KR20190136727A - 마이크로니들 플레이트의 부스터 - Google Patents

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Abstract

마이크로니들 플레이트의 부스터가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터는 마이크로니들이 형성되는 마이크로니들 플레이트를 통해 피부에 엘이디(LED) 광을 조사하는 복수의 엘이디 광원을 포함하고, 상기 엘이디 광원에서 조사되는 광은 상기 마이크로니들의 내부에서 전반사되는 전반사 구간 이후의 확산 구간을 통해 피부의 요구되는 위치로 조사될 수 있다.

Description

마이크로니들 플레이트의 부스터 {BOOSTER OF PLATE HAVINIG MICRONEEDLE}
본 발명은 마이크로니들 플레이트의 부스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피부 미용 효과를 높일 수 있는 마이크로니들 플레이트의 부스터에 관한 것이다.
사회가 급변하고 생활 수준이 높아지면서 개인 미용에 대한 관심이 높아지고 사람들은 개인 미용에 대한 많은 비용을 투자하고 있다.
개인 미용은 피부관리, 체중조절, 미용성형 등을 들 수 있는데, 이들 중에서 주름 제거, 탄력 증가, 여드름 치료 등 과 같이 피부의 상태(특히, 안면 피부)를 개선하기 위한 피부관리 미용은 보편적이면서도 중요한 미용분야로 자리 잡고 있으며 그 관심도 계속 증가하고 있는 추세이다.
이에 따라, 피부관리를 위한 다양한 제품과 기기가 개발 판매되고 있는데, 대표적인 예로 기능성 화장품, 마사지 크림, 여드름 치료제 등과 같은 화장품류, 증류수나 맑은 물을 가열하여 발생시킨 증기로 안면을 감싸고 보온시켜 주는 습식 안면 마사지 기기 등을 예로들 수 있다.
그러나, 이러한 화장품류는 소모품으로서 지속적인 사용시 그 비용 부담이 매우 크고, 마사지 기기는 단지 일시적으로 피부에 자극을 주는 마사지 효과 정도만 있을 뿐 주름 개선 또는 여드름 치료에 대한 근본적인 효과를 기대하기 어려운 한계가 있다.
이와 같은 종래의 피부 관리 제품의 단점과 한계를 극복하기 위해 최근에는 특정 파장대의 광원을 이용하여 피부조직에 열 손상 없이 세포 활성을 촉진시키는 피부 미용기 내지 의료기에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.
최근에는 특정 파장대의 광원을 이용한 가정용 피부 미용기를 사용하여 가시광선 내지 적외선 영역 파장의 빔을 방사하는 엘이디(LED) 소자를 광원으로 채용한 가정용 피부 미용기가 주목 받고 있는데, 이는 특정 파장대의 엘이디 광이 주름 개선, 피부 재생, 여드름 치료 등에 효과적인 것으로 보고되고 있기 때문이다.
또한, 최근에는 피부 조직 내에 약물이나 백신 등의 활성 물질을 전달하거나 체내 분석 물질의 검출 및 생검(biopsy)에 사용되는 마이크로니들(microneedle)이 사용되고 있다. 마이크로니들을 이용한 약학적 또는 화장학적 활성 성분의 전달은 혈관 또는 림프관과 같은 생체 순환계가 아닌 피부를 통한 활성 물질의 전달을 목적으로 한다.
일반적인 화장품 제제는 피부의 표면(표피)에 작용하여 효과를 나타내는 반면, 마이크로니들을 사용하면 피부의 진피층 내부로 침투하기 때문에 양모, 육모, 주름 개선, 미백, 피부 보습 및 피부 영양 등의 효과를 높일 수 있다.
하지만, 이러한 엘이디 조명을 사용하는 방법은 피부의 각질층에서 반사 또는 흡수되기 때문에 화장품의 사용 효과를 높이는 데는 한계가 존재하고, 피부에 침투되는 깊이도 빛의 파장 대역에 따라 상이한 문제가 존재한다.
그리고 생분해성 마이크로니들을 사용하는 방법은 피부에 장시간 동안 패치를 사용하여 흡착시킨 상태를 유지해야 하기 때문에, 약물전달 시간이 오래 걸리고 사용자가 많은 불편을 느끼는 문제가 발생한다. 또한, 미리 배합된 원료(또는, 약물) 이외에는 피부로 전달하기 어렵기 때문에 전달 약물의 제한이 있으며, 약물의 전달량 또한 조절하기 어려운 문제가 발생하였다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단시간에 기능성 화장품의 피부 흡수율을 높이기 위한 마이크로니들 플레이트의 부스터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터는 마이크로니들이 형성되는 마이크로니들 플레이트를 통해 피부에 엘이디(LED) 광을 조사하는 복수의 엘이디 광원; 을 포함하고, 상기 엘이디 광원에서 조사되는 광은 상기 마이크로니들의 내부에서 전반사되는 전반사 구간 이후의 확산 구간을 통해 피부의 요구되는 위치로 조사될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터는 마이크로니들이 복수 개 형성되는 마이크로니들 플레이트를 가진하는 진동 모터;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터는 상기 마이크로니들 플레이트와 피부와의 거리를 감지하는 근접 센서;를 더 포함할 수 있다.
상기 엘이디 광원은 적색 광을 발생시키는 적색 엘이디; 청색 광을 발생시키는 청색 엘이디; 및 근적외선을 발생시키는 근적외선 엘이디; 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터는 상기 진동 모터 또는 상기 엘이디 광원의 동작 모드를 입력받는 모드 전환 스위치;를 더 포함하는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
본 발명의 실시 예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터는 상기 근접 센서에서 감지되는 신호 및 상기 모드 전환 스위치를 통해 입력되는 동작 모드에 따라 상기 진동 모터 또는 상기 엘이디 광원의 동작을 제어하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.
상기 동작 모드는 상기 진동 모터가 설정된 시간 동안 동작하는 진동 모드; 상기 적색 엘이디가 설정된 시간 동안 점등하는 적색 엘이디 모드; 상기 청색 엘이디가 설정된 시간 동안 점등하는 청색 엘이디 모드; 상기 근적외선 엘이디가 설정된 시간 동안 점등하는 근적외선 엘이디 모드; 및 상기 진동 모터가 동작하고 상기 복수의 엘이디 광원 중의 어느 하나의 광원이 설정된 시간 동안 점등하는 혼합 모드;중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 근접 센서에 측정된 상기 마이크로니들 플레이트와 피부와의 거리가 설정된 거리 이상이면, 상기 제어기는 상기 진동 모터와 상기 엘이디 광원의 동작이 정지되도록 제어할 수 있다.
상기 마이크로니들 플레이트에 형성된 마이크로니들은 원뿔 모양, 사각뿔 모양, 또는 삼각뿔 모양으로 형성될 수 있다.
상기 전반사 구간과 상기 확산 구간은 상기 마이크로니들의 재질, 상기 마이크로니들의 높이, 및 상기 마이크로니들의 밑면의 직경으로부터 결정될 수 있다.
상기 마이크로니들 플레이트는 PEI(Polyethylenimine), PC(Polycarbonate), PMMA(Polymethyl methacrylate), PLA((Polylactic acid), 또는 PLGA(polylactic-co-glycolic acid)로 형성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 마이크로니들 플레이트의 부스터에 의하면, 마이크로니들이 피부의 진피층에 침투된 상태에서 마이크로니들 플레이트(20)를 가진함으로써, 세포 분열을 촉진시키고, 화장품을 포함한 약물의 흡수 및 확산을 증대시킬 수 있고 화장품과 약물의 전달량을 증가시킬 수 있다.
또한, 마이크로니들이 피부의 진피층에 침투된 상태에서 마이크로니들 플레이트(20)를 통해 광을 조사하면, 마이크로니들이 일종의 광섬유로서의 기능을 수행하기 때문에, 각질층에서의 광 손실이 발생하지 않고, 단파장의 빛도 원하는 위치까지 침투시킬 수 있다. 이로 인해, 빛의 파장대에 따라 피부 소독 및 혈색 개선, 세포분열 촉진을 통한 피부 탄력 개선 및 수분량 증가와 같은 효과를 얻을 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트의 구성을 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터의 일부 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트를 통해 광이 조사되는 경우의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7과 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트가 가진되는 경우의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들을 통해 광이 도달하는 깊이를 설명하기 위한 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 마이크로니들 플레이트의 부스터에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터의 구성을 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터의 구성을 도시한 블록도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트의 구성을 도시한 개념도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터의 일부 구성을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 마이크로니들 플레이트의 부스터는 진동 모터(30), 및 복수의 엘이디(LED: light emitting diode) 광원을 포함한다. 상기 진동 모터(30)와 엘이는 본체(10)의 내부에 배치된다.
상기 진동 모터(30)는 마이크로니들이 복수 개 형성되는 마이크로니들 플레이트(20)를 가진한다. 상기 진동 모터(30)가 가진하는 마이크로니들 플레이트(20)에는 높이 200~800 마이크로미터의 복수의 마이크로니들이 형성된다.
도 3을 참조하면, 마이크로니들 플레이트(20)는 사람의 피부에 부작용을 발생시키지 않는 생적합성 재질(예를 들어, PEI: Polyethylenimine)로 형성된다. 바람직하게는 마이크로니들 플레이트(20)는 투명 또는 반투명 재질로 형성될 수 있다.
마이크로니들 플레이트(20)는 판상의 마이크로니들 몸체(21)에 복수의 마이크로니들(23)이 돌출되어 형성되고, 마이크로니들(23)은 내부가 비어있고 단부에는 구멍(25)이 형성될 수 있다. 따라서, 마이크로니들 몸체(21)에 화장품과 같은 약물을 투입하면 마이크로니들(23)의 내부와 구멍(25)을 통해 진피층으로 약물을 전달할 수 있다. 마이크로니들 플레이트(20)는 본체(10)의 헤드부(12)에 결합된다.
상기 마이크로니들(23)은 원뿔 모양, 사각뿔 모양, 또는 삼각뿔 모양으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 마이크로니들 몸체(21)에서 상기 마이크로니들(23)이 원뿔 모양, 사각뿔 모양, 또는 삼각뿔 모양으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 마이크로니들 플레이트(20)는 생적합성 물질인 PEI(Polyethylenimine), PC(Polycarbonate), PMMA(Polymethyl methacrylate), PLA((Polylactic acid), 또는 PLGA(polylactic-co-glycolic acid)로 형성될 수 있다.
상기 엘이디 광원에서 조사되는 광은 상기 마이크로니들(23)의 밑면과 수직하게 배치된다.
상기 엘이디 광원에서 조사되는 광이 피부에 도달하는 깊이는 상기 마이크로니들(23)의 높이(H), 상기 마이크로니들(23)의 밑면의 직경(D), 및 상기 마이크로니들의 재질로부터 결정된다.
도 4를 참조하면, 상기 엘이디 광원(40)은 상기 마이크로니들 플레이트(20)의 후방에 설치되고, 상기 마이크로니들 플레이트(20)를 통해 피부에 LED 광을 조사한다. 상기 엘이디 광원(40)은 650~670 나노미터 파장의 적색 광을 발생시키는 적색 엘이디(41), 400~450 나노피터 파장의 청색 광을 발생시키는 청색 엘이디(42), 870~890 나노미터 파장의 근적외선을 발생시키는 근적외선 엘이디(43)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 적색 엘이디(41), 청색 엘이디(42), 및 근적외선 엘이디(43)를 포함하는 것을 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니다. 추가로, 녹색 엘이디, 자색 엘이디 및 황색 엘이디를 더 구비할 수도 있고, 필요에 따라 각각의 엘이디를 적절히 조합하여 구성할 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터는 상기 마이크로니들 플레이트(20)의 후면에 설치되고, 마이크로니들 플레이트(20)와 피부와의 거리를 감지하는 근접 센서(50)를 더 포함할 수 있다. 상기 근접 센서(50)는 마이크로니들 플레이트(20)와 피부와의 거리를 측정하고, 측정된 거리에 대한 신호는 후술할 제어기(70)로 전송된다.
본 발명의 실시 예에 따른 마이크로니들 플레이트(20)의 부스터는 상기 진동 모터(30)와 상기 엘이디 광원(40)의 동작 모드를 입력받는 모드 전환 스위치(60)를 더 포함할 수 있다. 상기 모드 전환 스위치(60)는 본체(10)의 외부에 설치고, 사용자의 입력에 의해 상기 진동 모터(30) 및/또는 상기 엘이디 광원(40)을 동작시키기 위한 모드 신호를 발생시키며, 상기 모드 전환 스위치(60)를 통해 선택된 동작 모드는 후술할 제어기(70)로 전송된다.
상기 모드 전환 스위치(60)를 통해 입력되는 동작 모드는 상기 진동 모터(30)만이 설정된 시간 동안 동작하는 진동 모드, 상기 적색 엘이디(41)가 설정된 시간 동안 점등하는 적색 엘이디(41) 모드, 상기 청색 엘이디(42)가 설정된 시간 동안 점등하는 청색 엘이디(42) 모드, 상기 근적외선 엘이디(43)가 설정된 시간 동안 점등하는 근적외선 엘이디(43) 모드, 및 상기 진동 모터(30)와 상기 적색 엘이디(41), 상기 청색 엘이디(42), 및 상기 근적외선 엘이디(43) 중 어느 하나의 엘이디 광원(40)이 설정된 시간 동안 점등하는 혼합 모드를 포함할 수 있다.
상기 제어기(70)는 상기 근접 센서(50)에서 감지된 마이크로니들 플레이트(20)와 피부와의 거리, 및 상기 모드 전환 스위치(60)를 통해 입력되는 동작 모드에 따라 상기 진동 모터(30)와 상기 엘이디 광원(40)의 동작을 제어한다.
이를 위해, 상기 제어기(70)는 설정된 프로그램에 의하여 작동하는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들 플레이트의 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.
한편, 상기 본체(10)의 외부에는 상기 동작 모드를 표시하는 표시부가 구비될 수 있다. 상기 표시부를 통해 진동 모드, 적색 엘이디(41) 모드, 청색 엘이디(42) 모드, 근적외선 엘이디(43) 모드, 및 혼합 모드 중의 어느 하나의 모드가 작동 중인 것이 표시될 수 있다.
상기 본체(10)의 내부에는 상기 진동 모터(30), 상기 엘이디 광원(40), 및 상기 제어기(70)로 전원을 공급하는 배터리가 배치될 수 있다. 상기 배터리는 리튬 이온 배터리와 같이 상용 전원에 의해 충전 및 방전이 가능한 배터리가 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터의 동작 및 효과에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5를 참조하면, 사용자가 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터를 피부에 접촉하면 마이크로니들 플레이트(20)에 형성된 마이크로니들이 피부의 각피(cuticle)와 표피(epidermis)를 관통하여 표피 아래의 원하는 위치(진피 또는 하피 등)까지 삽입된다.
이와 같이, 피부의 원하는 위치까지 삽입된 마이크로니들은 피부의 섬유조직을 자극하고, 콜라겐 분비를 촉진하며, 피부세포의 확산을 자극한다. 이로 인해, 피부의 주름을 개선하고, 흉터와 상처를 치료하며, 의약의 투과성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
마이크로니들 플레이트(20)가 피부에 접촉된 상태에서, 사용자가 모드 전환 스위치(60)를 통해 엘이디가 점등되는 모드가 선택되면, 엘이디 광원(40) 중의 어느 하나의 광원에서 조사된 엘이디 광이 마이크로니들 플레이트(20)를 통해 피부에 조사된다.
예를 들어, 사용자가 적색 엘이디(41) 모드를 선택하면, 적색 엘이디(41)에서 설정 시간 동안 마이크로니들 플레이트(20)를 통해 적색광이 피부에 조사된다. 적색광은 피부 내의 콜라겐 생성을 촉진하는 역할을 한다.
사용자가 청색 엘이디(42) 모드를 선택하면, 청색 엘이디(42)에서 설정 시간 동안 마이크로니들 플레이트(20)를 통해 청색광이 피부에 조사된다. 청색광은 근육을 이완시키고 피부 세포 사이의 통신을 원활하게 한다.
사용자가 근적외선 엘이디(43) 모드를 선택하면, 근적외선 엘이디(43)에서 설정 시간 동안 마이크로니들 플레이트(20)를 통해 근적외선이 피부에 조사된다. 근적외선은 세포 활동을 자극하여 피부를 치료하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 명세서에서는 기재하지 않았지만, 황색광을 피부에 조사하면 해독 효과와 근육을 탄력있게 만드는 효과를 얻을 수 있고, 녹색광을 피부에 조사하면 근육을 이완시키고 세포 간의 통신을 보조하는 효과를 얻을 수 있으며, 자광선(violet)을 피부에 조사하면 박테리아를 제거하는 효과를 얻을 수 있다.
도 6을 참조하면, 마이크로니들 플레이트(20)의 마이크로니들이 일종의 광섬유(optical fiber)로서의 기능을 수행하여 피부에 투과되는 전체 광량이 증가하고 광이 침투하는 깊이가 증가할 수 있게 된다.
마이크로니들 플레이트(20)가 피부에 접촉된 상태에서, 사용자가 모드 전환 스위치(60)를 통해 진동 모터(30)가 동작하는 진동 모드가 선택되면, 진동 모터(30)에 의해 마이크로니들 플레이트(20)가 피부를 중심으로 상하 또는 좌우 방향을 가진한다.
도 7을 참조하면, 마이크로니들 플레이트(20)의 마이크로니들이 피부의 원하는 위치(예를 들어, 진피층)에 삽입된 상태에서 가진되면, 세포 분열을 촉진시키고, 화장품을 포함한 약물의 흡수 및 확산을 증대시킨다. 또한, 진피층까지 침투된 마이크로니들을 가진시키기 때문에, 진피층의 세포군에 직접적인 진동을 전달할 수 있고, 마이크로니들의 단부에 형성된 구멍(25)에 의해 약물을 펌핑하는 기능을 하여 화장품 및 약물이 피부의 진피층에 전달하는 양이 증가한다.
또한, 사용자가 모드 전환 스위치(60)를 통해 혼합 모드를 선택하면, 마이크로니들 플레이트(20)가 피부에 접착된 상태에서 설정된 시간 동안 진동 모터(30)가 동작하고 복수의 엘이디 광원(40) 중의 어느 하나의 광원이 설정된 시간 동안 점등된다.
이 경우, 앞에서 설명한 엘이디 광원(40)에 의한 효과와 진동 모터(30)에 의해 마이크로니들이 가진될 때 발생하는 효과를 동시에 얻을 수 있다.
한편, 마이크로니들 플레이트(20)의 후방에 설치된 근접 센서(50)를 통해 감지된 피부와 마이크로니들 플레이트(20)와의 거리가 제어기(70)로 전송된다. 이때, 피부와 마이크로니들 플레이트(20)와의 거리가 설정된 거리 이상이면, 상기 제어기(70)는 상기 진동 모터(30)의 동작과 상기 엘이디 광원(40)에서 광이 조사되지 않도록 제어한다.
피부와 마이크로니들 플레이트(20)와의 거리가 설정된 거리 이상이라는 것은, 사용자가 마이크로니들 플레이트(20)의 부스터를 피부로부터 멀리 이격시킨 상태를 의미하므로, 이러한 경우, 진동 모터(30)와 엘이디 광원(40)을 동작시키면 불필요한 전원이 사용될 수 있기 때문에 진동 모터(30)와 엘이디 광원(40)의 동작을 정지시킨다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로니들(23)을 통해 피부에 엘이디 광이 도달하는 깊이를 결정하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로니들을 통해 광이 도달하는 깊이를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 원뿔 모양으로 형성된 마이크로니들(20)의 높이, 마이크로니들(23)의 밑면의 직경, 및 마이크로니들(23)의 재질로부터 엘이디 광원에서 조사되는 광이 피부를 침투하여 원하는 위치까지 도달되는 깊이를 결정할 수 있다.
예를 들면, 마이크로니들의 높이가 800um이고, 밑면의 직경이 300um이며, 마이크로니들의 재질이 PEI라고 가정한다. 이때, PEI의 굴절률은 1.5이다.
따라서, 마이크로니들로 입사하는 광이 전반사되는 임계각은 다음의 수학식으로부터 계산된다.
[수학식 1]
Figure pat00001
수학식 1에서, θc는 임계각이고, n1은 공기의 굴절률이고, n2는 마이크로니들의 굴절률이다. 따라서, 마이크로니들의 재질이 PEI인 경우, 임계각은 41.81도이다.
마이크로니들로 입사하는 광이 밑면에 대해 수직하게 입사하는 경우, 입사각이 41.81도보다 작으면 광은 마이크로니들의 밖으로 확산되지 않고 전반사된다.
즉, 마이크로니들에 조사된 첫번째 입사광과 마이크로니들의 옆면이 이루는 각이 임계각보다 작으면 첫번째 입사광은 마이크로니들의 옆면에서 전반사된다.
첫번째 입사광과 마이크로니들의 옆면이 이루는 각(이하, "첫번째 입사각"이라고 한다)은 다음의 수학식으로부터 계산된다.
[수학식 2]
Figure pat00002
수학식 2에서, θ0'은 첫번째 입사각이고, θ0는 마이크로니들의 옆면과 밑면이 이루는 각이며, D는 마이크로니들의 밑면의 지름이고, H는 마이크로니들의 높이이다.
수학식 2를 일반화한 n번째 입사각은 다음의 수학식으로부터 계산된다.
[수학식 3]
Figure pat00003
첫번째 입사광이 전반사된 후 도달하는 높이는 다음의 수학식으로부터 계산된다.
[수학식 4]
Figure pat00004
수학식 4에서, H1은 전반사된 첫번째 입사광이 도달하는 높이이고, D는 마이크로니들의 밑면의 지름이고, H는 마이크로니들의 높이이고, θ0는 마이크로니들의 옆면과 밑면이 이루는 각이다.
수학식 4를 일반화한 n번째 입사각이 도달하는 높이는 다음의 수학식으로부터 계산된다.
[수학식 5]
Figure pat00005
만약, 마이크로니들의 높이(H)가 800um이고, 마이크로니들의 밑면의 지름이 300um이며, 마이크로니들의 재질이 굴절률이 1.5인 PEI인 경우, 밑면과 옆면이 이루는 각(θ0)은 약 79.38도이고 임계각(θc)는 41.81도이다.
수학식 2와 3을 통해 계산되는 입사각은 θ1은 10.6도이고, θ2는 31.8도, θ3는 53도이다. 따라서, 첫번째 입사각과 두번째 입사각은 임계각보다 작기 때문에 전반사가 발생한다.
이때, 첫번째 입사광이 도달하는 높이(H1)는 다음과 같이 계산된다.
Figure pat00006
그리고 두번째 입사광이 도달하는 높이(H2)는 다음과 같이 계산된다.
Figure pat00007
이후, 세번째 입사광은 전반사되지 않기 때문에, 마이크로니들의 외부로 확산된다.
따라서, 마이크로니들로 입사한 광이 전반사되지 않고 확산되는 구간(H-H2)은 다음과 같이 계산된다.
H-H2=800-615.63=184.37um
이와 같이, 마이크로니들의 높이, 마이크로니들의 밑면의 지름, 및 마이크로니들의 재질으로부터 엘이디 광원에서 조사되는 광이 확산되는 위치(또는 구간)를 조절할 수 있고, 이로 인해, 엘이디 광이 피부의 원하는 위치까지 도달하는 것을 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로니들 플레이트의 부스터에 의하면, 마이크로니들이 피부의 원하는 위치(예를 들어, 진피층)에 침투된 상태에서 마이크로니들 플레이트(20)를 가진함으로써, 세포 분열을 촉진시키고, 화장품을 포함한 약물의 흡수 및 확산을 증대시킬 수 있고 화장품과 약물의 전달량을 증가시킬 수 있다.
또한, 마이크로니들이 피부의 진피층에 침투된 상태에서 마이크로니들 플레이트(20)를 통해 광을 조사하면, 마이크로니들이 일종의 광섬유로서의 기능을 수행하기 때문에, 각질층에서의 광 손실이 발생하지 않고, 단파장의 빛도 원하는 위치까지 침투시킬 수 있다. 이로 인해, 빛의 파장대에 따라 피부 소독 및 혈색 개선, 세포분열 촉진을 통한 피부 탄력 개선 및 수분량 증가와 같은 효과를 얻을 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 본체
12: 헤드부
20: 마이크로니들 플레이트
21: 마이크로니들 몸체
23: 마이크로니들
25: 구멍
30: 진동 모터
40: 엘이디 광원41: 적색 엘이디42: 청색 엘이디
43: 근적외선 엘이디
50: 근접 센서
60: 모드 전환 스위치
70: 제어기

Claims (11)

  1. 마이크로니들이 형성되는 마이크로니들 플레이트를 통해 피부에 엘이디(LED) 광을 조사하는 복수의 엘이디 광원;
    을 포함하고,
    상기 엘이디 광원에서 조사되는 광은 상기 마이크로니들의 내부에서 전반사되는 전반사 구간 이후의 확산 구간을 통해 피부의 요구되는 위치로 조사되는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
  2. 제1항에 있어서,
    마이크로니들이 복수 개 형성되는 마이크로니들 플레이트를 가진하는 진동 모터;
    를 더 포함하는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마이크로니들 플레이트와 피부와의 거리를 감지하는 근접 센서;
    를 더 포함하는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엘이디 광원은
    적색 광을 발생시키는 적색 엘이디;
    청색 광을 발생시키는 청색 엘이디; 및
    근적외선을 발생시키는 근적외선 엘이디;
    중 적어도 어느 하나를 포함하는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 진동 모터 또는 상기 엘이디 광원의 동작 모드를 입력받는 모드 전환 스위치;
    를 더 포함하는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 근접 센서에서 감지되는 신호 및 상기 모드 전환 스위치를 통해 입력되는 동작 모드에 따라 상기 진동 모터 또는 상기 엘이디 광원의 동작을 제어하는 제어기;
    를 더 포함하는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 동작 모드는
    상기 진동 모터가 설정된 시간 동안 동작하는 진동 모드;
    상기 적색 엘이디가 설정된 시간 동안 점등하는 적색 엘이디 모드;
    상기 청색 엘이디가 설정된 시간 동안 점등하는 청색 엘이디 모드;
    상기 근적외선 엘이디가 설정된 시간 동안 점등하는 근적외선 엘이디 모드; 및
    상기 진동 모터가 동작하고 상기 복수의 엘이디 광원 중의 어느 하나의 광원이 설정된 시간 동안 점등하는 혼합 모드;
    중 적어도 어느 하나를 포함하는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 근접 센서에 측정된 상기 마이크로니들 플레이트와 피부와의 거리가 설정된 거리 이상이면,
    상기 제어기는 상기 진동 모터와 상기 엘이디 광원의 동작이 정지되도록 제어하는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로니들 플레이트에 형성된 마이크로니들은 원뿔 모양, 사각뿔 모양, 또는 삼각뿔 모양으로 형성되는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전반사 구간과 상기 확산 구간은
    상기 마이크로니들의 재질, 상기 마이크로니들의 높이, 및 상기 마이크로니들의 밑면의 직경으로부터 결정되는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로니들 플레이트는
    PEI(Polyethylenimine), PC(Polycarbonate), PMMA(Polymethyl methacrylate), PLA((Polylactic acid), 또는 PLGA(polylactic-co-glycolic acid)로 형성되는 마이크로니들 플레이트의 부스터.
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