KR102554863B1 - 자기장을 이용한 무침 주사기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기장을 이용한 무침 주사기에 관한 것으로, 제1 전류를 인가하는 제1 전류 인가부; 상기 제1 전류 인가부에서 상기 제1 전류를 인가받는 제1 코일; 이동하여, 약물에 압력을 가하는 제2 코일; 상기 제1 코일이 외부를 감싸고, 내부에 상기 제2 코일이 배치되는 하우징; 상기 하우징과 연결되고, 내부에 상기 약물이 배치되는 약물 챔버; 및 상기 약물 챔버에 배치되고, 상기 약물을 분사하는 분사 노즐;을 포함한다.

Description

자기장을 이용한 무침 주사기{NEEDLE FREE INJECTOR USING A MAGNETIC FIELD}

본 발명은 자기장을 이용한 무침 주사기에 관한 것이다.

약물 전달 시스템(Drug Delivery System)은 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 시스템이다.

약물 전달 시스템에서 가장 많이 사용되고 있는 주사 방식은 정확하고 효율적인 약물 투여가 가능하지만 주사 시의 통증으로 인한 주사 공포증, 재사용으로 인한 감염 위험성, 그리고 많은 양의 의료 폐기물이 발생하는 등의 문제점들을 가지고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 무침 주사기(Needle free injector)와 같은 약물 전달 방식이 개발되고 있다.

예를 들어, 무침 주사 기술의 하나인 액체 주사 기술은 액체 안에 레이저 또는 전기파를 통한 충격파를 가하여 액체를 열 팽창시키고, 이 때 발생하는 압력을 이용하여 고속의 액체 줄기를 발생시켜 피부에 액체를 주입하는 기술이다.

다만 이러한 액체 주사 기술은 구조가 복잡하고, 소형화가 어려운 문제점이 있다.

중국특허공보 제103977482호, 2016.06.15.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 자기장을 이용하여, 구조가 간단하고, 소형화가 쉬운 자기장을 이용한 무침 주사기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전류를 인가하여, 코일이 움직여 약물을 주입하고, 주입 전의 형태로 복원할 수 있는 자기장을 이용한 무침 주사기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 제1 전류를 인가하는 제1 전류 인가부; 상기 제1 전류 인가부에서 상기 제1 전류를 인가받는 제1 코일; 이동하여, 약물에 압력을 가하는 제2 코일; 상기 제1 코일이 외부를 감싸고, 내부에 상기 제2 코일이 배치되는 하우징; 상기 하우징과 연결되고, 내부에 상기 약물이 배치되는 약물 챔버; 및 상기 약물 챔버에 배치되고, 상기 약물을 분사하는 분사 노즐;을 포함하는 자기장을 이용한 무침 주사기에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 자기장을 이용하여, 구조가 간단하고, 소형화가 쉬운 자기장을 이용한 무침 주사기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 전류를 인가하여, 코일이 움직여 약물을 주입하고, 주입 전의 형태로 복원할 수 있는 자기장을 이용한 무침 주사기를 제공하는 것이다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되기 전을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되어, 약물이 주입되는 것을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되기 전을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되어, 약물이 주입되는 것을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되기 전을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되어, 약물이 주입되는 것을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 1a 및 도 1b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 1 주기의 펄스 전류이 인가되었을 때 제1 코일과 제2 코일 각각의 시간에 따른 전류를 나타낸 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되기 전을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되어, 약물이 주입되는 것을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되기 전을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되어, 약물이 주입되는 것을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되기 전을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 전압이 인가되어, 약물이 주입되는 것을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b, 도 3a, 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 제1 전류 인가부(100), 제1 코일(200), 제2 코일(300), 하우징(400), 약물 챔버(410), 및 분사 노즐(700)을 포함한다.

제1 전류 인가부(100)는 전류를 인가한다. 제1 전류 인가부(100)는 (+)극 및 (-)극을 포함할 수 있다. 제1 전류 인가부(100)는 예를 들어 전지일 수 있다.

전류는 예를 들어, 펄스 전류일 수 있다. "펄스 전류"란 짧은 주기로 흐르다 말다 하는 파형의 전류를 의미할 수 있다. 상기 "펄스 전류"란 "펄스드 파워(Pulsed Power)" 일 수 있으며, 이는 에너지를 축적한 후 짧은 라이징 타임(rising time)에 다량의 에너지를 방출하여, 순간 전력을 증가시키는 기술일 수 있다.

상기 라이징 타임(rising time)이란 펄스진폭(pulse amplitude)의 10 % 내지 90 %까지 걸리는 시간을 말하며, 본 발명에서 라이징 타임은 수 나노 초 단위에서 수 밀리 초 단위일 수 있다. 바람직하게는 수 나노 초에서 수 마이크로 초 단위인 것이 좋다.

도시하지는 않았으나, 상기 제1 전류 인가부는, 생성된 펄스(Pulse)의 형성(form)을 유지시켜주는 전기 회로를 더 포함할 수 있으며, 상기 전기 회로는 펄스포밍 네트워크(Pulse forming network, PFN)일 수 있다.

상기 펄스 포밍 네트워크(pulse forming network, PFN)은 스퀘어펄스(square pulse)의 폼(form)이 기생 인덕턴스(inductance)로 인해 무너지는 것을 방지하여, 펄스(Pulse)의 형성(form)을 유지시켜줄 수 있다.

자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 스위치를 더 포함할 수 있다. 스위치를 켜면, 제1 전류 인가부(100)에서 제1 코일(200)로 전류가 인가될 수 있다. 스위치를 끄면, 제1 전류 인가부(100)에서 제1 코일(200)로 인가되는 전류가 차단될 수 있다.

제1 코일(200)은 제1 전류 인가부(100)에서 전류를 인가받는다. 제1 코일(200)은 전기 전도성이 좋은 선형 재료를 감은 것일 수 있다. 제1 전류 인가부(100)에서 전류가 인가되면, 제1 코일(200)의 주위에는 자기장이 형성된다.

제2 코일(300)은 제1 코일(200) 및 분사 노즐(700) 사이에 제공된다. 제2 코일(300)은 이동하여, 약물(600)에 압력을 가할 수 있다. 제2 코일(300)은 전기 전도성이 좋은 선형 재료를 감은 것일 수 있다.

하우징(400)은 밀폐된 수용 공간을 갖는다. 하우징(400)의 외부에는 제1 코일(200)이 배치된다. 예를 들어, 제1 코일(200)은 하우징(400)의 일부를 둘러싼다. 하우징(400)의 내부에는 및 제2 코일(300)이 배치된다.

하우징(400)은 예를 들어, 개략적으로 원통형일 수 있다. 하우징(400)의 하단은 약물 챔버(410)와 연결될 수 있다. 하우징(400)은 약물 챔버(410)와 일체일 수 있다.

약물 챔버(410)는 밀폐된 수용 공간을 갖는다. 약물 챔버(410)는 제2 코일(300) 및 분사 노즐(700) 사이에 제공될 수 있다.

약물 챔버(410)의 내부에는 약물(600)이 배치된다. 약물 챔버(410)는 예를 들어, 개략적으로 원통형일 수 있다. 약물 챔버(410)의 상단에는 분리막(400)이 배치될 수 있다. 약물 챔버(410)의 하단은 분사 노즐(700)과 연결될 수 있다. 약물 챔버(410)의 일측은 약물 공급부와 연결될 수 있다.

약물 챔버(410)에 수용되는 약물(600)은 예를 들어, 1회 주입할 양인 것일 수 있다. 전류를 인가하여, 분사 노즐(700)을 통해 약물 챔버(410)에 수용되는 약물(600)이 모두 주입되면, 약물 챔버(410)는 약물 공급부에서 다음 1회 주입할 양을 다시 공급받을 수 있다. 다만 이에 한정하는 것은 아니고, 약물 챔버(410)에 수용되는 약물(600)은 2회 이상 주입할 양인 것일 수도 있다.

제2 코일(300)이 이동하면, 약물 챔버(410)의 내부에 압력이 가해진다. 이에 따라 약물(600)에 압력이 가해질 수 있다. 이에 따라 약물(600)은 분사 노즐(700)로 분사되어 사용자에게 주입될 수 있다.

분사 노즐(700)은 약물 챔버(410)에 배치된다. 예를 들어, 분사 노즐(700)은 약물 챔버(410)의 하단에 홀 형태로 정의될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 분사 노즐(700)은 약물을 분사할 수 있다면, 약물 챔버(410)에 연결되어, 약물 챔버(410)의 상단에서 하단 방향으로 돌출된 것일 수도 있다. 분사 노즐(700)은 약물(600)을 분사한다. 분사 노즐(700)은 하우징(400)에서 약물 챔버(410) 방향으로 약물(600)을 분사할 수 있다.

분사 노즐(700)의 직경은 50 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터일 수 있다. 분사 노즐(700)의 직경이 50 마이크로미터 미만일 경우, 분사되는 약물(600)의 양이 적고 약물(600)이 약물(600)을 주입받는 사용자의 체내에 충분한 깊이로 주입되지 않을 수 있다. 분사 노즐(700)의 직경이 1000 마이크로미터 초과인 경우, 분사되는 마이크로젯의 직경이 커져서 피부의 표면에서 튕겨져 나오는 약물(600)의 양이 증가하고 약물(600)의 낭비가 심해질 수 있다. 예를 들어 분사 노즐(700)의 직경은 200 마이크로미터일 수 있다.

도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 약물 공급부를 더 포함할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 약물 저장부 및 체크 밸브를 더 포함할 수 있다.

약물 공급부는 약물 저장부에서 약물(600)을 제공받아 약물 챔버(410)에 약물(600)을 제공한다. 약물 공급부는 예를 들어, 약물 챔버(410)의 측면과 연결될 수 있다.

약물 저장부는 약물 챔버(410)에 제공되는 약물(600)을 저장할 수 있다. 약물 저장부는 약물 공급부와 연결될 수 있다.

체크 밸브는 약물(600)이 약물 공급부에서 약물 챔버(410) 방향으로만 전달될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 체크 밸브는 약물(600)이 약물 챔버(410)에서 약물 공급부방향으로 전달되는 것을 방지한다. 체크 밸브는 예를 들어, 약물 공급부의 내부에 배치될 수 있다.

이하에서는 도 1a 및 도 1b에 도시된, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 대하여, 보다 구체적으로 설명한다.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 제1 전류 인가부(100), 제1 코일(200), 제2 코일(300), 이동 블록(301), 하우징(400), 약물 챔버(410), 및 분사 노즐(700)을 포함한다.

제1 전류 인가부(100)는 제1 코일(200)에 전류를 인가할 수 있다. 제1 전류 인가부(100)는 예를 들어 전지일 수 있다. 전압은 예를 들어, 펄스 전류일 수 있다.

제1 코일(200)은 고정된 것일 수 있다. 제1 코일(200)은 파워 코일일 수 있다. 파워 코일이란, 외부에 유선을 통해 전력을 공급받는 것을 의미할 수 있다.

제2 코일(300)은 이동할 수 있다. 제1 코일(200)에 전류가 인가되면, 제2 코일(300)에 유도 전류가 생성될 수 있다. 제2 코일(300)은 외부와 배선이 연결되지 않을 수 있다. "외부"는 하우징(400)의 외부를 의미하는 것일 수 있다. 제2 코일(300)은 내부적으로 폐루프를 형성할 수 있다.

제2 코일(300)은 추진 코일일 수 있다. 추진 코일이란 파워 코일에 의해 유도된 전략만을 공급받아 추진되는 코일을 의미할 수 있다.

제2 코일(300)은 이동 블록(301) 안에 배치될 수 있다. 이동 블록(301)은 제1 코일(200) 및 제2 코일(300) 사이에 척력 또는 인력이 작용하면, 제2 코일(300)과 함께 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 걸림턱(500)을 더 포함할 수 있다. 걸림턱(500)은 제2 코일(300)이 제1 코일(200)에서 분사 노즐(700) 방향으로 이동할 때, 더 이상 전진하지 못하도록 제어할 수 있다.

걸림턱(500)의 폭은 하우징(400)의 폭보다 좁을 수 있다. 걸림턱(500)은 하우징(400)과 일체일 수 있다. 걸림턱(500)은 약물 챔버(410)과 일체일 수 있다.

이하에서는 도 4를 참조하여, 도 1a 및 도 1b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기의 약물 주입 방식에 대하여 설명한다.

도 4는 도 1a 및 도 1b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 1 주기의 펄스 전류이 인가되었을 때 제1 코일과 제2 코일 각각의 시간에 따른 전류를 나타낸 것이다. 도 4의 X축은 시간, Y축은 전류를 의미할 수 있다.

도 1a, 도 1b, 및 도 4를 참조하면, 제1 전류 인가부(100)에서 제1 코일(200)로 한 주기의 펄스 전류을 인가할 수 있다. 제1 전류 인가부(100)에서 한 주기의 펄스 전류을 가하게 되면, 제1 코일(200)의 전류가 상승하고, 자기장도 상승하게 된다. 이에 따라, 제2 코일(300)에 유도 전류 및 유도 자기장이 발생한다. 한 주기의 초반 반 주기에서는 패러데이의 법칙에 의해, 제1 코일(200) 및 제2 코일(300) 사이에 척력이 발생하게 되고, 제2 코일(300) 및 이동 블록(301)은 제1 코일(200)에서 분사 노즐(700) 방향으로 이동하여, 약물(600)을 분사할 수 있다. 이 때, 제2 코일(300) 및 이등 블록(301)은 걸림턱(500)에 의해 이동이 제어될 수 있다.

제1 코일(200)에 제공되는 전류의 세기에 따라, 제2 코일(300)이 이동하는 속도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 약물(600)이 분사되는 속도를 조절할 수 있다.

제2 코일(300)이 이동함에 따라, 제1 코일(200)과의 거리가 멀어지면, 제2 코일(300)에 형성된 유도 전류 및 유도 자기장의 세기가 작아진다.

걸림턱(500)에 의해 막혀있던 제2 코일((300) 및 이동 블록(301)은 펄스의 전류가 감소하면서 인력을 받게 된다. 이에 따라, 한 주기의 후반 반 주기에서는 패러데이의 법칙에 의해, 제1 코일(200) 및 제2 코일(300) 사이에 인력이 발생할 수 있고, 제2 코일(300) 및 이동 블록(301)은 분사 노즐(700)에서 제1 코일(200) 방향으로 이동할 수 있다. 제2 코일(300) 및 이동 블록(301)이 분사 노즐(700)에서 제1 코일(200) 방향으로 이동함에 따라, 약물 챔버(410)에 다음 주입을 위한 약물을 추가로 공급할 수 있다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기는 한 주기의 펄스 전류를 제공하여, 약물의 주입 및 다음 분사를 위한 약물의 제공을 모두 구현할 수 있다.

이하에서는 도 2a 및 도 2b에 도시된, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 대하여, 보다 구체적으로 설명한다.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 제1 전류 인가부(100), 제1 코일(200), 제2 코일(300), 하우징(400), 약물 챔버(410), 및 분사 노즐(700)을 포함한다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 제2 전류 인가부(110), 제3 전류 인가부(120), 제3 코일(310), 제1 피스톤부(320) 및 제2 피스톤부(510)을 더 포함할 수 있다.

제2 전류 인가부(110) 및 제3 전류 인가부(120)는 전류를 인가한다. 이때, 전류는 예를 들어 펄스 전류일 수 있다. "펄스 전류"란 짧은 주기로 흐르다 말다 하는 파형의 전류를 의미할 수 있다. 상기 "펄스 전류"란 "펄스드 파워(Pulsed Power)" 일 수 있으며, 이는 에너지를 축적한 후 짧은 라이징 타임(rising time)에 다량의 에너지를 방출하여, 순간 전력을 증가시키는 기술일 수 있다.

상기 라이징 타임(rising time)이란 펄스 진폭(pulse amplitude)의 10 % 내지 90 %까지 걸리는 시간을 말하며, 본 발명에서 라이징 타임은 수 나노 초 단위에서 수 밀리 초 단위일 수 있다. 바람직하게는 수 나노 초에서 수 마이크로 초 단위인 것이 좋다.

도시하지는 않았으나, 상기 제2 및 3 전류 인가부는, 생성된 펄스(Pulse)의 형성(form)을 유지시켜주는 전기회로를 더 포함할 수 있으며, 상기 전기회로는 펄스포밍 네트워크(Pulse forming network, PFN)일 수 있다.

상기 펄스포밍 네트워크(pulse forming network, PFN)은 스퀘어펄스(square pulse)의 폼(form)이 기생 인덕턴스(inductance)로 인해 무너지는 것을 방지하여, 펄스(Pulse)의 형성(form)을 유지시켜줄 수 있다.

제1 커패시터 충전기(111)는 제1 전류를 제공하기 위해 제1 커패시터(112)를 충전할 수 있다.

제1 커패시터 충전기(111)는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 제1 커패시터(112)에 전류를 제공함에 따라 제1 커패시터(111)를 충전할 수 있다.

제1 커패시터(112)는 제1 전류를 제공하기 위해, 전하를 저장할 수 있다.

제1 스위치(113)는 제1 전류를 제1 코일(200)로 인가하거나 차단할 수 있다. 제1 스위치(113)는 예를 들어, 사용자에 의해 제1 전류 펄스의 라이징 타임을 조절할 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 제1 전류 펄스의 라이징 타임이 수 나노 초 단위에서 수 밀리 초 단위까지 조절될 수 있다. 바람직하게는 수 나노 초에서 수 마이크로 초까지 조절되는 것이 좋다.

제1 전류 인가부(100)는 제1 커패시터 충전기(111), 제1 커패시터(112), 및 제1 스위치(113)를 포함한다.

제1 커패시터 충전기(111)는 제1 전류를 제공하기 위해 제1 커패시터(112)를 충전할 수 있다.

제1 커패시터 충전기(111)는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 제1 커패시터(112)에 전류를 제공함에 따라 제1 커패시터(111)를 충전할 수 있다.

제1 커패시터(112)는 제1 전류를 제공하기 위해, 전하를 저장할 수 있다.

제1 스위치(113)는 제1 전류를 제1 코일(200)로 인가하거나 차단할 수 있다. 제1 스위치(113)는 예를 들어, 사용자에 의해 제1 전류의 펄스의 폭을 조절할 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 제1 전류의 주기가 수 초 단위에서 수 밀리 초 단위까지 조절될 수 있다.

제1 스위치(113)는 솔리드 스테이트 스위치(Solid State Switch)일 수 있다.

제1 스위치(113)가 켜지면, 제1 코일(200)에 제1 전류가 인가될 수 있다. 제1 코일(200)은 석션(suction) 코일일 수 있다. 제1 코일(200)은 하우징(400)의 외부의 일부를 둘러쌀 수 있다. 제1 전류는 펄스 전류일 수 있다.

제2 전류 인가부(110)는 제2 커패시터 충전기(121), 제2 커패시터(122), 및 제2 스위치(123)를 포함한다.

제2 커패시터 충전기(121)는 제2 전류를 제공하기 위해 제2 커패시터(122)를 충전할 수 있다.

제2 커패시터 충전기(121)는 교류 전류를 직류 전류를 변환하여 제2 커패시터(122)에 전류를 제공함에 따라 제2 커패시터(121)를 충전할 수 있다.

제2 커패시터(122)는 제2 전류를 제공하기 위해, 전하를 저장할 수 있다.

제2 스위치(123)는 제2 전류를 제2 코일(300)로 인가하거나 차단할 수 있다. 제2 스위치(123)는 예를 들어, 사용자에 의해 제2 전류의 펄스의 폭을 조절할 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 제2 전류의 주기가 수 초 단위에서 수 밀리 초 단위까지 조절될 수 있다.

제2 스위치(123)는 사이리스터(SCR), 또는 트라이액(Triac)일 수 있다.

제2 스위치(123)가 켜지면, 제2 코일(300)에 제2 전류가 인가될 수 있다. 제2 전류는 펄스 전류일 수 있다.

제2 코일(300)은 플런저(plunger) 코일일 수 있다. 제2 코일(300)은 하우징(400)의 내부에 배치될 수 있다. 제2 코일(300)은 이동 블록(301) 안에 배치될 수 있다. 이동 블록(301)은 제2 코일(300)과 함께 이동할 수 있다.

제3 전류 인가부(100)는 제3 커패시터 충전기(131), 제3 커패시터(132), 및 제3 스위치(133)를 포함한다.

제3 커패시터 충전기(131)는 제3 전류를 제공하기 위해 제3 커패시터(132)를 충전할 수 있다.

제3 커패시터 충전기(131)는 교류 전류를 직류 전류를 변환하여 제3 커패시터(132)에 전류를 제공함에 따라 제3 커패시터(131)를 충전할 수 있다.

제3 커패시터(132)는 제3 전류를 제공하기 위해, 전하를 저장할 수 있다.

제3 스위치(133)는 제3 전류를 제3 코일(310)로 인가하거나 차단할 수 있다. 제3 스위치(133)는 예를 들어, 사용자에 의해 제3 전류의 펄스의 폭을 조절할 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 제3 전류의 주기가 수 초 단위에서 수 밀리 초 단위까지 조절될 수 있다.

제3 스위치(133)는 솔리드 스테이트 스위치(Solid State Switch)일 수 있다.

제3 스위치(133)가 켜지면, 제3 코일(310)에 제3 전류가 인가될 수 있다. 제3 코일(310)은 인젝션(Injection) 코일일 수 있다. 제3 코일(310)은 하우징(400)의 외부의 일부를 둘러쌀 수 있다. 제3 전류는 펄스 전류일 수 있다.

제1 피스톤부(320)는 제2 피스톤부(510)에 힘을 가하여, 약물(600)을 분사할 수 있다. 제1 피스톤부(320)는 제2 피스톤부(510)와 연결된다. 제1 피스톤부(320) 및 제2 피스톤부(510)는 서로 연결되어, 피스톤 역할을 수행할 수 있다.

제1 피스톤부(320)는 예를 들어, 금속, 플라스틱, 또는 절연 물질일 수 있다.

제1 피스톤부(320)의 적어도 일부는 제2 코일(300) 및 제3 코일(310)에 의해 둘러싸일 수 있다. 제1 피스톤부(320)는 제1 코일(200)에 의해 둘러싸이지 않을 수 있다.

제2 피스톤부(510)은 제1 피스톤부(320)에 의해 힘을 받아, 약물(600)을 분사할 수 있다. 약물(600)을 분사하고, 제2 피스톤부(510)은 분사 전 위치로 되돌아올 수 있다.

제2 피스톤부(510)는 예를 들어, 금속, 플라스틱, 또는 절연 물질일 수 있다.

제2 피스톤부(510)는 제1 피스톤부(320)와 동일한 물질일 수 있고, 서로 상이한 물질일 수도 있다.

제1 피스톤부(320) 및 제2 피스톤부(510) 각각이 금속인 경우, 제2 코일(300) 및 제3 코일(310)의 인력의 세기에 영향을 줄 수 있고, 이에 따라, 상대적으로 작은 전류를 가하여도 약액 분사가 용이할 수 있다.

이하에서는 도 2a 및 도 2b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기의 약물 주입 방식에 대하여 설명한다.

먼저, 제2 코일(300)에 제2 전류가 인가되고, 제3 코일(310)에 제3 전류가 인가되면, 약물이 주입된다. 이 때, 제2 전류 및 제3 전류는 동시에 인가될 수 있다. 즉, 제2 스위치(123) 및 제3 스위치(133)는 동시에 전원이 켜질 수 있다. 이 때 제1 스위치(113)는 전원이 꺼져 있을 수 있다. 제2 전류 및 제3 전류 각각이 인가되면, 제2 코일(300) 및 제1 피스톤부(320)는 제1 코일(200)에서 분사 노즐(700) 방향으로 이동할 수 있다. 제2 코일(300) 및 제1 피스톤부(320)의 이동 속도는 제2 전류 및 제3 전류의 세기를 조절하여 조절할 수 있다.

제3 전류는 제2 전류와 동일하거나 높은 전류일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. . 제2 전류 및 제3 전류가 인가되면, 제2 코일(300) 및 제3 코일(310)에 자기장이 형성되고, 인력이 작용한다. 이에 따라, 제1 피스톤부(320)가 제2 피스톤부(510)을 누르게 되고, 약물 챔버(410)에 있던 약물(600)이 분사 노즐을 통해 분사된다.

약물(600)이 분사되면, 제1 코일(200)에 제1 전류, 제2 코일(300)에 제2 전류가 인가될 수 있다. 제3 코일(310)에는 제3 전류가 인가되지 않는다. 이 때, 제1 전류 및 제2 전류는 동시에 인가될 수 있다. 즉, 제1 스위치(113) 및 제2 스위치(123)는 동시에 전원이 켜질 수 있다. 이 때, 제3 스위치(133)는 전원이 꺼져 있을 수 있다. 제2 코일(300) 및 제1 피스톤부(320)의 이동 속도는 제1 전류 및 제2 전류의 세기를 조절하여 조절할 수 있다.

제1 전류는 제2 전류와 동일하거나높은 전류일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. . 제1 전류 및 제2 전류가 인가되면, 제1 코일(200) 및 제2 코일(300) 사이에 자기장이 형성되고, 인력이 작용한다. 이에 따라, 제1 피스톤부(320)가 제2 피스톤부(510)을 누르기 전 위치로 되돌아올 수 있고, 약물 챔버(410)에 다음 주입을 위한 약물(600)이 공급될 수 있다.

이하에서는 도 3a 및 도 3b에 도시된, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기에 대하여, 보다 구체적으로 설명한다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 제2 전류 인가부(110), 제3 전류 인가부(120), 제3 코일(310), 및 이동 블록(301)을 더 포함할 수 있다.

제1 전류 인가부(100)는 제1 커패시터 충전기(111), 제1 커패시터(112), 및 제1 스위치(113)를 포함한다.

제1 커패시터 충전기(111)는 제1 전류를 제공하기 위해 제1 커패시터(112)를 충전할 수 있다.

제1 커패시터 충전기(111)는 교류 전류를 직류 전류를 변환하여 제1 커패시터(112)에 전류를 제공함에 따라 제1 커패시터(111)를 충전할 수 있다.

제1 커패시터(112)는 제1 전류를 제공하기 위해, 전하를 저장할 수 있다.

제1 스위치(113)는 제1 전류를 제1 코일(200)로 인가하거나 차단할 수 있다. 제1 스위치(113)는 예를 들어, 사용자에 의해 제1 전류의 라이징 타임을 조절할 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 제1 전류의 라이징 타임은가 수 나노 초 단위에서 수 밀리 초 단위까지 조절될 수 있다.

제1 스위치(113)는 솔리드 스테이트 스위치(Solid State Switch)일 수 있다.

제1 스위치(113)가 켜지면, 제1 코일(200)에 제1 전류가 인가될 수 있다. 제1 코일(200)은 석션(suction) 코일일 수 있다. 제1 코일(200)은 하우징(400)의 외부의 일부를 둘러쌀 수 있다. 제1 전류는 펄스 전류일 수 있다.

제2 전류 인가부(110)는 제2 커패시터 충전기(121), 제2 커패시터(122), 및 제2 스위치(123)를 포함한다.

제2 커패시터 충전기(121)는 제2 전류를 제공하기 위해 제2 커패시터(122)를 충전할 수 있다.

제2 커패시터 충전기(121)는 교류 전류를 직류 전류를 변환하여 제2 커패시터(122)에 전류를 제공함에 따라 제2 커패시터(121)를 충전할 수 있다.

제2 커패시터(122)는 제2 전류를 제공하기 위해, 전하를 저장할 수 있다.

제2 스위치(123)는 제2 전류를 제2 코일(300)로 인가하거나 차단할 수 있다. 제2 스위치(123)는 예를 들어, 사용자에 의해 제2 전류의 펄스의 폭을 조절할 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 제2 전류의 라이징 타임이 수 나노 초 단위에서 수 밀리 초 단위까지 조절될 수 있다.

제2 스위치(123)는 사이리스터(SCR), 또는 트라이액(Triac)일 수 있다.

제2 스위치(123)가 켜지면, 제2 코일(300)에 제2 전류가 인가될 수 있다. 제2 코일(300)은 플런저(plunger) 코일일 수 있다. 제2 코일(300)은 하우징(400)의 내부에 배치될 수 있다. 제2 전류는 펄스 전류일 수 있다.

제3 전류 인가부(100)는 제3 커패시터 충전기(131), 제3 커패시터(132), 및 제3 스위치(133)를 포함한다.

제3 커패시터 충전기(131)는 제3 전류를 제공하기 위해 제3 커패시터(132)를 충전할 수 있다.

제3 커패시터 충전기(131)는 교류 전류를 직류 전류를 변환하여 제3 커패시터(132)에 전류를 제공함에 따라 제3 커패시터(131)를 충전할 수 있다.

제3 커패시터(132)는 제3 전류를 제공하기 위해, 전하를 저장할 수 있다.

제3 스위치(133)는 제3 전류를 제3 코일(310)로 인가하거나 차단할 수 있다. 제3 스위치(133)는 예를 들어, 사용자에 의해 제3 전류 펄스의 라이징 타임 을 조절할 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 제3 전류 펄스의 라이징 타임이 수 나노 초단위에서 수 밀리 초 단위까지 조절될 수 있다.

제3 스위치(133)는 솔리드 스테이트 스위치(Solid State Switch)일 수 있다.

제3 스위치(133)가 켜지면, 제3 코일(310)에 제3 전류가 인가될 수 있다. 제3 코일(310)은 인젝션(Injection) 코일일 수 있다. 제3 코일(310)은 하우징(400)의 외부의 일부를 둘러쌀 수 있다. 제3 전류는 펄스 전류일 수 있다.

약물(600)은 제2 코일(300) 및 이동 블록(301)에 의해 압력을 제공받아 분사될 수 있다. 약물(600)을 분사하고, 제2 코일(300) 및 이동 블록(301)은 분사 전 위치로 되돌아올 수 있다.

이하에서는 도 3a 및 도 3b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기의 약물 주입 방식에 대하여 설명한다.

먼저, 제2 코일(300)에 제2 전류가 인가되고, 제3 코일(310)에 제3 전류가 인가되면, 약물이 주입된다. 이 때, 제2 전류 및 제3 전류는 동시에 인가될 수 있다. 즉, 제2 스위치(123) 및 제3 스위치(133)는 동시에 전원이 켜질 수 있다. 이 때 제1 스위치(113)는 전원이 꺼져 있을 수 있다. 제2 전류 및 제3 전류 각각이 인가되면, 제2 코일(300) 및 이동 블록(301)은 제1 코일(200)에서 분사 노즐(700) 방향으로 이동할 수 있다. 제2 코일(300) 및 이동 블록(301)의 이동 속도는 제2 전류 및 제3 전류의 세기를 조절하여 조절할 수 있다.

제3 전류는 제2 전류와 동일하거나 높은 전류일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제2 전류 및 제3 전류가 인가되면, 제2 코일(300) 및 제3 코일(310)에 자기장이 형성되고, 인력이 작용한다. 이에 따라, 제2 코일(300) 및 이동 블록(301)이 이동하여, 제3 코일(320)과 중첩할 수 있다. 제2 코일(300)은 이동 블록(301)를 둘러싸고, 제3 코일(320)은 제2 코일(300) 및 이동 블록(301) 각각을 둘러쌀 수 있다. 이동 블록(301)이 약물 챔버(401)를 누르게 되고, 약물 챔버(410)에 있던 약물(600)이 분사 노즐을 통해 분사된다.

약물(600)이 분사되면, 제1 코일(200)에 제1 전류, 제2 코일(300)에 제2 전류가 인가될 수 있다. 제3 코일(310)에는 제3 전류가 인가되지 않는다. 이 때, 제1 전류 및 제2 전류는 동시에 인가될 수 있다. 즉, 제1 스위치(113) 및 제2 스위치(123)는 동시에 전원이 켜질 수 있다. 이 때, 제3 스위치(133)는 전원이 꺼져 있을 수 있다. 이 때, 제2 코일(300) 및 이동 블록(301)은 느리게 이동하였다가, 제1 코일(200)에 가까워질수록 빠르게 이동할 수 있다. 제2 코일(300) 및 이동 블록(301)의 이동 속도는 제1 전류 및 제2 전류의 세기를 조절하여 조절할 수 있다.

제1 전류는 제2 전류와 동일하거나 높은 전류일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제1 전류 및 제2 전류가 인가되면, 제1 코일(200) 및 제2 코일(300) 사이에 자기장이 형성되고, 인력이 작용한다. 이에 따라, 이동 블록(301)이 약물 챔버(401)를 누르기 전 위치로 되돌아올 수 있고, 약물 챔버(410)에 다음 주입을 위한 약물(600)이 공급될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 적어도 두 개의 코일을 이용하여, 구조가 간단하고, 소형화가 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 적어도 두개의 코일을 이용하여, 대형 장치 구조, 고가의 시설비를 요구하지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 무침 주사기(10)는 전류를 인가하여, 코일이 움직여 약물을 주입하고, 주입 전의 형태로 복원할 수 있다. 전류는 한 번 인가될 수도 있고, 여러 번 인가될 수도 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 자기장을 이용한 무침 주사기
100: 제1 전류 인가부
110: 제2 전류 인가부
120: 제3 전류 인가부
200: 제1 코일
300: 제2 코일
301: 이동 블록
310: 제3 코일
320: 제1 피스톤부
400: 하우징
410: 약물 챔버
500: 걸림턱
510: 제2 피스톤부
600: 약물
700: 분사 노즐

Claims (10)

1. 펄스 전류(pulse)를 갖는 제1 전류를 인가하는 제1 전류 인가부;
   상기 제1 전류 인가부에서 상기 제1 전류를 인가받는 제1 코일;
   이동하여, 약물에 압력을 가하는 제2 코일;
   상기 제2 코일에 제2 전류를 인가하는 제2 전류 인가부;
   제3 전류를 인가하는 제3 전류 인가부;
   상기 제3 전류를 인가받는 제3 코일;
   상기 제1 코일이 외부를 감싸고, 내부에 상기 제2 코일이 배치되는 하우징;
   상기 하우징과 연결되고, 내부에 상기 약물이 배치되는 약물 챔버; 및
   상기 약물 챔버에 배치되고, 상기 약물을 분사하는 분사 노즐; 을 포함하는 자기장을 이용한 무침 주사기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전류 인가부에서 상기 제1 전류가 인가되면, 상기 제1 코일에 자기장에 형성되어, 상기 제2 코일에 유도 전류 및 유도 자기장이 형성되고,
   상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 사이에 척력이 생성되고,
   상기 척력에 의해 상기 제2 코일이 이동하여 상기 약물에 압력을 가하여, 상기 약물이 분사되는 자기장을 이용한 무침 주사기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 코일이 이동할 때,
   이동하는 상기 제2 코일을 제어하는 걸림턱을 더 포함하는 자기장을 이용한 무침 주사기.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1 전류는 한 주기의 펄스 전류이고,
   상기 한 주기의 초반 반 주기에서, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 사이에 척력이 발생하여, 상기 약물을 분사하고,
   상기 한 주기의 후반 반 주기에서, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 사이에 인력이 발생하여, 상기 제2 코일이 상기 제1 전류가 제공되기 전의 위치로 되돌아오는 자기장을 이용한 무침 주사기.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 코일 및 제3 코일에 의해 둘러싸이고, 상기 제1 코일에 의해 둘러싸이지 않는 제1 피스톤부; 및
   상기 제1 피스톤부와 연결되고, 약물에 압력을 가하는 제2 피스톤부;를 더 포함하는 자기장을 이용한 무침 주사기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 코일에 상기 제1 전류가 인가되지 않고,
   상기 제2 코일에 상기 제2 전류가 인가되고,
   상기 제3 코일에 상기 제3 전류가 인가되면,
   상기 제2 코일 및 상기 제1 피스톤부가 상기 제1 코일에서 상기 제3 코일 방향으로 이동하여, 상기 약물에 압력을 가하여, 상기 약물이 분사되는 자기장을 이용한 무침 주사기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제2 코일이 내부에 배치되는 이동 블록을 더 포함하는 자기장을 이용한 무침 주사기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일에 상기 제1 전류가 인가되고,
    상기 제2 코일에 상기 제2 전류가 인가되고,
    상기 제3 코일에 상기 제3 전류가 인가되지 않으면,
    상기 제2 코일이 상기 제3 코일에서 상기 제1 코일 방향으로 이동하여, 상기 약물이 분사되기 전의 자리에 위치하는 자기장을 이용한 무침 주사기.

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