KR20160010870A

KR20160010870A - 마이크로유체 시스템을 갖는 안과용 렌즈

Info

Publication number: KR20160010870A
Application number: KR1020157035619A
Authority: KR
Inventors: 랜들 비. 퓨; 프레드릭 에이. 플리취; 카슨 에스. 퍼트
Original assignee: 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2016-01-28
Also published as: MX2015015764A; HK1222780A1; US20140343387A1; RU2652057C2; WO2014186368A1; MX364886B; US10213140B2; SG10201709403SA; RU2015153894A; JP2016525904A; TWI589949B; CA2912458A1; EP2996559A1; AU2014265552A1; US20190183397A1; AU2014265552B2; SG11201509160TA; TW201514572A; BR112015028729A2; CN105208934A

Abstract

본 발명은 매체 삽입체 상에 또는 내에 마이크로유체 요소를 포함하는 매체 삽입체를 갖는 동력공급형 안과용 장치를 위한 시스템을 설명한다. 일부 실시 형태에서, 마이크로유체 요소는 유체 샘플 내의 글루코스와 같은 분석물을 분석하는 목적을 위해서 유용할 수 있다. 더욱이, 일부 실시 형태는 유체 샘플 내의 분석물 분석 동안 식별되는 비정상 조건을 처리하도록 약제 투여 장치와 함께 기능할 수 있다.

Description

마이크로유체 시스템을 갖는 안과용 렌즈{OPHTHALMIC LENS WITH A MICROFLUIDIC SYSTEM}

본 발명은 마이크로유체 구성요소를 갖는 안과용 장치를 위한 방법 및 시스템을, 그리고 더 구체적으로는 안구 유체 분석을 수행할 수 있는 마이크로유체 구성요소를 설명한다.

전통적으로, 콘택트 렌즈(contact lens), 안내 렌즈(intraocular lens) 또는 누점 마개(punctal plug)와 같은 안과용 장치는 교정, 미용 또는 치료 특성을 갖는 생체적합성 장치를 포함하였다. 콘택트 렌즈는, 예를 들어 시력 교정 기능, 미용 향상 및 치료 효과 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 각각의 기능은 렌즈의 물리적 특성에 의해 제공된다. 렌즈에 굴절 품질을 포함시키는 설계는 시력 교정 기능을 제공할 수 있다. 렌즈에 포함된 안료는 미용 향상을 제공할 수 있다. 렌즈에 포함된 활성제는 치료 기능을 제공할 수 있다. 그러한 물리적 특성은 렌즈가 동력공급된 상태로 됨이 없이 달성된다. 안과용 장치는 전통적으로 수동형 장치였다.

동력공급형 안과용 삽입체들에 기초하는 신규한 안과용 장치들이 최근에 기술되었다. 이러한 장치는 동력공급 기능을 사용하여 능동 광학 구성요소들에 급전할 수 있다. 예를 들어, 착용가능한 렌즈는 눈의 수행 능력을 증대 또는 향상시키기 위해 전자적으로 조절가능한 초점을 갖는 렌즈 조립체를 포함할 수 있다.

더욱이, 전자 장치가 계속하여 소형화됨에 따라, 다양한 용도를 위해 착용가능한 또는 매설가능한 마이크로전자 장치를 생성하기가 점점 더 용이해지고 있다. 예를 들어, 하나의 무관한 분야에서, 마이크로유체 영역을 포함하는 구성요소는 다양한 목적들을 위해 유용한 도구가 되어 왔다. 이들 목적 중에서, 유체 샘플 내의 분석물의 분석을 수행하는 기능이 가능할 수 있다.

안구 유체 샘플의 테스트는 그가 안구 유체 내의 바이오마커를 식별하기에 유용할 수 있는 다양한 화학적 구성성분을 함유하고 있다는 것을 입증해 왔다. 그러나, 안구 유체의 샘플링 및 테스트는 환자에게 불쾌한 절차 및 복잡한 설비를 필요로 한다. 결과적으로, 사용자에게 무해한 편리하고 유용한 방식으로 안구 유체 분석 절차를 수행하도록 마이크로유체 요소를 통합할 수 있는 안과용 장치가 요구된다.

따라서, 전술한 필요성들은, 대부분은, 본 발명의 방법 및 시스템에 의해 충족된다. 일부 실시 형태에 따르면, 안과용 장치는 작은 체적의 유체 샘플 제어를 가능하게 할 수 있는 마이크로유체 분석 시스템을 갖는 매체 삽입체를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 태양에 따르면, 안과용 장치를 위한 안구 유체 분석 시스템은 안과용 장치에 동력공급할 수 있는 에너지 공급원을 포함할 수 있다. 동력공급형 안과용 장치는 사용자의 눈의 안구 유체와 접촉 상태로 배치되면서 착용되기에 적합할 수 있고, 에너지 공급원과 전기 통신 상태에 있는 마이크로유체 분석 시스템을 포함한다. 추가로, 마이크로유체 분석 시스템은 프로그램을 실행시킬 수 있는 프로세서를 이용하여 안구 유체 샘플의 하나 이상의 특성을 측정하도록 작동식으로 구성될 수 있다. 프로그램은 안구 유체 특성의 하나 이상에 대한 미리 프로그래밍된 임계값을 포함할 수 있고 수신된 측정치가 대응하는 미리 프로그래밍된 임계값 밖에 있는 경우 신호를 출력할 수 있다.

본 발명의 추가 태양에 따르면, 비정상 글루코스 레벨을 처리하는 방법이 개시된다. 본 방법은 글루코스 바이오마커의 노르말 농도 레벨 임계치를 프로그래밍하는 단계, 안과용 장치를 눈의 전방 안구 표면과 접촉 상태로 배치하는 단계, 안과용 장치의 마이크로유체 요소를 이용하여 안구 유체 샘플을 얻는 단계, 안과용 장치의 하나 이상의 센서 구성요소를 이용하여 안구 유체의 하나 이상의 특성을 측정하는 단계, 글루코스 바이오마커의 농도가 미리 프로그래밍된 임계치 내에 있는가 여부를 판정하도록 안구 유체의 하나 이상의 특성의 측정치를 프로세싱하는 단계, 및 측정치에 기초하여 신호를 약제 분배 장치에 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 방법은 측정된 특성의 변화의 시간 지연을 보상할 수 있는 알고리즘을 비정상 레벨을 야기하는 조건에 사용하는 것을 포함할 수 있다.

도 1a는 동력공급형 안과용 장치를 위한 예시적인 매체 삽입체(100)의 평면도를 도시한다.
도 1b는 2개의 부분 단면을 갖는 예시적인 동력공급형 안과용 장치(150)의 등각도를 도시한다.
도 2a는 예시적인 다중 피스 환상(multi-piece annular) 형상의 형태인 삽입체(200)의 평면도를 도시한다.
도 2b는 도 2a의 예시적인 다중 피스 환상 형상의 형태인 삽입체(200)의 제1 확대된 부분 단면도(290)를 도시한다.
도 2c는 도 2a의 예시적인 다중 피스 환상 형상의 형태인 삽입체(200)의 제2 확대된 부분 단면도(290)를 도시한다.
도 3은 안과용 장치의 예시적인 마이크로유체 분석 시스템(300)의 평면도를 도시한다.
도 4는 샘플링 영역 및 제어 구성요소는 물론 예시적인 펌핑 메커니즘(400)을 갖는 도 3의 마이크로유체 분석 시스템(300)의 부분 단면의 확대된 평면도를 도시한다.
도 5는 유체 샘플이 마이크로유체 분석 구성요소를 통하여 유동되는 예시적인 마이크로유체 분석 시스템(500)의 부분 단면의 평면도를 도시한다.
도 6은 폐기물 저장 요소(630)를 갖는 예시적인 마이크로유체 분석 시스템 구성요소(600)의 단면의 평면도를 도시한다.
도 7은 랩온어칩(lab on a chip) 구성요소를 이용한 마이크로유체 분석 시스템을 위한 예시적인 펌핑 메커니즘(700)의 단면의 평면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 태양을 구현하기에 유용할 수 있는 예시적인 펌핑 시스템(800)의 개략적인 설계를 도시한다.
도 9는 유체 샘플을 마이크로유체 분석 시스템 내로 수용할 수 있는 동력공급형 안과용 장치를 위한 예시적인 인공 구멍(900)의 개략적인 설계를 도시한다.
도 10은 안과용 장치 내에 통합된 마이크로유체 요소를 구현하는 적층 다이 집적 구성요소의 예시적인 단면의 개략도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일부 태양을 구현하기 위해 사용될 수 있는 프로세서의 개략도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 태양에 따른 안과용 렌즈를 착용한 사용자의 글루코스 레벨을 모니터링하는 데 사용될 수 있는 예시적인 방법 단계를 도시한다.
도 13은 본 발명의 태양에 따른 안과용 렌즈를 착용한 사용자의 글루코스 레벨을 처리하는 데 사용될 수 있는 예시적인 방법 단계를 도시한다.

본 발명은 안구 표면과 접촉 상태에 있는 동안 안구 유체의 분석을 수행하는 데 사용될 수 있는 시스템 및 마이크로유체 요소를 갖는 안과용 장치에 관한 것이다. 하기의 섹션에서, 본 발명의 실시 형태의 상세한 설명이 주어질 것이다. 바람직한 실시 형태와 대안적인 실시 형태 둘 모두의 설명은 단지 예시적인 실시 형태이며, 당업자에게는 변형, 수정 및 변경이 명백할 수 있을 것으로 이해된다. 따라서, 상기 예시적인 실시 형태는 근본적인 본 발명의 범주를 제한하지 않는다는 것을 이해하여야 한다.

용어

본 발명에 관한 이러한 설명 및 청구범위에서, 하기의 정의가 적용될 다양한 용어가 사용될 수 있다:

유전체 상에서의 전기 습윤(Electro-wetting on Dielectric) 또는 EWOD: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 비혼화성 유체들 또는 액체들의 조합, 한정된 표면 자유 에너지를 갖는 표면 영역, 및 전기전위장이 존재하는 한 부류의 장치 또는 한 부류의 장치들의 부분들을 지칭한다. 전형적으로, 전기전위장은 표면 영역의 표면 자유 에너지를 변경할 것이며, 이는 표면 영역과의 비혼화성 유체들의 상호작용을 변경할 수 있다.

동력공급된(Energized): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전류를 공급할 수 있거나 전기 에너지를 내부에 저장되게 할 수 있는 상태를 지칭한다.

에너지: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 일을 수행하는 물리적 시스템의 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 일을 함에 있어서 전기적 작용을 수행할 수 있는 상기 능력에 관계될 수 있다.

에너지 공급원: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지를 공급할 수 있거나, 논리 또는 전기 장치를 동력공급된 상태로 놓을 수 있는 장치 또는 층을 지칭한다.

에너지 하베스터(Energy Harvester): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 환경으로부터 에너지를 추출하여 그것을 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 장치를 지칭한다.

기능화된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 층 또는 장치가 예를 들어 동력화, 활성화, 또는 제어를 포함하는 기능을 수행할 수 있게 하는 것을 지칭한다.

누출: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지의 원치 않는 손실을 지칭한다.

렌즈 또는 안과용 장치: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 눈 내에 또는 눈 상에 존재하는 임의의 장치를 지칭한다. 이러한 장치는 광학 교정을 제공할 수 있거나, 미용을 위한 것일 수 있거나, 눈과 무관한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 렌즈라는 용어는 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 오버레이 렌즈(overlay lens), 안구 삽입체(ocular insert), 광학적 삽입체, 또는 시력이 이를 통해 교정 또는 변경되게 하거나, 시력을 방해함이 없이 눈 생리 기능이 이를 통해 미용적으로 향상되게 하는(예를 들어, 홍채 색상) 다른 유사한 장치를 지칭할 수 있다. 대안적으로, 렌즈는, 예를 들어 글루코스를 모니터링하거나 의약을 투여하는 것과 같은 비광학적 기능을 제공할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명의 바람직한 렌즈는, 예를 들어, 실리콘 하이드로겔 및 플루오르하이드로겔을 포함하는, 실리콘 탄성중합체 또는 하이드로겔로 제조된 소프트 콘택트 렌즈이다.

리튬 이온 전지: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 리튬 이온이 전지를 통해 이동하여 전기 에너지를 발생시키는 전기화학 전지를 지칭한다. 전형적으로 배터리로 불리는 이러한 전기화학 전지는 그의 전형적인 형태에서 에너지 재공급되거나 재충전될 수 있다.

매체 삽입체: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 동력공급형 안과용 장치 내에 포함될 봉지된 삽입체를 지칭한다. 동력공급 요소 및 회로는 매체 삽입체 내에 통합될 수 있다. 매체 삽입체는 동력공급형 안과용 장치의 1차 목적을 한정한다. 예를 들어, 동력공급형 안과용 장치가 사용자가 광학 굴절력을 조정할 수 있게 하는 실시 형태에서, 매체 삽입체는 광학 구역 내의 액체 메니스커스 부분을 제어하는 동력공급 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 매체 삽입체는 광학 구역에 재료가 없도록 환상일 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 렌즈의 동력공급 기능은 광학 특성이 아닐 수 있고, 예를 들어 글루코스를 모니터링하거나 의약을 투여하는 것일 수 있다.

마이크로유체 분석 시스템: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 하나 이상의 구멍(들)을 포함하는 낮은 에너지 소비 시스템을 지칭할 수 있는데, 유체 샘플의 하나 이상의 특성의 특성화를 위하여, 이 구멍(들)으로부터 유체 샘플이 수집될 수 있고, 일부 실시 형태에서는, 채널을 통하여 이동되거나 또는 확산될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 마이크로유체 분석 시스템은 마이크로-펌프 및 마이크로-밸브와 같은 능동 마이크로유체 구성요소를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 실시 형태에서, 예를 들어 전기 습윤 및/또는 전기영동 기술을 이용하여, 액적이 제어될 수 있다.

작동 모드: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 회로를 통하는 전류가 장치로 하여금 그의 주요한 동력공급되는 기능을 수행하게 하는 고전류 인출 상태를 지칭한다.

광학 구역: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안과용 렌즈의 착용자가 이를 통해 보게 되는 안과용 렌즈의 영역을 지칭한다.

동력: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단위 시간당 행한 일 또는 전달된 에너지를 지칭한다.

재충전가능한 또는 재동력공급가능한: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 보다 높은 일 수행 능력을 갖는 상태로 복원되는 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 소정의 회복 주기 동안 소정의 비율로 전류를 흐르게 하는 능력에 의해 복원되는 능력에 관계될 수 있다.

재동력공급 또는 재충전: 본 명세서에 사용된 바와 같이, 보다 높은 일 수행 능력을 갖는 상태로 복원시키는 것을 말한다. 본 발명에서의 많은 용도는 소정의 회복 주기 동안 소정의 비율로 전류를 흐르게 하는 능력으로 장치를 복원하는 것에 관계될 수 있다.

기준: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 다른 회로들에서 사용하기에 적합한 이상적으로 고정되고 안정된 전압 또는 전류 출력을 생성하는 회로를 지칭한다. 기준은 밴드갭(bandgap)으로부터 도출될 수 있고, 온도, 전원 및 프로세스 변화에 대해 보상될 수 있으며, 특정 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC)에 구체적으로 맞춤될 수 있다.

리셋 기능: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 회로를, 예를 들어 논리 상태 또는 동력공급 상태를 포함한 특정의 미리 결정된 상태로 설정하기 위한 셀프-트리거링 알고리즘 메커니즘(self-triggering algorithmic mechanism)을 지칭한다. 리셋 기능은 예를 들어 전력 공급원에 대한 초기 접속시 및 저장 모드로부터 기상시 둘 모두에 칩의 적절한 브링-업(bring-up)을 보장하기 위해 스위칭 메커니즘과 관련하여 작동할 수 있는 파워-온 리셋 회로(power-on reset circuit)를 포함할 수 있다.

슬립 모드 또는 대기 모드: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 작동 모드가 요구되지 않을 때 에너지 보존을 허용하는, 스위칭 메커니즘이 폐쇄된 후의 동력공급형 장치의 저전류 인출 상태를 지칭한다.

적층된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 적어도 2개의 구성요소 층을 서로 근접하게 배치하여 층들 중 하나의 일 표면의 적어도 일부분이 제2 층의 제1 표면과 접촉하게 하는 것을 의미한다. 일부 실시 형태에서, 필름이, 접착을 위해서든 다른 기능을 위해서든 간에, 상기 필름을 통해 서로 접촉하는 2개의 층 사이에 존재할 수 있다.

적층된 집적 구성요소(Stacked Integrated Component) 장치 또는 SIC 장치: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전기 및 전기기계 장치를 포함할 수 있는 기재의 얇은 층들을 서로에 대해 각각의 층의 적어도 일부분을 적층하는 것에 의해 작동식 집적 장치로 조립하는 패키징 기술의 제품을 지칭한다. 층들은 다양한 유형, 재료, 형상, 및 크기의 구성요소 장치를 포함할 수 있다. 게다가, 층들은 다양한 윤곽에 맞춰지고 이를 취하도록 다양한 장치 제조 기술로 제조될 수 있다.

저장 모드: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전력 공급원이 최소의 설계 부하 전류를 공급하고 있거나 공급하는 것을 필요로 하는, 전자 구성요소들을 포함하는 시스템의 상태를 지칭한다. 이러한 용어는 대기 모드와 상호교환가능하지 않다.

기재 삽입체(Substrate Insert): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안과용 렌즈 내에서 에너지 공급원을 지지할 수 있는 성형가능한 또는 강성 기재를 지칭한다. 일부 실시 형태에서, 기재 삽입체는 또한 하나 이상의 구성요소를 지지한다.

스위칭 메커니즘: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안과용 장치와 무관한 외부 자극에 응답할 수 있는 다양한 저항 레벨을 제공하는 회로와 통합되는 구성요소를 지칭한다.

동력공급형 안과용 장치

도 1a로 가면, 동력공급형 안과용 장치를 위한 예시적인 매체 삽입체(100)의 평면도가 도시되어 있다. 매체 삽입체(100)는 시력 교정을 제공하도록 기능할 수 있거나 그렇지 않을 수 있는 광학 구역(120)을 포함할 수 있다. 안과용 장치의 동력공급되는 기능이 시력과 무관한 경우, 매체 삽입체(100)의 광학 구역(120)에는 재료가 없을 수 있다. 일부 실시 형태에서, 매체 삽입체(100)는 동력공급 요소(110) 및 전자 구성요소(105)와 통합된 기재(115)를 포함한, 광학 구역(120) 내에 있지 않은 부분을 포함할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 예를 들어 배터리일 수 있는 전력 공급원(110), 및 예를 들어 반도체 다이일 수 있는 부하(105)가 기재(115)에 부착될 수 있다. 전도성 트레이스(125, 130)가 전자 구성요소(105)와 동력공급 요소(110)를 전기적으로 상호접속할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 매체 삽입체(100)는 동력공급 요소(110), 트레이스(125, 130) 및 전자 구성요소(105)를 보호하고 포함하도록 완전히 봉지될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 봉지 재료는, 예를 들어, 물과 같은 특정 물질들이 매체 삽입체(100) 내로 들어가는 것을 방지하고 주변 기체, 유체 샘플, 및/또는 동력공급 요소(110) 내의 반응의 부산물과 같은 특정 물질들이 매체 삽입체(100)를 통과하도록 하는 그리고/또는 그로부터 빠져나오도록 하는 반투과성일 수 있다.

이제 도 1b를 참조하면, 2개의 부분 단면을 갖는 예시적인 동력공급형 안과용 장치(150)의 등각도가 도시되어 있다. 일부 실시 형태에서, 매체 삽입체(100)는 중합체 생체적합성 재료를 포함할 수 있는 안과용 장치(150) 내에/상에 포함될 수 있다. 안과용 장치(150)는 강성 중심, 연성 스커트 설계를 포함할 수 있으며, 여기서 중심 강성 광학 요소가 매체 삽입체(100)를 포함한다. 일부 특정 실시 형태에서, 매체 삽입체(100)는 각각의 전방 및 후방 표면들 상에서 대기 및 각막 표면과 직접 접촉할 수 있거나, 대안적으로 매체 삽입체(100)는 안과용 장치(150) 내에 봉지될 수 있다. 안과용 장치(150)의 주연부(155)는 예를 들어 하이드로겔 재료를 포함한 연성 스커트 재료일 수 있다. 매체 삽입체(100) 및 안과용 장치(150)의 기반구조(infrastructure)는 본 발명의 태양에 따라서, 안구 표면과 접촉하는 동안 안구 유체의 분석을 수행하도록 하는 환경을 제공할 수 있다. 안구 유체 샘플은 누액, 수양액, 유리체, 및 눈 내에 위치된 다른 간질액 중 임의의 하나 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다.

이제 도 2a를 참조하면, 예시적인 다중 피스 환상 형상의 삽입체(200)의 평면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 예시적인 다중 피스 환상 형상의 삽입체(200)는 재료가 없는 중심 광학 구역 둘레의 재료의 링일 수 있다. 더욱이, 환상 형상의 삽입체(200)는 외부 연장부(220) 및 내부 환상 에지(230)에 의해 한정될 수 있다. 외부 연장부(220)와 내부 환상 에지(230) 사이 내에 포함된, 동력공급 요소(240), 다양한 유형의 상호접속 특징부(245) 및/또는 전자 회로 요소(250)가 확인될 수 있다.

이제 도 2b를 참조하면, 도 2a의 예시적인 다중 피스 환상 형상의 형태인 삽입체(200)의 제1 확대된 부분 단면도(290)가 도시되어 있다. 단면(290)은 환상 형상의 삽입체(200)를 전방 삽입체 피스(291)와 후방 삽입체 피스(292)의 조합으로 나타낸다. 도시된 바와 같이, 일부 실시 형태에서, 전방 삽입체 피스(291) 및 후방 삽입체 피스(292)는 함께 결합되어 밀봉될 수 있다. 상이한 실시 형태들에서, 다른 구조적 특징부 및 수단이 2개의 피스를 함께 결합하도록 구현될 수 있다. 또한 봉지된 위치에 도시된 것은 상호접속 요소들에 접속된 집적 회로 요소(293)일 수 있다.

이제 도 2c를 참조하면, 도 2a의 예시적인 다중 피스 환상 형상의 형태인 삽입체(200)의 제2 확대된 부분 단면도(290)가 도시되어 있다. 특히, 다른 섹션/실시 형태에서, 상이한 유형의 구조물이, 단면(295)으로 도시된 바와 같이, 확인될 수 있다. 도시된 바와 같이, 환상 형상의 삽입체(200)의 내부의 일부 부분이 외부 환경에 개방되게 하도록 형성되는 갭 또는 구멍(296)이 존재할 수 있다는 것이 관찰될 수 있다. 이러한 개구에 연결될 수 있고 자체가 환상 형상의 삽입체(200) 내에 봉지될 수 있는 다수의 구성요소(298)가 존재할 수 있다. 따라서, 환상 형상의 삽입체(200) 내에 위치되는 구성요소(298)(들)가 그의 외부 환경 내의 유체 및/또는 기체와 제어가능하게 인터페이스되게 하는 이러한 능력은, 일부 실시 형태에서, 마이크로유체 요소의 안과용 장치 내로의 통합을 가능하게 할 수 있다.

분석물 분석을 위한 마이크로유체 요소

이제 도 3을 참조하면, 안과용 장치의 예시적인 마이크로유체 분석 시스템(300)의 평면도가 안과용 매체 삽입체 상에 도시되어 있다. 동력공급 요소(320), 제어 회로(310), 및 상호접속 특징부(340)에 더하여, 일부 실시 형태에서, 매체 삽입체는 폐기 유체 보유 구성요소(335)를 포함하는 마이크로유체 분석 시스템(300)을 포함할 수 있다. 마이크로유체 분석 시스템(300)은 유체 샘플 내의 분석물/바이오마커를, 그의 존재 또는 그의 농도 면에서, 결정할 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 샘플링 영역 및 제어 구성요소는 물론 예시적인 펌핑 메커니즘(400)을 갖는 도 3의 마이크로유체 분석 시스템(300)의 부분 단면의 확대된 평면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 일부 실시 형태에서, 제어 회로(440)는 상호접속부(420)(들)를 통하여 마이크로유체 분석 시스템의 구성요소에 전기적으로 접속될 수 있다. 구멍(미도시)을 위한 제어 요소(450)가 포함될 수 있고 이는 마이크로유체 분석 시스템(300)을 삽입체 외측의 유체(미도시)에 연결시키는 데 유용할 수 있다. 구멍의 상이한 설계의 예시적인 태양은 이하 섹션에서 확인될 수 있지만, 구멍은 유체 샘플이 삽입체 환경의 외측으로부터 펌핑 요소(460)로 지나가게 할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 펌핑 요소(460)는 펌프(460)에 결합될 수 있는 활성화 또는 구동 구성요소(430)를 가질 수 있다. 일례에서, 펌프 요소(460)는 가요성 및 좌굴성(collapsible) 멤브레인을 포함할 수 있으며, 이러한 멤브레인 상에 압력을 인가함으로써 활성화될 수 있다. 압력의 멤브레인 상으로의 인가를 구동하기 위한 다수의 방식이 존재할 수 있다. 예를 들어, 유체가 공동(431)에 충전될 수 있고 공동(431)을 펌핑 요소(460)에 연결하는 튜브(435)를 통하여 유동할 수 있다. 따라서, 공동(431)은 그 내부에 포함된 유체 상으로의 압력의 인가를 허용하는 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전압의 인가 시 체적을 팽창시키고 그에 따라서 포함된 유체를 가압하기 위하여 압전 구성요소가 사용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 열 압축성 재료는 전기 에너지의 가열 요소로의 인가에 의해 제어될 수 있는 온도 변화에 응답할 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 유전체 상에서의 전기 습윤(EWOD) 구성요소가, 전위의 인가시 공동(431) 내의 표면의 습윤 특성의 변경에 의해, 압력을 유체 상에 인가할 수 있다. 펌프 요소(460) 자체에서 또한 직접 결합될 수 있는 펌프 메커니즘을 구동하는 다른 수단이 또한 존재할 수 있다. 기계적 펌핑 수단의 사용보다는 오히려 유체 그 자체의 유동에 영향을 주도록 EWOD 구성요소의 사용으로부터 더 추가의 다양성이 유도될 수 있다.

펌프 요소(460)는 유체가 채널(470)을 통하여 그리고 이어서 마이크로유체 분석 시스템(400)의 분석 챔버(405) 내로 유동하도록 강제할 수 있다. 그러한 챔버(405)의 구성요소의 추가 상세 설명은 하기 섹션에서 기재될 것이지만, 간단히 언급하면, 유체는 분석 챔버(405)를 통하여 유동할 수 있고 구성요소의 일부일 수 있는 전극(410)(들) 상에 영향이 일어나게 할 수 있다.

이제 도 5를 참조하면, 유체 샘플이 마이크로유체 분석 구성요소를 통하여 유동되는 예시적인 마이크로유체 분석 시스템(500)의 부분 단면의 평면도가 도시되어 있다. 환상 시스템의 특성으로 인하여, 구성요소는 곡선형 방식으로 배치되는 것으로 관찰될 수 있는데, 이는, 예를 들어 챔버 단면 및 전극의 정확한 형상을 포함하여, 곡선형 시스템에서 변형되는 다수의 세부적인 것들이 존재할 수 있기 때문이다. 그러나, 다른 실시 형태에서, 선형 분석 시스템들이 형성될 수 있는데, 이들 시스템은 이들이 안구 환경에 맞춰지게 하는 치수를 갖는다. 더욱이, 추가 실시 형태에서, 분석 챔버를 따른 시스템의 특성과 무관하게, 챔버가 놓여지는 전체 기재는 만곡되어 그가 눈의 대략적인 구형 표면 상에 놓이는 것을 허용할 수 있다. 분석 챔버의 3차원 특성의 상세한 사항은 시스템의 성능에 관련된 모델에 대한 요소가 될 수 있다. 그러나, 예시를 목적으로, 이러한 설명은 이러한 뉘앙스를 분명히 하지만, 선형 마이크로유체 분석 시스템(500)의 특징부를 만곡시킴으로써 예시적인 실시 형태를 예시할 것이다.

마이크로유체 분석 시스템(500)의 일부에 묘사된, 유체 샘플을 수용하고 이송하기 위한 마이크로-채널(550)이 도시되어 있다. 이러한 유체 샘플은, 예를 들어, 앞서 논의된 펌핑 시스템(예를 들어, 도 4의 460)에 의해 외부 위치로부터 펌핑될 수 있다. 예를 들어, 유체 샘플은 마이크로유체 분석 시스템(500)을 포함하는 콘택트 렌즈를 둘러쌀 수 있는 안구 유체로부터 샘플링될 수 있다. 예를 들어 마이크로-채널을 따라서 분석물 센서(570)가 확인될 수 있다. 이러한 분석물 센서(570)는 유체 샘플에 대한 전기화학 분석 단계, 측광 분석 단계 또는 다른 분석 단계 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 예시적인 실시 형태에서, 분석 단계는 하나 이상의 구성요소를 이용하여 형광 센서 유형분류체계에 기초한 글루코스 농도의 측광 감지에 관련될 수 있다. 다른 예에서, 센서는 유체 샘플 및 분석물 센서(570)의 일부와의 글루코스 옥시다제 상호작용으로부터의 반응 생성물의 존재를 검출할 수 있다. 감지 요소(570)를 제어 전자기기에 접속시키는 다수의 전기적 상호접속부(520)들이 존재할 수 있다.

유체는 펌프 채널(540)로부터 마이크로-채널(550) 내로 유동할 수 있다. 유체가 마이크로-채널 내로 유동함에 따라, 이는 특정 영역 내의 다른 유체를 변위시킬 수 있거나, 또는 초기 사용 시 채널 내의 주변 기체를 변위시킬 수 있다. 유체가 유동함에 따라, 이는 전극(560, 561)을 포함하는 센서전 마이크로-채널 부분 및 전극(562, 563)을 포함하는 센서후 부분에 의해 감지될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 560 및 561과 같은 전극들 사이의 임피던스의 측정은 재료의 유동을 감지하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 일련의 전극(562, 563)들의 저항은 마이크로-채널(550) 내의 유체의 존재에 의해, 또는 마이크로-채널(550) 내에 존재하는 상이한 특성의 두 유체들 사이의 전선(front)의 존재에 의해 변경될 수 있다. 유체(580)는 샘플링되기 위해 마이크로-채널의 빈 영역(590)으로부터 마이크로-채널을 통하여 유동할 수 있다. 대안적으로, 590에 있는 마이크로-채널 부분은, 예를 들어 전형적인 누액의 농도와 상이한 농도의 전해질 및 그에 따른 전도성을 가질 수 있는, 유체의 상이한 용액을 나타낼 수 있다.

대체적으로, 본 발명의 실시 형태에서의 위치 전극(560 내지 563)들 사이의 임피던스 또는 오믹 저항(ohmic resistance)의 측정은 이들 사이에 전압을 인가하고 생성된 전류를 측정함으로써 얻어질 수 있다. 정전압 또는 교류 전압이 위치 전극(560 내지 563)들 사이에 인가될 수 있고 생성된 직류(DC) 또는 교류(AC)가 각각 측정될 수 있다. 이어서, 생성된 DC 또는 AC 전류는 임피던스 또는 오믹 저항을 계산하는 데 이용될 수 있다. 더욱이, 당업자는 임피던스의 측정이 오믹 강하(ohmic drop)(즉, 전압/전류 또는 오옴 단위의 저항[R])의 측정 및 커패시턴스(즉, 쿨롱/볼트 또는 패럿 단위의 커패시턴스)의 측정 둘 모두를 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 실제로, 임피던스는, 예를 들어 교류를 위치 전극(560 내지 563)(들)에 인가하고 생성된 전류를 측정함으로써, 측정될 수 있다. 교류의 상이한 주파수들에서, 저항성 또는 용량성 효과가, 측정된 임피던스를 결정하는 데 우세하다. 순수 저항성 구성요소가 낮은 주파수에서 우세할 수 있는 한편, 순수 용량성 구성요소는 더 높은 주파수에서 우세할 수 있다. 저항성 구성요소와 용량성 구성요소 사이를 구별하기 위하여, 인가된 교류와 측정된 생성된 전류 사이의 위상 차이가 결정될 수 있다. 위상 변이가 영(0)인 경우, 순수 저항성 구성요소가 우세적이다. 전류가 전압보다 지연되는 것을 위상 변이가 나타내면, 용량성 구성요소가 유의하다. 그러므로, 인가된 교류의 주파수 및 위치 전극 구성에 따라서, 저항 또는 저항과 커패시턴스의 조합 중 어느 하나를 측정하는 것이 유리할 수 있다.

도 5의 특정 예를 다시 참조하면, 예를 들어 첫 번째 위치 전극(530)과 마지막 위치 전극 접속부(510) 사이에 교류 전압을 인가하고 생성된 교류를 측정함으로써, 임피던스 측정이 수행될 수 있다. 560, 561, 562 및 563을 포함하는 일련의 전극들이 (이어지는 위치 전극들 사이의 마이크로-채널(550) 내의 임의의 물질[예를 들어, 공기 또는 액체 샘플] 및 마이크로-채널(550) 내의 유체와의 직접 접촉으로부터 위치 전극들을 분리하고 있을 수 있는 임의의 층과 함께) 커패시터의 일부일 수 있기 때문에, 측정된 전류는 임피던스를 계산하는 데 사용될 수 있다. 전극들 사이의 마이크로-채널(550, 590) 내의 액체 샘플의 존재 또는 부재는 측정된 전류 및 임피던스에 영향을 미칠 것이다. 제1 및 제2 위치 전극(560 내지 563)들 사이에 인가된 교류 전압의 주파수 및 진폭은 제1 및 제2 위치 전극(560 내지 563)들 사이의 액체 샘플의 존재가 측정된 전류의 상당한 증가에 의해 검출될 수 있도록 미리 결정될 수 있다.

임피던스 또는 저항의 측정에 대해, 인가된 전압의 크기는, 예를 들어, 탄소 기반 또는 은 기반 잉크 위치 전극들 및 안과용 누액 샘플의 환경에 대해 약 10 ㎷ 내지 약 2 볼트의 범위에 있을 수 있다. 인가된 전압 범위의 하한 및 상한은 액체 샘플의 전기분해 또는 전기화학 분해의 시작에 종속한다. 교류 전압이 사용되는 예에서, 교류 전압은, 예를 들어 하나 이상의 전기화학 반응으로 인한 액체 샘플의 특성의 무시할 만한 순수(net) 변화를 야기하는 주파수로, 인가될 수 있다. 그러한 주파수 범위는, 예를 들어, 0 볼트에 대해 대칭인 전압 파형을 가지면서 약 10 ㎐ 내지 약 100 ㎑일 수 있다(즉, 교류 전압의 RMS 값은 대략 영(0)이다).

도시된 바와 같이, 분석물 센서(570) 및 위치 전극(560 내지 563)은 각각 마이크로-채널(550)과 작동식 통신 상태에 있을 수 있다. 본 발명의 실시 형태에 사용된 위치 전극(560 내지 563)이, 분석 전극 재료로서 종래에 사용된 전도성 재료 및, 특히, 가요성 회로, 포토리소그래픽 제조 기술, 스크린 프린팅 기술 및 플렉소 프린팅 기술에 사용하기에 적합한 것으로 알려진 전도성 재료를 포함하여, 당업자에게 공지된 임의의 적합한 전도성 재료로 형성될 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 적합한 전도성 재료에는, 예를 들어, 탄소, 귀금속(예를 들어, 금, 백금 및 팔라듐), 귀금속 합금, 전도성 전위 형성 금속 산화물 및 금속 염이 포함된다. 위치 전극은, 예를 들어, 구매가능한 전도성 은 잉크 일렉트로댁(Electrodag) 418 SS와 같은 전도성 은 잉크로 형성될 수 있다.

이제 도 6을 참조하면, 폐기물 저장 요소(630)를 갖는 예시적인 마이크로유체 분석 시스템 구성요소(600)의 단면의 평면도가 도시된다. 예시적인 실시 형태에서, 시스템 내의 유체의 유량을 측정하기 위한 전극(610)은 많은 다른 것들(도 6에는 미도시) 중 단부 전극일 수 있다. 유체는 마이크로-채널(620)을 통하여 유동할 수 있고 유체 보유 용기(630)로 계속될 수 있다. 유체 보유 용기는, 예를 들어, 그 내의 더 큰 체적의 유체의 분석을 위해, 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 구멍(640)은 폐기물 저장 요소로서 또한 사용될 수 있는 유체 보유 용기(630)를 삽입체 외부에 위치된 영역에 연결시키기 위한 구멍 제어 요소(645)를 포함할 수 있다. 더욱이, 일부 실시 형태에서, 구멍 제어 요소(645) 연결은 마이크로유체 구성요소가 유체로 충전됨에 따라 기체 압력을 동등하게 하는 데 유용할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 구멍(640) 및 구멍 제어 요소(645)는 안과용 장치로부터 유체를 방출하는 데 유용할 수 있다. 구멍(640)은 또한 마이크로유체 분석 시스템의 단부를 눈 환경 내의 그의 외부 영역에 연결하는 데 유용할 수 있는데, 이는 안과용 장치를 제거하지 않고서 연속적인 모니터링을 허용할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 구멍(640) 및 구멍 제어 요소(645)는 유체 보유 용기(630)와 같은 저장 위치 내의 마이크로유체 분석 시스템을 통한 유동 제어에 유용할 수 있다. 예를 들어, 저장 중에, 마이크로유체 분석 시스템은 시스템을 통한 용액의 유동에 의해 세척 또는 리프레시될 수 있고, 일부 실시 형태에서는, 캘리브레이션 프로토콜을 거칠 수 있다. 이들 기능의 제어는 외부 제어 시스템과 통신 상태에 또한 있을 수 있는 렌즈 내의 집적 회로 구성요소에 의해 수행될 수 있다.

랩온어칩 구성요소를 갖는 동력공급형 안과용 장치

이제 도 7을 참조하면, 랩온어칩 구성요소(710)를 이용한 마이크로유체 분석 시스템을 위한 예시적인 펌핑 메커니즘(700)의 단면의 평면도가 도시되어 있다. 랩온어칩 구성요소(710)는 앞서 논의된 마이크로유체 분석 시스템의 실시 형태와 많은 태양들을 공유할 수 있다. 그러나, 유사하게, 일부 실시 형태에서, 펌프(760)의 동작을 통해서가 아니라 EWOD 구성요소에 의한 액적의 제어에 의해 랩온어칩(710) 내에서 작은 액적들이 돌아다닐 수 있다. 액적들은 랩온어칩 구성요소(710)의 요소들과 조합되어 화학적 프로세싱을 수행할 수 있다. 다수의 분석 기술들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 분석물로서 글루코스의 분석이 수행될 수 있다. 이러한 분석을 위한 기술에는, 예를 들어, 설명된 바와 같은 전기화학 또는 측광 기술, 또는 랩온어칩 구성요소(710) 내에 초기에 저장될 수 있는 화학적 물질들의 혼합에 관련될 수 있는 다른 기술들이 포함될 수 있다.

전술된 동력공급 요소(미도시), 상호접속부(740), 및 밀봉 태양과 같은 다양한 구성요소들이 본 예의 환상 매체 삽입체 피스 내에 있을 수 있다. 더욱이, 랩온어칩 구성요소(710)를 포함하는 다양한 구성요소를 제어할 수 있는 전자 회로(720)가 구현될 수 있다. 구멍(750) 및 구멍 제어 시스템(755)이 안과용 장치 환경으로부터 유체 샘플의 샘플링을 제어할 수 있다. 펌프 작동기(730)가 멤브레인 기반 펌프와 같은 사실상 기계식일 수 있는 펌프(760)를 작동시킬 수 있다. 유체 샘플의 액적이 본 발명에서 설명되는 바와 같이 전극(716)과 같은 전극의 사용을 통하여 체적 및 샘플 유량을 계측하기 위하여 마이크로-채널(715) 내로 펌핑될 수 있다. 액적은 그가 추가로 프로세싱될 수 있는 채널(711)을 통하여 랩온어칩 구성요소(710)에 제공될 수 있다. 랩온어칩 구성요소(710)는 자체 내의 유동을 제어하도록 샘플에 대해 펌핑된 동작을 사용할 수 있거나, 또는 다른 실시 형태에서, 스스로 그에 제공된 샘플의 유량을 제어할 수 있다.

추가 실시 형태에서, 랩온어칩 구성요소(710)는 외부 펌핑 시스템을 필요로 하지 않고서 그의 환경 내의 유체를 감지할 수 있다. 그러나, 아이템(750)과 같은 구멍이 외부 유체의 랩온어칩 구성요소의 환경 내로의 유동에 걸쳐 제어를 제공하는 데 여전히 유용할 수 있다. 그 후에, 랩온어칩 구성요소(710)는, 예를 들어 유체 샘플을 끌어당겨 이동시킬 수 있는 유전체 상에서의 전기 습윤 또는 전기영동 특징부를 통한 제어에 의해, 도입된 샘플을 스스로 샘플링할 수 있다.

랩온어칩 구성요소(710)는, 예를 들어 안구 표면의 3차원 형상과 일치하는 형상으로의 변형을 허용하는 매우 얇은 랩온어칩 가요성 구성요소를 포함하는, 본 설명과 일치할 수 있는 설계를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 랩온어칩 구성요소(710)의 형상 및 두께는 그가 안과용 삽입체 장치 내에 평면인 형태로 포함되게 할 수 있다.

마이크로유체 구성요소를 위한 동력공급형 펌핑 시스템

이제 도 8을 참조하면, 본 발명의 태양을 구현하기에 유용할 수 있는 예시적인 펌핑 시스템(800)의 개략적인 설계를 도시한다. 앞서 언급된 바와 같이, 일부 실시 형태에서, 안과용 장치 내외 둘 모두에 있는 그리고 또한 안과용 장치 내측에 위치된 구성요소 내에 있는 유체 샘플을 펌핑하는 수단을 제공하는 것이 유용할 수 있다. 본 예에서, 펌핑 시스템(800)은 유동 제어 시스템(880)을 갖는 유체 샘플용 입구를 가질 수 있다. 유체가 유동 제어 시스템(880)에 의해 유동이 허용되는 경우, 이는 채널(870)을 통하여 진행할 수 있다. 멤브레인 구성요소(820)를 포함할 수 있어서, 그에 작용하는 힘에 의해 편향되는 경우 기체 및/또는 액체 유체가 압축되게 하고 유체를 펌핑하도록 작동되게 할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 멤브레인 구성요소(820)는 바람직한 방향으로의 유동을 보장하도록 펌핑 시스템(800) 내에 포함될 수 있는 체크 밸브(850, 860)들의 시스템 사이의 유체 경로(840) 상에 위치될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 유동 영역의 설계 및 기하학적 형상은 바람직한 유동 조건을 이룰 수 있다. 예를 들어, 유체가 유동 경로 영역(870)의 연속인 유동 경로 영역(840) 내에서 압축됨에 따라, 액체 샘플은 마이크로유체 분석 시스템의 다른 영역을 향하여 유동할 수 있다.

멤브레인 구성요소(820)의 표면 상의 힘은 펌핑 시스템(800)의 작동을 야기할 수 있다. 그 힘은, 예를 들어 편향을 제공할 수 있는 능동 구성요소(810)에 의해, 인가될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 유체가 편향을 위한 힘을 제공할 수 있다. 유압 원리의 이용을 통하여, 예를 들어 더 큰 체적의 유체가 멤브레인 구성요소(820)의 표면과 매칭하도록 집중될 수 있다. 이러한 유형의 실시 형태에서, 더 큰 체적의 유체를 가압하는 요소가 요구되는 과제를 수행할 수 있다. 정전기력 또는 정자기력이 사용되는 기계식 피스톤 활성화가 또한 일부 실시 형태에 포함될 수 있다. 또한, 유체를 둘러싸는 재료의 열 팽창 및 전기적으로 (압전) 활성화된 팽창이 유체를 가압하는 수단을 제공하는 데 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 유전체 상에서의 전기 습윤이 유체를 가압하는 데 채용될 수 있다. 챔버(810)는 전위가 없는 상황 하에서 챔버(810) 내에 포함된 유체의 인력을 촉진하는 표면 처리를 갖도록 형성될 수 있다. 유체와 접촉된 전극(미도시) 및 처리된 표면 아래의 다른 하나에 의해, 전위 장(potential field)이 표면 영역을 가로질러 수립될 수 있다. 그 영역의 습윤이 전위 장의 적용에 의해 변경됨에 따라, 유체는 가압될 수 있고 유압 집중에 의해, 멤브레인 구성요소(820) 상에 생성된 압력은 이를 편향시키고 펌핑 스트로크를 이룰 수 있다. 전위 장을 감소시킴으로써, 유압 유체 상에서 효과가 역전될 수 있으며, 그 결과는 멤브레인 구성요소(820)의 완화 및 펌핑 사이클의 완료이다.

안과용 장치 내의 소량의 유체를 펌핑하기 위한 다른 다수의 수단이 또한 본 발명의 범주 내에 있다. 기계식 멤브레인 기반 시스템은 일례이지만 유전체 상에서의 전기 습윤의 직접적인 활용은 다른 대안을 제공할 수 있다. 예를 들어, 더 추가의 실시 형태에서, 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS)이 유체 샘플을 압축하거나 또는 충격을 유체 샘플 상에 인가함으로써 펌핑 기능을 또한 제공할 수 있다.

유체의 안과용 장치 내로의 도입의 제어를 위한 동력공급형 인공 구멍

이제 도 9를 참조하면, 유체 샘플을 마이크로유체 구성요소 내로 수용할 수 있는 동력공급형 안과용 장치를 위한 예시적인 인공 구멍(900)의 개략적인 설계가 도시되어 있다. 구멍 액세스(910) 위에 개략적으로 보여주는 영역에 샘플 유체가 존재할 수 있다. 인공 구멍(900)의 작동 시, 원하는 시간에 유체가 그 영역으로부터 그리고 유체 경로 채널(970) 내로 그리고 궁극적으로 그를 통하여 유동하게 될 수 있다. 유동을 막을 수 있는 영역 내의 유체 경로 채널(970)의 단면 프로파일을 수축시키거나 제거할 수 있는 기계 기반 메커니즘을 포함하여 채널을 통한 유체의 유동을 제어하기 위한 다수의 방식이 존재할 수 있다.

본 예에서, 유전체 상에서의 전기 습윤 효과는 반발 영역을 구멍 액세스(910) 영역 내에 생성하는 데 이용될 수 있다. 소수성 특성이 되게 처리되거나 형성된 표면(940)은 친수성 또는 극성 용매가 구멍을 가로질러 유체 경로 채널(970) 내로 가는 능력을 감소시킬 수 있다. 전극(960)은 유체가 구멍 영역으로 들어감에 따라 유체와 상호작용할 수 있다. 대응하는 전극(930)이 또한 소수성 표면 둘레에 위치될 수 있다. 이러한 전극(930)은 전극(960, 980)을 가로지른 전기 장의 인가를 허용하도록 전기적으로 접속될 수 있고, 소수성 표면(940)의 표면 습윤 특성은 변경되어 영역을 통한 유동을 더 잘 허용할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 유체의 동력공급되지 않은 차단을 허용하여 유체가 구멍 액세스(910)를 통해 유동하는 것을 방지하기 위하여 추가 특징부가 인공 구멍(900)에 부가될 수 있다. 이는 특히, 인공 구멍(900)을 포함하는 장치가 생성된 후에 초기 저장소 내에 있을 때 유용할 수 있다. 예를 들어, 구멍 액세스(910)는 박막 금속 차단 특징부일 수 있다. 박막 금속 차단 특징부는 상호접속 특징부(920, 990)를 통해 연결될 수 있다. 인공 구멍(900)을 포함하는 장치를 저장소로부터 꺼낼 때, 활성화 신호가 안과용 장치에 의해 수신되고 전달될 수 있는 것이 가능할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 안과용 장치가 최초로 유체 샘플을 수용할 준비가 된 경우, 이는, 전류가 금속 박막(910)을 가로질러 지향될 수 있는 방식으로, 금속 상호접속부(920, 990)를 가로질러 전위를 제공할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이러한 전류는, 인공 구멍(900)의 하부 채널 영역(970)을 노출시키는 어느 경우에도, 금속 박막(910)이 용융 또는 증발되게 할 수 있다.

적층 집적 다이 실시 형태에서의 마이크로유체 구성요소

마이크로유체 요소를 통합하는 안과용 장치의 구성품의 일부를 이루는 전자 회로들에 대해 언급되었다. 본 발명의 태양에 따른 일부 실시 형태에서, 단일 및/또는 여러 개별 전자 장치들은, 예를 들어, 안과용 매체 삽입체들 내에, 개별 칩들로서 포함될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 동력공급형 전자 요소들은 적층 집적 구성요소들의 형태로 매체 삽입체 내에 포함될 수 있다. 따라서 이제 도 10을 참조하면, 안과용 장치 내에 포함된 마이크로유체 요소를 구현하는 적층 집적 구성요소의 예시적인 단면의 개략도가 도시되어 있다. 특히, 매체 삽입체는 상이한 유형의 다수의 층을 포함할 수 있는데, 이들 층은 그들이 점유할 눈 환경에 부합하는 윤곽으로 봉지된다. 일부 실시 형태에서, 적층 집적 구성요소 층들을 갖는 이러한 매체 삽입체는 매체 삽입체의 전체적인 환상 형상을 취할 수 있다. 대안적으로, 일부 경우에, 매체 삽입체는 환상일 수 있는 반면, 적층 집적 구성요소들은 전체적인 형상 내에서 체적의 일부분만을 차지할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 동력공급을 제공하기 위해 사용되는 박막 배터리가 있을 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이러한 박막 배터리는 서로에 대해 적층될 수 있는 하나 이상의 층들을 포함할 수 있으며, 이 경우에 층(1030)들은, 다수의 구성요소들이 층들 내에 있고 그들 사이에 상호접속부가 있는 배터리 층들을 나타낼 수 있다.

일부 실시 형태에서, 서로에 대해 적층되는 두 층들 사이에 추가의 상호접속부들이 있을 수 있다. 최신 기술에 이들 상호접속부를 형성하기 위한 다수의 방식이 있을 수 있지만, 나타낸 바와 같이, 상호접속부는 층들 사이의 솔더 볼(solder ball) 상호접속부를 통해 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이러한 접속부들만이 요구될 수 있지만, 다른 경우에 솔더 볼은, 예를 들어 층 관통 비아(via)들을 갖는 구성요소와 같은 다른 상호접속 요소들과 접속할 수 있다.

적층 집적 구성요소 매체 삽입체의 다른 층에서는, 층(1025)이 상호접속 층들 내의 둘 이상의 다양한 구성요소의 상호접속을 위해 전용될 수 있다. 상호접속 층(1025)은 다양한 구성요소들로부터 다른 것들로 신호들을 통과시킬 수 있는 비아들과 라우팅 선들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상호접속 층(1025)은 기술 층(technology layer)(1015) 내에 존재할 수 있는 전력 관리 유닛(1020)에 대한 다양한 배터리 요소 접속부들을 제공할 수 있다. 기술 층(1015) 내의 다른 구성요소들은, 예를 들어, 송수신기(1045), 제어 구성요소(1050)들 등을 포함할 수 있다. 또한, 상호접속 층(1025)은 기술 층(1015) 외측의 구성요소들뿐만 아니라 기술 층(1015) 내의 구성요소들 사이의 접속을 이루도록 기능할 수 있는데, 예를 들어, 집적 수동 장치(1055) 내에 존재할 수 있다. 상호접속 층(1025)과 같은 전용 상호접속 층들의 존재에 의해 지원될 수 있는, 전기 신호들의 라우팅을 위한 다양한 방식들이 있을 수 있다.

일부 실시 형태에서, 다른 층 구성요소들처럼 기술 층(1015)은 이들 특징부가 매체 삽입체 내에 포함될 수 있는 다양한 기술 옵션들을 나타내는 바와 같이 다수 층들로서 포함될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 층들 중 하나는 CMOS, BiCMOS, 양극성(Bipolar) 또는 메모리 기반 기술을 포함할 수 있는 반면, 다른 하나의 층은 상이한 기술을 포함할 수 있다. 대안적으로, 두 층은 동일한 전체 군(family) 내의 상이한 기술 군을 나타낼 수 있으며, 예로서, 한 층은 0.5 마이크로미터 CMOS 기술을 이용하여 제조된 전자 요소들을 포함할 수 있으며, 다른 층은 20 나노미터 CMOS 기술을 이용하여 제조된 요소들을 포함할 수 있다. 다양한 전자 기술 유형들의 많은 다른 조합들이 본 명세서에서 설명된 기술 내에서 모순이 없을 것임이 명백할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 매체 삽입체는 삽입체의 외측에 구성요소들에 대한 전기적 상호접속부를 위한 위치들을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 예들에서, 매체 삽입체는 또한 무선 방식으로 외부 구성요소들에 대한 상호접속을 포함할 수 있다. 그러한 경우들에 있어서, 안테나 층(1035) 내에의 안테나들의 사용은 무선 통신의 예시적인 방식들을 제공할 수 있다. 많은 경우에, 그러한 안테나 층(1035)은, 예를 들어, 매체 삽입체 내의 적층 집적 구성요소 장치의 상단부 또는 바닥부 상에 위치될 수 있다.

본 명세서에서 논의된 실시 형태들 중 일부에서, 배터리 요소(1030)들은 적층된 층들 자체의 적어도 하나의 층 내에 요소들로서 포함될 수 있다. 또한, 배터리 요소(1030)들이 적층 집적 구성요소 층들의 외부에 위치되는 다른 실시 형태들이 가능하다는 것에 주목할 수 있다. 실시 형태들에서의 또 다른 다양성이, 별도의 배터리 또는 다른 동력공급 구성요소가 또한 매체 삽입체 내에 존재하거나 대안적으로 이들 별도의 동력공급 구성요소들이 또한 매체 삽입체의 외부에 위치될 수 있다는 사실로부터 유래할 수 있다.

마이크로유체 요소(1010)가 적층 집적 구성요소 아키텍처 내에 포함될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 마이크로유체 요소(1010) 구성요소는 층의 일부로서 부착될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 전체 마이크로유체 요소(1010)는 또한 다른 적층 집적 구성요소들과 유사한 형상의 구성요소를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 논의된 마이크로유체 요소(1010)들의 유형들의 여러가지 다양성은 적층 집적 구성요소 장치와 모순이 없으며, 여기서 펌프, 구멍 등과 같은 다른 특징부들은 층의 일부분이거나 대안적으로는 마이크로유체 셀 또는 그가 부착된 층에 부착된다.

집적 마이크로유체 구성요소를 갖는 안과용 장치를 위한 제어 시스템

이제 도 11a를 참조하면, 본 발명의 일부 실시 형태에서 사용될 수 있는 제어기(1100)가 예시되어 있다. 제어기(1100)는 통신 장치(1120)에 결합된 하나 이상의 프로세서 구성요소를 포함할 수 있는 하나 이상의 프로세서(1110)를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제어기(1100)는 안과용 렌즈 내에 배치된 에너지 공급원에 에너지를 전송하기 위해 사용될 수 있다.

프로세서(1110)는 통신 채널을 통해 에너지를 전달하도록 구성된 통신 장치에 결합된다. 통신 장치는 안과용 장치에서 안과용 삽입체 내의 구성요소들과 전자적으로 통신하는 데 사용될 수 있다. 통신 장치(1120)는 또한 예를 들어 하나 이상의 제어기 장치 또는 프로그래밍/인터페이스 장치 구성요소와 통신하는 데 사용될 수 있다.

프로세서(1110)는 또한 저장 장치(1130)와 통신 상태에 있다. 저장 장치(1130)는 자기 저장 장치(예컨대, 자기 테이프 및 하드 디스크 드라이브), 광학 저장 장치, 및/또는 반도체 메모리 장치, 예컨대 랜덤 액세스 메모리(RAM) 장치 및 판독 전용 메모리(ROM) 장치의 조합을 비롯한 임의의 적절한 정보 저장 장치를 포함할 수 있다.

저장 장치(1130)는 프로세서(1110)를 제어하기 위한 프로그램(1140)을 저장할 수 있다. 프로세서(1110)는 소프트웨어 프로그램(1140)의 명령어들을 수행하고, 이에 의해 본 발명에 따라 작동한다. 예를 들어, 프로세서(1110)는 매체 삽입체 배치, 구성요소 배치 등을 설명하는 정보를 수신할 수 있다. 저장 장치(1130)는 또한 하나 이상의 데이터베이스(1150, 1160)에 눈 관련 데이터를 저장할 수 있다. 데이터베이스는, 예를 들어, 주문맞춤형 매체 삽입체 설계, 미리 결정된 안구 유체 샘플 측정 임계치, 계측 데이터, 및 매체 삽입체로의 그리고 매체 삽입체로부터의 에너지를 제어하기 위한 특정 제어 시퀀스를 포함할 수 있다. 데이터베이스는 또한 안과용 장치 내에 존재할 수 있는 마이크로유체 분석 구성요소들의 제어를 위한 파라미터들 및 제어 알고리즘뿐만 아니라 그들의 동작에 기인하는 데이터를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 그 데이터는 궁극적으로 외부 수신 장치로 전달될 수 있다.

이제 도 12를 참조하면, 본 발명의 태양에 따른 안과용 렌즈를 착용한 사용자의 글루코스 레벨을 모니터링하는 데 사용될 수 있는 예시적인 방법 단계가 도시되어 있다. 단계(1201)에서는, 임계값이 소프트웨어 프로그램 내로 프로그래밍될 수 있다. 본 발명의 태양에 따르면, 임계값은, 예를 들어 안구 유체 내의 글루코스 바이오마커의 농도에 대한 허용가능한 레벨을 포함할 수 있다. 우울증, 고혈압 등과 같은 상이한 질환을 모니터링하는 데 사용되는 다른 바이오마커의 사용이 또한 본 발명의 태양의 발명적인 범주 내에 있다. 또한, 표적으로 하는 안구 유체 샘플이 어느 것이냐에 따라, 예를 들어 누액 또는 간질액이냐에 따라, 미리 프로그래밍된 레벨은 상이할 수 있다. 프로그램은 안과용 장치의 매체 삽입체의 일부를 형성하는 프로세서 및 매체 삽입체의 프로세서와 통신 상태에 있는 외부 장치 중 하나 또는 둘 모두를 사용하여 저장 및 실행될 수 있다. 외부 장치는 스마트 폰 장치, PC, 안과용 장치 사용자 인터페이스 등을 포함할 수 있으며, 안구 유체 샘플의 특성을 모니터링하기에 유용한 실행가능 코드를 포함하도록 구성될 수 있다. 안구 유체 특성은 안과용 장치 내에 포함된 하나 이상의 센서에 의해 측정될 수 있다. 센서는 전기화학적 센서 및/또는 측광 센서를 포함할 수 있다. 예시적인 실시 형태에서, 센서 분석 단계는 형광 센서 유형분류체계에 기초한 글루코스 농도의 측광 감지에 관련될 수 있다. 다른 예에서, 센서는 유체 샘플 및 분석물 센서의 일부와의 글루코스 옥시다제 상호작용으로부터의 반응 생성물의 존재를 검출할 수 있다.

단계(1205)에서는, 마이크로유체 시스템을 포함하는 안과용 장치가 눈의 전방 안구 표면의 일부와 접촉 상태로 배치되고 사용자에 의해 착용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 안과용 장치는 동력공급형 콘택트 렌즈의 형태일 수 있으며, 이 단계는 콘택트 렌즈가 눈 표면 상에 배치될 때 달성될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 안과용 장치는, 예를 들어 안내 렌즈 또는 누점 마개의 형태일 수 있으며, 여전히 본 발명에서 설명되는 마이크로유체 분석 시스템의 태양들을 포함할 수 있다. 안과용 장치가 본 명세서 전체에 걸쳐 단일 형태로 설명되어 있기는 하지만, 2개의 안과용 장치들(예를 들어, 콘택트 렌즈들) - 하나씩 각각의 눈 상에 배치됨 - 이 본 발명의 기능성 태양들을 제공하도록 함께 기능할 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다.

단계(1210)에서는, 하나 이상의 센서를 사용하여 바이오마커의 농도 변화가 모니터링될 수 있다. 바이오마커의 모니터링은 미리 결정된 빈도로 또는 안과용 장치 내의 사용자 인터페이스 및/또는 활성화 센서를 통한 요구 시에 일어날 수 있다. 바이오마커는 글루코스 레벨, 우울증, 혈압 등에 상관되는 것들을 포함할 수 있다. 단계(1220)에서는, 안과용 장치의 프로세서가 안구 유체의 샘플로부터 측정된 특성/조건을 기록할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 안과용 장치의 프로세서는 그것을 저장하고 그리고/또는 안과용 장치와 통신 상태에 있는 하나 이상의 장치(들)에 그것을 보낼 수 있다. 단계(1215)에서는, 기록된 값이 안과용 렌즈와 통신 상태에 있는 사용자 인터페이스에 저장 및 분석될 수 있고, 그리고/또는 단계(1225)에서는, 분석 및 기록이 안과용 장치에서 일어날 수 있다.

단계(1230)에서는, 안과용 장치 및 사용자 인터페이스 중 하나 또는 둘 모두가 사용자 및/또는 관련 종사자에게 측정된 농도를 경고할 수 있다. 이러한 경고는, 안과용 장치에 의해 프로그래밍되고, 수신되고, 그리고/또는 계산된 미리 결정된 임계값 밖에 측정 레벨이 있을 때 발생하도록 프로그래밍될 수 있다. 또한, 일부 실시 형태에서, 데이터 및 경고를 분석하여 a) 하루 중 시간에 따라 측정 빈도를 변경하는 단계, b) 농도 레벨 측정치의 변화의 개인적인 패턴을 식별하는 단계, 및 c) 측정된 농도의 변화에 따라 측정 빈도를 변경시키는 단계 중 하나 이상의 단계를 수행할 수 있다. 단계(1235)에서는, 하루 중 시간에 따라 측정 빈도를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 안과용 장치가 수면 중에 눈 안에 유지되게 될 것인 경우, 10 pm과 6 am 동안의 측정 횟수는 감소되거나 중단될 수 있다. 유사하게, 점심 및 저녁 시간 중에는, 사용자의 음식 섭취로 인한 변화를 검출하기 위해 빈도가 증가될 수 있다. 단계(1240)에서는, 농도 레벨의 변화의 패턴이 시스템에 의해 식별될 수 있다. 식별된 패턴을 사용하여, 시스템은 원인에 대해 사용자에게 경고할 수 있고, 그리고/또는 단계(1245)에서는, 식별된 변화에 따라 빈도를 변경시켜, 중대한 것으로 식별된 조건인 동안에는 시스템이 더 많이 경고하도록 할 수 있다. 결정적 조건은 글루코스 레벨의 상당한 증가 또는 감소를 촉발시킬 사건을 포함할 수 있다. 사건은, 예를 들어 휴일, 운동, 장소, 하루 중 일정 시간, 약제의 섭취 등을 포함할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 단계(1250)에서는, 원래 프로그래밍된 값이 식별된 패턴/조건에 따라 주기적으로 또는 실시간으로 조정될 수 있다. 이러한 능력은 오경보를 없애고 결정적 조건에서의 감수성을 증가시킴으로써 시스템이 그의 유효성을 증가시키도록 할 수 있다. 유효성은 시스템에 대한 사용자 참여를 촉진시킬 수 있으며, 그럼으로써 안과용 장치의 이점을 최대화하여 안전한 모니터링 시스템을 제공할 수 있다. 단계(1255)에서는, 예를 들어 식별된 패턴, 측정치, 및/또는 우선경향을 포함한 사용자에 관한 데이터가 사용자의 병력의 일부가 될 수 있다. 병력은 데이터를 암호화하고 그리고/또는 그의 접근을 제한함으로써 안전하게 저장될 수 있다.

이제 도 13을 참조하면, 본 발명의 태양에 따른 안과용 렌즈를 착용한 사용자의 글루코스 레벨을 처리하는 데 사용될 수 있는 예시적인 방법 단계가 도시되어 있다. 단계(1301)에서는, 마이크로유체 분석 시스템을 포함하는 안과용 장치가 안구 유체와 접촉 상태로 배치된다. 일부 실시 형태에서, 안과용 장치는 동력공급형 콘택트 렌즈의 형태일 수 있으며, 이 단계는 콘택트 렌즈가 눈 표면 상에 배치될 때 달성될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 안과용 장치는, 예를 들어 안내 렌즈 또는 누점 마개의 형태일 수 있으며, 여전히 본 발명에서 설명되는 마이크로유체 분석 시스템의 태양들을 포함한다.

단계(1305)에서는, 안구 유체 내의 바이오마커의 변화가 모니터링될 수 있다. 바이오마커 변화를 모니터링하는 방법은, 예를 들어 도 12에 예시된 단계들을 포함할 수 있다. 단계(1310)에서는, 측정된 변화가 안과용 장치와 직접 또는 간접적인 통신 상태에 있는 약제 분배 장치에 실시간으로 전달될 수 있다. 안구 유체 내의 모니터링되는 바이오마커의 농도의 변화가 사용자의 혈류 중의 농도 변화와 관련하여 시간 지연을 포함할 수 있기는 하지만, 검출 시, 단계(1315)에서 약제 분배 장치는 정상 레벨에 대해 농도를 낮추거나 상승시킬 수 있는 약제를 투여할 수 있다. 예를 들어, 글루코스 레벨이 모니터링되고, 이것이 정상 레벨 밖에 있을 때 처리될 수 있다. 연속 모니터링은 심장, 신장, 눈 및 신경과 같은 중요한 기관에 혈액을 공급하는 혈관에 손상을 줄 수 있는 제어되지 않은 혈당 수준을 방지할 수 있다. 글루코스 레벨이 상기 위험에 노출시키는 레벨에 도달할 수 있는 개개인은 괜찮다고 느낄 수 있기 때문에, 본 발명의 태양들은 조건의 조기 검출 시에 조치를 취하도록 도울 수 있다. 조기 검출은 정상 조건으로 레벨을 되돌리고 그리고/또는 사용자가 인식하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 추가적으로, 예를 들어 비정상 글루코스 레벨을 처리하지 않은 채로 둘 때 일어나는 것으로 알려진 심장 마비 또는 발작, 신부전, 및 시각상실을 포함한 더 심각하고 영구적인 결과를 예방할 수도 있다.

또한, 일부 실시 형태에서, 약제 투여 장치는 그의 인터페이스를 통해 또는 안과용 장치의 구성요소를 사용하여 사용자에게 경고를 보낼 수 있다. 예를 들어, 안과용 장치의 일부 실시 형태에서, 매체 삽입체는 신호를 사용자에게 보낼 수 있는 광 투사 시스템, 예컨대 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다.

이어서, 단계(1320)에서는, 약물의 효과 및 누액에 반영되는 효과의 시간 지연으로 인한 시스템의 과다투여를 방지하기 위하여 임의의 추가의 약물 투여가 유예될 수 있다. 예를 들어, 약제는 비정상 레벨에 대응하는 데 10 내지 30분을 필요로 할 수 있으며, 그의 효과에 있어서, 누액에서 농도를 동일하게 하는 데 추가 20분이 걸릴 수 있다. 결과적으로, 조건, 시간 지연, 및 약제의 적절한 후속 투여를 상관시킬 수 있는 프로그래밍된 알고리즘이 안전하게 기능하도록 시스템 내에 프로그래밍될 수 있다. 단계(1325)에서는, 측정된 조건 및 사용자에 대한 약제 투여 중 하나 또는 둘 모두에 관한 데이터가 사용자의 처리 및/또는 병력의 일부로서 저장 및 사용될 수 있다.

본 발명의 상이한 태양들을 설명하고 가능하게 하기 위하여 구체적인 예 및 방법 단계를 기재하였다. 이들 방법 단계 및 예는 설명의 목적을 위한 것이며, 임의의 방식으로 청구범위의 범주를 제한하고자 의도되지 않는다. 따라서, 본 설명은 당업자에게 명백할 수 있는 모든 실시 형태들을 포함하고자 한다.

Claims

안과용 장치를 위한 안구 유체 분석 시스템으로서,
상기 안과용 장치의 일부를 형성하는 에너지 공급원을 포함하는 동력공급형 안과용 장치로서, 사용자의 눈의 안구 유체와 접촉 상태로 배치되면서 착용되기에 적합한, 상기 동력공급형 안과용 장치;
상기 에너지 공급원과 전기 통신 상태에 있고 안구 유체 샘플의 하나 이상의 특성을 측정하도록 작동식으로 구성된 마이크로유체 분석 시스템; 및
상기 안구 유체 특성의 하나 이상에 대한 미리 프로그래밍된 임계값을 포함하는 프로그램을 실행시킬 수 있는 상기 안과용 장치의 일부를 형성하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로그램은 수신된 측정치가 대응하는 미리 프로그래밍된 임계값 밖에 있는 경우 신호를 출력하도록 구성되는, 안구 유체 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 출력된 신호는 상기 출력된 신호에 기초하여 약제를 투여할 수 있는 약제 투여 장치의 활성화를 야기시킬 수 있는, 안구 유체 분석 시스템.
제1항에 있어서,
마이크로유체 펌프 구성요소로 이어지는 유체 경로를 제어하는 인공 구멍을 추가로 포함하는, 안구 유체 분석 시스템.
제3항에 있어서,
상기 마이크로유체 펌프 구성요소는 압전 펌프인, 안구 유체 분석 시스템.
제3항에 있어서,
상기 마이크로유체 펌프 구성요소는 상기 안구 유체 샘플을 변위시킬 수 있는 열 압축성 재료를 포함하는, 안구 유체 분석 시스템.
제3항에 있어서,
상기 마이크로유체 펌프 구성요소는 유전체 상에서의 전기 습윤(electrowetting on dielectric) 원리를 이용하여 작동하는, 안구 유체 분석 시스템.
제3항에 있어서,
상기 마이크로유체 펌프 구성요소는 전기영동 원리를 이용하여 작동하는, 안구 유체 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 마이크로유체 분석 시스템은 마이크로칩 크기의 웨이퍼 상의 상호작용적 환경(interactive environment)에서 안구 유체 샘플의 생화학적 분석을 수행하도록 작동하는, 안구 유체 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 동력공급형 안과용 장치는 하이드로겔 콘택트 렌즈인, 안구 유체 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 동력공급형 안과용 장치는 안내 렌즈(intraocular lens)인, 안구 유체 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 동력공급형 안과용 장치는 누점 마개(punctal plug)인, 안구 유체 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 미리 프로그래밍된 임계값은 안구 유체 샘플 내의 노르말 글루코스 농도 레벨인, 안구 유체 분석 시스템.
제12항에 있어서,
상기 안구 유체 샘플은 누액 샘플인, 안구 유체 분석 시스템.
제12항에 있어서,
상기 안구 유체 샘플은 안구 간질액 샘플인, 안구 유체 분석 시스템.
비정상 글루코스 레벨을 처리하는 방법으로서,
글루코스 바이오마커의 노르말 농도 레벨 임계치를 프로그래밍하는 단계;
안과용 장치를 눈의 전방 안구 표면과 접촉 상태로 배치하는 단계;
상기 안과용 장치의 마이크로유체 요소를 이용하여 안구 유체 샘플을 얻는 단계;
상기 안과용 장치의 하나 이상의 센서 구성요소를 이용하여 안구 유체의 하나 이상의 특성을 측정하는 단계;
글루코스 바이오마커의 농도가 상기 미리 프로그래밍된 임계치 내에 있는가 여부를 판정하도록 상기 안구 유체의 상기 하나 이상의 특성의 측정치를 프로세싱하는 단계; 및
상기 측정치에 기초하여 신호를 약제 분배 장치에 출력하는 단계를 포함하는, 방법.
제15항에 있어서,
하루 중 일정 시간에 대응하는 글루코스 농도의 변화의 패턴을 판정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제15항에 있어서,
상기 레벨이 상기 미리 프로그래밍된 임계치 밖에 있는 경우 사용자에게 비정상 글루코스 레벨을 경고하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제15항에 있어서,
상기 측정된 특성의 변화의 시간 지연을 보상하는 알고리즘을 상기 변화를 야기하는 조건에 적용하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
비정상 글루코스 레벨을 처리하는 방법으로서,
글루코스 바이오마커의 노르말 농도 레벨 임계치를 프로그래밍하는 단계;
안과용 장치를 눈의 전방 안구 표면과 접촉 상태로 배치하는 단계;
상기 안과용 장치의 마이크로유체 요소를 이용하여 안구 유체 샘플을 얻는 단계;
상기 안과용 장치의 하나 이상의 센서 구성요소를 이용하여 상기 안구 유체의 하나 이상의 특성을 측정하는 단계;
상기 측정된 특성의 변화의 시간 지연을 보상하는 알고리즘을 상기 비정상 레벨을 야기하는 조건에 적용하는 단계;
글루코스 바이오마커의 농도가 상기 미리 프로그래밍된 임계치 내에 있는가 여부를 판정하도록 상기 안구 유체의 상기 하나 이상의 특성의 측정치를 프로세싱하는 단계; 및
글루코스 레벨의 변화를 야기하는 조건을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
제19항에 있어서,
측정된 특성을 사용자의 병력의 일부로서 포함되도록 저장하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.