KR101843265B1 - 약물 전달 장치 - Google Patents

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Abstract

약물 전달 장치가 제공된다. 상기 약물 전달 장치는, 가열부 및 상기 가열부 위에 배치되는 약물 전달부를 포함한다. 상기 가열부는, 지지층 및 상기 지지층 위에 배치되는 히터를 포함할 수 있고, 상기 지지층은, 제1 지지층, 상기 제1 지지층과 인접하게 배치되는 제2 지지층, 및 상기 제1 지지층과 상기 제2 지지층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 지지층 연결 패턴을 포함할 수 있다.

Description

약물 전달 장치{DRUG DELIVERY DEVICE}
본 발명은 약물 전달 장치에 관한 것이다.
의료 장치가 발달하고 건광 관리 및 치료를 보다 편하고 효과적으로 하는데 관심이 증대하면서 웨어러블 바이오 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 종래의 웨어러블 바이오 장치는 다양한 센서들을 고집적화하기가 어렵고, 여러가지 요인에 의해 질병 진단이나 생체 신호 측정을 정확하게 할 수 없어 신뢰성이 떨어지고 상용화하는데 한계가 있다.
한편, 고령화 사회, 잘못된 생활 습관 등으로 당뇨병의 유병률이 증가하고 있다. 당뇨병은 장기적으로 적절한 혈당 조절이 안 될 경우, 체내 주요 장기에 합병증을 일으킨다. 따라서, 혈당을 정상적으로 유지하는 것은 중요하다.
이와 같이, 적절한 혈당 조절을 하기 위해서는 정확한 혈당 측정이 중요하나, 기존의 혈당 측정기의 대부분은 침습적인 방식으로 혈액을 채취하여 혈당을 측정하기 때문에 환자에게 고통과 불편함을 줄 수 있다. 따라서, 채혈을 하지 않고 혈당을 측정하는 비침습적 혈당 측정기의 개발이 요구되고 있다. 그리고, 땀 속에는 글루코오스가 많이 존재하지 않아 저혈당의 글루코오스 농도를 측정하기가 어렵고, 혈당은 여러 가지 이유로 변하기 때문에 혈당의 항상성을 관리하기가 어렵다.
또, 정확한 혈당 농도의 측정뿐만 아니라 동시에 혈당을 조절할 수 있는 혈당 조절 장치의 개발도 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 인체에 약물을 투입할 수 있는 약물 전달 장치를 제공한다.
본 발명은 인체에 투입되는 약물의 종류를 조절할 수 있는 약물 전달 장치를 제공한다.
본 발명은 신축성을 갖는 약물 전달 장치를 제공한다.
본 발명은 인체에 글루코오스 조절 약물을 투입할 수 있는 약물 전달 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 장치는, 가열부 및 상기 가열부 위에 배치되는 약물 전달부를 포함한다.
상기 가열부는, 지지층 및 상기 지지층 위에 배치되는 히터를 포함할 수 있고, 상기 지지층은, 제1 지지층, 상기 제1 지지층과 인접하게 배치되는 제2 지지층, 및 상기 제1 지지층과 상기 제2 지지층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 지지층 연결 패턴을 포함할 수 있다.
상기 히터는, 상기 제1 지지층 위에 배치되는 제1 히터 및 상기 제2 지지층 위에 배치되는 제2 히터를 포함할 수 있다. 상기 히터는, 상기 제1 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제1 히터와 상기 제2 히터를 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 히터 연결 패턴을 포함할 수 있다.
상기 약물 전달부는, 상기 제1 히터 위에 배치되고 제1 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제1 약물 전달부, 및 상기 제2 히터 위에 배치되고 제2 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제2 약물 전달부를 포함할 수 있다. 상기 제1 글루코오스 조절 약물은 글루코오스일 수 있고, 상기 제2 글루코오스 조절 약물은 메트포르민, 인슐린, 또는 글리메피리드일 수 있다.
상기 가열부는, 상기 지지층과 상기 히터 사이에 배치되는 하부 절연층 및 상기 히터와 상기 약물 전달부 사이에 배치되는 상부 절연층을 더 포함할 수 있고, 상기 하부 절연층은, 상기 제1 지지층 위에 배치되는 제1 하부 절연층, 상기 제2 지지층 위에 배치되는 제2 하부 절연층, 및 상기 제1 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제1 하부 절연층과 상기 제2 하부 절연층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 하부 절연층 연결 패턴을 포함할 수 있다, 상기 상부 절연층은, 상기 제1 히터 위에 배치되는 제1 상부 절연층, 상기 제2 히터 위에 배치되는 제2 상부 절연층, 및 상기 제1 하부 절연층 연결 위에 배치되어 상기 제1 상부 절연층과 상기 제2 상부 절연층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 상부 절연층 연결 패턴을 포함할 수 있다.
상기 지지층은, 상기 제2 지지층가 인접하게 배치되는 제3 지지층, 상기 제3 지지층과 인접하게 배치되는 제4 지지층, 상기 제2 지지층과 상기 제3 지지층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제2 지지층 연결 패턴, 및 상기 제3 지지층과 상기 제4 지지층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제3 지지층 연결 패턴을 포함할 수 있다.
상기 히터는, 상기 제3 지지층 위에 배치되는 제3 히터, 상기 제4 지지층 위에 배치되는 제4 히터, 상기 제2 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제2 히터와 상기 제3 히터를 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제2 히터 연결 패턴, 및 상기 제3 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제3 히터와 상기 제4 히터를 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제3 히터 연결 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 가열부는 서로 인접하게 배치되는 제1 가열부, 제2 가열부, 제3 가열부, 및 제4 가열부를 포함할 수 있고, 상기 약물 전달부는, 상기 제1 가열부 위에 배치되고 제1 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제1 약물 전달부, 상기 제2 가열부 위에 배치되고 제2 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제2 약물 전달부, 상기 제3 가열부 위에 배치되고 제3 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제3 약물 전달부, 및 상기 제4 가열부 위에 배치되고 제4 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제4 약물 전달부를 포함할 수 있다.
상기 제1 글루코오스 조절 약물은 글루코오스일 수 있고, 상기 제2 글루코오스 조절 약물은 메트포르민일 수 있고, 상기 제3 글루코오스 조절 약물은 인슐린일 수 있으며, 상기 제4 글루코오스 조절 약물은 글리메피리드일 수 있다.
상기 약물 전달부는, 마이크로니들, 상기 마이크로니들과 결합하여 상기 마이크로니들을 지지하는 마이크로니들 결합층, 상기 마이크로니들 표면에 코팅된 상변화층, 및 상기 마이크로니들 내에 배치되는 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있다.
상기 약물 전달부는 2종류 이상의 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있다. 상기 글루코오스 조절 약물은, 글루코오스 농도를 올리는 약물 및 글루코오스 농도를 내리는 약물을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 장치는 인체에 약물을 투입할 수 있다. 상기 약물 전달 장치는 인체에 투입되는 약물의 종류를 조절할 수 있다. 따라서, 사용자의 상태에 최적화된 약물을 인체에 투입할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 장치는 인체에 글루코오스 조절 약물을 투입할 수 있다. 상기 약물 전달 장치는 사용자의 인체 내 글루코오스 농도에 따라 인체에 투입되는 글루코오스 조절 약물의 종류를 조절할 수 있다. 상기 약물 전달 장치는 혈당의 항상성을 유지할 수 있게 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 장치는 신축성을 가질 수 있어 인체에 부착되어 안정적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 센싱 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 글루코오스 센서의 부분 사시도이다.
도 3은 도 2의 글루코오스 센서의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 pH 센서의 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 젖산 센서의 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코르티솔 센서의 부분 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서의 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전극의 부분 사시도이다.
도 9 내지 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달 장치의 사시도이다.
도 17은 도 16의 약물 전달 장치의 분해 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달부의 부분 확대도를 나타낸다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부의 신축성을 나타낸다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물 전달 장치의 평면도이다.
도 21은 도 20의 약물 전달 장치의 부분 분해 사시도이다.
도 22 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달부의 형성 방법을 나타낸다.
도 25은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 바이오 시스템을 나타낸다.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 요소들(elements)을 기술하기 위해서 사용되었지만, 상기 요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 상기 요소들을 서로 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 또, 어떤 요소가 다른 요소 위에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 요소 위에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
도면들에서 요소의 크기, 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 더욱 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 바이오 센싱 장치와 약물 전달 장치는 땀 속의 글루코오스 농도를 측정하고, 이를 이용하여 사용자의 인체 내 글루코오스를 조절하는 내용을 예로 들어 설명하고 있으나 이에 한정되지 않고 다양하게 활용될 수 있다.
[바이오 센싱 장치]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 센싱 장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 바이오 센싱 장치(10)는 바이오 센서(100)는 배선 패턴(102), 배선 패드(104), 및 지지층(110)을 포함할 수 있다. 바이오 센서(100)는 배선 패턴(102)과 배선 패드(104)를 통하여 외부 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 배선 패턴(102)과 배선 패드(104)는 후술하는 바이오 센서(100)의 금속 메시 패턴과 동시에 형성될 수 있다.
바이오 센서(100)는 글루코오스 센서(100a), pH 센서(100b), 젖산 센서(100c), 코르티솔 센서(100d), 습도 센서(100e), 제1 기준 전극(100f), 제2 기준 전극(100g), 및 온도 센서(100h)를 포함할 수 있다.
습도 센서(100e)는 제5 영역(E)에 배치되어 땀의 양을 측정한다. 습도 센서(100e)는 글루코오스 센서(100a)에 의한 글루코오스 농도 측정값을 신뢰할 수 있게 하는 땀의 임계 양(임계 습도)을 설정하고, 땀의 양을 모니터한다. 습도 센서(100e)에 의해 측정된 습도값이 상기 임계 습도값 이상이면, 글루코오스 센서(100a), pH 센서(100b), 젖산 센서(100c), 코르티솔 센서(100d), 및 온도 센서(100h)가 측정을 시작한다.
글루코오스 센서(100a)는 제1 영역(A)에 배치되어 땀 속의 글루코오스 농도를 측정하고, pH 센서(100b)는 제2 영역(B)에 배치되어 땀 속의 pH를 측정하며, 온도 센서(100h)는 제8 영역(H)에 배치되어 땀의 온도를 측정한다. pH 센서(100b)에 의해 측정된 pH값과 온도 센서(100h)에 의해 측정된 온도값에 따라 글루코오스 센서(100a)에 의해 측정된 글루코오스 농도값이 보정될 수 있다.
젖산 센서(100c)는 제3 영역(C)에 배치되어 땀 속의 젖산 농도를 측정하고, 코르티솔 센서(100d)는 땀 속의 코르티솔 농도를 측정한다.
제1 기준 전극(100f)은 제6 영역(F)에 배치되어 글루코오스 센서(100a)와 pH 센서(100b)의 기준 전극으로 사용된다. 제2 기준 전극(100g)은 제7 영역(G)에 배치되어 젖산 센서(100c)와 코르티솔 센서(100d)의 기준 전극으로 사용된다.
지지층(110)은 바이오 센서(100), 배선 패턴(102), 및 배선 패드(104) 아래에 배치되어 바이오 센서(100), 배선 패턴(102), 및 배선 패드(104)를 지지한다. 지지층(110)은 실리콘 고분자(silicone polymer), 예를 들어, PDMS(polydimethylsiloxane)로 형성될 수 있다. 지지층(110)은 실리콘 패치(silicone patch)일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 글루코오스 센서의 부분 사시도이고, 도 3은 도 2의 글루코오스 센서의 분해 사시도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 글루코오스 센서(100a)는 제1 영역(A)의 지지층(110) 위에 배치된다. 글루코오스 센서(100a)와 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
글루코오스 센서(100a)는 금속 메시 패턴(130a), 그래핀층(140a), 촉매층(150a), 수직배향 탄소나노튜브(160a), 금속 나노입자(165a), 및 전극층(170a)을 포함할 수 있다.
금속 메시 패턴(130a)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130a) 위에 그래핀층(140a)이 배치되고, 그래핀층(140a) 위에 촉매층(150a)이 배치된다. 촉매층(150a)은 수직배향 탄소나노튜브(160a)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.
수직배향 탄소나노튜브(160a)는 촉매층(150a) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165a)를 갖는다. 금속 나노입자(165a)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.
전극층(170a)은 수직배향 탄소나노튜브(160a) 표면 위에 배치된다. 전극층(170a)은 과산화수소 분해층(171a) 및 글루코오스 분해층(172a)을 포함할 수 있다. 글루코오스 분해층(172a)은 글루코오스 분해 효소인 글루코오스 옥시다아제를 포함할 수 있고, 땀 속의 글루코오스를 분해하여 과산화수소를 형성할 수 있다. 과산화수소 분해층(171a)은 과산화수소 분해의 촉매 역할을 하는 프러시안 블루(Prussian blue)를 포함할 수 있고, 글루코오스 분해층(172a)에서 글루코오스가 분해되어 형성된 과산화수소를 분해할 수 있다. 금속 나노입자(165a)를 갖는 수직배향 탄소나노튜브(160a)는 과산화수소의 분해에 의해 발생하는 전자를 포획할 수 있다. 즉, 땀 속에 글루코오스가 존재하면, 글루코오스 분해층(172a)이 상기 글루코오스를 분해하여 과산화수소를 생성하고, 과산화수소 분해층(171a)이 상기 과산화수소를 분해하여 전자를 생성하며, 수직배향 탄소나노튜브(160a)는 생성된 전자를 포획하여 전기 신호를 발생한다. 상기 전기 신호에 의해 글루코오스 농도가 측정될 수 있다.
금속 나노입자(165a)를 갖는 수직배향 탄소나노튜브(160a)는 전기화학적 활성 표면을 최대화할 수 있어 과산화수소 분해층(171a)에 의해 분해된 과산화수소의 농도를 정확하게 측정할 수 있다. 따라서, 글루코오스 센서(100a)의 신뢰성이 향상될 수 있다. 또, 글루코오스 센서(100a)는 감도가 향상되어 고혈당 상태의 글루코오스 농도뿐만 아니라 저혈당 상태의 글루코오스 농도도 측정할 수 있다. 글루코오스 센서(100a)에 의해 글루코오스 농도가 고혈당 상태로 측정되면 인체 내 글루코오스 농도를 내릴 수 있는 글루코오스 조절 약물이 투입될 수 있고, 글루코오스 센서(100a)에 의해 글루코오스 농도가 고혈당 상태로 측정되면 인체 내 글루코오스 농도를 올릴 수 있는 글루코오스 조절 약물이 투입될 수 있다. 따라서, 혈당의 항상성이 유지되도록 관리될 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 글루코오스 분해층(172a)의 표면에 나피온(Nafion®) 등을 이용하여 형성된 코팅층이 배치될 수 있다. 상기 코팅층은 땀에서 글루코오스를 센싱하는데 방해가 될 수 있는 이물질(약물 등 포함)을 걸러낼 수 있다.
또, 도면에 도시된 바와 다르게 수직배향 탄소나노튜브(160a) 사이의 공간은 글루코오스 분해층(172a)으로 채워질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 pH 센서의 부분 사시도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, pH 센서(100b)는 제2 영역(B)의 지지층(110) 위에 배치된다. pH 센서(100b)와 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
pH 센서(100b)는 금속 메시 패턴(130b), 그래핀층(140b), 촉매층(150b), 수직배향 탄소나노튜브(160b), 금속 나노입자(165b), 및 전극층(170b)을 포함할 수 있다.
금속 메시 패턴(130b)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130b) 위에 그래핀층(140b)이 배치되고, 그래핀층(140b) 위에 촉매층(150b)이 배치된다. 촉매층(150b)은 수직배향 탄소나노튜브(160b)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.
수직배향 탄소나노튜브(160b)는 촉매층(150b) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165b)를 갖는다. 금속 나노입자(165b)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.
전극층(170b)은 수직배향 탄소나노튜브(160b) 표면 위에 배치된다. 전극층(170b)은 폴리아닐린으로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 젖산 센서의 부분 사시도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 젖산 센서(100c)는 제3 영역(C)의 지지층(110) 위에 배치된다. 젖산 센서(100c)와 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
젖산 센서(100c)는 금속 메시 패턴(130c), 그래핀층(140c), 촉매층(150c), 수직배향 탄소나노튜브(160c), 금속 나노입자(165c), 및 전극층(170c)을 포함할 수 있다.
금속 메시 패턴(130c)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130c) 위에 그래핀층(140c)이 배치되고, 그래핀층(140c) 위에 촉매층(150c)이 배치된다. 촉매층(150c)은 수직배향 탄소나노튜브(160c)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.
수직배향 탄소나노튜브(160c)는 촉매층(150c) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165c)를 갖는다. 금속 나노입자(165c)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.
전극층(170c)은 수직배향 탄소나노튜브(160c) 표면 위에 배치된다. 전극층(170c)은 과산화수소 분해층(171c) 및 젖산 분해층(172c)을 포함할 수 있다. 젖산 분해층(172c)은 젖산 분해 효소인 락테이트 옥시다아제를 포함할 수 있고, 땀 속의 젖산을 분해하여 과산화수소를 형성할 수 있다. 과산화수소 분해층(171c)은 과산화수소 분해의 촉매 역할을 하는 프러시안 블루를 포함할 수 있고, 젖산 분해층(172c)에서 젖산이 분해되어 형성된 과산화수소를 분해할 수 있다. 금속 나노입자(165c)를 갖는 수직배향 탄소나노튜브(160c)는 과산화수소의 분해에 의해 발생하는 전자를 포획할 수 있다. 즉, 땀 속에 젖산이 존재하면, 젖산 분해층(172c)이 상기 젖산을 분해하여 과산화수소를 생성하고, 과산화수소 분해층(171c)이 상기 과산화수소를 분해하여 전자를 생성하며, 수직배향 탄소나노튜브(160c)는 생성된 전자를 포획하여 전기 신호를 발생한다. 상기 전기 신호에 의해 젖산 농도가 측정될 수 있다.
금속 나노입자(165c)를 갖는 수직배향 탄소나노튜브(160c)는 전기화학적 활성 표면을 최대화할 수 있어 과산화수소 분해층(171c)에 의해 분해된 과산화수소의 농도를 정확하게 측정할 수 있다. 따라서, 젖산 센서(100c)의 신뢰성이 향상될 수 있다. 젖산은 에크린 땀샘에서 생겨 땀을 통해 분비되는 물질로, 피부 주위의 근육의 무산소 호흡의 결과로 형성된다. 이렇게 형성된 젖산은 에크린 땀샘의 땀을 통해 배출되는데, 운동 강도가 강할수록 그 농도가 짙어지며 일반적으로 땀에서의 농도는 5 ~ 60mM로 알려져 있다. 당뇨병 환자의 경우, 혈당 관리 과정에서 식이요법과 함께 적절한 운동이 권장되는 경우가 많다. 그러나, 과도한 운동은 코르티솔 농도를 높여 오히려 혈당 조절에 방해될 수 있으므로, 젖산 센서(100c)를 통해 땀 속의 젖산을 정확하게 측정함으로써 과도한 운동에 도달하지 않도록 조절할 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 젖산 분해층(172c)의 표면에 나피온 등을 이용하여 형성된 코팅층이 배치될 수 있다. 상기 코팅층은 땀에서 젖산을 센싱하는데 방해가 될 수 있는 이물질(약물 등 포함)을 걸러낼 수 있다.
또, 도면에 도시된 바와 다르게 수직배향 탄소나노튜브(160c) 사이의 공간은 젖산 분해층(172c)으로 채워질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코르티솔 센서의 부분 사시도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 코르티솔 센서(100d)는 제4 영역(D)의 지지층(110) 위에 배치된다. 코르티솔 센서(100d)와 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
코르티솔 센서(100d)는 금속 메시 패턴(130d), 그래핀층(140d), 촉매층(150d), 수직배향 탄소나노튜브(160d), 금속 나노입자(165d), 및 전극층(170d)을 포함할 수 있다.
금속 메시 패턴(130d)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130d) 위에 그래핀층(140d)이 배치되고, 그래핀층(140d) 위에 촉매층(150d)이 배치된다. 촉매층(150d)은 수직배향 탄소나노튜브(160d)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.
수직배향 탄소나노튜브(160d)는 촉매층(150d) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165d)를 갖는다. 금속 나노입자(165d)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.
전극층(170d)은 수직배향 탄소나노튜브(160d) 표면 위에 배치된다. 전극층(170d)은 금속 나노입자(165d)에 연결되고, 코르티솔과 반응할 수 있는 항코르티솔 항체를 포함한다.
금속 나노입자(165d)를 갖는 수직배향 탄소나노튜브(160d)는 전기화학적 활성 표면을 최대화할 수 있어 전극층(170d)에 결합된 항코르티솔 항체에 의해 땀 속의 코르티솔 농도를 정확하게 측정할 수 있다. 따라서, 코르티솔 센서(100d)의 신뢰성이 향상될 수 있다. 또, 코르티솔 센서(100d)는 감도가 향상되어 저농도의 코르티솔 농도도 측정할 수 있다. 코르티솔은 스트레스 호르몬으로, 몸 전체의 면역 기능을 약화시키고 혈당 수치를 일시적으로 높일 수 있다. 따라서, 코르티솔 센서(100d)에 측정된 코르티솔 농도는 혈당 항상성을 유지하고 관리하는데 이용될 수 있다. 땀 속의 코르티솔 농도는 혈액 속의 코르티솔 농도와 연관성이 있지만, 그 농도가 수십 nM 정도의 수준으로 매우 낮다. 코르티솔 센서(100d)는 감도가 향상되어 땀 속의 코르티솔 농도도 정확하게 측정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서의 부분 사시도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 습도 센서(100e)는 제5 영역(E)의 지지층(110) 위에 배치된다. 습도 센서(100e)와 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
습도 센서(100e)는 금속 메시 패턴(130e), 그래핀층(140e), 촉매층(150e), 수직배향 탄소나노튜브(160e), 금속 나노입자(165e), 및 전극층(170e)을 포함할 수 있다.
금속 메시 패턴(130e)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130e) 위에 그래핀층(140e)이 배치되고, 그래핀층(140e) 위에 촉매층(150e)이 배치된다. 촉매층(150e)은 수직배향 탄소나노튜브(160e)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.
수직배향 탄소나노튜브(160e)는 촉매층(150e) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165e)를 갖는다. 금속 나노입자(165e)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.
전극층(170e)은 수직배향 탄소나노튜브(160e) 표면 위에 배치된다. 전극층(170e)은 PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene))로 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전극의 부분 사시도이다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 제1 기준 전극(100f)은 제6 영역(F)의 지지층(110) 위에 배치된다. 제1 기준 전극(100f)과 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
제1 기준 전극(100f)은 금속 메시 패턴(130f), 그래핀층(140f), 촉매층(150f), 수직배향 탄소나노튜브(160f), 금속 나노입자(165f), 및 전극층(170f)을 포함할 수 있다.
금속 메시 패턴(130f)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130f) 위에 그래핀층(140f)이 배치되고, 그래핀층(140f) 위에 촉매층(150f)이 배치된다. 촉매층(150f)은 수직배향 탄소나노튜브(160f)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.
수직배향 탄소나노튜브(160f)는 촉매층(150f) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165f)를 갖는다. 금속 나노입자(165f)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.
전극층(170f)은 수직배향 탄소나노튜브(160f) 표면 위에 배치된다. 전극층(170f)은 은층(171f)과 염화은층(172f)을 포함할 수 있다.
제2 기준 전극(100g)은 배치되는 위치를 제외하고 제1 기준 전극(100f)과 구성이 동일하므로 여기서는 그에 대한 설명을 생략한다.
도 9 내지 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 9를 참조하면, 희생 기판(400) 위에 희생층(410)을 형성한다. 희생 기판(400)은, 예를 들어, 실리콘 기판일 수 있다. 희생층(410)은, 예를 들어, Ni로 형성될 수 있다.
희생층(410) 위에 제1 절연층(120)을 형성한다. 제1 절연층(120)은, 예를 들어, PECVD 공정을 수행하여 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 절연층(120) 위에 금속 메시 패턴(130)을 형성한다. 금속 메시 패턴(130)은, 예를 들어, 제1 절연층(120) 위에 크롬(Cr)층과 금(Au)층을 차례로 형성한 후 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 이용하여 패터닝하는 것에 의해 형성될 수 있다.
도 11을 참조하면, 금속 메시 패턴(130) 위에 그래핀층(140)을 형성한다. 그래핀층(140)은, 예를 들어, CVD 공정을 이용하여 구리층 위에 그래핀층을 형성하고 상기 그래핀층을 금속 메시 패턴(130)이 형성된 희생 기판(400) 위로 전사한 후 패터닝하는 것에 의해 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 그래핀층(140) 위에 촉매층(150)을 형성한다. 촉매층(150)은, 예를 들어, 열증착 공정을 이용하여 그래핀층(150) 위에 알루미늄층(Al)과 철(Fe)층을 형성한 후 20㎛×20㎛ 정사각형으로 패터닝하는 것에 형성될 수 있다. 촉매층(150)은 금속 메시 패턴(130)의 그리드(grid) 내에 형성될 수 있다.
금속 메시 패턴(130)과 그래핀층(140)이 형성될 때, 배선 패턴(도 1의 102)과 배선 패드(도 1의 104)도 함께 형성될 수 있다.
도 13을 참조하면, 촉매층(150) 위에 수직배향 탄소나노튜브(160)를 형성한다. 수직배향 탄소나노튜브(160)는, 예를 들어, WACVD(water-assisted CVD) 공정을 수행하여 형성될 수 있다.
수직배향 탄소나노튜브(160)가 형성된 희생 기판(400) 위에 제2 절연층(125)을 형성한다. 제2 절연층(125)은 희생 기판(400) 위에 절연층을 형성한 후 패터닝하는 것에 의해 형성될 수 있다. 제2 절연층(125)은 수직배향 탄소나노튜브(160)가 형성된 그래핀층(140)을 노출시킨다. 또, 제2 절연층(125)은 온도 센서(도 1의 100h)와 배선 패턴(도 1의 102)을 덮고, 배선 패드(도 1의 104)를 노출시킨다.
도 14를 참조하면, 제2 절연층(125)까지 형성된 희생층(410) 위의 결과물을 지지층(110)으로 전사한다. 상기 결과물은 습식 식각 공정을 수행하여 희생층(410)을 제거하는 것에 의해 희생 기판(400)으로부터 분리될 수 있고, 이어서 지지층(110) 위로 전사될 수 있다.
도 15를 참조하면, 수직배향 탄소나노튜브(160) 표면에 금속 나노입자(165)를 형성한다. 금속 나노입자(165)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다. 금속 나노입자(165)는 수직배향 탄소나노튜브(160)가 형성된 그래핀층(140) 위에 2mM HAuCl4를 포함하고 아세토니트릴(acetonitrile)과 1:1로 혼합된 0.5M H2SO4 용액을 제공한 후 빠른 순환 전압전류법을 이용한 전기도금 공정을 수행하여 전기화학적으로 형성될 수 있다. 금속 나노입자(165)는 수직배향 탄소나노튜브(160) 표면뿐만 아니라 그래핀층(140) 표면에도 형성될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 영역(A)의 수직배향 탄소나노튜브(160a) 표면 위에 과산화수소 분해층(171a)과 글루코오스 분해층(172a)을 포함하는 전극층(170a)을 형성한다. 이에 의해 글루코오스 센서(100a)가 형성된다.
과산화수소 분해층(171a)은 수직배향 탄소나노튜브(160a)가 형성된 제1 영역(A)에 0.1M KCl, 5mM K3[Fe(CN)6], 및 5mM FeCl3를 포함하는 0.01M HCl 용액을 제공하여 전기도금 공정을 수행하는 것에 의해 프러시안 블루로 형성될 수 있다.
글루코오스 분해층(172a)은 0.1M KCl과 0.1g/mL 글루코오스 옥시다아제가 섞인 용액과 4% 글루타르알데이드(glutaraldehyde) 용액을 3:2의 비율로 혼합한 혼합 용액 2㎕를 과산화수소 분해층(171a)에 드랍 캐스팅하는 것에 의해 형성될 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 나피온 용액 2㎕를 글루코오스 분해층(172a)에 드랍 캐스팅하여 코팅층을 추가적으로 형성할 수 있다.
다시 도 1 및 도 4를 참조하면, 제2 영역(B)의 수직배향 탄소나노튜브(160b) 표면 위에 제2 전극층(170b)을 형성한다. 이에 의해 pH 센서(100b)가 형성된다.
제2 전극층(170b)은 수직배향 탄소나노튜브(160b)가 형성된 제2 영역(B)에 0.1M 아닐린과 1H HCl을 혼합한 혼합 용액을 제공한 후 전기도금 공정을 수행하는 것에 의해 폴리아닐린으로 형성될 수 있다.
다시 도 1 및 도 5를 참조하면, 제3 영역(C)의 수직배향 탄소나노튜브(160c) 표면 위에 과산화수소 분해층(171c)과 젖산 분해층(172c)을 포함하는 전극층(170c)을 형성한다. 이에 의해 젖산 센서(100c)가 형성된다.
과산화수소 분해층(171c)는 수직배향 탄소나노튜브(160a)가 형성된 제3 영역(C)에 0.1M KCl와 5mM K3[Fe(CN)6], 및 5mM FeCl3를 포함하는 0.01M HCl 용액을 제공하여 전기도금 공정을 수행하는 것에 의해 프러시안 블루로 형성될 수 있다.
젖산 분해층(172c)는 0.1M KCl과 0.1g/mL 락테이트 옥시다아제가 섞인 용액과 4% 글루타르알데이드(glutaraldehyde) 용액을 3:2의 비율로 혼합한 혼합 용액 2㎕를 과산화수소 분해층(171c)에 드랍 캐스팅하는 것에 의해 형성될 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 나피온 용액 2㎕를 젖산 분해층(172c)에 드랍 캐스팅하여 코팅층을 추가적으로 형성할 수 있다.
다시 도 1 및 도 6을 참조하면, 제4 영역(D)의 수직배향 탄소나노튜브(160d) 표면 위에 전극층(170d)을 형성한다. 이에 의해, 코르티솔 센서(100d)가 형성된다.
먼저, 수직배향 탄소나노튜브(160d)에 자기조립층을 형성한다. DSP(Dithiobis(succinimidyl propionate))를 녹인 아세톤 용액에 NaBH4 수용액을 혼합한 후 수직배향 탄소나노튜브(160d)에 제공하면 DSP가 환원되면서 금속 나노입자(165d)와 반응하여 상기 자기조립층이 형성될 수 있다. 항코르티솔 항체를 제공하면 항코르티솔 항체의 아미노기가 금속 나노입자(165d)와 결합된 DSP 표면의 활성화된 석시니미딜기와 결합하여 항코르티솔 항체가 금속 나노입자(165d)에 결합된다. 이에 의해, 전극층(170d)이 형성될 수 있다.
다시 도 1 및 도 7을 참조하면, 제5 영역(E)의 수직배향 탄소나노튜브(160e) 표면 위에 제2 전극층(170e)을 형성한다. 이에 의해 습도 센서(100e)가 형성된다.
제2 전극층(170e)은 수직배향 탄소나노튜브(160e)가 형성된 제5 영역(E)에 0.01M 3,4-에틸렌디옥시티오펜(ethylenedioxythiophene)과 0.1M LiClO4을 포함하는 아세토니트릴 용액을 제공한 후 전기도금 공정을 수행하는 것에 의해 PEDOT로 형성될 수 있다.
다시 도 1 및 도 8을 참조하면, 제6 영역(F)의 수직배향 탄소나노튜브(160f) 표면 위에 은층(171f)과 염화은층(172f)을 포함하는 제2 전극층(170f)을 형성한다. 이에 의해 제1 기준 전극(100f)이 형성된다.
상기 은층은 제6 영역(F)에 5mM AgNO3와 1M KNO3의 수용액을 제공하여 전기도금 공정을 수행하는 것에 의해 형성될 수 있다. 상기 염화은층은 상기 은층이 형성된 영역에 0.1M의 KCl과 0.01M의 HCl의 수용액을 제공하고 전기도금 공정을 수행하여 상기 은층의 상부를 염소화하는 것에 의해 형성될 수 있다.
이와 달리, 제2 전극층(170f)은 제6 영역(F)에 Ag/AgCl 잉크 용액을 드랍 캐스팅하는 것에 의해 형성될 수도 있다.
제2 기준 전극(도 1의 170g)은 형성되는 위치를 제외하고 제1 기준 전극(170f)과 형성 방법이 동일하므로 여기서는 그에 대한 설명을 생략한다.
[약물 전달 장치]
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달 장치의 사시도이고, 도 17은 도 16의 약물 전달 장치의 분해 사시도이며, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달부의 부분 확대도를 나타낸다.
도 16 내지 도 18을 참조하면, 약물 전달 장치(20)는 가열부(200)와 약물 전달부(250)를 포함할 수 있다.
가열부(200)는 지지층(210), 하부 절연층(220), 히터(230), 및 상부 절연층(240)을 분리할 수 있다.
지지층(210)은 둘 이상의 지지층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지층(210)은 제1 지지층(211), 제2 지지층(212), 제3 지지층(213), 및 제4 지지층(214)을 포함할 수 있다. 제1 지지층(211)과 제2 지지층(212)은 제1 지지층 연결 패턴(215)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 지지층(212)과 제3 지지층(213)은 제2 지지층 연결 패턴(216)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 지지층(213)과 제4 지지층(214)은 제3 지지층 연결 패턴(217)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 지지층 연결 패턴(215), 제2 지지층 연결 패턴(216), 및 제3 지지층 연결 패턴(217)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 지지층(210)은 신축성을 가질 수 있다. 지지층(210)은 실리콘 고분자(silicone polymer), 예를 들어, PDMS로 형성될 수 있다.
하부 절연층(220)은 지지층(210) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 하부 절연층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하부 절연층(220)은 제1 하부 절연층(221), 제2 하부 절연층(222), 제3 하부 절연층(223), 및 제4 하부 절연층(224)을 포함할 수 있다. 제1 하부 절연층(221)은 제1 지지층(211) 위에 배치될 수 있고, 제2 하부 절연층(222)은 제2 지지층(212) 위에 배치될 수 있고, 제3 하부 절연층(223)은 제3 지지층(213) 위에 배치될 수 있으며, 제4 하부 절연층(224)은 제4 지지층(214) 위에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 내지 제4 하부 절연층(221,222,223,224)은 서로 분리되어 배치되나 이에 제한되지 않으며, 지지층(210)과 동일한 형상으로 서로 연결될 수 있다. 하부 절연층(220)은, 예를 들어, 폴리이미드로 형성될 수 있다.
히터(230)는 하부 절연층(220) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(230)는 제1 히터(231), 제2 히터(232), 제3 히터(233), 및 제4 히터(234)를 포함할 수 있다. 제1 히터(231)는 제1 하부 절연층(221) 위에 배치될 수 있고, 제2 히터(232)는 제2 하부 절연층(222) 위에 배치될 수 있고, 제3 히터(233)는 제3 하부 절연층(223) 위에 배치될 수 있으며, 제4 히터(224)는 제4 하부 절연층(224) 위에 배치될 수 있다. 히터(230)는, 예를 들어, 구리로 형성될 수 있다.
상부 절연층(240)은 히터(230)를 덮도록 하부 절연층(220) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 상부 절연층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 절연층(240)은 제1 상부 절연층(241), 제2 상부 절연층(242), 제3 상부 절연층(243), 및 제4 상부 절연층(244)을 포함할 수 있다. 제1 상부 절연층(241)은 제1 히터(231)를 덮도록 제1 하부 절연층(221) 위에 배치될 수 있고, 제2 상부 절연층(242)은 제2 히터(232)를 덮도록 제2 하부 절연층(222) 위에 배치될 수 있고, 제3 상부 절연층(243)은 제3 히터(233)를 덮도록 제3 하부 절연층(233) 위에 배치될 수 있으며, 제4 상부 절연층(244)은 제4 히터(234)를 덮도록 제4 하부 절연층(224) 위에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 내지 제4 상부 절연층(241,242,243,244)은 서로 분리되어 배치되나 이에 제한되지 않으며, 지지층(210)과 동일한 형상으로 서로 연결될 수 있다. 상부 절연층(240)은, 예를 들어, 에폭시로 형성될 수 있다.
약물 전달부(250)는 마이크로니들 결합층(251), 마이크로니들(252), 및 마이크로 조절 약물(254)를 포함할 수 있다.
마이크로니들 결합층(251)은 마이크로니들(252)과 결합하여 마이크로니들(252)을 지지할 수 있다. 마이크로니들(252)은 마이크로니들 결합층(251) 위에 2차원으로 배열될 수 있다. 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)은 같은 물질을 이용하여 일체로 형성될 수 있고, 마이크로니들 결합층(251)은 마이크로니들(252)을 안정적으로 지지할 수 있다. 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)은, 예를 들어, 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone) 등으로 형성될 수 있다.
마이크로니들(252) 표면은 상변화층(253)으로 코팅될 수 있다. 상변화층(253)은 일정 온도 이상에서 상변화가 일어날 수 있는 물질, 예를 들어, 트리데카노익 애시드(tridecanoic acid)로 형성될 수 있다. 상변화층(253)은 온도가 일정 온도 이상으로 올라가면 액체 상태로 상변화가 일어나고, 마이크로니들(252) 내부에 있는 글루코오스 조절 약물(254)이 외부로 방출될 수 있다.
글루코오스 조절 약물(341)은, 인체 내 글루코오스 농도를 올릴 수 있는 약물, 예를 들어, 글루코오스(Glucose)를 포함할 수 있고, 인체 내 글루코오스 농도를 내릴 수 있는 약물, 예를 들어, 메트포르민(Metformin), 인슐린(Insulin), 또는 글리메피리드(Glimepiride)를 포함할 수 있다.
약물 전달부(250)는 둘 이상의 약물 전달부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 약물 전달부(250)는 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c), 및 제4 약물 전달부(250d)를 포함할 수 있다. 제1 약물 전달부(250a)는 제1 마이크로니들(252a) 내에 저장된 제1 글루코오스 조절 약물(254a)을 포함할 수 있고, 제1 글루코오스 조절 약물(254a)은, 예를 들어, 글루코오스일 수 있다. 제2 약물 전달부(250b)는 제2 마이크로니들(252b) 내에 저장된 제2 글루코오스 조절 약물(254b)을 포함할 수 있고, 제2 글루코오스 조절 약물(254b)은, 예를 들어, 메트포르민일 수 있다. 제3 약물 전달부(250c)는 제3 마이크로니들(252c) 내에 저장된 제3 글루코오스 조절 약물(254c)을 포함할 수 있고, 제3 글루코오스 조절 약물(254c)은, 예를 들어, 인슐린일 수 있다. 제4 약물 전달부(250d)는 제4 마이크로니들(252d) 내에 저장된 제4 글루코오스 조절 약물(254d)을 포함할 수 있고, 제4 글루코오스 조절 약물(254d)은, 예를 들어, 글리메피리드일 수 있다. 즉, 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c) 및 제4 약물 전달부(250d)는 서로 다른 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있다.
제1 약물 전달부(250a)는 제1 히터(231) 위에 배치될 수 있고, 제2 약물 전달부(250b)는 제2 히터(232) 위에 배치될 수 있고, 제3 약물 전달부(250c)는 제3 히터(233) 위에 배치될 수 있으며, 제4 약물 전달부(250d)는 제4 히터(234) 위에 배치될 수 있다. 이와 같이, 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c) 및 제4 약물 전달부(250d)는 각각 서로 다른 히터 위에 배치되어 글루코오스 조절 약물의 방출이 제어될 수 있다. 따라서, 측정된 인체 내 글루코오스 농도가 낮은 경우, 제1 히터(231)는 제1 약물 전달부(250a)를 가열하여 제1 글루코오스 조절 약물(254a)을 방출할 수 있다. 이에 의해, 인체 내 글루코오스 농도는 정상으로 올라갈 수 있다. 측정된 인체 내 글루코오스 농도가 높은 경우, 제2 내지 제4 히터(232,233,234) 중 어느 하나가 그 위에 배치된 제2 내지 제4 약물 전달부(250b,250c,250d) 중 어느 하나를 가열하여 제2 내지 제4 글루코오스 조절 약물(254b,254c,254d) 중 어느 하나를 방출할 수 있다. 이에 의해, 인체 내 글루코오스 농도는 정상으로 내려갈 수 있다.
이와 같이 약물 전달부(250)는 글루코오스 농도를 내릴 수 있는 약물뿐만 아니라 글루코오스 농도를 올릴 수 있는 약물도 포함함으로써 고혈당 상태뿐만 아니라 저혈당 상태에 대해서도 인체 내 글루코오스 농도를 조절할 수 있다. 이에 의해 인체 내 혈당 항상성이 유지 및 관리될 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부의 신축성을 나타낸다.
도 19를 참조하면, 지지층(210)은 제1 지지층(211), 제2 지지층(212), 제3 지지층(213), 및 제4 지지층(214)을 포함할 수 있고, 히터(230)는 제1 히터(231), 제2 히터(232), 제3 히터(233), 및 제4 히터(234)를 포함할 수 있다. 제1 히터(231)는 제1 지지층(211) 위에 배치될 수 있고, 제2 히터(232)는 제2 지지층(212) 위에 배치될 수 있고, 제3 히터(233)는 제3 지지층(213) 위에 배치될 수 있으며, 제4 히터(234)는 제4 지지층(214) 위에 배치될 수 있다.
제1 지지층(211)과 제2 지지층(212)은 제1 지지층 연결 패턴(215)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 지지층(212)과 제3 지지층(213)은 제2 지지층 연결 패턴(216)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 지지층(213)과 제4 지지층(214)은 제3 지지층 연결 패턴(217)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 지지층 연결 패턴(215), 제2 지지층 연결 패턴(216), 및 제3 지지층 연결 패턴(217)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 지지층(210)은 신축성을 가질 수 있다. 약물 전달 장치가 인체에 부착된 후 피부가 신장하더라도 제1 내지 제4 지지층(211,212,213,214) 각각은 제1 내지 제3 지지층 연결 패턴(215,216,217)에 의해 신장하는 피부에 대응하여 안정적으로 변형될 수 있다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물 전달 장치의 평면도이고, 도 21은 도 20의 약물 전달 장치의 부분 분해 사시도이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 약물 전달 장치(20)는 가열부(200)와 약물 전달부(250)를 포함할 수 있다.
가열부(200)는 둘 이상의 가열부, 예를 들어, 제1 가열부(200a), 제2 가열부(200b), 제3 가열부(200c) 및 제4 가열부(200d)를 포함할 수 있다.
제1 가열부(200a)는 지지층(210a), 하부 절연층(220a), 히터(230a), 및 상부 절연층(240a)을 포함할 수 있다.
지지층(210a)은 둘 이상의 지지층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지층(210a)은 제1 지지층(211a), 제2 지지층(212a), 제3 지지층(213a), 및 제4 지지층(214a)을 포함할 수 있다. 제1 지지층(211a)과 제2 지지층(212a)은 제1 지지층 연결 패턴(215a)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 지지층(212a)과 제3 지지층(213a)은 제2 지지층 연결 패턴(216a)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 지지층(213a)과 제4 지지층(214a)은 제3 지지층 연결 패턴(217a)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 지지층 연결 패턴(215a), 제2 지지층 연결 패턴(216a), 및 제3 지지층 연결 패턴(217a)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 지지층(210a)은 신축성을 가질 수 있다. 지지층(210a)은 실리콘 고분자(silicone polymer), 예를 들어, PDMS로 형성될 수 있다.
하부 절연층(220a)은 지지층(210a) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 하부 절연층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하부 절연층(220a)은 제1 하부 절연층(221a), 제2 하부 절연층(222a), 제3 하부 절연층(223a), 및 제4 하부 절연층(224a)을 포함할 수 있다. 제1 하부 절연층(221a)은 제1 지지층(211a) 위에 배치될 수 있고, 제2 하부 절연층(222a)은 제2 지지층(212) 위에 배치될 수 있고, 제3 하부 절연층(223a)은 제3 지지층(213a) 위에 배치될 수 있으며, 제4 하부 절연층(224a)은 제4 지지층(214a) 위에 배치될 수 있다. 제1 하부 절연층(221a)과 제2 하부 절연층(222a)은 제1 하부 절연층 연결 패턴(225a)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 하부 절연층(222a)과 제3 하부 절연층(223a)은 제2 하부 절연층 연결 패턴(226a)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 하부 절연층(223a)과 제4 하부 절연층(224a)은 제3 하부 절연층 연결 패턴(227a)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 하부 절연층 연결 패턴(225a), 제2 하부 절연층 연결 패턴(226a), 및 제3 하부 절연층 연결 패턴(227a)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 하부 절연층(220a)은 신축성을 가질 수 있다. 하부 절연층(220)은, 예를 들어, 폴리이미드로 형성될 수 있다.
히터(230a)는 하부 절연층(220a) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(230a)는 제1 히터(231a), 제2 히터(232a), 제3 히터(233a), 및 제4 히터(234a)를 포함할 수 있다. 제1 히터(231a)는 제1 하부 절연층(221a) 위에 배치될 수 있고, 제2 히터(232a)는 제2 하부 절연층(222a) 위에 배치될 수 있고, 제3 히터(233a)는 제3 하부 절연층(223a) 위에 배치될 수 있으며, 제4 히터(224a)는 제4 하부 절연층(224a) 위에 배치될 수 있다. 제1 히터(231a)와 제2 히터(232a)는 제1 히터 연결 패턴(215a)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 히터(232a)와 제3 히터(233a)는 제2 히터 연결 패턴(236a)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 히터(233a)와 제4 히터(234a)는 제3 히터 연결 패턴(237a)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 히터 연결 패턴(235a), 제2 히터 연결 패턴(236a), 및 제3 히터 연결 패턴(237a)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 히터(230a)은 신축성을 가질 수 있다. 히터(230)는, 예를 들어, 구리로 형성될 수 있다.
상부 절연층(240a)은 히터(230a)를 덮도록 하부 절연층(220a) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 상부 절연층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 절연층(240a)은 제1 상부 절연층(241a), 제2 상부 절연층(242a), 제3 상부 절연층(243a), 및 제4 상부 절연층(244a)을 포함할 수 있다. 제1 상부 절연층(241a)은 제1 히터(231a)를 덮도록 제1 하부 절연층(221a) 위에 배치될 수 있고, 제2 상부 절연층(242a)은 제2 히터(232a)를 덮도록 제2 하부 절연층(222a) 위에 배치될 수 있고, 제3 상부 절연층(243a)은 제3 히터(233a)를 덮도록 제3 하부 절연층(233a) 위에 배치될 수 있으며, 제4 상부 절연층(244a)은 제4 히터(234a)를 덮도록 제4 하부 절연층(224a) 위에 배치될 수 있다. 제1 상부 절연층(241a)과 제2 상부 절연층(242a)은 제1 상부 절연층 연결 패턴(245a)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 상부 절연층(242a)과 제3 상부 절연층(243a)은 제2 상부 절연층 연결 패턴(246a)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 상부 절연층(243a)과 제4 상부 절연층(244a)은 제3 상부 절연층 연결 패턴(247a)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 상부 절연층 연결 패턴(245a), 제2 하부 절연층 연결 패턴(246a), 및 제3 상부 절연층 연결 패턴(247a)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 상부 절연층(240a)은 신축성을 가질 수 있다. 상부 절연층(240)은, 예를 들어, 에폭시로 형성될 수 있다.
제1 지지층 연결 패턴(215a), 제1 하부 절연층 연결 패턴(225a), 제1 히터 연결 패턴(235a), 및 제1 상부 절연층 연결 패턴(245a)은 서로 대응하도록 형성될 수 있고, 제2 지지층 연결 패턴(216a), 제2 하부 절연층 연결 패턴(226a), 제2 히터 연결 패턴(236a), 및 제2 상부 절연층 연결 패턴(246a)은 서로 대응하도록 형성될 수 있으며, 제3 지지층 연결 패턴(217a), 제3 하부 절연층 연결 패턴(227a), 제3 히터 연결 패턴(237a), 및 제3 상부 절연층 연결 패턴(247a)은 서로 대응하도록 형성될 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 제1 가열부(200a), 제2 가열부(200b), 제3 가열부(200c), 및 제4 가열부(200d)의 지지층들은 굴곡된 형상의 패턴으로 서로 연결될 수 있다.
제2 가열부(200b), 제3 가열부(200c), 및 제4 가열부(200d)는 배치되는 영역을 제외하고 제1 가열부(200a)와 구성이 동일하므로 여기서는 그에 대한 설명을 생략한다.
약물 전달부(250)는 둘 이상의 가열부, 예를 들어, 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c), 및 제4 약물 전달부(250d)를 포함할 수 있다.
제1 약물 전달부(250a)는 제1 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있고, 상기 제1 글루코오스 조절 약물은, 예를 들어, 글루코오스일 수 있다. 제2 약물 전달부(250b)는 제2 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있고, 상기 제2 글루코오스 조절 약물은, 예를 들어, 메트포르민일 수 있다. 제3 약물 전달부(250c)는 제3 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있고, 상기 제3 글루코오스 조절 약물은, 예를 들어, 인슐린일 수 있다. 제4 약물 전달부(250d)는 제4 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있고, 상기 제4 글루코오스 조절 약물은, 예를 들어, 글리메피리드일 수 있다. 즉, 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c) 및 제4 약물 전달부(250d)는 서로 다른 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있다.
제1 약물 전달부(250a)는 제1 가열부(200a) 위에 배치될 수 있고, 제2 약물 전달부(250b)는 제2 가열부(200b) 위에 배치될 수 있고, 제3 약물 전달부(250c)는 제3 가열부(200c) 위에 배치될 수 있으며, 제4 약물 전달부(250d)는 제4 가열부(200d) 위에 배치될 수 있다. 이와 같이, 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c) 및 제4 약물 전달부(250d)는 각각 서로 다른 가열부 위에 배치되어 글루코오스 조절 약물의 방출이 제어될 수 있다. 따라서, 측정된 인체 내 글루코오스 농도가 낮은 경우, 제1 가열부(200a)는 제1 약물 전달부(250a)를 가열하여 상기 제1 글루코오스 조절 약물을 방출할 수 있다. 이에 의해, 인체 내 글루코오스 농도는 정상으로 올라갈 수 있다. 측정된 인체 내 글루코오스 농도가 높은 경우, 제2 내지 제4 가열부(200b,200c,200d) 중 어느 하나가 그 위에 배치된 제2 내지 제4 약물 전달부(250b,250c,250d) 중 어느 하나를 가열하여 상기 제2 내지 제4 글루코오스 조절 약물 중 어느 하나를 방출할 수 있다. 이에 의해, 인체 내 글루코오스 농도는 정상으로 내려갈 수 있다.
이와 같이 약물 전달부(250)는 글루코오스 농도를 내릴 수 있는 약물뿐만 아니라 글루코오스 농도를 올릴 수 있는 약물도 포함함으로써 고혈당 상태뿐만 아니라 저혈당 상태에 대해서도 인체 내 글루코오스 농도를 조절할 수 있다. 이에 의해 인체 내 혈당 항상성이 유지 및 관리될 수 있다.
도 22 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달부의 형성 방법을 나타낸다.
도 22를 참조하면, 몰드(500)에 글루코오스 조절 약물을 포함하는 비닐피롤리돈 용액(250s)을 제공한다. 몰드(500)는 2차원적으로 배열되는 홈(500h)을 갖는다. 홈(500h)은 약 250㎛의 직경과 약 1mm의 높이를 가질 수 있다. 몰드(500)는, 예를 들어, PDMS 몰드일 수 있다. 몰드(500)를 이용하는 것에 의해 복잡한 공정 없이 약물 전달부(250)의 형성 과정을 단순화할 수 있다.
도 23을 참조하면, 몰드(500)에 제공된 비닐피롤리돈 용액(250s)에 AIBN 개시제를 첨가하여 비닐피롤리돈을 중합하여 폴리비닐피롤리돈을 형성하고, 상기 폴리비닐피롤리돈을 자외선을 경화시켜 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)을 형성한다. 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)은 일체로 형성될 수 있다. 마이크로니들(252)은 몰드(500)의 홈(500h)에 형성되고, 마이크로니들 결합층(251)에 2차원으로 배열된다. 마이크로니들(252)은 약 250㎛의 직경과 약 1mm의 높이를 가질 수 있다. 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)을 몰드(500)로부터 분리한다.
도면에는 도시되지 않았지만, 마이크로니들 결합층(310)에 가열부(도 16의 200)를 부착하여 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)을 몰드(500)로부터 분리할 수 있다. 또, 이와 달리, 약물 전달부를 완전히 형성한 후에 상기 가열부와 결합시킬 수 있다.
상기 글루코오스 조절 약물은 글루코오스, 메트포르민, 인슐린, 및 글리메피리드 중에서 하나 또는 둘 이상 포함할 수 있다. 상기 글루코오스, 상기 메트포르민, 상기 인슐린, 및 상기 글리메피리드는 각각 몰드(500)의 서로 다른 영역에 배치된 홈(500h)에 제공되어 하나의 약물 전달부의 서로 다른 영역의 마이크로니들 내에 배치될 수 있다. 또는 상기 글루코오스, 상기 메트포르민, 상기 인슐린, 및 상기 글리메피리드는 각각 분리된 약물 전달부의 마이크로니들 내에 배치될 수 있다.
도 24를 참조하면, 마이크로니들(252) 표면을 상변화 물질(253s)로 코팅한다. 스프레이 코팅(spray coating), 딥 코팅(dip coating), 또는 드랍 캐스팅(drop casting) 등의 공정을 수행하여 마이크로니들(252) 표면이 상변화 물질(253s)로 코팅될 수 있다. 상변화 물질(253s)은, 예를 들어, 트리데카노익 애시드일 수 있다.
[웨어러블 바이오 시스템]
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 바이오 시스템을 나타낸다.
도 1, 도 16, 도 17, 및 도 25를 참조하면, 웨어러블 바이오 시스템(1)은 바이오 센싱 장치(10), 약물 전달 장치(20), 및 제어 장치(30)를 포함할 수 있다. 바이오 센싱 장치(10) 및 약물 전달 장치(20)는 각각 전술한 실시예들에서 설명한 바이오 센싱 장치 및 약물 전달 장치와 동일하므로 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
바이오 센싱 장치(10)는 바이오 센싱 통신부(11)를 포함할 수 있고, 약물 전달 장치(20)는 약물 전달 통신부(21)를 포함할 수 있으며, 제어 장치(30)는 제어 통신부(31)를 포함할 수 있다. 바이오 센싱 통신부(11), 약물 전달 통신부(21), 및 제어 통신부(31)는 적어도 둘 이상 서로 유선 또는 무선으로 연결될 수 있고, 서로 전기 신호를 송수신할 수 있다.
제어 장치(30)는 바이오 센싱 장치(10) 및 약물 전달 장치(20)와 전기 신호를 송수신할 수 있고, 바이오 센싱 장치(10)와 약물 전달 장치(20)를 제어할 수 있다.
도 25에는 제어 장치(30)가 바이오 센싱 장치(10) 및 약물 전달 장치(20)와 구분되어 도시되어 있으나 이에 제한되지 않으며, 제어 장치(30)는 바이오 센싱 장치(10)나 약물 전달 장치(20)에 포함될 수 있다.
바이오 센싱 장치(10)가 인체에 부착되면, 제어 장치(30)는 인체 내 글루코오스 농도를 분석하기 전에 일정량의 땀이 흡수되었는지를 확인하기 위해 습도 센서(100e)로부터 신호를 수집하여 습도를 측정한다.
일정 습도 이상이 되었을 때, 제어 장치(30)는 글루코오스 센서(100a)로부터 신호를 수집하여 땀 속의 글루코오스 농도를 측정한다. 또, 제어 장치(30)는 pH 센서(100b)로부터 신호를 수집하여 땀의 pH를 측정하고, 온도 센서(100h)로부터 신호를 수집하여 땀의 온도를 측정한다.
제어 장치(30)는 측정된 pH값과 온도값을 이용하여 측정된 글루코오스 농도값을 보정한다. 효소 기반의 전기화학 센서는 pH나 온도의 변화에 따라 신호가 왜곡될 수 있고, 이에 의해 측정 오류가 발생할 수 있다. 제어 장치(30)는 측정된 pH값과 온도값을 이용하여 측정된 글루코오스 농도값을 더욱 정밀하게 보정할 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 바이오 센서(100)는 스트레인 센서를 더 포함할 수 있고, 사용자의 움직임에 따라 야기될 수 있는 신호 왜곡도 보정할 수 있다.
제어 장치(30)는 보정된 글루코오스 농도에 따라 사용자의 체내 혈당 상태를 저혈당 상태 또는 고혈당 상태로 진단한다.
사용자의 체내 혈당 상태가 저혈당 상태로 진단되면, 제어 장치(30)는 가열부(200)의 제1 히터(231)을 동작시켜 제1 글루코오스 조절 약물(254a), 예를 들어, 글루코오스를 인체 내로 투입한다.
사용자의 체내 혈당 상태가 고혈당 상태로 진단되면, 제어 장치(30)는 가열부(200)의 제2 내지 제4 히터(232,233,234) 중 어느 하나를 동작시켜 인체 내로 제2 내지 제4 글루코오스 조절 약물(254b,254c,254d), 예를 들어, 메트포르민, 인슐린, 또는 글리메피리드 중 어느 하나를 인체 내로 투입한다.
이와 같이, 저혈당 상태와 고혈당 상태에 대하여 대응하여 글루코오스 조절 약물을 투입할 수 있어 사용자의 혈당 항상성이 유지 및 관리될 수 있다.
일정 습도 이상이 되었을 때, 제어 장치(30)는 젖산 센서(100c)로부터 신호를 수집하여 땀 속의 젖산 농도를 측정한다. 젖산은 에크린 땀샘에서 생겨 땀을 통해 분비되는 물질로, 피부 주위의 근육의 무산소 호흡의 결과로 형성된다. 이렇게 형성된 젖산은 에크린 땀샘의 땀을 통해 배출된다. 당뇨병 환자의 경우, 혈당 관리 과정에서 식이요법과 함께 적절한 운동이 권장되는 경우가 많다. 그러나, 과도한 운동은 코르티솔 농도를 높여 오히려 혈당 조절에 방해될 수 있으므로, 젖산 센서(100c)를 통해 땀 속의 젖산을 정확하게 측정함으로써 과도한 운동에 도달하지 않도록 조절할 수 있다.
일정 습도 이상이 되었을 때, 제어 장치(30)는 코르티솔 센서(100d)로부터 신호를 수집하여 땀 속의 코르티솔 농도를 측정한다. 코르티솔은 스트레스 호르몬으로, 몸 전체의 면역 기능을 약화시키고 혈당 수치를 일시적으로 높일 수 있다. 따라서, 코르티솔 센서(100d)에 측정된 코르티솔 농도는 혈당 항상성을 유지하고 관리하는데 이용될 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 제어 장치(30)는 제어 통신부(31)나 제어 통신부(31)에 연결된 별도의 네트워크 장치를 통하여 진단된 사용자의 상태를 사용자의 무선 단말이나 가족의 무선 단말, 특정 병원, 구급 센터, 또는 서비스 제공 업체로 전송할 수 있고, 사용자의 상태가 위험해지지 않도록 관리될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 웨어러블 바이오 시스템
10 : 바이오 센싱 장치 20 : 약물 전달 장
30 : 제어 장치
100 : 바이오 센서 100a : 글루코오스 센서
100b : pH 센서 100c : 젖산 센서
100d : 코르티솔 센서 100e : 습도 센서
100f : 제1 기준 전극 100g : 제2 기준 전극
110 : 지지층 120 : 제1 절연층
125 : 제2 절연층 130 : 금속 메시 패턴
140 : 그래핀층 150 : 촉매층
160 : 수직배향 탄소나노튜브 165 : 금속 나노입자
170 : 전극층
200 : 가열부 210 : 지지층
220 : 제1 절연층 230 : 히터
240 : 제2 절연층 250 : 약물 전달부
251 : 마이크로니들 결합층 252 : 마이크로니들
253 : 상변화층 254 : 글루코오스 조절 약물

Claims (14)

  1. 가열부; 및
    상기 가열부 위에 배치되는 약물 전달부를 포함하고,
    상기 가열부는, 지지층 및 상기 지지층 위에 배치되는 히터를 포함하고,
    상기 지지층은,
    제1 지지층,
    상기 제1 지지층과 인접하게 배치되는 제2 지지층, 및
    상기 제1 지지층과 상기 제2 지지층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 지지층 연결 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터는,
    상기 제1 지지층 위에 배치되는 제1 히터, 및
    상기 제2 지지층 위에 배치되는 제2 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 히터는,
    상기 제1 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제1 히터와 상기 제2 히터를 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 히터 연결 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 약물 전달부는,
    상기 제1 히터 위에 배치되고 제1 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제1 약물 전달부, 및
    상기 제2 히터 위에 배치되고 제2 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제2 약물 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 글루코오스 조절 약물은 글루코오스이고,
    상기 제2 글루코오스 조절 약물은 메트포르민, 인슐린, 또는 글리메피리드인 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 지지층과 상기 히터 사이에 배치되는 하부 절연층 및 상기 히터와 상기 약물 전달부 사이에 배치되는 상부 절연층을 더 포함하고,
    상기 하부 절연층은,
    상기 제1 지지층 위에 배치되는 제1 하부 절연층,
    상기 제2 지지층 위에 배치되는 제2 하부 절연층, 및
    상기 제1 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제1 하부 절연층과 상기 제2 하부 절연층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 하부 절연층 연결 패턴을 포함하고,
    상기 상부 절연층은,
    상기 제1 히터 위에 배치되는 제1 상부 절연층,
    상기 제2 히터 위에 배치되는 제2 상부 절연층, 및
    상기 제1 하부 절연층 연결 위에 배치되어 상기 제1 상부 절연층과 상기 제2 상부 절연층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 상부 절연층 연결 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지층은,
    상기 제2 지지층가 인접하게 배치되는 제3 지지층,
    상기 제3 지지층과 인접하게 배치되는 제4 지지층,
    상기 제2 지지층과 상기 제3 지지층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제2 지지층 연결 패턴, 및
    상기 제3 지지층과 상기 제4 지지층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제3 지지층 연결 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 히터는,
    상기 제3 지지층 위에 배치되는 제3 히터,
    상기 제4 지지층 위에 배치되는 제4 히터,
    상기 제2 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제2 히터와 상기 제3 히터를 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제2 히터 연결 패턴, 및
    상기 제3 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제3 히터와 상기 제4 히터를 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제3 히터 연결 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열부는 서로 인접하게 배치되는 제1 가열부, 제2 가열부, 제3 가열부, 및 제4 가열부를 포함하고,
    상기 약물 전달부는,
    상기 제1 가열부 위에 배치되고 제1 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제1 약물 전달부,
    상기 제2 가열부 위에 배치되고 제2 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제2 약물 전달부,
    상기 제3 가열부 위에 배치되고 제3 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제3 약물 전달부, 및
    상기 제4 가열부 위에 배치되고 제4 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제4 약물 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 글루코오스 조절 약물은 글루코오스이고,
    상기 제2 글루코오스 조절 약물은 메트포르민이고,
    상기 제3 글루코오스 조절 약물은 인슐린이며,
    상기 제4 글루코오스 조절 약물은 글리메피리드인 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 약물 전달부는,
    마이크로니들,
    상기 마이크로니들과 결합하여 상기 마이크로니들을 지지하는 마이크로니들 결합층,
    상기 마이크로니들 표면에 코팅된 상변화층, 및
    상기 마이크로니들 내에 배치되는 글루코오스 조절 약물을 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 약물 전달부는 2종류 이상의 글루코오스 조절 약물을 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 글루코오스 조절 약물은, 글루코오스 농도를 올리는 약물 및 글루코오스 농도를 내리는 약물을 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 장치.

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