KR102156823B1 - 경피성 전달 장치 - Google Patents

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KR102156823B1
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이엘 글로벌 트레이드 리미티드
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Abstract

장치는 장치에 연결된 보관통으로부터 물질을 토출하도록 동작하는 토출 메커니즘을 포함한다. 장치는 물질이 피부상에 토출될 때 물질의 유효성분(active ingredient)의 경피 전달을 가능하게 하는 전계(electric field)를 생성하고, 충전가능한 적어도 하나의 이온토포레시스 전극 포함한다.

Description

경피성 전달 장치{TRANSDERMAL DELIVERY DEVICE}
본 발명은 물질(substance)을 피부에 도포하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 물질의 성분(component)의 경피 전달을 위한 장치에 관한 것이다.
각종 피부 처리(skin treatments)는 물질(substance) 또는 재료(material)를 피부에 도포하는 것을 포함한다. 예를 들면, 치료(therapeutic) 또는 미용(esthetic) 효과를 얻기 위해 피부를 가다듬거나(modifying) 또는 기타 피부를 처리의 목적을 위해 물질이 피부에 도포될 수 있다. 물질은 크림, 액상, 분무(mist), 패치(patch), 또는 분말(powder)의 형태로 다양하게 피부에 도포될 수 있다.
물질은 통상적으로 피부의 최외층(outmost layer)에 국부적으로(topically) 도포된다. 물질은 통상적으로 하나 이상의 유효성분(active ingredient)을 포함한다. 유효 성분은 용제액(solvent liquid) 또는 겔(gel) 내에 용해되거나 유지된다(suspended).
그러나, 도포된 물질이 그 의도된 효과를 얻기 위해서는, 하나 이상의 유효성분이 피부의 더 깊은 층으로, 또는 피하 조직(subcutaneous tissue) 또는 혈관(blood vessel)로 침투할 필요가 있다.
국부적으로 도포된 물질의 유효성분을 피부속으로 침투시키기 위해 이용되는 하나의 기술로 이온토포레시스(iontophoresis, 이온도입법)이 있다. 유효성분을 함유한 물질을 이온토포레시스에 의해 국부적으로 도포하는 것은 주사(injection) 또는 기타 유사한 기술에 대한 경미한 침습성 대안(less invasive alternative)으로 이용되고는 한다. 이온토포레시스에 의하면 피부로 침투될 유효성분의 분자는 이온화 된다. 이어서 피부의 표면에 인가될 전기장(electric field)은 이온화된 분자를 피부를 통해 피하 조직으로 나가게 한다.
본 발명의 목적은 물질의 유효성분을 국부적으로 피부를 통해 편리하게 전달할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의다른 목적 및 이점은 이하의 도면을 참조한 설명을 통해 명확해질 것이다.
본 발명의 목적은 물질의 유효성분을 피부를 통해 국부적으로 편리하게 전달할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 경피성 전달 장치(transdermal delivery device)가 제공되고, 경피성 전달 장치에 연결된 보관통으로부터 물질을 토출하도록 동작하는 토출 메커니즘; 및 물질이 피부상에 토출될 때 물질의 유효성분(active ingredient)의 경피 전달을 가능하게 하는 전계(electric field)를 생성하고, 충전가능한 적어도 하나의 이온토포레시스 전극을 포함한다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 토출 메커니즘은 전기 모터를 포함한다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 토출 메커니즘은 웜(wrom) 및 너트(nut)를 포함한다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 토출 메커니즘은 피스톤을 보관통 내로 푸시(push)하도록 구성된다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 토출 메커니즘이 동작될 때 물질을 토출하기 위한 복수의 채널을 포함한다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 복수의 채널은 복수의 이온토포레시스 전극에 인터퍼스(interspersed)된다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 복수의 채널은 복수의 이온토포레시스 전극으로부터 전기 절연된다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 복수의 채널은 상기 경피성 전달 장치에 탈부착가능하다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 장치는 개구를 더 포함하고, 보관통이 경피성 전달 장치에 설치될 때, 보관통의 분출구가 상기 개구를 통해 경피성 전달 장치의 외부로 연장되도록 구성된다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 토출 메커니즘은 미리정해진 양의 물질을 토출하도록 제어가능하다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 이온토포레시스 전극에 인가되는 전하는 조절가능하다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 장치는 리턴 전극을 더 포함하고, 리턴 전극은, 이온토포레시스 전극과 리턴 전극이 피부의 독립된 영역(separate regions)에 접촉되어 배치될 때 이온토포레시스 전극과 리턴 전극 사이에 전기 회로가 이루어지도록 구성된다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 리턴 전극은 경피성 전달 장치의 외부 표면에 배치되고, 경피성 전달 장치가 손에 파지될 때 상기 리턴 전극이 손에 접촉된다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 경피성 전달 장치는 이온토포레시스 전극과 리턴 전극 사이의 전류를 측정하도록 구성된다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 장치는 보관통의 식별 마크를 검출하기 위한 검출기를 더 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 물질의 유효성분을 경피 전달하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 피부의 영역으로 물질을 토출하도록 경피성 전달 장치의 토출 메커니즘을 동작시키는 단계 - 여기서 물질은 이온화된 분자를 가진 유효성분을 포함함 - ; 경피성 전달 장치의 이온토포레시스 전극을 피부 영역에 접촉하여 배치하는 단계; 및 이온화된 분자의 전화와 동일한 부호를 가진 전하로 이온토포레시스 전극을 전기적으로 충전하도록 경피성 전달 장치를 동작시키는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 방법은 물질을 포함하는 보관통을 경피성 전달 장치에 설치하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 토출 메커니즘을 동작시키는 단계는 미리정해진 양의 물질을 토출하도록 토출 메커니즘을 동작시키는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 미리정해진 양은 피부의 검출된 특성에 따라 결정된다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 특성은 온도, 습도, 임피던스, 컨덕턴스로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 방법은 이온토포레시스 전극이 배치되는 피부의 영역과 독립된 피부의 영역에 접촉하여 장치의 리턴 전극을 배치하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 방법은 이온토포레시스 전극과 리턴 전극 사이에 전류를 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 물질의 유효성분을 피부를 통해 국부적으로 편리하게 전달할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 이해를 돕고 그 실시예를 설명하기 위한 참조부호가 부여된 도면이 제공된다. 도면은 일례에 지나지 않으며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호가 부여된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 경피성 전달 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 경피성 전달 장치를 도시한 도면.
도 2b는 도 2a에 도시된 경피성 전달 장치를 이온토포레시스 전극이 보여지도록 다른 방향에서 본 도면.
도 2c는 도 2a에 도시된 경피성 전달 장치를 다른 방향에서 본 도면.
도 3은 도 2a에 도시된 경피성 전달 장치의 내부 구성요소를 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 경피성 전달 장치의 물질 토출 메커니즘(substance dispensing mechanism)의 구성요소를 나타낸 도면.
이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 이해를 돕기위해 상세한 부분들이 제안된다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변경과 변형이 당업자에 의해 구현될 수 있다. 공지된 기술, 방법, 절차, 구성요소, 모듈, 유니트, 및/또는 회로에 대해서는 본 발명을 모호하게 하지 않는 한 상세하게 설명하지는 않는다.
본 발명의 실시예에 따르면, 경피성 전달 장치는 재료(material), 예를 들면 유효성분(active ingredient) 또는 기타 성분과 같은 재료를 포함하는 물질을 피부에 국부적으로 도포하기 위한 메커니즘을 포함한다. 경피성 전달 장치는 또한 국부적으로 도포된 물질의 유효성분이 피부로 피투시키기 위한 이온토포레시스 시스템을 포함한다. 본 명세서에서 경피성 전달 장치에 의해 피부를 통해 전달되어지는 국부 도포된 물질의 어떤 성분(ingredient), 컴포넌트(component), 재료(material), 또는 매터(matter)라도 물질(substance)의 유효성분(active ingredient)으로 언급된다.
도포된 물질은 통상적으로 스킨으로의 국부 도포를 가능하게 하는 성분(component) 또는 매개체(vehicle)을 포함한다. 예를 들면, 매개체는 유효성분이 용해되는 용제(solvent)를 포함할 수 있다. 매개체는 유효성분이 서스펜션(suspension) 또는 콜로이드(colloid)의 형태로 부유되는(suspended)는 액체 또는 점성 성분을 포함할 수도 있다. 유효성분은 이온화된 분자(ionized molecules)를 포함할 수도 있다.
피부에 대항해서 배치되는 이온토포레시스 전극은 유효성분의 이온화된 분자의 전하와 동일한 부호(sign)의 전하로 충전될 수도 있다. 따라서, 이온토포레시스 전극은 전기장을 생성하고 전기장은 이온화된 분자를 피부속으로 밀어 넣는다(force). 적합한 부호의 전하를 이온토포레시스 전극에 인가하는 것은 유효성분의 이온화된 분자로 하여금 이온토포레시스(인접한 피부 셀 사이의 공간을 통해)에 의한 피부 침투를 일으킨다. 리턴 전극(return electrode)(예를 들면, 이온토포레시스 전극의 것과 반대인 전하를 가진, 또는 그라운드된)은 피부에 대항해 배치되어(이온토포레시스 전극으로부터 이격됨) 피부에 전하가 축적되는 것(향상된 이온토포레시스를 방해)을 방지한다. 따라서 전류는 피부를 통해 이온토포레시스 전극과 리턴 전극 사이를 흐를 수 있다.
경피성 전달 장치는 사용자에 의해 유효성분의 자체-투여(self-administration) 또는 자택환경에서 비전문가 사용자에 의한 다른 사람(이하에서 환자(patient)라고 언급함)의 피부로 투여하기 위해 구성될 수도 있다. 재료(material)는 약물 또는 치료제(therapeutic) 기능 또는 생물작용(bioactive) 기능을 가진 기타 재료일 수도 있다.
피부에 도포되는 물질(substance)은 제거가능하고 교체가능한 용기(container), 보관통(canister) 또는 카트리지(cartridge)(이하 보관통으로 언급) 내에 유지(contain)된다. 보관통은 리필가능(경피성 전달 장치로부터 제거한 후) 하다. 보관통으로의 액세스는 경피성 전달 장치의 하우징의 도어(door), 패널(panel) 또는 섹션(section)을 개방하는 것에 의해 가능하다. 경피성 전달 장치는 경피성 전달 장치의 정해진 자리(in place) 내에 보관통을 단단하게 고정하기 위한 구조물을 포함한다. 예를 들면, 그 구조물의 하나 이상의 구성요소는 보관통의 교체를 가능하도록 개방되거나 제거될 수 있으며, 보관통을 제자리에 유지하도록 폐쇠되거나 교체가능하다.
경피성 전달 장치는 보관통으로부터 물질을 토출(dispensing)하도록 하는 전자기계적 메커니즘(electromechanical mechanism)과 같은 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들면, 보관통에는 내측으로 눌렸을 때 보관통의 개구로 물질을 밀어내는 플런저(plunger) 또는 피스톤이 제공될 수 있다. 물질 토출 메커니즘은 피스톤을 밀어서 물질을 개구를 통해 토출하도록 이루어질 수 있다. 다른 예로서, 보관통의 하나 이상의 벽(walls)이 휘어질 수 있다. 물질 토출 메커니즘은 휘어지는 벽을 압착해서(squeezing) 보관통의 개구 외부로 물질을 밀어낼 수 있다. 전기기계적 메커니즘에 대안적으로 또는 거기에 더하여, 물질 토출 메커니즘은 수동 메커니즘(예를 들면, 보관통에 압력이 가해지도록 사용자가 가압하는 표면) 또는 공압식(pneumatic) 또는 유압식(hydraulic) 시스템을 포함할 수도 있다.
경피성 전달 장치는 경피성 전달장치를 한손으로 편리하고 편안하게 파지하고, 동작하고, 조작할 수 있도록 치수되고 성형된다. 경피성 전달 장치는 자체전원(self contained power source)을 포함할 수 있다. 경피성 전달 장치는 편리하게 크리닝할 수 있게 구성될 수 있다. 예를 들면, 경피성 전달 장치의 하우징의 하나 이상의 패널(panels) 또는 섹션이 제거가능하여 세척가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 경피성 전달 장치의 개략적인 도면을 나타낸다.
사용시, 경피성 전달 장치(10)는, 이온토포레시스 전극(18)과 토출관(dispensing conduit)(16)이 피부에 대향하도록, 피부에 대향하여 배치된다. 동작시, 보관통(12) 내에 저장된 물질은 토출관(16)을 통해 피부로 국부적으로 도포된다. 국부 도포된 물질은 그 분자가 이온화된 유효성분을 포함할 수 있다. 이온토포레시스 전극(18)은 유효성분의 이온화된 분자의 것과 동일한 부호의 전하로 충전될 수 있다. 충전된 이온토포레시스 전극(18)은 정전기장(electrostatic field)을 생성한다. 정전기장은 유효성분의 이온화된 분자에 피부방향을 향하여 정전기력을 인가한다. 따라서 인가된 정전기력은 이온화된 분자가 피부를 관통시킨다.
경피성 전달 장치(10)는 현재 보관통(12) 내에 있는 물질의 양을 판단하는 특성을 가진다. 예를 들면, 본 발명의 일부 실시예에서, 보관통(12)의 일부 또는 전부는 보관통(12) 내의 액체 또는 젤(gel) 형태의 물질의 레벨을 충분히 확인할 수 있도록 투명 또는 반투명일 수 있다. 이 경우, 경피성 전달 장치(10)의 하우징(11)에는 보관통(12) 내에 담겨진 물질의 레벨을 관찰할 수 있는 개구 또는 투명 윈도우가 제공될 수 있다.
다른 실시예에서, 보관통(12) 또는 경피성 전달 장치(10)에는 보관통(12) 내물질의 양을 감지하는 센서(예를 들면, 기계적, 음향적, 광학적, 또는 전자기적)가 제공될 수 있다. 물질의 남아있는 양의 표시 또는 보관통 내 물질의 남아 있는 양이 적다는 경고, 또는 물질의 남아 있는 양과는 관계 없이 인디케이터(28)에 의해 지시되거나 디스플레이될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 토출(dispensing) 메커니즘(14)은 보관통 내에 남아 있는 물질의 양을 확인하도록 모니터링될 수 있다. 예를 들면, 토출 메커니즘(14)의 구성요소의 포지션(position) 또는 다른 상태(another state)에는 그 포지션을 판단하는 센서 또는 인코더(encoder)가 제공될 수 있다. 그런 구성요소는 예를 들면 모터, 기어, 웜기어(worm), 너트, 샤프트, 캠, 아암(arm), 레버, 서페이스(surface) 또는 피스톤을 포함할 수 있다.
피부에 국부적으로 도포될 물질을 유지하는 보관통(12)은 제거가능하다. 예를 들면, 보관통(12) 내의 물질의 양이 물질을 적당히 전달하기에 너무 낮다고 판단되는 경우 다른 보관통(12)이 그 대신에 설치된다. 경피성 전달 장치(10)는 경피성 전달 장치(10) 또는 하우징 내에 보관통(12)을 제자리에 유지하도록 구성된 구조물(structure)를 포함할 수 있다. 이 구조물에는 보관통(12)을 경피성 전달 장치(10)로부터 쉽게 제거할 수 있게 하는 해제 메커니즘이 제공될 수 있다.
보관통(12)에는 토출을 위해 분출구(spout) 또는 다른 형태의 개구, 또는 도관이 제공될 수 있으며 이를 통해 물질은 보관통(12)으로부터 빠져 나온다.
본 발명의 다른 실시예에서, 보관통(12)의 분출구(또는 다른 개구)는 토출 도관(16)에 결합될 수 있다. 이 경우, 토출 도관(16)과 분출구의 결합에는 적당한 밀봉(예를 들면 오링, 개스킷, 밀봉 겔, 또는 다른 밀봉 라이닝(lining) 또는 구조물)이 제공되어 물질이 경피성 전달 장치(10) 또는 하우징(11)의 내부로 누출되는 것이 방지된다.
다른 실시예에 따르면, 분출구는 장방향(elongated)으로 형성되어 하우징(11)의 외부로 연장될 수 있다. 예를 들면, 토출 도관은 경피성 전달 장치(10)의 하우징(11) 내에 개구를 포함하거나 개구 단독으로 구성될 수 있다. 분출구는 상기 개구를 통해 외부로 연장될 수 있다. 따라서 물질이 보관통(12)으로부터 도포될 때(예를 들면 토출 메커니즘(14)의 작동에 기인함), 물질은 보관통(12)으로부터 개구 근방의 피부로 직접 도포될 수 있다. 외부 도관 구조물 없이, 보관통(12)의 분출구로부터의 직접적인 토출은 크리닝 이전에 경피성 전달 장치(10)의 사용 회수를 증가시킬 수 있다(예를 들면, 도관 구조물 내에서 물질이 경화(hardening)되어 물질 토출을 방해하는 일이 줄어들거나 제거됨).
보관통(12)은 보관통 내에 유지된 물질이, 보관통(12) 내의 하나 이상의 표면에 압력이 인가되지 않는 한, 보관통(12) 내부에 유지되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 보관통(12)은 부압(negative pressure)(주변 기압 이하(ambient barometric))이 물질에 인가되도록 설계될 수 있다. 분출구에는 분출구를 통해 보관통(12)으로부터 물질이 누출되는 것을 방지하는 자체 차단 밸브(self-colsing valve) 또는 플랩(flap)이 제공될 수 있다.
토출 도관(16)은 피부로의 물질의 효율적인 도포(spplication)를 위한 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 토출 도관(16)의 구조물은 이온토포레시스 전극(18)을 따라 그리고 가로질러 제공된 물질을 균일하게 분산시키도록 설계된 채널을 방사(radiating) 또는 브랜칭(branching)하는 시스템을 포함한다. 채널 시스템은 소정량의 물질의 확산을 증가하도록 설계될 수 있다. 확산의 증가는 물질의 이용(utilization) 효율을 향상시키고 따라서 토출될 물질의 양을 감소시킨다. 전기적 절연은 이온토포레시스 전극(18)에 인가되는 전하가, 채널 시스템 또는 토출 도관(16)을 거쳐 물질이 토출되는 것을 방해하는 것을 방지한다.
보관통(12)으로부터 물질을 토출하기 위해서, 압력은 보관통(12)의 구성요소의 하나 이상의 표면에 인가되어야 한다. 토출 메커니즘(14)은 보관통(12) 내의 물질에 압력을 인가하도록 동작된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 토출 메커니즘(14)은 기계적 또는 전기기계적 메커니즘을 포함할 수 있다. 전기기계적 메커니즘은 전기 모터 또는 액튜에이터를 포함하여 하나 이상의 기계적 구성요소를 이동시킨다. 예를 들면, 전기 모터는 샤프트의 회전을 야기시킨다. 변속기는 샤프트의 회전을 선형 운동으로 변환한다. 변속기는 예를 들면 모터에 의해 회전가능한 웜(worm)일 수도 있다. 웜의 회전은 협력 너트(cooperating nut)에 의해 선형 운동으로 변환된다. 너트 또는 너트에 부착되어 움직이는 엘리먼트는 보관통(12)의 표면 또는 구성요소에 대해 가압된다. 다른 실시예에서, 전기기계적 메커니즘은 솔레노이드 또는 선형 액튜에이터를 포함하여 샤프트 또는 축(axis)의 선형 운동을 야기시킨다. 샤프트 또는 축, 또는 샤프트 또는 축에 부착되어 움직이는 엘리먼트는 보관통(12)의 표면 또는 구성요소에 대해 가압될 수 있다.
토출 메커니즘(14)의 엘리먼트를 보관통(12)의 적당한 표면 또는 구성요소에 가압하면 보관통(12) 내의 물질의 유압(hydraulic pressure)이 증가된다. 보관통(12) 내의 물질의 유압의 증가는 보관통(12)의 분출구로부터 토출 도관(16)을 통해 물질이 토출되는 것을 야기시킨다.
토출 메커니즘(14)은 보관통(12)으로부터 미리정해진 양의 물질을 토출하도록 또는 미리정해진 비율로 물질을 토출하도록 구성될 수 있다. 예를 들면 토출 메커니즘(14)의 동작은 컨트롤러(24)에 의해 제어될 수 있다. 컨트롤러(24)는 토출 메커니즘(14)의 동작을 제어하도록 구성되어 예를 들면 피부의 한 위치에 토출되는 물질의 양 또는 예를 들면 경피성 전달 장치(10)가 피부를 가로 질러 대략 동일한 비율이나 속도로 이동할 때 물질의 토출 비율을 정밀하게 제어할 수 있다.
예를 들면, 사용자는 경피성 전달 장치(10)의 사용자 컨트롤(26)(또는 컨트롤러(24)에 대한 기타 사용자 인터페이스)를 동작하여 보관통(12)으로부터의 물질의 토출 양이나 토출 속도를 설정할 수 있다. 다른 예로서, 컨트롤러(24) 또는 토출 메커니즘(14)은 미리정해진 조건에 따라 물질의 양을 자동으로 토출하도록 구성될 수 있다. 이러한 조건은 예를 들면 경과 시간, 피부 또는 물질의 온도, 주변 습도(humidity), 피부의 촉촉함(moistness), 보관통(12) 내에 남아 있는 물질의 양을 포함할 수 있다. 컨트롤러(24) 또는 토출 메커니즘(14)은 조건을 판단하기 위한 적당한 센서와 통신할 수도 있다. 센서는 예를 들면, 온도, 촉촉함, 탄성, pH와 같은 피부의 상태, 또는 토출 도관(16)에 대한 근접도를 측정한다. 토출 메커니즘(14)은 피부와의 접촉이 검출될 때에만 물질을 토출하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 피부와의 접촉은 근접 또는 접촉 센서(예를 들면, 기계적, 음향적, 전자기적 또는 광학적)에 의해 검출될 수 있고 피부를 통해 이온토포레시스 전극(18)과 리턴 전극(20) 사이의 폐쇄 회로가 검출되는 것에 의해 검출될 수 있다.
전기 시스템(22)은 이온토포레시스 전극(18)에 전하를 인가하기 위한 직류 전압 생성기 유닛을 포함할 수 있다. 이온토포레시스 전극(18)에 인가되는 전하의 부호는 경피성 전달 장치(10)에 의해 전달되는 특정 유효성분의 이온화된 분자의 부호와 정합하도록 조절가능하다. 이온토포레시스 전극(18)은 적당한 부호를 가진 전압 생성기의 전극에 접속될 수 있다.
전압은 이온토포레시스 전극(18)에 인가되는 전압의 부호와 반대인 부호를 가진 리턴 전극(20)에 인가된다. 다른 예에서, 리턴 전극(20)은 그라운드될 수 있다. 리턴 전극(20)이 피부와 접촉하게 되면, 전류는 이온 전극(18)과 리턴 전극(20) 사이에 흐르게 된다. 어떤 환경(circumstance)하에서, 피부로의 리턴 전극(20)의 인가가 없으면, 피부에 전하가 축적되어 이온토포레시스 전극(18)에 의해 형성되는 전계가 약화된다. 전계의 약화는 경피성 전달 장치(10)의 이온토포레시스 기능(iontophoresis function)을 억제한다. 그런 환경은 이온토포레시스 전극(18) 근방의 피부의 도전성(conductivity) 및 전계가 인가되는 시간의 길이와 같은 팩터에 의존된다.
리턴 전극(20)은 이온토포레시스를 간섭하지 않도록 이온토포레시스 전극(18)으로부터 충분한 거리에서 피부와 접촉된다. 예를 들면, 사용자가 경피성 전달 장치(10)를 사용자의 피부에 동작하는 경우, 리턴 전극(20)은 경피성 전달 장치(10)를 동작시키는 손과 접촉하도록 배치될 수 있다. 경피성 전달 장치(10)가 사용자가 아닌 환자의 피부에 유효성분을 전달하도록 사용자에 의해 동작되는 경우, 리턴 전극(20)은 경피성 전달 장치(10)가 적용되지 않는 피부의 일부분에 배치될 수 있다. 이 경우, 리턴전극은 전기 시스템(22)에 접속될 수 있거나 적당한 케이블에 의해 경피성 전달 장치(10)에 접속될 수 있다.
전기 시스템(22)은 이온토포레시스 전극(18) 또는 리턴 전극(20)에 인가되는 전압을 조정(regulating)하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 전기 시스템(22)의 전압 조정 회로는 이온토포레시스 전극(18)에 의해 인가되는 전계를 조절하도록 제어될 수 있다. 전계의 조절은 전달된 유효성분의 경피 침투를 조절할 수 있다. 예를 들면, 이온토포레시스 전극(18)에 인가되는 전압은 전기 시스템(22) 또는 컨트롤러(24)에 의해 조절될 수 있다. 전계는 환자 피부의 감지 또는 측정된 특성에 의해 조절될 수 있다. 이런 특성은 예를 들면, 온도, 촉촉함, 피부 임피던스 또는 컨덕턴스를 포함한다. 전계는 미리 정해진 시퀀스 또는 프로토콜에 따라 조절될 수 있다.
이온토포레시스 전극(18)과 리턴 전극(20) 사이의 전류는 모니터링된다. 경피성 전달 장치(10)는 전류를 측정하도록 구성된다. 예를 들면, 전기 시스템(22)은 전류 흐름을 측정하거나, 전류가 추출된(extracted) 하나 이상의 양(quantities)을 측정하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 이온토포레시스 전극(18)과 리턴 전극(20) 사이의 측정된 전류는 피부에 토출되는 물질의 양을 지시하거나 피부의 다른 특성을 지시한다. 예를 들면, 임계값보다 작은 측정 전류는 피부 상에 물질이 충분하지 않음을 지시한다.
이온토포레시스 전극(18)은 피부상의 다양한 위치에 적용가능하도록 형태와 크기가 형성된다. 이온토포레시스 전극(18)은 특정 사지(limb) 또는 위치의 피부에 적용가능하게 형태와 크기가 형성된다. 이온토포레시스 전극(18)의 표면은 이온토포레시스에 기여하도록 또는 경피성 전달 장치(10) 상이하거나 부가적인 사용에 기여하도록 구성된다. 예를 들면, 이온토포레시스 전극(18)의 일부분 또는 전부는 거칠게(abrasive) 이루어질 수 있다. 이온토포레시스 전극(18)의 거친 표면은 피부를 박피하도록 피부에 가해질 수 있다. 경피성 전달 장치(10)의 박피 기능의 활용은 물질의 유효성분의 경피성 전달을 위한 경피 전달 장치의 활용과 별개이거나 공존할 수 있다.
경피성 전달 장치(20)의 컨트롤러(24)는 토출 메커니즘(14) 또는 전기 시스템(22)의 하나 이상의 구성요소의 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(24)는 사용자 입력에 따라 토출 메커니즘(14) 또는 전기 시스템(22)의 구성요소를 동작하도록 구성된 회로(예를 들면 집적 회로 포함)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(24)의 회로는 프로그램된 명령어에 따라 동작하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 컨트롤러(24)의 프로세서는 프로세서의 동작을 위해 프로그램된 명령어 또는 파라미터가 저장된 비휘발성 데이터 저장 장치와 통신한다. 프로세서 또는 컨트롤러(24)의 다른 구성요소는 컨트롤러(24) 또는 경피성 전달 장치(10)의 외부에 위치된 프로세서 또는 기타 장치와 통신하도록 구성된다. 예를 들면, 외부 장치와의 통신은 컨트롤러(24)의 동작을 위한 명령어 또는 파라미터의 변경을 가능하게 한다.
컨트롤러(24)는 사용자 컨트롤(26)을 통한 사용자 입력에 따라 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 사용자 컨트롤(26)은 하나 이상의 물리적 제어(예를 들면, 푸시 버튼, 다이얼, 레버, 키, 터치감응 패드)를 포함하거나, 스크린 네비게이션 또는 포인팅 장치와 함께 그래픽 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.
컨트롤러(24)는 인디케이터(28)를 동작시키도록 구성될 수 있다. 인디케이터(28)는 시각적(예를 들면, 빛, 디스플레이스크린, 게이지) 또는 청각적(예를 들면, 스피커, 부저, 또는 벨) 신호를 생성하기 위한 하나 이상의 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(24)는 경고를 발행하기 위해 또는 사용자 컨트롤(26)의 사용자 동작에 대한 피드백을 제공하기 위해 경피성 전달 장치(10)의 현재 상태 또는 동작을 지시하도록 인디케이터(28)을 동작시킬 수 있다.
컨트롤러(24) 또는 전기 시스템(22)은 전원을 포함할 수 있다. 전원은 내부 배터리(예를 들면 충전식 또는 교환식)를 포함하거나, 외부 전원(예를 들면 전원 그리드(grid), 파워서플라이, 트랜스포머, 또는 컨버터)에 대한 커넥션(예를 들면 파워 케이블)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 컨트롤러(24), 전기 시스템(22), 또는 토출 메커니즘(14)은 타이밍 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들면, 타이머는 물질의 토출을 위한 토출 메커니즘(14)의 동작, 또는 이온토포레시스 전극(18)에 전하를 인가하기 위한 전기 시스템(22)의 동작이 개시될 때 시작되거나 개시된다. 인디케이터(28)는 경과 시간을 지시하거나, 미리정해진 시간이 경과한 것을 지시하도록 동작될 수 있다. 미리정해진 시간은 도포된 물질, 도포된 물질의 유효성분, 또는 환자의 피부의 하나 이상의 특성에 따라 선택될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 컨트롤러(24) 또는 경피성 전달 장치(10)는 보관통(12)을 자동으로 식별하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 보관통(12)은 보관통(12)의 내용물을 식별하도록 마킹될 수 있다(그러한 경우, 보관통은 리필가능하지 않고, 또는 본래 내용물과 동일한 물질로만 보관통(12)을 리필하도록 허요된 사람 또는 기관에 의해 인증된 방식으로만 리필 가능하다. 예를 들면, 보관통(12)을 리필하기 위한 픽처(fixture) 또는 머신은 본래 내요물과 동일한 물질로 보관통(12)을 리필하도록 제약될 수 있다. 다른 예에서, 픽처는 보관통(12)이 리필될 때 보관통(12)을 리마킹한다.
예를 들면, 마킹은 광학적방식(예를 들면 바코드, 컬러 코딩, 그레이 스케일 코딩, 편광(polarization), 또는 광학적으로 질의(queried)될 수 있는 다른 방식), 전자적방식(예를 들면, 보관통(12)의 전자적 구성요소에 저장된 식별 데이터), 또는 전자기적방식(무선주파수 식별 테그) 마킹 또는 코딩을 포함한다. 경피성 전달 장치(10) 내에 적당한 광학적방식(예를 들면 적당한 광원과 함께 결합된, 광학적 바코드 리더기, 감광식 디텍터, 컬러 또는 반사 메커, 편향 디텍터(polarized detector)), 전자기적방식(무선주파수 식별 리더기), 또는 적당한 데이터 또는 통신 인터페이스(예를 들면 통신 포트 또는 커넥터, 또는 통신 포트 또는 커넥터)가 이용되어 마킹 또는 식별 데이터를 판독할 수 있다. 마킹에 포함된 정보는 보관통(12) 내에 유지된 물질 또는 유효성분, 보관통(12)에 유지된 물질의 양, 또는 물질 또는 유효성분의 전달을 위한 명령어 또는 파라미터를 식별할 수 있다.
컨트롤러(24)는 보관통(12)의 마킹에 인코딩된 정보에 따라 토출 메커니즘(14) 또는 전기 시스템(22)을 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 마킹내 인코딩된 정보는 물질의 토출 주기, 이온토포레시스 수행 주기, 생성된 전계(또는 전하)의 부호, 생성된 전계(또는 전하)의 크기, 생성된 전계, 또는 토출될 물질의 양(또는 토출 속도)을 판단 또는 정의하는데 이용될 수 있다. 컨트롤러(24)는 마킹내 인코딩된 정보에 따라 인디케이터(28)를 동작시킬 수 있다. 데이터는 보관통(12)의 데이터 저장 장치에 전달될 수 있으며, 보관통(12)에 남아 있는 물질의 양을 업데이트할 수 있다. 마킹내 인코딩된 정보의 판독 또는 인터럽트하는 것이 불가능한 것은 보관통이 경피성 전달 장치(10) 내에 로딩되지 않았거나 부적절하게 로딩된 것을 지시한다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 경피성 전달 장치를 도시한 도면이며, 도 2b는 도 2a에 도시된 경피성 전달 장치를 이온토포레시스 전극이 도시되도록 다른 각도에서 본 도면이다. 도 2c는 도 2a에 도시된 경피서 전달 장치의 다른 각도에서 본 도면이다.
경피성 전달 장치(50)는 우선적으로 자기실시(self-application)를 위해 구성된다. 예를 들면, 사용자는 사용자 피부의 상이한 영역에 물질의 유효성분을 전달하기 위해 경피성 전달 장치(50)를 한손으로 파지한다. 경피성 전달 장치(50)는 사용자가 아닌 환자의 피부에 유효성분을 전달하도록 동작될 수도 있다.
경피성 전달 장치(50)는 하나 이상의 컨트롤(55)를 포함할 수 있다. 컨트롤(55)은 경피성 전달 장치(50)의 동작을 제어하기 위해 동작될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤(55)의 동작은 이온토포레시스 전극을 충전하기 위한 전기 시스템의 동작 또는 물질 토출 메커니즘을 제어할 수 있다. 컨트롤(55)은 인디케이터로서 기능할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤(55)에 매설된 광원(예를 들면 발광다이오드)은 컨트롤(55)의 현재 상태를 지시하도록 동작될 수 있다.
경피성 전달 장치(50)는 전달판(delivery plate)(52)를 포함한다. 전달판은 스킨에 대항해 배치되게 구성된다. 스킨에 대항해 배치될 때, 전달판(52)은 피부에 가해지고 설치된 보관통으로부터 토출된 물질에 전계를 인가한다. 경피성 전달 장치(50)는 사용자 컨트롤(54)을 동작시키는 것에 의해 동작될 수 있다. 토출될 물질의 보관통은 제거 또는 교체를 위해 커버(56)의 하나 이상의 섹션을 개방하는 것에 의해 액세스될 수 있다. 설치된 보관통은 윈도우(66)를 통해 관찰될 수 있다(보관통에 남아 있는 물질의 양을 확인함).
경피성 전달 장치(50)는 커넥터(58)를 통해 다른 장치에 연결될 수 있다. 예를 들면, 커넥터(58)는 전기 코드가 부착되는 파워 커넥션일 수 있다. 전기 코드는 경피성 전달 장치(50)를 외부 파워 그리드, 또는 외부 전압 또는 전류원과 같은 외부 전원에 연결할 수 있다. 외부 전원은 경피성 전달 장치(50)의 동작을 위한 전기력을 제공하거나, 경피성 전달 장치(50)의 내부 전원(예를 들면, 스토리지 또는 충전 배터지 또는 커패시터)을 충전하기 위해 전기력을 제공할 수 있다.
전달판(52)은 물질 분산 채널(60)의 시스템을 포함한다. 물질 분산 채널(60)은 설치된 보관통의 개구(64)를 통해 토출된 물질을 넓은 면적의 전달판(52)으로 분산시키도록 구성된다. 물질 분산 채널(60)은 이온토포레시스 전극(62) 사이에 대략적으로 방사상으로 배치된다. 이온토포레시스 전극(62)은 이온토포레시스를 위한 전계를 생성하도록 충전될 수 있다. 이온토포레시스 전극(62)은 물질 분산 채널(60)과 전기적으로 절연된다.
이온토포레시스 전극(62)의 표면의 일부분 또는 모든 부분은 거칠게 형성된다. 거친 표면은 이온토포레시스 전극(62)으로 하여금 이온토포레시스 전극(62)이 피부를 따라 이동할 때 피부를 박피하도록 기여한다.
전달판(52), 물질 분산 채널(60) 또는 이온토포레시스 전극(62)의 일부분 또는 모든 부분은 경피성 전달 장치(50)의 나머지부분(remainder)으로부터 제거가능하다. 예를 들면, 제거가능한 구성요소는 크리닝 또는 유지보수를 위해 경피성 전달 장치(50)로부터 제거될 수 있다. 제거된 부분은 유지보수가 완료되면 경피성 전달 장치(50)에 재부착될 수 있다. 다른 예에서, 결함 구성요소는 경피성 전달 장치(50)로부터 제거되고 바람직하게 동작되는 구성요소로 교체될 수 있다. 경피성 전달 장치(50), 제거가능한 구성요소, 또는 양자 모두에는 바람직하게 기계적(탭(tabs), 래치(latches), 핀(pin), 또는 소켓(sockets)) 및 전기적 커넥터(예를 들면 커넥터 핀, 소켓, 또는 플러그)이 제공되어 제거 파트 또는 구성요소의 제거 및 부착에 기여한다.
경피성 전달 장치(50)를 동작시키는 사용자는 리턴 전극판(54)을 파지한다. 리턴 전극판(54)을 파지할 때, 경피성 전달 장치(50)가 자기실시이면, 전기 회로는 이온토포레시스 전극(62), 사용자 피부, 리턴 전극판(54)을 경유해 완성된다. 경피성 전달 장치(50)가 사용자에 의해 다른 환자에게 사용되면, 리턴 전극판(54)은 환자 피부의 일부분(예를 들면 환자의 손)에 접촉되어 배치되거나, 리턴 전극(54)과 전기 접촉되는 전극이 환자 피부에 접촉되어 배치될 수 있다.
도 3은 도 2a에 도시된 경피성 전달 장치의 내부 구성요소를 도시한 도면이다. 도 3에서 커버(56)는 제거되었다.
보관통 커버(70)는 피부에 도포될 물질을 유지하는 보관통을 적어도 부분적으로 감싼다. 보관통 커버(70)는 로킹 바(78)에 의해 제자리에 유지된다. 로킹 바는 보관통 커버(70)가 제거될 때 개방되고(보관통 커버(70)로부터 멀어지도록 회전됨), 보관통 커버(70)가 제자리에 유지될 때 폐쇄된다(로킹 바(78)의 원단부가 보관통 커버(70)에 대항해 가압하거나 인게이징하도록 회전됨).
보관통 커버(70)는 교체가능한 보관통의 일부이고, 보관통이 교체될 때 자체적으로 교체된다. 대안적으로, 보관통 커버(70)는 경피성 전달 장치(50)의 일부분일 수 있다. 이 경우, 로킹 바(78)가 개방되고, 경피성 전달 장치(50)로부터 보관통을 제거하기 전에 보관통 커버(70)가 제거 또는 개방된다. 새로운 또는 리필된 보관통이 경피성 전달 장치(50)에 설치된 후, 보관통 커버(70)가 복귀되거나 폐쇄되고 로킹 바(78)가 잠궈 진다.
경피성 전달 장치(50)의 물질 토출 메커니즘은 모터(72), 웜(74)과 대응 너트(76)를 포함하는 변속기(transmission)를 포함한다.
도 4는 도 3에 도시된 경피성 전달 장치의 물질 토출 메커니즘의 구성요소를 나타낸 도면이다.
모터(72)는 그 축을 중심으로 웜(74)을 회전시키도록 동작한다. 웜(74)의 회전은 웜(74)을 따라 길이방향으로 너트(76)를 이동시킨다.
모터(72)를 회전의 정방향(forward direction)으로 회전시키는 동작은 너트를 보관통(80)으로 향해 움직이도록 한다. 너트가 보관통(80)을 향해 이동하면, 피스톤(84)은 보관통(80) 속으로 푸시된다. 예를 들면, 피스톤(84)은 너트(76) 또는 피스톤(84)에 대항해 푸시하는 너트의 표면에 부착될 수 있다.
피스톤(84)을 보관통(80) 속으로 푸시하는 것은 보관통(80)에 유지된 물질에 유압을 인가한다. 피스톤 실(seal)(86)은 피스톤(84)과 보관통(80)의 벽 사이에서 보관통(80)으로부터 물질이 누수되는 것을 방지한다. 물질의 유압이 증가하도록 보관통(80) 내의 물질에 압력을 가하면 다량의 물질이 보관통 분출구(82)로 밀려 나온다. 예를 들면, 보관통 분출구(82)는 증가된 압력이 없는 경우에 자체-밀봉되도록 구성될 수 있다. 피스톤(84)의 지속적인 푸싱은 대응하는 속도로 물질이 보관통 분출구(82)에서 토출되도록 야기한다. 보관통(80) 내의 물질이 비압축성이면 피스톤(84)을 푸싱하면 보관통(80)의 내부 부피가 감소되고 동일한 부피의 물질이 보관통 분출구(82)를 통해 토출된다.
보관통(80)의 교체 이전에, 모터(72)는 역방향으로 동작될 수 있다. 모터(72)의 역방향 동작은 너트(76)(및 피스톤(84), 너트(76)에 부착된 경우)를 보관통(80)으로부터 철회시킨다. 보관통(80)으로부터 너트(76)의 철회는 너트(76)로부터의 간섭없이 경피성 전달 장치로부터 보관통(80)의 제거를 가능하게 한다.
본 발명에 따른 경피성 전달 장치는 유효성분의 경피 전달을 위한 방법을 실시하는에 이용될 수 있다. 유효성분을 포함하는 물질의 카트리지 또는 보관통은 경피성 전달 장치에 설치되거나 사전에 설치되어 있을 수 있다.
물질을 토출하기 위한 개구와 이온토포레시스 전극을 포함하는 경피성 전달 장치의 표면이 피부에 대항해 배치된다.
물질 토출 시스템은 피부 상에 물질을 토출하도록 동작된다. 예를 들면, 사용자는 물질이 피부에 토출되도록 컨트롤을 동작시킬 수 있다. 컨트롤의 동작은 미리정해진 양의 물질을 자동으로 토출시키거나, 사용자가 물질 토출을 시작하거나 종료하도록 컨트롤을 동작시킬 수 있다. 미리정해진 양은 보관통에 유지된 물질의 식별에 기반하여 결정된다.
전기 시스템은 적당한 이온토포레시스 전극을 충전하도록 동작한다. 예를 들면, 컨트롤은 전극을 충전하도록 동작될 수 있다. 컨트롤의 동작은 이온토포레시스 전극을 미리정해진 시간동안 미리정해진 전하로 충전하거나, 사용자는 전극의 충전 및 방전을 제어하도록 컨트롤을 동작시킨다. 미리정해진 전하 또는 미리정해진 시간은 보관통에 유지된 물질의 식별에 기반하여 결정된다. 물질의 토출과 동시적으로 또는 물질의 토출에 이어서 전극을 충전하는 것은 이온토포레시스를 통해 물질의 유효성분의 경피 전달을 야기한다.
전기 시스템의 동작 동안, 리턴 전극은 전기영동(electrophoresis) 전극과 접촉되지 않은 피부의 영역에 접촉되어 배치된다.
경피성 전달 장치가 피부상에 물질을 토출하고 이온토포레시스를 인가하여 물질의 유효성분을 경피 전달을 야기하는 동작 이후, 물질을 토출하는 개루를 포함하는 경피 전달 장치의 표면과 이온토포레시스 전극은 피부의 다른 영역으로 이동될 수 있다. 물질의 토출과 이온토포레시스의 인가는 다른 영역에서 반복된다.

Claims (15)

  1. 보관통, 하우징 및 전달판(delivery plate)을 구비한 경피성 전달 장치(transdermal delivery device)에 있어서,
    보관통은 보관통으로부터 물질을 제공하기 위한 연장된 분출구를 포함하고,
    하우징은 보관통에 탈부착되도록 구성되고,
    상기 보관통이 상기 하우징에 부착될 때, 상기 하우징은 상기 보관통으로부터 물질을 상기 분출구를 통해 토출하도록 동작하는 토출 메커니즘을 포함하고,
    상기 전달판은 피부에 부착할 수 있는 외부 표면을 포함하고, 상기 외부 표면은 전달판의 개구로부터 확산시키는 복수의 방사 채널(radiating channels)을 포함하고, 상기 분출구는 상기 개구를 통해 경피성 전달 장치의 외부로 연장되고 상기 보관통으로부터 물질을 피부에 직접 투여할 수 있도록 구성되며, 상기 방사 채널은 상기 물질을 전체 전달판에 분산시키도록 구성되고, 상기 전달판은 적어도 하나의 이온토포레시스 전극을 포함하고, 상기 이온토포레시스 전극은, 물질이 피부에 투여될 때 동시에 충전되어, 물질의 활성 성분을 경피 전달하기 위해 전계(electric field)를 생성하는
    경피성 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토출 메커니즘은 전기 모터를 포함하는 경피성 전달 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 토출 메커니즘은 웜(worm) 및 너트(nut)를 포함하는 경피성 전달 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 토출 메커니즘은 피스톤을 보관통 내로 푸시(push)하도록 구성되는 경피성 전달 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전달판은 상기 경피성 전달 장치에 탈부착가능한 경피성 전달 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 토출 메커니즘은 미리정해진 양의 물질을 토출하도록 제어가능한 경피성 전달 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이온토포레시스 전극에 인가되는 전하는 조절가능한 경피성 전달 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    리턴 전극을 더 포함하고,
    상기 리턴 전극은, 이온토포레시스 전극과 리턴 전극이 피부의 독립된 영역(separate regions)에 접촉되어 배치될 때, 상기 피부가 이온토포레시스 전극과 리턴 전극 사이에 전기 회로를 완성하도록 구성되는 경피성 전달 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 리턴 전극은 경피성 전달 장치의 외부 표면에 배치되고, 경피성 전달 장치가 손에 파지될 때 상기 리턴 전극이 손에 접촉되는 경피성 전달 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 경피성 전달 장치는 이온토포레시스 전극과 리턴 전극 사이의 전류를 측정하도록 구성된 경피성 전달 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 보관통의 식별 마크를 검출하기 위한 검출기를 더 포함하는 경피성 전달 장치.
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