KR101891397B1

KR101891397B1 - Adhesive Patch comprising fine channels

Info

Publication number: KR101891397B1
Application number: KR1020160085668A
Authority: KR
Inventors: 방창현; 박영진; 정수연
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2018-08-23
Also published as: KR20170020221A

Abstract

본 발명은 점착성 패치로서, 상기 패치의 표면은 평평한 면을 가지는 다수의 양각부 및 상기 양각부 사이의 미세 채널 홈을 포함하는 점착성 패치에 관한 것이다.The present invention relates to a tacky patch, wherein the surface of the patch comprises a plurality of embossments having flat surfaces and microchannel grooves between the embossments.

Description

Adhesive patch containing fine channels containing fine channels < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 점착성 패치에 관한 것이다. 피부에 탈부착하는 점착성 패치에 관한 것이다. The present invention relates to a tacky patch. The present invention relates to a patch for sticking to a skin.

최근 마스크 팩, 피부 상태 측정 센서 패치 등과 같은 피부에 부착하는 패치 제품의 관심이 증가 되고 있다. 이에 따라 스킨 패치의 개발 및 개선에 대한 연구도 꾸준히 늘고 있는데, 중요한 이슈가 되고 있는 것으로 유분 등에 의해 피부에 잘 붙지 않는 문제, 얼굴 굴곡에 따라 잘 붙지 않는 문제, 앰플 액이 남아 흐르는 문제 등 마스크 팩의 고질적인 문제에 대한 개선 수요가 높다. 또한 피부에 부착되는 패치로서 화학접착제가 필요 없는 건식 접착에 수요가 증대되고 있고, 특히, 피부와 같은 습윤상태에서 건식접착에 대한 수요가 증대되고 있다. 그리고, 피부 패치로서 생체 신호의 감도의 향상에 대한 필요가 있다.Recently, there has been an increasing interest in patch products attached to skin such as mask packs, skin condition sensor patches and the like. As a result, research on the development and improvement of skin patches has been steadily increasing. It has become an important issue. Problems such as oil sticking to the skin due to oil, problems not sticking to the bending of the face, There is a high demand for improvement of chronic problems. In addition, there is an increasing demand for a dry-type adhesive that does not require a chemical adhesive as a patch attached to the skin, and in particular, there is an increasing demand for a dry-type adhesive in a wet state such as a skin. There is a need to improve the sensitivity of a living body signal as a skin patch.

기존의 의료용 테이프는 화학물질인 아크릴 화합물과 같은 화학접착제를 이용하여 접착력을 내는데, 이러한 화학접착제는 아기나 노인의 연약한 표피를 심하게 뜯어내어 손상을 주는데다가, 반창고를 한번 떼어내면 접착력이 매우 약해지는 문제가 있다. Conventional medical tapes use a chemical adhesive such as an acrylic compound as a chemical substance to give an adhesive force. Such a chemical adhesive severely scrape off the soft skin of a baby or an old person, and when the adhesive tape is removed once, there is a problem.

이를 해결하기 위해 접착용 화학물질을 사용하지 않는 건식 접착 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 건식 접착 시스템은 화학물질을 사용하지 않고 반데르발스 힘에 의해 접착력을 나타내는데, 탈부착 시 표면 손상이 적고 반복성이 우수하여 재사용이 가능하다는 장점이 있다. 그러나 이러한 건식 접착 시스템도 습윤 환경에서 부착력이 떨어지는 문제점이 있다.In order to solve this problem, dry adhesive systems which do not use adhesive chemicals have been actively studied. The dry adhesion system shows the adhesive force by Van der Waals force without using chemical substance. It has the merit of less surface damage during detachment and superior in repeatability and reusability. However, such a dry-type adhesive system also has a problem in that the adhesive force is deteriorated in a wet environment.

본 발명자는 상기와 같은 문제점 및 필요성을 인식하고, 스킨 패치 시스템에 있어서 피부에 손상을 가하지 않으면서 피부와 긴밀한 접촉을 유지하고, 특히 생체 신호 센서의 민감도를 동시에 개선한 스킨 패치 소재를 개발하기에 이르렀다. The present inventors have recognized the above problems and need to develop a skin patch material that maintains intimate contact with the skin without damaging the skin in the skin patch system and particularly improves the sensitivity of the biological signal sensor at the same time It came.

본 발명은, 얼굴과 같은 굴곡진 표면에 긴밀한 접착을 유도하고 젖어 있는 표면에도 충분한 접착력을 발휘하는 기능성 스킨 패치를 제공함에 있다. 나노/마이크로 채널 구조를 이용하여 피부와 긴밀한 접촉을 유지하여 피부 손상을 야기하지 않으며 센서의 민감도를 향상시킬 수 있는 가역적 접착 시스템을 제공하고, 나아가 피부 부착형 센서 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a functional skin patch that induces close adhesion to a curved surface such as a face and exhibits sufficient adhesion even on a wet surface. The present invention provides a reversible adhesive system capable of enhancing the sensitivity of a sensor without causing skin damage by maintaining intimate contact with the skin by using a nano / micro channel structure, and further, to provide a skin attachment type sensor system.

일 측면으로서, 본 발명은 점착성 패치로서, 상기 패치의 표면은 평평한 면을 가지는 다수의 양각부 및 상기 양각부 사이의 미세 채널 홈을 포함하는, 점착성 패치에 관한 것이다.In one aspect, the present invention is a tacky patch, wherein the surface of the patch comprises a plurality of embossed portions having flat surfaces and microchannel grooves between the embossed portions.

본 발명에서 사용되는 용어 '점착'은 피착체를 붙인 후, 피착체로부터 분리할 때 피착체에 물리적 손상 없이 떨어지도록 부착되는 경우를 의미한다. 특히 본 발명은 건식 접착 시스템으로서, 별도의 점착 또는 접착성 물질 없이 점착될 수 있다. 또한 본 발명의 점착성 패치는 별도의 점착 또는 접착성 물질에 의해 부착되는 것이 아니고 패치의 구조적 특징에 의해 점착성을 제공하기 때문에, 반복적 탈착에도 영속적으로 점착성을 유지할 수 있다. 즉, 본 발명의 패치는 미세 채널 홈과 접착 표면 간의 반데르발스 힘(Van der Waals force)과 모세관력(Capillary force)에 근거한 접착력을 제공하기 때문에, 피착체 표면에 접착 물질에 의한 손상을 유발하지 않고 표면에 굴곡이 있거나 표면이 물, 땀으로 젖어 있는 환경 하에서도 충분한 접착력을 발휘할 수 있다. The term " adhesive " used in the present invention means a case where the adherend is adhered to the adherend without physical damage when adhered and then separated from the adherend. In particular, the present invention is a dry adhesive system, which can be adhered without additional adhesive or adhesive material. In addition, the adhesive patch of the present invention is not attached by a separate adhesive or adhesive material, but because it provides tackiness by the structural characteristics of the patch, the adhesive property can be maintained permanently even with repetitive desorption. That is, since the patch of the present invention provides an adhesive force based on Van der Waals force and capillary force between the microchannel groove and the adhesive surface, it can cause damage to the surface of the adherend due to the adhesive material Sufficient adhesion can be exhibited even in an environment in which the surface is bent or the surface is wet with water or sweat.

본 발명의 점착성 패치는 미세 채널 홈을 구비하여, 미세 채널 홈이 굴곡이 있는 표면에 유연성을 더하고 응력을 분산시켜 긴밀한 접촉을 유지할 수 있게 한다. The patch of the present invention has a microchannel groove so that microchannel grooves can impart flexibility to a curved surface and disperse stress to maintain close contact.

상기 양각부의 평면 형상은 n각형이며, 여기서 n은 3 이상의 자연수임을 특징으로 한다. 본 발명의 양각부의 평면 형상은 예를 들어, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형 등일 수 있다. 다각형의 경우 필링(peeling) 탈착시 필링의 방향에 제한이 없게 되는 장점이 있다. The planar shape of the embossed portion is n-angular, where n is a natural number of 3 or more. The planar shape of the embossed portion of the present invention may be, for example, a triangle, a rectangle, a pentagon, a hexagon, a hexagon, an octagon, or the like. In the case of the polygon, there is an advantage that there is no limitation in the direction of peeling in the peeling and desorption.

상기 다수의 양각부 평면은 둘 이상의 다각형 형상을 포함함을 특징으로 한다. 본 발명의 양각부는 패치 상에 다수 존재하고, 다수의 양각부 전부가 하나의 다각형 형상을 가질 수도 있고, 둘 이상의 다각형 형상을 가질 수 있다.Wherein the plurality of embossing planes comprise two or more polygonal shapes. The embossing portions of the present invention are present on the patches in a plurality, and all of the plurality of embossing portions may have a single polygonal shape or two or more polygonal shapes.

본 발명의 점착성 패치가 부착되는 표면은 수분 또는 유분을 포함함을 특징으로 한다. 상기 점착성 패치가 부착되는 표면은 피부일 수 있다.The surface to which the patch of the present invention is adhered is characterized by containing moisture or oil. The surface to which the tacky patch is attached may be skin.

본 발명의 상기 미세 채널 홈의 폭의 크기는, 1nm 내지 1000 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 미세 채널 홈의 폭의 크기는, 상기 점착성 스킨 패치가 부착되는 피부면과 상기 미세 채널 사이에 수분에 의한 모세관력이 작용하도록, 구성됨을 특징으로 한다. 예를 들어, 젖어 있는 표면에 접촉할 때, 표면의 수분에 의해 채널에서 모세관력이 발생하여 충분한 접착력을 제공한다.The width of the microchannel groove of the present invention may be 1 nm to 1000 탆. In addition, the width of the microchannel groove is configured such that a capillary force due to moisture acts between the skin surface to which the patch skin patch is attached and the microchannel. For example, when touching a wet surface, capillary forces are generated in the channel by the moisture of the surface to provide sufficient adhesion.

상기 미세 채널 홈은 상기 점착성 스킨 패치를 관통하는 개구를 포함함을 특징으로 한다. 본 발명의 패치가 예를 들어 피부에 부착될 때 개구를 통해 공기 순환이 이뤄져 장시간의 피부 접촉에도 피부 이상을 감소시킬 수 있다.And the fine channel groove includes an opening penetrating the viscous skin patch. When the patch of the present invention is adhered to the skin, for example, the air circulation is made through the opening, so that the skin abnormality can be reduced even for a long time of skin contact.

바람직하게는 상기 개구는 상기 미세 채널간의 교차 영역에 존재할 수 있고, 교차 영역에의 개구를 위치시켜 피부로부터 발산되는 수분 또는 유분 등의 물질을 효율적으로 발산시킬 수 있다.Preferably, the opening may be in an intersecting region between the microchannels, and an opening in the intersecting region may be positioned to efficiently dissipate a substance such as moisture or oil, which is emitted from the skin.

본 발명의 상기 미세 채널 홈의 기저면은 위로 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 이 볼록한 곡면에 의해 패치의 점착성의 향상시킬 수 있다.The basal plane of the microchannel groove of the present invention may include a convex curved surface. This convex curved surface can improve the tackiness of the patch.

상기 양각부의 평평한 면은 다수의 마이크로 또는 나노 사이즈의 니들을 포함함을 특징으로 한다.And the flat surface of the embossed portion includes a plurality of micro or nano sized needles.

상기 스킨 패치는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리우레탄아크릴레이트(polyurethaneacrylate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리디메틸실록산(Poly dimethyl siloxane) 또는, 하이드로젤로 이뤄짐을 특징으로 한다.The skin patch may include at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polydimethylsiloxane (PDMS), polyurethane, polyurethane acrylate, polyethylene naphthalate (PEN), polydimethylsiloxane dimethyl siloxane) or a hydrogel.

상기 스킨 패치는 약물, 약물 함유 입자, 또는 화장품 물질을 추가로 포함할 수 있다. 상기 스킨 패치 내에 함침되어 있다고 피부에 부착 후 피부로 전달되도록 할 수 있다. 또한 다른 방법으로 상기 스킨 패치의 양각부 표면 또는 홈 내에 위치한 후 피부 부착 후 피부로 전달될 수 있다. 약물 함유 나노크기 또는 마이크로크기 입자는 약물을 함유하는 작은 크기의 결정입자를 의미하는 것이다. 이의 크기는 임의 선택 가능한 것이며 본 발명의 범위를 한정하지 않는다. 여기서, 약물은 패치에 함유되어 피부투과 용도로 사용 가능한 것으로서, 당해 기술 분야에서 공지된 약물은 모두 포함할 수 있으며, 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 분자량 500 이하의 저분자 약품으로서, 나프록센, 이부프로펜, 아스피린, 글리벡, 파클리탁솔 등과 같이 화학합성을 통하여 제조되거나 식물 등에서 추출하여 얻어지는 약물뿐만 아니라 고분자량을 가지는 단백질, 펩타이드, 핵산 치료제 등과 같은 단백질 약물도 포함할 수 있다.The skin patch may further comprise a drug, a drug-containing particle, or a cosmetic material. The skin patch may be impregnated into the skin patch and then transferred to the skin. Alternatively, it may be placed on the embossed surface or groove of the skin patch, and then delivered to the skin after skin attachment. The drug-containing nano-sized or micro-sized particles mean small-sized crystal particles containing a drug. The size of which is optional and does not limit the scope of the invention. Here, the drug is contained in the patch and can be used for permeation through the skin. Any drug known in the art may be included, and the kind thereof is not particularly limited. For example, a low molecular weight drug having a molecular weight of 500 or less , Naproxen, ibuprofen, aspirin, glivec, paglitaxol, and the like, as well as protein drugs such as proteins, peptides, and nucleic acid therapeutics having high molecular weight, as well as drugs obtained by extracting from plants and the like.

다른 측면으로서, 본 발명은 피부의 생체 신호 측정용 점착성 패치로서, 상기 패치의 표면은 평평한 면을 가지는 다수의 양각부 및 상기 양각부 사이의 미세 채널 홈을 포함하고, 상기 표면의 반대면에 상기 패치의 기계적 변형에 함께 변형되도록 부착된 압전(piezoelectric)층을 포함하며, 상기 압전층의 전기신호를 전달하는 전극을 포함하는, 생체 신호 측정용 패치를 제공한다. 상기 생체 신호는 맥박 파형을 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a patch for measuring vital signs of a skin, the surface of the patch including a plurality of embossed portions having flat surfaces and microchannel grooves between the embossed portions, And a piezoelectric layer attached to the piezoelectric layer so as to be deformed together with the mechanical deformation of the patch and including an electrode for transmitting an electric signal of the piezoelectric layer. The bio-signal may include a pulse waveform.

또 다른 측면으로서, 본 발명은 피부의 생체 전기 신호 측정용 점착성 패치로서, 상기 패치의 표면은 평평한 면을 가지는 다수의 양각부 및 상기 양각부 사이의 미세 채널 홈을 포함하고, 상기 양각부는 전도성 고분자로 이뤄져 전기신호를 전달할 수 있도록 구성되며, 상기 생체 전기 신호를 전달하는 전극을 포함하는, 생체 신호 측정용 패치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an adhesive patch for measuring bioelectrical signals of skin, the surface of the patch including a plurality of embossed portions having flat surfaces and microchannel grooves between the embossed portions, And an electrode for transmitting the bio-electrical signal. The patch for measuring a bio-signal is provided.

기존의 전기 신호 측정을 위한 피부 패치의 경우, 접착성이 없는 전기가 통하는 부분이 신체에 직접 접촉하는 동안, 전극을 둘러싸고 있는 화학 접착 테이프(예를 들어, 3M tape)로 된 부분이 신체에 밀착시켜 주도록 구성된다.In the case of a conventional skin patch for electrical signal measurement, a portion of the chemical adhesive tape (for example, 3M tape) surrounding the electrode is in close contact with the body while the non- .

그러나, 본 발명의 생체 전기 신호 측정용 패치는 전도성 고분자를 이용하여 신체의 미세 전류를 측정함과 동시에 표면에 도입된 미세 채널을 이용하여 긴말한 접촉(conformal contact)을 동시 달성하도록 한다. 기존의 3M tape를 이용한 전기신호용 패치에 비해, 본 발명의 패치는 측정자의 피부가 땀과 같은 액체로 젖어 있을 때에도 접착을 유지하며, 측정 후 전극을 떼어낼 때 피부 손상이 없으며, 굴곡이 있는 피부에 긴밀하게 접촉하여 미세 전류를 더 정밀하게 측정할 수 있 수 있는 장점이 있다. However, the patch for bioelectrical signal measurement of the present invention measures the microcurrent of the body using the conductive polymer and concurrently achieves conformal contact using the microchannel introduced on the surface. Compared with conventional patches for electrical signals using 3M tapes, the patch of the present invention maintains adhesion even when the skin of the wearer is wet with a liquid such as sweat, has no skin damage when the electrode is removed after measurement, So that the microcurrent can be measured more precisely.

본 발명의 스킨 패치는 별도의 접착제 없이 우수한 점착력을 제공하며, 잦은 반복적 탈부착에도 계속 사용이 가능하며, 굴곡진 표면에도 점착력을 유지 보장된다.The skin patch of the present invention provides excellent adhesive force without any additional adhesive, can be used continuously for frequent repeated attachment and detachment, and is maintained even on a curved surface.

도 1은 본 발명의 점착성 패치로서, 사각형 형상의 양각부의 점착성 패치를 예시한다.
도 2는 본 발명의 점착성 패치로서, 육각형 형상의 양각부의 점착성 패치를 예시한다.
도 3은 본 발명의 패치가 곡면의 면에 잘 부착될 수 있음을 예시하는 도면이다.
도 4는 양각부 표면에 다수의 마이크로 또는 나노 사이즈의 니들을 포함한 패치를 예시한다.
도 5 및 6은 미세 채널 홈의 기저면을 관통하는 개구를 추가로 포함하는 점착성 패치를 예시한다. 도 6에서 예시한 바와 같이 상기 개구는 미세 채널 홈의 교차 영역에 위치할 수 있다.
도 7은 본 발명의 패치의 종단면으로서, 미세 채널 홈의 단면을 보여 주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 패치를 제조하는 예시적인 방법을 예시한다.
도 9 및 10은 마이크로 채널이 있는 소자의 접착력을 보여주는 결과이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a tacky patch of the present invention, illustrating a patch of a square shaped embossed patch.
Fig. 2 is an adhesive patch of the present invention, which illustrates an adhesive patch of a hexagonal embossed portion.
3 is a diagram illustrating that the patch of the present invention can be adhered well to the surface of a curved surface.
Figure 4 illustrates a patch comprising a plurality of micro- or nano-sized needles on the embossing surface.
Figures 5 and 6 illustrate a tacky patch that additionally includes apertures through the basal plane of the microchannel grooves. As illustrated in FIG. 6, the opening may be located in an intersection region of the microchannel grooves.
7 is a cross-sectional view of a microchannel groove as a longitudinal section of a patch of the present invention.
Figure 8 illustrates an exemplary method of making a patch of the present invention.
Figures 9 and 10 are the results showing the adhesion of devices with microchannels.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprises" or "having ", etc. is intended to specify that there is a feature, step, operation, element, part or combination thereof described in the specification, , &Quot; an ", " an ", " an "

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 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 점착성 패치를 예시한다. 본 발명의 패치를 설명하기 쉽도록 예시적으로 4각형 형상의 점착성 패치를 예시한 것이지 이 형상에 본 발명의 범위가 한정되지 않는다. 예를 들어 본 발명은 도 2에 예시하는 바와 같이, 점착성 패치의 양각부가 육각형 형상일 수 있다. Figure 1 illustrates the patch of the present invention. The patch of the present invention is illustratively exemplified as a patch of the tetragonal shape so as to easily explain the patch of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this shape. For example, the present invention may be such that the embossed patch of the patch is hexagonal, as illustrated in Fig.

도 1에서 예시하는 바와 같이, 본 발명의 점착성 패치(100)는 평평한 면을 가지는 다수의 양각부(110) 및 상기 양각부 사이의 미세 채널 홈(120)을 포함한다.As illustrated in FIG. 1, the patch 100 of the present invention includes a plurality of embossed portions 110 having a flat surface and microchannel grooves 120 between the embossed portions.

도 3은 본 발명의 패치가 곡면의 면에 잘 부착될 수 있음을 예시하는 도면이다. 본 발명의 점착성 패치는 미세 채널 홈을 구비하여, 미세 채널 홈이 굴곡이 있는 표면에 유연성을 더하고 응력을 분산시켜 긴밀한 접촉을 유지할 수 있게 한다. 3 is a diagram illustrating that the patch of the present invention can be adhered well to the surface of a curved surface. The patch of the present invention has a microchannel groove so that microchannel grooves can impart flexibility to a curved surface and disperse stress to maintain close contact.

도 4는 양각부 표면에 다수의 마이크로 또는 나노 사이즈의 니들을 포함한 패치를 예시한다.Figure 4 illustrates a patch comprising a plurality of micro- or nano-sized needles on the embossing surface.

도 5 및 6은 미세 채널 홈의 기저면을 관통하는 개구(510)를 추가로 포함하는 점착성 패치를 예시한다. 도 6에서 예시한 바와 같이 상기 개구는 미세 채널 홈의 교차 영역에 위치할 수 있다.Figures 5 and 6 illustrate a cohesive patch that additionally includes apertures 510 through the basal plane of the microchannel grooves. As illustrated in FIG. 6, the opening may be located in an intersection region of the microchannel grooves.

도 7은 본 발명의 패치의 종단면으로서, 미세 채널 홈의 단면을 보여 주는 도면이다. 본 발명은 상기 미세 채널 홈의 기저면(710)이 위로 볼록한 곡면 형성일 수 있다. 이렇게 홈의 기저면이 볼록한 곡면 형상인 경우 곡면 형상이 아닌 패치보다 더욱 우수한 점착성을 보여준다. 특히 표면에 습기가 있는 경우 반데르발스에 더하여 모세관력 및 흡입력(suction force)을 더할 수 있어 우수한 접착력을 제공할 수 있다.7 is a cross-sectional view of a microchannel groove as a longitudinal section of a patch of the present invention. The present invention may be a curved surface with the base surface 710 of the microchannel groove convex upward. Thus, when the grooves have a convex curved surface, they exhibit more excellent adhesiveness than the non-curved patches. In particular, when moisture is present on the surface, it is possible to add a capillary force and a suction force in addition to van der Waals, thereby providing excellent adhesion.

도 8은 본 발명의 패치를 제조하는 예시적인 방법을 예시한다. 열가소성을 가지는 평평한 고분자 기재(810)를 준비한다. 원하는 음각 채널 홈에 대응되는 양각 패턴을 가진 스탬프(820)를 이용하여 준비된 기재(810)를 열을 가하면서 가압하여 음각 채널 홈을 기재에 형성하도록 한다. 상기 기재의 온도를 낮춰 경화된 후 상기 스탬프를 제거한다.Figure 8 illustrates an exemplary method of making a patch of the present invention. A flat polymer substrate 810 having thermoplastic properties is prepared. The substrate 810 prepared by using the stamp 820 having a relief pattern corresponding to the desired intaglio channel groove is pressed while heating to form the intaglio channel grooves on the substrate. The temperature of the substrate is lowered to harden and then the stamp is removed.

3cm × 2.5cm 크기의 미세 채널 홈이 없는 평평한 PDMS 점착성 패치와 동일크기의 도 1과 같은 사각형 양각부 형상을 가진 미세 채널 홈을 가지는 PDMS 점착성 패치를 준비하였다. A PDMS cohesive patch having a microchannel groove with a square embossed shape as shown in Fig. 1 and the same size as a flat PDMS cohesive patch having no microchannel groove of 3 cm x 2.5 cm was prepared.

두 점착성 패치를 평면 유리 기판에 부착하여 접착력을 확인하였다.Two adhesive patches were attached to the flat glass substrate to confirm the adhesion.

미세 채널 홈이 있는 패치의 접착력은 도 9의 그래프 결과에서 보는 바와 같이 마이크로 채널이 있는 소자의 접착력이 0.8 Nm/m 정도로 채널이 없는 소자보다 50% 이상 높은 접착력을 나타냈다. As shown in the graph of FIG. 9, the adhesive force of the patch with the microchannel grooves showed an adhesive force of about 0.8 Nm / m, which is more than 50% higher than that of the device without a channel.

실시예1에서 준비한 두 패치를 곡률 반경 5cm의 원통형 유리 기판에 부착시킨 후 접착력을 확인하였다.The two patches prepared in Example 1 were attached to a cylindrical glass substrate having a radius of curvature of 5 cm, and the adhesion was confirmed.

도 10에서 보는 바와 같이, 접착력 테스트 결과 마이크로 채널이 있는 소자의 접착력은 평면에서와 마찬가지로 0.8Nm/m 정도로 유지되는 것을 볼 수 있으나, 채널이 없는 PDMS 패치 소자의 경우, 20% 가량 접착력이 감소한 것을 볼 수 있다. As shown in FIG. 10, the adhesive force of the device having a microchannel is maintained at 0.8 Nm / m, as in the case of the plane, but the PDMS patch device with no channel shows a decrease in adhesive force by 20% can see.

위 실험 결과로 미루어 볼 때 같은 두께, 같은 조성의 PDMS 소자라도 마이크로 채널이 있는 소자의 경우, 곡면에서도 평면과 같은 접착력을 유지하였고 마이크로 채널이 없는 소자의 경우, 곡면에서 접착력이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이로부터 마이크로 채널이 있는 스킨 패치 소자를 이용하면 곡률, 요철 등이 있는 피부에 접착하는데 있어서 기존의 편평한 패치 소자보다 유리하다는 것을 알 수 있다.From the above experimental results, it can be seen that the PDMS element of the same thickness and the same composition maintains the same adhesive force as the plane in the case of the microchannel device and the curved surface, and the adhesive force decreases in the case of the microchannelless device there was. From this, it can be seen that the use of a skin patch element with a microchannel is more advantageous than a conventional flat patch element in adhering to a skin having curvature, unevenness, and the like.

실시예1에서 준비한 두 패치의 배면에 그래핀 압전층을 부착시키고 상기 압저항층의 양단에 전극을 위치시켜 압전의 기계적 변형에 발생된 전기신호를 측정하도록 준비하였다. 본 발명의 마이크로패턴들 구비한 패치와 민무늬패턴 패치를 경동맥 부위에 부착하고 저항값의 변화를 기록하였다. 도 11에 도시된 바와 같은 결과를 얻었다.A graphene piezoelectric layer was attached to the back surface of the two patches prepared in Example 1, and electrodes were placed at both ends of the piezoresistive layer to prepare an electric signal generated in the mechanical deformation of the piezoelectric. The micro patterned patches and the non-patterned patches of the present invention were attached to the carotid artery region and the change in the resistance value was recorded. The results as shown in Fig. 11 were obtained.

본 발명의 마이크로패턴을 구비한 패치의 경우(빨간색)와 민무늬 패치(검은색)에 비해 생체 신호가 5배 이상 증폭되어 나타나는 것을 볼 수 있었다. 마이크로패턴이 없는 생체신호 센서의 경우, 센서의 전기저항 변화 값이 매우 미세하여 상세한 맥박의 파형을 구분하기에는 어려움이 있었다. 이에 반해 본 발명의 마이크로패턴이 있는 생체신호 센서의 경우, 전기저항 변화폭이 증폭되어 단순히 맥박수뿐만이 아니라 최대 혈류, 대동맥판 닫힘, 승모판 닫힘에 의한 맥박 파형을 상세히 분석할 수 있었다. 이러한 맥박 파형의 상세한 분석을 통하여 심장질환 진단, 심혈관계 질환 진단, 돌연사 징후 관측 등 심장 건강 진단에 결정적인 자료를 제시할 수 있다.It can be seen that the bio-signal is amplified five times or more as compared with the patch having the micropattern of the present invention (red) and the patch (black). In the case of a bio-signal sensor without a micropattern, the change in the electrical resistance of the sensor is very minute, making it difficult to distinguish the detailed pulse waveform. On the other hand, in the case of the bio-signal sensor having a micropattern according to the present invention, the width of electrical resistance variation was amplified, so that not only the pulse rate but also the pulse waveform due to the maximum blood flow, aortic valve closing and mitral valve closing could be analyzed in detail. A detailed analysis of these pulse waveforms can provide crucial data for cardiac diagnosis, cardiovascular disease diagnosis, and sudden death.

뿐만 아니라 마이크로 패턴이 있는 센서의 경우, 측정 대상의 표면과 긴밀한 점착을 유도하고 센서가 한꺼번에 일어나 떨어지는 것(crack propagation)을 방지하는 효과가 있어 측정 도중 센서가 들떠 생체 신호가 제대로 측정되지 않는 문제를 해결하는데 중요한 역할을 한다. 패턴이 없는 경우, 센서가 한번 들뜨게 되면 나머지 부분도 비교적 적은 힘으로 쉽게 떨어지는 것을 볼 수 있다. 이에 반해 마이크로 패턴이 있는 경우, 센서가 한번에 모두 떨어지는 것을 방지하여 떼어내는데 더 큰 힘이 필요한 것을 실험을 통해 알 수 있었다.
In addition, the sensor with a micro pattern induces close adhesion with the surface of the object to be measured, and prevents the sensor from crack propagation at a time. It plays an important role in resolving. Without the pattern, you can see that once the sensor is lifted, the rest of it easily falls off with relatively little force. On the other hand, in the case of a micropattern, it was experimentally found that a greater force is required to prevent the sensor from falling all at once and to detach it.

Claims

As an adhesive patch for measuring pulse waveforms in the skin,
Wherein the surface of the patch comprises a plurality of embossments having flat surfaces and microchannel grooves between the embossments, wherein the patches are attached to the opposite surface of the surface or inserted into the patches to be deformed together with the mechanical deformation of the patches piezoelectric layer, and an electrode for transmitting an electric signal of the piezoelectric layer.
Wherein the amplified bio-signal is sensed in comparison with the patch having no fine channel groove.
Adhesive patch for pulse wave measurement.

The method according to claim 1,
Wherein the planar shape of the embossed portion is n-angular, wherein n is a natural number of 3 or more.
Adhesive patch for pulse wave measurement.

3. The method of claim 2,
Characterized in that the plurality of embossing planes comprise two or more polygonal shapes.
Adhesive patch for pulse wave measurement.

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The method according to claim 1,
Wherein the width of the microchannel groove is in the range of 1 nm to 1000 占 퐉.
Adhesive patch for pulse wave measurement.

The method according to claim 1,
Wherein a width of the microchannel groove is configured such that a capillary force due to moisture acts between a surface to which the patch is attached and the microchannel.
Adhesive patch for pulse wave measurement.

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The method according to claim 1,
And the bottom surface of the microchannel groove includes a convex curved surface.
Adhesive patch for pulse wave measurement.

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The method according to claim 1,
The skin patch may include at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polydimethylsiloxane (PDMS), polyurethane, polyurethane acrylate, polyethylene naphthalate (PEN), polydimethylsiloxane dimethyl siloxane, or a hydrogel.
Adhesive patch for pulse wave measurement.

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