KR20030080506A - 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치에 관한 것으로, 특히, 전원을 공급받아 초음파 에너지를 발생시키는 압전 소자(110) 및 압전 소자(110)로부터 초음파 에너지를 전달받아 이를 증폭시켜 전달하는 초음파 혼(120)을 구비한 초음파 발생기(100); 전원을 발생시키는 한편, 전위변경 제어신호를 입력받으면 발생된 전원의 전위를 변경하여 상기 초음파 발생기(100)로 공급하는 전원부(200); 전원주기 제어신호를 입력받으면 상기 전원부(200)로부터 상기 초음파 발생기(100)로 공급되는 전원의 주기를 제어하는 초음파 발생 모드 조정부(300); 사용자에 의해 상기 초음파 발생기(100)로 공급되는 전원의 전위를 변화시키기 위한 전위변경 제어신호를 상기 전원부(200)로 전송하는 한편, 상기 전원부(200)로부터 상기 초음파 발생기(100)로 공급되는 전원의 주기를 변경시키기 위한 전원주기 제어신호를 상기 초음파 발생 모드 조정부(300)로 전송하는 키 조작부(400)로 구성된 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명은 약물 투여의 용이성을 제공할 뿐만 아니라, 약물의 효능 및 효과를 극대화 시키기 위해 필요한 양의 약물을 환부에 비침습적으로 투여함으로써 약물의 부작용 및 투여시 통증을 경감시키는 뛰어난 효과가 있다.

Description

초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치{DRUG DELIVERY DEVICE FOR USING ULTRASONIC ENERGY}

본 발명은 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파 에너지를 이용하여 환부에 도포된 약물을 비침습적으로 투약시킬뿐만 아니라, 전원의 공급 주기 및 전위를 변경시켜 약물의 투약 깊이를 조절하는 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 약물은 적용이 편리하며 약리효과가 최적으로 발현될 수제형으로 가공된 후 여러 경로로 생체에 투여된다. 또한, 그 투여된 약물은 제형으로 방출된 후 흡수되고 혈류를 따라 각 장기로 분포된 후 대사 및 요중 배설로 소실된다.

그리고, 약물의 약리 효과는 생체내 작용 부위에 도달한 약물에 의해 약효과 발휘되고 다른 부위로 가는 약물은 주로 부작용의 원인이 되며, 일반 약물의 약효는 혈중 약물 농도에 비례하여 나타나므로 다양한 제제학적 기술로 혈중농도 곡선의 모양을 조절할 필요가 있다. 물론, 항암제, 유전자 물질 또는 정상 조직으로 이행 되었을 때 부작용이 심한 약물은 혈정농도 조절보다는 특수한 기술을 이용하여 표적부위로의 약물 전달로 극대화시킬 필요가 있었다.

그러나, 종래에 약물을 체내에 침투시키는 방법은 구강을 통해 투여하는 방법과 구강 투여가 어려운 약물 또는 국소적용이 요구되는 부위에 투여하기 위한 주사가 있으나, 구강에 의해 투여되는 방법은 그 침투성이 좋지 않을 뿐만 아니라 약물이 흡수된 후 혈류를 따라 각 장기로 분포되는 도중 부작용의 제일 큰 원인인 다른 부위로 흡수되는 경우가 발생하는 문제점이 있으며, 주사의 경우, 투여시 사용자에게 고통을 느끼게 함으로써 사용자로 하여금 약물 투여를 꺼리게 하는 문제점이 있었다.

따라서, 약물 치료를 안정적이고 효과적으로 발현하고 약물을 가능한 작용부위에 선택적으로 작용할 수 있도록 약물의 생체내 거동을 각종 기술로 제어할 필요가 있으며, 약물을 체내에 주입시키기 위한 비침습적인 방법으로 DDS(Drug Delivery System), TDS(Transdermal Delivery System) 중 의학산업 등의 여러 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있는 초음파를 이용하였다. 이 때, 초음파란 인간이 들을 수 없을 정도의 빠르기로 진동하는 음으로 1MHz 이상의 주파수를 가진다.

종래의 초음파 에너지를 이용한 장치로는 피부 미용기가 있으며, 이는 압전 소자와 피부 미용 젤을 이용하여 피부에 마사지를 하는 목적으로 이용되고 있으며, 주로 1MHz/3MHz의 압전 소자와 초음파 혼을 이용하여 초음파 진동의 공진 점에서 미세한 진동을 통해 1초당 백만번씩 세포 하나씩 자극하는 시스템으로 혈액순환과 체내 심부의 온열작용으로 피부미용에 도움을 준다. 초음파 혼의 공진시 발생하는 액체의 무화 현상을 이용하여 피부미용 젤을 피부 표면에 도포 하도록 되어 있었다.

그러나, 주로 1MHz/3MHz의 압전 소자를 이용하여 미용의 효과를 위해 사용되는 종래의 초음파 에너지를 이용한 피부 미용기는 피부 표면에 진동 효과를 침투시켜 마사지 효과, 온열 효과, 세정효과 및 안면부와 전신의 피부에 화장품의 흡수 효과를 높이기 위해 사용되었으나, 관절염, 각종 동통 등의 발병 부위에 직접적으로 약물을 전달하지는 못하였다. 즉, 종래의 초음파 미용기의 경우에는 표피층에만 작용할 뿐 체내에 약물을 전달하는 용도로 사용되지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 구강을 통해 투여하기 어려운 약물 등을 초음파 에너지를 통해 비침습적으로 환부에 침투시켜 직접적으로 병의 원인이 되는 부위에 직접 작용하도록 해주는 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치는 전원을 공급받아 인체의 피하층 내부에 약물을 침투시키기 위한 초음파 에너지를 발생시키는 압전 소자 및 상기 압전 소자로부터 초음파 에너지를 전달받아 이를 증폭시켜 전달하는 초음파 혼을 구비한 초음파 발생기;

전원을 발생시키는 한편, 전위변경 제어신호를 입력받으면 발생된 전원의 전위를 변경하여 상기 초음파 발생기로 공급하는 전원부;

전원주기 제어신호를 입력받으면 상기 전원부로부터 상기 초음파 발생기로 공급되는 전원의 주기를 제어하는 초음파 발생 모드 조정부; 및

사용자에 의해 상기 초음파 발생기로 공급되는 전원의 전위를 변화시키기 위한 전위변경 제어신호를 상기 전원부로 전송하는 한편, 상기 전원부로부터 상기 초음파 발생기로 공급되는 전원의 주기를 변경시키기 위한 전원주기 제어신호를 상기 초음파 발생 모드 조정부로 전송하는 키 조작부로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치의 세부 구성을 나타낸 기능블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 초음파 발생기 110 : 압전 소자

120 : 초음파 혼 200 : 전원부

300 : 초음파 발생 모드 조정부 400 : 키 조작부

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치의 기능블록도로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치는 압전 소자(110) 및 초음파 혼(120)을 구비한 초음파 발생기(100), 전원부(200), 초음파 발생 모드 조정부(300) 및 키 조작부(400)로 구성되어 있다.

상기 초음파 발생기(100)는 상기 전원부(200)로부터 전원을 공급받아 인체의 피하층 내부에 약물을 침투시키기 위한 초음파 에너지를 발생시키는 상기 압전 소자(110) 및 상기 압전 소자(110)로부터 초음파 에너지를 전달받아 이를 증폭시켜 인체의 피하층 내부로 전달하는 상기 초음파 혼(120)으로 구성되어 발생된 초음파 에너지를 통해 인체의 피하층 내부로 약물을 침투시키는 역할을 한다.

또한, 상기 전원부(200)는 전원을 발생시키는 한편, 상기 키 조작부(400)로부터 전위변경 제어신호를 입력받으면 발생된 전원의 전위를 변경하여 상기 초음파 발생기(100)로 공급하는 역할을 한다. 이 때, 상기 초음파 발생기(100)로 공급되는 전원은 고주파의 초음파 에너지를 발생시키기 위한 2.1W의 전원 또는 저주파의 초음파 에너지를 발생시키기 위한 14W의 전원이다.

그리고, 상기 초음파 발생 모드 조정부(300)는 상기 키 조작부(400)로부터 전원주기 제어신호를 입력받으면 상기 전원부(200)로부터 상기 초음파 발생기(100)로 공급되는 전원의 주기를 제어하는 역할을 한다. 이 때, 상기 초음파 발생 모드 조정부(300)의 전원 공급 주기는 1:2(5.0ms), 1:3(3.3ms), 1:5(2.0ms), 1:7(1.4ms), 1:9(1.1ms), 1:19(0.5ms), 1:1이며, 약물이 인체에 침투되는 깊이는 각 주기에 따라 그 깊이가 변경된다. 즉, 사용하고자 하는 환부에 따라 그 주기를 변경해야 한다.

또한, 상기 키 조작부(400)는 사용자에 의해 상기 초음파 발생기(100)로 공급되는 전원의 전위를 변화시키기 위한 전위변경 제어신호를 상기 전원부(200)로 전송하는 한편, 상기 전원부(200)로부터 상기 초음파 발생기(100)로 공급되는 전원의 주기를 변경시키기 위한 전원주기 제어신호를 상기 초음파 발생 모드 조정부(300)로 전송하는 역할을 한다.

그러면, 하기에서는 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치의 동작과정에 대해 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 사용자는 인체의 환부에 천연 약물을 바른다.

그러면, 사용자는 1MHz의 저주파용 초음파 혼(120) 또는 3MHz의 고주파용 초음파 혼(120)을 상황에 맞게 상기 초음파 발생기(100)에 결합한다. 이 때, 상기 저주파용 초음파 혼(120)은 인체의 표피내 깊은 곳에 약물을 투약할 경우 사용하며, 상기 고주파용 초음파 혼(120)은 인체의 표피내 얕은 곳에 약물을 투약할 경우 사용된다.

이어서, 사용자는 초음파 발생기(100)를 구동시킨다. 이 때, 사용자는 상기 키 조작부(400)를 통해 전위변경 제어신호를 상기 전원부(200)로 전송하게 되고, 전위변경 제어신호를 입력받은 상기 전원부(200)는 그 제어신호에 상응한 고주파용 초음파 에너지 또는 저주파용 초음파 에너지에 맞는 전원(2.1W 또는 14W)을 공급하여 인체의 침투 깊이를 조절한다.

또한, 사용자는 초음파 발생기(100)의 전원 공급 주기를 조절한다. 즉, 사용자는 상기 키 조작부(400)를 통해 전원주기 제어신호를 상기 초음파 발생 모드 조정부(300)로 전송하게 되고, 전원주기 제어신호를 입력받은 상기 초음파 발생 모드 조정부(300)는 상기 초음파 발생부로 공급되는 전원의 주기를 1:2(5.0ms), 1:3(3.3ms), 1:5(2.0ms), 1:7(1.4ms), 1:9(1.1ms), 1:19(0.5ms), 1:1과 같이 조절하여 인체의 침투 깊이를 조절한다.

이어서, 상기 초음파 발생기(100)내 압전 소자(110)는 상기 전원부(200)로부터 전원을 공급받아 초음파 에너지를 발생시킨다.

그러면, 사용자는 초음파 에너지가 발생된 상기 초음파 발생기(100)를 천연 약물이 발라진 인체의 환부에 접촉시켜 무화 현상을 통해 인체의 피하층 내부에 천연 약물을 투약시킨다. 이 때, 인체의 피부에 접촉된 상기 초음파 발생기(100)내 초음파 혼(120)은 자체의 온열효과를 통해 인체의 세포를 활성화시켜 피부의 심부까지 데워 혈액 및 림프 흐름을 촉진시켜 그 치료 효과를 매우 상승시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치에의하면, 약물 투여의 용이성을 제공할 뿐만 아니라, 약물의 효능 및 효과를 극대화 시키기 위해 필요한 양의 약물을 환부에 비침습적으로 투여함으로써 약물의 부작용 및 투여시 통증을 경감시키는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전원을 공급받아 인체의 피하층 내부에 약물을 침투시키기 위한 초음파 에너지를 발생시키는 압전 소자 및 상기 압전 소자로부터 초음파 에너지를 전달받아 이를 증폭시켜 전달하는 초음파 혼을 구비한 초음파 발생기;

   전원을 발생시키는 한편, 전위변경 제어신호를 입력받으면 발생된 전원의 전위를 변경하여 상기 초음파 발생기로 공급하는 전원부;

   전원주기 제어신호를 입력받으면 상기 전원부로부터 상기 초음파 발생기로 공급되는 전원의 주기를 제어하는 초음파 발생 모드 조정부; 및

   사용자에 의해 상기 초음파 발생기로 공급되는 전원의 전위를 변화시키기 위한 전위변경 제어신호를 상기 전원부로 전송하는 한편, 상기 전원부로부터 상기 초음파 발생기로 공급되는 전원의 주기를 변경시키기 위한 전원주기 제어신호를 상기 초음파 발생 모드 조정부로 전송하는 키 조작부로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 초음파 발생기로 공급되는 전원은 고주파의 초음파 에너지를 발생시키기 위한 2.1W의 전원 또는 저주파의 초음파 에너지를 발생시키기 위한 14W의 전원인 것을 특징으로 하는 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 초음파 발생 모드 조정부의 전원 공급 주기는 1:2(5.0ms), 1:3(3.3ms), 1:5(2.0ms), 1:7(1.4ms), 1:9(1.1ms), 1:19(0.5ms), 1:1인 것을 특징으로 하는 초음파 에너지를 이용한 약물 주입 장치.