KR102305007B1 - 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 에너지 발생부와 다수의 인젝터로 다수의 지점에 약물을 전달하도록 하는 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기를 제공한다.

Description

멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기{NEEDLE-LESS DRUG DELIVERY SYSTEM WITH MULTI-INJECTOR}
본 발명은 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 에너지 발생부와 다수의 인젝터로 다수의 지점에 약물을 전달하도록 하는 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기에 관한 것이다.
약물전달시스템(Drug Delivery System)이란 인체의 질병이나 상처의 치료를 위한 의약품의 사용 시, 기존 방식에서 발생하던 부작용을 최소화하고 의약품에 의한 치료 효과를 극대화시켜 필요한 양의 약물을 효율적으로 체내에 전달할 수 있도록 설계한 제형을 말한다.
지금까지 나온 수많은 종류의 약물 전달 방법들 중에 바늘을 이용한 주사 방식이 그 안정성과 효율성으로 인해 가장 많이 쓰이고 있다.
주사바늘을 이용한 약물 전달 시스템은 정확하고 효율적인 약물 투여가 가능하지만 주사 시의 통증으로 인한 주사공포증, 재사용으로 인한 감염 위험성, 그리고 많은 양의 의료 폐기물이 발생하는 등의 문제점들을 가지고 있다.
이러한 문제점을 극복하는 새로운 약물전달 시스템을 개발하기 위해 파우더 인젝션, 액체젯 인젝션, 마이크로 니들 등의 여러 종류의 새로운 방법들이 연구되고 있지만 아직도 해결해야 할 문제점들이 있다.
압전 액추에이터를 이용하는 액체 젯을 이용하는 방식은 빠른 속도의 약물 액체를 분사하여 피부 조직을 뚫고 약물을 침투시키는 것이다. 이는 1930 년대에 처음 개발된 후, 많은 종류의 macromolecules, 인슐린과 성장 호르몬과 같은 약물과 백신들을 인체 내에 전달하는 데에 쓰여 왔으나, 이 역시 젯 분사 시 일어나는 되튀김 현상(splash back), 전달되는 약물용량과 침투깊이의 불안정성, 그리고 여전히 상당한 통증을 유발한다는 문제점들로 인해 대중화되지 못하였다.
위와 같은 압전 액추에이터를 이용하는 방식 대신 레이저 유도 충격파를 이용하는 마이크로젯 인젝터도 최근에 개발되고 있다. 근래 들어서 연구되기 시작한 약물 전달 시스템들 중 마이크로 입자를 직접 가속시키는 바이오리스틱 방법과 약물 용액을 젯의 형태로 만들어 침투시키는 약물 젯 전달 방법은 기존 시스템들의 최대 약점인 주사 공포증(Needle-phobia), 고통 유발, 상처 발생 등을 해결할 수 있는 가능성을 보여주고 있어 많은 기대를 모으고 있다.
레이저는 극도로 높은 에너지를 매우 작은 국소 부위에 집중시킬 수 있고, 그 제어성과 안정성 또한 뛰어나다. 또한, 레이저를 이용한 장비는 광섬유를 활용하여 소형화가 가능하고 이로 인해 인체 내로의 약물 전달 또한 가능하게 되는 것이다.
레이저 유도 충격파를 이용하는 마이크로젯 인젝터는 약물을 미세하게 뿜어내는 액체 젯의 동력원으로 사용되는 펄스 레이저 빔, 용액 및 약물을 수용하는 챔버, 용액과 약물을 분리시키는 분리막 및 액체 젯이 분사되는 지름 300μm 이하의 노즐을 포함하여 구성되는 경우, 펄스 레이저 빔을 액체가 저장된 압력 챔버에 집중시키면 국소부위로의 순간적인 고에너지 전달로 인해 폭발적인 상변화가 일어나 순간적으로 그 주위의 물질들이 증발되어 기포가 생겨나고, 이로 인해 압력 챔버 내의 압력이 상승(충격파 및 기포로 인한 부피 팽창)하며 분리막이 약물 쪽으로 팽창하게 되며, 분리막의 팽창으로 약물을 노즐 밖으로 밀어내게 되며, 노즐의 출구에 고압이 생성되어 지름 300μm 이하의 노즐을 통과한 약물은 지름 300μm 이하 수준의 액체 젯들을 빠른 속도로 분사하게 된다.
그러나, 순간적인 고에너지 전달 한 번에 약물 전달이 한 번 이루어지게 되며, 피부 시술 등 다수의 지점에 약물 전달을 하여야 할 경우, 그만큼 시술 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 노즐을 다수 구비하도록 하여 사용하는 방법도 시도되었으나, 노즐의 수가 많아지면 분사되는 압이 줄어들어 노즐의 수를 늘리는데 한계가 발생되는 문제점이 있다.
한국등록특허 [10-1207977]에서는 마이크로젯 약물 전달 시스템이 개시되어 있다.
한국등록특허 [10-1207977](등록일자: 2012년11월28일)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 에너지 발생부와 다수의 인젝터로 다수의 지점에 약물을 전달하도록 하는 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기를 제공하는 것이다.
본 발명의 실 시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기는, 에너지를 발생시키는 에너지 발생부(100); 서로 다른 지점에 에너지를 집중시키는 다중 에너지 할당부(200); 및 압력 발생용 액체가 내부 공간에 저장되며, 상기 다중 에너지 할당부(200)로부터 에너지를 집중시킨 지점 마다 상기 압력 발생용 액체가 저장된 내부 공간이 위치하도록 구비된 다수의 인젝터(300);를 포함하며,
상기 인젝터(300)는 측면을 감싸도록 형성된 압력격벽(311) 일측이 밀폐되되, 밀폐된 측으로 투광렌즈(312)가 구비된 상부하우징(310); 측면을 감싸도록 형성된 약물격벽(321), 상기 약물격벽(321)으로부터 연장 형성되어 약물의 분사 통로가 형성된 분사노즐(322)을 포함하며, 상기 상부하우징(310)과 연결 또는 연장 형성되는 하부하우징(320); 및 상기 상부하우징(310)과 하부하우징(320)사이에 구비되어, 상기 상부하우징(310) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 상기 하부하우징(320) 측 약물이 채워지는 공간을 구획하되, 압력 발생용 액체가 채워지는 공간에 작용하는 압력을 약물이 채워지는 공간에 전달하는 구획부(330);를 포함하되,
상기 투광렌즈(312) 측 공간에 압력 발생용 액체(10)가 채워져 밀폐되며, 상기 분사노즐(322) 측 공간에 채워진 약물(20)이 상기 압력 발생용 액체(10)의 팽창에 의한 압력에 의해 상기 분사노즐(230)로 분사되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다중 에너지 할당부(200)는 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 분할하는 에너지분할부(210); 및 상기 에너지분할부(210)에 의해 분할된 에너지를 특정 지점에 집중시키는 에너지포커싱부(220);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 에너지분할부(210)는 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 2 방향으로 분할하는 빔분할기(211); 및 상기 빔분할기(211)로부터 입사된 에너지를 반사시키는 반사경(212);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 다중 에너지 할당부(200)는 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 투과시키되, 다중 초점이 형성된 마이크로렌즈어레이(230); 및 상기 마이크로렌즈어레이(230)를 통과한 에너지를 다수의 특정 지점에 집중시키는 제1에너지멀티포커싱부(240);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다중 에너지 할당부(200)는 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 반사시켜 목표방향으로 보내되, 회전축을 중심으로 회전되는 제1회전반사경(250); 및 상기 제1회전반사경(250)으로부터 입사된 에너지를 다수의 특정 지점에 집중시키는 제2에너지멀티포커싱부(270);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 다중 에너지 할당부(200)는 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 반사시켜 목표방향으로 보내되, 회전축을 중심으로 회전되는 제1회전반사경(250); 상기 제1회전반사경(250)으로부터 입사된 에너지를 반사시켜 목표방향으로 보내되, 상기 제1회전반사경(250)의 회전축과 직교된 회전축을 중심으로 회전되는 제2회전반사경(260); 및 상기 제2회전반사경(260)으로부터 입사된 에너지를 다수의 특정 지점에 집중시키는 제2에너지멀티포커싱부(270);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기에 의하면, 하나의 에너지 발생부로 다수의 인젝터의 약물을 주사할 수 있음으로써, 노즐 간의 간격을 촘촘하게 배치시킬 수 있고, 환부에 여러 번 주사가 필요한 경우 시술 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 에너지를 분할한 뒤 분할된 에너지 각각을 서로 다른 지점에 집중시킴으로써, 에너지 분할에 따른 에너지 손실을 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.
또, 마이크로렌즈어레이를 사용함으로써, 구성을 단순화 시켜, 제조 단가를 절감시키고, 내구성을 증가시키며, 관리가 용이한 효과가 있다.
또한, 회전반사경을 이용함으로써, 주사하고자 하는 인젝터를 선택적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또, 분사통로의 내벽을 세라믹 소재로 형성함으로써, 마이크로젯 분사 시 분사통로 끝단이 파손되거나 변형되는 현상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 분사통로의 직경을 50 내지 250 마이크로미터로 함으로써, 약물의 피부 주입 깊이를 충분히 유지함과 동시에 피부의 표면에서 튕겨져 나오는 되퇴김 현상을 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 개념도.
도 2는 도 1의 인젝터의 개념도.
도 3은 도 2에 압력 발생용 액체와 약물이 채워진 개념도.
도 4는 도 1의 다중 에너지 할당부로 빔분할기와 반사경을 적용한 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 개념도.
도 5는 도 1의 다중 에너지 할당부로 마이크로렌즈어레이를 적용한 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 개념도.
도 6은 도 1의 다중 에너지 할당부로 회전하는 반사경을 적용한 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 개념도.
도 7은 도 1의 다중 에너지 할당부로 회전축이 직교된 두 개의 회전하는 반사경을 적용한 의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 개념도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 개념도이고, 도 2는 도 1의 인젝터의 개념도이며, 도 3은 도 2에 압력 발생용 액체와 약물이 채워진 개념도이고, 도 4는 도 1의 다중 에너지 할당부로 빔분할기와 반사경을 적용한 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 개념도이며, 도 5는 도 1의 다중 에너지 할당부로 마이크로렌즈어레이를 적용한 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 개념도이고, 도 6은 도 1의 다중 에너지 할당부로 회전하는 반사경을 적용한 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 개념도이며, 도 7은 도 1의 다중 에너지 할당부로 회전축이 직교된 두 개의 회전하는 반사경을 적용한 의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 개념도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기는 에너지 발생부(100), 다중 에너지 할당부(200) 및 다수의 인젝터(300)를 포함한다.
에너지 발생부(100)는 에너지를 발생시킨다.
상기 에너지 발생부(100)는 마이크로 웨이브, 레이저 등을 이용한 에너지를 발생시킬 수 있는 장치를 말하는 것이다.
즉, 상기 에너지 발생부(100)는 압력 발생용 액체(10)에 레이저 등의 에너지를 집중시켜, 상기 압력 발생용 액체(10)의 증발로 인한 순간적인 부피팽창(압력 증가)과 충격파들의 전달로 약물을 약물의 분사 통로로 밀어내어, 마이크로 젯을 발생시키기 위한 것이다.
다중 에너지 할당부(200)는 서로 다른 지점에 에너지를 집중시킨다.
상기 다중 에너지 할당부(200)는 상기 에너지 발생부(100)로부터 발생된 에너지를 분할하여 서로 다른 지점에 집중되도록 한다.
인젝터(300)는 압력 발생용 액체가 내부 공간에 저장되며, 상기 다중 에너지 할당부(200)로부터 에너지를 집중시킨 지점 마다 상기 압력 발생용 액체가 저장된 내부 공간이 위치하도록 구비된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기에서 에너지 발생부(100)를 하나만 두고 인젝터(300)를 다수 배치한 것은, 노즐을 인접하게 설치하여 사용하기 위함이다.
노즐을 인접하게 설치하기 위해 하나의 인젝터(300)에 다수의 노즐을 뚫어 사용하는 것은 노즐의 수가 많아지면 분사되는 압이 줄어들어 노즐의 수를 늘리는데 한계가 발생되는 문제점이 있다.
상기 에너지 발생부(100)와 인젝터(300)를 1 대 1로 설치하고, 상기 에너지 발생부(100)로 마이크로 젯을 발생시키기 위한 출력을 낼 수 있는 레이저 발진기를 사용할 경우, 상기 에너지 발생부(100)의 크기로 인해 노즐을 촘촘히 설치할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기에서는 에너지 발생부(100) 하나에 다수의 인젝터(300)를 할당하여 사용함으로써, 촘촘하게 설치된 노즐의 수를 더욱 많이 늘려 사용할 수 있다
상기 인젝터(300)는 상부하우징(310), 하부하우징(320) 및 구획부(330)를 포함한다.
상부하우징(310)은 측면을 감싸도록 형성된 압력격벽(311) 일측이 밀폐되되, 밀폐된 측으로 투광렌즈(312)가 구비된다.
상기 상부하우징(310)은 압력 발생용 액체(10)가 채워지는 밀폐된 공간을 형성하기 위한 것으로, 압력격벽(311)이 측면을 막고, 투광렌즈(312)가 구비된 일측이 막혀있으며, 후술하게 될 분리막(330)이 타측을 막아, 압력 발생용 액체(10)가 채워지는 밀폐된 공간을 형성한다.
도 1 내지 도 3에서 투광렌즈(312)를 평면형으로 표현하고, 투광렌즈(312)가 압력 격벽(311)의 일측 전체를 막고 있는 예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 투광렌즈(312)를 볼록형, 오목형 등 투광이 가능하다면 다양한 형태의 적용이 가능하며, 투광렌즈(312)로 압력 격벽(311)의 일측 일부를 막는 것도 가능함은 물론이다.
하부하우징(320)은 측면을 감싸도록 형성된 약물격벽(321), 상기 약물격벽(321)으로부터 연장 형성되어 약물의 분사 통로가 형성된 분사노즐(322)을 포함하며, 상기 상부하우징(310)과 연결 또는 연장 형성된다.
상기 하부하우징(320)은 약물이 채워지는 공간을 형성하기 위한 것으로, 약물격벽(321), 분사노즐(322) 및 분리막(330)이 약물의 분사 통로를 제외한 다른 부분들을 막아, 약물이 채워지는 공간을 형성한다.
약물의 분사 통로는 지름 300μm 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
약물의 분사 통로는 지름 100μm 이하로 형성될 경우, 약물이 채워지는 공간에 약물이 채워지더라도 일정 압력 이상의 압력이 작용하지 않으면 약물이 약물의 분사통로로 빠져나오지 못한다.
이때, 상기 상부하우징(310)과 하부하우징(320)은 일체로 형성되는 것도 가능하고, 분리 결합이 가능도록 형성되는 것도 가능하다.
상기 상부하우징(310)과 하부하우징(320)이 분리 결합이 가능하도록 형성된 경우, 구획부(330)가 상기 상부하우징(310)과 하부하우징(320)의 연결되는 부분에 개재 구비(도 2 내지 도 3 참조)되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분사노즐(322)은 상기 하부하우징(320)에 탈착이 가능하도록 구비될 수 있다. 상기 분사노즐(322)이 상기 하부하우징(320)에 탈착이 가능하도록 구비된 경우, 상기 분사노즐(322)이 파손 또는 오염되거나 막혔을 때, 상기 하부하우징(320) 전체를 교체하지 않고 상기 분사노즐(322)의 교체를 통해 간단히 해결할 수 있어 비용적인 측면에서도 유리하다.
상기 분사노즐(322)을 포함하는 상기 하부하우징(320)의 하부와 하부하우징(320)의 측부는 스텔라이트, 알루미늄 합금, 및 지르코늄 계열의 세라믹 등 본 발명의 기능을 달성함에 지장이 없는 한에서 다양한 재질을 선택할 수 있으며, 상기 분사통로가 형성된 상기 하부하우징(320)의 하부 일부분만 인서트 사출을 통해 지르코늄 계열의 세라믹 소재로 제작될 수 있다.
지르코늄 계열의 세라믹 소재 중 산화지르코늄(지르코니아)는 낮은 열전도율을 가지므로 레이저 조사 시 열전달에 의한 약물의 변질을 방지할 수 있으며, 높은 파열 인성을 가지고, 균열 전파에 매우 높은 저항성을 가지기 때문에, 마이크로젯 분사 시 분사통로 등의 끝단이 파손되거나 변형되는 현상을 방지할 수 있으므로 상기 하부하우징(320), 분사노즐(322) 또는 분사통로 등을 지르코늄 계열의 세라믹 소재 중 산화지르코늄(지르코니아)로 형성하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 하부하우징(320), 또는 분사노즐(322)의 내부는 일부 또는 전체구간에서 상측으로 갈수록 수평 단면적이 커지며, 미리 정해진 구간마다 내벽의 기울기가 일정하되, 상측 방향으로 갈수록 내벽의 기울기가 작아지는 다수의 구간을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하부하우징(320), 또는 분사노즐(322)의 내부는 일부 또는 전체구간에서 상기 분사통로 측에서 상기 구획부(330) 측으로 갈수록 곡선형으로 확관되는 나팔형상으로 구비될 수 있다.
이러한 상기 하부하우징(320), 또는 분사노즐(322) 내부의 형상은 상기 구획부(330)로부터 전달된 압력에 의해 약물을 상기 분사통로로 밀어내는데에 더욱 집중시킬 수 있고, 이에 따라 분사통로로 분사되는 약물은 더 큰 분사속도를 얻을 수 있다.
상기 하부하우징(320)은 상기 약물격벽(210)이 관통되어 약물의 공급 통로(미도시)가 형성된 약물보충구가 형성되며, 상기 약물보충구와 연결되어 상기 약물보충구를 통해 상기 하부하우징(320) 측 공간에 약물(20)을 공급하는 약물공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
다시 말해, 약물보충구에 연결된 약물공급부를 이용하여, 약물이 채워지는 공간까지 약물(20)을 보충할 수 있다.
상기 약물공급부는 약물(20)이 약물의 분사통로를 빠져나기지 못하는 수준의 일정 압력으로 약물(20)을 보충할 수 있다.
이는, 별도의 제어 없이도 상시 약물(20)이 채워지도록 하기 위함이다.
즉, 약물을 채우기 위한 공간에 약물(20)이 없다면 약물(20)을 채우게 되나,
약물을 채우기 위한 공간에 약물(20)이 있다면 약물(20)을 약물의 분사통로로 밀어내지 못하는 수준에서 약물(20)을 채울 수 있다.
약물(20)이 보충되고 분사되는 순서를 설명하자면, 상기 약물보충구를 통해 상기 약물공급부로부터 약물(20)이 하부하우징(320) 내부로 유입되고, 상기 분사통로를 통해 하부하우징(320) 내부의 약물(20)이 외부로 유출되면서 마이크로젯 형태로 분사할 수 있다. 약물(20)이 분사된 후에는, 약물(20)이 분사된 만큼 감소된 압력에 의해 약물(20)이 다시 채워질 수 있다.
이러한 순환 과정에 의해 별도의 전원공급 또는 별도의 제어 없이도 자동으로 물약이 충전되도록 할 수 있다.
구획부(330)는 상기 상부하우징(310)과 하부하우징(320)사이에 구비되어, 상기 상부하우징(310) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 상기 하부하우징(320) 측 약물이 채워지는 공간을 구획하되, 압력 발생용 액체가 채워지는 공간에 작용하는 압력을 약물이 채워지는 공간에 전달한다.
즉, 상기 구획부(330)가 상부하우징(310)과 하부하우징(320)을 구획하여, 상기 구획부(330) 일측(도 3의 분리막 상측)에 압력 발생용 액체(10)가 채워지는 밀폐된 공간을 형성 한다.
이때, 상기 구획부(330)는 실리콘고무(silicone rubber) 등으로 제작할 수 있다.
상기에서 상기 구획부(330)가 탄성 재질로 형성된 막의 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 판 형상의 디스크가 상하 왕복운동 하는 형태로 구성되는 등 압력 발생용 액체가 채워지는 공간에 작용하는 압력을 약물이 채워지는 공간에 전달할 수 있다면 다양한 실시가 가능함은 물론이다.
이때, 상기 투광렌즈(312) 측 공간에 압력 발생용 액체(10)가 채워져 밀폐되며, 상기 분사노즐(322) 측 공간에 채워진 약물(20)이 상기 압력 발생용 액체(10)의 팽창에 의한 압력에 의해 상기 분사노즐(230)로 분사되는 것을 특징으로 한다.
이때, 압력 발생용 액체(10)는 반사체 또는 불투명 물질이 혼합된 액체 또는 불투명 액체인 것을 특징으로 할 수 있다.
이는, 압력 발생용 액체가 채워진 곳에 레이저 등을 집중시킬 때, 레이저 등이 구획부(330)를 통과해 약물에 도달하여 약액을 변질시키는 것을 방지하기 위함이다.
압력 발생용 액체(10)로는 일반적인 물이 사용될 수 있으며, 알코올이나 폴리에틸렌글리콜과 같은 고분자 졸(sol) 및 젤(gel) 등 다양한 액상 물질이 사용될 수 있다. 또한, 압력발생용 액체(10)로는 버블의 생성 시 잔여 버블의 최소화를 위해 가스 제거된 (degassed) 액체를 사용함이 바람직하다. 또한, 압력발생용 액체 (10)로 순수(純水)에 전해질(소금 등)을 첨가하게 되면 분자들이 이온화되어 액체의 분자 구조 붕괴에 필요한 에너지가 작아지므로 더 좋은 효율로 버블을 형성할 수 있어서, 더욱 바람직하다.
아울러, 하부하우징(320)에 분사노즐(322)이 복수로 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 하나의 분사노즐(322)만 구비되는 것도 가능하지만 2개 이상의 분사노즐(322)를 구비하는 것도 가능하다.
상기 분사노즐(322)를 복수로 구비하는 경우, 2~9 개 정도의 수량이 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분사노즐(322)은 상측에서 하측으로 갈수록 수평 단면적이 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다.
복수로 구비된 상기 분사노즐(322)의 배열형태는 이웃한 분사노즐(322) 간의 거리가 일정하도록 구비되어, 마이크로젯 주사 시 약물이 균등한 간격으로 체내에 주입되도록 할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 다중 에너지 할당부(200)는 에너지분할부(210) 및 에너지포커싱부(220)를 포함할 수 있다.
에너지분할부(210)는 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 분할한다.
이때, 상기 에너지분할부(210)는 빔분할기(211) 및 반사경(212)을 포함할 수 있다.
빔분할기(211)는 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 2 방향으로 분할한다.
빔분할기(211)로 빔 스플리터(Beam Splitter)를 사용할 수 있다. 빔 스플리터는 입사(入射) 광선속(光線束)을 둘로 나누는 광학 소자로, 간섭계 등에 쓰인다. 보통은 반투명 거울을 지칭하는 경우가 많다. 결정의 복굴절성을 이용하여 진동 방향이 서로 수직인 2개의 사출광(射出光)을 얻는 사바르판이나 월라스톤 프리즘 등도 일종의 빔 스플리터이다. 또한, 회절 격자나 프레넬 대판(帶板), 확산판 등이 빔 스플리터로 쓰이는 경우도 있다.
상기 빔분할기(211)에 입사된 에너지는 일부는 투과하고 일부는 반사되어, 반사된 에너지가 반사경(212) 측으로 향하게 된다.
이때, 투과되는 에너지와 반사되는 에너지는 1 대 1 인 것이 바람직하다.
반사경(212)은 상기 빔분할기(211)로부터 입사된 에너지를 반사시킨다.
도 4에서는 이해를 돕기 위해 하나의 빔분할기(211)와 하나의 반사경(212)이 도시된 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 빔분할기(211)와 반사경(212)의 수는 인젝터(300)의 수가 늘어날수록 늘어날 수 있고, 인젝터(300)의 배치에 따라 변화될 수 있음은 물론이다.
에너지포커싱부(220)는 상기 에너지분할부(210)에 의해 분할된 에너지를 특정 지점에 집중시킨다.
상기 에너지포커싱부(220)는 볼록렌즈 등 에너지를 모을 수 있는 기구를 사용할 수 있다.
도 4에서 에너지포커싱부(220)가 인젝터(300) 마다 하나 씩 구비된 예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 에너지를 모으고자 하는 지점마다 모을 수 있다면 에너지포커싱부(220)의 수를 자유롭게 구성할 수 있음은 물론이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 다중 에너지 할당부(200)는 마이크로렌즈어레이(230) 및 제1에너지멀티포커싱부(240)를 포함할 수 있다.
마이크로렌즈어레이(230)는 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 투과시키되, 다중 초점이 형성된다.
상기 마이크로렌즈어레이(230)는 마이크로렌즈의 집합체를 말하는 것으로, 여기서 마이크로렌즈(microlens)는 지름이 0.1~수㎜ 정도의 미소한 렌즈이며, 광통신에 관련하여 광원인 반도체 레이저와 광학 섬유의 결합이라든가, 빛의 통로를 나누는 분기, 다른 파장의 빛을 나누는 분파(分波) 등에 쓰이는 외에 복사기, 팩시밀리, 내시경 등에서 결상(結像)에도 이용된다. 굴절률 분포형 렌즈나 미소곡면 렌즈, 어레이 렌즈, 프레넬 띠형 렌즈 등으로 나눌 수 있고, 몰드 외에 이온 교환, 확산 중합, 스퍼터링, 에칭 등의 방법으로 만들어진다.
제1에너지멀티포커싱부(240)는 상기 마이크로렌즈어레이(230)를 통과한 에너지를 다수의 특정 지점에 집중시킹다.
상기 제1에너지멀티포커싱부(240)는 볼록렌즈 등 에너지를 모을 수 있는 기구를 사용할 수 있다.
도 5에서 제1에너지멀티포커싱부(240)가 하나로 구성된 예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 에너지를 모으고자 하는 지점마다 모을 수 있다면 인젝터(300) 마다 제1에너지멀티포커싱부(240)를 하나 씩 구비하는 등 제1에너지멀티포커싱부(240)의 수를 자유롭게 구성할 수 있음은 물론이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 다중 에너지 할당부(200)는 제1회전반사경(250) 및 제2에너지멀티포커싱부(270)를 포함할 수 있다.
제1회전반사경(250)은 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 반사시켜 목표방향으로 보내되, 회전축을 중심으로 회전된다.
상기 제1회전반사경(250)은 회전에 의해 일차원 적으로 배치된 인젝터(300)들 중 목표로 하는 인젝터(300) 측으로 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 반사시켜 보낼 수 있다.
제2에너지멀티포커싱부(270)는 상기 제1회전반사경(250)으로부터 입사된 에너지를 다수의 특정 지점에 집중시킨다.
상기 제2에너지멀티포커싱부(270)는 볼록렌즈 등 에너지를 모을 수 있는 기구를 사용할 수 있다.
도 6에서 제2에너지멀티포커싱부(270)가 하나로 구성된 예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 에너지를 모으고자 하는 지점마다 모을 수 있다면 인젝터(300) 마다 제2에너지멀티포커싱부(270)를 하나 씩 구비하는 등 제2에너지멀티포커싱부(270)의 수를 자유롭게 구성할 수 있음은 물론이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기의 다중 에너지 할당부(200)는 제1회전반사경(250), 제2회전반사경(260) 및 제2에너지멀티포커싱부(270)를 포함할 수 있다.
제1회전반사경(250)은 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 반사시켜 목표방향으로 보내되, 회전축을 중심으로 회전된다.
상기 제1회전반사경(250)은 회전에 의해 목표로 하는 제2회전반사경(260)의 특정 지점 또는 지역으로 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 반사시켜 보낼 수 있다.
제2회전반사경(260)는 상기 제1회전반사경(250)으로부터 입사된 에너지를 반사시켜 목표방향으로 보내되, 상기 제1회전반사경(250)의 회전축과 직교된 회전축을 중심으로 회전된다.
상기 제1회전반사경(250)과 제2회전반사경(260)은 각각의 회전에 의해 이차원 적으로 배치된 인젝터(300)들 중 목표로 하는 인젝터(300) 측으로 상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 반사시켜 보낼 수 있다.
예를 들어, 제1회전반사경(250)의 회전에 의해 x축 위치가 결정된다면, 제2회전반사경(260)의 회전에 의해 y축 위치가 결정되도록 할 수 있다.
제2에너지멀티포커싱부(270)는 상기 제2회전반사경(260)으로부터 입사된 에너지를 다수의 특정 지점에 집중시킨다.
도 7에서 제2에너지멀티포커싱부(270)가 하나로 구성된 예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 에너지를 모으고자 하는 지점마다 모을 수 있다면 인젝터(300) 마다 제2에너지멀티포커싱부(270)를 하나 씩 구비하는 등 제2에너지멀티포커싱부(270)의 수를 자유롭게 구성할 수 있음은 물론이다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10: 압력 발생용 액체 20: 압력 전달용 액체
100 : 에너지 발생부
200 : 다중 에너지 할당부
210 : 에너지분할부 220 : 에너지포커싱부
211 : 빔분할기 212: 반사경
230 : 마이크로렌즈어레이 240: 제1에너지멀티포커싱부
250 : 제1회전반사경 260: 제2회전반사경
270 : 제2에너지멀티포커싱부
300 : 인젝터
310 : 상부하우징
311: 압력격벽 312: 투광렌즈
320: 하우하우징
321: 약물격벽 322: 분사노즐
330: 구획부

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 에너지를 발생시키는 에너지 발생부(100);
    서로 다른 지점에 에너지를 집중시키는 다중 에너지 할당부(200); 및
    압력 발생용 액체가 내부 공간에 저장되며, 상기 다중 에너지 할당부(200)로부터 에너지를 집중시킨 지점 마다 상기 압력 발생용 액체가 저장된 내부 공간이 위치하도록 구비된 다수의 인젝터(300);
    를 포함하며,
    상기 인젝터(300)는
    측면을 감싸도록 형성된 압력격벽(311) 일측이 밀폐되되, 밀폐된 측으로 투광렌즈(312)가 구비된 상부하우징(310);
    측면을 감싸도록 형성된 약물격벽(321), 상기 약물격벽(321)으로부터 연장 형성되어 약물의 분사 통로가 형성된 분사노즐(322)을 포함하며, 상기 상부하우징(310)과 연결 또는 연장 형성되는 하부하우징(320); 및
    상기 상부하우징(310)과 하부하우징(320)사이에 구비되어, 상기 상부하우징(310) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 상기 하부하우징(320) 측 약물이 채워지는 공간을 구획하되, 압력 발생용 액체가 채워지는 공간에 작용하는 압력을 약물이 채워지는 공간에 전달하는 구획부(330);
    를 포함하되,
    상기 투광렌즈(312) 측 공간에 압력 발생용 액체(10)가 채워져 밀폐되며, 상기 분사노즐(322) 측 공간에 채워진 약물(20)이 상기 압력 발생용 액체(10)의 팽창에 의한 압력에 의해 상기 분사노즐(322)로 분사되는 것을 특징으로 하며,
    상기 다중 에너지 할당부(200)는
    상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 분할하는 에너지분할부(210); 및
    상기 에너지분할부(210)에 의해 분할된 에너지를 특정 지점에 집중시키는 에너지포커싱부(220);
    를 포함하고,
    상기 에너지분할부(210)는
    상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 2 방향으로 분할하는 빔분할기(211); 및
    상기 빔분할기(211)로부터 입사된 에너지를 반사시키는 반사경(212);
    을 포함하되,
    상기 다중 에너지 할당부(200)는
    각각의 인젝터(300)마다 상기 상부하우징(310) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간 상의 에너지를 모으고자 하는 지점에 에너지를 집중시키는 것을 특징으로 하는 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기.
  4. 에너지를 발생시키는 에너지 발생부(100);
    서로 다른 지점에 에너지를 집중시키는 다중 에너지 할당부(200); 및
    압력 발생용 액체가 내부 공간에 저장되며, 상기 다중 에너지 할당부(200)로부터 에너지를 집중시킨 지점 마다 상기 압력 발생용 액체가 저장된 내부 공간이 위치하도록 구비된 다수의 인젝터(300);
    를 포함하며,
    상기 인젝터(300)는
    측면을 감싸도록 형성된 압력격벽(311) 일측이 밀폐되되, 밀폐된 측으로 투광렌즈(312)가 구비된 상부하우징(310);
    측면을 감싸도록 형성된 약물격벽(321), 상기 약물격벽(321)으로부터 연장 형성되어 약물의 분사 통로가 형성된 분사노즐(322)을 포함하며, 상기 상부하우징(310)과 연결 또는 연장 형성되는 하부하우징(320); 및
    상기 상부하우징(310)과 하부하우징(320)사이에 구비되어, 상기 상부하우징(310) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 상기 하부하우징(320) 측 약물이 채워지는 공간을 구획하되, 압력 발생용 액체가 채워지는 공간에 작용하는 압력을 약물이 채워지는 공간에 전달하는 구획부(330);
    를 포함하되,
    상기 투광렌즈(312) 측 공간에 압력 발생용 액체(10)가 채워져 밀폐되며, 상기 분사노즐(322) 측 공간에 채워진 약물(20)이 상기 압력 발생용 액체(10)의 팽창에 의한 압력에 의해 상기 분사노즐(322)로 분사되는 것을 특징으로 하며,
    상기 다중 에너지 할당부(200)는
    상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 투과시키되, 다중 초점이 형성된 마이크로렌즈어레이(230); 및
    상기 마이크로렌즈어레이(230)를 통과한 에너지를 다수의 특정 지점에 집중시키는 제1에너지멀티포커싱부(240);
    를 포함하되,
    상기 다중 에너지 할당부(200)는
    각각의 인젝터(300)마다 상기 상부하우징(310) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간 상의 에너지를 모으고자 하는 지점에 에너지를 집중시키는 것을 특징으로 하는 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기.
  5. 에너지를 발생시키는 에너지 발생부(100);
    서로 다른 지점에 에너지를 집중시키는 다중 에너지 할당부(200); 및
    압력 발생용 액체가 내부 공간에 저장되며, 상기 다중 에너지 할당부(200)로부터 에너지를 집중시킨 지점 마다 상기 압력 발생용 액체가 저장된 내부 공간이 위치하도록 구비된 다수의 인젝터(300);
    를 포함하며,
    상기 인젝터(300)는
    측면을 감싸도록 형성된 압력격벽(311) 일측이 밀폐되되, 밀폐된 측으로 투광렌즈(312)가 구비된 상부하우징(310);
    측면을 감싸도록 형성된 약물격벽(321), 상기 약물격벽(321)으로부터 연장 형성되어 약물의 분사 통로가 형성된 분사노즐(322)을 포함하며, 상기 상부하우징(310)과 연결 또는 연장 형성되는 하부하우징(320); 및
    상기 상부하우징(310)과 하부하우징(320)사이에 구비되어, 상기 상부하우징(310) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 상기 하부하우징(320) 측 약물이 채워지는 공간을 구획하되, 압력 발생용 액체가 채워지는 공간에 작용하는 압력을 약물이 채워지는 공간에 전달하는 구획부(330);
    를 포함하되,
    상기 투광렌즈(312) 측 공간에 압력 발생용 액체(10)가 채워져 밀폐되며, 상기 분사노즐(322) 측 공간에 채워진 약물(20)이 상기 압력 발생용 액체(10)의 팽창에 의한 압력에 의해 상기 분사노즐(322)로 분사되는 것을 특징으로 하며,
    상기 다중 에너지 할당부(200)는
    상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 반사시켜 목표방향으로 보내되, 회전축을 중심으로 회전되는 제1회전반사경(250); 및
    상기 제1회전반사경(250)으로부터 입사된 에너지를 다수의 특정 지점에 집중시키는 제2에너지멀티포커싱부(270);
    를 포함하되,
    상기 다중 에너지 할당부(200)는
    각각의 인젝터(300)마다 상기 상부하우징(310) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간 상의 에너지를 모으고자 하는 지점에 에너지를 집중시키는 것을 특징으로 하는 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기.
  6. 에너지를 발생시키는 에너지 발생부(100);
    서로 다른 지점에 에너지를 집중시키는 다중 에너지 할당부(200); 및
    압력 발생용 액체가 내부 공간에 저장되며, 상기 다중 에너지 할당부(200)로부터 에너지를 집중시킨 지점 마다 상기 압력 발생용 액체가 저장된 내부 공간이 위치하도록 구비된 다수의 인젝터(300);
    를 포함하며,
    상기 인젝터(300)는
    측면을 감싸도록 형성된 압력격벽(311) 일측이 밀폐되되, 밀폐된 측으로 투광렌즈(312)가 구비된 상부하우징(310);
    측면을 감싸도록 형성된 약물격벽(321), 상기 약물격벽(321)으로부터 연장 형성되어 약물의 분사 통로가 형성된 분사노즐(322)을 포함하며, 상기 상부하우징(310)과 연결 또는 연장 형성되는 하부하우징(320); 및
    상기 상부하우징(310)과 하부하우징(320)사이에 구비되어, 상기 상부하우징(310) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간과 상기 하부하우징(320) 측 약물이 채워지는 공간을 구획하되, 압력 발생용 액체가 채워지는 공간에 작용하는 압력을 약물이 채워지는 공간에 전달하는 구획부(330);
    를 포함하되,
    상기 투광렌즈(312) 측 공간에 압력 발생용 액체(10)가 채워져 밀폐되며, 상기 분사노즐(322) 측 공간에 채워진 약물(20)이 상기 압력 발생용 액체(10)의 팽창에 의한 압력에 의해 상기 분사노즐(322)로 분사되는 것을 특징으로 하며,
    상기 다중 에너지 할당부(200)는
    상기 에너지 발생부(100)로부터 입사된 에너지를 반사시켜 목표방향으로 보내되, 회전축을 중심으로 회전되는 제1회전반사경(250);
    상기 제1회전반사경(250)으로부터 입사된 에너지를 반사시켜 목표방향으로 보내되, 상기 제1회전반사경(250)의 회전축과 직교된 회전축을 중심으로 회전되는 제2회전반사경(260); 및
    상기 제2회전반사경(260)으로부터 입사된 에너지를 다수의 특정 지점에 집중시키는 제2에너지멀티포커싱부(270);
    를 포함하되,
    상기 다중 에너지 할당부(200)는
    상기 제1회전반사경(250)과 제2회전반사경(260)은 각각의 회전에 의해 이차원 적으로 배치된 각각의 인젝터(300)마다 상기 상부하우징(310) 측 압력 발생용 액체가 채워지는 공간 상의 에너지를 모으고자 하는 지점에 에너지를 집중시키는 것을 특징으로 하는 멀티 인젝터가 구비된 바늘 없는 주사기.
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