KR20200003371A - 수분-반응성 필터 - Google Patents

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로저 엘 카스파
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트랜스덤, 인코포레이티드
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Abstract

수분-반응성 필름은 착화용 기재 및 수분-반응성 필름을 형성하기 위해 착화용 기재에 적용된 요오드 층을 포함할 수 있다. 수분-반응성 필름은 수분-반응성 필름의 시험 표면 상에 형성된 시험 영역을 포함할 수 있다.

Description

수분-반응성 필터
본 발명은 진단 툴로서 사용하기 위한 수분-반응성 필터(MRF)에 관한 것이다.
우선권 자료
본 출원은 2017년 3월 28일자로 출원된 미국 가출원 제 62/477,691 호를 우선권으로 주장하며, 이는 본원에 참조로 포함된다.
다한증은 신체의 하나 이상의 영역에서 과도한 발한을 일으키는 의학적 상태이다. 예를 들어, 손바닥, 발, 겨드랑이 및/또는 머리에 과도한 발한(sweating)이 발생하면서 신체의 다른 부위는 건조한 상태로 남아있을 수 있다. 발한은 개체가 덥거나 긴장될 때와 같은 특정 상황에서는 정상이다. 그러나, 다한증이 있는 개체는 특별한 이유 없이 일상적으로 땀을 흘릴 수 있다. 이 상태는, 문 손잡이를 돌리거나 컴퓨터를 사용하는 등 정상적인 다양한 일상의 기능을 방해할 수 있다. 또한 과도한 발한은 개체의 의복에 스며들어 개체의 당혹감 및/또는 좋지 않은 자기 이미지로 이어질 수 있다. 다한증과 관련된 여러 가지 추가의 과제도 있을 수 있다.
임상 진단 설정에서 땀의 양을 결정하는 데 사용되는 한 가지 방법은 스타치/요오드 시험이다. 시험할 환자의 영역을 요오드 용액으로 칠한 다음 건조한 스타치 또는 미네랄 오일과 같은 비-수성 매질 중의 스타치 현탁액으로 코팅한다. 그러나, 기존의 스타치/요오드 시험은 부담스럽고 시간-소모적이며 불쾌하며, 점성 스타치 및/또는 오일성 잔류물이 세척된 후에 조차도 환자에게 요오드 및 진한 자주색 요오드/스타치 착체로 착색된 상태를 남는다. 다한증이 있는 환자는 이미 좋지 않은 자기 이미지와 당황스러움을 경험했을 수 있으며 이로 인해 피부 오염에 대해 더 트라우마가 생길 수 있다. 또한, 발한 정도를 결정하는 것은 다한증을 구성하는 것에 대해 매우 주관적일 수 있다. 일반적으로 시험을 문서화하려면 환자의 노출된 피부를 촬영해야 하며, 이는 촬영 중에 카메라 초점 및 주변 조명의 영향을 받아, 이전 시험와 비교할 때 더 부정확하고 번거로울 수 있다. 많은 경우에, 부담스러운 시험은 모두 건너뛸 수 있고, 주관적인 (비-정량적인) 의사 평가 또는 훨씬 더 주관적인 환자 자기 평가에 기초하여 진단이 이루어질 수 있으며, 이는 잠재적으로 과-진단 및 자료 이용률 저하로 이어질 수 있다. 따라서, 임상 환경에서 다한증을 확인하고 등급을 매기는 간단한 정량적인 시험이 필요하다.
본 발명은, 시험될 피부와의 짧은 접촉만으로 적합한 성능을 가지며, 시험된 피부 영역에 얼룩 또는 잔류물이 남지 않으며, 매우 재현가능한 방식으로 전자적으로 스캔될 수 있는, 대안적인 진단 툴 및 관련 방법을 기술한다. 또한, 보정(calibration) 영역 또는 표준 점수와 비교할 때, 시험 영역의 색 강도의 이미지 분석은, 이전 또는 미래의 시험와 쉽게 비교되는 객관적이고 정량화된 결과를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 툴 및 방법은 환자의 불편함을 줄이고, 관리하는 의사 또는 직원에 대한 시간 부담을 감소시킬 수 있으며, 현재의 표준 치료보다 더욱 신뢰할 수 있는 정량화된 결과를 낳을 수 있다.
도 1은 본 개시의 예에 따른 수분-반응성 필름(MRF)의 단면도를 도시한다.
도 2a는 본 개시의 예에 따른 MRF의 평면도를 도시한다.
도 2b는 본 개시의 예에 따른, MRF 및 별도의 보정(calibration) 스트립의 평면도를 도시한다.
도 2c는 본 개시의 예에 따른 MRF의 평면도를 도시한다.
도 3a는 전형적인 비-다한증 땀 수준의 손바닥 피부와 20 초간 접촉 후의 본 발명의 예에 따른 MRF를 도시하며, 이는 일부 모공에서의 활동적 땀 생성에 상응하는 반점형의 진한 스팟을 보여준다.
도 3b는 더 활동적인 땀 생성을 갖는 손바닥 피부와 20 초간 접촉한 후의 본 개시의 예에 따른 MRF 장치를 도시하며, 이는 약한 다한증을 나타내는 것일 수 있다.
도 3c는 정량적 측정을 위한 활성 분비샘의 임계값 검출의 예를 도시한다.
도 3d는 도 3a 비-다한증 (오른쪽) 및 도 3b 잠재적 다한증 (왼쪽)(이들은 도 3d의 부분의 확대도임)에서 샘플링된 손을 기록하기 위해 사용된 본 발명의 예에 따른 MRF 장치, 및 도 3c (왼쪽 위 영역)를 생성하는데 사용된 다양한 수분 수준의 1 μL 보정 용량의 세트를 도시한다.
도 4a는 단일 조작으로 넓은 영역 (예를 들어, 전체 발바닥)에 걸친 땀 생성을 기록하는 이 접근법의 능력을 나타내는 발자국을 도시한다. 중첩된 사각형은 도 4b를 위해 확대된 영역을 ¾”의 스케일 바(scale bar)와 함께 도시한다.
도 4b는 필름에 기록된 상세 부분 확대도를 나타내며, 개별 모공은 발바닥 표면의 피부 융기부 내에서 쉽게 식별 가능하다. 이 건강한 자원자에서 모든 모공이 활동적인 것은 아니며, 밝은 부분은 PVA 필름과 건조한 땀 분비관 개구부의 접촉 부족에 해당한다. 융기부는 수분 함량으로 인해 가시적이지만, 모공의 더 진한 착색과 비교할 때 쉽게 식별된다. 스케일 바 = 500μm.
도 5는 수분 노출 전에 부착된 하부 접착성 필름 스트립과 함께 결합된 2 개의 스타치-함유 필름을 도시한다. 접착성 필름 위에 놓인 필름 영역은, 피부 표면과의 접촉에 의해 침착된 수분 함량을 검출함에 있어서 증가된 감도를 나타낸다.
이제 설명된 예시적인 실시양태들을 참조할 것이며, 이를 기술하기 위해 특정 표현이 사용될 것이다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것이 의도되지 않음이 이해될 것이다.
실시양태의 설명
본 발명의 특정 실시양태가 개시되고 기술되기 전에, 본 발명은 본원에 개시된 특정 공정 및 내용에 제한되지 않으며, 다소 달라질 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 본원에서 사용된 용어는 특정 실시양태를 설명하기 위해 사용된 것이며 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
본원에서 사용될 때 단수 형태는 문맥 상 명백하게 다르게 지시되지 않는한 복수 지시 대상에 대한 명시적 지원을 포함해야 한다.
본원에 사용될 때 용어 "약"은 주어진 값이 끝값보다 "약간 위" 또는 "약간 아래"일 수 있음을 제공함으로써 수치 범위 끝값에 융통성을 제공하기 위해 사용된다.
용어 "대상"은 본 발명의 장치 또는 방법을 사용한 투여로부터 이익을 얻을 수 있는 포유 동물을 지칭한다. 대상의 예는 사람, 및 말, 돼지, 소, 개, 고양이, 토끼 및 수생 포유류와 같은 다른 동물을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "실질적으로"는 작용, 특성, 성질, 상태, 구조, 항목 또는 결과의 완전하거나 거의 완전한 수준 또는 정도를 의미한다. 본원에 사용된 순서, 화합물, 제형, 전달 메커니즘 또는 다른 항목은 편의상 공통 목록으로 제시될 수 있다. 그러나, 이러한 목록은 목록의 각 구성원이 별도의 고유한 구성원으로 개별적으로 확인되는 것처럼 해석되어야 한다. 따라서, 그러한 목록의 개별 구성원은, 반대를 나타냄이 없이 단지 공통 그룹에서의 제시에 기초하여서만 동일 목록의 임의의 다른 구성원과 사실상 균등물로서 해석되어서는 안된다.
본원에 사용된 "유도체"는, 하나 이상의 작용기를 전환시키는 간단한 화학 공정에 의해, 예를 들어 산화, 수소화, 알킬화, 에스테르화, 할로겐화 등에 의해, 공급원 화합물, 유사체, 동족체 호변 이성질체 형태, 입체 이성질체, 다형체, 수화물, 약학적으로 허용되는 염 또는 약학적으로 허용되는 용매화물로부터 수득된 화합물이다. 용어 "유사체"는 다른 것과 구조는 유사하지만 특정 성분과 관련해서는 그와 다른 화합물을 의미한다. 화합물은 하나 이상의 원자, 작용기 또는 부분구조(substructure)가 상이할 수 있으며, 이는 다른 원자, 기 또는 부분구조로 대체될 수 있다. 일 측면에서, 이러한 구조는 주어진 징후에 대해 적어도 동일하거나 유사한 치료 효능을 갖는다. 용어 "호변 이성질체" 또는 "호변 이성질체 형태"는 저에너지 장벽을 통해 상호전환될 수 있는 상이한 에너지의 구조 이성질체들을 지칭한다. 용어 "입체 이성질체"는, 이의 분자가 서로 결합된 동일한 수 및 종류의 원자들을 갖지만 이들 원자가 공간에 배열되는 방식이 상이한 이성질체 세트 중 하나를 지칭한다. 용어 "다형체(polymorph)"는 결정학적으로 구별되는 형태의 물질을 지칭한다. 또한, 작용제(agent)는, 식물, 진균, 박테리아 또는 다른 유기체와 같은 많은 화합물 또는 작용제를 함유하는 공급원으로부터 "유도된" 것으로 언급될 수 있다. 이와 관련하여, 작용제는 그 자체의 성질, 특성, 이름 또는 속성 그 자체가 아니라 그의 공급원의 관점에서 설명되거나 달리 지칭될 수 있다. 예를 들어, 식물로부터 얻은 추출물은 식물로부터 "유도된" 것으로 기술될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 유도체는 공급원 화합물보다 더 또는 덜 강력할 수 있고/ 있거나 공급원 화합물보다 더 또는 덜 독성일 수 있다. 일부 특정 예에서, 유도체는 공급원 화합물보다 덜 강력하고/하거나 덜 독성일 수 있다.
본원에서 사용되는 "포함하다", "포함하는", "함유하는" 및 "갖는" 등은 미국 특허법에서 이들에게 부여된 의미를 가질 수 있고, "포괄하다", "비롯한" 등을 의미할 수 있고, 일반적으로 개방-종결형 용어로 해석된다. "이루어지는" 또는 "이루어진다"라는 용어는 폐쇄형 용어이며, 이러한 용어와 함께 구체적으로 열거되고 뿐만 아니라 미국 특허법에 따른 구성 요소, 구조, 단계 등만을 포함한다. "본질적으로 이루어지는" 또는 "본질적으로 이루어진다"는 미국 특허법에 의해 일반적으로 부여되는 의미를 갖는다. 특히, 이러한 용어는 일반적으로 폐쇄형 용어이며, 단지 그와 관련하여 사용된 항목(들)의 기본적이고 신규한 특성 또는 기능에 실질적으로 영향을 미치지 않는 추가 항목, 물질, 구성 요소, 단계 또는 요소를 포함하는 것을 허용한다. 예를 들어, 조성물에 존재하지만 조성물의 속성이나 특성에 영향을 미치지 않는 미량 원소는, 해당 용어를 따르는 항목 목록에 명시적으로 언급되어 있지 않더라도, "본질적으로 이루어지는"이라는 표현 하에 있는 경우 허용된다. 상세한 설명 부분에서 "포함하는" 또는 "포괄하는"과 같은 개방형 용어가 사용되는 경우, "본질적으로 이루어지는"이라는 표현 뿐만 아니라 "이루어지는"이라는 표현에도 명시적으로 언급된 것처럼 직접적인 지지가 제공되어야 하고, 그 반대의 경우도 마찬가지임을 이해하여야 한다.
농도, 양 및 다른 수치 데이터는 본원에서 범위 형식으로 표현되거나 제시될 수 있다. 이러한 범위 형식은 단지 편의성 및 간결성을 위해 사용된 것이므로, 범위의 한계치로서 명시적으로 언급된 수치뿐만 아니라 해당 범위 내에 드는 모든 개별 수치 또는 부분 범위를 포함하는 것으로 유연하게 (각 수치 값과 부분 범위가 명시적으로 언급된 것처럼) 해석되어야 한다. 예시로서, "약 0.5 내지 10 g"의 수치 범위는 명시적으로 언급된 약 0.5 g 내지 약 10.0 g의 수치뿐만 아니라 기재된 범위 내의 개별 값 및 부분 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 이 수치 범위에는 2, 5 및 7과 같은 개별 값 및 2 내지 8, 4 내지 6 등의 부분 범위가 포함된다. 동일한 원리가, 하나의 수치만을 인용하는 범위에도 적용된다. 또한, 그러한 해석은 범위의 폭 또는 설명되는 특성과 무관하게 적용되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기술된 것과 유사하거나 균등한 임의의 방법, 장치 및 물질이 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 대표적인 방법, 장치 및 물질이 하기에서 기재된다.
장치, 시스템 및 관련 방법을 논의할 때, 이들 논의 각각은 그 실시양태의 맥락에서 명시적으로 논의되는지 여부에 관계 없이 이들 실시양태 각각에 적용가능한 것으로 간주될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 수분-반응성 필름(MRF)을 논의할 때, 그러한 MRF는 진단 방법에 사용될 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다. 이를 염두에 두고, MRF 및 관련 방법에 대해 자세히 설명한다.
본 발명은, 시험될 피부와의 짧은 접촉만으로 적합한 성능을 가지며, 시험된 피부 영역에 얼룩 또는 잔류물이 남지 않으며, 매우 재현가능한 방식으로 전자적으로 스캔될 수 있는, 대안적인 진단 툴 및 관련 방법을 기술한다. 또한, 보정 영역 또는 표준 점수와 비교할 때, 시험 영역의 색 강도의 이미지 분석은, 이전 또는 미래의 시험와 쉽게 비교되는 객관적이고 정량화된 결과를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 툴 및 방법은 환자의 불편함을 줄이고, 관리하는 의사 또는 직원에 대한 시간 부담을 감소시킬 수 있으며, 현재의 표준 치료보다 더욱 신뢰할 수 있는 정량화된 결과를 낳을 수 있다.
이에 따라, 진단 툴로서 사용하기 위한 MRF가 본원에서 기술된다. 또한, 본 발명은 다한증 또는 다른 비정상적인 발한 상태를 진단 또는 검출하고/하거나 MRF를 사용하여 땀 생성의 감소를 모니터링하는 방법을 제공한다.
보다 상세하게, 일부 예에서, MRF는 예를 들어 가시적인 색의 발생에 의해 요오드 및 물의 존재 하에서 가시화가능한 착체를 형성하는 착화 물질(complexing material)을 포함할 수 있다. 이러한 가시화가능한 착체를 형성할 수 있는 착화 물질의 비제한적인 예는 스타치, 폴리비닐알코올 등 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 스타치를 언급하는 경우, 그러한 가시화가능한 착체를 형성하는 임의의 착화 물질이, 본원에 개시된 조성물, 시스템 및 방법에서 스타치를 대체할 수 있음을 이해해야 한다. 일부 예에서, MRF는, 요오드 및 물의 존재 하에서 가시화가능한 착체를 형성하는 스타치-함유 기재와 같은 착화용 기재, 및 상기 착화용 기재에 적용된 얇은 요오드 층을 포함할 수 있다.
일반적으로, 착화용 기재는 다양한 기재 물질을 포함할 수 있다. 제한 없이, 기재 물질은 종이, 직물, 중합체 물질 등 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 일부 다른 예에서, 기재 물질은 경질(rigid) 물질 또는 경질 물질 상의 코팅일 수 있다. 일부 특정 예에서, 기재 물질은 셀룰로스 또는 종이-계 물질일 수 있다. 일부 추가의 예에서, 스타치 또는 다른 착화 물질은 셀룰로스 또는 종이-계 물질을 제조하는데 사용된 원료와 조합되어, 증가된 건조 강도 및/또는 개질된(modified) 표면 질감을 갖는 종이-계 물질을 제공할 수 있다. 따라서, 일부 예에서 스타치 또는 다른 착화 물질은 종이-계 물질 전체에 걸쳐 혼합될 수 있다. 추가의 예에서, 스타치 또는 다른 착화 물질은 종이-계 물질에 적용된 표면 코팅으로서 포함되어, 착화용 기재에 착화용 표면을 제공할 수 있다. 코팅이 종이-계 물질에 적용되는 경우, 코팅은, 임의의 적합한 성분 조합물을 가질 수 있는 임의의 적합한 코팅일 수 있다. 예를 들어, 코팅은 안료, 결합제 (예를 들어, 아크릴 결합제, 라텍스 결합제 등), 중합체 물질 (예를 들어 본원의 다른 곳에 기술된 것), 충전제 (예를 들어 탄산 칼슘, 카올린, 탈크, 이산화 티탄 등), 가소제 (예를 들어 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 소르비톨, 폴리에틸렌 글리콜, 다른 폴리올, 다른 폴리에테르 등) 등 또는 이들의 조합물의 임의의 적합한 조합물을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 기재 물질은 직물 재료로 만들어지거나 이를 포함할 수 있다. 착화용 기재를 제조하기 위해 다양한 적합한 직물 재료가 사용될 수 있다. 비제한적인 예는 면, 리넨, 실크, 대마, 대나무, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 착화용 기재를 제조하기 위해 수분-흡수성 직물 (예를 들어, 면, 린넨, 실크, 대마, 대나무 등 또는 이들의 조합물)을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 다른 예에서, 내수성 직물 (예를 들어, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등 또는 이들의 조합물)을 사용하여 착화용 기재를 제조하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 추가의 예에서, 착화용 기재를 제조하는데 사용하기 위해, 수분-흡수성 섬유 및 내수성 섬유의 조합을 사용하여 블렌딩된 직물을 제조하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 예에서, 스타치 또는 다른 착화 물질은, 착화용 표면을 제조하기 위해 직물 재료에 적용된 표면 코팅으로서 포함될 수 있다. 코팅이 직물 재료에 적용되는 경우, 코팅은 예를 들어 상기 기술된 것과 같은 성분의 임의의 적합한 조합물을 가질 수 있는 임의의 적합한 코팅일 수 있다. 일부 예들에서, 직물 재료는, 직물 재료의 표면 등에 적당한 양의 스타치 또는 다른 착화 물질을 침착시키기 위해, 착화 물질 매질 등에 침지될 수 있다. 착화 물질을 직물 재료에 적용하는 다른 적합한 방법도 사용될 수 있다.
추가의 예에서, 기재 물질은 중합체 또는 다른 적합한 물질로 제조되거나 이를 포함할 수 있다. 이러한 물질의 비제한적인 예는 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 카보머, 폴리아크릴산, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 공중합체, 다른 공중합체, 알부민, 카제인, 제인, 콜라겐, 다른 단백질, 글루코스, 수크로스, 말토스, 트레할로스, 아밀로스, 덱스트로스, 프룩토스, 만노스, 갈락토스, 기타 당, 에리쓰리톨, 쓰레이톨, 아라비톨, 자일리톨, 리비톨, 만니톨, 소르비톨, 갈락티톨, 푸시톨, 이디톨, 이노시톨, 볼레미톨, 이소말트, 말티톨, 락티톨, 말토트리이톨, 말토테트라이톨, 폴리글리시톨, 다른 당 알콜, 콘드로이틴, 및/또는 다른 글리코사미노글리칸, 이눌린, 스타치, 아카시아 검, 아가, 카복시메틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 에틸 셀룰로스, 알기네이트, 카라기난, 카시아 검, 셀룰로스 검, 키틴, 키토산, 커들란, 젤라틴, 덱스트란, 피브린, 풀셀라란, 젤란 검, 가티 검, 구아 검, 트라가칸트, 카라야 검, 로커스트 빈 검, 펙틴, 스타치, 타라 검, 잔탄 검 및 기타 다당류, 및 상기 성분들 중 어느 것의 작용화된 유도체, 이들의 공중합체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
기재 물질이 중합체 또는 다른 적합한 물질로 제조되거나 이를 포함하는 경우, 스타치 또는 다른 착화 물질은 다양한 방식으로 기재 물질에 적용될 수 있다. 일부 예에서, 스타치 또는 다른 착화 물질은, 중합체 물질 또는 다른 적합한 물질에 착화용 표면을 형성하기 위한 표면 코팅으로서 적용될 수 있다. 이러한 경우에, 표면 코팅은 예를 들어 전술한 것과 같은 성분들의 임의의 적합한 조합물을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 스타치 또는 다른 착화 물질은, 중합체 또는 다른 적합한 물질을 제조하는데 사용되는 원료와 조합될 수 있다. 따라서, 스타치 또는 다른 착화 물질이 착화용 기재 전체에 걸쳐 분산될 수 있다. 일부 예에서, 중합체 또는 다른 적합한 물질은 착화 물질 매질에 침지 및/또는 팽창되어, 중합체 또는 다른 적합한 물질에 적절한 양의 착화 물질을 적용하여 착화용 기재를 형성할 수 있다. 착화 물질을 중합체 또는 다른 적합한 물질에 적용하는 다른 적합한 방법도 사용될 수 있다.
이와 같이, 착화용 기재를 제조하기 위해 다양한 기재 물질이 사용될 수 있다. 일부 예에서, 착화용 기재의 조성은 일반적으로, 건조되어 필름 전체에 균일하게 분산된 착화 물질을 포함하거나 함유하는 필름을 형성할 수 있는 용해된 또는 분산된 스타치를 함유하는 용액을 제조하는 능력에 의해서만 제한된다. 다른 예에서, 착화용 기재는 착화용 기재 내부 및/또는 전체에 스타치 또는 다른 착화 물질을 포함할 수 있다.
스타치가 착화 물질로 사용되는 경우, 다양한 상이한 스타치를 사용하여 (예를 들어, 코팅, 혼합 등을 통해) 착화용 기재를 제조할 수 있다. 일부 예에서, 스타치는 천연 스타치, 예컨대 콘 스타치, 메이즈 스타치, 감자 스타치, 쌀 스타치, 타피오카 스타치, 밀 스타치 등 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 스타치는 변성 스타치, 예를 들어 산화된 스타치, 양이온성 스타치, 양쪽성 스타치, 에스테르화된 스타치, 효소 변성된 스타치 등 또는 이들의 조합물일 수 있다. 일부 예에서, 스타치는 천연 스타치와 변성 스타치의 조합물을 포함할 수 있다. 일반적으로, 물의 존재 하에서 요오드와 함께 착색된 착체를 형성할 수 있는 임의의 스타치 또는 스타치 유도체가 사용될 수 있다. 일부 특정 예에서, 착화용 기재는 적어도 0.75 나노그램 (ng) 스타치 (또는 다른 착화 물질)/밀리미터 제곱(㎟) 표면적, 적어도 1 ng 스타치 (또는 다른 착화 물질)/㎟ 표면적, 적어도 2 ng 스타치 (또는 다른 착화 물질)/㎟ 표면적, 또는 적어도 5 ng 스타치 (또는 다른 착화 물질)/㎟ 표면적을 포함할 수 있다.
하나의 특정의 비제한적인 예로서, 15% 폴리비닐알코올 (뉴저지주 뉴 브런스윅 소재의 스펙트럼 케미칼스(Spectrum Chemicals)) 및 1% 말토덱스트린(말트린(Maltrin) M040, 아이오와주 머스카틴 소재의 그레인 프로세싱 코포레이션(Grain Processing Corporation))을 함유하는 수성 용액을 제조하고, 이어서, 용액을 200 ㎛ 두께의 필름으로 캐스팅 또는 달리 스프레딩하고, 증발 건조시킴으로써 착화용 기재를 형성할 수 있다. 생성된 필름은 후술하는 바와 같이 요오드로 코팅되어 MRF를 형성할 수 있다.
보다 상세하게, 얇은 요오드 층 (I₂)이 착화용 기재에 적용될 수 있다. 요오드 층은 다양한 방식으로 착화용 기재에 적용될 수 있다. 일부 예에서, 착화용 기재는, 비-수성 요오드 용액 (예를 들어, 5 중량% 미만의 물, 2 중량% 미만의 물, 1 중량% 미만의 물 또는 0.5 중량% 미만의 물을 함유하는 요오드 용액)으로 코팅하고 이어서 증발시킴으로써 강한 색 형성을 유발하지 않고 요오드로 코팅될 수 있다. 비-수성 요오드 용액을 제조하기 위해 다양한 비-수성 용매가 사용될 수 있다. 비제한적인 예는 메탄올, 에탄올, n-헥산, 에틸 아세테이트, 클로로포름, 디에틸 에테르 등 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 하나의 특정 예로서, 시약 에탄올 (뉴저지주 뉴 브런스윅 소재의 스펙트럼 케미칼스) 중 1% 요오드 용액을 상기 기술된 말토덱스트린/PVA 필름 상에 분무하고 증발 건고시킬 수 있다. 생성된 요오드 코팅된 스타치/PVA 필름은 1 마이크로리터 이하의 양의 물의 존재 하에서 강하게 착색된 착체를 생성할 수 있다. 예를 들어 필름이 피부에 대해 가압되고 개체의 땀 분비관이 피부 표면의 다른 영역에 분포되어 있을 때와 같이, 수분 노출이 공간적으로 불연속적인 경우, 땀 분비관의 영역에서 필름의 국소적인 수화로 인해 2 차원 이미지가 생성될 것이다.
다른 예에서, 요오드는, 액체 물이 없는 상태에서 요오드 증기를 직접 응축시킴으로써 강하게 착색된 착체를 생성하지 않고 착화용 기재 상에 침착될 수 있다. 예를 들어, 종이-계 물질, 직물 재료, 중합체 물질 또는 다른 적합한 기재 물질을 사용하여 본원에 기재된 바와 같은 착화용 기재를 제조할 수 있고, 요오드는 착화용 기재에 직접 응축될 수 있다. 일부 예에서, 열적 금전등록기 용지 (뉴저지주 마와 소재의 써멀 페이퍼 다이렉트 인코포레이티드(Thermal Paper Direct Inc) 또는 다른 적합한 종이-계 물질, 또는 착화용 기재에 적합한 다른 기재 물질은 MRF의 제조에 유용한 양의 스타치를 가질 수 있다. 또한, 특정 종이-계 기재의 비제한적인 예로서, 상업용 복사 용지, 잉크젯 프린터 용지, 레이저 프린터 용지 및 보이즈(Boise) (일리노이주 레이크 포레스트 소재의 페이퍼 코포레이션 오브 아메리카(Paper Corporation of America), 펜실바니아주 에리 소재의 해머밀 페이퍼 (Hammermill), 캘리포니아주 팔로 알토 소재의 HP, 워싱턴주 시애틀 소재의 와이어하우저(Weyerhaeuser), 코네티컷주 노워크 소재의 제록스(Xerox) 등을 비롯한 여러 국내 브랜드로부터 시험된 다목적 사무용 종이는 본원에 기술된 바와 같이 제조될 때 유용한 수준의 스타치 함량을 포함할 수 있다. 상업적인 프린터 또는 필기용 종이는 전형적으로 본원에 기술된 바와 같은 MRF를 제조하는 목적에 유용하다. 하나의 특정 예로서, MRF는 해머밀 프리미엄 다목적 종이 샘플을 결정성 요오드가 있는 24℃의 유리 용기에 넣음으로써 제조될 수 있다. 몇 시간에 걸쳐, 종이 표면으로의 요오드 증기 응축으로 인해 종이에 연한 갈색 색조가 생길 수 있다. 생성되는 MRF는 수분을 가하면 강한 자주색을 나타내며, 활성 땀구멍 부위에서 진한 스팟을 포함한 지문 이미지를 쉽게 생성할 수 있다. 시험을 거친 개체의 손가락의 상대 수분에 따라, 이 이미지는 5 초 이내에 나타날 수 있거나 5 분 정도 걸려야 선명하게 나타날 수도 있다. 다른 측면에서, 특정 수분 수준 또는 조직 특징을 검출하기 위해 더 길거나 더 짧은 접촉 시간이 더 최적일 수 있고, 여기에서 특정의 시간 요건은 없다. 일부 예에서, 유리 용기의 바닥부를 24℃ 초과의 온도, 예컨대 40℃, 50℃, 60℃, 70℃ 이상 또는 기타 승온으로 가열함으로써 요오드 증발 및 후속의 착화용 기재로의 전달을 가속화할 수 있다.
또 다른 예에서, 요오드 층은, 요오드 코팅층 또는 요오드가 풍부한 층을 착화용 기재와 직접 물리적으로 접촉시킴으로써 착화용 기재에 적용될 수 있다. 일부 경우에, 요오드 층을 형성하기 위해 요오드 코팅층 또는 요오드-풍부 층이 착화용 기재에 부착되거나 달리 전달될 수 있다. 일부 추가의 예에서, 요오드 코팅층은 결합제 (예를 들어, 아크릴 결합제, 라텍스 결합제 등 또는 이들의 조합물), 충전제 (예를 들어 탄산 칼슘, 카올린, 활석, 이산화 티탄 등, 또는 이들의 조합물), 가소제 (예를 들어, 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 소르비톨, 폴리에틸렌 글리콜, 다른 폴리올, 다른 폴리에테르 등 또는 이들의 조합물), 중합체 물질 (예를 들어 본원에 열거된 것들) 등 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA) 시트 기재 상에서, 가소제로서의 0.05% 글리세린 (스펙트럼 케미칼스, 뉴 브런스윅 소재), 및 1% 요오드(스펙트럼 케미칼스)를 추가로 함유하는 2% 알기네이트 용액을 건조시킴으로써 알긴산 나트륨(마누콜(Manucol) DH, 펜실바니아주 필라델피아 소재의 FMC 바이오폴리머스)의 얇은 층을 제조할 수 있다. 알기네이트 단독으로는 요오드와의 착색된 착체가 생성되지 않는다. 요오드를 함유하는 건조된 알기네이트 필름은 PMMA 기재로부터 박리되어, 상기 기술된 착화용 기재 중 하나에 적용될 수 있다. 생성된 2 층 또는 이중층 MRF는 한 방울의 물이 적용될 때 국소적으로 강하게 착색된 스타치 요오드 착체를 형성할 수 있다.
얇은 요오드 층은 착화용 기재의 표면에 균일한 갈색을 제공할 수 있다. 밀폐된 기밀 용기에 보관할 때 이 색상은 몇 주 동안 유지될 수 있다. 이러한 용기는 유리, 폴리에틸렌, 왁스, 알루미늄 호일 등 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 그러나, 일부 금속 및 다른 물질, 특히 철-함유 물질은 요오드에 민감하고, 빠르게 부식되며, 따라서 요오드 증기에 대해 불투과성인 보호성 오버-코팅이 제공되지 않는다면 요오드-풍부 필름의 저장에 이상적이지 않다. 얇은 요오드 층이 예를 들어 지문, 손자국, 발자국 또는 기타 피부 표면 (예를 들어, 겨드랑이 피부 표면, 가슴 피부 표면, 사타구니 피부 표면 등) 및 관련 땀 분비관으로부터 습기에 노출된 경우 습윤된 영역은 실질적으로 진해진다. 또한, 일부 예들에서, 이 진해짐은 실질적으로 비가역적일 수 있어서, 각인되고(imprinted) 진해진 영역이 공기에 노출된 채로 있을 때 진해진 상태가 유지된다. 대조적으로, 일부 예에서는, 진해지지 않은 영역은, 갈색이 실질적으로 또는 완전히 소멸될 때까지 공기에 노출될 때 시간이 지남에 따라 밝아질 수 있다. 이론에 구애됨이 없이, 이는 착화용 기재 내의 아밀로스 또는 다른 착화 물질의 헬릭스(helix)에 포획되는 물의 존재 하에서 요오드로부터 야기될 수 있다고 믿어진다. 이 포획된 형태의 요오드는 덜 불안정하고 증발에 의한 손실의 위험이 적다. 비각인된(non-imprinted) 영역의 증발은 또한 각인된 영역의 콘트라스트를 증가시켜 각인된 MRF의 영상을 보다 선명하게 하는 역할을 한다.
요오드 층을 착화용 기재에 적용함으로써, 피부 표면을 MRF와 접촉시키기 전에 요오드를 피부 표면에 적용할 필요가 없다는 것에 주목한다. 이것은 요오드를 피부 표면에 적용한 다음 피부 표면을 착화용 기재에 접촉시키는 것과 비교하여 MRF에 걸쳐 보다 균일한 측정을 제공할 수 있다. 그러나, 혼입된 요오드 층 없이 착화용 기재를 사용할 수 있다. 이 예에서는, 피부 또는 다른 피부 표면이 요오드로 미리 코팅된 후 착화용 기재와 접촉하여 MRF에 의해 생성된 것과 유사한 이미지를 생성할 수 있다. 일부 예에서, MRF는 비-평면 표면에 순응할 수 있는 얇고 유연한 형태로 구현될 수 있다. 일부 실시양태에서, MRF는 또한, 비-평면 표면이 최대로 접촉될 수 있도록 신축성 필름 또는 탄성 발포체 백킹(resilient foam backing)과 같은 탄성적으로 변형가능한 매트릭스를 포함할 수 있다.
일부 추가의 예에서, MRF는 착화용 기재의 뒷면(back side)에 적용된 백킹층을 포함할 수 있고, 뒷면은, 요오드 층이 적용되는 착화용 기재 쪽의 반대쪽이다. 일부 예에서, 백킹층은 피부 표면상의 수분 함량을 검출할 때 증가된 감도를 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 이것은, 수분이 MRF를 통과하도록 하는 것이 아니라 MRF 내에 수분을 더 많이 가둬놓는 것으로부터 야기될 수 있다. 따라서, 백킹층은 선택가능한 정도의 습기-투과성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 백킹층은 수-불투과성 층일 수 있다. 또 다른 예에서, 백킹층은 물에 대하여 반(semi)-투과성 층일 수 있다. 또 다른 예에서, 백킹층은 수분-흡수성 물질일 수 있다. 이러한 상이한 유형의 백킹층은 상이한 수준의 피부 수분을 수용할 수 있다. 예를 들어, 고 흡수성 백킹층은 MRF의 신호를 과-노출 또는 포화시키지 않고도 고 수분 샘플에 더 적합할 수 있다. 반대로, 고 불투과성 백킹층은 수분이 MRF를 통과하는 것을 방지함으로써 저 수분 샘플에 대한 증가된 감도를 제공할 수 있다.
도 1은 MRF(100)의 일례의 단면도를 도시한다. MRF(100)는 기재 물질(110) 및 그 표면에 적용된 착화 물질 코팅(120)을 포함할 수 있다. 이 특정 예에서, 기재 물질(110) 및 스타치-함유 코팅(120)은 착화용 기재를 형성할 수 있고, 착화 물질 코팅(120)은 착화용 기재의 착화용 표면(122)을 형성할 수 있다. 다른 예에서, 스타치 또는 다른 착화 물질은 기재 물질(110) 전체에 분산될 수 있다. 이 경우에, 기재 물질의 표면상의 착화 물질의 농도에 따라 착화 물질 코팅(120)을 포함할 필요가 없을 수 있다. 이 경우에, 착화용 표면은, 요오드 층(130)이 적용되는 착화용 기재의 표면일 수 있다. 이 특정 예에서, 요오드 층(130)은 착화 물질 코팅(120)에 적용되어 시험 표면(132)을 형성한다. 일부 예에서, 요오드가 있는 쪽과 반대쪽에서 또는 시험 표면(132)의 반대쪽에서 착화용 기재에 백킹층(140)이 적용될 수 있다. 도면의 다양한 특징부는 축척대로 도시된 것이 아니며, 단지 MRF의 예의 설명을 용이하게 하기 위해 표현된 것임에 유의한다.
진단 툴로서 사용될 때, MRF는 하나 이상의 사전-선택된 양의 물로 추가로 처리되어 MRF의 사전-선택된 영역 또는 영역들에서, 예컨대 코너 영역에서 또는 가장자리를 따라, 하나 이상의 보정된 색 반응 또는 마크를 생성하여, 시험 측정에 사용할 수 있는 처리되지 않은 영역을 남길 수 있다. 일부 예에서, 보정 마크(들) 또는 보정 영역은 임계(threshold) 색상을 나타내도록 사전-선택될 수 있으며, 이때 시험 영역에서 생성된 착색은 보정 마크(들)보다 더 약하거나 유사하거나 더 강하여, 진단-관련된 수분 수준의 존재 또는 부재를 나타낸다. 다른 예에서, 보정 영역은, 진단-관련된 수분 수준의 심각도 또는 정도를 나타내도록 사전-선택될 수 있다. 이 경우에, 복수의 보정 마크가 이용될 수 있으며, 각각의 보정 마크는 상이한 수분 수준을 나타낸다. 시험 영역에서 생성된 착색을 보정 마크와 비교하여 진단-관련된 수분 수준의 심각도 또는 정도를 결정할 수 있다.
도 2a는 시험 영역(250), 및 단일 임계 보정 마크(262)를 갖는 보정 영역(260)을 갖는 MRF(200)의 하나의 특정 예를 도시한다. 따라서, 시험 영역(250)에서 생성된 착색은 보정 영역(260)의 임계 보정 마크(262)와 비교되어 진단-관련된 수분 수준의 존재 또는 부재를 결정할 수 있다. 다른 예에서, 보정은 MRF의 일부 또는 전체 가장자리를 따라 연장될 수 있고, 진단-관련된 수분 수준의 정도를 결정하기 위해 복수의 보정 마크 또는 구배(gradient) 보정 마크를 포함할 수 있다.
일례에서, 보정 마크(들)은 물을 직접 적용함으로써 생성될 수 있다. 다른 예에서, 보정 마크(들)은, 물이 분산, 용해 또는 포집되어 있는 비-수성 물질의 적용에 의해 생성될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 이것은, 사전-선택된 양의 무수 에탄올에 용해된 사전-선택된 양의 물을 보정 영역에 적용함으로써 달성될 수 있다. 다른 예에서, 사전-선택된 양의 물이 담지된 플라스틱 스펀지가 MRF 보정 영역에 적용될 수 있다. 또 다른 예에서, 보정 마크(들)은, 공기 또는 다른 적절한 유체와 같이 사전-선택된 농도의 수증기를 갖는 스트림 또는 대기에 적절한 보정 기준 색을 발생시키는 사전-선택된 시간 동안 보정 영역을 노출시킴으로써 생성될 수 있다. 다른 예에서, 보정 마크(들)은, 마크를 형성하기에 충분한 주변 수분의 응축을 생성하도록 선택된 사전-선택된 시간 동안, 보정 영역을 사전-선택된 온도로 국소적으로 냉각시킴으로써 생성될 수 있다.
다른 예에서, MRF 보정 마크(들)은, 잉크로 인쇄된 별도의 보정 스트립(strip) 또는 보정 키(key) 상의 마크 또는 마크들로 대체될 수 있다. 별도의 보정 스트립의 인쇄된 마크(들)은, MRF의 영역에 사전-선택된 양의 수분을 첨가함으로써 생성된 색상에 대응될 수 있다. 일부 예에서, 보정 스트립 또는 보정 키는 임계 색상을 포함할 수 있으며, 이때 MRF 상에서 생성된 착색은 임계 보정 마크보다 더 약하거나 유사하거나 더 강할 수 있으며, 이는 진단-관련된 수분 수준의 존재 또는 부재를 나타낸다. 다른 예에서, 보정 스트립 또는 보정 키는, MRF에서 생성된 착색에 기초하여 진단-관련된 수분 수준의 심각도 또는 정도를 나타내는 연속적 또는 반-연속적 색상 구배를 갖는 복수의 보정 마크 또는 하나의 보정 마크를 포함할 수 있다.
도 2b는 MRF의 전체 표면이 시험 영역인 MRF(200)의 일례를 도시한다. 도 2b는, 복수의 보정 마크(262)를 포함하는 별도의 보정 스트립(264)을 추가로 도시한다. 이 특정 예에서는, 단일 보정 스트립(264)이 MRF(200)에 인접하여 배치되어, MRF 상에 생성된 착색 정도를 복수의 보정 마크와 비교하여, 진단-관련된 수분 수준의 심각도 또는 정도를 결정할 수 있다..
또 다른 예에서, 보정 마크의 기능은 소프트웨어로 재생될 수 있으며, 이에 대해 시험 영역 착색이 전자적으로 비교될 수 있다. 그러나, 보정 마크가 소프트웨어로 재생되는 일부 예들에서, MRF는, 소프트웨어를 통한 데이터 획득 및 분석을 정규화하는데 사용될 수 있는 대조군 표준 영역을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 대조군 표준 영역은 특정 색 표준 영역을 잉크로 인쇄함으로써 제조될 수 있다. 다른 예에서, 대조군 표준 영역은 대조군 표준 영역에 소정량의 물을 적용함으로써 제조될 수 있다. 또 다른 예에서, 대조군 표준 영역은 불필요할 수 있으며, 소프트웨어가 전자적 또는 저장된 보정 정보에 기초하여 진단-관련된 수분 수준의 존재 또는 부재 또는 정도를 결정할 수 있다.
따라서, MRF의 보정 영역은 다수의 적절한 방식으로 생성 또는 발생될 수 있다. 보정 영역이 생성되거나 발생되는 방식은 특별히 제한되지 않으며 임의의 적절한 방법이 사용될 수 있다.
진단 MRF 및/또는 관련 방법과 관련된 적절한 보정 영역으로, 다한증 또는 기타 발한 또는 수분-관련 상태가 있을 수 있는 의료 환자는 진단될 피부 영역이 MRF 진단 툴의 수분-반응성 시험 영역과 접촉되게 위치할 수 있다. 손바닥, 발바닥, 얼굴, 가슴, 겨드랑이 부위, 사타구니 또는 기타 적합한 피부 표면과 같은 다양한 피부 표면이 시험에 사용될 수 있다. 시험된 피부 표면은 사전-선택된 기간 동안 MRF와 접촉한 상태로 있을 수 있으며, 그 후에 피부 표면이 MRF와의 접촉으로부터 제거되어, 환자의 피부 표면의 땀에 의한 수분에 반응하여 발생된 착색을 육안으로 검사할 수 있다. 피부 표면은, 선택된 특정 보정 기준, 사용된 MRF의 유형 등에 따라, 다양한 사전-결정된 시간 동안 상기 수분-반응성 시험 영역과 접촉 상태를 유지할 수 있다. 적용 기간의 비제한적 예는 약 1 초 내지 약 300 초, 약 2 초 내지 약 240 초, 약 3 초 내지 약 120 초, 약 5 초 내지 약 90 초, 약 8 초 내지 약 60 초, 또는 약 10 초 내지 약 30 초의 기간을 포함할 수 있다.
발한은 자연적인 생물학적 과정이며 발한을 유발할 수 있는 여러 가지 요인이 있다. 따라서 오탐지를 최소화하거나 측정의 정확도를 최대화하기 위한 조치를 취하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 어떤 경우에는 시험 대상이 시험을 수행하기 전에 긴장하거나 불안해져서 발한을 유발하고, 가능하게는, 잘못된 시험 결과를 생성할 수도 있다. 따라서, 일부 경우에, 잘못된 시험 결과를 최소화하기 위해 다수의 시험전 절차가 수행될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 시험 대상은 시험을 수행하기 전에 시험될 피부 표면을 타월, 전기 건조기 등 또는 이들의 조합으로 건조시키도록 지시받을 수 있다. 일부 예에서, 시험 대상은 시험을 수행하기 적어도 또는 약 3 분, 적어도 또는 약 5 분, 적어도 또는 약 8 분, 적어도 또는 약 10 분, 또는 적어도 또는 약 15 분 전에, 시험될 피부 표면을 건조시키도록 지시받을 수 있다. 일부 예에서, 시험 대상은, 시험 영역에 또는 다른 적합한 시간에 피부 표면을 적용하기 전에, 약 5 분 내지 약 30 분, 또는 약 10 분 내지 약 60 분 범위 내의 시간 동안, 시험될 피부 표면을 건조시키도록 지시받을 수 있다. 일부 추가의 예에서, 시험이 수행되는 환경을 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 제어된 온도, 습도 수준, 공기 유동 등 또는 이들의 조합을 갖는 환경에서 시험을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 예에서, 시험 대상은 진단 시험을 수행하기 전에 사전-결정된 시간 동안 제어된 시험 환경 내에 유지되도록 지시받을 수 있다. 일부 추가의 예에서, 시험 대상은, 시험 대상이 제어된 시험 환경 내에 있고 피부 표면을 MRF에 적용하기 전에 사전-결정된 시간 동안 기다리는 중에, 시험할 피부 표면을 사전-결정된 시간 동안 건조시키도록 지시받을 수 있다. 일부 추가의 예에서, 시험 대상의 심장 박동수가 사전-결정된 범위 (예를 들어, 분당 약 60 비트 내지 분당 약 100 비트, 또는 분당 100 비트 이하) 내에 있는지 확인하기 위하여 시험을 수행하기 전에 시험 대상의 심장 박동수를 모니터링할 수 있다. 다양한 다른 시험전 절차도 수행될 수 있다. 따라서, 잘못된 시험 결과를 최소화하기 위해 상술한 시험전 절차와 같은 하나 이상의 시험전 절차를 따를 수 있다.
임의적으로, 시험이 수행된 후, 예를 들어 평판 문서 스캐너, 휴대용 컴퓨터 또는 스마트폰으로부터의 카메라, 다른 적절한 전자 이미지화 기술, 또는 이들의 조합에 의해, MRF는 전자적으로 이미지화될 수 있다. 일부 예에서, 전자적으로 스캔된 이미지는 임의적으로, NIH ImageJ 오픈-소스 소프트웨어와 같은 일반적인 이미지 분석 소프트웨어를 사용하거나, 컴퓨터 또는 스마트폰에서 실행되는 해당 프로그램 또는 어플리케이션에 의해 분석될 수 있다. 일부 추가 예들에서, 이미지는, 시험 영역과 보정 영역 사이의 색 밀도 비교를 수행하여 시험 영역의 수분이 보정된 영역 내의 수준의 위, 아래 또는 유사한지를 결정하는 분석 프로그램 또는 애플리케이션의 일부로서 획득될 수 있어, 진단 결과가 직접 결정될 수 있도록 한다.
또한, 일부 예들에서, MRF는 또한, 양식 문서 등의 일부로서, 트랙킹 코드, 전자 스캔 패턴, 텍스트, 명령 및/또는 기록될 영역으로 각인될 수 있다. 이러한 예에서, 시험 영역은 양식 문서의 부분구역일 수 있다. 일부 예에서, 시험 전 및/또는 후에, 시험에 사용될 MRF의 영역은, 보호 필름, 덮개 또는 포장에 의해, 물 노출 또는, 예를 들면 승화에 의한, 요오드 손실로부터 보호될 수 있다. 일부 추가의 예에서, 시험 영역은 보정 영역에 인접하거나 연속적이어서, 시험 영역의 수분으로부터의 색 신호와 보정 영역의 색 신호의 비교를 용이하게 할 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같이, MRF는 다한증 또는 다른 수분-관련 상태를 진단 또는 검출하는 방법, 및/또는 피부 표면상의 발한 또는 수분 함량의 감소를 모니터링하는 방법에 사용될 수 있다. 상기 방법은, 대상에게, 수분-반응성 시험 영역 및 임의적으로 보정 영역을 갖는 MRF를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 시험 대상의 피부 표면을 사전-결정된 시간 동안 MRF의 시험 영역에 적용하고이어서 노출된 시험 영역을 드러내기 위해 시험 영역으로부터 피부 표면을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 예에서, 피부 표면은, 어떤 이유로 땀 생성 또는 피부 표면 수분 수준을 결정하는 것이 바람직한 임의의 피부 표면일 수 있다. 일부 특정 예에서, 피부 표면은 발바닥과 같은 발의 피부 표면, 또는 손바닥과 같은 손의 피부 표면, 겨드랑이 영역 (예를 들어, 겨드랑이), 가슴 영역일 수 있으며, 사타구니 영역, 얼굴 영역 또는 다른 적절한 피부 표면일 수 있다.
상술한 바와 같이, 피부 수분에 노출되면 MRF가 진해질 수 있다. 따라서, MRF의 시험 영역이 샘플 피부 표면과 접촉될 때, MRF는 피부 표면의 다른 영역들의 수분 함량에 비례하여 진해질 것이다. 따라서, 노출된 시험 영역은 샘플 피부 표면의 "지문" 또는 "퍼스피로그래프(perspirograph)"를 제공할 수 있다. 노출된 시험 영역은, MRF 상에 위치한 보정 영역, 별도의 보정 스트립 또는 보정 키 상의 보정 영역 또는 전자 보정 영역과 같은 MRF와 관련된 보정 영역과 비교되어, 시험 대상이 다한증 또는 기타 수분-관련 상태를 갖는지에 대해 결정할 수 있다. 또한, 노출된 시험 영역은 시간에 따른 땀 생성의 모니터링에 사용될 수 있다. 일부 예에서, 땀 생성은 치료제를 사용한 치료에 의해 개선될 수 있다. 따라서, MRF로 상기 상태를 모니터링하는 것은, 치료 효과량의 치료제가 대상에게 투여되고 있음을 확인하는 데 도움이 될 수 있다. 이와 같이, 이 방법은 임의의 적절한 간격으로 수행되어 치료 진행을 모니터링할 수 있다. 또한, 평균 점수를 결정하기 위해 사전-결정된 시간에 걸쳐 다수의 측정을 수행하는 것이 바람직할 수 있음에 주목하여야 한다. 이는, 불안, 심박수 증가 등과 같은 외부 요인으로 인한 비정상적인 데이터 포인트로 인한 잘못된 데이터를 최소화하는 데 도움이 될 수 있다. 따라서 경우에 따라 처리 진행 상황을 모니터링하기 위해 시간에 걸쳐 많은 시험 결과의 평균을 모니터링할 수 있다.
MRF가 손가락, 손바닥, 발끝, 발 또는 다른 적절한 피부 표면과 접촉하여 수분에 적절하게 노출되면, 접촉된 피부 뿐아니라 개별 땀 분비관의 수분 함량이, 널리 알려진 잉크-기반 지문 기록과 유사한 독특한 패턴으로 기록된다. 그러나, MRF는 피부 접촉 영역 및 분비관 출구에서의 활동적 땀 생성의 증거 둘다를 기록한다. 이 조합된 패턴은, 잉크-기반 또는 기타 지문 정보와 동일한 방식으로, 개체에 대해 고유하다. 실리콘 또는 다른 중합체 각인을 사용함으로써, 잉크-기반 또는 오일-기반 지문은 높은 재현성으로 복제되어, 심지어 지문-기반 보안 수단을 회피할 수 있다는 것은 널리 이해되고 있다. 대조적으로, MRF 기술에 의해 생성된 지문 내에 분포된 활성 땀 분비관의 존재는 재생이 매우 어려울 수 있으며, 따라서 이러한 식별 기록에서 훨씬 더 높은 수준의 보안을 제공할 수 있다.
MRF 진단 툴 및 관련 방법이 일반적으로, 피부 표면과 관련된 땀 생성 또는 다른 수분-관련 상태의 진단 및 모니터링과 관련하여 설명되었지만, MRF 및 관련 방법은 이러한 예에 국한되지 않는다. 예를 들어, MRF의 시험 영역은 수증기 또는 사람의 입김(breath)을 포함하는 가스의 흐름에 노출되어 상기 가스중 물의 존재 또는 수준을 결정하거나 사람이 호흡하는지 여부를 결정할 수 있다. 또 다른 예에서, 자른(cut) 식물 또는 과일의 수분 함량이 시험될 수 있다. 다른 예에서, MRF의 넓고 평평한 치수는 불-침투성 층으로 덮히거나 코팅되어, 수분의 유입이 가장자리의 노출로부터 발생되도록 할 수 있다. 다른 예에서, MRF는, 보호 포장 또는 선적 모니터링 또는 다른 용도에서, 비가역적 물 노출 징후를 생성할 수 있다. 다른 예에서, MRF는 전자 장치에 통합되어, 장치를 손상시킬 수 있는 물에의 노출을 보여줄 수 있다. 다른 예에서, MRF는, 수분 측정기에 삽입된 작은 시험 스트립의 형태를 취할 수 있다. 따라서, MRF 및 관련 방법은, 물 측정이 바람직한 임의의 적합한 방법으로써 사용될 수 있다. 또한, 본원에 기술된 바와 같은 MRF는, 시험 표면 상에 존재하는 물의 양을 결정하는 간단하고 정량화가능하고 재현가능한 수단을 제공할 수 있고, 물리적으로 유연하여 불규칙한 형상의 표면과의 접촉을 허용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한, 표면에서의 수분 함량에 기초하여 표면 특징을 식별하는 방법을 기술한다. 일반적으로, 상기 방법은 본원에 기술된 수분-반응성 필름(MRF)의 시험 영역에 표면을 사전-결정된 시간 동안 적용하는 단계 및 노출된 시험 영역을 드러내기 위해 시험 영역으로부터 표면을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 본원에 기재된 표면은 식물 표면, 과일 표면, 포장 표면, 전자 장치 또는 구성 요소의 표면 등을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 표면은 대상의 피부 표면을 포함할 수 있다.
표면이 피부 표면인 경우, 수분 함량에 기초하여 다양한 표면 특징이 결정될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 상기 방법은 땀 분비관의 위치에 기초한 지문 또는 다른 식별 방법에 사용될 수 있다. 이러한 경우에, MRF는, 예를 들어 손가락 끝과 같은 하나 이상의 피부 표면 위치를 수용하기 위한 하나 이상의 시험 영역을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2c는 복수의 시험 영역(250)을 포함하는 MRF(200)를 도시한다. 복수의 시험 영역을 갖는 MRF는, 예를 들어 지문 측정 목적을 위해, 복수의 표면의 표면 특징을 평가하거나 식별하는데 효과적일 수 있다. 다른 예에서, 복수의 시험 영역을 갖는 MRF는, 피부 표면과 같은 통상의 표면에 대한 수분 데이터를 여러 번 수집하여 더 넓은 표면 프로파일을 생성하고, 추가 데이터 포인트를 획득하여, 예를 들어, 상기 통상의 표면 등에 관한 평균 시험 점수를 생성하는데 사용될 수 있다. 도 2c의 MRF는 보정 영역을 포함하고 있지 않지만, 일부 예에서는, 표면 특징을 하나 이상의 보정 마크와 비교하여 특정 결과의 유의미성 또는 관련성을 결정하는 것이 또한 유용할 수 있다.
본 발명은 또한 수분-반응성 필름(MRF) 시스템 또는 키트를 기술한다. 상기 시스템 또는 키트는 본원에 기술된 바와 같은 MRF 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 시스템 또는 키트의 MRF는 보정 영역을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 일부 예에서, 시스템은, 착색된 보정 마크(들)를 생성하기 위해 보정 영역에 적용될 수 있는 하나 이상의 수분 표준을 포함할 수 있다. 이 경우, 수분 표준은 점적기, 피펫 또는 기타 적절한 분배 장치를 통해 보정 영역에 적용될 수 있다. 일부 예에서, 분배 장치가 시스템 또는 키트에 포함될 수 있다. 다른 예에서, 시스템은 하나 이상의 수분 표준을 제조하는 방법 및 수분 표준을 보정 영역에 적용하는 방법에 관한 지침서를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 보정 영역은 잉크로 인쇄되거나 유사하게 착색된 보정 마크(들)를 제조하도록 형성될 수 있다.
일부 예들에서, MRF는 보정 영역을 포함하지 않을 수 있다. 일부 예에서, 시스템은, 상부에 보정 마크 또는 스케일이 인쇄되어 있거나 달리 형성된 하나 이상의 개별 보정 스트립 또는 키를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 보정 스트립 또는 키는, 보정 마크(들)를 생성하기 위해 수분 표준이 적용될 수 있는 하나 이상의 지정된 보정 영역을 포함할 수 있다. 이 경우, 보정 스트립(들) 또는 키(들)과 함께 사용하기 위해, 하나 이상의 수분 표준이 시스템 또는 키트에 포함될 수 있다.
다른 예에서, 시스템 또는 키트는, 소프트웨어를 통한 전자 보정 데이터와 관련하여 MRF를 사용하는 방법에 관한 지침서를 포함할 수 있다. 이 경우 MRF에 보정 영역이 포함되지 않을 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 시스템 또는 키트는 보정 스트립 또는 키, 수분 표준, 또는 임의의 다른 비-전자적 보정 툴을 포함하지 않을 수 있다.
시스템 또는 키트에는 시스템 또는 키트 사용 방법에 관한 지침서가 포함될 수도 있다. 예를 들어, 지침서는 최종 사용자에게 피부 표면에 MRF를 사전-결정된 기간 동안 적용하도록 지시할 수 있다. 일부 예에서, 지침서는 최종 사용자에게 시험 결과와 비교하기 위해 적절한 색 보정 데이터를 생성하는 방법을 지시할 수 있다. 또 다른 예에서, 지침서는 최종 사용자에게 시험을 수행하기 전에 하나 이상의 시험전 절차를 수행하도록 지시할 수 있다.
일부 예에서, 키트는 또한, MRF의 적용을 위한 시험 부위를 준비하는데 적합한 피부 건조 물질을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 피부 건조 물질은 수분-흡수성 직물을 포함할 수 있다 (예를 들어, 본원에 기술된 것들). 일부 예에서, 수분-흡수성 직물은 마이크로섬유 직물일 수 있다. 일부 예에서, 피부 건조 물질은 종이-계 타월, 건조 용매 (예를 들어, 에탄올, 이소프로필 알코올 등)를 포함하는 일회용 타월렛 등을 포함할 수 있다. 이러한 피부 건조 물질 또는 다른 적합한 피부 건조 물질의 임의의 조합이 시스템 또는 키트에 포함될 수 있다.
본원에 개시된 방법, 장치 및 시스템의 이점 중 일부를 예시하기 위해 몇몇 비제한적인 예가 하기에 제공된다. 이들 예는 단지 예시적인 목적으로 제공되며 제한하려는 것이 아니다.
일부 예에서, 수분-반응성 필름은
요오드 및 물의 존재 하에 가시화가능한 착체를 형성하는 착화 물질을 함유하는 착화용 기재; 및
시험 영역을 포함하는 수분-반응성 필름을 형성하기 위해 착화용 기재에 적용된 요오드 층
을 포함한다.
일부 예에서, 착화용 기재는 종이, 직물, 중합체 물질 또는 이들의 조합물을 포함한다.
일부 예에서, 착화용 기재는 종이를 포함한다.
일부 예에서, 착화 물질은 종이 전체에 걸쳐 혼합된다.
일부 예에서, 종이는 착화 물질을 포함하는 표면 코팅을 포함한다.
일부 예에서, 착화용 기재는 직물을 포함한다.
일부 예에서, 직물은 면, 린넨, 실크, 대마, 대나무, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄 또는 이들의 조합물을 포함한다.
일부 예에서, 착화용 기재는 중합체 물질을 포함한다.
일부 예에서, 중합체 물질은, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 카보머, 폴리아크릴산, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 공중합체, 다른 공중합체, 알부민, 카제인, 제인, 콜라겐, 다른 단백질, 덱스트로스, 자당, 말토스, 트레할로스, 아밀로스, 덱스트로스, 프룩토스, 만노스, 갈락토스, 기타 당, 에리쓰리톨, 쓰레이톨, 아라비톨, 자일리톨, 리비톨, 만니톨, 소르비톨, 갈락티톨, 푸시톨, 이디톨, 이노시톨, 볼레미톨, 이소말트, 말티톨, 락티톨, 말토트리이톨, 말토테트라이톨, 폴리글리시톨, 다른 당 알코올, 콘드로이틴 및/또는 다른 글리코사미노글리칸, 이눌린, 스타치, 아카시아 검, 아가, 카복시메틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 에틸 셀룰로스, 알긴산염, 카라기난, 카시아 껌, 셀룰로스 검, 키틴, 키토산, 커들란, 젤라틴, 덱스트란, 피브린, 풀셀라란, 젤란 검, 가티 검, 구아 검, 트라가칸트, 카라야 검, 로커스트 빈 검, 펙틴, 스타치, 타라 검, 잔탄 검 및 기타 다당류, 및 상기 성분들 중 어느 것의 작용화된 유도체, 이들의 공중합체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 착화 물질은 천연 스타치를 포함한다.
일부 예에서, 착화 물질은 변성 스타치를 포함한다.
일부 예에서, 착화용 기재는 0.75 나노그램 (ng) 이상의 착화 물질/밀리미터 제곱(㎟) 기재 표면적을 포함한다.
일부 예에서, 요오드 층은 요오드 코팅층을 포함한다.
일부 예에서, 요오드 코팅층은 결합제, 충전제, 가소제, 중합체 물질 또는 이들의 조합물을 포함한다.
일부 예에서, 수분-반응성 필름은 요오드 층이 적용되는 쪽과 반대쪽에서 착화용 기재의 뒷면에 위치된 백킹층을 추가로 포함한다.
일부 예에서, 수분-반응성 필름은 지정된 보정 영역 및 지정된 시험 영역을 추가로 포함한다.
일부 예에서, 수분-반응성 필름을 제조하는 방법은
요오드 및 물의 존재 하에서 가시화가능한 착체를 형성하는 착화용 기재를 제조하기 위해 착화 물질을 기재 물질과 조합하는 단계; 및
요오드 층을 착화용 기재에 적용하여 수분-반응성 필름을 형성하는 단계
를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 상기 조합은 착화 물질을 기재 물질 전체에 혼합 또는 분산시키는 것을 포함한다.
일부 예에서, 상기 조합은, 착화 물질 코팅을 기재 물질의 표면에 적용하여, 요오드 및 물의 존재 하에서 가시화가능한 착체를 형성하는 착화용 기재를 제조하는 것을 포함한다.
일부 예에서, 요오드 층을 적용하는 것은 비-수성 요오드 용액으로 착화용 기재의 착화용 표면을 코팅하는 것을 포함한다.
일부 예에서, 요오드 층을 적용하는 것은 요오드 증기를 착화용 기재의 착화용 표면에 직접 응축시키는 것을 포함한다.
일부 예에서, 요오드 층을 적용하는 것은 요오드 코팅층으로 기재의 착화용 표면을 코팅하는 것을 포함한다.
일부 예에서, 요오드 코팅층은 결합제, 충전제, 가소제, 중합체 물질 또는 이들의 조합물을 포함한다.
일부 예에서, 상기 방법은 기재에 백킹 필름을 적용하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 예에서, 백킹 필름은, 착화 물질을 기재 물질과 조합시키기 전에 기재 물질에 적용되어 착화용 기재를 제조한다.
일부 예에서, 수분-관련 피부 증상을 검출하는 방법은
본원에 기재된 바와 같은 수분-반응성 필름(MRF)을 대상에게 제공하는 단계;
대상의 피부 표면을 수분-반응성 필름의 시험 영역에 사전-결정된 시간 동안 적용하는 단계;
노출된 시험 영역을 드러내기 위해 시험 영역으로부터 피부 표면을 제거하는 단계; 및
수분-관련 피부 증상의 존재 또는 부재를 검출하기 위해 노출된 시험 영역을 보정 영역과 비교하는 단계
를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 피부 표면은 발 표면, 손 표면, 얼굴 표면, 가슴 표면, 겨드랑이 표면 또는 사타구니 표면이다.
일부 예에서, 사전-결정된 시간은 1 초 내지 300 초이다.
일부 예에서, 보정 영역은 수분-반응성 필름 상에 포함된다.
일부 예에서, 보정 영역은 별도의 보정 스트립에 포함된다.
일부 예에서, 보정 영역은, 수분-반응성 필름에 포함되지 않은 디지털 보정 영역이다.
일부 예에서, 상기 방법은, 대상의 피부 표면을 시험 영역에 적용하기 전에 피부 표면을 건조시키는 단계를 추가로 포함한다.
일부 예에서, 수분-반응성 필름(MRF) 시스템은
본원에 기재된 수분-반응성 필름(MRF); 및
최종 사용자에게 사전-결정된 시간 동안 MRF를 표면에 적용하도록 지시하는 지침서
를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 표면은 피부 표면이다.
일부 예에서, 피부 표면은 발 표면, 손 표면, 얼굴 표면, 가슴 표면, 겨드랑이 표면 또는 사타구니 표면이다.
일부 예에서, 사전-결정된 시간은 1 초 내지 300 초이다.
일부 예에서, MRF는 보정 영역을 포함한다.
일부 예에서, 보정 영역은 하나 이상의 보정 마크를 제조하기 위해 인쇄된다.
일부 예에서, 시스템은, 하나 이상의 보정 마크를 제조하기 위해 보정 영역에 적용하기 위한 하나 이상의 수분 표준을 추가로 포함한다.
일부 예에서, 시스템은 MRF와 별개의 하나 이상의 보정 스트립을 추가로 포함한다.
일부 예에서, 시스템은 피부 건조 물질을 추가로 포함한다.
일부 예에서, 피부 건조 물질은 수분-흡수성 직물, 종이-계 타월, 건조 용매를 포함하는 일회용 타월렛, 또는 이들의 조합물을 포함한다.
일부 예에서, MRF는 복수의 시험 영역을 포함한다.
일부 예에서, 표면에서의 수분 함량에 기초하여 표면 특징을 식별하는 방법은
본원에 기술된 수분-반응성 필름(MRF)의 시험 영역에 표면을 사전-결정된 시간 동안 적용하는 단계; 및
노출된 시험 영역을 드러내기 위해 시험 영역으로부터 표면을 제거하는 단계
를 포함할 수 있다
일부 예에서, 표면은 대상의 피부 표면이다.
일부 예에서, 피부 표면은 손가락 끝을 포함한다.
일부 예에서, MRF는 복수의 시험 영역을 포함한다.
일부 예에서, 표면을 적용하는 단계는 대상의 지문을 얻기 위해 대상의 개별 손가락 끝을 복수의 시험 영역의 개별 시험 영역에 적용하는 것을 포함한다.
일부 예에서, 상기 방법은 수분 함량에 기초하여 표면 특징의 존재 또는 부재를 검출하기 위해 노출된 시험 영역을 보정 영역과 비교하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예
실시예 1 - 폴리비닐알코올 멤브레인 디바이스를 사용한 땀 생성 지문화
본 발명자들은, 얇고 유연한 폴리비닐알콜 (PVA) 및 말토덱스트린의 필름을 포함하는, 땀구멍을 가시화하는데 일반적으로 사용되는 요오드-스타치 착체의 멤브레인-기반 구성을 개발하였다. 요오드 존재 하에, 이 필름은 습윤시 빠르게 발색된다. 이 필름 방식은, 건조한 스타치 과립 또는 오일에 분산된 과립을 사용하는 보다 일반적인 방식과 비교하여 실질적인 이점을 제공한다. 상기 필름은 건조한 멤브레인 내의 스타치의 균질 분포를 반영하여 고 분리능으로 착색을 나타내며, 상기 착색화는 필름 자체 내에서 전개되어, 하부 조직 기재로부터 제거되고 후속적으로 표준화된 전자 방법을 사용하여 가시화되고 영구적으로 기록(스캔)될 수 있게 하며, 이는 시험 대상 피부의 불규칙한 표면에서 보이는 스팟의 실질적인 가시적 분석을 피하고 땀 수준의 정량적 비교를 촉진한다.
더욱 상세하게는, 폴리비닐알코올/말토덱스트린 용액을 건조시켜 제조된 멤브레인은 요오드의 존재 하에서 발한에 반응한다. 요오드 코팅된 피부 표면을 건조된 스타치/PVA 필름에 대해 몇 분 동안 가압하는 이 "지문화" 방법에 의해, 분리가능한 땀 분비관를 이용한 땀 생성의 고 분리능 이미지가 생성된다. 이 방법을 사용하여 마우스 발 정도의 작은 영역 및 사람 발 정도의 큰 영역을 일관되게 분석할 수 있으며, 생성된 "필름"을 건조한 환경에 저장하거나 보다 정량적인 분석을 위해 전자적으로 이미지화할 수 있다.
본 발명자들은 상기 기술된 막 센서를, PVA 또는 임의의 다른 개별적으로 적용된 중합체의 사용을 필요로 하지 않는 종이-계 장치로 추가로 구성하였다. 간단하게는, 종이, 직물 또는 임의의 다른 친수성 표면에 요오드 및 물의 존재하에 착색된 착체를 형성하는 것으로 공지된 물질, 전형적으로 스타치, 말토덱스트린 또는 유사 물질을 담지하며, PVA가 또한 이에 사용될 수 있다. 필요한 경우, 표면을 건조시킨 다음, 조기 착색화를 방해하는 무수(anhydrous) 방식으로 원소 요오드를 이 표면에 침착시킨다. 착색된 착체를 형성할 수 있는 요오드 및 상응하는 작용제 둘 다가 담지된 생성된 표면은 물에 민감하여, 150 pL/㎟ 이하, 또는 250 fL/픽셀의 정도의 소량의 물에 노출될 때, 또는 개별 땀구멍으로부터의 1.8 pL의 물 노출시, 가시적인 착색을 빠르게 발생시킨다. 요오드는, 결정질 고체로부터의 직접적인 증기 노출에 의해, 또는 시약 메탄올 또는 에탄올 또는 유사 물질과 같은 무수 (또는 거의 무수) 용매 중의 원소 물질의 용액에 의해 스타치성 기재를 습윤시킨 다음요오드의 증발 손실보다 더 빠르게 진행되는 용매의 증발 건조를 수행함에 의해, 무수 방식으로 편리하게 침착될 수 있다. 결과적인 필름은 요오드 함량의 점진적인 손실을 막기 위해 밀봉가능한 용기 또는 패키지에 저장될 수 있으며, 필름 센서 물질 내의 액체 물의 응축 및 색의 발생을 방지하기 위해 충분히 낮은 습도 조건에서 저장되어야 한다. 인쇄를 수용하도록 설계된 대부분의 상업용 용지에는 소위 사이징제(sizing agent)가 포함되어 있어, 잉크 물질의 균일하고 준비된 흡수를 포함하여 많은 이점을 제공한다. 이들 사이징제는, 스타치와 같이, 물의 존재 하에서 요오드와 착색된 착체를 형성할 물질을 포함하며, 이에 따라 본원에 기술된 수분 감지 장치에 적합한 준비된 플랫폼을 제공한다.
실시예 2 - MRF 내의 스타치 및 요오드 함량의 평가
물에 대한 색 반응을 가시화하는 데 필요한 스타치 및 요오드의 양을 평가하기 위해, 스타치가 담지되지 않은 종이 매트릭스인 킴와이프(Kimwipe) 실험실용 와이프 (킴벌리-클락(Kimberly-Clark), 텍사스주 어빙 소재)에 말토덱스트린의 다양한 용액 1 μL 스팟을 모델 스타치 성분으로서 투여하였다. 0.01 중량%의 말토덱스트린 수용액 1 μL 용량은 직경 약 8 mm의 스팟을 형성하여, 대략 1 mg * 0.01%/50 ㎟ = 0.000002 mg/㎟ = 2 ng/㎟로 스타치 침착이 달성되도록 하였다. 이 용량은, 유사한 양의 무수 요오드 용액으로 처리되고 이어서 수분에 노출될 때, 반응하여, 보통의 빛 하에서의 육안 검사에 의해 용이하게 명백한 착색된 영역을 형성하였다. 예를 들어, 500 pg/㎟의 더 낮은 스타치 수준은, 본원에 기재된 시스템의 이러한 예시적인 실시양태에서 가시적으로 자명하고 명백한 신호를 형성하지 않았다.
실시예 3 - 종이-계 디바이스에서의 MRF
해머밀 잉크젯 페이퍼(Hammermill Inkjet Paper) 제품 # 105050과 같은 표준 잉크젯 프린터 용지 한 장을, 50℃의 플레이트로부터 1 ft3의 부피로 승화된 대략 0.5g의 요오드 증기에 20℃의 주변 온도에서 1 시간 동안 노출시켰다. 제거 후, 추가 처리 없이, 생성된 MRF는, 직접적인 피부 접촉으로부터와 같은 액체 물과의 접촉에 대해 강한 감도를 나타내지만, 주위 20℃, 55% 습도 분위기에서는 눈에 띄는 착색화를 발생시킴이 없이 쉽게 조작될 수 있다.
실시예 4 - MRF의 보정 특성화
상기 실시예 3의 MRF는 소량의 물을 적용함으로써 특정 수분 수준의 검출에 대해 쉽게 보정된다. 순수한 물을 적용하면, 평균 그레이스케일(grayscale) 수준이 약 40인 매우 가시적인 진한 자주색 착색이 야기되며, 이는, 일반적인 평판 컬러 스캐너, 이 실시예에서는 1200dpi 24 비트 RGB 스캔 매개 변수로 설정된 엡슨 퍼펙션(Epson Perfection) V550 사진 스캐너 (엡슨 아메리카 인코포레이티드(Epson America, Inc.), 캘리포니아주 롱 비치 소재) 상에서 스캔하고 ImageJ 오픈 소스 이미지 분석 소프트웨어 (http://imagej.nih.gov/ij, v. 1.50d)를 사용하여 그 이미지를 분석함으로써 생성된 표준 0-255 그레이스케일 상의 약 220의 밝은 황갈색 배경(비-습윤) 수준과 쉽게 구별된다. 일반적인 핸드폰 카메라 (iPhone 7+, 애플 인코포레이티드(Apple Inc.), 캘리포니아주 쿠퍼티노 소재)와 상기 소프트웨어를 사용하여, 유사한 상대적인 그레이 수준 및 계산된 반응을 확인할 수 있다. 소량의 물을 전달하는 편리한 방법은 시약 에탄올 또는 메탄올과 같은 비-수성 용매에 용액 형태의 물을 도입하는 것이다. 예를 들어, 무수 아세톤 중 1% 물 용액 1 μL를 실시예 2에 기술된 MRF에 적용할 때, 종이의 눈에 띄는 색 변화는 결과적으로 10 초과의 그레이 수준 또는 최대 색 반응의 약 5%의 생성된 스팟을 초래하며, 이는, 아세톤이 증발함에 따라 약 10 초에 걸쳐 나타나고, 물이 MRF에 스며들게 한다. 이것은, 약 4.5 mm 반경 또는 약 4.5 * 600 = 2700 픽셀 폭과 약 63.6 ㎟의 면적, 또는 약 63.6 * 600 = 38000 픽셀의 면적의 대략 원형의 스팟을 제공할 수 있다. 이렇게 가시화된 스팟은 이들 38000 픽셀에 분포된 원래의 1 μL 용액의 10 nL 수분 함량에서 기인된 것이다. 따라서, 1 μL/38000 픽셀의 1% 수성 용액 용량, 또는 10 pL/38000 픽셀 또는 약 260 fL/픽셀의 물 용량에서 색이 선명하다. 활성인 사람 땀구멍과의 접촉으로 인해 착색된 영역으로서 관찰되는 스팟 크기는 스캔된 이미지의 육안 검사를 통해 매우 쉽게 관찰할 수 있으며, 직경 0.12 mm와 0.011 ㎟의 면적 정도로 작을 수 있다. 따라서, 사람 모공으로부터의 스팟은 1 μL 보정 스팟 크기보다 면적이 5600 배 이상 더 작을 수 있으며, 이는 10 nL/5600 = 1.7 pL 범위 내에 드는 모공으로부터 측정된 물 용량에 대응한다. 이와 같이, 물 노출에 반응하여 신호 세기를 정량화하는 것은, 신호 노출 데이터가 현장에서 생성되도록, 보정된 농도의 정확한 양의 수용액을 전달함으로써 용이해질 수 있다. 하나 이상의 이러한 보정 마크를 포함하면 센서가 작동하는지를 확인할 수 있고, 등급화(grading) 또는 품질 관리를 용이하게 할 뿐만 아니라 후속 사용을 위한 편리한 판독 기준을 제공할 수 있다.
예를 들어, 도 3a는 사람 손바닥 피부와 20 초간 접촉한 후의 실시예 3의 종이-계 MRF의 이미지를 나타내며, 이는, 땀구멍이 MRF와 접촉하여, 피부색 또는 지문과 유사하게 요오드-스타치 색 반응을 유발하지만 표면 땀을 기록하는, 표피 피부의 융기부를 따라 배열된 잘 정의된 반점형의 진한 스팟을 나타낸다. 이 이미지는, 정상 땀 범위(다한증으로 진단될 수 없는 개체) 내에서 고려될 수 있는 피부에 대한 MRF 반응을 묘사한다. 도 3b는, 어느 정도의 다한증을 나타내는 것으로 간주될 수 있는 피부와 마찬가지로 20 초 접촉한 후의 동일한 종이 시트의 상이한 영역을 도시한다 (이 프린트를 가진 개체는 다한증으로 진단될 수 있음). 스케일 바는 ¾"를 나타낸다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 도 3a에서 관찰된 것과 유사한 반점형 패턴이 기록되지만, 도 3b에서는 비-발한증 개체에서보다 더 많은 개수와 밀도로 상기 패턴이 있으며, 또한 과도한 수분의 흡수(wicking)에 의해 또는 표피 표면의 추가적인 확산 수분에 의해 야기될 수 있는 추가적인 확산 스테이닝(diffuse staining)이 존재한다. 이러한 이미지는, 총 땀 배출량, 땀 분포 또는 과도한 땀의 흡수 정도의 입증을 통해 다한증 진단의 기초를 형성할 수 있다. 또한, 도 3b 또는 손 전체에 대한 확대된 자국은, 의사의 후속 치료에 대한 가이드로서, 더 많거나 더 적은 다한증으로 특정 영역을 식별하는 데 사용할 수 있다. 또한, 도 3c는 보정된 1 μL 용량의 선택된 물 농도 세트 및 결과적인 반응으로부터의 반응 데이터를 제시하며, 이때 축들은, 픽셀을 기준으로 한 물 용량 뿐 아니라 도 3a 및 도 3b의 지문을 기록하는데 사용된 실시예 3의 동일 종이-계 MRF 상의 생성 그레이 수준을 나타낸다. y-축은 픽셀의 그레이 수준을 차트로 나타내며, 여기서, 물 노출로 인한 진해짐은 더 낮은 그레이 값을 도시하고, 0.0 pL 물 투입량에서 보이는 195의 그레이 수준은 진해지지 않은 배경 그레이 수준을 반영한다. "임계값"이라고 표시된 점선은, 색상 임계값 (이 경우 180 그레이)이 어떻게 사전-선택된 수준 초과로 물 노출을 기록하는 데 사용될 수 있는지 (예를 들어, 발한 작용 또는 밀도의 정량적 측정을 위해 다한증으로 간주되는 활성 땀샘 또는 영역을 감지하고 계산하는 데 사용될 수 있는지)를 보여주는 자유로이 선택된 예를 예시한다. 이러한 임계값 수치 또는 수치들은, 피부과 전문의와 상의하여, 다한증 또는 땀샘 또는 땀 분비관의 다른 기능 장애와 같은 특정 증상에 대한 유용한 진단 기준을 나타내거나 또는 약물 또는 요법의 작용을 측정하도록 설정될 수 있다. 24 비트 RGB 컬러 및 1200dpi 분리능 설정치에서 엡슨 스캔(Epson Scan) 소프트웨어 버전 3.9.2.3US 에 의해 실행되는 앱슨 리플렉션(Epson Reflection) V550 스캐너를 사용하여 필름을 전자적으로 이미지화함으로써 물 반응 강도를 정량화하였다. 이미지는 분석을 위해 1200 dpi 이미지로 저장되었고, 이미지 신호 세기 수준은 오픈-소스 ImageJ 소프트웨어 버전 2.0.0-RC-42/1.50d를 이용하여 추출되었다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 이미지의 분석은, 흡수된 수분의 양을 반영하는 MRF의 진해진 정도를 결정하는데 적합할 수 있는 임의의 다양한 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, MRF의 노출되지 않은 영역 (밝은 황갈색 색상이고 180 이상의 디지털 RGB 그레이 값으로 스캔됨)의 대부분을 제외하는 그레이 값 180의 임계값을 사용하는 것은, MRF의 해당 면적에 대해 거의 약 250 fL 이상의 물 용량에 상응하는 픽셀을 효과적으로 선형화한다. 그 임계값을 사용하여, 더 낮은 그레이 값의 픽셀(임계값 초과의 물 노출을 나타내는 더 진한 픽셀)의 수는, 도 3a에서는 총 295,313 개의 픽셀이고, 반면 도 3b에서는 1,394,286 개의 픽셀이 임계값을 초과하였다. 따라서, 도 3b의 더 습한 피부와의 접촉으로부터 발생하는 MRF 신호는, 도 3a의 덜 습한 피부보다 1,394,286/295,313 = 4.7 배 더 높은, 정량적 진한 픽셀 수로 쉽게 할당된다. 진한 픽셀은 카운트만 되는 것이 아니라 가중치 합(각 픽셀의 역산된(inverted) 그레이 수준의 합)(예컨대, 그레이 수준 60에서 각 픽셀은 255 - 60 = 195의 값으로 됨)이 사용되는 경우, 이와 같이 하여 도 3a에 대해 생성된 "점수"는 2.63 * 107인 반면, 도 3b의 더 습윤성인 MRF는 1.40 * 108의 점수를 얻고, 따라서 두 스캔 간의 습윤성의 차이를 향상시켜, 도 3b에서 도 3a보다 약 5.3 배 더 높은 점수가 얻어진다. 도 3c가 보여주듯이, 약 1pL/픽셀 노출 수준 이하에서, 이 실시예의 MRF의 반응은 실질적으로 선형이며 0.99+의 상관 계수를 나타내어, 가중치 합을 사용하는 것이 그 범위에 대한 정확하고 정량적인 습윤성 측정을 나타내게 한다.
도 3d는, 도 3a, 도 3b 및 도 3c가 부분 이미지로 추출된 단일 MRF 시트를 도시한다. 도 3a는 도 3d의 좌측에 비-다한증 전체 손바닥 자국으로부터 취해진 확대된 영역을 도시한다. 도 3b는 도 3d의 우측의 더 습윤된 다한증 전체 손바닥 자국으로부터 취해진 확대된 영역을 도시한다. 도 3d의 왼쪽 하단에서, 일련의 무수 아세톤중 수용액 1 μL 분취액의 적용으로부터 발생된 보정 마크로서 일련의 원형의 진해진 영역들을 볼 수 있으며, 이로부터 색 강도 데이터를 분석하여 도 3c의 그래프를 생성한다.
도 4a는 PVA-계 MRF를 사용하여 획득된 발의 땀자국의 하나의 특정 예를 도시하며, 이는, 단일 조작으로 넓은 영역 (예를 들어, 전체 발의 밑면)에 걸친 땀 생성을 기록하는 이 접근법의 능력을 입증한다. 스케일 바는 ¾"를 나타내고, 박스는 도 4b에서 확대된 영역을 도시한다. 필름에 기록된 세부 사항의 확대도가 도 4b에 도시되어 있으며, 이로써 발바닥 표면의 피부 융기부 내의 개별 모공을 쉽게 식별할 수 있다. 이 건강한 자원자에서 모든 모공이 활성인 것은 아니며, 밝은 부분은 PVA 필름과 건조한 땀 분비관 개구부의 접촉 부족에 해당한다. 융기부는 수분 함량으로 인해 가시적이지만 모공의 더 강한 착색화와 비교하여 쉽게 식별된다.
도 5는 뒷면 (비-노출) 표면 상에 접착성 필름과 함께 결합된 2 장의 스타치-함유 종이-계 필름을 도시한다. 이 이미지에서 볼 수 있는 바와 같이, 필름 백킹은 피부 표면상의 수분 함량을 검출함에 있어서 증가된 감도를 제공할 수 있다.
상기 실시예는 하나 이상의 특정 응용에서의 본 발명의 원리를 예시하지만, 발명의 성능을 보여주지 않고도 본 발명의 원리 및 개념으로부터 벗어남이 없이 실시의 형태, 용도 및 구현의 세부 사항에 있어서 많은 수정이 수행될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에 기재된 청구 범위를 제외하고는 제한되지 않는 것으로 의도된다.

Claims (48)

  1. 요오드 및 물의 존재 하에 가시화가능한 착체를 형성하는 착화 물질(complexing material)을 함유하는 착화용 기재(complexing substrate); 및
    시험 영역을 포함하는 수분-반응성 필름을 형성하기 위해 착화용 기재에 적용된 요오드 층
    을 포함하는 수분-반응성(moisture-responsive) 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    착화용 기재가 종이, 직물, 중합체 물질 또는 이들의 조합물을 포함하는, 수분-반응성 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    착화용 기재가 종이를 포함하는, 수분-반응성 필름.
  4. 제 3 항에 있어서,
    착화 물질이 종이 전체에 걸쳐 혼합되는, 수분-반응성 필름.
  5. 제 3 항에 있어서,
    종이는 상기 착화 물질을 포함하는 표면 코팅을 포함하는, 수분-반응성 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    착화용 기재는 직물을 포함하는, 수분-반응성 필름.
  7. 제 6 항에 있어서,
    직물이 면, 린넨, 실크, 대마, 대나무, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄 또는 이들의 조합물을 포함하는, 수분-반응성 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    착화용 기재가 중합체 물질을 포함하는, 수분-반응성 필름.
  9. 제 3 항에 있어서,
    중합체 물질이 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 카보머, 폴리아크릴산, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 공중합체, 다른 공중합체, 알부민, 카제인, 제인, 콜라겐, 다른 단백질, 글루코스, 수크로스, 말토스, 트레할로스, 아밀로스, 덱스트로스, 프룩토스, 만노스, 갈락토스, 기타 당, 에리쓰리톨, 쓰레이톨, 아라비톨, 자일리톨, 리비톨, 만니톨, 소르비톨, 갈락티톨, 푸시톨, 이디톨, 이노시톨, 볼레미톨, 이소말트, 말티톨, 락티톨, 말토트리이톨, 말토테트라이톨, 폴리글리시톨, 다른 당 알콜, 콘드로이틴, 및/또는 다른 글리코사미노글리칸, 이눌린, 스타치, 아카시아 검, 아가, 카복시메틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 에틸 셀룰로스, 알기네이트, 카라기난, 카시아 검, 셀룰로스 검, 키틴, 키토산, 커들란, 젤라틴, 덱스트란, 피브린, 풀셀라란, 젤란 검, 가티 검, 구아 검, 트라가칸트, 카라야 검, 로커스트 빈 검, 펙틴, 스타치, 타라 검, 잔탄 검 및 기타 다당류, 및 상기 성분들 중 어느 것의 작용화된 유도체, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 일원인, 수분-반응성 필름.
  10. 제 1 항에 있어서,
    착화 물질은 천연 스타치를 포함하는, 수분-반응성 필름.
  11. 제 1 항에 있어서,
    착화 물질은 변성 스타치를 포함하는, 수분-반응성 필름.
  12. 제 1 항에 있어서,
    착화용 기재가 0.75 나노그램 (ng) 이상의 착화 물질/제곱밀리미터(㎟)의 기재 표면적을 포함하는, 수분-반응성 필름.
  13. 제 1 항에 있어서,
    요오드 층이 요오드 코팅층을 포함하는, 수분-반응성 필름.
  14. 제 13 항에 있어서,
    요오드 코팅층이 결합제, 충전제, 가소제, 중합체 물질 또는 이들의 조합물을 포함하는, 수분-반응성 필름.
  15. 제 1 항에 있어서,
    요오드 층이 적용된 면과 반대쪽에서 착화용 기재의 뒷면에 위치된 백킹(backing) 층을 추가로 포함하는 수분-반응성 필름.
  16. 제 1 항에 있어서,
    지정된 보정(calibration) 영역 및 지정된 시험 영역을 추가로 포함하는 수분-반응성 필름.
  17. 착화 물질을 기재 물질과 조합하여, 요오드 및 물의 존재 하에서 가시화가능한 착체를 형성하는 착화용 기재를 제조하는 단계; 및
    요오드 층을 상기 착화용 기재에 적용하여 수분-반응성 필름을 형성하는 단계
    를 포함하는, 수분-반응성 필름의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 조합은 상기 착화 물질을 상기 기재 물질 전체에 혼합 또는 분산시키는 것을 포함하는, 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 조합은, 요오드 및 물의 존재 하에 가시화가능한 착체를 형성하는 착화용 기재를 제조하기 위해 착화 물질 코팅을 상기 기재 물질의 표면에 적용하는 것을 포함하는, 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    요오드 층의 적용은 착화용 기재의 착화용 표면을 비-수성 요오드 용액으로 코팅하는 것을 포함하는, 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    요오드 층의 적용은 착화용 기재의 착화용 표면에 요오드 증기를 직접 응축시키는 것을 포함하는, 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    요오드 층의 적용은 기재의 착화용 표면을 요오드 코팅층으로 코팅하는 것을 포함하는, 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    요오드 코팅층이 결합제, 충전제, 가소제, 중합체 물질 또는 이들의 조합물을 포함하는, 방법.
  24. 제 17 항에 있어서,
    기재에 백킹 필름을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    착화용 기재를 제조하기 위해 착화 물질을 기재 물질과 조합하기 전에, 기재 물질에 백킹 필름이 적용되는, 방법.
  26. 제 1 항에 따른 수분-반응성 필름(MRF)을 대상에게 제공하는 단계;
    대상의 피부 표면을 수분-반응성 필름의 시험 영역에 사전-결정된 시간 동안 적용하는 단계;
    시험 영역으로부터 피부 표면을 제거하여, 노출된 시험 영역을 드러내는 단계; 및
    노출된 시험 영역을 보정 영역과 비교하여 수분-관련 피부 증상(skin condition)의 존재 또는 부재를 검출하는 단계
    를 포함하는, 수분-관련 피부 증상의 검출 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    피부 표면이 발 표면, 손 표면, 얼굴 표면, 가슴 표면, 겨드랑이 표면 또는 사타구니 표면인, 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    사전-결정된 시간이 1 초 내지 300 초인, 방법.
  29. 제 26 항에 있어서,
    보정 영역이 상기 수분-반응성 필름 상에 포함되는, 방법.
  30. 제 26 항에 있어서,
    보정 영역은 별도의 보정 스트립 상에 포함되는, 방법.
  31. 제 26 항에 있어서,
    보정 영역이, 수분-반응성 필름 상에 포함되지 않은 디지털 보정 영역인, 방법.
  32. 제 26 항에 있어서,
    대상의 피부 표면을 시험 영역에 적용하기 전에 피부 표면을 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  33. 제 1 항에 따른 수분-반응성 필름(MRF); 및
    최종 사용자에게, MRF를 표면에 사전-결정된 시간 동안 적용하도록 지시하는 지침서
    를 포함하는, 수분-반응성 필름(MRF) 시스템.
  34. 제 33 항에 있어서,
    표면이 피부 표면인, 시스템.
  35. 제 34 항에 있어서,
    피부 표면이 발 표면, 손 표면, 얼굴 표면, 가슴 표면, 겨드랑이 표면 또는 사타구니 표면인, 시스템.
  36. 제 33 항에 있어서,
    사전-결정된 시간이 1 초 내지 300 초인, 시스템.
  37. 제 33 항에 있어서,
    MRF가 보정 영역을 포함하는, 시스템.
  38. 제 37 항에 있어서,
    보정 영역이, 하나 이상의 보정 마크를 제조하도록 인쇄된, 시스템.
  39. 제 37 항에 있어서,
    보정 영역에 적용되어 하나 이상의 보정 마크를 제조하기 위한 하나 이상의 수분 표준을 추가로 포함하는 시스템.
  40. 제 33 항에 있어서,
    MRF와 별개의 하나 이상의 보정 스트립을 추가로 포함하는 시스템.
  41. 제 33 항에 있어서,
    피부 건조 물질을 추가로 포함하는 시스템.
  42. 제 41 항에 있어서,
    피부 건조 물질이 수분-흡수성 직물, 종이-계 타월, 건조 용매를 포함하는 일회용 타월렛 또는 이들의 조합물을 포함하는, 시스템.
  43. 제 33 항에 있어서,
    MRF가 복수의 시험 영역을 포함하는, 시스템.
  44. 제 1 항에 따른 수분-반응성 필름(MRF)의 시험 영역에 사전-결정된 시간 동안 표면을 적용하는 단계; 및
    시험 영역으로부터 상기 표면을 제거하여, 노출된 시험 영역을 드러내는 단계
    를 포함하는, 표면에서의 수분 함량에 기초하여 표면 특징을 확인하는 방법.
  45. 제 44 항에 있어서,
    표면이 대상의 피부 표면인, 방법.
  46. 제 45 항에 있어서,
    피부 표면이 손가락 끝을 포함하는, 방법.
  47. 제 44 항에 있어서,
    MRF가 복수의 시험 영역을 포함하는, 방법.
  48. 제 47 항에 있어서,
    표면을 적용하는 단계는, 대상의 지문을 얻기 위해 대상의 개별 손가락 끝을 복수의 시험 영역의 개별 시험 영역에 적용하는 것을 포함하는, 방법.
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