 시 약물이 균등한 간격으로 체내에 주입되도록 할 수 있다.
도 7에 분사통로(231) 4개가 정사각형 배열로 구비된 예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 마름모 형태 등 균등한 간격으로 주사가 가능하다면 다양한 실시가 가능함은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 분사통로(231)를 형성하는 내벽은 (지르코늄 계열의) 세라믹(지르코니아) 소재로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
분사통로(231)를 형성하는 내벽은 지르코늄 계열의 세라믹 소재로 형성될 수 있으며, 산화지르코늄(지르코니아)으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 앞서 언급한 바와 같이 산화지르코늄은 높은 파열 인성을 가지고, 균열 전파에 매우 높은 저항성을 가지기 때문에 마이크로젯 분사 시 분사통로(231) 끝단이 파손되거나 변형되는 현상을 방지할 수 있기 때문이다.
상기 지르코늄 계열의 세라믹 소재로 형성된 분사노즐(230)은 상기 하부하우징(200)으로부터 탈착이 가능하도록 구비되어, 상기 분사통로(231)가 형성된 분사노즐(230)이 파손되었거나 상기 분사통로(231)의 직경의 변경이 필요한 경우 상기 하부하우징(200)으로부터 분리되어 교체가 가능하도록 구비될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치의 분사통로(231)의 직경은 50 내지 250 마이크로미터인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 분사통로(231)의 직경이 50 마이크로미터 미만일 경우, 분사되는 약물의 양이 적고 약물이 체내에 충분한 깊이로 주입되지 않으며, 상기 분사통로(231)의 직경이 250 마이크로미터를 초과할 경우, 분사되는 마이크로젯의 직경이 커져서 피부의 표면에서 튕겨져 나오는 약물의 양이 증가하고 약물의 낭비가 심해질 수 있다.
또한, 약물의 분사통로(231)는 지름 250μm 이하로 형성될 경우, 약물이 채워지는 공간에 약물이 채워지더라도 일정 압력 이상의 압력이 작용하지 않으면 약물이 약물의 분사통로(231)로 빠져나오지 못한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치는 상기 압력 발생용 액체(101)가 채워져 밀폐된 공간의 특정 지점을 향하여 에너지를 집중시키는 에너지집중장치(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 에너지집중장치(500)는 마이크로 웨이브, 레이저 등을 이용하여 에너지를 집중시킬 수 있는 장치를 말하는 것이다.
즉, 상기 에너지집중장치(500)는 상기 압력 발생용 액체(101)에 레이저 등의 에너지를 집중시켜, 상기 압력 발생용 액체(101)의 증발로 인한 순간적인 부피팽창(압력 증가)과 충격파들의 전달로 약물을 약물의 분사통로(231)로 밀어내어, 마이크로 젯을 발생 시키는 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치는 상기 약물격벽(210)이 관통되어 약물의 공급 통로가 형성된 약물보충구(220)가 형성되며, 상기 약물보충구(220)와 연결되어 상기 약물보충구(220)를 통해 상기 하부하우징(200) 측 공간에 약물을 공급하는 약물공급부(600)를 더 포함할 수 있다.
다시 말해, 약물보충구(220)에 연결된 약물공급부(600)를 이용하여, 약물이 채워지는 공간까지 약물을 보충할 수 있다.
상기 약물공급부(600)는 약물이 약물의 분사통로(231)를 빠져나기지 못하는 수준의 일정 압력으로 약물을 보충할 수 있다.
이는, 별도의 제어 없이도 상시 약물이 채워지도록 하기 위함이다.
즉, 약물을 채우기 위한 공간에 약물이 없다면 약물을 채우게 되나,
약물을 채우기 위한 공간에 약물이 있다면 약물을 약물의 분사통로(231)로 밀어내지 못하는 수준에서 약물을 채울 수 있다.
약물이 보충되고 분사되는 순서를 설명하자면, 상기 약물보충구(220)를 통해 상기 약물공급부(600)로부터 약물이 하부하우징(200) 내부로 유입되고, 상기 분사통로(231)을 통해 하부하우징(200) 내부의 약물이 외부로 유출되면서 마이크로젯 형태로 분사할 수 있다. 약물이 분사된 후에는, 상기 덕빌밸브(700)에 의해 상기 분사통로(231)로 유체의 유입이 차단되면서, 약물이 분사된 만큼 감소된 압력에 의해 약물이 다시 채워질 수 있다.
이러한 순환 과정에 의해 별도의 전원공급 또는 별도의 제어 없이도 자동으로 물약이 충전되도록 할 수 있다.
이때, 상기 하부하우징(200) 또는 분사노즐(230)의 내부 중 일부 또는 전부는 상기 구획부(300) 측으로부터 분사통로(231) 측으로 가면서 수평 단면적이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 이를 통해 상기 구획부(300)의 압력이 상기 분사통로(231)로 집중되어 마이크로젯의 분사속도를 높일 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100: 상부하우징
101: 압력 발생용 액체
110: 압력격벽 120: 투광렌즈
200: 하부하우징
210: 약물격벽 220: 약물보충구
230: 분사노즐
231: 분사통로
300: 구획부
310: 연결부 320: 주름관부
330:디스크부
331: 디스크
340: 탄성부
500: 에너지집중장치
600: 약물공급부
700: 덕빌밸브

Claims (9)

  1. 측면을 감싸도록 형성된 압력격벽(110) 일측이 밀폐되되, 밀폐된 측으로 투광렌즈(120)가 구비된 상부하우징(100);
    측면을 감싸도록 형성된 약물격벽(210) 및 상기 약물격벽(210)으로부터 연장 형성되어 약물의 분사 통로(231)가 하부에 형성된 분사노즐(230)을 포함하며, 상기 상부하우징(100)과 연결 또는 연장 형성되는 하부하우징(200); 및
    상기 하부하우징(200) 측에서 상기 상부하우징(100) 측 방향으로 함몰된 형상으로 상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)사이에 구비되어, 상기 상부하우징(100) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 상기 하부하우징(200) 측 약물이 채워지는 공간을 구획하되, 판 형상의 디스크(331)가 상하 왕복운동 하여, 압력 발생용 액체가 채워지는 공간에 작용하는 압력을 약물이 채워지는 공간에 전달하는 구획부(300);를 포함하되,
    상기 투광렌즈(120) 측 공간에 압력 발생용 액체(101)가 채워져 밀폐되며, 상기 분사노즐(230) 측 공간에 채워진 약물이 상기 압력 발생용 액체(101)의 팽창에 의한 압력에 의해 상기 분사노즐(230)로 분사되는 것을 특징으로 하는 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구획부(300)는
    상기 상부하우징(100)과 하부하우징(200)사이에 연결된 연결부(310);
    상기 연결부(310)의 상부에 주름관 형상으로 연장 형성된 주름관부(320); 및
    상기 디스크(331)를 포함하고, 상기 주름관부(320)의 상부를 밀폐시키는 디스크부(330);
    를 포함하는 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구획부(300)는
    상기 디스크부(330)와 상기 연결부(310) 사이에 구비되는 탄성 재질의 탄성부(340);
    를 포함하는 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 디스크부(330)는
    상기 주름관부(320) 외측으로 일부가 돌출된 것을 특징으로 하는 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부하우징(200)의 상부는
    내측으로 돌출된 구획지지부(211)가 형성된 것을 특징으로 하는 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 디스크부(330)는
    폴리아세탈, 초고분자량 폴리에틸렌 또는 금속 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 분사통로(231)는
    복수로 구비된 것을 특징으로 하는 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 분사통로(231)는
    정다각형 배열로 구비된 것을 특징으로 하는 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 분사통로(231)의 직경은
    50 내지 250 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 왕복 디스크가 구비된 마이크로젯 약물 주사 장치.
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