KR102267358B1 - 약물 주입 장치 - Google Patents

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Abstract

약물 주입 장치를 개시한다. 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는, 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 중공을 포함하는 검출부재; 및 상기 검출부재에 부착되고, 대상 생체 물질과 접촉하여 상기 대상 생체 물질의 농도를 센싱하는 바이오 센서를 포함하고, 상기 검출부재는 상기 길이 방향에 수직한 단면을 기준으로, 제1라인과, 상기 제1라인과 연결되어 폐곡선을 형성하고 상기 제1라인이 형성하는 최대 곡률 이상의 곡률을 형성하는 부분을 가지는 제2라인을 포함할 수 있다.

Description

약물 주입 장치{DEVICE FOR MEDICINE INJIECTION}
아래의 실시 예는 약물 주입 장치에 관한 것이다.
종래의 인슐린 의존 환자는, 자가 혈당 측정 기기(Self measurement blood glucose)로 공복, 점심 식후, 저녁 식전, 저녁 식후, 및 취침 전 등의 각 시점마다 혈당을 측정해야 했다. 인슐린 의존 환자는, 상술한 혈당 측정 결과에서 혈당조절이 필요한 경우, 인슐린 주사기를 이용하여 스스로 적절한 양의 인슐린을 결정하여 주입함으로써, 혈당을 관리했다.
상술한 혈당 관리를 위해서는 자가 혈당 측정 기기, 인슐린 카트리지, 인슐린 주입장치 등이 요구된다. 또한, 인슐린 의존 환자는 측정된 혈당수치와 주입한 인슐린의 양을 정확히 기록하고, 해당 기록을 전문의에게 보여주어 피드백을 받아야 했다.
예를 들어, 인슐린 의존 환자는, 현재 자신의 혈당수치를 확인하기 위해 란셋을 통해 피부를 뚫어서 채취된 혈액을 테스트 스트립에 떨어트려서 자가 혈당 측정 기기를 통해 현재 혈당수치를 확인할 수 있다. 그 후, 자가 혈당 측정 기기를 통해 혈당조절이 필요하다고 확인이 된 경우, 인슐린 의존 환자는 인슐린주입기를 준비할 수 있다. 인슐린 의존 환자는 의사가 권고한 만큼의 주입량을 인슐린주입기에 수동으로 설정해야 한다. 또한, 인슐린 의존 환자는 인슐린 주입기를 주사할 피부 부위에 올려놓은 후, 수동으로 주입해야 한다. 더 나아가, 인슐린 의존 환자는 혈당조절기록지 등에 측정된 혈당수치와 인슐린 주입량을 직접 기록해야 한다.
일 실시 예에 따른 목적은 일회의 침습을 통해 혈당량 측정 및 인슐린 주입을 수행할 수 있는 약물 주입 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 센서가 보다 용이하게 부착될 수 있는 니들 구조를 가지는 약물 주입 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 침습 과정에서 사용자가 느끼는 불편함을 경감할 수 있는 약물 주입 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시 예에 다른 약물 주입 장치는, 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 중공을 포함하는 검출부재; 및 상기 검출부재에 부착되고, 대상 생체 물질과 접촉하여 상기 대상 생체 물질의 농도를 센싱하는 바이오 센서를 포함하고, 상기 검출부재는 상기 길이 방향에 수직한 단면을 기준으로, 제1라인과, 상기 제1라인과 연결되어 폐곡선을 형성하고 상기 제1라인이 형성하는 최대 곡률 이상의 곡률을 형성하는 부분을 가지는 제2라인을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 바이오 센서는 상기 제1라인에 해당하는 검출부재 부위에 부착될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 바이오 센서는, 상기 검출부재의 표면에 배치될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 바이오 센서는, 상기 중공 내에 배치될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 검출 부재는 외부의 상기 대상 생체 물질을 상기 중공 내로 일방향 투과시키는 다공성 재질로 형성될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 바이오 센서는 상기 검출부재에 도포되고, 대상 생체 물질과 선택적으로 반응하는 효소를 포함하는 반응층; 및 상기 반응층과 연결되고, 상기 효소의 반응에 의한 전기적 신호를 생성하는 센싱 전극을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 검출부재는, 타원(eclipse) 형상의 단면을 가질 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제1라인은 직선(straight line)일 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 검출부재는, 상기 길이 방향에 대해 사선을 형성하는 단부 형상을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 검출부재의 외면을 감싸고, 상기 검출부재와 나란한 길이 방향을 가지는 주입부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는, 약물 주입을 위해 피부 내 침습 부위에 삽입되고, 길이 방향을 따라 형성되는 관통구를 포함하는 주입부재; 상기 주입부재와 나란한 길이 방향을 가지고, 상기 침습 부위에 상기 주입부재와 동시에 삽입되는 검출부재; 및 상기 검출부재에 부착되고, 대상 생체 물질의 농도를 센싱하기 위한 바이오 센서를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 검출부재는 길이 방향을 따라 내부를 관통하여 형성되고, 상기 침습 부위 내 대상 생체 물질을 흡입하기 위한 중공을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 길이 방향에 수직한 단면을 기준으로 상기 검출부재 및 주입부재 각각은 제1라인과, 폐곡선을 형성하도록 상기 제1라인과 연결되고, 상기 제1라인보다 높은 곡률을 형성하는 부분을 포함하는 제2라인을 포함하고, 상기 검출부재 및 주입부재 각각의 제1라인은 서로 마주볼 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제1라인은 직선(straight line)을 형성할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 바이오 센서는, 상기 검출부재의 제1라인 부위에 부착될 수 있다.
일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는 한번의 침습 동작을 통해 생체 물질 측정 및 인슐린 주입을 동시에 수행함으로써, 사용자가 느끼는 불편함 및 고통을 최소화할 수 있다.
일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는 침습부재의 단면이 타원 형태로 형성됨으로써, 센서등의 부재가 용이하게 부착될 수 있다.
일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 사용 상태도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 구성도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 구성도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 부분 사시도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI라인에 따른 단면도이다.
도 7은 도 5의 VI-VI라인에 따른 단면도이다.
도 8은 도 5의 VI-VI라인에 따른 단면도이다.
도 9는 도 5의 VI-VI라인에 따른 단면도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 부분 사시도이다.
도 11은 도 10의 XI-XI라인에 따른 단면도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 부분 사시도이다.
도 13은 도 12의 XIII-XIII라인에 다른 단면도이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 부분 사시도이다.
도 15는 도 14의 XV-XV라인에 따른 단면도이다.
도 16은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 부분 사시도이다.
도 17은 도 16의 XVII-XVII라인에 따른 단면도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 사용 상태도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치(1)는 사용자(U)의 신체 내 생체 물질의 정보를 센싱하고, 사용자(U) 신체에 약물을 주입하는데 사용될 수 있다. 약물 주입 장치(1)는 사용자(U) 신체에 침습(invasion)되는 방식으로 사용될 수 있다. 약물 주입 장치(1)는 사용자(U)의 피부를 관통하여 피부 내부로 삽입될 수 있다. 이하에서는, 약물 주입 장치(1)가 침습되는 사용자(U)의 신체 부위를 '침습 부위(A)'라고 표현하도록 한다.
약물 주입 장치(1)는 사용자(U) 체내의 생체 물질 정보를 센싱할 수 있다. 약물 주입 장치(1)는 사용자(U) 체액과 접촉하여, 체액 내 대상 생체 물질의 정보, 예를 들어, 생체 물질의 농도를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 약물 주입 장치(1)가 센싱하는 생체 물질 정보는 혈당(blood glucose)일 수 있다. 약물 주입 장치(1)는 침습 부위를 통해 사용자(U) 체내로 약물을 주입할 수 있다. 이 경우, 약물은 대상 생체 물질과 연관된 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상 생체 물질 정보가 혈당량인 경우, 약물 주입 장치(1)를 통해 사용자 체내로 주입되는 약물은 혈당량을 감소시키기 위한 인슐린(insulin)일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 약물 주입 장치(1)가 센싱하는 생체 물질 및 주입 약물의 종류는 이에 한정되지 않는다.
도 2는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치(1)의 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치(1)의 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는 니들 헤드(10) 및 본체(11)를 포함할 수 있다.
니들 헤드(10)는 사용자 체내 침습 부위로 삽입될 수 있다. 니들 헤드(10)는 대상 생체 물질의 정보 센싱을 위해 침습 부위의 체액에 접촉하거나, 침습 부위를 통해 사용자 체내로 약물을 주입할 수 있다. 니들 헤드(10)는 본체(11)와 연결될 수 있다.
본체(11)는 하우징(111), 디스플레이(112), 조작부(113), 약물 공급부(114), 구동부(115), 분석부(117), 제어부(116) 및 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.
하우징(111)은 본체(11)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(111)은 내부에 약물 공급 장치의 부품들을 수용하고, 수용된 부품들이 정위치에 위치하도록 각 부품들을 지지할 수 있다. 하우징(111)은 사용자에 의해 파지될 수 있다. 하우징(111)은 사용자가 파지하기 용이한 형상, 예를 들어, 도 2와 같은 펜 형태의 형상을 가질 수 있다. 다만, 상술한 하우징(111)의 형상은 하나의 예시에 불과하므로, 하우징(111)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
디스플레이(112)는 하우징(111)의 외면에 배치될 수 있다. 디스플레이(112)는 약물 공급 장치와 관련된 정보를 외부로 표시함으로써, 관련 정보를 사용자에게 인식시킬 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(112)는 약물 공급 장치를 통해 분석된 사용자의 생체 정보나, 약물 공급 장치의 작동에 관련한 정보를 표시할 수 있다. 디스플레이(112)는 표시되는 정보를 텍스트, 기호, 그래프와 같은 다양한 방식의 시각적 표현으로 표시할 수 있다. 디스플레이(112)를 통해 표시되는 시각 표시 이외에, 보조 표시, 예를 들어, 스피커를 통한 청각적 표시나, 진동을 통한 촉각적 표시가 약물 주입 장치(1)에 동시에 구현될 수 있다.
조작부(113)는 하우징(111)의 외면에 배치되고, 사용자에 의해 조작될 수 있다. 조작부(113)는 사용자의 조작 행위(control action)에 의해 입력정보를 입력받고, 입력받은 조작 정보를 후술하는 제어부(116)에 전달할 수 있다. 제어부(116)에 전달된 조작 정보에 의해 약물 주입 장치(1)가 작동될 수 있다.
약물 공급부(114)는 내부에 약물을 수용할 수 있다. 약물 공급부(114)는 다양한 방식으로 약물을 수용할 수 있다. 예를 들어, 약물 공급부(114)에는 약물이 저장된 약물 카트리지가 삽입될 수 있다. 이 경우, 약물 카트리지는 저장된 약물이 소진되면 약물 공급부(114)에서 교체될 수 있다. 반면, 이와 달리 약물 공급부(114)는 외부에서 공급되는 약물을 수용하는 수용 챔버를 포함할 수도 있다. 약물 공급부(114)는 니들 헤드(10)와 연결될 수 있다. 이 경우, 본체(11)에는 약물 공급부(114) 및 니들 헤드(10)를 연결하는 약물 전달 경로가 형성될 수 있다. 따라서, 약물 공급부(114)의 약물은 약물 주입 장치(1)의 작동에 따라 니들 헤드(10)로 이동하여 침습 부위로 주입될 수 있다.
구동부(115)는 약물 공급부(114)에 수용된 약물의 배출을 조절할 수 있다. 다시 말해, 구동부(115)는 약물 공급부(114)로부터 니들 헤드(10)로 약물이 배출되도록 약물 저장부의 외력(external force)를 가할 수 있다. 구동부(115)의 작동 여부에 따라, 약물 저장부로부터 배출되는 약물의 배출이 조절될 수 있다.
분석부(117)는 사용자의 생체 정보를 분석할 수 있다. 분석부(117)는 니들 헤드(10)와 전기적으로 연결되고, 니들 헤드(10)를 통해 획득한 생체 물질의 정보를 분석할 수 있다. 분석부(117)는 후술하는 바이오 센서(104)가 센싱한 대상 생체 물질의 정보에 기초하여, 사용자의 생체 정보에 대한 분석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 분석부(117)는 바이오 센서(104)에 의해 생성된 전기 신호를 아날로그-디지털 변환(ADC, analog to digital converting)함으로써, 대상 생체 물질의 양에 대응하는 디지털 수치를 획득할 수 잇다. 동시에, 분석부(117)는 획득한 디지털 수치를 보정하고 분석함으로써, 사용자 생체 정보와 관련한 목표 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 분석부(117)는 바이오 센서(104)를 통해 사용자의 체내 혈당량 정보를 획득하고, 이에 기초하여 사용자의 건강 상태에 대한 평가 데이터를 획득할 수 있다.
분석부(117)는 분석된 생체 정보에 기초하여, 사용자에게 주입되어야 할 약물의 공급량을 결정할 수 있다. 예를 들어, 분석부(117)는 측정된 혈당량에 기초하여 사용자에게 적합한 인슐린 주입량을 결정할 수 있다. 분석부(117)는 분석된 혈당량 대비 인슐린에 대한 알고리즘을 통해 인슐린 공급량을 결정하거나, 외부 서버로부터 입력받은 데이터, 예를 들어, 사용자의 의료기록에 기초한 의사의 평가 데이터등에 기초하여 사용자에게 적합한 인슐린 투입량을 결정할 수 있다. 인슐린 투입량은 사용자의 체중, 복용약물, 건강상태에 따라 개별적으로 달라질 수 있기 때문에, 분석부(117)는 사용자의 신체 데이터의 저장 정보를 통해 개인별 맞춤 약물 주입량을 결정할 수 있다. 다만, 분석부(117)를 통한 약물 공급량의 결정 방식은 상술한 예시에 한정되지 않으며, 다양한 방식으로 결정될 수 있다.
제어부(116)는 약물 공급 장치의 작동을 제어할 수 있다. 제어부(116)는 예를 들어, 분석부(117)를 통해 결정된 약물 공급량에 따라, 구동부(115)의 작동을 제어할 수 있다. 따라서, 약물 공급부(114)로부터 니들 헤드(10)로 배출되는 약물의 양, 즉, 사용자 체내로 주입되는 약물의 양이 제어될 수 있다.
통신부(미도시)는 외부 서버 및 모바일 단말과 통신을 수립할 수 있다. 예를 들어, 통신부는 모바일 단말과 무선 통신을 수립할 수 있고, 모바일 단말을 경유하여 외부 서버(예를 들어, 클라우드 서버)와 통신을 수립할 수 있다. 통신부는 모바일 단말을 경유하여 외부 서버로 생체 측정 정보를 송신하고, 외부 서버로부터 주입 정보를 수신할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치(1)는, 분리 가능한 니들 헤드(10) 및 본체(11)를 포함할 수 있다.
니들 헤드(10) 및 본체(11)는 물리적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 본체(11)에는 제1체결부(미도시)가 형성되고, 니들 헤드(10)에는 제1체결부와 체결 가능한 제2체결부(미도시)가 형성될 수 있다. 제1체결부 및 제2체결부는 서로 체결 가능한 구조, 예를 들어, 나사 방식으로 연결될 수 있다. 반면, 이와 달리 제1체결부 및 제2체결부는 자석 결합을 통해 서로 체결됨으로써, 니들 헤드(10) 및 본체(11)를 물리적으로 연결할 수 있다.
니들 헤드(10) 및 본체(11)는 물리적인 연결과 동시에 전기적으로도 연결될 수 있다. 본체(11) 및 니들 헤드(10)는 전기적으로 연결되는 제1커넥터(1181) 및 제2커넥터(1182)를 각각 포함할 수 있다. 제1커넥터(1181) 및 제2커넥터(1182)는 본체(11) 및 니들 헤드(10)가 서로 체결된 상태에서, 전기적으로 연결됨으로써, 니들 헤드(10)의 정보를 본체(11)로 전달하거나 본체(11)의 신호를 니들 헤드(10)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 니들 헤드(10)에서 센싱된 대상 생체 물질의 정보가 본체(11)로 전달되거나, 본체(11)의 작동 신호에 따라 니들 헤드(10)가 작동될 수 있다. 또한, 전력이 본체(11)로부터 니들 헤드(10)로 공급될 수도 있다.
니들 헤드(10)는 사용자 체액에 접촉하는 특성상, 오염 또는 손상에 따라 주기적으로 교체될 필요가 있다. 니들 헤드(10)가 본체(11)에 체결 가능한 경우, 사용자는 사용된 니들 헤드(10)를 본체(11)에서 분리하여 교체할 수 있기 때문에, 약물 주입 장치(1)의 유지보수성이 향상될 수 있다.
이하에서는, 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치(1)의 니들 헤드(10) 부분을 구체적으로 설명하도록 한다. 약물 주입 장치(1)를 설명함에 있어서, 앞서 설명한 기재와 중복되는 내용은 생략하도록 한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치(1)의 부분 사시도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치(1)는 니들 헤드(10)를 통해 사용자의 체내 침습 부위로 삽입될 수 있다. 니들 헤드(10)는 지지부(103), 검출부재(101) 및 바이오 센서(104)를 포함할 수 있다.
지지부(103)는 검출부재(101)를 지지할 수 있다. 지지부(103)에는 본체(11)에 구비된 제1체결부와 체결가능한 제2체결부가 구비될 수 있으며, 제1커넥터(1181)와 전기적으로 연결되는 제2커넥터(1182)가 배치될 수 있다.
검출부재(101)는 사용자의 피부 내 침습 부위로 직접 삽입될 수 있다. 다시 말해, 검출부재(101)는 사용자의 피부를 관통하여 체내로 침습될 수 있다. 검출부재(101)는 지지부(103)로부터 일 방향으로 돌출되는 길이 방향을 가질 수 있다. 검출부재(101)의 단부는 피부를 관통하여 침습 가능한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 검출부재(101)의 단부는 길이 방향을 기준으로 길이 방향에 대해 사선을 형성하는 형상을 가질 수 있다.
검출부재(101)는 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 중공(1011)을 포함할 수 있다. 중공(1011)은 검출부재(101)가 삽입된 침습 부위 내 체액 샘플을 흡입할 수 있다. 예를 들어, 검출부재(101)는 모세관 현상(Capillary action)을 통해 침습 부위의 체액으로부터 체액 샘플을 추출할 수 있다. 반면, 이와 달리 검출부재(101)의 중공(1011)에는 음압이 가해짐으로써 침습 부위 내 체액 샘플을 흡입할 수도 있다.
바이오 센서(104)는 검출부재(101)에 부착될 수 있다. 바이오 센서(104)는 사용자의 체액 내 대상 생체 물질과 접촉하여, 대상 생체 물질의 정보, 예를 들어, 농도를 센싱할 수 있다. 대상 생체 물질이 체액 내 글루코스 인 경우, 바이오 센서(104)가 센싱하는 정보는 혈당량일 수 있다.
바이오 센서(104)는 체액 내 대상 생체물질과 반응하여 전기적 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 바이오 센서(104)는 대상 생체 물질과 반응하여 사용자 체내 생체물질의 농도에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 트랜스듀서(transducer)일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 바이오 센서(104)가 대상 생체 물질의 정보를 센싱하는 방식은 알려진 다양한 방식이 적용될 수 있다.
도 6 내지 도 9는 도 5의 VI-VI라인에 따른 단면도이다.
도 6 내지 도 9는 검출부재(101)의 단면에 대한 다양한 예시를 나타낸다. 도 6 내지 도 9를 참조하면, 바이오 센서(104)는 검출부재(101)에 직접 부착될 수 있다. 검출부재(101)는 바이오 센서(104)가 부착되기 용이한 형상을 가질 수 있다.
검출부재(101)는 길이 방향에 수직한 단면을 기준으로, 제1라인(L1)과, 제1라인(L1)과 연결되어 폐곡선을 형성하는 제2라인(L2)을 포함하는 단면 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제2라인(L2)은 제1라인(L1)이 형성하는 최대 곡률(curvature) 이상의 곡률을 형성하는 부분을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 제1라인(L1)은 제2라인(L2)보다 작은 굽은 정도를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이 검출부재(101)의 단면을 기준으로, 제1라인(L1)은 곡률이 '0'인 직선(straight line)에 가까운 형태를 가질 수 있다. 이 경우, 제2라인(L2)은 제1라인(L1)이 형성하는 최대 곡률보다 큰 곡률을 형상하는 부분을 포함하게 된다.
바이오 센서(104)는 검출부재(101)에서 제1라인(L1)에 해당하는 부위에 부착될 수 있다. 제1라인(L1)은 검출부재(101)의 다른 부위에 비해 단면의 곡률이 작기 때문에, 제1라인(L1)에 해당하는 검출부재(101) 부위는 상대적으로 평평한 면을 형성할 수 있다. 따라서, 바이오 센서(104)는 용이하게 검출부재(101)에 부착될 수 있다.
바이오 센서(104)는 반응층(1042)과, 센싱 전극(1041)을 포함할 수 있다.
반응층(1142)은 검출부재(101)에 직접 도포되고, 대상 생체 물질과 선택적으로 반응하는 효소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 반응층(1142)에 포함된 효소는 사용자 체액 내 포도당과 반응하는 효소일 수 있다.
센싱 전극(1041)은 효소의 화학적 반응에 의한 전기적 신호를 생성할 수 있다. 센싱 전극(1041)이 생성하는 전기적 신호는 체내 혈당량에 대한 신호일 수 있다. 센싱 전극(1041)에서 생성된 신호는 본체(11)로 전달될 수 있다. 센싱 전극(1041)은 한 쌍으로 구비될 수 잇다. 이 경우, 하나의 전극은 체액 내 대상 생체 물질의 농도를 측정하는 검출 전극으로 작용하고, 다른 하나의 전극은 대상 생체 물질의 레퍼런스(reference) 값을 측정하는 레퍼런스 전극으로 작용할 수 있다.
바이오 센서(104)는 검출부재(101)의 내면, 다시 말해 검출부재(101)의 중공(1011) 내에 배치될 수 있다. 이 경우, 바이오 센서(104)가 검출부재(101)의 외면에 노출되지 않기 때문에 침습 과정에서 손상되는 것이 방지될 수 있다. 바이오 센서(104)가 배치되는 검출부재(101) 부위는 제1라인(L1)을 형성하는 검출부재(101)의 내면 부위일 수 있다. 따라서, 바이오 센서(104)의 반응층(1142) 및 센싱 전극(1041)은 검출부재(101)에 보다 용이하게 직접 연결될 수 있다. 바이오 센서(104)가 검출부재(101)에 직접 연결되는 경우, 바이오 센서(104)가 체액에 직접 접촉하기 때문에 보다 정확한 대상 생체 물질의 정보 센싱이 가능할 수 있다.
도 7을 참조하면, 검출부재(101)는 타원(eclipse) 형상의 단면을 가질 수 있다. 타원의 경우 각 부위마다 곡률이 변화할 수 있다. 타원의 장축을 연결하는 곡선 부위는 타원의 단축을 연결하는 곡선 부위의 곡률보다 작은 곡률을 가지게 된다. 검출부재(101)가 타원 형상의 단면을 가지는 경우, 제1라인(L1)은 장축을 연결하는 곡선 부위에 위치하게 되며, 제2라인(L2)은 제1라인(L1)의 양측을 연결하여 폐곡선을 형성하게 된다. 이 경우, 제2라인(L2)은 제1라인(L1)의 각 부위가 가지는 최대 곡률보다 높은 곡률을 형성하는 부분을 포함하게 된다.
결과적으로, 검출부재(101)가 원형의 단면 형상을 가지는 경우와 비교하여, 타원형 단면의 검출부재(101)는 원의 곡률에 비해 상대적으로 곡률이 작은 제1라인(L1)을 포함하게 된다. 따라서, 바이오 센서(104)는 원형의 단면 형상을 가지는 검출부재(101)와 비교하여, 제1라인(L1)에 해당하는 검출부재(101) 부위를 통해 보다 용이하게 검출부재(101)에 직접 부착될 수 있다.
도 8을 참조하면, 검출부재(101)는 반원과 유사한 단면 형상을 가질 수 있다. 즉, 검출부재(101)의 단면은 직선을 형성하는 제1라인(L1)과, 제1라인(L1)의 양측을 연결하는 제2라인(L2)으로 구분될 수 있으며, 제1라인(L1)에 해당하는 검출부재(101) 부위는 평평한 면을 포함할 수 있다. 바이오 센서(104)는 검출부재(101)의 평평한 면, 즉, 제1라인(L1)에 해당하는 부위를 통해 보다 견고하고 안정적으로 검출부재(101)에 직접 부착될 수 있다.
도 9를 참조하면, 검출부재(101)는 복수의 제1라인(L1)과, 상기 제1라인(L1)을 연결하여 폐곡선을 형성하는 복수의 제2라인(L2)을 포함하는 단면 형상을 가질 수 있다. 제1라인(L1)은 직선에 가까운 곡률을 가지고, 제2라인(L2)은 제1라인(L1)보다 높은 곡률을 가질 수 있다. 바이오 센서(104)는 제1라인(L1)에 해당하는 검출부재(101) 부위에 부착될 수 있다.
앞서 설명한 도 6 내지 도 9의 나타난 검출부재(101)의 단면 형상은 제1라인(L1)과 제1라인(L1)보다 높은 곡률을 가지는 제2라인(L2)을 포함하는 예시에 해당하며, 검출부재(101)의 단면 형상은 상술한 예시에 한정되지 않는다.
도 10은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 부분 사시도이고, 도 11은 도 10의 XI-XI라인에 따른 단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 니들 헤드(20)는 지지부(203), 검출부재(201) 및 바이오 센서(204)를 포함할 수 있다.
검출부재(201)는 지지부(203)에 연결될 수 있다. 검출부재(201)는 길이 방향을 가지고, 내부를 관통하는 중공(2011)을 포함할 수 있다. 길이방향에 수직한 검출부재(201)의 단면은 일정하지 않은 곡률을 형성할 수 있다. 예를 들어, 검출부재(201)는 타원형의 단면 형상을 가질 수 있다. 외부에서 바라볼 때, 검출부재(201)는 납작한 형태일 수 있다.
검출부재(201)의 단부는 사용자 피부 내 침습부위로 삽입될 수 있다. 검출부재(201)의 단부는 길이방향에 사선지는 형태를 가질 수 있다. 검출부재(201)가 납작한 형태인 경우, 검출부재(201)의 단부는 커터칼과 유사한 형태를 가질 수 있다. 따라서, 검출부재(201)는 사용자의 피부에 침습될 때, 피부를 절개하는 방식으로 삽입됨으로써 사용자가 침습 과정에서 느끼는 불편함을 최소화하고, 침습 과정에서 발생하는 사용자 피부의 손상을 최소화할 수 있다.
바이오 센서(204)는 상대적으로 곡률이 낮은 검출부재(201)의 표면에 부착될 수 있다. 바이오 센서(204)는 단면의 곡률이 낮은 검출부재(201)의 외부면에 부착될 수 있다. 바이오 센서(204)는 검출부재(201) 외면에 도포되는 반응층(2042)과, 반응층(2042)에 연결되는 센싱 전극(2041)을 포함할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 부분 사시도이고, 도 13은 도 12의 XIII-XIII라인에 다른 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 약물 주입 장치의 니들 헤드(30)는 지지부(303), 검출부재(301) 및 바이오 센서(304)를 포함할 수 있다.
검출부재(301)는 지지부(303)로부터 일 방향으로 연장되는 길이 방향을 가질 수 있다. 검출부재(301)는 길이 방향을 따라 내부에 형성되는 중공을 포함하고, 사용자 피부 내로 삽입된 상태에서 중공 내로 체액 샘플을 흡입할 수 있다.
검출부재(301)는 중공 외부의 체액 중 대상 생체 물질을 중공 내로 일방향 투과시키는 다공성 재질로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 검출부재(301)는 외면을 관통하는 복수의 공극을 포함할 수 있다.
검출부재(301)가 침습 부위(A)에 삽입된 상태에서, 중공 외부의 체액(G)은 공극을 통해 중공 내부로 유입될 수 있다. 한편, 도면에서는 중공이 검출부재(301)의 단부와 연통되는 것으로 도시하였으나, 이와 달리 중공은 검출부재(301)의 단부와 연통되지 않을 수도 있다. 검출부재(301)는 중공 외부의 체액(G)은 공극을 통해 중공 내부로 유입하는 반면, 중공 내부의 물질이 중공 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 사용자 체액 센싱 과정에서, 검출부재(301)는 바이오 센서(304)와의 화학반응을 통해 발생한 물질이 공극을 통해 외부로 배출되는 것을 방지함으로써, 화학 반응물이 사용자 체내로 역 주입되는 것을 방지할 수 있다.
바이오 센서(304)는 중공 내에 배치됨으로써, 중공 내로 유입된 대상 생체 물질과 반응할 수 있다. 이 경우, 바이오 센서(304)는 검출부재(301)의 단면을 기준으로 상대적으로 곡률이 낮은 부위에 부착될 수 있다. 바이오 센서(304)는 반응층(3042) 및 센싱 전극(3041)을 포함할 수 있다.
도 14는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 부분 사시도이고, 도 15는 도 14의 XV-XV라인에 따른 단면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 니들 헤드(40)는 지지부(403), 검출부재(401), 주입부재(402) 및 바이오 센서(404)를 포함할 수 있다.
검출부재(401) 및 주입부재(402)는 지지부(403)로부터 돌출될 수 있다. 검출부재(401) 및 주입부재(402)는 서로 나란한 길이 방향을 가질 수 있다. 주입부재(402)는 검출부재(401)의 외면을 감쌀 수 있다. 주입부재(402)는 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 관통구(4021)를 포함할 수 있다. 검출부재(401)는 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 중공(4011)을 포함할 수 있다. 주입부재(402)의 길이 방향에 수직한 단면을 기준으로, 검출부재(401)는 주입부재(402)의 관통구(4021) 내에 배치될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 검출부재(401) 및 주입부재(402)는 사용자 체내에 동시에 침습될 수 있다. 즉, 한번의 침습과정을 통해 복수의 부재가 동시에 체내로 삽입되는 기능을 구현할 수 있다.
검출부재(401) 및 주입부재(402)의 단면의 중심은 동축을 형성할 수 있다. 검출부재(401) 및 주입부재(402)는 일정하지 않은 곡률을 형성하는 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 검출부재(401) 및 주입부재(402)는 타원형의 단면 형상을 가질 수 있다.
바이오 센서(404)는 검출부재(401) 및 주입부재(402) 사이 공간에 배치될 수 있다. 예를 들어, 바이오 센서(404)는 도 15와 같이 검출부재(401)의 외면에 부착될 수 있다. 다만, 이와 달리 바이오 센서(404)는 주입부재(402)의 내면에 부착될 수도 있다. 바이오 센서(404)는, 대상 생체 물질과 반응하는 반응층(4042)과, 반응층(4042)에 연결되어 전기적 신호를 생성하는 센싱 전극(4041)을 포함할 수 있다.
검출부재(401) 및 주입부재(402)가 사용자 신체에 삽입되는 경우, 침습 부위 내 체액은 관통구(4021)를 통해 추출될 수 있다. 바이오 센서(404)는 관통구(4021) 내로 유입된 체액과 접촉하여 대상 생체 물질의 정보를 센싱할 수 있다.
이 경우, 검출부재(401)는 중공(4011)을 통해 약물 공급부 내의 약물을 사용자 체내로 공급할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 사용자 체액을 흡입하는 부위와, 약물을 주입하는 부위가 구획됨으로써, 약물과 체액 샘플이 혼합되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 체액 샘플 추출과, 약물 주입을 위한 주입부재(402) 및 검출부재(401)의 삽입이 1회의 침습으로 수행되기 때문에, 사용자가 침습 과정에서 느끼는 불편함이 최소화될 수 있다.
도 16은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 부분 사시도이고, 도 17은 도 16의 XVII-XVII라인에 따른 단면도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 니들 헤드(50)는 지지부(503), 주입부재(502), 검출부재(501) 및 바이오 센서(504)를 포함할 수 있다.
주입부재(502) 및 검출부재(501)는 지지부(503)에 연결될 수 있다. 주입부재(502) 및 검출부재(501)는 서로 나란한 길이 방향을 가질 수 있다.
주입부재(502)는 약물 주입을 위해 피부 내 침습 부위에 삽입될 수 있다. 주입부재(502)는 길이 방향을 따라 형성되는 관통구(5021)를 포함할 수 있다. 관통구(5021)를 통해 약물이 사용자 체내로 주입될 수 있다.
검출부재(501)는 주입부재(502)와 동시에 침습 부위에 삽입될 수 있다. 검출부재(501)는 외면의 일부가 주입부재(502)와 접촉할 수 있다. 검출부재(501)는 주입 부재의 침습 과정에서 주입부재(502)와 동시에 침습 부위로 삽입될 수 있다. 즉, 사용자 피부에 대한 침습 과정에서, 1회의 침습을 통해 주입부재(502) 및 검출부재(501)가 침습 부위에 동시에 삽입될 수 있다. 검출부재(501)는 길이 방향을 따라 내부에 형성되는 중공(5011)을 포함할 수 있다. 중공(5011)을 통해 침습 부위 내 체액이 검출부재(501)의 내부로 추출될 수 있다.
검출부재(501) 및 주입부재(502)의 길이 방향에 수직한 단면을 기준으로, 검출부재(501) 및 주입부재(502) 각각은 제1라인(L1)과, 제1라인(L1)과 연결되어 폐곡선을 형성하는 제2라인(L2)을 포함하는 단면 형상을 가질 수 있다.
검출부재(501) 및 주입부재(502)의 각각의 제1라인(L1)은 서로 마주할 수 있다. 제1라인(L1)은 예를 들어, 직선(straight line)일 수 있다. 즉, 제1라인(L1)에 해당하는 검출부재(501) 및 주입부재(502)의 외면이 서로 접촉할 수 있다. 제2라인(L2)은 제1라인(L1)과 연결되어 폐곡선을 형성할 수 있다. 제2라인(L2)은 제1라인(L1)보다 높은 곡률을 형성하는 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출부재(501) 및 주입부재(502) 각각은 직선으로 형성되는 제1라인(L1)과, 제1라인(L1)을 지름으로 하는 원주로 형성되는 제2라인(L2)을 포함할 수 있다. 검출부재(501) 및 주입부재(502)의 제1라인(L1)이 서로 마주하기 때문에, 길이 방향에 수직한 단면을 기준으로 검출부재(501) 및 주입부재(502)는 서로 원 또는 타원에 가까운 단면을 형성할 수 있다.
바이오 센서(504)는 검출부재(501)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 바이오 센서(504)는 검출부재(501)의 내면, 즉, 중공(5011) 내에 부착될 수 있다. 바이오 센서(504)는 대상 생체 물질과 반응하는 효소를 포함하는 반응층(5042) 및, 반응층(5042)의 화학반응에 따른 전기적 신호를 생성하는 센싱 전극(5041)을 포함할 수 있다.
바이오 센서(504)는 검출부재(501)의 단면을 기준으로, 제1라인(L1)에 해당하는 부위에 부착될 수 있다. 제1라인(L1)은 상대적으로 적은 곡률을 가지는 단면 부위이기 때문에, 제1라인(L1)에 해당하는 검출부재(501) 부위는 상대적으로 평평한 면을 형성할 수 있다. 제1라인(L1)이 직선인 경우, 바이오 센서(504)가 부착되는 면은 평탄면일 수 있다. 따라서, 바이오 센서(504)는 보다 안정적으로 검출부재(501)에 직접 부착될 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
1: 약물 주입 장치
10: 니들 헤드
11: 본체
101: 검출부재
102: 주입부재

Claims (15)

  1. 길이 방향을 따라 내부를 관통하는 중공을 포함하는 검출부재;
    상기 검출부재의 외면을 감싸고, 상기 검출부재와 나란한 길이 방향을 가지는 주입부재; 및
    상기 검출부재에 부착되고, 대상 생체 물질과 접촉하여 상기 대상 생체 물질의 농도를 센싱하는 바이오 센서를 포함하고,
    상기 검출부재는 상기 길이 방향에 수직한 단면을 기준으로, 제1라인과, 상기 제1라인과 연결되어 폐곡선을 형성하고 상기 제1라인이 형성하는 최대 곡률 이상의 곡률을 형성하는 부분을 가지는 제2라인을 포함하는, 약물 주입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이오 센서는 상기 제1라인에 해당하는 검출부재 부위에 부착되는, 약물 주입 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바이오 센서는, 상기 검출부재의 표면에 배치되는, 약물 주입 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 바이오 센서는, 상기 중공 내에 배치되는, 약물 주입 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 검출부재는,
    외부의 상기 대상 생체 물질을 상기 중공 내로 일방향 투과시키는 다공성 재질로 형성되는, 약물 주입 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 바이오 센서는,
    상기 검출부재에 도포되고, 대상 생체 물질과 선택적으로 반응하는 효소를 포함하는 반응층; 및
    상기 반응층과 연결되고, 상기 효소의 반응에 의한 전기적 신호를 생성하는 센싱 전극을 포함하는, 약물 주입 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 검출부재는, 타원(eclipse) 형상의 단면을 가지는, 약물 주입 장치.

  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1라인은 직선(straight line)인, 약물 주입 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 검출부재는, 상기 길이 방향에 대해 사선을 형성하는 단부 형상을 포함하는, 약물 주입 장치.
  10. 삭제
  11. 약물 주입을 위해 피부 내 침습 부위에 삽입되고, 길이 방향을 따라 형성되는 관통구를 포함하는 주입부재;
    상기 주입부재와 나란한 길이 방향을 가지고, 상기 침습 부위에 상기 주입부재와 동시에 삽입되는 검출부재; 및
    상기 검출부재에 부착되고, 대상 생체 물질의 농도를 센싱하기 위한 바이오 센서를 포함하고,
    상기 길이 방향에 수직한 단면을 기준으로,
    상기 검출부재 및 주입부재 각각은 제1라인과, 폐곡선을 형성하도록 상기 제1라인과 연결되고, 상기 제1라인보다 높은 곡률을 형성하는 부분을 포함하는 제2라인을 포함하고,
    상기 검출부재 및 주입부재 각각의 제1라인은 서로 마주보는, 약물 주입 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 검출부재는 길이 방향을 따라 내부를 관통하여 형성되고, 상기 침습 부위 내 대상 생체 물질을 흡입하기 위한 중공을 포함하는, 약물 주입 장치.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1라인은 직선(straight line)을 형성하는, 약물 주입 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 바이오 센서는, 상기 검출부재의 제1라인 부위에 부착되는, 약물 주입 장치.
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