KR20200094856A - Liquid injected micro-needle of three or more layers structure and method for preparation thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액체 주입형 마이크로 니들 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 약액을 포함하는 중단부로 형성된 트리(tree) 형상의 3층 이상 구조 액체 주입형 마이크로 니들 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid injection type microneedle and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a three or more layer structure liquid injection type microneedle having a tree shape formed with a middle portion including a chemical solution, and a method of manufacturing the same.
사람의 피부에 생리 활성 물질을 투입하는 경우, 기존의 주사 바늘을 이용할 수 있으나 주사 부위에서의 통증 수반, 피부의 손상 출혈 및 주사 바늘로 인한 질병 감염 등이 야기될 수 있다.In the case of injecting a physiologically active substance into human skin, an existing injection needle may be used, but pain at the injection site, damage to the skin, bleeding, and disease infection due to the injection needle may occur.
이에, 최근에는 마이크로 니들(microneedle, 또는 초미세바늘)을 이용한 생리 활성 물질의 피부 내 전달 방법이 활발하게 연구되고 있다. 마이크로 니들은 주요 장벽층인 피부의 각질층을 뚫을 수 있도록 수십 내지 수백 마이크로미터의 직경을 가질 수 있다.Accordingly, recently, a method of delivering a physiologically active substance into the skin using a microneedle (or ultra-fine needle) has been actively studied. The microneedles may have a diameter of tens to hundreds of micrometers to penetrate the stratum corneum of the skin, which is the main barrier layer.
마이크로 니들은 기존의 주사 바늘과 달리 무통증의 피부 관통 및 무외상을 특징으로 할 수 있다. 또한, 마이크로 니들은 피부의 각질층을 관통하여야 함으로 어느 정도의 물리적 경도가 요구될 수 있다. 또한, 생리 활성 물질이 피부의 표피층 또는 진피층까지 도달하기 위하여 적정한 길이도 요구될 수 있다. 또한, 수백 개의 마이크로 니들의 생리 활성 물질이 효과적으로 피부 내로 전달되기 위해서는, 마이크로 니들의 피부 투과율이 높으면서도 피부에 삽입된 후에 용해 시까지 일정 시간 동안 유지되어야 한다.Unlike conventional injection needles, microneedles can be characterized by painless skin penetration and no trauma. In addition, since the microneedles must penetrate the stratum corneum of the skin, a certain degree of physical hardness may be required. In addition, an appropriate length may be required for the physiologically active substance to reach the epidermal layer or the dermal layer of the skin. In addition, in order for the physiologically active substances of hundreds of microneedles to be effectively delivered into the skin, the microneedles must have a high skin transmittance and must be inserted into the skin and maintained for a certain time until dissolution.
이러한 마이크로 니들을 제조하는 기존 방식은 금형 제조 방식과 인장 제조 방식을 들 수 있다.Existing methods of manufacturing such microneedles include a mold manufacturing method and a tensile manufacturing method.
금형 방식을 이용한 마이크로 니들 제조방법은 금형의 특성상 마이크로 니들의 종횡비가 낮기 때문에 피부를 천공하기 어려우며 마이크로 니들의 개수밀도가 낮다.The microneedle manufacturing method using the mold method is difficult to perforate the skin because the aspect ratio of the microneedle is low due to the characteristics of the mold, and the number density of the microneedles is low.
인장 방식을 이용한 마이크로 니들 제조방법은 물질을 패치에 떨어뜨린 후 잡아늘린 후 건조시켜 얇아진 부분을 잘라내 제조하는 방식으로, 이러한 특성 때문에 마이크로 니들의 길이가 일정하지 않고, 생긴 모양 때문에 통증을 많이 느끼는 문제점이 있다.The microneedle manufacturing method using the tensile method is a method in which a material is dropped on a patch, stretched, dried, and then cut out and thinned. Due to this characteristic, the length of the microneedle is not constant, and the shape of the microneedle is not constant. There is this.
또한, 금형 방식과 인장 방식은 모두 가격이 비싸서, 시장 성장에 걸림돌로 작용되고 있으며, 고밀도의 마이크로 니들을 배치하지 못하기 때문에 2시간 가량 부착하고 있어야 하는 불편함이 있다. 더욱이, 두 방식 모두 공법 상 마이크로 니들의 개수밀도를 높이기 어렵기 때문에 두 공법으로 제조된 마이크로 니들 패치의 경우 2시간 이상 부착할 것을 권고하고 있는데, 이는 20분 정도 붙이길 권고하는 일반 패치에 비해 시간이 길다는 단점이 있다. In addition, since both the mold method and the tensile method are expensive, they are acting as an obstacle to the growth of the market, and since it is not possible to arrange a high-density microneedle, it is inconvenient to be attached for about 2 hours. Moreover, since it is difficult to increase the number density of microneedles in both methods, it is recommended to attach a microneedle patch manufactured by both methods for at least 2 hours, which is longer than a general patch that recommends attaching about 20 minutes. There is a downside to being long.
부착 시간이 긴 이유는 바로 니들의 개수밀도가 낮기 때문이다. 마이크로 니들의 개수밀도가 낮으므로, 패치에 포함된 마이크로 니들의 전체 표면적이 좁고, 피부와의 접촉 면적이 좁으므로 피부와의 반응 속도가 느릴 수 밖에 없다. 그런데 기존의 두 공법으로는 개수밀도를 더 높이기 어려우므로 피부와의 반응 속도를 더 빠르게 할 수 없다.The reason why the attachment time is long is that the number density of needles is low. Since the number density of microneedles is low, the overall surface area of the microneedles included in the patch is narrow and the contact area with the skin is narrow, so the reaction speed with the skin is inevitably slow. However, since it is difficult to increase the number density further with the two existing methods, the reaction speed with the skin cannot be accelerated.
미용 목적이 아닌 의료용 마이크로 니들 제작을 염두에 두었을 때, 기존 두 공법의 한계가 더욱 드러난다. 기존 두 공법 모두 백신이나 약물을 혼합할 때 니들 전체를 동일한 농도의 균질 혼합물로 제조해야 한다. 그런데 니들 사이즈를 일정하게 하기 어렵고, 패치와 피부 사이 경계면이나 주입 통로에 남아 있는 약물로 인해서 피부에 침투되는 정도를 조절할 수 없으므로, 정량 투여가 불가능에 가깝다.When the manufacturing of medical microneedles, not for cosmetic purposes, is in mind, the limitations of the two existing methods are further revealed. When mixing vaccines or drugs in both existing methods, the entire needle must be made into a homogeneous mixture of the same concentration. However, since it is difficult to make the needle size constant, and the degree of penetration into the skin cannot be controlled due to the drug remaining in the interface between the patch and the skin or in the injection passage, quantitative administration is almost impossible.
이에 따라, 다층(multi-layered) 구조를 갖는 마이크로 니들에 대한 필요성이 제기되기 시작했으며, 예를 들어, 인슐린 정량 투여의 경우에는 이런 다층 구조의 마이크로 니들이 필요하다는 주장이 제기된 바 있다(Ito et al., Diabetes Technology & Therapeutics, 2012, 14, 10).Accordingly, the need for a microneedle having a multi-layered structure has begun to be raised, and for example, in the case of insulin quantitative administration, it has been argued that such a multi-layered microneedle is necessary (Ito et al. al., Diabetes Technology & Therapeutics, 2012, 14, 10).
본 발명은 캐비티에 용융되는 약액을 포함하는 중단부, 중단부를 지지하는 하단부 및 중단부의 상단에 위치하는 상단부를 포함하는 트리(tree) 형상의 3층 이상 구조 액체 주입형 마이크로 니들을 제조함으로서, 약액의 보존을 강화하고, 피부 내부로의 침투를 용이하게 하며, 액체 상태의 약액을 투여 가능한 마이크로 니들을 제안한다. The present invention manufactures a three or more layered liquid injection type microneedle having a tree shape including a middle portion including a chemical solution melted in the cavity, a lower end supporting the middle portion, and an upper end positioned at the upper end of the middle portion, We propose a microneedle that enhances the preservation of the skin, facilitates penetration into the skin, and can administer liquid chemicals.
본 발명의 일 실시예에 따른 3층 이상 구조의 액체 주입형 마이크로 니들에 있어서, 피부의 내부로 침투하며, 캐비티(cavity)에 용융되는 약액을 포함하는 중단부, 상기 중단부를 지지하는 하단부 및 상기 중단부의 상단에 위치하여 침투를 용이하게 하는 상단부를 포함한다.In the liquid injection type microneedle having a three or more layer structure according to an embodiment of the present invention, a middle portion including a chemical solution that penetrates into the skin and melts in a cavity, a lower end portion supporting the middle portion, and the It is located at the top of the middle portion and includes an upper end to facilitate penetration.
상기 중단부는 내부에 일정한 크기의 홈 형상인 캐비티(cavity)를 포함하며, 상기 캐비티에 액체 상태의 상기 약액을 포함할 수 있다.The middle portion may include a cavity having a predetermined size in the shape of a groove, and may include the chemical liquid in a liquid state in the cavity.
상기 중단부는 상기 약액이 포함된 캐비티 상단을 차단하여 상기 약액을 밀폐시킬 수 있다.The stopping part may block the upper end of the cavity containing the chemical solution to seal the chemical solution.
상기 약액과 접촉되는 캐비티 표면은 상기 약액과 반응하지 않는 방수성 물질로 코팅된 것일 수 있다.The surface of the cavity in contact with the chemical solution may be coated with a waterproof material that does not react with the chemical solution.
상기 상단부 및 상기 중단부는 각뿔 또는 원뿔 형상을 가지고, 상기 하단부는 각기둥 또는 원기둥 형상을 가질 수 있다.The upper end and the middle portion may have a pyramidal or conical shape, and the lower end may have a prismatic or cylindrical shape.
상기 중단부의 밑면 직경은 상기 상단부의 밑면 직경 또는 상기 하단부의 밑면 직경보다 크며, 상기 상단부의 밑면 직경은 상기 하단부의 밑면 직경보다 클 수 있다.A bottom diameter of the middle portion may be greater than a bottom diameter of the upper end or a bottom diameter of the lower end, and the bottom diameter of the upper end may be greater than a bottom diameter of the lower end.
상기 하단부는 3층 이상 구조의 최하층에 위치하여 상기 중단부의 각뿔 또는 원뿔의 밑면 직경에 결합되는 형태이며, 상기 상단부 및 상기 약액을 포함하는 상기 중단부를 지탱 가능한 직경으로 형성될 수 있다.The lower end portion is located in the lowermost layer of the three or more layers structure and is coupled to the diameter of a pyramid or a bottom of the cone of the middle portion, and may be formed with a diameter capable of supporting the upper end portion and the middle portion including the chemical solution.
상기 하단부는 베이스부와 상기 액체 주입형 마이크로 니들을 연결하는 녹는 물질로 형성되어, 상기 베이스부로부터 상기 액체 주입형 마이크로 니들을 분리시킬 수 있다. The lower end portion is formed of a melting material connecting the base portion and the liquid injection type microneedle, so that the liquid injection type microneedle may be separated from the base portion.
상기 상단부, 상기 중단부 및 상기 하단부는 서로 다른 물질로 형성될 수 있다.The upper part, the middle part, and the lower part may be formed of different materials.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법은 하단부를 형성하는 단계, 상기 하단부 상에, 캐비티(cavity) 형상의 초기 중단부를 형성하는 단계, 상기 캐비티에 피부의 내부로 침투하여 용융되는 약액을 주입하는 단계, 상기 약액이 주입된 캐비티 상단을 차단하여 상기 중단부를 형성하는 단계 및 상기 중단부 상에, 상단부를 형성하는 단계를 포함한다. The method of manufacturing a liquid-injected microneedle according to an embodiment of the present invention includes forming a lower end, forming an initial interruption in a cavity shape on the lower end, and penetrating the cavity into the interior of the skin. Injecting a molten chemical solution, forming the middle portion by blocking an upper end of the cavity into which the chemical solution was injected, and forming an upper end portion on the middle portion.
상기 초기 중단부를 형성하는 단계는 상기 약액과 접촉되는 캐비티 표면에 상기 약액과 반응하지 않는 방수성 물질을 코팅할 수 있다.In the forming of the initial stopping part, a waterproof material that does not react with the chemical may be coated on the surface of the cavity in contact with the chemical.
상기 중단부를 형성하는 단계는 상기 약액이 포함된 상기 캐비티 상단을 차단하여 상기 약액을 밀폐시킬 수 있다.In the forming of the stopping part, the chemical liquid may be sealed by blocking an upper end of the cavity containing the chemical liquid.
상기 약액을 주입하는 단계는 생체 적합성 물질로 형성되는 상기 약액을 주입할 수 있다.Injecting the chemical solution may inject the chemical solution formed of a biocompatible material.
상기 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법은 3D 프린팅 방식을 이용하여 상기 하단부, 상기 중단부 및 상기 상단부의 상기 액체 주입형 마이크로 니들을 제조할 수 있다.The liquid injection type microneedle may be manufactured using a 3D printing method to manufacture the liquid injection type microneedle at the lower end, the middle and upper ends.
상기 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법은 상기 하단부, 상기 중단부 및 상기 상단부를 서로 다른 물질로 형성하여 3층 이상 구조의 상기 액체 주입형 마이크로 니들을 제조할 수 있다.In the method of manufacturing the liquid injection type microneedle, the liquid injection type microneedle having a three or more layer structure may be manufactured by forming the lower part, the middle part, and the upper part of different materials.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법에 의해 제조된 액체 주입형 마이크로 니들을 포함하는 마이크로 니들 패치.Microneedle patch comprising a liquid injection type microneedle manufactured by the method of manufacturing a liquid injection type microneedle according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따르면, 3층 이상 구조의 액체 주입형 마이크로 니들을 제조함으로써, 약액의 보존을 강화하고, 피부 내부로의 침투를 용이하게 하며, 액체 상태의 약액을 투여 가능하게 할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by manufacturing a liquid-injectable microneedle having a three or more layer structure, it is possible to strengthen the storage of the chemical solution, facilitate penetration into the skin, and enable the administration of the liquid chemical solution. .
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 3D 프린팅 기술을 이용하여 3층 이상 구조의 액체 주입형 마이크로 니들을 제조함으로써, 피부 천공, 통증 유무, 니들 개수밀도, 부착시간, 정밀도, 가격, 확장성 등 기술적 측면과 경제적 측면에서 기존 방식에 비해 유리한 장점이 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by manufacturing a liquid-injected microneedle having a three or more layer structure using 3D printing technology, skin perforation, presence of pain, needle count density, attachment time, precision, price, expandability, etc. It has advantages over the existing method in terms of technology and economy.
또한, 본 발명에 의해 액체 주입형 마이크로 니들을 제조하는 경우 주름개선 화장품 시장, 의료 시장에서 높은 경쟁력을 확보할 수 있다.In addition, when manufacturing a liquid-injected microneedle according to the present invention, it is possible to secure high competitiveness in the wrinkle-improving cosmetic market and the medical market.
즉, 본 발명은 서로 다른 형태의 상단부, 중단부 및 하단부를 포함하는 3층 이상 구조의 액체 주입형 마이크로 니들을 제조할 수 있기 때문에 의료용으로 적합하다. That is, the present invention is suitable for medical use because it is possible to manufacture a liquid injection type microneedle having a three or more layer structure including an upper end, a middle end, and a lower end of different shapes.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들의 사시도를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 및 약액을 포함하는 액체 주입형 마이크로 니들의 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3층 이상 구조 액체 주입형 마이크로 니들의 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 기존 방식과 본 발명에 따른 방식에 의해 제조된 마이크로 니들을 비교한 일 예시도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 액체 주입형 마이크로 니들 패치의 사시도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들 제조방법의 동작 흐름도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들 제조방법에 의해 액체 주입형 마이크로 니들이 제조되는 단계를 도시한 것이다.1 is a perspective view showing a liquid injection type microneedle according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are cross-sectional views of a liquid injection type microneedle including a cavity and a chemical solution according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a liquid injection type microneedle having a three or more layer structure according to an embodiment of the present invention.
4 shows an exemplary view comparing the microneedle manufactured by the method according to the present invention and the conventional method.
5 is a perspective view showing a liquid injection type microneedle patch manufactured according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an operation of a method for manufacturing a liquid injection type microneedle according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a step of manufacturing a liquid injection type microneedle by a method of manufacturing a liquid injection type microneedle according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. In addition, the same reference numerals shown in each drawing denote the same members.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 시청자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary according to the intention of viewers or operators, or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.
본 발명의 실시예들은, 약액을 포함하는 중단부, 중단부 상단에 위치하여 피부 내부로의 침투를 용이하게 하는 상단부 및 중단부를 지지하는 하단부를 포함하는 3층 이상 구조의 액체 주입형 마이크로 니들을 제조함으로써, 약액의 보존을 강화하고, 피부 내부로의 침투를 용이하게 하며, 액체 상태의 약액을 투여 가능한 것을 그 요지로 한다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들은 3층 이상의 구조인 것을 특징으로 한다. Embodiments of the present invention include a liquid injection type microneedle having a three or more layer structure including a middle portion containing a chemical solution, an upper portion that is located at the upper portion of the middle portion to facilitate penetration into the skin, and a lower portion supporting the middle portion. By manufacturing, the preservation of the chemical solution is strengthened, penetration into the skin is facilitated, and the liquid chemical solution can be administered. At this time, the liquid injection type microneedle according to an embodiment of the present invention is characterized in that it has a structure of three or more layers.
이하에서는 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들의 사시도를 도시한 것이다. 1 is a perspective view showing a liquid injection type microneedle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)은 상단부(110), 중단부(120) 및 하단부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a liquid
상단부(110)는 중단부(120)의 상단에 위치하여 피부(S) 내로 침투를 용이하게 한다. 상단부(110)는 피부(S)로 침투하는 침투방향을 기준으로, 선단은 뾰족한 첨단 형상을 가지며 예를 들어, 삼각, 사각, 오각, 육각 등의 각뿔 또는 원뿔 형상으로 형성되어 피부(S) 내로 침투를 용이하게 할 수 있다. 이 때, 상단부(110)는 피부(S) 천공을 용이하게 하기 위해서, 중단부(120) 및 하단부(130)에 비해 더 강한 강도의 물질로 구성되는 것을 특징으로 한다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 상단부(110)는 액체 주입형 마이크로 니들(100)이 피부(S) 내부로의 침투가 용이하도록 하며, 약액을 포함하는 중단부(120)를 보호할 수 있다. The
실시예에 따라서, 상단부(110)는 피부(S) 내로 침투하여 녹는 수용성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 수용성 물질은 트레알로스(trehalose), 올리고사카라이드(oligosaccharide), 수크로스(sucrose), 말토스(maltose), 락토스(lactose), 셀로비오스(cellobiose), 히아루로닉 산(hyaluronic acid), 알지닉 산(alginic acid), 펙틴(pectin), 카라기난(carrageenan), 콘드로이틴 설페이트(chondroitin sulfate), 덱스트란 설페이트(dextran sulfate), 키토산(chitosan), 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린(fibrin), 아가로스(Agarose), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카복시메틸셀룰로스(carboxymethylcellulose), 싸이클로덱스트린(Cyclodextrin) 및 젠티비오스(gentiobiose) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. Depending on the embodiment, the
중단부(120)는 상단부(110)를 통해 피부(S) 내로 침투 가능하여 캐비티(cavity)에 용융되는 약액을 포함한다. 중단부(120)는 상단부(110)에 의해 피부(S) 내부로 침투되는 경우, 캐비티에 포함된 용융 가능한 수용성 고분자인 약액은 피부(S) 내부로 흡수될 수 있다. The
중단부(120)는 상단부(110)가 제거된 삼각, 사각, 오각, 육각 등의 각뿔대 또는 원뿔대 형상을 나타내며, 내부에 약액을 포함할 수 있는 캐비티 영역을 포함한다. 이 때, 캐비티 영역은 중단부(120)의 중앙보다 위쪽인 상단 영역에 위치하는 것이 바람직할 수 있으나, 실시예에 따라서는 약액이 투여되는 시점, 투여 시간, 투여되는 양에 따라 캐비티 영역의 위치, 크기, 형태는 다양하게 적용 가능하다. 나아가, 캐비티는 약액의 양, 증발속도 및 온도, 액체 주입형 마이크로 니들(100)의 제조를 위한 중단부(120)의 형태, 약액의 점도, 약액의 농도, 사용되는 용매, 캐비티 상단을 덮는 두께에 의해 크기 및 위치가 조절될 수 있다. The
중단부(120)는 피부(S) 내로 침투되는 상단부(110)와 동일하게 수용성 물질로 형성될 수 있다. 다만, 중단부(120)는 캐비티 및 캐비티에 담기는 액체 상태의 약액을 포함하므로, 수용성 물질 중에서도 상단부(110)와 다른 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 캐비티 영역에 포함된 액체 상태 또는 고형화가 가능한 액체 상태의 약액이 중단부(120)에 주입되는 경우, 중단부(120)의 물질로 흡수될 수 있으므로, 상단부(110)와 서로 다른 물질의 수용성 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 약액이 담기는 캐비티 표면은 방수성 물질로 코팅된 것을 특징으로 한다. The
중단부(120) 내 캐비티에 포함된 약액은 생체 적합성 물질과 첨가제에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 생체 적합성 물질은 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히아루로닉 산(HA, hyaluronic acid), 알지닉 산(alginic acid), 펙틴(Pectin), 카라기난(Carrageenan), 콘드로이틴 설페이트(Chondroitin Sulfate), 덱스트란 설페이트(dextran Sulfate), 키토산(Chitosan), 폴리라이신(polylysine), 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린(fibrin), 아가로스(Agarose), 풀루란(pullulan), 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 폴리오르쏘에스테르(polyorthoester), 폴리에테르에스테르(polyetherester), 폴리에스테르아마이드(polyesteramide), 폴리 뷰티릭 산(Poly butyric acid), 폴리 발레릭 산(Poly valeric acid), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 에틸렌-비닐아세테이트(ethylene-vinyl acetate) 중합체, 아크릴 치환 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리비닐 플루오라이드(polyvinyl Fluoride), 폴리비닐 이미다졸(polyvinyl), 클로로설포네이트 폴리올레핀(chlorosulphonate polyolefins), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카복시메틸셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 싸이클로덱스트린(Cyclodextrin), 말토스(Maltose), 락토스(Lactose), 트레할로스(Trehalose), 셀로비오스(Cellobiose), 이소말토스(Isomaltose) 투라노스(Turanose) 및 락툴로스(Lactulose) 중 적어도 어느 하나를 포함하거나, 이러한 고분자를 형성하는 단량체들의 공중합체 및 셀룰로오스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The chemical solution contained in the cavity in the
또한, 첨가제는 트레알로스(trehalose), 올리고사카라이드(oligosaccharide), 수크로스(sucrose), 말토스(maltose), 락토스(lactose), 셀로비오스(cellobiose), 히아루로닉 산(hyaluronic acid), 알지닉 산(alginic acid), 펙틴(Pectin), 카라기난(Carrageenan), 콘드로이틴 설페이트(Chondroitin Sulfate), 덱스트란 설페이트(dextran Sulfate), 키토산(Chitosan), 폴리라이신(polylysine), 콜라겐, 젤라틴, 카르복시메틸 키틴(carboxymethyl chitin), 피브린(fibrin), 아가로스(Agarose), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리메타크릴레이트, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 에틸셀룰로오스(EC), 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 카복시메틸셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 싸이클로덱스트린(Cyclodextrin), 젠티비오스(gentiobiose), 세트리마이드(alkyltrimethylammonium bromide (Cetrimide)), 세트리모늄브로마이드(hexadecyltrimethylammoniumbromide (CTAB)), 겐티안 바이올렛(Gentian Violet), 염화 벤제토늄(benzethonium chloride), 도큐세이트소듐솔트(docusate sodium salt), 스팬형 계면활성제(a SPAN-type surfactant), 폴리솔베이트(polysorbate(Tween)), 로릴황산나트륨(sodium dodecyl sulfate (SDS)), 염화 벤잘코늄(benzalkonium chloride) 및 글리세릴 올리에이트(glyceryl oleate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In addition, additives include trehalose, oligosaccharide, sucrose, maltose, lactose, cellobiose, hyaluronic acid, Alginic acid, Pectin, Carrageenan, Chondroitin Sulfate, Dextran Sulfate, Chitosan, Polylysine, Collagen, Gelatin, Carboxymethyl Carboxymethyl chitin, fibrin, agarose, polyvinylpyrrolidone (PVP), polyethylene glycol (PEG), polymethacrylate, hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), ethylcellulose (EC ), hydroxypropyl cellulose (HPC), carboxymethyl cellulose, cyclodextrin, gentibiose, cetrimide (alkyltrimethylammonium bromide (Cetrimide)), hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB )), Gentian Violet, benzethonium chloride, docusate sodium salt, a SPAN-type surfactant, polysorbate (Tween) , Sodium dodecyl sulfate (SDS), benzalkonium chloride, and glyceryl oleate.
또한, 중단부(120) 내 캐비티에 포함된 약액은 생체 적합성 물질과 유효성분을 혼합하여 형성될 수 있다. 상기 유효성분은 단백질/펩타이드 의약을 포함하나 꼭 이에 한정되지 않으며, 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달단백질 또는 그 일부분, 항체 또는 그 일부분, 단쇄항체, 결합단백질 또는 그 결합 도메인, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액 응고 인자 및 백신 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 보다 상세하게는, 상기 단백질/펩타이드 의약은 인슐린, IGF- 1(insulinlikegrowth factor 1), 성장호르몬, 에리쓰로포이에틴, G-CSFs(granulocyte-colony stimulating factors), GM-CSFs(granulocyte/macrophage-colony stimulating factors), 인터페론 알파, 인터페론 베타, 인 터페론 감마, 인터루킨-1 알파 및 베타, 인터루킨-3, 인터루킨-4, 인터루킨-6, 인터루킨-2, EGFs(epidermal growth factors), 칼시토닌(calcitonin), ACTH(adrenocorticotropic hormone), TNF(tumor necrosis factor), 아토비스반(atobisban), 부세레린(buserelin), 세트로렉릭스(cetrorelix), 데스로레린(deslorelin), 데스모프레신(desmopressin), 디노르핀 A(dynorphin A)(1-13), 엘카토닌(elcatonin), 엘레이도신(eleidosin), 엡티피바타이드(eptifibatide), GHRHII(growth hormone releasing hormone-II), 고나도레린(gonadorelin), 고세레린(goserelin), 히스트레린(histrelin), 류프로레린(leuprorelin), 라이프레신(lypressin), 옥트레오타이드(octreotide), 옥시토신(oxytocin), 피트레신(pitressin), 세크레틴(secretin), 신칼라이드(sincalide), 테르리프레신(terlipressin), 티모펜틴(thymopentin), 티모신(thymosine), 트리프토레 린(triptorelin), 바이발리루딘(bivalirudin), 카르베토신(carbetocin), 사이클로스포린, 엑세딘(exedine), 란 레오타이드(lanreotide), LHRH(luteinizing hormonereleasing hormone), 나파레린(nafarelin), 부갑상선 호르몬, 프람린타이드(pramlintide), T-20(enfuvirtide), 타이말파신(thymalfasin) 및 지코노타이드 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the chemical solution contained in the cavity in the
또한, 중단부(120) 내 캐비티에 포함된 약액의 용매는 생체 적합성 물질을 용해시킬 수 있다. 이러한 용매는 정제수(DI water), 메탄올(Methanol), 에탄올(Ethanol), 클로로포름(Chloroform)다이부틸 프탈레잇(Dibutyl phthalate), 다이메틸 프탈레잇(Dimethyl phthalate), 에틸 락테잇(Ethyl lactate), 글리세린(Glycerin), 아이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol), 라틱 에씨드(Lactic acid), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol) 등을 포함하는 무기, 유기 용매 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. In addition, the solvent of the chemical solution contained in the cavity in the
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)은 중단부(120) 내부에 특정 영역의 캐비티를 형성하고, 캐비티 내부에 액체 상태의 약액을 포함시켜 피부(S) 내부로 투입시킴으로써, 정량의 약액이 투여되는 것을 특징으로 하며, 이로 인하여 본 발명은 약액의 보존을 강화하고, 피부 내부로의 침투를 용이하게 하며, 액체 상태의 약액을 투여 가능하게 할 수 있다.The liquid
하단부(130)는 중단부(120)를 지지한다. 하단부(130)는 삼각, 사각, 오각, 육각 등의 각기둥 또는 원기둥 형상이며, 상단부(110) 및 중단부(120)를 지지한다. The
하단부(130)는 일정 크기의 직경 및 높이를 가지며, 이는 액체 주입형 마이크로 니들(100)이 피부(S) 내부로 침투하는 깊이 정도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 하단부(130)의 직경 및 높이에 따라 상단부(110) 및 약액을 포함하는 중단부(120)가 피부(S) 내부로 침투되는 깊이 정도를 가늠할 수 있으며, 약액의 종류, 약액의 상태, 약액이 투여되는 시점, 투여 시간, 투여되는 양에 기초하여 약액이 침투되어야 하는 깊이 정도에 따라 하단부(130)의 높이가 조절될 수 있다. 또한, 하단부(130)는 상단부(110)와 중단부(120)의 무게 및 크기와 약액을 지탱 가능한 정도, 그리고 하단부(130)가 피부(S) 내부에서 녹는 시간에 따라 직경이 조절될 수 있다. The
하단부(130)는 베이스부(10)와 액체 주입형 마이크로 니들(100)을 연결하는 녹는 물질로 형성되며, 베이스부(10)로부터 액체 주입형 마이크로 니들(100)을 분리시키는 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 하단부(130)는 수용성의 녹는 물질로 형성되어 빠르게 녹을 수 있으며, 이로 인해 베이스부(10) 상에 형성된 마이크로 니들(100)을 빠르게 분리할 수 있다. The
이 때, 하단부(130)는 피부(S) 내로 침투되는 상단부(110) 및 중단부(120)와 동일하게 수용성 물질로 형성될 수 있다. 다만, 하단부(130)는 수용성 물질 중에서도 상단부(110) 및 중단부(120)에 비해 보다 빨리 녹는 물질로 형성된 것일 수 있다. 상단부(110)는 피부 천공을 더욱 용이하게 하기 위한 것이고, 중단부(120)는 액체 상태의 약액을 포함하여 보다 효율적인 투약을 위한 것이며, 하단부(130)는 베이스부(10) 상에 형성된 마이크로 니들(100)의 빠른 분리와 액체 주입형 마이크로 니들(100)의 피부(S) 내부로의 깊이 정도를 위한 것이므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들(100)은 서로 다른 물질로 형성된 3층 이상 구조의 상단부(110), 중단부(120) 및 하단부(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다. In this case, the
본 발명의 일 실시예에 따른 하단부(130)는 액체 주입형 마이크로 니들(100)에서 상단부(110) 및 중단부(120)를 지지하는 역할로써, 피부에 침투되는 깊이 정도를 나타낼 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하단부(130)는 각기둥 또는 원기둥 형상으로 상단부(110) 및 중단부(120)보다 작은 크기 및 부피를 차지하는 것을 특징으로 하며, 이로 인해 하단부(130)는 액체 주입형 마이크로 니들(100)의 면적, 부피 및 무게를 최소화하고, 피부(S) 내부로 침투되는 액체 주입형 마이크로 니들(100)의 깊이 정도에 따른 적정 크기, 높이, 직경의 형상으로 인해 정량의 약액이 투약될 수 있도록 지지하는 효과를 나타낸다. The
도 1에 도시된 바와 같이, 액체 주입형 마이크로 니들(100)은 베이스부(10) 상에 형성될 수 있다. 베이스부(10)는 약액이 마련되지 않으며, 상단부(110), 중단부(120) 및 하단부(130)의 액체 주입형 마이크로 니들(100)이 피부(S)로 침투된 후, 분리 가능하다. 예를 들면, 베이스부(10)는 일종의 패치(Patch)와 같은 형태로 마련되어, 피부(S)에 밀착 가능하다. As shown in FIG. 1, the liquid
베이스부(10)는 피부(S) 내로 침투되는 액체 주입형 마이크로 니들(100)과 달리, 녹지 않는 비수용성 물질로 형성될 수 있다. 그로 인해, 베이스부(10)는 액체 주입형 마이크로 니들(100)의 침투력을 간섭하지 않음으로써, 중단부(120)에 포함된 정량의 약액 공급을 가이드할 수 있다.Unlike the liquid
예를 들어, 베이스부(10)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리우레틴(PU), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리락타이드 (PLA), 폴리락타이드-글리코라이드 공중합체(PLGA) 및 폴리글리코라이드(PGA)로 이루어진 군으로부터 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. For example, the
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)은 약액을 포함하는 중단부(120), 중단부(120)의 상단에 위치하여 피부(S) 내부로의 침투를 용이하게 하는 상단부(110) 및 중단부(120)를 지지하는 하단부(130)를 트리(tree) 형상의 3층 이상 구조로 형성함으로써, 약액의 보존을 강화하고, 피부 내부로의 침투를 용이하게 하며, 액체 상태의 약액이 정량 투여될 수 있다. As shown in Figure 1, the liquid
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)은 트리(tree) 형상의 3층 이상 구조이므로, 피부 부착 시 피부 탄성으로 인한 침투 저항성을 최소화시킴으로써, 구조체의 침투율(60% 이상) 및 유용성분의 피부 내 흡수율을 높일 수 있다. 또한, 트리(tree) 형상의 액체 주입형 마이크로 니들(100)은 3층 이상 구조를 적용하여 구조체의 기계적 강도를 극대화함으로써, 피부 투과가 용이하다. In addition, since the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)을 형성하는 각뿔 또는 원뿔 형상의 상단부(110), 각뿔대 또는 원뿔대 형상의 중단부(120) 및 각기둥 또는 원기둥 형상의 하단부(130)는 3D 프린팅 기술로 제조되는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 3D 프린팅 방식을 사용하기 때문에, 기존 방식에 비해 부착 시간이 아주 짧으며, 정밀도 또한 높고, 가격이 저렴함과 동시에 마이크로 패치 내 액체 주입형 마이크로 니들(100)의 개수밀도를 높이고 종횡비를 향상시킬 수 있다. In addition, the
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 및 약액을 포함하는 액체 주입형 마이크로 니들의 단면도를 도시한 것이다.2A and 2B are cross-sectional views of a liquid injection type microneedle including a cavity and a chemical solution according to an embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)은 캐비티(121)를 포함하는 중단부(120)를 포함한다. 캐비티(cavity, 121)는 중단부(120) 내 홈 형상으로 형성되며, 약액을 포함하기 위한 형태 및 크기로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2A, a liquid
도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)은 약액(122)을 담는 캐비티(121)를 포함할 수 있다. 이 때, 약액(122)을 포함하는 캐비티(121)는 중단부(120) 내부에 완전히 위치하는 것을 알 수 있으며, 도 2a에서 캐비티(121) 영역으로 약액(122)이 주입되는 경우, 캐비티 상단을 차단하여 약액(122)을 밀폐시킨다. 이후, 중단부(120) 상에 상단부(110)를 형성하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)을 제조한다. Referring to FIG. 2B, the liquid
도 2b에 도시된 바와 같이, 약액(122)과 접촉되는 캐비티 표면(123)은 방수성 물질로 코팅될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 약액(122)은 액체 상태 또는 고형화가 가능한 액체 상태일 수 있다. 액체 상태의 약액(122)은 중단부(120)에 흡수될 수 있으므로, 이를 차단하기 위해 캐비티 표면(123)은 방수성 물질로 코팅된 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 2B, the
예를 들어, 캐비티 표면(123)은 미네랄 계열 물질 또는 지질 계열 물질을 포함하는 방수제로 코팅될 수 있다. 여기서, 방수제는 밀납(Beeswax), 올레산(Oleicacid), 콩지방산(Soy fatty acid), 카스토르오일(Castor oil), 포스파티딜콜린(Phosphatidylcholine), 비타민E(d-α-tocopherol/Vitamin E), 옥수수오일(Corn oil) 모노-디-트라이디글리세라이드(Corn oil mono-ditridiglycerides), 목화씨오일(Cottonseed oil), 올리브오일(Olive oil), 피넛오일(Peaut oil), 페퍼민트오일(Peppermint oil), 홍화씨오일(Safflower oil), 참기름(Sesame oil), 콩기름(Soybean oil), 하이드로제니이티 드식물성오일(Hydrogenated vegetable oils), 하이드로제네이티드콩오일(Hydrogenated soybean oil), 카프릴릭 트리글리세라이드(Caprylic/capric triglycerides derived from coconut oil or palm see oil) 및 포스파티딜콜린(Phosphatidylcholine) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하거나, 그들의 혼합물로 형성될 수 있다. For example, the
실시예에 따라서, 캐비티 표면(123)은 캐비티에 주입되는 약액(122)의 종류 및 상태에 따라 서로 다른 방수제로 코팅될 수 있으며, 캐비티(121)의 크기, 높이, 형태는 약액(122)의 종류, 약액(122)의 상태, 약액(122)이 투여되는 시점, 투여 시간, 투여되는 양에 따라 서로 다른 형상으로 중단부(120) 내에 형성될 수 있다. Depending on the embodiment, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3층 이상 구조 액체 주입형 마이크로 니들의 단면도를 도시한 것이다.3 is a cross-sectional view of a liquid injection type microneedle having a three or more layer structure according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)은 3층 이상 구조로 구성된 마이크로 구조체로써, 각뿔 또는 원뿔 형상의 상단부(110) 및 중단부(120)와 각기둥 또는 원기둥 형상의 하단부(130)를 포함한다. The liquid
도 3에 도시된 바와 같이, 중단부의 밑면 직경(302)은 상단부의 밑면 직경(303) 또는 하단부의 밑면 직경(301)보다 크며, 상단부의 밑면 직경(303)은 하단부의 밑면 직경(301)보다 큰 것을 특징으로 한다. 중단부의 밑면 직경(302), 상단부의 밑면 직경(303), 하단부의 밑면 직경(301)의 순서로 크기가 결정될 수 있다. 3, the
또한, 중단부의 높이(312)는 상단부의 높이(313)보다 높으며, 중단부의 높이(312) 및 상단부의 높이(313)를 합한 높이는 하단부의 높이(311)보다 높거나, 낮을 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)에서 중단부의 높이(312)가 제일 높으며, 상단부의 높이(313) 및 하단부의 높이(311)는 같거나, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)이 적용되는 실시예에 따라 다를 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)의 하단부의 높이(311), 중단부의 높이(312) 및 상단부의 높이(313)는 도 3에 도시된 바에 한정하지 않으며, 적용되는 실시예에 따라 다양한 높이를 가질 수 있다.In addition, the
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들의 중단부(120)는 약액을 담는 캐비티가 형성되어 있으므로, 가장 넓은 부피와 가장 큰 밑면 직경(302) 및 가장 높은 높이(312)로 형성될 수 있다. 상단부(110)는 피부(S)를 침투하기 위한 각뿔 또는 원뿔 형상으로, 상단부의 밑면 직경(303)은 중단부의 윗면(또는 선단) 직경과 동일하며, 중단부(120)를 형성하는 각뿔대 또는 원뿔대 선단의 단면적 넓이에 의해 결정될 수 있다. 또한, 상단부의 높이(313)는 중단부의 각뿔대 또는 원뿔대의 형상에 따라 결정될 수 있다. Since the
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들의 하단부(130)는 액체 주입형 마이크로 니들(100)에서 상단부(110) 및 중단부(120)를 지지하는 역할로써, 피부에 침투되는 깊이 정도를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 하단부(130)는 상단부(110) 및 중단부(120)보다 부피 및 밑면 직경(301)이 작다. 다만, 하단부의 높이(311)는 피부에 침투되는 깊이 정도에 따라 결정될 수 있다. The
하단부(130)는 각기둥 또는 원기둥 형상으로 상단부의 밑면 직경(303) 및 중단부의 밑면 직경(302)보다 작은 밑면 직경(301)을 포함하며, 부피 또한 상단부(110) 및 중단부(120)보다 작은 것을 특징으로 한다. 하단부(130)는 피부(S) 내부로의 깊이 정도를 나타내고, 상단부(110) 및 중단부(120)를 지지하기 위한 것이므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)의 면적, 부피 및 무게를 최소화하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라서, 하단부(130)는 피부(S) 내부로 침투되는 액체 주입형 마이크로 니들(100)의 깊이 정도에 따른 적정 크기, 높이, 직경의 형상으로 인해 정량의 약액이 투약될 수 있도록 지지하는 효과를 나타낸다.The
도 4는 기존 방식과 본 발명에 따른 방식에 의해 제조된 마이크로 니들을 비교한 일 예시도를 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 액체 주입형 마이크로 니들 패치의 사시도를 도시한 것이다.4 is a diagram showing an exemplary view comparing the microneedle manufactured by the method according to the present invention and the conventional method, and FIG. 5 is a perspective view of a liquid injection type microneedle patch manufactured according to an embodiment of the present invention. It is shown.
도 4를 참조하면, 금형 방식과 인장 방식은 마이크로 니들의 개수밀도가 낮은 반면 적층 방식 예를 들어, 3D 프린팅 방식을 이용하여 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들은 금형 방식과 인장 방식의 한계로 인하여 개수밀도가 기존 방식에 비해 아주 높은 것을 알 수 있으며, 종횡비 또한 금형 방식과 인장 방식에 비해 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 제조된 액체 주입형 마이크로 니들이 더 높은 것을 알 수 있다. 물론, 본 발명에 따른 방법은 액체 주입형 마이크로 니들의 종횡비를 조절할 수 있으며, 이러한 종횡비는 본 발명의 액체 주입형 마이크로 니들이 사용되는 분야 예를 들어, 치료용, 의료용 등에 따른 분야에 의해 결정될 수 있다. Referring to FIG. 4, the mold method and the tensile method have a low number density of microneedles, whereas a liquid injection type microneedle according to an embodiment of the present invention manufactured using a lamination method, for example, a 3D printing method, is a mold method. It can be seen that the number density is very high compared to the conventional method due to the limitation of the tensile method, and the aspect ratio is also higher in the liquid injection type microneedle manufactured by the method according to an embodiment of the present invention compared to the mold method and the tensile method. Can be seen. Of course, the method according to the present invention can adjust the aspect ratio of the liquid injection type microneedle, and this aspect ratio may be determined by the field in which the liquid injection type microneedle of the present invention is used, for example, for treatment, medical use, etc. .
본 발명의 따른 방법(3D 프린팅)은 금형 방식에 비하여 피부 천공이 유리하고, 통증이 없으며, 액체 주입형 마이크로 니들의 개수밀도가 금형 방식과 인장 방식에 비해 높다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 기존 방식에 비해 그 부착 시간이 아주 짧은 것을 알 수 있으며, 정밀도 또한 높은 것을 알 수 있고, 적층 방식 예를 들어, 3D 프린팅 방식을 사용하기 때문에 제조 가격이 저렴하고, 따라서 확장성이 높은 것을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 방법은 기존 방법인 금형 방식과 인장 방식에 비해 기술적 측면, 경계적 측면에서 아주 유리한 장점이 있다.In the method (3D printing) of the present invention, skin perforation is advantageous and painless compared to the mold method, and the number density of the liquid-injected microneedles is higher than that of the mold method and the tensile method. In addition, it can be seen that the method according to the present invention has a very short attachment time compared to the existing method, and it can be seen that the precision is also high, and the manufacturing cost is low because it uses a lamination method, for example, a 3D printing method, Therefore, it can be seen that the scalability is high. As described above, the method according to the present invention has a very advantageous advantage in terms of technical and boundary compared to the conventional mold method and tensile method.
즉, 본 발명에 따른 방법에 의하여 적층 기술로 구현된 액체 주입형 마이크로 니들은 종횡비가 높아 피부 천공도 잘 되고 통증이 매우 낮아지며, 개수밀도가 높기 때문에 부착 시간도 매우 짧아진다. 뿐만 아니라, 본 발명은 5 마이크로미터 정도의 높은 정밀도로 액체 주입형 마이크로 니들을 구현할 수 있으며, 원하는 위치에 원하는 약물을 배치할 수 있어, 확장성이 높다. That is, the liquid-injected microneedles implemented by the lamination technology by the method according to the present invention have a high aspect ratio, so skin perforation is good, pain is very low, and because of the high number density, the attachment time is very short. In addition, the present invention can implement a liquid-injected microneedle with a high precision of about 5 micrometers, and a desired drug can be placed in a desired position, so that scalability is high.
전술한 바에 의해 제조된 액체 주입형 마이크로 니들(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스부(10) 상에 복수 개로 형성된 액체 주입형 마이크로 니들 패치로 제작될 수 있으며, 의료 분야에 용이하게 적용될 수 있다. 즉, 본 발명은 3D 프린팅을 이용한 적층 방식의 3층 이상 구조의 액체 주입형 마이크로 니들(100)을 제조함으로써, 의료 시장 분야에서 높은 경쟁력을 확보할 수 있다. As shown in FIG. 5, the liquid
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들 제조방법의 동작 흐름도를 도시한 것이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들 제조방법에 의해 액체 주입형 마이크로 니들이 제조되는 단계를 도시한 것이다.6 is a flowchart illustrating an operation of a method for manufacturing a liquid injection type microneedle according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a liquid injection type microneedle manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention. It shows the steps in which the needle is manufactured.
도 6의 제조방법에 의해 제조되는 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)은 3D 프린팅 방식을 통해 제조되는 것을 특징으로 한다. The liquid
도 6을 참조하면, 단계 610에서, 하단부를 형성한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들 제조방법은 베이스부(10) 상에 각기둥 또는 원기둥 형상의 하단부(130)를 형성할 수 있다.6, in
하단부(130)는 일정 크기의 직경 및 높이를 가지며, 이는 액체 주입형 마이크로 니들(100)이 피부(S) 내부로 침투하는 깊이 정도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 하단부(130)의 직경 및 높이에 따라 상단부(110) 및 약액을 포함하는 중단부(120)가 피부(S) 내부로 침투되는 깊이 정도를 가늠할 수 있으며, 약액의 종류, 약액의 상태, 약액이 투여되는 시점, 투여 시간, 투여되는 양에 기초하여 약액이 침투되어야 하는 깊이 정도에 따라 하단부(130)의 높이가 조절될 수 있다. 또한, 하단부(130)는 상단부(110)와 중단부(120)의 무게 및 크기와 약액을 지탱 가능한 정도, 그리고 하단부(130)가 피부(S) 내부에서 녹는 시간에 따라 직경이 조절될 수 있다. The
단계 620에서, 하단부 상에, 캐비티(cavity, 121) 형상의 초기 중단부를 형성한다. 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들 제조방법은 하단부(130) 상에 캐비티(121) 형상의 초기 중단부를 형성하며, 캐비티 상단(124)은 오픈(open)된 형태이다. 이 때, 캐비티 영역은 중단부(120)의 중앙보다 위쪽인 상단 영역에 위치하는 것이 바람직할 수 있으나, 실시예에 따라서는 약액이 투여되는 시점, 투여 시간, 투여되는 양에 따라 캐비티 영역의 위치, 크기, 형태는 다양하게 적용 가능하다. 또한, 상기 초기 중단부는 캐비티(121) 형태를 포함하는 각뿔대 또는 원뿔대 형상을 나타낼 수 있다. In
실시예에 따라서, 단계 620에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들 제조방법은 3D 프린팅 방식으로 캐비티(121) 형상의 초기 중단부를 제조하고, 제조된 초기 중단부를 하단부(130) 상에 적층하는 방법 또는 하단부(130) 상에 캐비티(121) 형태를 포함하는 각뿔대 또는 원뿔대 형상의 초기 중단부를 제작하는 방법으로 도 7(a)와 같이 나타낼 수 있다. According to an embodiment, in
단계 630에서, 캐비티(121)에 피부의 내부로 침투하여 용융되는 약액(122)을 주입한다. 도 7(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들 제조방법은 약액(122)을 캐비티(121)에 주입할 수 있다. 다만, 액체 상태 또는 고형화가 가능한 액체 상태의 약액(122)이 캐비티(121)에 주입되는 경우, 중단부(120)의 물질로 흡수될 수 있으므로, 캐비티 표면은 방수성 물질로 코팅된 것을 특징으로 한다.In
단계 640에서, 약액(122)이 주입된 캐비티 상단(124)을 차단하여 중단부(120)를 형성한다. 도 7(c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들 제조방법은 캐비티(121) 내부로 약액(122)이 주입된 경우, 오픈되어 있는 캐비티 상단(124)을 차단시켜 약액(122)을 포함하는 캐비티(121)를 중단부(120) 내에 밀폐시킨다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들 제조방법은 3D 프린팅 방식을 통해 중단부(120)의 물질로 캐비티 상단(124)을 차단시킬 수 있다. In
이후에 단계 650에서, 중단부(120) 상에, 상단부(110)를 형성한다. 도 7(d)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들 제조방법은 중단부(120)의 상단에 위치하여 피부(S) 내로 침투를 용이하게 하는 상단부(110)를 형성할 수 있다. 상단부(110)는 피부(S)로 침투하는 침투방향을 기준으로, 선단은 뾰족한 첨단 형상을 가지며 예를 들어, 각뿔 또는 원뿔 형상으로 형성되어 피부(S) 내로 침투를 용이하게 할 수 있다.Thereafter, in
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 주입형 마이크로 니들(100)의 상단부(110), 중단부(120) 및 하단부(130) 각각은 서로 다른 물질로 형성된 것을 특징으로 한다. 상단부(110), 중단부(120) 및 하단부(130)는 동일한 수용성 물질일 수 있으나, 침투를 용이하게 하는 상단부(110), 약액을 포함하는 중단부(120) 및 이를 지지하고, 베이스부(10)로부터의 분리를 용이하게 하는 하단부(130)는 수용성 물질 내에서 각기 다른 성격의 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 중단부(120)에 마련된 정량의 약액이 투입될 수 있도록, 상단부(110) 및 하단부(130)는 중단부(120)보다 빠른 시간 내에 용융되는 물질일 수 있다.Each of the
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.
100: 액체 주입형 마이크로 니들
110: 상단부
120: 중단부
121: 캐비티
122: 약액
123: 캐비티 표면
124: 캐비티 상단
130: 하단부100: liquid injection type microneedle
110: upper part
120: middle
121: cavity
122: chemical solution
123: cavity surface
124: cavity top
130: lower part
Claims (16)
피부의 내부로 침투하며, 캐비티(cavity)에 용융되는 약액을 포함하는 중단부;
상기 중단부를 지지하는 하단부; 및
상기 중단부의 상단에 위치하여 침투를 용이하게 하는 상단부
를 포함하는 액체 주입형 마이크로 니들.In the liquid injection type microneedle having a three or more layer structure,
A middle portion that penetrates into the interior of the skin and includes a chemical solution that is melted in a cavity;
A lower end supporting the middle portion; And
The upper part is located at the top of the middle part to facilitate penetration
Liquid injection type microneedle comprising a.
상기 중단부는
내부에 일정한 크기의 홈 형상인 캐비티(cavity)를 포함하며, 상기 캐비티에 액체 상태의 상기 약액을 포함하는, 액체 주입형 마이크로 니들. The method of claim 1,
The middle part
A liquid-injection type microneedle comprising a cavity having a constant size inside the cavity and containing the chemical liquid in a liquid state in the cavity.
상기 중단부는
상기 약액이 포함된 캐비티 상단을 차단하여 상기 약액을 밀폐시키는 것을 특징으로 하는, 액체 주입형 마이크로 니들. According to claim 2,
The middle part
A liquid injection type microneedle, characterized in that the chemical liquid is sealed by blocking an upper end of the cavity containing the chemical liquid.
상기 약액과 접촉되는 캐비티 표면은 상기 약액과 반응하지 않는 방수성 물질로 코팅된 것을 특징으로 하는, 액체 주입형 마이크로 니들. According to claim 2,
The surface of the cavity in contact with the chemical liquid is coated with a waterproof material that does not react with the chemical liquid.
상기 상단부 및 상기 중단부는 각뿔 또는 원뿔 형상을 가지고, 상기 하단부는 각기둥 또는 원기둥 형상을 가지는, 액체 주입형 마이크로 니들. The method of claim 1,
The upper end and the middle portion have a pyramidal or conical shape, and the lower end portion has a prismatic or cylindrical shape.
상기 중단부의 밑면 직경은 상기 상단부의 밑면 직경 또는 상기 하단부의 밑면 직경보다 크며, 상기 상단부의 밑면 직경은 상기 하단부의 밑면 직경보다 큰 것을 특징으로 하는, 액체 주입형 마이크로 니들. The method of claim 5,
A bottom diameter of the middle portion is larger than a bottom diameter of the upper end or a bottom diameter of the lower end, and the bottom diameter of the upper end is larger than a bottom diameter of the lower end.
상기 하단부는
3층 이상 구조의 최하층에 위치하여 상기 중단부의 각뿔 또는 원뿔의 밑면 직경에 결합되는 형태이며, 상기 상단부 및 상기 약액을 포함하는 상기 중단부를 지탱 가능한 직경으로 형성되는, 액체 주입형 마이크로 니들. The method of claim 5,
The lower part
A liquid-injection type microneedle that is located on the lowermost layer of a three-layer or more structure and is coupled to a pyramidal cone of the middle portion or a diameter of a bottom surface of the cone, and has a diameter capable of supporting the middle portion including the upper end and the chemical solution.
상기 하단부는
베이스부와 상기 액체 주입형 마이크로 니들을 연결하는 녹는 물질로 형성되어, 상기 베이스부로부터 상기 액체 주입형 마이크로 니들을 분리시키는 것을 특징으로 하는, 액체 주입형 마이크로 니들. The method of claim 1,
The lower part
A liquid injection type microneedle, characterized in that it is formed of a melting material connecting the base portion and the liquid injection type microneedle to separate the liquid injection type microneedle from the base portion.
상기 상단부, 상기 중단부 및 상기 하단부는 서로 다른 물질로 형성되는, 액체 주입형 마이크로 니들.The method of claim 1,
The upper part, the middle part, and the lower part are formed of different materials.
상기 하단부 상에, 캐비티(cavity) 형상의 초기 중단부를 형성하는 단계;
상기 캐비티에 피부의 내부로 침투하여 용융되는 약액을 주입하는 단계;
상기 약액이 주입된 캐비티 상단을 차단하여 상기 중단부를 형성하는 단계; 및
상기 중단부 상에, 상단부를 형성하는 단계
를 포함하는 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법. Forming a lower end;
Forming an initial stop portion having a cavity shape on the lower portion;
Injecting a chemical solution that penetrates into the skin and melts into the cavity;
Forming the middle portion by blocking the upper end of the cavity into which the chemical solution is injected; And
Forming an upper end on the middle portion
A method of manufacturing a liquid injection type microneedle comprising a.
상기 초기 중단부를 형성하는 단계는
상기 약액과 접촉되는 캐비티 표면에 상기 약액과 반응하지 않는 방수성 물질을 코팅하는 것을 특징으로 하는, 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법.The method of claim 10,
Forming the initial interruption part
A method of manufacturing a liquid-injected microneedle, characterized in that coating a waterproof material that does not react with the chemical liquid on the surface of the cavity in contact with the chemical liquid.
상기 중단부를 형성하는 단계는
상기 약액이 포함된 상기 캐비티 상단을 차단하여 상기 약액을 밀폐시키는 것을 특징으로 하는, 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법.The method of claim 10,
The step of forming the interruption part
A method of manufacturing a liquid injection type microneedle, characterized in that the chemical liquid is sealed by blocking the upper end of the cavity containing the chemical liquid.
상기 약액을 주입하는 단계는
생체 적합성 물질로 형성되는 상기 약액을 주입하는 것을 특징으로 하는, 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법. The method of claim 10,
Injecting the chemical solution
A method of manufacturing a liquid injection type microneedle, characterized in that injecting the chemical solution formed of a biocompatible material.
상기 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법은
3D 프린팅 방식을 이용하여 상기 하단부, 상기 중단부 및 상기 상단부의 상기 액체 주입형 마이크로 니들을 제조하는 것을 특징으로 하는, 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법.The method of claim 10,
The method of manufacturing the liquid injection microneedle
A method of manufacturing a liquid-injection-type microneedle, characterized in that the liquid-injection-type microneedles of the lower end, the middle, and the upper end are manufactured using a 3D printing method.
상기 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법은
상기 하단부, 상기 중단부 및 상기 상단부를 서로 다른 물질로 형성하여 3층 이상 구조의 상기 액체 주입형 마이크로 니들을 제조하는, 액체 주입형 마이크로 니들의 제조방법. The method of claim 10,
The method of manufacturing the liquid injection microneedle
A method of manufacturing a liquid injection type microneedle for manufacturing the liquid injection type microneedle having a three or more layer structure by forming the lower part, the middle part, and the upper end part of different materials.
A microneedle patch comprising a liquid-injectable microneedle manufactured by the method of any one of claims 10 to 15.
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