KR102045816B1 - 앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치 및 이를 이용한 약물 주입 장치 - Google Patents

앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치 및 이를 이용한 약물 주입 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따른 앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치는, 교대로 설치된 양이온 교환막과 음이온 교환막을 통해 고체염 챔버 및 침전 챔버를 번갈아 형성하는 제1 셀 스택과 고체염 챔버에 채워지는 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염을 포함하며, 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염은, 고체염 챔버에 교대로 채워지며, 수분이 공급되면 상호 반응하여 이웃하는 침전 챔버에서 앙금을 생성할 수 있다.

Description

앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치 및 이를 이용한 약물 주입 장치{REVERSE ELECTRODIALYSIS APPARATUS USING SEDIMENT FORMATION DEPOSIT REACTION AND DRUG DELEVERY APPARATUS USING THEREOF}
본 출원은, 앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치 및 이를 이용한 약물 주입 장치에 관한 것이다.
역전기투석장치(Reverse Electrodialysis Device, RED)는 전기를 이용해 용액성의 이온을 제거하는 전기 투석의 원리를 역으로 이용하여 전기를 생산하는 기술로, 구체적으로 양이온 교환막과 음이온 교환막을 번갈아가며 배치시킨 셀스택에 고염수와 저염수가 교대로 들어감으로써 이온의 흐름을 만들어 전기에너지를 생산하는 장치이다.
이러한 역전기투석장치로부터 지속적으로 전기에너지를 얻기 위해서는 고염수와 저염수의 농도차를 유지시켜야 한다. 따라서 고염수와 저염수를 지속적으로 공급하기 위한 펌프가 필요하기 때문에 장치의 소형화가 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 역전기투석장치를 이용한 약물 주입 장치는 시간에 따라 전압이 급격히 떨어지므로 오랜 시간 약물을 전달할 수 없다는 문제점이 있다.
역전기투석장치에 관한 기술로는, 예를 들면, 한국공개특허 제2017-0036832호('고체염 역전기투석 장치', 공개일: 2017년04월03일)이 있다.
한국공개특허 제2017-0036832호('고체염 역전기투석 장치', 공개일: 2017년04월03일)
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 저염수의 농도를 저농도로 유지하여 최대 개방 전압을 일정하게 유지할 수 있으며, 별도의 펌프가 필요 없어 장치의 소형화를 꾀할 수는 역전기투석장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상술한 역전기투석장치의 원리를 이용하여 오랜 시간 동안 약물을 피부에 전달할 수 있어 장치의 성능을 개선한 약물 투입 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 역전기투석장치에 있어서, 교대로 설치된 양이온 교환막과 음이온 교환막을 통해 고체염 챔버 및 침전 챔버를 번갈아 형성하는 제1 셀 스택; 및 상기 고체염 챔버에 채워지는 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염을 포함하며, 상기 제1 수용성 고체염 및 상기 제2 수용성 고체염은, 상기 고체염 챔버에 교대로 채워지며, 수분이 공급되면 상호 반응하여 상기 침전 챔버에서 앙금을 생성하는 역전기투석장치가 제공된다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염 간의 앙금 생성 반응을 통해 전류를 발생시키는 역전기투석장치; 및 전하 또는 극성을 가지는 물질을 포함하고, 상기 역전기투석장치에 의해 발생된 전류에 의해 상기 전하 또는 극성을 가지는 물질을 피부에 주입하는 물질 주입부;를 포함하고, 상기 역전기투석장치는, 교대로 설치된 양이온 교환막과 음이온 교환막을 통해 고체염 챔버 및 침전 챔버를 번갈아 형성하는 제1 셀 스택; 및 상기 고체염 챔버에 채워지는 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염을 포함하고, 상기 제1 수용성 고체염 및 상기 제2 수용성 고체염은, 상기 고체염 챔버에 교대로 채워지며, 수분이 공급되면 상호 반응하여 상기 침전 챔버에서 앙금을 생성하는 약물 주입 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 셀 스택의 고체염 챔버에 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염을 교대로 채우고, 수분이 공급되면 이웃하는 침전 챔버에서 제1 수용성 고체염과 제2 수용성 고체염이 상호 반응하여 앙금을 형성하며 침전하도록 함으로써, 저염수의 농도를 저농도로 유지하여 최대 개방 전압을 일정하게 유지할 수 있으며, 별도의 펌프가 필요 없어 장치의 소형화를 꾀할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치의 원리를 약물 주입 장치에 적용함으로써, 오랜 시간 동안 약물을 피부에 전달할 수 있어 장치의 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 역전기투석장치의 개방 전압과 종래 역전기투석장치의 개방 전압을 비교 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 역전기투석장치로부터 나오는 전류를 증가시킬 경우의 전압을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 전압 및 전류를 전력 곡선으로 달리 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 약물 주입 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 약물 주입 장치를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치를 도시한 도면으로, 도 1의 (a)는 수분이 공급되기 전의 역전기투석장치를, 도 1의 (b)는 수분이 공급된 후 역전기투석장치에서 앙금이 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치는, 고체염 챔버(111)와 침전 챔버(112)가 번갈아 형성된 제1 셀 스택(110)과 제1 셀 스택(110)에 채워지는 2종류의 수용성 고체염, 즉 AB(s)와 CD(s)를 포함할 수 있으며, 기타 애노드(AD), 캐소드(CD), 산화 챔버(113) 및 환원 챔버(114)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 셀 스택(110)은 일정 거리 이격된 채 교대로 설치된 양이온 교환막(Cation-Exchange Membrane, CEM)과 음이온 교환막(Anion-Exchange Membrane, AEM)을 통해 고체염 챔버(111) 및 침전 챔버(112)를 번갈아 형성할 수 있다. 도 1에서는 예시적으로 3개의 고체염 챔버(111)와 2개의 침전 챔버(112)만을 도시하고 있으나, 이는 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 그 수는 필요에 따라 변형 실시할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
양이온 교환막(CEM)은 음전하를 띠고 있어 음전하를 갖는 이온은 반발하여 통과시키지 않고 양전하를 갖는 이온을 통과시킬 수 있으며, 반면 음이온 교환막(AEM)은 양전하를 띠고 있어 양전하를 갖는 이온은 반발하여 통과시키지 않고 음전하를 갖는 이온을 통과시킬 수 있다.
본 발명에서는 양이온 교환막(CEM)과 음이온 교환막(AEM) 사이의 공간을 '챔버(chamber)'로 지칭한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 고체염 챔버-침전 챔버-고체염 챔버-침전 챔버-고체염 챔버의 순으로, 고체염 챔버(111)와 침전 챔버(112)가 번갈아가며 형성될 수 있으며, 2종류의 수용성 고체염, 즉 제1 수용성 고체염인 AB(s)와 제2 수용성 고체염인 CD(s)은 고체염 챔버(111)에 번갈아가며(교대로) 채워질 수 있다. 이들 챔버는 내부의 고체염이 빠져나가지 않도록 구성될 수 있다.
또한, 상술한 제1 수용성 고체염인 AB(s)와 제2 수용성 고체염인 CD(s)은 수분이 공급되면 상호 반응하여 이웃하는 침전 챔버(112)에서 앙금을 생성할 수 있다.
구체적으로, 수분이 공급되면 제1 수용성 고체염(AB(s))의 양이온(A+)은 양이온 교환막(CEM)을 통과하고, 제2 수용성 고체염(CD(s))의 음이온(D-)은 음이온 교환막(AEM)을 통과하여 이웃하는 침전 챔버(112)에서 앙금(AD(s))을 형성하며 침전할 수 있다. 마찬가지로, 제1 수용성 고체염(AB(s))의 음이온(B-)과 제2 수용성 고체염(CD(s))의 양이온(C+)은 이웃하는 침전 챔버(112)에서 앙금(CB(s))을 형성하며 침전할 수 있다.
상술한 제1 수용성 고체염(AB(s)) 및 제2 수용성 고체염(CD(s))에 의해 생성되는 앙금은, Ac(OH)2 , Al(OH)3, As2S3, AgN3, AgBr, AgCl, AgCN, Ag2C2O4, Ba3(AsO4)2, BaCO3, BaCrO4, Ba2Fe(CN)6, BaSO4, BiAsO4, Bi(OH)3BiI3, BiPO4, Bi2S3, Cd3(AsO4)2, CdCO3, Cd2Fe(CN)6, Cd(OH)2, Cd3(PO4)2, CdS, Ca3(AsO4)2 , CaCO3, CaC2O4, Ce(OH)3, CePO4, Ce(OH)4, CoC2O4, CuCN, CuOH, CuI, Cu2S, CuSCN, CuCO3, Cu(OH)2, CuC2O4, CuS, Er(OH)3, Eu(OH)3, Ga(OH)3, Hf(OH)3, Ho(OH)3, In(OH)3, In2S3, FeCO3, Fe(OH)2, FeAsO4, Fe(OH)3, PbCO3, PbCrO4, PbFe(CN)6, PbHPO4, Pb(OH)2, Pb(IO3)2, PbMoO4 , PbC2O4, PbS, Pb(OH)4, Lu(OH)3, Mg(OH)2, Mg3(PO4)2, MnCO3, Mn(OH)2, Hg2Br2 , Hg2CO3, Hg2Cl2, Hg2(CN)2 , HgS, NiCO3, Ni2P2O7, Pd(OH)2, Pd(OH)4, Pt(OH)2, PtBr4, PuF3, PoS, KB(C6H5)4, RaSO4, AgN3, AgBr, AgCl, AgCN, Ag2C2O4, SrF2, Sb2S3, SrWO4, ZnCO3, ZnC2O4 중 2개를 포함할 수 있다. 상술한 앙금을 형성하기 위한 제1 수용성 고체염(AB(s)) 및 제2 수용성 고체염(CD(s))은 적절히 선택될 수 있다.
예컨대, 제1 수용성 고체염(AB(s))-제2 수용성 고체염(CD(s))이 BaCl2-Ag2SO4인 경우 이에 의해 생성되는 앙금은 BaSO4-2AgCl일 수 있다. 상술한 앙금을 생성하기 위한 제1 수용성 고체염(AB(s)) 및 제2 수용성 고체염(CD(s))은 당업자라면 쉽게 이해하고 구현할 수 있을 것이다.
한편, 상술한 수분의 공급은 역전기투석장치의 제1 고체염 챔버(111) 및 제2 침전 챔버(112)를 완전히 채우도록 공급될 수 있는데, 예를 들면 상술한 역전기투석장치는 물에 담갔다 빼거나 주사기로 물을 분사하는 방식으로 공급될 수 있다.
한편, 상술한 역전기투석장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상호 마주보는 애노드(AD)와 캐소드(CD)와, 애노드(AD)와 제1 셀 스택(110)의 일면 사이에 형성된 산화 챔버(113) 및 캐소드(CD)와 제1 셀 스택(110)의 타면 사이에 각각 형성된 환원 챔버(114)를 더 포함할 수 있다. 한편, 도 1에서 미설명된 부호 R은 부하를 의미한다. 상술한 산화 챔버(113)에서는 산화 반응이 일어나 전자를 공급하며, 상술한 환원 챔버(114)에서는 환원 반응을 하여 전자를 받을 수 있어 전자는 애노드(AD)로부터 나와 부하(R)를 거쳐 캐소드(CD)로 흐를 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 포화된 고염수부와 불용성염의 이온곱상수에 의해 유지되는 저염수부의 활동도 비율이 일정시간 동안 유지되므로 별도의 펌프가 없이도 안정적인 전력을 공급할 수 있다.
구체적으로, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 역전기투석장치의 개방 전압과 종래 역전기투석장치의 개방 전압을 비교 도시한 도면이다.
도면부호 201은 고체 상태의 단일 수용성 염을 제1 챔버에 도입한 경우의 개방 전압을, 도면부호 202는 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 제1 수용성 고체염-제2 수용성 고체염으로 BaCl2-Ag2SO4를 사용한 경우의 개방 전압을 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 역전기투석장치의 경우 개방 전압이 시간이 흐름에 따라 점차 감소하나(201 참조), 본 발명의 일 실시 형태에 따른 역전기투석장치에 의하면, 시간이 지나도 개방전압이 일정하게 유지(202 참조)됨을 알 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 역전기투석장치로부터 나오는 전류를 증가시킬 경우의 전압을 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 전압 및 전류를 전력 곡선으로 달리 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 역전기투석장치가 정상적으로 동작하고 있음을 알 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치(500)를 도시한 도면이다.
도 1과 다른 점은, 셀 스택(120)을 병렬적으로 구성하여 2개의 셀 스택(110, 120)이 고체염 챔버 또는 침전 챔버 중 어느 하나를 공유하도록 구성한 것이다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 셀 스택(110)은 교대로 설치된 양이온 교환막(CEM)과 음이온 교환막(AEM)을 통해 고체염 챔버(111) 및 침전 챔버(112)를 번갈아 형성하며, 고체염 챔버(111)에는 제1 수용성 고체염(AB(s))-제2 수용성 고체염(CD(s))이 번갈아가며 채워진다.
마찬가지로, 제2 셀 스택(120) 역시 교대로 설치된 양이온 교환막(CEM)과 음이온 교환막(AEM)을 통해 고체염 챔버(111) 및 침전 챔버(112)를 번갈아 형성하며, 고체염 챔버(111)에는 제1 수용성 고체염(AB(s))-제2 수용성 고체염(CD(s))이 번갈아가며 채워진다.
상술한 제1 셀 스택(110) 및 제2 셀 스택(120)은 동일한 평면상에서 일정 간격 이격되게 놓여지며, 제1 셀 스택(110) 및 제2 셀 스택(120)의 타면에는 고체염 챔버 또는 침전 챔버 중 어느 하나를 공유하도록 구성된다. 발명의 이해를 돕기 위해 도 5에서는 고체염 챔버를 공유하는 것으로 도시되어 있으며, 고체염 챔버에는 제1 수용성 고체염(AB(s))가 채워진 상태를 도시하고 있다.
마찬가지로, 상술한 역전기투석장치(500)는 애노드(AD)와 캐소드(CD)를 더 포함하며, 애노드(AD)와 제1 셀 스택(110)의 일면 사이에는 산화 챔버(113)가 형성되고, 캐소드(CD)와 제2 셀 스택(120)의 타면 사이에는 환원 챔버(114)가 형성될 수 있다.
제1 수용성 고체염(AB(s)) 및 제2 수용성 고체염(CD(s))에 의해 생성되는 앙금은, 도 1에서 설명된 바와 같으며, 상술한 수분의 공급은 역전기투석장치(500)의 제1 고체염 챔버(111) 및 제2 침전 챔버(112)를 완전히 채우도록 공급될 수 있는데, 예를 들면 상술한 역전기투석장치는 물에 담갔다 빼거나 주사기로 물을 분사하는 방식으로 공급될 수 있다.
상술한 역전기투석장치는, 바이오 센서 구동용 소형 전원, 1회용 센서 일체형 또는 탈부착형 전원에 응용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 셀 스택의 고체염 챔버에 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염을 교대로 채우고, 수분이 공급되면 이웃하는 침전 챔버에서 제1 수용성 고체염과 제2 수용성 고체염이 상호 반응하여 앙금을 형성하며 침전하도록 함으로써, 저염수의 농도를 저농도로 유지하여 최대 개방 전압을 일정하게 유지할 수 있으며, 별도의 펌프가 필요 없어 장치의 소형화를 꾀할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 약물 주입 장치를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 약물 주입 장치는, 도 1에서 도시된 역전기투석장치의 앙금 생성 반응을 이용한 것이다.
구체적으로, 약물 주입 장치(600)는, 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염 간의 앙금 생성 반응을 통해 전류를 발생시키는 역전기투석장치(110)와 전하 또는 극성을 가지는 물질(약물)을 포함하고, 역전기투석장치(110)에 의해 발생된 전압에 의해 전하 또는 극성을 가지는 물질을 피부에 주입하는 물질 주입부(610, 620)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 역전기투석장치(110)는 일정 거리 이격된 채 교대로 설치된 양이온 교환막(CEM)과 음이온 교환막(AEM)을 통해 고체염 챔버(111) 및 침전 챔버(112)를 번갈아 형성할 수 있고, 고체염 챔버(111)에는 제1 수용성 고체염인 AB(s)와 제2 수용성 고체염인 CD(s)이 채워진다. 특히 제1 수용성 고체염인 AB(s)와 제2 수용성 고체염인 CD(s)은 고체염 챔버(111)에 번갈아가며(교대로) 채워질 수 있다. 이들 챔버는 내부의 고체염이 빠져나가지 않도록 구성될 수 있다.
상술한 역전기투석장치(110)에 수분이 공급되면 제1 수용성 고체염(AB(s))의 양이온(A+)은 양이온 교환막(CEM)을 통과하고, 제2 수용성 고체염(CD(s))의 음이온(D-)은 음이온 교환막(AEM)을 통과하여 이웃하는 침전 챔버(112)에서 앙금(AD(s))을 형성하며 침전할 수 있다. 마찬가지로, 제1 수용성 고체염(AB(s))의 음이온(B-)과 제2 수용성 고체염(CD(s))의 양이온(C+)은 이웃하는 침전 챔버(112)에서 앙금(CB(s))을 형성하며 침전할 수 있다.
한편, 물질 주입부(610, 620)는 전하 또는 극성을 가지는 물질을 포함하고, 역전기투석장치(110)에 의해 발생된 전류에 의해 전하 또는 극성을 가지는 물질(약물)을 피부에 주입할 수 있다. 상술한 물질 주입부(610, 620)는 셀 스택(110)의 일단 또는 타단 중 적어도 하나에 구비될 수 있다.
예를 들면, 수분이 공급되면, 양이온 교환막(CEM)에 의해 제1 수용성 고체염(AB(s))의 양이온(A+)이 물질 주입부(610)로 방출되며, 물질 주입부(610)에 포함된 양전하를 가지는 물질(약물)은 척력에 의해 피부로 침투되도록 구성된다.
마찬가지로, 수분이 공급되면, 음이온 교환막(AEM)에 의해 제1 수용성 고체염(AB(s))의 음이온(B-)이 물질 주입부(620)로 방출되며, 물질 주입부(620)에 포함된 음전하를 가지는 물질(약물)은 척력에 의해 피부로 침투되도록 구성된다.
상술한 물질 주입부(610, 620)는 예를 들면 투입하고자 하는 약물을 포함하는 하이드로겔일 수 있으며, 그 일면에는 피부와의 접촉을 원활하게 하기 위해 접착제를 포함할 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 약물 주입 장치를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 약물 주입 장치는, 도 5에서 도시된 역전기투석장치의 앙금 생성 반응을 이용한 것이다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 셀 스택(110)은 교대로 설치된 양이온 교환막(CEM)과 음이온 교환막(AEM)을 통해 고체염 챔버(111) 및 침전 챔버(112)를 번갈아 형성하며, 고체염 챔버(111)에는 제1 수용성 고체염(AB(s))와 제2 수용성 고체염(CD(s))이 번갈아가며 채워진다.
마찬가지로, 제2 셀 스택(120) 역시 교대로 설치된 양이온 교환막(CEM)과 음이온 교환막(AEM)을 통해 고체염 챔버(111) 및 침전 챔버(112)를 번갈아 형성하며, 고체염 챔버(111)에는 제1 수용성 고체염(AB(s))와 제2 수용성 고체염(CD(s))이 번갈아가며 채워진다.
상술한 역전기투석장치(110, 120)에 수분이 공급되면 제1 수용성 고체염(AB(s))의 양이온(A+)은 양이온 교환막(CEM)을 통과하고, 제2 수용성 고체염(CD(s))의 음이온(D-)은 음이온 교환막(AEM)을 통과하여 이웃하는 침전 챔버(112)에서 앙금(AD(s))을 형성하며 침전할 수 있다. 마찬가지로, 제1 수용성 고체염(AB(s))의 음이온(B-)과 제2 수용성 고체염(CD(s))의 양이온(C+)은 이웃하는 침전 챔버(112)에서 앙금(CB(s))을 형성하며 침전할 수 있다.
한편, 물질 주입부(710, 720)는 전하 또는 극성을 가지는 물질을 포함하고, 역전기투석장치(110, 120)에 의해 발생된 전류에 의해 전하 또는 극성을 가지는 물질(약물)을 피부에 주입할 수 있다. 상술한 물질 주입부(710, 720)는 제1 셀 스택(110)의 일면 또는 제2 셀 스택(120)의 일면 중 적어도 하나에 구비될 수 있다.
예를 들면, 수분이 공급되면, 양이온 교환막(CEM)에 의해 제2 수용성 고체염(CD(s))의 양이온(C+)이 물질 주입부(720)로 방출되며, 물질 주입부(720)에 포함된 양전하를 가지는 물질(약물)은 척력에 의해 피부로 침투되도록 구성된다.
마찬가지로, 수분이 공급되면, 음이온 교환막(AEM)에 의해 제2 수용성 고체염(CD(s))의 음이온(D-)이 물질 주입부(710)로 방출되며, 물질 주입부(710)에 포함된 음전하를 가지는 물질(약물)은 척력에 의해 피부로 침투되도록 구성된다.
상술한 물질 주입부(710, 720)는 예를 들면 투입하고자 하는 약물을 포함하는 하이드로겔일 수 있으며, 그 일면에는 피부와의 접촉을 원활하게 하기 위해 접착제를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치의 원리를 약물 주입 장치에 적용함으로써, 오랜 시간 동안 약물을 피부에 전달할 수 있어 장치의 성능을 개선할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
110: 제1 셀 스택 111: 고체염 챔버
112: 침전 챔버 113: 산화 챔버
114: 환원 챔버 120: 제2 셀 스택
100, 500: 역전기투석장치 600, 700: 약물 주입 장치
CEM: 양이온 교환막 AEM: 음이온 교환막
AB(s): 제1 수용성 고체염 CD(s): 제2 수용성 고체염
AD(s), CB(s): 앙금 AD: 애노드
CD: 캐소드

Claims (14)

  1. 역전기투석장치에 있어서,
    교대로 설치된 양이온 교환막과 음이온 교환막을 통해 고체염 챔버 및 침전 챔버를 번갈아 형성하는 제1 셀 스택; 및
    상기 고체염 챔버에 채워지는 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염을 포함하며,
    상기 제1 수용성 고체염 및 상기 제2 수용성 고체염은, 상기 고체염 챔버에 교대로 채워지며, 수분이 공급되면 상호 반응하여 상기 침전 챔버에서 앙금을 생성하는 역전기투석장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수분이 공급되면, 상기 제1 수용성 고체염의 양이온과 상기 제2 수용성 고체염의 음이온, 그리고 상기 제1 수용성 고체염의 음이온과 상기 제2 수용성 고체염의 양이온은 이웃하는 침전 챔버에서 앙금을 형성하며 침전하는 역전기투석장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 앙금은,
    Ac(OH)2 , Al(OH)3, As2S3, AgN3, AgBr, AgCl, AgCN, Ag2C2O4, Ba3(AsO4)2, BaCO3, BaCrO4, Ba2Fe(CN)6, BaSO4, BiAsO4, Bi(OH)3BiI3, BiPO4, Bi2S3, Cd3(AsO4)2, CdCO3, Cd2Fe(CN)6, Cd(OH)2, Cd3(PO4)2, CdS, Ca3(AsO4)2 , CaCO3, CaC2O4, Ce(OH)3, CePO4, Ce(OH)4, CoC2O4, CuCN, CuOH, CuI, Cu2S, CuSCN, CuCO3, Cu(OH)2, CuC2O4, CuS, Er(OH)3, Eu(OH)3, Ga(OH)3, Hf(OH)3, Ho(OH)3, In(OH)3, In2S3, FeCO3, Fe(OH)2, FeAsO4, Fe(OH)3, PbCO3, PbCrO4, PbFe(CN)6, PbHPO4, Pb(OH)2, Pb(IO3)2, PbMoO4 , PbC2O4, PbS, Pb(OH)4, Lu(OH)3, Mg(OH)2, Mg3(PO4)2, MnCO3, Mn(OH)2, Hg2Br2 , Hg2CO3, Hg2Cl2, Hg2(CN)2 , HgS, NiCO3, Ni2P2O7, Pd(OH)2, Pd(OH)4, Pt(OH)2, PtBr4, PuF3, PoS, KB(C6H5)4, RaSO4, AgN3, AgBr, AgCl, AgCN, Ag2C2O4, SrF2, Sb2S3, SrWO4, ZnCO3, ZnC2O4 중 2개를 포함하는 역전기투석장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 역전기투석장치는,
    상호 마주보는 애노드와 캐소드;를 더 포함하며,
    상기 애노드와 상기 제1 셀 스택의 일면 사이 및 상기 캐소드와 상기 제1 셀 스택의 타면 사이에 형성된 산화 챔버 및 환원 챔버;를 더 포함하는 역전기투석장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 역전기투석장치는,
    교대로 설치된 양이온 교환막과 음이온 교환막을 통해 고체염 챔버 및 침전 챔버를 번갈아 형성하는 제2 셀 스택; 및
    상기 제2 셀 스택의 고체염 챔버에 채워지는 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염을 더 포함하며,
    상기 제1 셀 스택의 일면 및 상기 제2 셀 스택의 일면은, 동일 평면상에서 일정 간격 이격되게 놓여지며,
    상기 제1 셀 스택의 타면 및 상기 제2 셀 스택의 타면은 고체염 챔버 또는 침전 챔버 중 어느 하나를 공유하는 역전기투석장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 역전기투석장치는,
    애노드와 캐소드;를 더 포함하며,
    상기 애노드와 상기 제1 셀 스택의 일면 사이 및 상기 캐소드와 상기 제2 셀 스택의 타면 사이에 형성된 산화 챔버 및 환원 챔버;를 더 포함하는 역전기투석장치.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 수분의 공급은, 상기 역전기투석장치의 상기 고체염 챔버 및 상기 침전 챔버를 완전히 채우도록 공급되는 역전기투석장치.
  8. 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염 간의 앙금 생성 반응을 통해 전류를 발생시키는 역전기투석장치; 및
    전하 또는 극성을 가지는 물질을 포함하고, 상기 역전기투석장치에 의해 발생된 전류에 의해 상기 전하 또는 극성을 가지는 물질을 피부에 주입하는 물질 주입부;를 포함하고,
    상기 역전기투석장치는,
    교대로 설치된 양이온 교환막과 음이온 교환막을 통해 고체염 챔버 및 침전 챔버를 번갈아 형성하는 제1 셀 스택; 및
    상기 고체염 챔버에 채워지는 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염을 포함하고,
    상기 제1 수용성 고체염 및 상기 제2 수용성 고체염은, 상기 고체염 챔버에 교대로 채워지며, 수분이 공급되면 상호 반응하여 상기 침전 챔버에서 앙금을 생성하는 약물 주입 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수분이 공급되면, 상기 제1 수용성 고체염의 양이온과 상기 제2 수용성 고체염의 음이온, 그리고 상기 제1 수용성 고체염의 음이온과 상기 제2 수용성 고체염의 양이온은 이웃하는 침전 챔버에서 앙금을 형성하며 침전하는 약물 주입 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 앙금은,
    Ac(OH)2, Al(OH)3, As2S3, AgN3, AgBr, AgCl, AgCN, Ag2C2O4, Ba3(AsO4)2, BaCO3, BaCrO4, Ba2Fe(CN)6, BaSO4, BiAsO4, Bi(OH)3BiI3, BiPO4, Bi2S3, Cd3(AsO4)2, CdCO3, Cd2Fe(CN)6, Cd(OH)2, Cd3(PO4)2, CdS, Ca3(AsO4)2, CaCO3, CaC2O4, Ce(OH)3, CePO4, Ce(OH)4, CoC2O4, CuCN, CuOH, CuI, Cu2S, CuSCN, CuCO3, Cu(OH)2, CuC2O4, CuS, Er(OH)3, Eu(OH)3, Ga(OH)3, Hf(OH)3, Ho(OH)3, In(OH)3, In2S3, FeCO3, Fe(OH)2, FeAsO4, Fe(OH)3, PbCO3, PbCrO4, PbFe(CN)6, PbHPO4, Pb(OH)2, Pb(IO3)2, PbMoO4 , PbC2O4, PbS, Pb(OH)4, Lu(OH)3, Mg(OH)2, Mg3(PO4)2, MnCO3, Mn(OH)2, Hg2Br2 , Hg2CO3, Hg2Cl2, Hg2(CN)2 , HgS, NiCO3, Ni2P2O7, Pd(OH)2, Pd(OH)4, Pt(OH)2, PtBr4, PuF3, PoS, KB(C6H5)4, RaSO4, AgN3, AgBr, AgCl, AgCN, Ag2C2O4, SrF2, Sb2S3, SrWO4, ZnCO3, ZnC2O4 중 2개를 포함하는 약물 주입 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 물질 주입부는,
    상기 제1 셀 스택의 일면 또는 타면 중 적어도 하나에 형성되는 약물 주입 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 역전기투석장치는,
    교대로 설치된 양이온 교환막과 음이온 교환막을 통해 고체염 챔버 및 침전 챔버를 번갈아 형성하는 제2 셀 스택; 및
    상기 제2 셀 스택의 고체염 챔버에 채워지는 제1 수용성 고체염 및 제2 수용성 고체염을 더 포함하며,
    상기 제1 셀 스택의 일면 및 상기 제2 셀 스택의 일면은, 동일 평면상에서 일정 간격 이격되게 놓여지며,
    상기 제1 셀 스택의 타면 및 상기 제2 셀 스택의 타면은 고체염 챔버 또는 침전 챔버 중 어느 하나를 공유하는 약물 주입 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 물질 주입부는,
    상기 제1 셀 스택의 일면 및 상기 제2 셀 스택의 일면 중 적어도 하나에 형성되는 약물 주입 장치.
  14. 제8항 또는 제12항에 있어서,
    상기 수분의 공급은, 상기 역전기투석장치의 상기 고체염 챔버 및 상기 침전 챔버를 완전히 채우도록 공급되는 약물 주입 장치.
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