KR102408362B1 - 마이크로니들 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 은 점성물질 스팟팅 시간을 단축함으로써 제품 품질 및 생산효율을 향상시킬 수 있는 마이크로니들 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마이크로니들 제조방법은 분사 플레이트에 마련된 복수의 관통공을 통해 필름의 상면으로 점성물질을 공급함으로써 상기 필름 상의 복수의 지점에 상기 점성물질을 스팟팅 하는 단계와, 상기 필름 상에 스팟팅 된 점성물질을 인장하는 단계와, 상기 인장된 점성물질을 응고시키는 단계를 포함한다.

Description

마이크로니들 제조방법{Manufacturing method of micro needle}

본 발명은 마이크로니들을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피부 내로 삽입되어 약물이나 영양분을 체내로 공급하는 마이크로니들을 제조하는 방법에 관한 것이다.

질병의 치료를 위한 수많은 약물 및 생리활성물질 등이 개발되었지만 약물 및 생리활성물질을 신체 내로 전달함에 있어서, 생물학적 장벽(biological barrier, 예를 들어, 피부, 구강점막 및 뇌-혈관 장벽 등) 통과 문제 및 약물 전달의 효율 문제는 여전히 개선되어야 할 점으로 남아 있다.

약물 및 생리활성물질은 일반적으로 정제제형 또는 캡슐제형으로 경구투여 되지만, 수 많은 약물들이 위장관에서 소화 또는 흡수되거나 간의 기전에 의하여 소실되는 등의 이유로 상기와 같은 투여 방법만으로는 유효하게 전달될 수 없다. 게다가, 몇몇 약물들은 장의 점막을 통과하여 유효하게 확산 될 수 없다. 또한 환자의 순응도 역시 문제가 된다(예를 들어, 특정 간격으로 약물을 복용해야 하거나, 약을 복용할 수 없는 중환자의 경우 등).

약물 및 생리활성물질의 전달에 있어서 또 다른 일반적인 기술은 종래의 주사바늘(needle)을 이용하는 것이다. 이 방법은 경구 투여에 비하여 효과적인 반면에, 주사부위에서의 통증 수반 및 피부의 국부적 손상, 출혈 및 주사부위에서의 질병 감염 등을 야기하는 문제점이 있다.

상기 경구 투여 및 피하 주사의 문제점을 해결하기 위하여, 패취제를 통한 경피 투여 방법이 이용된다. 패취제를 사용한 경피 투여는 부작용이 적고 환자의 순응도가 높으며 약물의 혈중 농도를 일정하게 유지하기 용이하다는 장점을 갖는 반면, 피부 투과가 가능한 약물이 제한적이고 약물 전달 효율이 낮은 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 마이크로니들(microneedle)을 포함하는 여러 가지 마이크로구조체들이 개발되었다. 현재까지 개발된 마이크로니들은 주로 생체 내 약물 전달, 채혈, 체내 분석물질 검출 등에 사용되어 왔다.

한편, 본 출원인은 한국특허출원 제10-2010-0130169(발명의 명칭:마이크로구조체 제조방법, 이하 선행기술)에서 완전히 새로운 마이크로구조체 제조방법을 제시한 바 있다. 선행기술에서는 노즐을 이용하여 기판에 점성물질을 한 방울씩 스팟팅 한 후, 이 점성물질을 또 다른 기판 또는 또 다른 기판상에 스팟팅 된 점성물질과 접촉한 후 이를 인장시켜 응고시키는 방식이다. 그리고, 이러한 제조방법에 따르면, 충분한 경도를 구현하면서도 기능성 물질의 손실을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

하지만, 종래의 경우에는 점성물질을 한 방울씩 기판에 스팟팅하기 때문에, 기판에 많은 수의 점성물질을 스팟팅 하기 위하여 많은 시간이 소요되고, 이로 인해 전체 공정시간이 늘어나서 생산성이 감소되는 문제점이 있다..

또한, 스팟팅 시간이 길어지면, 미리 스팟팅 되어 있던 점성물질의 일부가 증발되기 때문에, 점성물질들 간에 점도 차이가 발생하게 되고, 이에 따라 인장과정에서 마이크로니들의 길이나 상단의 두께 등의 편차가 심해져 제품 불량률이 증가하게 된다. 특히, 마이크로니들 상단의 두께가 증가하면 피부를 투과하는 효율이 낮아져 결국 약물전달효율이 낮아지고, 나아가 상단의 두께가 늘어날수록 사용자가 느끼는 통증이 커지기 때문에 제품을 사용하는 사람들이 불편함을 느낄 수 있다.

또한 본 발명자의 기존 마이크로구조체 제조방법에 따르면 기판 표면과 점성물질이 서로 결합하는 힘이 있어야 인장 및 분리가 가능하기 때문에, 마이크로니들이 형성되는 기판의 표면 특성에 따라 사용할 수 있는 점성물질의 특징이 제한되는 단점이 있다.

한국특허출원 제10-2010-0130169(발명의 명칭:마이크로구조체 제조방법)

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 점성물질 스팟팅 시간을 단축함으로써 제품 품질 및 생산효율을 향상시킬 수 있는 마이크로니들 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 마이크로니들 제조방법은 분사 플레이트에 마련된 복수의 관통공을 통해 필름의 상면으로 점성물질을 공급함으로써 상기 필름 상의 복수의 지점에 상기 점성물질을 스팟팅 하는 단계와, 상기 필름 상에 스팟팅 된 점성물질을 인장하는 단계와, 상기 인장된 점성물질을 응고시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 점성물질을 스팟팅 하기 이전에 상기 필름과 상기 점성물질과의 부착력이 향상되도록 상기 필름을 표면개질하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 표면개질은 플라즈마 처리를 통해 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 스팟팅 단계에서는 상기 분사 플레이트를 상기 필름의 상면에 밀착시킨 상태에서 상기 점성물질을 공급하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 분사 플레이트와 상기 점성물질 사이의 접착력이 약화되도록 상기 분사 플레이트가 표면처리되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 분사 플레이트의 관통공은 상단부로부터 하단부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 마이크로니들 제조방법은 필름 상에 복수의 관통공이 형성된 마스크를 배치하는 단계와, 상기 필름을 플라즈마 처리하여 상기 관통공에 대응되는 위치의 필름 표면을 표면개질함으로써 점성물질과의 부착력을 향상시키는 단계와, 상기 표면개질된 필름을 점성물질에 접촉시켰다가 떼어냄으로써 상기 표면개질된 영역에 점성물질이 부착되도록 하는 단계와, 상기 필름에 부착된 점성물질을 인장하는 단계와, 상기 인장된 점성물질을 응고시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 점성물질을 스팟팅 하는 시간이 감소되므로 점성물질의 점도 편차에 의한 품질저하를 방지할 수 있고, 또한 제품의 생산효율이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 제조방법의 개략적인 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치의 개략적인 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치로 점성물질을 스팟팅하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치로 점성물질을 스팟팅하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치를 이용하여 점성물질을 공급하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분사 플레이트의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로니들 제조방법의 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로니들 제조방법과 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치에 관하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 제조방법의 개략적인 흐름도이다.

먼저, 본 발명은 점성물질을 인장하는 방식으로 마이크로니들을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이때, 점성물질은 "생체적합성 또는 생분해성 물질"인 것이 바람직하다. 여기서, "생체적합성 물질"이란 인체에 독성이 없고 화학적으로 불활성인 물질을 의미한다. 그리고, "생분해성 물질"은 생체 내에서 체액, 효소 또는 미생물 등에 의해서 분해될 수 있는 물질을 의미한다.

또한, 본 발명에 따르면 점성물질은 적합한 용매에 용해되어 점성을 나타내는 것이 바람직하다. 즉, 점성을 나타내는 물질들 중에는 열에 의해 용융된 상태에서 점성을 나타내는 것이 있으나, 본 발명의 잠정 중의 하나인 비가열 공정이라는 장점을 최대화하기 위해서 점성 물질은 용매에 용해되어 점성을 나타내는 것이 바람직하다.

상술한 점성물질로는 히알루론산과 그의 염, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스 폴리머(cellulose polymer), 덱스트란, 젤라틴, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜, 폴리소르베이트, 프로필렌글리콜, 포비돈, 카보머(carbomer), 가티검(gum ghatti), 구아검, 글루코만난, 글루코사민, 담마검(dammer resin), 렌넷카제인(rennet casein), 로커스트콩검(locust bean gum), 미소섬유상셀룰로오스(microfibrillated cellulose), 사일리움씨드검(psyllium seed gum), 잔탄검, 아라비노갈락탄(arabino galactan), 아라비아검, 알긴산, 젤라틴, 젤란검(gellan gum), 카라기난, 카라야검(karaya gum), 커드란(curdlan), 키토산, 키틴, 타라검(tara gum), 타마린드검(tamarind gum), 트라가칸스검(tragacanth gum), 퍼셀레란(furcelleran), 펙틴(pectin) 또는 풀루란(pullulan)을 등이 있다. 보다 바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 점성 물질은 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스, 하이드록시알킬 셀룰로오스, 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스, 알킬셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스이며, 가장 바람직하게는 카르복시메틸셀룰로오스이다.

또한, 상술한 점성물질을 용해하는 용매는 특별하게 제한되지 않으며, 물, 탄소수 1-4의 무수 또는 함수 저급 알코올, 아세톤, 에틸 아세테이트, 클로로포름, 1,3-부틸렌글리콜, 헥산, 디에틸에테르 또는 부틸아세테이트가 용매로 이용될 수 있으며, 바람직하게는 물 또는 저급 알코올이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로니들 제조방법은 스팟팅 단계와, 인장단계와, 응고단계와, 절단단계를 포함한다.

스팟팅 단계는 필름 상의 복수의 지점에 점성물질을 스팟팅하는 단계로, 본 발명에서는 점성물질을 필름(f)의 복수 지점에 한 번에 스팟팅 한다는 점이 매우 중요한 특징이다. 이때, 필름(f)은 피부에 부착가능하도록 플렉서블한 성질을 가지는 소재로 이루어지며, 예를 들어 폴리우레탄, 폴리비닐알콜, 셀룰로오스 검, 젤라틴 또는 점착조성물이 도포된 필름 등 다양한 형태의 필름이 이용될 수 있다.

스팟팅 단계의 기본적인 개념을 설명하면, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 필름(f)이 배치된 상태에서, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 복수의 관통공이 형성된 분사 플레이트(10)를 필름(f) 상에 배치하고, 이 분사 플레이트(10)의 관통공을 통해 점성물질(0)을 필름으로 공급함으로써(도 1의 (c)) 필름 상의 복수의 지점에 점성물질을 스팟팅하는 것이다(도 1의 (d)).

참고로, 이 스팟팅 단계는 본 발명의 중요한 특징이고, 다양한 실시예를 가지므로, 추후 다시 상세하게 설명하기로 한다.

인장단계에서는 스팟팅 된 점성물질(0)을 인장시킨다. 이때, 도 1의 (e-1) 및 도 1의 (f)에 도시된 바와 같이 점성물질이 스팟팅 된 필름(f) 2개를 서로 마주보게 배치한 후, 점성물질(0)끼리 서로 접촉시킨 후 필름(f)을 서로 멀어지게 함으로써 점성물질을 인장시킬 수 있다. 또한, 도 1의 (e-2) 및 도 1의 (f)에 도시된 바와 같이, 점성물질(0)에 필름(f)(또는 평판)을 접촉한 후 필름을 서로 멀어지게 함으로써 점성물질을 인장시킬 수 있다.

응고단계에서는 인장된 점성물질을 응고시킨다. 이때, 필요에 따라 도 1의 (g)에 도시된 바와 같이 송풍을 실시함으로써 응고되는 속도 및 마이크로니들의 강도를 향상시킬 수 있다.

절단단계에서는 도 1의 (h)와 같이, 점성물질이 완전히 응고된 상태에서 필름을 서로 빠르게 서로 멀어지게 함으로써 절단한다. 한편, 레이저나 커팅기구 등을 이용하여 절단할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따르면 필름에 점성물질을 스팟팅 하기 전에 필름(f)의 표면을 표면개질하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 관하여 설명하면, 본 발명에서는 점성물질을 필름 상에 스팟팅 한 후 점성물질을 인장하는 방식으로 마이크로니들을 제조한다. 이때, 필름 표면에 점성물질이 부착되어 있어야만 점성물질을 인장할 수 있고, 또한 이때 점성물질과 필름 표면 사이의 부착력은 점성물질이 인장되는 정도(즉, 마이크로니들 형상)와 직결된다. 따라서, 필름 표면과 점성물질 사이의 부착력은 전체적으로 균일해야 하고, 나아가 일정 수준 이상을 가지는 것이 바람직하다.

그런데, 현실적으로 필름으로 사용될 수 있는 소재의 종류에 한계가 있고, 또한 필름 표면의 특성이 균일하지 않다. 이에, 본 발명에서는 필름을 플라즈마 처리하여 표면개질함으로써, 필름과 점성물질 사이의 부착력을 향상시키고 동시에 필름 표면의 특성(즉, 부착력)을 균일하게 한다. 그러면, 후속하는 인장 단계에서 보다 더 균일하게 점성물질을 인장할 수 있다. 참고로, 플라즈마의 종류 및 세기는 필름 종류에 따라 적절하게 변경가능하다.

본 발명에 따르면 필름 상의 복수의 지점에 동시에 점성물질을 스팟팅 할 수 있으므로, 종래에 비하여 스팟팅에 소요되는 시간이 크게 감소된다. 따라서, 전체 공정시간이 단축되어 생산성이 향상된다.

또한, 스팟팅 시간이 단축되므로, 종래와 같이 증발에 의해 점성물질들 사이에 점도차가 발생하게 되고, 이에 따라 인장시 마이크로니들의 형상이 불균일하게 되는 문제점이 방지된다.

이하에서는, 본 발명에서 점성물질을 스팟팅 할 때 사용하는 장치와 스팟팅하는 방식에 관하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치의 개략적인 단면도이며, 도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치로 점성물질을 스팟팅하는 과정을 설명하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치(100)는 필름(f) 상의 서로 이격된 복수의 지점에 점성물질(0)을 공급하기 위한 것이다. 본 실시예에 따른 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치(100)는 본체부(20)와, 분사 플레이트(10)와, 가압수단을 포함한다.

본체부(20)의 내부에는 점성물질(0)이 수용되는 공간이 마련되어 있으며, 일단부는 개방된다. 분사 플레이트(10)는 평판 형상으로 형성되며, 복수의 관통공이 관통 형성된다. 분사 플레이트(10)는 본체부(20)의 일단부(개방된 부분)에 결합된다. 가압수단은 본체부에 수용된 점성물질이 관통공으로 배출되도록 압력을 가하는 것이다. 본 실시예의 경우 가압수단으로는 피스톤 구조가 채용된다. 즉, 본체부(20)의 내부에 평판 형상의 가압판(30)이 배치되고, 이 가압판(30)이 구동축(31)에 의해 하방으로 이동하면 점성물질(0)이 관통공을 통해 배출된다. 한편, 점성물질을 배출할 때 점성물질이 균일한 양으로 배출하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해, 가압수단의 형태는 공지된 다양한 수단으로 변경가능하다.

한편, 분사 플레이트(10)는 점성물질과의 부착력이 최소화되도록 표면처리되는 것이 바람직하다. 이는, 분사 플레이트의 관통공에 점성물질이 강하게 부착되면, 이 점성물질이 부착된 상태에서 응고되어 관통공을 막게되고, 이에 따라 배출되는 점성물질의 양에 편차가 발생하기 때문이다. 이를 위해, 본 실시예에서는 분사 플레이트(특히, 관통공 부분 포함)는 표면처리되는데, 예를 들어 PU, 테플론 등과 같이 소수성을 가지는 물질로 분사 플레이트를 코팅한다. 참고로, 소수성 물질을 사용하는 이유는, 많은 점성물질들이 수용액 형태이기 때문이며, 점성물질의 특성에 따라 표면처리 방식을 적절하게 변경할 수 있다.

상기한 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치로 점성물질을 스팟팅 하는 과정에 관하여 설명하면, 먼저 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 필름(f)의 상면에 분사 플레이트(10)를 완전히 밀착시킨다. 이때, 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치(100)를 하방으로 가압하여 필름(f)에 밀착시킬 수도 있고, 전자기력(필름이 놓인 스테이지(도면 미도시)와 분사 플레이트 사이의 전자기력)을 이용하여 밀착시킬 수도 있다. 이 상태에서 점성물질을 가압하면 점성물질(0)이 관통공에 가득채워지면서 일부는 필름(f)의 상면에 부착된다. 이후, 가압을 해지하고 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치(100)를 위로 들어올리면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 필름 상의 복수의 지점에 점성물질(0)이 스팟팅 된다. 참고로, 앞서 설명한 바와 같이, 필름(f)과 점성물질(0) 사이의 부착력은 강해지도록 처리되고, 분사 플레이트(10)와 점성물질(0) 사이의 부착력은 약해지도록 처리되어 있기 때문에, 일정 수준 이상의 점성물질이 필름(f) 표면에 부착되어 남게 된다. 이때, 남아있는 점성물질의 양을 조절하기 위해서는, 관통공의 크기나 형상을 적절하게 변경할 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치(100)를 필름(f) 상에 이격시킨 상태에서 점성물질(0)을 일정량만큼 배출한 후, 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치(100)를 상승시키는 방식으로 점성물질을 공급할 수도 있다. 다만, 이 경우에는 관통공에서 배출되는 점성물질의 양이 균일할 수 있도록, 정밀한 가압수단을 채용하여야만 한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치의 개략적인 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 경우 분사 플레이트(10A)는 나사(n)에 의해 본체부(20)에 착탈 가능하게 결합된다. 특히, 도 5에 확대되어 도시된 바와 같이, 분사 플레이트(10A)에서 나사(n)가 삽입되는 부분에는 홈이 형성되고, 이 홈에 나사의 머리 부분이 완전히 삽입된다. 따라서, 분사 플레이트(10A)를 필름에 완전히 밀착시킬 수 있는 구조가 된다.

도 6을 참조하면, 본체부(20)에는 점성물질을 공급하는 공급관(40)이 연결된다. 그리고, 이 공급관을 통해 일정량(또는 일정 압력)의 점성물질이 공급되고, 이에 따라 관통공을 통해 점성물질이 배출된다. 참고로, 점성물질은 일정량씩 지속적으로 공급될 수도 있으나, 바람직하게는 특정 시점에만 공급되는 펄스 방식으로 공급되는 것이 바람직하다.

그리고, 도 5 및 도 6에 개시된 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치로 필름에 점성물질을 공급하는 방식은, 앞서 설명한 도 3 및 도 4에 개시된 방식으로 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치의 개략적인 단면도이며, 도 8은 도 7에 도시된 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치로 점성물질을 스팟팅하는 과정을 설명하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치(200)는 본체부(20)와, 분사 플레이트(10)와, 가압수단과, 개폐부재(50)를 포함한다.

본체부(20)의 내부에는 점성물질이 수용되는 공간이 마련되어 있으며, 일단부는 개방된다. 분사 플레이트(10)는 평판 형상으로 형성되며, 복수의 관통공이 관통 형성된다. 분사 플레이트는 본체부의 일단부(개방된 부분)에 결합된다. 가압수단은 본체부에 수용된 점성물질이 관통공으로 배출되도록 압력을 가하는 것이다. 본 실시예의 경우, 도면 상에는 가압수단이 도시되어 있지 않으나, 도 6에 도시된 바와 같이 점성물질을 본체부의 내부로 공급하는 공급관의 구조가 가압수단으로 채용될 수 있다.

그리고, 개폐부재(50)는 관통공을 개방 및 폐쇄하기 위한 것이다. 본 실시예의 경우, 개폐부재(50)는 원판 형상으로 형성되며, 본체부(20) 내부에서 분사 플레이트(10)의 상측에 배치된다. 개폐부재(50)에는 분사 플레이트의 관통공에 대응되는 위치에 복수의 개폐홀이 관통 형성된다. 개폐부재(50)는 회전축(51)에 연결되며, 회전축의 회전에 연동되어 개방위치와 차단위치 사이에서 이동된다. 이때, 개방위치란 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 개폐홀과 관통공이 서로 대면하게 되고, 이에 따라 도면에 도시된 바와 같이 본체부 내의 점성물질이 관통공을 통해 배출될 수 있는 위치를 의미한다. 그리고, 차단위치란 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 개폐홀과 관통공이 서로 어긋나게 배치되어 개폐부재에 의해 관통공이 차단되는 위치로, 이 차단위치에서는 관통공으로 점성물질이 공급되지 않는다.

한편, 본 실시예의 경우에는, 개폐부재의 회전에 따라 관통공이 개방 또는 차단되도록 발명을 구성하였으나, 개폐부재가 슬라이딩 됨에 따라 관통공이 개방 또는 차단되도록 발명을 구성할 수도 있다.

본 실시예에 따른 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치로 점성물질을 공급하는 과정에 관하여 설명한다. 도 8을 참조하면, 먼저 분사 플레이트(10)를 필름(f)에 완전히 밀착시키고, 개폐부재(50)를 개방위치에 위치시킨 상태에서 가압수단을 통해 점성물질을 공급한다. 그러면, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 점성물질이 분사 플레이트(10)의 관통공에 완전히 채워져 점성물질의 일부가 필름(f)에 접촉된다.

이 상태에서 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 개폐부재를 차단위치로 회전시키면, 분사 플레이트(10)의 관통공으로 점성물질이 더 이상 공급되지 않는다.

이후, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 분사 플레이트(10)를 상승시키면 분사 플레이트(10)의 관통공 내에 있던 점성물질이 필름(f)에 부착된 상태로 남게 되므로 복수의 지점에 점성물질(0)이 스팟팅 되게 된다.

참고로, 앞서 설명한 바와 같이, 필름과 점성물질 사이의 부착력은 강해지도록 처리하고, 분사 플레이트와 점성물질 사이의 부착력은 약해지도록 처리하면, 대부분의 점성물질이 필름 표면에 스팟팅 된 상태로 남아 있을 수 있다.

본 실시예에 따르면 한 번에 스팟팅 되는 점성물질의 양이 분사 플레이트 관통공의 부피에 의해 결정되고(가장 바람직하게는, 관통공의 부피와 동일한 양만큼 점성물질이 공급됨), 따라서 항상 일정한 양의 점성물질을 스팟팅 할 수 있게 된다. 특히, 본 발명에서와 같이 다수의 관통공을 통해 동시에 점성물질을 분사하는 경우, 각 관통공에서 분사되는 점성물질의 양을 균일하게 하는 것이 매우 중요한 문제인데, 이를 분사되는 압력(즉, 가압수단의 성능) 제어를 통해 분사량을 정밀하게 제어하는 것은 매우 고도의 기술을 필요로 할 뿐 아니라 용이하지 않다. 하지만, 본 실시예의 경우에는 관통공의 형상(부피)에 의해 점성물질이 분사되는 양을 균일하고 정확하게 결정할 수 있다는 장점이 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치를 이용하여 점성물질을 공급하는 과정을 설명하는 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예의 경우 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치(100C)는 스테이지(60)를 더 포함한다.

스테이지(60)는 필름(f)이 놓여지는 곳으로, 스테이지의 상면에는 복수의 충진홈(61)이 마련되어 있다. 충진홈(61)은 하방으로 오목하게 형성되며, 분사 플레이트(10)의 각 관통공에 대응되는 위치에 형성된다.

점성물질을 공급하는 과정에 관하여 설명하면, 먼저 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 스테이지(60) 위에 필름(f)을 놓은 상태에서 분사 플레이트(10)를 필름(f)에 완전히 밀착시킨다. 이 상태에서 점성물질(0)을 공급하면, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 점성물질(0)이 공급되는 압력에 의해 필름(f)이 충진홈(61)으로 밀려 들어가면서 그 공간에 점성물질이 충진되게 된다. 이후, 점성물질의 공급을 중단하고 분사 플레이트(10)를 상승시키면 도 9의 (c)와 같이 점성물질이 스팟팅된다. 참고로, 필름(f)은 일정 수준의 탄성을 가지기 때문에, 충진홈(61)으로 밀려들어갔다가 다시 원상태로 복원가능하다.

본 실시예가 가지는 장점을 도 3의 실시예와 비교하여 설명하면, 도 3의 실시예의 경우에는 관통공의 부피 만큼의 점성물질이 스팟팅 된다. 하지만, 본 실시예의 경우에는, 충진홈(61)의 부피 만큼 점성물질이 더 스팟팅 될 수 있으므로, 충진홈의 형상을 통해 스팟팅 되는 점성물질의 양을 변경할 수 있다.

한편, 상기한 바와 같이 점성물질을 분사하는 과정에서, 분사 플레이트의 하면(보다 구체적으로는, 관통공의 가장자리)에 점성물질이 묻게 되면(예를 들어, 점성물질이 관통공을 통해 외부로 새어 나와서 관통공 가장자리 하면에 묻게 됨), 이 점성물질이 굳어서 후속 공정에서 악영향을 미치게 된다. 이에, 본 발명에서는 관통공의 형상 변경을 통해 이러한 문제를 해결하고자 한다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분사 플레이트의 단면도이다.

도 10의 (a)를 참조하면, 분사 플레이트(10B)의 관통공은 상단부에서부터 하단부로 갈수록 폭이 좁아는 역삼각형 모양으로 형성된다. 점성물질에 압력을 가하여 관통공으로 점성물질을 밀어내다가, 인가하던 압력을 해지하면, 관통공에 있던 점성물질이 자체 점성에 의해 위로 빨려 올라가게되는데, 이때, 관통공의 하단부 측 폭이 상단부 보다 좁기 때문에, 상단부 측에서 점성물질이 조금만 빨려 올라가더라도 관통공의 하단부 측에서는 점성물질이 훨씬 더 큰 폭으로 빨려 올라간다. 따라서, 점성물질이 외부로 새어나와서 분사 플레이트의 하면에 묻게 되는 현상을 방지할 수 있다.

도 10의 (b) 및 (c)를 참조하면, 분사 플레이트(10C, 10D)의 관통공은 상단부에서부터 하단부로 갈수록 폭이 좁아지다가, 특정 위치(P)에서부터 다시 넓어지는 구조로 형성된다. 이와 같이 관통공을 형성하면, 관통공을 통해 점성물질을 필름에 공급한 후, 공급을 중단한 상태에서 분사 플레이트를 상승시킬 때, 관통공 내에 남아있던 점성물질이 특정 위치(P)를 기준으로 분리되어, 특정 위치 아래에 있는 점성물질은 필름(f)에 부착되고, 특정 위치 위에 있는 점성물질은 관통공에 남게 된다. 그리고, 점성물질이 관통공을 통해 새어나올 때에는 점성물질이 관통공의 내벽을 타고 흘러내리는 방식으로 새어나오는데, 본 실시예의 경우에는 특정 위치 이후로는 관통공 내벽의 폭이 넓어지기 때문에 점성물질이 흘러내리는 것이 방지된다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로니들 제조방법의 흐름도이다. 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로니들 제조방법은 스팟팅 단계와, 인장단계와, 응고단계와, 절단단계를 포함한다. 상기한 단계 중, 스팟팅 단계를 제외한 나머지 단계는 앞서 도 1에서 설명한 단계와 동일하다. 이에, 스팟팅 단계에 관하여 중점적으로 설명한다.

본 실시예에 따르면, 먼저 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 필름(f) 상에 복수의 관통공이 형성된 마스크(m)를 배치하고, 이 상태에서 플라즈마 처리를 실시한다. 그러면, 플라즈마에 노출되는 위치, 즉 관통공에 대응되는 필름 표면만이 표면개질되고, 이에 따라 이 부분만(즉, 표면개질 된 부분) 점성물질과의 부착력이 향상된다.

이후, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 필름(f)을 점성물질(0)에 접촉시켰다가 떼어내면, 점성물질과의 부착력이 높은 부분, 즉 표면개질된 부분에만 점성물질(0)이 부착되고, 이에 따라 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이 점성물질이 스팟팅된다.

이후, 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이, 인장단계, 응고단계 및 절단단계를 수행하면 마이크로니들을 제조할 수 있다.

본 발명에 따르면, 매우 용이하고 간단하게(즉, 앞서 설명한 마이크로니들 제조용 점성물질 공급장치이 없이도) 점성물질을 필름 표면에 스팟팅 할 수 있다는 장점이 있다.

다만, 필름을 점성물질에 접촉할 때, 표면개질되지 않은 부분에도 점성물질이 일부 묻어나오게 되는 현상이 자주 발생하게 된다. 이를 해결하기 위해서는, 기본적으로 점성물질과의 부착력이 적은 소재를 사용하여 필름을 제조하거나, 또는 표면개질 되는 부분을 제외한 나머지 부분을 점성물질과의 부착력이 낮아지도록 표면처리하는 것이 더 바람직하다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

0...점성물질 f...필름
10...분사 플레이트 20...본체부
50...개폐부재

Claims (1)

1. 필름과 상기 필름에 스팟팅되는 점성물질과의 부착력이 향상되도록 상기 필름을 표면개질하는 단계;
   분사 플레이트에 마련된 복수의 관통공을 통해 상기 필름의 상면으로 상기 점성물질을 공급함으로써 상기 필름 상의 복수의 지점에 상기 점성물질을 스팟팅하는 단계;
   상기 필름에 스팟팅된 점성물질을 인장하는 단계;
   상기 인장된 점성물질을 응고시키는 단계;를 포함하고,
   상기 분사 플레이트와 상기 점성물질 사이의 접착력이 약화되도록 상기 분사 플레이트가 표면처리되고,
   상기 분사 플레이트의 관통공은 상단부로부터 하단부로 갈수록 폭이 좁아지다가 소정의 위치에서부터 다시 넓어지는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로니들 제조방법.

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