KR20130106015A - 피부 쿨링 장치가 구비된 피부개선 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

비가역적 수축은 진피부위를 60에서 70 사이의 온도가 될 수 있도록 고주파를 조사하여 섬유조직을 수축하는 것을 말한다. 이 경우는 6개월까지 효과가 계속 상승하여 최대화 되었다가 1년쯤이 되면 효과가 약화되는 경향이 있다.
결과적으로 비가역적 수축은 단백질이 변성하여 영구 흉터화하는 원리를 이용하는 것이므로 바늘과 바늘 사이의 전구간을 익히는 종래기술방법으로는 적용이 거의 불가능하다. 또한 선라효과출원의 방식을 이용하더라도 투입되는 에너지 양을 상당이 더 높여야 하므로 표피층의 보호를 위한 쿨링장치를 반드시 필요로 하게 된다.
이러한 쿨링장치는 상기 열거한 효과 외에도 많은 부수적인 효과들을 가진다. 예를 들면 피시술자의 피부가 유달리 얇거나 진피에 미세 혈관의 분포가 많을 경우 선라효과출원의 장치를 이용하더라고 피부에 화상을 입을 수 있는데 이 경우 본 발명의 장치를 이용하면 그런 문제점을 현저히 낮출 수 있다.
또 하나의 현저한 효과는 본 발명을 이용할 경우 선라효과출원의 장치를 이용할 경우 발생하는 피부가 진정되는 소위 "다운타임" 즉 회복기간이 육안으로 보기에는 약 3시간, 실제로는 표피의 경우 3일의 시간이 소요되는데 이러한 시간을 현저히 줄여줄 수 있다는 것이다.

Description

피부 쿨링 장치가 구비된 피부개선 장치 및 그 방법{METHOD AND APPARATUS FOR SKIN CARE HAVING SKIN COOLING SYSTEM}

본 발명은 다수의 고주파 발생 침과 피부 쿨링 장치가 구비된 피부개선 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

피부로 투입되는 다수의 고주파발생 침을 구비한 피부개선장치가 최근 개발되어 사용되고 있다. 최근의 기술로서 국내 특허출원 10-2009-81417호 및 10-2010-7004263호를 들 수 있다.

이를 좀 더 상세히 살펴보면 고주파를 이용하여 피부를 탄력있게 시술하는 것에 관한 것으로, 더 상세하게는 피부의 표피층과 피하지방층 사이의 진피층에 고주파가 직접 전달되어 세포조직을 활성화시켜 탄력적인 피부를 유지하여 피부 노화를 최소화할 수 있도록 하기 위한 것이다. 상기 피부 시술장치는 다수의 침형상의 전극이 삽입되는 본체케이스에 상기 전극봉과 접촉되어 고주파 전류가 통전되는 접속부가 삽입 고정되며, 상기 접속부의 하부로 삽입 접촉되어 통전된 고주파 전류를 피부의 진피층을 구성하는 망상층으로 삽입되어 고주파 전류를 발생하는 수개의 고주파 발생단자로 구성되는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 피부 시술방법 및 장치에 관한 것이다.

그러나 이러한 피부시술 방법은 종전의 맛사지나 레이저를 이용하는 방법 또는 고주파를 이용한다고 해도 침을 피부로 침투시키지 않는 방법에 비해서는 직접 진피층에 에너지를 투입하여 시술하는 것이므로 짧은 시간 내에 효과를 거둘 수 있다는 측면에서는 효과가 있었다. 하지만 그로 인한 부작용도 많이 있었다.

가장 큰 부작용으로 바늘 사이의 진피층은 물론 표피층도 모두 익혀버려 표피층이 상하게 되는 점과 과다하게 피부를 익혀 피부가 되돌릴 수 없도록 손상되어 버리는 경우가 다반사로 일어나는 점을 들 수 있다.

진피층만을 적절히 익히는 경우에는 응고(coagulation)현상으로 나타나 콜라겐의 재생을 촉진하는 역할을 하지만 상기 시술방법에 의해 표피층이 익혀진 경우 그 부위가 바로 흉터가 되어 피부개선을 위한 조치가 더 큰 피부손상을 불러오는 경향이 있었다.

상기 바늘 사이의 진피층과 표피층을 모두 익혀버리는 이러한 현상은 전기공학적 측면에서 지금까지 당업자 입장에서 보면 당연한 현상으로 전극 역할을 하는 침 사이를 전기에너지가 통과하고 그 사이의 피부는 공기보다는 훨씬 낮은 저항치를 가지지만 일정한 저항치를 가지게 되므로 그러한 저항치에 의해 그 침 사이의 피부 부분에서 모두 열이 발생하는 것으로 받아 드려졌고 실제로도 그렇게 현상들이 나타났다.

또 하나의 문제점은 상기 시술방법은 미세조정이 대단히 어렵다는 점이었다. 왜냐하면 위에서 기술된 바와 같이 침과 침사이가 모두 익어버리는 경우 익혀지는 형태 또한 상당히 급격하기 때문이다. 따라서 피부조직의 상황에 맞추어서 여러 번 나누어 시술하는 것이 상당히 어려웠는데 이는 의료장비라는 측면에서 보면 안전성 측면에서 사용상의 많은 제한을 가져오는 심각한 문제라고도 볼 수 있다.

그래서 이후 대부분의 기술에서는 진피에 도달하는 침들의 끝단을 제외하고는 모두 절연성 코팅을 하여 시술하기에 이르렀다. 그러나 이 또한 많은 문제를 발생시켰다.

첫째 코팅을 하게 되면 침의 굵기가 당연히 다소 굵어지게 되어 문제점을 낳게 되었다. 대표적인 문제점만 들게 되면, 투침한 흔적이 크게 남게 되는 점과 투침시 더 많은 통증을 유발할 수 있고 더욱이 절연 코팅제가 인체와 조화를 이루지 못하는 부작용의 발생가능성 등을 들 수 있다.

두 번째 문제점은 코팅한 부분이 언제나 벗겨질 가능성이 높다는 점이다. 왜냐하면 고주파를 인가시키고 투침이 지속적으로 이루어지는 장비라는 점을 고려하면 지극히 당연한 것이라 할 것이다. 코팅이 벗겨질 경우 애초 코팅을 하지 않고 조심하여 사용하는 경우에 비해 오히려 더 큰 부작용을 불러일으킬 우려가 높았다.

어떤 상황이든 다수의 침을 피부에 찌르고 고주파를 투입한다는 것은 피부에 손상을 줄 우려가 있고 통증을 유발할 수도 있으므로 이를 근복적으로 개선하는 장치가 필요하다고 할 것이다.

본 발명은 이러한 현상들을 해결하고자 하는 것이다. 그를 위해 도입하는 핵심적인 구성요소는 피부 쿨링 장치에 관한 것이다.

종래기술의 문제점을 살펴보면 다음과 같다.

특허출원 10-2011-0057691호 및 10-2011-0057692호(이하 "선라효과출원"이라 한다)에서는 안정성과 효과가 획기적으로 개선된 피부개선장치가 소개되고 있기도 하다. 하지만 그 경우에도 모든 환경에서 자유롭게 안전하게 적용하기 위한 노력은 계속되어야 할 것이다.

예를 들면 나이가 어리고 온화한 환경에서 성장한 여자의 경우나 좋은 피부를 유지하기 위해 지속적으로 피부관리를 해온 경우, 또는 소위 좋은 피부에 정성을 기울인 기초화장을 한 직후의 피부 등은 상기 라-효과에도 불구하고 상기 특허출원 10-2011-0057691호 및 10-2011-0057692호의 장비에 의한 진피의 비가역적 수축의 시술을 자유롭게 할 수는 없다.

본 발명은 이러한 문제점을 많은 연구 인력을 투입하여 다각적으로 고민하고 연구하는 과정에서 이루어진 것이다.

본 발명이 추구하는 해결하려는 과제는 상기 종래기술에서 언급한 여러 문제점 들이다.

본 발명은 다수의 침을 판상으로 피부에 투입하는 피부 개선 장치에 새로운 구성요소를 추가하여 그 구성요소들이 기존의 구성요소들과 유기적으로 작용하여 전혀 다른 피부개선 방법을 찾아냈다는 사실이다. 그로 인한 종래기술이 가지는 많은 문제점들을 해결할 수 있었다.

이를 위해 도입된 구성요소들은 피부의 투입되는 바늘 사이의 판상을 냉각하는 장치들에 관한 것이다. 이러한 피부와 닿는 판상을 쿨링하는 장치는 기존의 기술들과 결합되어 종래 다수의 침들로 시술하는 피부개선장치의 많은 문제점들을 해결할 수 있었고 새로운 피부개선 시술을 창출할 수 있었다.

가장 중요한 사항은 시술시 화상을 입을 확률을 현저히 떨어뜨릴 수 있었다.

왜냐하면 절연침을 사용하는 여부에 관계없이 고주파의 조절을 실패할 가능성을 전혀 배제할 수 없는 바 본 발명의 쿨링판을 사용할 경우 그런 피부에 화상을 입히는 문제를 크게 줄여 준다.

다음으로 표피의 온도가 낮아짐에 따라 목표지점에 대한 열 조사량을 보다 더 투입할 수 있어서 열에너지의 조사량을 조절할 수 있는 여지가 증대하게 된다.

특허출원 10-2011-0057691호 및 10-2011-0057692호에서는 안정성과 효과가 획기적으로 개선된 피부개선장치가 소개되고 있기도 하다. 하지만 그 경우에도 모든 환경에서 자유롭게 안전하게 적용하기 위한 노력은 계속되어야 할 것이다. 더욱이 본 발명의 피부 쿨링장치를 도입하면 상기 특허명세서에 기재된 라-효과와 유기적으로 결합하여 종전에는 생각조차 할 수 없었던 진피조직에서의 비가역적 수축을 안전하게 이용하여 피부개선 효과를 획기적으로 향상한다거나 피하지방층에 시술하여 다양한 형태의 새로운 피부치료 효과를 나타낼 수도 있다.

이를 좀 더 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 피부와 관련하여 "비가역"이라는 표현은 주름, 튼살 등 주로 부정적인 의미로 사용되어 왔다. 비록 진피 부위라고는 하나 비가역적 수축은 잘못하면 피부를 손상시키는 결과를 초래하게 된다. 본 발명에서 이러한 메카니즘을 피부개선용으로 사용할 수 있었던 것은 먼저 특정 진피부위만 제한적으로 수축시키는데 탁월한 라-효과라는 방법과 본 발명피부 쿨링 장치가 합쳐진 때문이다.

먼저 비가역적 수축의 개념에 대해 설명하고자 한다.

특허출원 10-2011-0057691호 및 10-2011-0057692호에서는 진피에 고주파 에너지를 조사하여 55 ~ 60 사이의 열을 가하고 있다. 이 경우 물론 섬유조직이 수축되기는 하지만 수축이 통상 3주 후부터 나타나서 약 3개월간 효과를 최대로 나타내고 6개월이 지나면 소멸된다. 따라서 이 경우는 가역적 수축이라 할 수 있다.

비가역적 수축은 진피부위를 60에서 70 사이의 온도가 될 수 있도록 고주파를 조사하여 섬유조직을 수축하는 것을 말한다. 이 경우는 6개월까지 효과가 계속 상승하여 최대화 되었다가 1년쯤이 되면 효과가 약화되는 경향이 있다.

결과적으로 비가역적 수축은 단백질이 변성하여 영구 흉터화하는 원리를 이용하는 것이므로 투입되는 에너지 양을 더 높여야 하고, 따라서 표피층의 보호를 위한 쿨링장치를 반드시 필요로 하게 된다.

이러한 쿨링장치는 상기 열거한 효과 외에도 많은 부수적인 효과들을 가진다. 예를 들면 피시술자의 피부가 유달리 얇거나 진피에 미세 혈관의 분포가 많을 경우 선라효과출원의 장치를 이용하더라고 피부에 화상을 입을 수 있는데 이 경우 본 발명의 장치를 이용하면 그런 문제점을 현저히 낮출 수 있다.

또 하나의 현저한 효과는 본 발명을 이용할 경우 선라효과출원의 장치를 이용할 경우 발생하는 피부가 진정되는 소위 "다운타임" 즉 회복기간이 육안으로 보기에는 약 3시간, 실제로는 표피의 경우 3일의 시간이 소요되는데 이러한 시간을 현저히 줄여줄 수 있다는 것이다.

또 다른 현저한 효과는 시술부위를 좀 더 깊은 곳에 좁은 범위를 한정할 수 있다는 점이다. 이는 쿨링의 정도를 조절하면 쉽게 할 수 있다.

본 발명은 상기 많은 효과들을 가진다. 예를 들면 피시술자의 피부가 유달리 얇거나 진피에 미세 혈관의 분포가 많을 경우 피부에 화상을 입을 수 있는데 이 경우 본 발명의 장치를 이용하면 그런 문제점을 현저히 낮출 수 있다.

또 하나의 현저한 효과는 본 발명을 이용할 경우 발생하는 피부가 진정되는 소위 "다운타임" 즉 회복기간이 육안으로 보기에는 약 3시간, 실제로는 표피의 경우 3일의 시간이 소요되는데 이러한 시간을 현저히 줄여줄 수 있다는 것이다.

또 다른 현저한 효과는 시술부위를 좀 더 깊은 곳에 좁은 범위를 한정할 수 있다는 점이다. 이는 쿨링의 정도를 조절하면 쉽게 할 수 있다.

일반적으로 표피온도는 40 이하로 유지하면 된다. 그러나 20로 유지할 경우 출혈을 줄이는 효과를 볼 수도 있다.

본 발명의 또 다른 큰 효과는 진피의 국부적인 비가역적 수축을 피부개선방법으로 사용할 수 있는 길을 처음으로 열었다는데 있다. 이러한 국부적 비가역적 수축은 가역적 수축을 중심으로한 선라효과출원에서는 도저히 할 수 없었던 주름, 튼살 등 피부의 비가역적 변화를 개선시키는 획기적 방법이 될 수 있다.

도면 1 : 피부의 세포구조
도면 2 : 본 발명장치의 일실시예에 해당하는 대체적 구조도
도면 3 : 라-효과가 구현된 피부삽입부분이 코팅되지 않은 침이 사용된 시술의 시술결과 표시도
도면 4 쿨링판이 부착된 피부개선장치 실시 예 1
도면 5 쿨링판이 부착된 피부개선장치 실시 예2
도면 6 쿨링판이 부착된 피부개선장치 실시 예2의 앞부분 확대도
도면 7 쿨링판이 부착된 피부개선장치 실시 예3
도면 8 쿨링판이 부착된 피부개선장치 실시 예3의 열교환기 세부구조
도면 9 쿨링판이 부착된 피부개선장치 실시 예4
도면 10 도면 4의 배면도
도면 11 라-효과가 구현된 교류상의 전극의 극성 변화 형태의 일 실시예

본 발명은 위에서 제시한 내용을 바탕으로 다양한 실시예를 통해 실험해 보았는데 이런 내용을 바탕으로 여기서는 그 구성요소를 중심으로 세부적으로 정리하고자 한다.

본 발명이 구현된 발명품을 설명함에 있어서 하우징의 형태는 다양하게 당업자의 취향과 편의성에 맞추어 디자인할 수 있으므로 여기서는 하우징을 제외한 내부의 작동과 관련한 장치의 구성요소들을 중심으로 설명하고자 한다.

본 발명의 가장 중요한 구성요소는 피부와 닿는 쿨링판(1110, 2110, 3110)을 가지고 있다는 점이다. 쿨링판의 배면도는 도 10에 나타나 있다. 쿨링판에는 다수의 전극인 바늘들이 통과하는 구멍이 형성되어 있다. 일반적으로 그 구멍들은 당연히 바늘과 닿지 않을 정로 바늘의 직경보다는 크게 형성되어 있다.

이러한 쿨링판의 재질은 열전도율이 높아서 피부에서 열을 흡수하여 곧 바로 외부로 빼낼수 있으면 인체에 악영향을 주지 않는 한 무엇이든지 사용이 가능하다.

그리고 이러한 쿨링판은 상기 장치와 체결구조로 되어 쉽게 분리되어 소독하거나 교체가 가능하도록 하는 것이 보다 바람직하다. 왜냐하면 시술의 과정에 피, 지방 등 많은 이물질이 부착될 수 있으므로 시술과정에서 때때로 소독하거나 교체하는 것이 필요하기 때문이다.

또한 쿨링판은 열전달수단(1118, 2118, 3118)과 연결되어 있거나 그 자체가 열전달수단의 역할을 같이하기도 한다. 열전달수단은 열전도율이 높은 금속판이나 파이프 등이 사용될 수 있다.

열전달수단은 일반적으로 열교환수단(1120, 2121, 3123)과 접합되어 피부에서 발생한 열을 받아서 버리고 열전달수단을 차갑게 유지하는 역할을 한다.

열교환수단으로는 다양한 방법이 채용되고 있다. 본 발명에서도 다양한 방법을 시도했었는데 어느 것이나 가능하다.

예를 들어 반도체의 한 종류로 열전소자의 열전현상(Thermoelectric effect)을 이용하는 방법이다. 열전현상은 열과 전기 사이의 에너지 변환을 의미하며 변환소자의 양단에 온도차이가 있을 때 소자 내부의 carrier가 이동함으로 전류가 흘러 전압차(기전력)가 발생하는 현상이다. 이 현상은 반대로도 그대로 일어나는데, 열전소자의 양단에 잔압차가 있으면, 열전소자의 양단은 일정 온도차를 띄게 된다. 이러한 열전형상은 양단 간의 온도차를 이용하여 기전력을 얻어내는 Seebeck 효과 및 Tomson 효과, 기전력으로 냉각과 가열을 하는 Peltier 효과로 나눌 수 있다. 열전소자는 열전재료를 이용하여 직류전원의 공급만으로 냉각, 가열, 항온 및 발전을 동시에 이룰 수 있는 간편하고 확실한 열과 전기의 교환을 위한 차세대 냉각기판이다.

이와 관련한 기술로 특허출원 10-2004-51207호를 들 수 있다. 본 기술은 열전 냉각 소자(Thermo Electric Cooler; TEC)를 갖는 반도체 칩 패키지로서, 회로패턴과 그와 연결되어 접속패드가 형성된 기판과, 그 기판에 실장된 적어도 하나의 반도체 칩 및 그 반도체 칩 상에서 서로 적층 및 부착된 부분과, 적층된 부분으로부터 각각 반도체 칩의 외측으로 연장되어 DC 파워의 음극과 양극에 대응하는 상기 기판의 접속패드들에 부착된 부분을 가지며, 상기 접속패드들로부터 DC 파워를 공급받는 P형 물질판과 N형 물질판을 갖는 열전 냉각 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 열교환수단은 열전달수단이 붙지 않은 다른 한쪽 면에 냉각블록을 가지는 것이 일반적이다. 상기 냉각블록의 가장 효과적인 방법은 냉각된 매체를 지속적으로 흘려보내 강제 냉각을 시키는 방법이다. 하지만 이는 장치의 구성이 복잡해지고 비용이 많이 드는 단점이 있다. 따라서 팬에 의해 공기를 순환하는 방법을 채택할 수도 있다.

상기 열교환수단은 냉각블록 내부에 투입되는 매체의 온도를 조절함으로써 쿨링판의 온도를 조절하는 기능을 부가하여 보유할 수 있다. 이를 위해 일반적으로 쿨링판이나 열전달수단의 어느 한 부위에 온도센서를 부착할 수 있다.

상기 온도센서와 열교환수단, 냉각불록의 매체의 온도조절을 설정된 목적과 조건에 부합하도록 조절하는 기능을 하는 제어부를 둘 수 있다.

도 1과 도2는 쿨링판을 냉각하기 위한 장치를 나타내는 하나의 실시예로서 온도센서에서 온도를 감지하고 이를 근거로 열전 냉각 소자(Thermo Electric Cooler; TEC)의 전류 및 전압을 제어하고 이를 통해 차가워진 온도를 열전달수단을 통해 소정의 온도까지 쿨링판을 냉각한다. 당연히 냉각팬 대신에 용매에 의한 강제 냉각블록을 가질 수도 있다.

도 4는 열전냉각소자 대신에 열교환기를 사용하면서 냉매를 강제로 흘려보내 쿨링판을 냉각하는 방식을 도시하고 있다.

도 6은 쿨링판을 이중의 판상으로 만들어 그 가운데를 냉각된 매체가 바로 통과하여 쿨링판을 냉각하는 방식을 채택한 일 실시예이다.

100 침 고정부 200 피부
201 표피 202 진피
300 침/바늘/전극 301 피부로 삽입되는 침 영역
302 진피까지 삽입되는 침의 끝단
400 모노폴라전극 사용시 시술받는 환자의 손
500, 600 전기출입선
909 피부삽입부분이 코팅되지 않은 침이 사용되고 라-효과가 구현된 익는 부위의 모습
1210, 2210, 3210, 4210 전극바늘 1110, 2110, 3110, 4301 쿨링판
1118, 2118, 3118, 3117 구리 등 전열성 소재
1119, 2119. 3119 전열성 소재와 쿨링판의 체결부
1203, 2203, 3203,4203 전극바늘판 과 연결관의 체결부
1121, 2121 열전냉각소자 1202, 4202 연결관 등
1300, 3702, 4702 냉매순환관 1400, 2400, 4400 모타 및 고주파투입장치
1800, 3800, 4800 온도센서 2130 냉각팬
3600 열교환기 3700, 4700 냉각장치

Claims (11)

1. 첨예한 단부를 가지는 다수개의 침;
   상기 다수개의 침들을 고정하는 침 고정부;
   상기 침 고정부에 고정된 다수개의 니들이 피부에 삽입되게 상기 침 고정부에 직접 또는 간접적으로 힘을 전달하는 구동부;
   상기 다수의 침과 전기적으로 연결되어 있는 전기에너지 전달부;
   상기 침 고정부 전면에 상기 침이 통과할 수 있는 다수개의 관통구멍을 가지는 쿨링판;
   상기 쿨링판과 연결된 열전달수단; 및
   상기 열전달수단과 접합되어 열전달수단의 열을 빼앗아 버리는 열교환수단를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부처치 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 침 고정부가 체결구조에 의해 상기 구동부와 분리 가능한 것을 특징으로 하는 피부처치 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 쿨링판이 체결구조에 의해 상기 열전달 수단과 분리가능한 것을 특징으로 하는 피부처치 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환수단은 열전 냉각 소자(Thermo Electric Cooler; TEC)를 갖는 반도체 칩 패키지인 것을 특징으로 하는 피부처치 장치.
5. 제1항 내지 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환수단의 열을 교환하기 위해 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부처치 장치.
6. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환수단의 열을 교환하기 위해 냉각매체를 강제로 흘려보내 강제 냉각시키는 냉각블록을 더 가지는 것을 특징으로 하는 피부처치 장치.
7. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쿨링판 혹은 열전달수단 어느 한 부위에 온도센서를 더 가지는 것을 특징으로 하는 피부처치 장치.
8. 제10항에 있어서, 상기 온도센서와 열교환수단, 냉각불록의 매체의 온도조절을 설정된 조건에 부합하도록 조절하는 기능을 하는 제어부를 더 가지는 것을 특징으로 하는 피부처치 장치.
9. 제1항 내지 제3항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 진피부분의 비가역적 수축에 의한 피부개선을 하는 것을 특징으로 하는 피부처치 장치.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피부의 냉각온도를 40 이하로 유지하는 것을 특징으로 하는 피부처치 장치
11. 제10항에 있어서, 상기 피부의 냉각온도를 10 - 25 로 유지하여 지혈효과를 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 피부처치 장치.

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