KR20190059135A - Biosensor capable of measuring biological signals and delivering drugs simultaneously and manufacturing method - Google Patents

Biosensor capable of measuring biological signals and delivering drugs simultaneously and manufacturing method Download PDF

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Abstract

Disclosed are a biosensor capable of measuring biological signals and delivering drugs simultaneously and a manufacturing method thereof. According to an embodiment of the present invention, the biosensor comprises: a needle having a flexible shape and inserted into a body to be capable of measuring biological signals through a sensor and delivering drugs to the body simultaneously; and a sensor having a flexible shape and provided on the needle to measure the biological signals.

Description

생체신호 측정 및 약물 전달이 동시에 가능한 바이오센서 및 그 제조방법 {Biosensor capable of measuring biological signals and delivering drugs simultaneously and manufacturing method}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biosensor capable of simultaneously measuring biological signals and delivering drugs,

본 발명은 체내에 침습하여 생체신호를 모니터링하는 기술에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for monitoring a living body signal by invading the body.

혈당, 젖산, 콜레스테롤, Na+ 및 Ka+ 등과 같은 다양한 종류의 생화학 물질의 농도와 ECG, EMG, 혈압 등의 생리학적 정보를 실시간으로 모니터링하기 의료용 생체정보 측정 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 종류의 생체신호를 높은 정확도를 가지고 측정하기 위해서는 센서를 플렉시블(flexible) 하게 제작하여 체내로 삽입하여야 한다. 그러나 기존에 연구되고 있는 박막 형태의 센서는 너무 유연한 특성을 가지므로, 피부를 뚫을 수 있는 강도를 가지지 못한다. 따라서, 이러한 종류의 센서를 체내로 삽입하기 위해서는 별도의 수술 과정이 필요하기 때문에, 병원을 방문해야 하는 시간뿐만 아니라, 별도의 비용이 추가로 발생할 수 있다.Biomedical information measurement for medical use for monitoring physiological information such as blood glucose, lactic acid, cholesterol, Na + , Ka + , and various kinds of biochemical substances such as ECG, EMG and blood pressure in real time has been actively conducted. In order to measure this type of bio-signal with high accuracy, the sensor should be made flexible and inserted into the body. However, the thin film sensors that have been studied in the past are too flexible to have the strength to penetrate the skin. Therefore, in order to insert this type of sensor into the body, a separate surgical procedure is required, so that not only time to visit the hospital but also additional costs may occur.

일 실시 예에 따라, 별도의 수술 과정 없이 손쉽게 체내에 삽입할 수 있는 바이오센서 및 그 제조방법을 제안한다.According to one embodiment, a biosensor that can be easily inserted into a body without a separate surgical procedure and a manufacturing method thereof are proposed.

일 실시 예에 따른 바이오센서는, 플렉시블한 형태를 가지고 체내에 삽입되어 센서를 통한 생체신호 측정 및 체내로의 약물 전달이 동시에 가능한 니들과, 플렉시블한 형태를 가지며 니들에 마련되어 생체신호를 측정하는 센서를 포함한다.A biosensor according to an embodiment includes a needle having a flexible shape and inserted into a body to measure biosignals through a sensor and simultaneously deliver drugs into the body, a sensor having a flexible shape and provided on the needle, .

니들은 체내에 삽입되는 의료용 피하바늘 또는 의료용 카테터일 수 있다. 니들은 속이 빈 중공을 가질 수 있다. 이때, 속이 빈 중공은, 체내에서 체액을 채취하기 위한 체액 수집 통로와, 체내로 약물을 주입하기 위한 약물 주입 통로를 포함하며, 체액 수집 통로 및 약물 주입 통로는 물리적으로 동일한 공간이거나 물리적으로 분리된 공간일 수 있다.The needle may be a medical hypodermic needle or a medical catheter inserted into the body. The needle can have hollow hollow. In this case, the hollow hollow includes a body fluid collecting passage for collecting fluid in the body and a drug infusion passage for injecting the drug into the body, and the body fluid collecting passage and the drug infusion passage may be physically the same space or physically separated Space.

센서는 플렉시블 박막과, 플렉시블 박막의 상부에 형성된 전극과, 플렉시블 박막 및 전극 상부에 부분적으로 코팅된 코팅층과, 코팅된 플렉시블 박막을 니들 상부에 장착하여 고정하기 위한 접착층과, 니들을 보호하기 위한 보호층을 포함할 수 있다.The sensor includes a flexible thin film, an electrode formed on the top of the flexible thin film, a flexible thin film and a coating layer partially coated on the electrode, an adhesive layer for mounting and fixing the coated flexible thin film on the needle, Layer.

바이오센서는 니들과 센서로 구성되는 센서부와 연결되는 바디부를 더 포함하며, 센서부는 바디부와 탈부착 가능하여 새로운 것으로 교체 가능하다.The biosensor further includes a body part connected to a sensor part composed of a needle and a sensor, and the sensor part can be removably attached to the body part and can be replaced with a new one.

바디부는, 센서를 통해 감지된 생체신호를 신호처리하여 생체정보를 획득하는 제어부와, 약물을 수용하며 니들의 약물 주입 통로와 연결되어 니들에 약물을 전달하는 약물 보관부와, 약물 보관부에 약물을 주입하며 주입되는 약물 주입량을 결정하는 약물 주입부를 포함할 수 있다. 약물 보관부는 교체 가능하다.The body part comprises a control part for acquiring biological information by signal processing the biological signal sensed by the sensor, a drug storage part for receiving the drug and connected to the drug injection path of the needle to deliver the drug to the needle, And a drug injector for injecting the drug into the blood vessel to determine the amount of the injected drug. The drug storage is interchangeable.

제어부는, 센서의 전기적 신호를 측정 및 제어하고, 약물 주입을 제어하면서 전기적 신호 처리가 가능할 수 있다.The control unit may be capable of electrical signal processing while measuring and controlling the electrical signal of the sensor and controlling drug injection.

바이오센서는 니들에 센서를 부착하기 위한 접착층을 더 포함할 수 있다.The biosensor may further include an adhesive layer for attaching the sensor to the needle.

바이오센서 제조방법은, 기판 상부에 플렉시블 박막이 코팅되는 단계와, 플렉시블 박막 상부에 전극이 형성되는 단계와, 플렉시블 박막 및 전극 상부에 부분적으로 코팅층이 코팅되는 단계와, 전극 및 코팅층이 형성된 플렉시블 박막이 기판으로부터 박리되는 단계와, 박리된 플렉시블 박막이 니들 위에 장착되어 고정되는 단계와, 보호층이 형성되는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a biosensor includes: coating a flexible thin film on a substrate; forming an electrode on the flexible thin film; coating a coating layer on the flexible thin film and the electrode; coating the flexible thin film The flexible thin film is peeled off from the substrate, the peeled flexible thin film is fixed on the needle and fixed, and the protective layer is formed.

일 실시 예에 따르면 별도의 수술 과정 없이 센서를 손쉽게 체내에 삽입할 수 있다. 예를 들어, 기존의 가이드 니들을 통한 카테터 삽입과정을 통해 센서를 삽입할 수 있다. 기존의 피하바늘 또는 의료용 카테터와 같은 니들에 센서를 부착하기 때문에 복잡한 공정 방법 없이 제작이 용이하다.According to one embodiment, the sensor can be easily inserted into the body without a separate surgical procedure. For example, the sensor can be inserted through a catheter insertion procedure through a conventional guide needle. Since the sensor is attached to a needle such as a conventional hypodermic needle or a medical catheter, it is easy to manufacture without complicated process.

나아가, 생체신호를 측정하면서 동시에 약물 전달이 가능하다. 예를 들어, 니들의 속이 빈 중공을 통해 체내로부터 체액을 채취하여 생체신호를 측정하면서 약물을 체내에 전달할 수도 있다. 또는 체내에 약물을 전달하면서 생체신호를 측정할 수 있다.Furthermore, drug delivery is possible while measuring vital signs. For example, body fluids may be taken from the body through the hollow hollow of the needle, and the drug may be delivered to the body while measuring vital signs. Alternatively, the biological signal can be measured while delivering the drug to the body.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오센서의 구성을 도식적으로 보여주는 구조도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 센서부의 구성을 도식적으로 보여주는 구조도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오센서를 체내에 삽입했을 때의 모습을 보여주는 모식도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오센서 제조방법을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오센서 제조방법에 의해 제조되는 바이오센서를 보여주는 구조도이다.FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a biosensor according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the sensor unit of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a schematic view showing a state in which a biosensor according to an embodiment of the present invention is inserted into a body,
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a biosensor according to an embodiment of the present invention. FIG.
5 is a structural view showing a biosensor manufactured by the method of manufacturing a biosensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. , Which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오센서의 구성을 도식적으로 보여주는 구조도이다.1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a biosensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 바이오센서(1)는 센서부(10)를 포함하며, 센서부(10)는 니들(100)과 센서(102)를 포함한다. 바이오센서(1)는 바디부(12)를 더 포함할 수 있고, 센서부(10)는 바디부(12)에 탈부착 가능하다.1, the biosensor 1 includes a sensor unit 10, and the sensor unit 10 includes a needle 100 and a sensor 102. The biosensor 1 may further include a body part 12 and the sensor part 10 may be detachably attached to the body part 12. [

니들(100)은 체내에 삽입될 수 있도록 마이크로 단위의 크기를 가진다. 또한 니들은 플렉시블한 형태로서 유연한 소재로 이루어진다. 이때, 니들(100)은 유연한 특성을 가지되 피부를 뚫을 수 있는 강도를 가진다. 니들(100)은 체내에 삽입되는 의료용 피하바늘 또는 의료용 IV 카테터일 수 있다. 카테터는 체내에 삽입하여 체액을 끌어내거나 약물을 주입하려고 할 때 쓰는 도관이다.The needle 100 has a micro-unit size so that it can be inserted into the body. Also, the needles are flexible and made of a flexible material. At this time, the needle 100 has a soft characteristic and a strength enough to penetrate the skin. The needle 100 may be a medical hypodermic needle or a medical IV catheter inserted into the body. A catheter is a catheter that is inserted into the body to draw fluid or inject drugs.

일 실시 예에 따른 니들(100)은 속이 빈(hollow) 중공(hole)(104)을 가진다. 중공(104)은 체내의 체액을 채취하기 위한 체액 수집 통로와 생체 내 약물을 주입하기 위한 약물 주입 통로로 사용된다. 체액 수집 통로 및 약물 주입 통로는 물리적으로 동일한 공간일 수 있고 물리적으로 분리된 공간일 수도 있다.The needle 100 according to one embodiment has a hollow cavity 104. The hollow 104 is used as a body fluid collecting passage for collecting body fluids in the body and a drug infusion passage for injecting a drug in vivo. The body fluid collection passageway and the drug injection passageway can be physically the same space and physically separate space.

센서(102)는 플렉시블한 형태로 니들(100)에 마련된다. 센서(102)는 도 1에 도시된 바와 같이 니들(100) 위에 마운트 될 수 있다. 이를 위해, 센서(102)는 전극이 형성된 플렉시블 박막이 니들(100) 상부에 장착되어 고정될 수 있다. 센서(102)는 생체신호를 측정한다. 예를 들어, 혈당, 젖산, 콜레스테롤, 전해질 등의 생체물질을 검출하거나 생체물질에 의한 전기적인 신호를 측정한다. 이하, 설명에서 전기신호를 생체신호라 총칭한다. 니들(100)이 신체의 피부로 침습하여 체액을 채취하면 체액은 니들(100)의 내부를 통해 센서(102)로 전달되며, 센서(102)는 체액 내 생체물질을 검출하거나 생체물질에 의한 생체신호를 측정한다. 생체물질은 혈당, 젖산, 콜레스테롤, Na+ 및 Ka+ 등일 수 있다. 니들(100)을 통해 채취한 세포 간질액을 가지고 생체물질을 얻을 수 있다. 또한, 센서(102)는 생체물질에 의해 발생하는 전기신호인 생체신호를 측정할 수 있다. 생체신호는 생체물질의 농도일 수 있다. 예를 들어, 혈액 내 포도당. 즉, 혈당이라는 생체물질에 의해 센서(102)에서 발생하는 전기적인 신호 값인 혈당 수치를 생체신호로 얻을 수 있다. 센서(102)는 생체물질의 농도뿐만 아니라, ECG, EMG, 혈압 등의 생체신호를 측정할 수 있다. 생체신호를 측정하기 위해 센서(102)는 복수의 전극을 포함할 수 있다.The sensor 102 is provided on the needle 100 in a flexible form. The sensor 102 may be mounted on the needle 100 as shown in FIG. To this end, the sensor 102 can be mounted on the needle 100 with a flexible thin film on which electrodes are formed and fixed. The sensor 102 measures a biological signal. For example, biomaterials such as blood glucose, lactic acid, cholesterol, and electrolytes are detected or electrical signals are measured by biomaterials. Hereinafter, the electrical signals are collectively referred to as biological signals in the description. When the needle 100 is infiltrated into the skin of the body to collect the body fluid, the body fluid is transferred to the sensor 102 through the inside of the needle 100, and the sensor 102 detects the body fluid in the body fluid, Measure the signal. Biomaterials can be glucose, lactic acid, cholesterol, Na + and Ka + , and the like. Biomaterials can be obtained with the cell interstitial fluid collected through the needle (100). In addition, the sensor 102 can measure a biological signal, which is an electrical signal generated by the biological material. The biological signal may be the concentration of the biomaterial. For example, glucose in the blood. That is, a blood glucose value, which is an electrical signal value generated by the sensor 102 by a biomaterial such as blood sugar, can be obtained as a biological signal. The sensor 102 can measure not only the concentration of the biomaterial but also the biological signals such as ECG, EMG, and blood pressure. The sensor 102 may include a plurality of electrodes to measure the vital sign.

니들(100) 및 센서(102)는 집적화되는데, 접착층을 이용하여 니들(100)에 센서(102)가 부착될 수 있다. 니들(100) 및 센서(102)가 집적화된 센서부(10)가 플렉시블한 형태를 가짐에 따라, 간단한 바늘 삽입과정을 통해 별도의 수술 과정 없이 손쉽게 체내로 삽입할 수 있다. 기존의 가이드 니들을 통한 카테터의 삽입과정을 통해 삽입하는 것도 가능하다. 또한, 기존의 의료용 IV 카테터 등에 센서를 부착하기 때문에 복잡한 공정 방법 없이 제작 가능하다. 의료용 IV 카테터는 별도의 가이드 니들과 함께 혈관 등에 삽입된 상태로 그 가이드 니들을 제거한 후 피부에 잔존한다. 나아가, 니들(100) 내부의 중공(104)을 통해 약물을 체내로 전달하는 것이 가능하다. 약물은 영양제를 포함한다. 센서부(10)는 필요에 따라 수명을 다할 경우, 새것으로 교체 가능하다.The needle 100 and the sensor 102 are integrated, wherein the sensor 102 can be attached to the needle 100 using an adhesive layer. Since the sensor unit 10 in which the needle 100 and the sensor 102 are integrated has a flexible shape, it can be easily inserted into the body without a separate surgical procedure through a simple needle insertion process. It is also possible to insert the catheter through the existing guide needle insertion process. In addition, since the sensor is attached to an existing medical IV catheter, it can be manufactured without complicated process. The medical IV catheter remains on the skin after the guide needle is removed with the guide needle inserted into the blood vessel and the like. Further, it is possible to deliver the drug into the body through the hollow 104 inside the needle 100. Drugs include nutrients. The sensor unit 10 can be replaced with a new one if the life span of the sensor unit 10 is reached as required.

니들(100)은 플렉시블한 형태로 체내에 삽입되어 센서(102)를 통한 생체신호 측정 및 약물 전달이 동시에 가능하다. 예를 들어, 니들(100)을 통해 체액을 채취하고 센서(102)를 통해 생체신호를 측정하면서 필요 시에 약물을 전달한다. 필요 시는 측정 중에 이상이 발생한 경우로, 예를 들어 생체신호 측정을 통해 혈당량에 문제가 발생했다면 혈당량을 조절할 수 있는 약물을 투입한다. 다른 예로, 약물을 전달하다가 센서(102)를 통해 체내 임피던스가 감지되면 생체신호를 측정할 수 있다. 이때 감지되는 임피던스의 변화가 미리 설정된 값 이상이거나 감지된 임피던스 크기가 미리 설정된 값일 경우 생체신호를 측정할 수 있다.The needle 100 is inserted into the body in a flexible form so that biological signal measurement and drug delivery through the sensor 102 can be simultaneously performed. For example, the body fluid is collected through the needle 100, the biological signal is measured through the sensor 102, and the drug is delivered when necessary. If necessary, an abnormality occurs during the measurement. For example, if a problem occurs in the blood glucose level by measuring a biological signal, a drug capable of controlling the blood glucose level is injected. In another example, a biological signal can be measured when an impedance in the body is sensed through the sensor 102 while delivering the drug. At this time, when the change in the sensed impedance is equal to or greater than a preset value or the sensed impedance magnitude is a preset value, the biosignal can be measured.

센서부(10)는 니들(100)을 고정하기 위한 고정부(106)를 더 포함할 수 있다. 고정부(106)는 지그(jig)일 수 있다. 고정부(106)는 피부에 접촉되어 니들(100)의 삽입이 원활하도록 도운다. 바디부(12)는 센서부(10)와 연결되며, 센서부(10)는 바디부(12)와 탈부착 가능하다. 일 실시 예에 따른 바디부(12)는 제어부(124), 약물 보관부(120), 약물 주입부(122) 및 하우징(126)을 포함하며, 메모리, 출력부 및 통신부 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The sensor unit 10 may further include a fixing unit 106 for fixing the needle 100. The fixing portion 106 may be a jig. The fixing portion 106 is in contact with the skin to help smooth the insertion of the needle 100. The body part 12 is connected to the sensor part 10 and the sensor part 10 is removably attachable to the body part 12. The body portion 12 according to one embodiment further includes at least one of a memory, an output portion, and a communication portion, including a control portion 124, a drug storage portion 120, a drug injection portion 122, and a housing 126 can do.

제어부(124)는 바이오센서(1)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 구성이다. 일 실시 예에 따른 제어부(124)는 센서(102)를 통해 감지된 생체신호를 신호처리하여 생체정보를 획득한다. 제어부(124)는 센서(102)에서 생성된 신호에 기초하여 측정하고자 하는 대상 물질의 농도를 산출할 수 있다. 제어부(124)는 센서의 전극이 인가한 전압에 따른 전류를 생체신호로서 측정하면, 측정된 전류량을 이용하여 대상물질의 생체정보를 산출한다. 즉, 인가전압에 대응하여 감지된 전류량을 연산하여 대상물질의 생체정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 혈액 내 포도당, 즉 혈당이라는 생체물질에 의해 센서(102)에서 발생하는 전기적인 신호 값은 혈당 수치라는 생체신호 값에 해당하고, 혈당 수치를 표준 수치 등과 비교하여 상대적으로 높은지 낮은지를 나타내는 고혈당 또는 저혈당이 생체신호를 해석한 생체정보에 해당한다. 또한, 체내에 전압을 인가하지 않더라도 체내 전기적 신호, 예를 들어 ECG, EMG 등을 센서(102)를 통해 측정하는 것이 가능하다.The control unit 124 is for controlling the overall operation of the biosensor 1. The controller 124 processes the bio-signal sensed by the sensor 102 to acquire biometric information. The control unit 124 can calculate the concentration of the target substance to be measured based on the signal generated by the sensor 102. [ The controller 124 measures the current corresponding to the voltage applied by the electrode of the sensor as a bio-signal, and calculates the bio-information of the target substance using the measured current amount. That is, the biometric information of the target substance can be calculated by calculating the amount of the detected current corresponding to the applied voltage. For example, an electrical signal value generated in the sensor 102 by a biomaterial such as glucose in the blood, that is, blood glucose, corresponds to a bio-signal value of the blood glucose level, and the blood glucose level is relatively high or low And hyperglycemia or hypoglycemia represented by the biomedical signal is interpreted as biometric information. Further, even if a voltage is not applied to the body, it is possible to measure an electrical signal in the body, for example, ECG, EMG, etc. through the sensor 102.

일 실시 예에서, 제어부(124)는 신호처리회로와 연산부를 포함할 수 있다. 신호처리회로는 ADC(Analog Digital Converter)를 포함할 수 있다. ADC를 통해 전류 값을 입력받고 이를 디지털 값으로 변환한다. 연산부는 ADC에서 출력한 디지털 전류 값을 이용하여 대상 물질의 농도 값을 출력한다. 그리고 산출된 농도 값은 메모리에 저장될 수 있다. 니들(100) 위에 마운트되어 있는 센서(102)는 신호처리회로와 연결될 수 있다.In one embodiment, the control unit 124 may include a signal processing circuit and an operation unit. The signal processing circuit may include an ADC (Analog Digital Converter). The ADC receives current values and converts them to digital values. The operation unit outputs the concentration value of the target substance using the digital current value output from the ADC. The calculated concentration values can be stored in a memory. The sensor 102 mounted on the needle 100 may be connected to a signal processing circuit.

산출된 농도 값은 바이오센서(1)에 마련된 출력부에서 표시되거나, 바이오센서(1)의 통신부를 통해 외부 장치로 전송될 수 있다. 이 경우, 예컨대 스마트폰과 같은 장치에서 혈당량을 확인할 수 있게 된다.The calculated concentration value may be displayed on an output unit provided in the biosensor 1 or transmitted to an external device through the communication unit of the biosensor 1. [ In this case, the amount of blood glucose can be confirmed in a device such as a smart phone.

제어부(124)는 체내로부터 생체신호를 측정하면서 소정의 조건에 해당하면 체내로 약물을 전달할 수 있다. 소정의 조건은 생체신호 값이 미리 설정된 범위를 벗어나거나 급격히 변화되거나 등의 상황일 수 있다. 다른 예로 체내로 약물을 전달하다가 소정의 조건이 발생하면 체내의 생체신호를 측정한다. 소정의 조건은 임피던스가 감지되거나 감지된 임피던스 값이 미리 설정된 값에 해당하는 상황 등 다양할 수 있다.The control unit 124 can measure the bio-signal from the body and deliver the drug to the body when the predetermined condition is met. The predetermined condition may be such that the biological signal value deviates from a preset range or changes rapidly. As another example, if a predetermined condition occurs while a drug is delivered into the body, the vital signs in the body are measured. The predetermined condition may be various such as a state where an impedance is sensed or a sensed impedance value corresponds to a predetermined value.

약물 보관부(120)는 약물을 수용하며 니들(100)의 약물 주입 통로와 연결되어 약물을 전달한다. 약물 보관부(120)는 교체 가능하다. 약물 주입부(122)는 약물 보관부(120)에 약물을 주입한다. 약물 주입부(122)를 통해 약물 주입량을 결정할 수 있다. 약물 주입부(122)는 약물 주입용 마이크로 펌프로 구성될 수 있다.The drug storage part 120 receives the drug and is connected to the drug injection channel of the needle 100 to deliver the drug. The drug storage part 120 is replaceable. The drug injection unit 122 injects the drug into the drug storage unit 120. The drug injection amount can be determined through the drug injection unit 122. The drug injector 122 may be composed of a micropump for drug injection.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 센서부의 구성을 도식적으로 보여주는 구조도이다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the sensor unit of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 센서(102)는 박막 기판(1020) 위에 전극(1022)이 형성되며, 전기적 신호 검출을 위한 전극(1022)을 제외한 영역을 보호하는 보호층(1024)를 포함한다. 접착층(1026)은 니들(100)과 센서(102)를 결합한다. 접착층(1026)는 접착 가능한 소재로 구성된다. 접착층(1026)은 생체적합성을 가지는 접착소재를 이용하여 니들(100) 위에 전극(1022)이 집적된 박막 기판(1020)을 붙여서 센서(102)를 고정할 수 있다. 보호층(1024)은 생체적합성 폴리머를 사용할 수 있다. 보호층(1024)은 관(tubing) 형태일 수 있다.1 and 2, the sensor 102 includes an electrode 1022 formed on a thin film substrate 1020 and includes a protective layer 1024 for protecting an area except an electrode 1022 for electrical signal detection do. The adhesive layer 1026 couples the needle 100 and the sensor 102. The adhesive layer 1026 is made of an adhesive material. The adhesive layer 1026 can fix the sensor 102 by attaching the thin film substrate 1020 on which the electrode 1022 is integrated on the needle 100 using a biocompatible adhesive material. The protective layer 1024 may be a biocompatible polymer. The protective layer 1024 may be in the form of a tubing.

바이오센서(1)는 전기화학적 방식을 이용할 수 있다. 그 측정 원리 중 하나인 전류측정법(amperometric)은 일정한 전위 하에서 전극(1022) 간에 흐르는 전류의 크기를 측정하는 방식이다. 센서(102)의 복수의 전극(1022)은 효소, 백금, 금, 은, 그래핀, 금속 나노입자 등을 형성하여 혈당, 젖산, 콜레스테롤, 체내이온 등의 체내물질 농도를 측정할 수 있다. 전극(1022)은 탄소, 흑연, 백금 처리된 탄소, 은, 금, 팔라듐 또는 백금 성분 등을 이용하여 패턴화될 수 있다.The biosensor 1 can use an electrochemical method. The amperometric method, which is one of the measurement principles, is a method of measuring the magnitude of the current flowing between the electrodes 1022 under a constant electric potential. The plurality of electrodes 1022 of the sensor 102 may form an enzyme, platinum, gold, silver, graphene, metal nanoparticles or the like to measure concentrations of substances in the body such as blood glucose, lactic acid, cholesterol, and ions in the body. The electrode 1022 may be patterned using carbon, graphite, platinum treated carbon, silver, gold, palladium, or platinum components.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오센서를 체내에 삽입했을 때의 모습을 보여주는 모식도이다.3 is a schematic view showing a state in which a biosensor according to an embodiment of the present invention is inserted into a body.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오센서 제조방법을 도시한 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오센서 제조방법에 의해 제조되는 바이오센서를 보여주는 구조도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a biosensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a structural view illustrating a biosensor manufactured by the method of manufacturing a biosensor according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 기판(500)을 준비(410)하고, 기판(500)의 상부에 플렉시블 박막(510)을 코팅한다. 기판(500)은 4" 혹은 그 이상의 웨이퍼일 수 있다. 플렉시블 박막(510)은 PI 또는 플렉시블한 특징을 가지는 막일 수 있다.4 and 5, a substrate 500 is prepared (410), and a flexible thin film (510) is coated on the substrate (500). The substrate 500 may be 4 " or more wafers. The flexible thin film 510 may be a PI or a film having a flexible characteristic.

이어서, 플렉시블 박막(510)의 상부에 전극(520)을 형성한다(420). 전극(520)은 서로 이격 배치될 수 있다. 전극 형성 단계(420)에서, 전기신호 전달을 위한 전극 라인과 생체신호 측정을 위한 전극을 형성할 수 있다. 이때, 플렉시블 박막(510)과 생체신호 측정용 금속 간 접착력을 개선 시키는 중간층을 증착하고 전극용 금속층을 증착할 수 있다. 그리고 생체신호 측정을 위한 전극을 추가적으로 형성한다.Subsequently, an electrode 520 is formed on the flexible thin film 510 (420). The electrodes 520 may be spaced apart from each other. In the electrode formation step 420, an electrode line for transmitting an electric signal and an electrode for measuring a living body signal may be formed. At this time, an intermediate layer for improving the adhesive force between the flexible thin film 510 and the metal for measuring a biological signal can be deposited and a metal layer for electrodes can be deposited. And an electrode for measuring a biological signal is additionally formed.

이어서, 플렉시블 박막(510) 및 전극(520)의 상부에 코팅층(530)을 형성한다(430). 코팅층(530)을 전극(520)의 상부 중 일부만에 부분적으로 코팅함에 따라 전극 일부는 외부에 노출될 수 있다. 전극 및 전극연결라인의 보호와 노이즈 효과를 감소시키기 위해, 생체신호 측정용 전극을 제외하고 부분적으로 플렉시블 박막을 다시 한 번 코팅할 수 있다.Next, a coating layer 530 is formed on the flexible thin film 510 and the electrode 520 (430). As the coating layer 530 is partially coated on only a part of the upper portion of the electrode 520, a part of the electrode may be exposed to the outside. In order to reduce the protection of the electrode and the electrode connection line and the noise effect, the flexible thin film can be coated once again except for the electrodes for measuring biological signals.

이어서, 전극(520) 및 코팅층(530)이 형성된 플렉시블 박막(50)을 기판(500)으로부터 박리 시킨다(440). 그리고 기판(500)으로부터 박리된 플렉시블 박막(50)을 니들(52) 위에 장착하여 고정한다(450). 이때, 생체적합성 접착소재를 이용하여, 플렉시블 박막(50)을 니들(52) 위에 마운트하여 고정할 수 있다. 니들(52)은 바늘 또는 카테터일 수 있다.Next, the flexible thin film 50 on which the electrode 520 and the coating layer 530 are formed is peeled off from the substrate 500 (440). Then, the flexible thin film 50 separated from the substrate 500 is mounted on the needle 52 and fixed (450). At this time, the flexible thin film 50 can be mounted on the needle 52 and fixed using the biocompatible adhesive material. Needle 52 may be a needle or catheter.

이어서, 보호층(54)을 니들(52) 외부에 형성한다(460). 전극(520)을 제외한 영역에 형성되어 이를 보호할 수 있다. 이때, 보호용 폴리머를 코팅할 수 있다. 나아가 플렉시블 박막(50)을 니들(52)에 보다 견고하게 부착하기 위해, 생체적합성을 가지는 폴리머를 니들(52) 외부에 코팅하여 니들(52)을 보호할 수 있다.Then, a protective layer 54 is formed on the outside of the needle 52 (460). The electrode 520 may be formed in an area other than the area where the electrode 520 is formed. At this time, a protective polymer may be coated. Further, a biocompatible polymer can be coated on the outside of the needle 52 to protect the needle 52, in order to more firmly adhere the flexible thin film 50 to the needle 52.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention have been described above. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims (11)

플렉시블한 형태를 가지고 체내에 삽입되어 센서를 통한 생체신호 측정 및 체내로의 약물 전달이 동시에 가능한 니들; 및
플렉시블한 형태를 가지며 상기 니들에 마련되어 생체신호를 측정하는 센서;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오센서.A needle inserted into the body having a flexible shape and capable of simultaneously measuring the biological signal through the sensor and delivering the drug to the body; And
A sensor having a flexible shape and provided on the needle for measuring a living body signal;
Wherein the biosensor comprises a biosensor. 제 1 항에 있어서, 상기 니들은
체내에 삽입되는 의료용 피하바늘 또는 의료용 카테터인 것을 특징으로 하는 바이오센서.2. The method of claim 1,
Wherein the biopsy device is a medical hypodermic needle inserted into the body or a medical catheter. 제 1 항에 있어서,
상기 니들은 속이 빈 중공을 가지는 것을 특징으로 하는 바이오센서.The method according to claim 1,
Wherein the needle has hollow hollow. 제 3 항에 있어서, 상기 속이 빈 중공은
체내에서 체액을 채취하기 위한 체액 수집 통로; 및
체내로 약물을 주입하기 위한 약물 주입 통로; 를 포함하며,
상기 체액 수집 통로 및 약물 주입 통로는 물리적으로 동일한 공간이거나 물리적으로 분리된 공간인 것을 특징으로 하는 바이오센서.4. The method of claim 3, wherein the hollow hollow
A body fluid collecting passage for collecting body fluid in the body; And
A drug infusion passage for injecting the drug into the body; / RTI >
Wherein the body fluid collecting passage and the drug infusion passage are physically the same space or a physically separated space. 제 1 항에 있어서, 상기 센서는
플렉시블 박막;
플렉시블 박막의 상부에 형성된 전극;
플렉시블 박막 및 전극 상부에 부분적으로 코팅된 코팅층;
코팅된 플렉시블 박막을 니들 상부에 장착하여 고정하기 위한 접착층; 및
니들을 보호하기 위한 보호층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오센서.2. The apparatus of claim 1, wherein the sensor
Flexible thin film;
An electrode formed on the upper portion of the flexible thin film;
A flexible thin film and a coating layer partially coated on the electrode;
An adhesive layer for attaching and fixing the coated flexible thin film to the upper portion of the needle; And
A protective layer for protecting the needles;
Wherein the biosensor includes a biosensor. 제 1 항에 있어서, 상기 바이오센서는
상기 니들과 센서로 구성되는 센서부와 연결되는 바디부; 를 더 포함하며,
상기 센서부는 상기 바디부와 탈부착 가능하여 새로운 것으로 교체 가능한 것을 특징으로 하는 바이오센서.2. The biosensor according to claim 1, wherein the biosensor
A body coupled to the sensor unit including the needle and the sensor; Further comprising:
Wherein the sensor unit is detachably attachable to the body and is replaceable. 제 6 항에 있어서, 상기 바디부는
상기 센서를 통해 감지된 생체신호를 신호처리하여 생체정보를 획득하는 제어부;
약물을 수용하며 니들의 약물 주입 통로와 연결되어 니들에 약물을 전달하는 약물 보관부; 및
상기 약물 보관부에 약물을 주입하며 주입되는 약물 주입량을 결정하는 약물 주입부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오센서.7. The apparatus of claim 6, wherein the body
A controller for processing biological signals sensed through the sensor to acquire biometric information;
A drug reservoir which receives the drug and is connected to the drug infusion passage of the needle to deliver the drug to the needle; And
A drug injector for injecting a drug into the drug storage part and determining an injected amount of drug to be injected;
Wherein the biosensor comprises a biosensor. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는
센서의 전기적 신호를 측정 및 제어하고, 약물 주입을 제어하면서 전기적 신호 처리가 가능한 것을 특징으로 하는 바이오센서.8. The apparatus of claim 7, wherein the control unit
Wherein the electrical signal of the sensor is measured and controlled, and electrical signal processing is enabled while controlling the drug injection. 제 7 항에 있어서,
상기 약물 보관부는 교체 가능한 것을 특징으로 하는 바이오센서.8. The method of claim 7,
Wherein the drug reservoir is replaceable. 제 1 항에 있어서, 상기 바이오센서는
니들에 센서를 부착하기 위한 접착층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오센서.2. The biosensor according to claim 1, wherein the biosensor
An adhesive layer for attaching the sensor to the needle;
Further comprising a biosensor. 기판 상부에 플렉시블 박막이 코팅되는 단계;
플렉시블 박막 상부에 전극이 형성되는 단계;
플렉시블 박막 및 전극 상부에 부분적으로 코팅층이 코팅되는 단계;
전극 및 코팅층이 형성된 플렉시블 박막이 기판으로부터 박리되는 단계;
박리된 플렉시블 박막이 니들 위에 장착되어 고정되는 단계; 및
보호층이 형성되는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오센서 제조방법.Coating a flexible thin film on the substrate;
Forming an electrode on the flexible thin film;
Coating a coating layer partially on the flexible thin film and the electrode;
Peeling the flexible thin film having the electrode and the coating layer formed thereon from the substrate;
A step in which the peeled flexible thin film is mounted on and secured to the needle; And
Forming a protective layer;
The method comprising the steps of:
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