KR20170110279A - 흡착부를 구비한 채혈 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로니들(Micro Needle)을 활용하여 보다 효율적인 채혈을 위한 디바이스에 관한 것이다. 본 발명의 일 태양에 따라 채혈을 위한 디바이스 구조에 있어서,
일 면에 적어도 하나 이상의 마이크로니들 부가 결합된 누름부; 상기 누름부의 상단과 하단을 경계로 하여 외부 공기를 차단하고, 피부에 흡착하여 진공 상태를 형성하도록 하는 탄성 흡착부; 마이크로니들이 피부에 침투됨을 소리로서 피드백 줄 수 있는 상기 흡착부의 구조 및 물질; 특정 소리로서 피부천공이 잘 이루어짐을 안내하는 상기 흡착부의 물질 성분 및 구조; 출혈된 혈액이 홀딩 될 수 있도록 하는 홀딩부; 를 포함하는 방법을 개시한다.
이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 따라 다른 구성이 더 제공될 수도 있다.

Description

흡착부를 구비한 채혈 방법 및 장치 {METHOD, APPARATUS OF BLEEDING USING BY ADSORPTION}

본 발명은 마이크로니들(Micro needle)과 흡착부를 활용하여 효과적인 채혈 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 채혈은 혈관으로부터 임상 병리실험이나 각종 검사에 필요한 혈액을 취득하기 위해 이루어진다. 따라서, 채혈은 숙련된 의사 혹은 간호사가 인체에서 혈관을 찾고, 이 혈관에서 주사기를 이용하여 소정의 혈액을 취득한다.

신체의 유체, (예를 들어 혈액, 간질액 등)은 인체에서 일반적인 생리에 중요한 역할을 담당하고 있다. 혈액 분석을 위한 안전하고 자동화된 소형 실시간 시스템은 의료 공학 분야에서 가장 중요한 연구주제 중 하나가 되었다.

병원에서는 취득된 혈액으로 다양한 분석 및 검사를 통해 환자(피검사자)의 질병이나 상태를 판단한다. 채혈장치는 혈액 샘플을 채취해야하는 여러 분야에서 널리 사용되고 있다. 채혈장치는 채혈바늘을 피부에 관통시켜 소량의 혈액을 채취할 수 있도록 한다. 채혈장치는 혈액의 용이한 채취를 위해 형태나 구조가 변화되어 왔으며 최근에는 피부의 통점을 피해 주사할 수 있는 마이크로니들(Micro needle)이 새로운 주사 도구로서 떠오르고 있다.

현재까지의 마이크로니들은 탐침형의 미세 사혈침(Microspike)과 고상 마이크로 니들(solid microneedle), 그리고 구멍을 포함하는 할로우 마이크로 니들(Hallow microneedle) 등이 제안되었다. 미세 바늘은 기존의 바늘과 달리 피부 관통 시에 통증이 최소화되고, 외상이 없는 것이 특징이다. 피부 관통 시에 통증 최소화를 위해서는 피부에 위치한 통점을 피할 기회를 더 많이 제공할 수 있는 바늘의 상단 직경이 매우 중요하다. 우선, 미세 바늘은 피부에서 각질층(stratum corneum, 10- 20 ㎛ 두께)을 관통해야 되는데, 이를 위해서는 어느 정도의 물질적 강도가 필요하다.

그러나 일반적으로 할로우 마이크로 니들을 활용하여 채혈을 하게 되는 경우 할로우 마이크로 니들의 구조적 특징 때문에 물질적 강도를 높이기 쉽지 않았으며, 좁은 중공형 구조에 혈액을 운반시키는 구조로는 채혈의 효율성을 높이기 쉽지 않았다.

본 발명은 마이크로니들(Micro Needle)을 활용하여 보다 효율적인 채혈을 위한 디바이스에 관한 것이다. 본 발명의 일 태양에 따라 채혈을 위한 디바이스 구조에 있어서,

일 면에 적어도 하나 이상의 마이크로니들 부가 결합된 누름부; 상기 누름부의 상단과 하단을 경계로 하여 외부 공기를 차단하고, 피부에 흡착하여 진공 상태를 형성하도록 하는 탄성 흡착부; 마이크로니들이 피부에 침투됨을 소리로서 피드백 줄 수 있는 상기 흡착부의 구조 및 물질; 특정 소리로서 피부천공이 잘 이루어짐을 안내하는 상기 흡착부의 물질 성분 및 구조; 출혈된 혈액이 홀딩 될 수 있도록 하는 홀딩부; 를 포함하는 방법을 개시한다.

이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 따라 다른 구성이 더 제공될 수도 있다.

투명한 내부 공간이 있고 탄성 변형부재(elastic deformable material)로 이루어진 상기 디바이스의 내압 (internal pressure)을 조절하는 내압 조절수단,

내압조절수단의 하단부는 투명한 내부공간 내에 위치하며 피부 천공을 위한 마이크로니들이 결합되어 있는 형태, 내압조절수단에 결합된 마이크로 구조체가 피부를 천공함과 동시에 음압이 형성되어 채혈이 용이하도록 하는 구조(한번의 행동으로 천공과 음압 형성이 동시에 가능)들이 소형화된 형태로서 본 발명에 따르면, 채혈을 위한 도구에 있어서 부피가 작고 일회성의 특징을 가짐으로써 보관이 용이하고 혈액을 통한 전염의 위험성을 낮추는 효과가 달성 된다.

또한 상기 채혈을 위한 도구를 활용하면, 통증 없이도 채혈이 가능할 뿐만 아니라 채혈에 가장 적합한 깊이의 피부침투를 청각적으로 가이드 하여주어 추가적인 교육을 받지 않고도 사용 가능 할 정도로 사용이 쉽다.

도 1은 본 발명의 전체적인 일 실시 구조를 도시화 한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서 마이크로니들이 피부를 천공하는 프로세스를 도시화 한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서 마이크로니들 채혈장치 내부에 마이크로 관을 추가로 활용하는 모습을 도시화 한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로서 중공형 마이크로니들을 활용하여 채혈된 혈액이 채혈기 외부에서 맺히도록 하는 모습을 도시화 한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로서 마이크로니들이 곡선형태의 피부상에 효과적으로 흡착하기 위하여 굴곡형태를 지니는 모습을 도시화 한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예로서 AR기기를 활용하여 마이크로니들 사용 부위를 가이드 하는 모습을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예로서 채혈기에 혈액 센싱 및 데이터 처리부가 결합되어 외부 디바이스 및 또는 구비된 디스플레이로 정보를 출력하는 모습을 도시화 한 것이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 전체적인 일 실시 구조를 도시화 한 것이다. 먼저 마이크로니들(201)은 적어도 하나이상으로 높이 약 500~1500um, 밑면의 둘레는 약100~500um 니들 끝단의 둘레는 약50um 이하로 구성된 구조체, 재질은 생체적합 물질을 모두포함(금속,고분자)될 수 있다. 누름부(202)는 한쪽 면 끝단에 마이크로니들(201)을 구비하며 인가된 압력으로 부터 마이크로니들이(201) 피부로 침투 되도록 하는 지지대 역할을 할 수 있다. 진공부(203)은 투명한 재질의 탄성을 가진 구조로서, 힘을 가한 후 원래의 모양대로 회복하려는 힘이 내부에 음압을 형성 할 수 있다. 또한 채혈된 혈액을 트랩하고 외부 공기의 노출을 차단하는 역할을 할 수 있다. 흡착부(204)는 피부에 닿아 외부의 공기가 진공부(203)내부로 침투하는 것을 차단하는 고무재질의 링 형태의 패드가 될 수 있다. 상기 흡착부는 채혈된 혈액을 트랩하거나 혈액과 반응하여 시각적으로 진단이 가능 하도록 하는 물질이 더 포함 될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예로서 마이크로니들이 피부를 천공하는 프로세스를 도시화 한 것이다. 먼저 S-1 단계에서는 본 채혈 장치를 피부 일면에 얹어 채혈을 준비하는 모습 이다. 상기 상태에서 누름부(202)에 힘을 인가하는 경우 피부와 직각을 이루도록 하여 마이크로니들(201)이 침투하는 것을 가이드 되도록 소재와 구조가 결정될 수 있다. S-2는 누름부(202)에 힘을 인가하여 반대 면에 구비된 마이크로니들(201)이 피부에 침투하는 모습을 도시화 한 것이다. 이때 진공부(203)의 일 영역이 구불어지며 소리를 낼 수 있는 구조로 되어 있거나 상기 누름부(202)의 일 영역이 맞닿으면서 소리를 낼 수 있다. 상기 소리는 마이크로니들(201)이 피부에 침투되었음을 안내하는 역할을 하며 혈액의 양을 가이드하기 위한 방법으로 활용 될 수 있다. 예를 들어 0.1ml의 혈액을 채취하기 위하여 마이크로니들(201)이 특정 깊이로 들어가도록 하는 최적의 힘을 가이드 할 수 있다 . S-3은 누름부에 인가된 힘을 제거하여 진공부(203)가 소정의 복원이 진행이 되면서, 상기 구불어진 일 영역이 펴지거나, 상기 누름부(202)의 일 영역이 서로 떨어지며 소리를 낼 수 있다. 이는 피부에 침투된 마이크로니들(201)이 빠져 나왔음을 소리로 안내하는 역할을 할 수 있다.

또한 상기 누름부(202)와 사용자의 손가락이 떼어지는 과정에서(사용자의 손가락과 누름부(202)가 접착물질로 접착이되어) 손가락이 떨어지면서 누름부(202)를 당기는 역할을 하여 내부 진공을 강화 시키며 손가락을 떼어 낼 수 있다. 또 다른 방법으로는 채혈기가 압력을 인가한 손가락을 홀딩하여 손가락을 떼는 순간 채혈기 내부의 압력이 증가하고 손가락이 완전히 떼어지면 채혈기도 손가락과 함께 피부에서 떨어져 피부에 한방울의 피가 맺힐 수 있도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예로서 마이크로니들 채혈장치 내부에 마이크로 관을 추가로 활용하는 모습을 도시화 한 것이다. 마이크로관(208)은 진공부(203) 내벽에 부착되거나 진공부(203)내부에 포함될 수 있다. 상기 마이크로관(203)은 내부에 채혈되는 혈액을 채혈기 외부에 맺히도록 하는 전달통로가 될 수 있으며, 혈액이 마이크로관(203)을 지나며 상기 혈액의 성분을 파악할 수 있도록 하는 시약이 포함될 수 있다. 상기 시약은 혈액의 상태를 시각적으로 표시해 주거나 외부 디바이스로 촬영하여 건강 상태를 파악할 수 있는 역할을 할 수 있다.

진공부(203)내부에 채혈된 혈액을 채혈기 외부에 맺히도록 하기위해 사용자가 추가적인 압력을 가하거나, 진공부(203)의 형태를 변화(내압을 높이기 위한)를 위한 다양한 방법이 활용 될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예로서 중공형 마이크로니들을 활용하여 채혈된 혈액이 채혈기 외부에서 맺히도록 하는 모습을 도시화 한 것이다. 이와 같은 경우에 있어서 채혈되는 진공부(203)에 외부 공기가 들어 가지 않고 압력이 유지 될 수 있도록 중공형 누름부(207)의 천공부를 스티커 형태의 천공차단부(205)를 부착 시킬 수 있다. 채혈이 완료가 되면 천공차단부(205)를 제거할 수 있는데, 이때 외부의 공기가 진공부(203)내부로 유입이 되어 체혈기의 형태가 복구 될 수 있다. 이때 다시 사용자가 압력을 가하게 되는 경우 외부의 마이크로니들(206)이 맺혀있는 혈액에 닿을 수 있게 되며 동시에 내부의 압력이 증가됨에 따라 혈액이 중공형 마이크로니들(206)을 타고 외부에 맺힐 수 있다.

천공차단부(205)는 혈액에 반응하는 물질을 포함 할 수 있는데, 상기의 경우와 같이 외부에 혈액이 맺히게 하여 떼어냈던 천공차단부(205)를 혈액에 접촉시켜 반응을 확인 할 수 있다. 상기 반응을 통해 시각적으로 표시되는 정보를 사용자가 바로 확인 하거나 외부 디바이스의 카메라를 통해 분석된 정보를 확인 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예로서 마이크로니들이 곡선형태의 피부상에 효과적으로 흡착하기 위하여 굴곡형태를 지니는 모습을 도시화 한 것이다. 채혈기가 손가락과 같이 굴곡이 있는 신체부위에 흡착되야 하는 경우 인체공학적으로 진공부(203)와 흡착부(204)가 굴곡되어 흡착이 용이하도록 구조를 변경하거나, 진공부(203)와 흡착부(204)가 유연하게 굴곡되도록 소재를 구성할 수 있다. 상기와 같은 구조는 채혈기의 유연도가 높아지는 만큼 내압을 형성하는 힘이 떨어 질 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 진공부(204) 및 흡착부(304)의 소재를 전기적 자극 및 체온에 반응 하여 형상이 뻣뻣하게 고정 되는 물질이 적용 될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예로서 AR기기를 활용하여 마이크로니들 사용 부위를 가이드 하는 모습을 나타낸 것이다. 신체 특정 상태를 체크하기 위한 채혈 위치는 상이할 수 있으며, 유의미한 양의 채혈을 하기 위하여 매우 섬세하게 채혈 위치를 선정해야 할 수 있다. 이와 같이 일반인들에게 생소한 채혈 신체 위치를 안내하기 위하여 보다 편리하고 직관적인 방법으로 두부 착용형 디바이스를 활용 할 수 있다. 정확한 채혈 지점을 안내하기 위하여 신체 일부에 포인터가 증강되도록 두부착용 디바이스(302)를 출력할 수 있다. 이때, 채혈기(301)의 형상을 두부착용디바이스(302)가 파악하여 상기 증강된 포인터와 비교적 일치했음 가이드 하는 표시를 출력 해 줄 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예로서 채혈기에 혈액 센싱 및 데이터 처리부가 결합되어 외부 디바이스 및 또는 구비된 디스플레이로 정보를 출력하는 모습을 도시화 한 것이다. 채혈기에 포함되는 혈액 센싱 데이터 처리부(미도시 됨)가 추출한 정보를 채혈기(301)에 구비된 디스플레이(미도시됨)를 통하여 피부 상태를 사용자에게 알리거나, 별도의 통신망(3G, 4G, 5G, 블루투스, WIFI 등)을 통해 외부디바이스(303)에 정보를 표시할 수 있다. 정보를 수신한 상기 외부 디바이스(303)는 상기 정보를 저장하고 가공하여 활용 할 수 있다. 상기 외부디바이스(303)는 모바일 디바이스 뿐만 아니라 웨어러블 디바이스 또는 의료용 기기일 수 있다.

201: 마이크로니들
202: 누름부
203: 진공부
204: 흡착부
205: 천공차단부
206: 중공형 마이크로니들
207: 중공형 누름부
208: 마이크로 관
301: 채혈기
302: 두부착용 디바이스
303: 외부디바이스

Claims (1)

1. 본 발명은 마이크로니들(Micro Needle)을 활용하여 보다 효율적인 채혈을 위한 디바이스에 관한 것이다. 본 발명의 일 태양에 따라 채혈을 위한 디바이스 구조에 있어서,
   일 면에 적어도 하나 이상의 마이크로니들 부가 결합된 누름부; 상기 누름부의 상단과 하단을 경계로 하여 외부 공기를 차단하고, 피부에 흡착하여 진공 상태를 형성하도록 하는 탄성 흡착부; 마이크로니들이 피부에 침투됨을 소리로서 피드백 줄 수 있는 상기 흡착부의 구조 및 물질; 특정 소리로서 피부천공이 잘 이루어짐을 안내하는 상기 흡착부의 물질 성분 및 구조; 출혈된 혈액이 홀딩 될 수 있도록 하는 홀딩부; 를 포함하는 방법을 개시한다.

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