KR20200106663A - 약물 주입 장치 - Google Patents

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Abstract

약물 주입 장치를 개시한다. 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는 피부 내 침습 부위로 삽입 가능한 니들 헤드를 포함하고, 상기 니들 헤드는 길이 방향을 따라 형성되는 중공을 포함하는 제1니들부재와, 상기 제1니들부재의 외주면을 감싸는 제2니들부재를 포함할 수 있다.

Description

약물 주입 장치{MEDICINE INJECTION DEVICE}
아래의 실시 예는 사용자의 편의를 도모하는 약물 주입 장치에 관한 것이다.
종래의 인슐린 의존 환자는, 자가 혈당 측정 기기(Self measurement blood glucose)로 공복, 점심 식후, 저녁 식전, 저녁 식후, 및 취침 전 등의 각 시점마다 혈당을 측정해야 했다. 인슐린 의존 환자는, 상술한 혈당 측정 결과에서 혈당조절이 필요한 경우, 인슐린 주사기를 이용하여 스스로 적절한 양의 인슐린을 결정하여 주입함으로써, 혈당을 관리했다.
상술한 혈당 관리를 위해서는 자가 혈당 측정 기기, 인슐린 카트리지, 인슐린 주입장치 등이 요구된다. 또한, 인슐린 의존 환자는 측정된 혈당수치와 주입한 인슐린의 양을 정확히 기록하고, 해당 기록을 전문의에게 보여주어 피드백을 받아야 했다.
예를 들어, 인슐린 의존 환자는, 현재 자신의 혈당수치를 확인하기 위해 란셋을 통해 피부를 뚫어서 채취된 혈액을 테스트 스트립에 떨어트려서 자가 혈당 측정 기기를 통해 현재 혈당수치를 확인할 수 있다. 그 후, 자가 혈당 측정 기기를 통해 혈당조절이 필요하다고 확인이 된 경우, 인슐린 의존 환자는 인슐린주입기를 준비할 수 있다. 인슐린 의존 환자는 의사가 권고한 만큼의 주입량을 인슐린주입기에 수동으로 설정해야 한다. 또한, 인슐린 의존 환자는 인슐린 주입기를 주사할 피부 부위에 올려놓은 후, 수동으로 주입해야 한다. 더 나아가, 인슐린 의존 환자는 혈당조절기록지 등에 측정된 혈당수치와 인슐린 주입량을 직접 기록해야 한다.
일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는 사용과정에서 침습으로 인한 사용자의 불편함을 최소화할 수 있다.
일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는 혈당 측정 및 인슐린 주입 기능을 한번의 침습으로 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는, 피부 내 침습 부위로 삽입 가능한 니들 헤드를 포함하고, 상기 니들 헤드는 길이 방향을 따라 형성되는 중공을 포함하는 제1니들부재와, 상기 제1니들부재의 외주면을 감싸는 제2니들부재를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제1니들부재는 상기 침습 부위에 삽입된 상태에서, 상기 중공을 통해 상기 침습 부위로 약물을 주입할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제2니들부재가 상기 침습 부위에 삽입된 상태에서, 상기 침습 부위의 체액은 상기 제2니들부재의 내부로 유입될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 체액은 상기 제1니들부재 및 제2니들부재 사이의 공간을 통해 유입될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제1니들부재의 외면 및 상기 제2니들부재의 내면은 서로 접촉되고, 상기 제1니들부재의 외면 또는 제2니들부재 내면의 길이 방향을 따라 함몰 형성되는 유로를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 유로는 친수성 재질의 코팅층을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 니들 헤드는 생체 물질 정보를 센싱하기 위한 바이오센서를 더 포함하고, 상기 바이오센서는 상기 제2니들부재 내부로 유입된 체액의 성분을 센싱할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 바이오센서는 상기 제1니들부재 및 제2니들부재 사이에 배치될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 바이오센서는, 포도당과 선택적으로 반응하는 효소를 포함하는 반응층; 및 상기 효소의 반응여부에 따른 전기적 신호를 생성하는 센싱전극을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 니들 헤드는 상기 제1니들부재 및 제2니들부재를 지지하는 지지부를 더 포함하고, 상기 바이오센서는 상기 지지부에 배치될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제2니들부재는, 외면에서 내면으로 포도당을 일방향 투과시키는 다공성 재질로 형성될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제1니들부재 및 제2니들부재는, 단면의 중심이 동축상에 위치할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제1니들부재 및 제2니들부재는, 일단으로부터 상기 침습부위에 삽입되는 타단을 향할수록 단면적이 감소할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제1니들부재 및 제2니들부재 중 적어도 하나는, 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제1니들부재는 고분자 재질을 포함하고, 상기 제2니들부재는 스테인리스(stainless) 재질을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는, 사용자의 피부 내 침습 부위로 삽입되고 약물 공급을 위한 유로가 형성되는 제1니들부재와, 상기 제1니들부재의 외주면을 감싸고 상기 제1니들부재와 동시에 상기 침습 부위로 삽입되는 제2니들부재를 포함하는 니들 헤드; 상기 니들 헤드와 연결되고, 사용자의 생체 정보를 분석하는 분석부; 및 상기 니들 헤드와 연결되고, 상기 제1니들부재로 상기 약물을 공급하는 약물 공급부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제2니들부재가 상기 침습 부위에 삽입된 상태에서, 상기 침습 부위 내 체액은 상기 제1니들부재 및 제2니들부재 사이 공간으로 유입될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 니들 헤드는 상기 제1니들부재 및 제2니들부재 사이 공간으로 유입된 체액으로부터 생체 물질 정보를 센싱하는 바이오센서를 더 포함하고, 상기 분석부는 상기 바이오센서가 센싱한 정보에 기초하여, 상기 사용자에 대한 약물 주입량을 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는, 한번의 침습을 통해 혈당량 측정 및 인슐린 주입을 수행함으로써 사용자의 불편함을 최소화할 수 있다.
일 실시 예에 따른 약물 주입 장치는, 생체 물질 측정 시점과 약물 주입 시점의 간극을 제거할 수 있다.
일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 사용 상태도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 니들 헤드의 모식도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII 라인에 따른 단면도이다.
도 8은 도 6의 VII-VII 라인에 따른 단면도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 니들 헤드의 모식도이다.
도 10은 도 9의 X-X 라인에 따른 단면도이다.
도 11은 도 9의 X-X 라인에 따른 단면도이다.
도 12는 도 9의 X-X 라인에 따른 단면도이다.
도 13은 일 실시 예에 다른 니들 헤드의 모식도이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 니들 헤드의 모식도이다.
도 15는 도 12의 XV-XV 라인에 따른 단면도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 사용 상태도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치(1)는 사용자(U)의 신체 내 생체 물질의 정보를 센싱하고, 사용자(U)의 신체에 약물을 주입하는데 사용될 수 있다. 약물 주입 장치(1)는 사용자(U) 신체에 침습(invasion)되는 방식으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 약물 주입 장치(1)는 사용자(U) 피부를 관통하여 체내로 삽입될 수 있다. 이하에서는 약물 주입 장치(1)가 삽입되는 사용자(U) 피부 내 삽입 부위를 '침습 부위(A)'라 표현하도록 한다.
약물 주입 장치(1)는 사용자(U) 체내의 생체 물질 정보를 센싱하는 기능과, 사용자(U)의 체내에 약물을 주입하는 기능을 한번의 침습으로 수행할 수 있다. 생체 물질은 사용자(U)의 체액에 포함되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 약물 주입 장치(1)가 센싱하는 생체 물질의 정보는 사용자(U)의 혈당량(blood glucose concentration)일 수 있다. 이 경우, 약물 주입 장치(1)가 주입하는 약물은 센싱된 생체 물질 정보에 대응하는 물질일 수 있다. 예를 들어, 생체 물질이 혈당인 경우, 약물 주입 장치(1)를 통해 주입되는 약물은 인슐린(insulin)일 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치(1)는 니들 헤드(10) 및 본체(11)를 포함할 수 있다.
니들 헤드(10)는 침습 부위에 삽입될 수 있다. 니들 헤드(10)는 사용자의 체액으로부터 생체 물질의 정보를 센싱할 수 있다. 니들 헤드(10)는 침습 부위로 약물을 배출함으로써, 사용자의 체내로 약물을 주입할 수 있다.
본체(11)는 하우징(111), 디스플레이(112), 조작부(113), 약물 공급부(114), 구동부(115), 분석부(117), 제어부(116) 및 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.
하우징(111)은 본체(11)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(111)은 내부에 약물 주입 장치(1)의 부품들을 수용하고, 수용된 부품들을 지지할 수 있다. 하우징(111)은 사용자가 파지하기 용이한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 하우징(111)은 도 2와 같이, 펜 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 도면에 표시된 하우징(111)의 형태는 예시에 불과하며, 하우징(111)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
디스플레이(112)는 하우징(111) 외면에 배치되고, 약물 주입 장치(1)의 작동과 관련한 다양한 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(112)는 약물 주입 장치(1)를 통해 분석된 사용자의 생체 정보나, 약물 주입 장치(1)의 작동 정보를 표시할 수 있다. 디스플레이(112)는 생체 정보 및 약물 주입 정보를 텍스트, 기호 또는 그래프등으로 표시할 수 있다.
조작부(113)는 하우징(111) 외면에 배치되고, 사용자에 의해 조작될 수 있다. 조작부(113)는 사용자의 조작 행위(control action)에 의해 작동되고, 약물 주입 장치(1)가 사용자의 조작에 의해 작동되도록 제어부(116)에 조작 행위 정보를 전달할 수 있다.
약물 공급부(114)는 내부에 약물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 약물 공급부(114)는 약물 카트리지를 내부에 수용할 수 있다. 이 경우, 약물 카트리지는 약물 공급부(114)에 교체 가능하도록 삽입될 수 있다. 반면, 이와 달리 약물 공급부(114)는 외부에서 주입되는 약물 자체를 내부에 보관할 수도 있다.
약물 공급부(114)는 니들 헤드(10)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 본체(11)에는 약물 공급부(114) 및 니들 헤드(10)를 연결하는 약물 전달 경로가 형성될 수 있다. 약물 공급부(114) 내부의 약물은 약물 전달 경로를 통해 니들 헤드(10)로 공급되고, 니들 헤드(10)로 공급된 약물은 침습 부위로 배출될 수 있다.
구동부(115)는 약물 공급부(114)로부터 니들 헤드(10)로 약물이 배출되도록 약물 공급부(114)에 구동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 구동부(115)는 약물 공급부(114)의 일측에 외력(external force)를 가함으로써, 약물 공급부(114) 내부에 저장된 약물을 니들 헤드(10)로 배출시킬 수 있다.
분석부(117)는 사용자의 생체 정보를 분석할 수 있다. 분석부(117)는 니들 헤드(10)와 전기적으로 연결되고, 니들 헤드(10)로부터 획득된 사용자 체내의 생체 물질 정보를 분석할 수 있다. 분석부(117)는 후술할 바이오 센서가 센싱한 생체 물질 정보, 예를 들어, 사용자의 혈당량을 분석할 수 있다. 예를 들어, 분석부(117)는 바이오 센서에 의해 생성된 전기 신호를 아날로그-디지털 변환(ADC, analog to digital converting)함으로써, 대상 생체 물질의 양에 대응하는 디지털 수치를 획득할 수 있다. 분석부(117)는 획득한 디지털 수치를 보정함으로써, 생체 물질 정보에 대한 최종 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 분석부(117)는 사용자의 혈당량을 획득할 수 있다.
분석부(117)는 분석된 생체 물질 정보에 기초하여, 사용자에 대한 약물 공급량을 결정할 수 있다. 예를 들어, 분석부(117)는 측정된 사용자 혈당량에 기초하여, 사용자에게 적합한 인슐린 공급량을 결정할 수 있다. 분석부(117)는 혈당량과 인슐린 관계에 대한 알고리즘을 통해 인슐린 주입량을 결정하거나, 외부 서버로부터 입력받은 데이터, 예를 들어, 사용자의 의료기록 등에 기초하여 적합한 인슐린 투입량을 결정할 수 있다. 분석부(117)를 통한 약물 공급량 결정 프로세스는 상술한 예시에 한정되지 않으며, 다양한 방식을 통해 결정될 수 있다.
제어부(116)는 약물 주입 장치(1)의 작동을 제어할 수 있다. 제어부(116)는 예를 들어, 분석부(117)를 통해 결정된 약물 공급량에 따라, 구동부(115)를 제어하여 약물 공급부(114)에서 니들 헤드(10)로 결정된 약물 공급량만큼의 약물을 배출할 수 있다.
통신부(미도시)는 외부 서버 및 모바일 단말과 통신을 수립할 수 있다. 예를 들어, 통신부는 모바일 단말과 무선 통신을 수립할 수 있고, 모바일 단말을 경유하여 외부 서버(예를 들어, 클라우드 서버)와 통신을 수립할 수 있다. 통신부는 모바일 단말을 경유하여 외부 서버로 생체 측정 정보를 송신하고, 외부 서버로부터 주입 정보를 수신할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 니들 헤드(10)는 본체에 체결 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 본체에는 제1체결부(미도시)가 형성되고, 니들 헤드(10)에는 제1체결부와 체결 가능한 제2체결부(미도시)가 형성될 수 있다. 제1체결부 및 제2체결부는 서로 체결 가능한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1체결부 및 제2체결부는 나사 방식 또는 자석 방식등을 통해 서로 체결될 수 있다.
본체 및 니들 헤드(10)는 전기적으로 연결되는 제1커넥터(1181) 및 제2커넥터(1182)를 각각 포함할 수 있다. 제1커넥터(1181) 및 제2커넥터(1182)는 본체 및 니들 헤드(10)가 서로 체결된 상태에서 전기적으로 연결됨으로써, 니들 헤드(10)에서 인식된 정보를 본체에 전달하거나, 본체의 작동신호를 니들 헤드(10)로 전달할 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 약물 주입 장치(1)는 사용이 완료된 니들 헤드(10)만을 교체함으로써 반 영구적인 사용이 가능할 수 있다. 니들 헤드(10)는 사용자의 체내에 삽입되는 특성상, 위생 문제로 주기적인 교체 필요성이 있다. 따라서, 니들 헤드(10)가 본체에 체결 가능하게 제공되는 경우, 사용자는 본체에서 니들 헤드(10) 만을 분리하여 교체 가능하므로, 약물 주입 장치(1)는 유지보수의 편이성을 확보할 수 있다.
일 실시 예에 따른 니들 헤드(10)는 지지부(103), 제1니들부재(101), 제2니들부재(102) 및 바이오 센서(104)를 포함할 수 있다.
지지부(103)는 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)를 지지할 수 있다. 지지부(103)에는 본체에 형성된 제1체결부와 체결 가능한 제2체결부가 형성될 수 있다. 지지부(103)에는 니들 헤드(10)의 정보를 본체로 전달하기 위한 제2커넥터(1182)가 배치될 수 있다.
제1니들부재(101)는 사용자의 체내로 약물을 주입할 수 있다. 제1니들부재(101)는 지지부(103)로부터 돌출되는 길이 방향을 가질 수 있다. 지지부(103)의 타측에 위치한 제1니들부재(101)의 단부는 사용자의 피부를 관통하여 침습 가능한 형태, 예를 들어, 첨단 형태를 가질 수 있다.
제2니들부재(102)는 사용자의 체액을 흡입할 수 있다. 흡입된 체액은 생체 물질 분석에 사용될 수 있다. 제2니들부재(102)는 지지부(103)로부터 돌출되는 길이 방향을 가지고, 제1니들부재(101)의 외면을 감쌀 수 있다. 다시 말하면, 제1니들부재(101)는 제2니들부재(102)의 길이 방향을 따라, 내부를 관통하는 형태로 배치될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)는 침습부위에 동시에 삽입될 수 있다. 다시 말하면, 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)는 한번의 침습을 통해 사용자의 피부를 관통하여 체내로 삽입될 수 있다. 따라서, 약물 주입 장치(1)는 제1니들부재(101)를 통한 약물 주입 기능과, 제2니들부재(102)를 통한 생체 물질 분석 기능을 한번의 침습을 통해 수행할 수 있다.
제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)는 사용자의 피부로 삽입되는 일측이 단부를 향할수록 단면적이 감소하는 형상을 가질 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)가 최초로 사용자의 피부를 관통하는 경우 사용자가 느끼는 고통이 최소화될 수 있다.
제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)는 비반응성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)는 스테인리스(Stainless), 백금(platinum), 금(aurum), 은(silver) 또는 탄소(copper) 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)는 스테인리스(stainless)재질을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)가 사용자의 체내로 삽입되는 과정에서, 소재 자체의 화학반응이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 반면, 이와 달리, 사용자의 체액과 직접 접촉하는 제2니들부재(102)는 스테인리스 재질을 포함하고, 약물이 주입되는 제1니들부재(101)는 고분자 재질을 포함할 수도 있다.
바이오 센서(104)는 사용자의 생체 물질 정보를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 바이오 센서(104)는 제2니들부재(102)를 통해 흡입된 체액 샘플로부터 대상 생체 물질의 정보를 센싱할 수 있다.
바이오 센서(104)는 지지부(103)에 배치되고, 제2니들부재(102)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 침습 부위의 체액은 제2니들부재(102)를 통해 지지부(103)까지 흡입되고, 바이오 센서(104)는 지지부(103)로 이동한 체액 내 대상 생체 물질과 반응하여, 생체 물질의 양에 대응하는 전기적 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 바이오 센서(104)는 트랜스듀서(transducer)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하며, 바이오 센서(104)는 다양한 방식으로 대상 생체 물질의 정보를 센싱할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 약물 주입 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 니들 헤드에서 바이오 센서(104')는 제2니들부재(102)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 바이오 센서(104')는 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102) 사이에 배치될 수 있다. 바이오 센서(104')는 제2니들부재(102)를 통해 흡수된 체액 내 대상 생체 물질과 반응하여 전기적 신호를 생성할 수 있다.
바이오 센서(104')가 생성한 신호는 제2커넥터(1182)를 통해 본체로 전달되고, 본체에 전달된 신호는 제1커넥터를 통해 제어부로 전달될 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 니들 헤드의 모식도이고, 도 7은 도 6의 VII-VII 라인에 따른 단면도이며, 도 7은 도 6의 VII-VII 라인에 따른 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 니들 헤드(10)는 지지부(103), 제1니들부재(101), 제2니들부재(102)를 포함할 수 있다.
제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)는 지지부(103)로부터 일 방향으로 돌출되는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)는 막대 형상일 수 있다. 제2니들부재(102)는 제1니들부재(101)의 외주면을 감쌀 수 있다. 다시 말하면, 제2니들부재(102)의 내부에 제1니들부재(101)가 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 제1니들부재(101) 내부에 제2니들부재(102)가 배치될 수도 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)는, 하나의 부재와 같이 사용자의 피부를 관통하여 침습 부위로 삽입될 수 있다.
제1니들부재(101)는 막대 형상의 길이 방향을 따라 내부를 관통하여 형성되는 중공(1011)을 포함할 수 있다. 중공(1011)은 본체 내 약물 공급부와 연결될 수 있다. 제1니들부재(101)가 침습 부위에 삽입된 상태에서, 약물 공급부 내부의 약물은 중공(1011)을 통해 침습 부위로 주입될 수 있다.
제2니들부재(102)는 제1니들부재(101)가 침습 부위에 삽입되는 과정에서, 제1니들부재(101)와 동시에 침습 부위로 삽입될 수 있다. 이 경우, 제2니들부재(102)는 길이 방향을 따라 내부를 관통 형성하는 삽입구(1021)를 포함할 수 있다. 삽입구(1021)에는 제1니들부재(101)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제1니들부재(101)의 외면 및 제2니들부재(102)의 내면 사이에는 이격된 공간이 형성될 수 있다. 제2니들부재(102)가 침습 부위에 삽입된 상태에서, 침습 부위 내의 체액은 모세관 현상(Capillary action)을 통해 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102) 사이의 공간을 통해 제2니들부재(102)의 내부, 즉, 삽입구(1021)로 유입될 수 있다. 반면, 니들 헤드(10)는 삽입구(1021)의 타측에 음압을 가함으로써 침습 부위 내 체액을 제2니들부재(102)의 내부로 흡입할 수도 있다.
제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)는 단면의 중심(C)이 동축상에 위치할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102)는 단면의 중심을 기준으로 일정한 간격만큼 이격될 수 있다. 예를 들어, 단면을 기준으로 제1니들부재(101)는 단면의 중심(C)으로부터 r만큼의 반지름을 가지고, 제2니들부재(102)는 단면의 중심(C)으로부터 R만큼의 반지름을 가질 수 있다. 따라서, 침습 부위의 체액은 제2니들부재(102)의 내부로 균일하게 유입될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제2니들부재(102)의 삽입구, 즉, 제1니들부재(101) 및 제2니들부재(102) 사이에는 바이오 센서(104)가 배치될 수 있다. 바이오 센서(104)는, 포도당과 선택적으로 반응하는 효소를 포함하는 반응층(1042)과, 효소의 반응여부에 따른 전기적 신호를 생성하는 센싱전극(1041)을 포함할 수 있다.
센싱 전극(1041)은 한 쌍으로 구비되고, 제1니들부재(101)의 길이 방향을 따라 제1니들부재(101)의 양 외면에 부착될 수 있다. 이 경우, 하나의 전극은 체액 내 혈당량을 측정하는 검출 전극으로 작용하고, 나머지 전극은 혈당량의 레퍼런스(reference)값을 측정하는 레퍼런스 전극으로 작용할 수 있다.
제1니들부재(101)의 외면에는 반응층(1042)이 도포될 수 있다. 반응층(1042)의 효소는 삽입구로 유입된 체액 내 포도당과 반응하여, 센싱 전극(1041)에서 검출되는 전극을 변화시킬 수 있다. 센싱 전극(1041)을 통해 검출된 전극은 체액 내 포도당 농도에 따라 변화할 수 있다. 따라서, 바이오 센서(104)는 센싱 전극(1041)을 통한 전극 변화량을 통해 사용자의 혈당량을 검출할 수 있다.
도면에서는, 반응층(1042) 및 센싱전극(1041)이 제1니들부재(101)의 외면에 부착된 것으로 도시하였으나, 이와 달리 반응층(1042) 및 센싱전극(1041)은 제2니들부재(102)의 내면에 부착될 수도 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 니들 헤드의 모식도이고, 도 10 내지 도 12는 도 9의 X-X 라인에 따른 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 일 실시 예에 따른 니들 헤드(20)는 지지부(203), 제1니들부재(201) 및, 제2니들부재(202)를 포함할 수 있다.
제1니들부재(201) 및 제2니들부재(202)는 지지부(203)로부터 동일한 방향으로 돌출되는 길이 방향을 가질 수 있다. 제1니들부재(201)는 약물이 유동하기 위한 중공이 길이 방향을 따라 내부에 형성될 수 있다.
제2니들부재(202)는 제1니들부재(201)의 외면을 감쌀 수 있다. 이 경우, 제1니들부재(201)의 외면 및 제2니들부재(202)의 내면은 서로 접촉될 수 있다. 다시 말하면, 제1니들부재(201) 및 제2니들부재(202)의 단면을 기준으로, 제1니들부재(201)의 외면 반지름은 제2니들부재(202)의 내면 반지름과 동일할 수 있다.
이 경우, 제1니들부재(201)의 외면 또는 제2니들부재(202)의 내면에는 길이 방향을 따라 함몰 형성되는 유로(205)가 형성될 수 있다. 유로(205)는 제2니들부재(202)의 길이 방향을 따라 연속되게 형성됨으로써, 침습 부위의 체액이 흡입되는 유동 경로의 기능을 수행할 수 있다. 유로(205)의 내면에는 친수성 재질의 코팅층(2051)이 형성될 수 있다. 유로(205) 내면에 코팅층(2051)이 형성되는 경우, 유로(205)를 통한 체액의 흡입력이 강해질 수 있다. 따라서, 니들 헤드(20)를 통한 생체 물질 정보 센싱에 소요되는 시간이 단축될 수 있다.
한편, 도면에서는 제2니들부재(202)의 내면에 유로(205)가 함몰 형성되는 것으로 도시되었으나, 이와 달리 유로(205)는 도 11와 같이 제1니들부재(201)의 외면에 형성되거나, 도 12와 같이 제1니들부재(201) 및 제2니들부재(202)의 접촉부위에 동시에 형성될 수도 있다. 다시 말해, 유로(205)는 제1니들부재(201) 또는 제2니들부재(202)의 길이방향을 관통하여 형성될 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 다른 니들 헤드의 모식도이다.
도 12를 참조하면, 일 실시 예에 따른 니들 헤드(30)는, 지지부(303), 제1니들부재(301) 및 제2니들부재(302)를 포함할 수 있다.
제1니들부재(301) 및 제2니들부재(302)는 지지부(303)로부터 동일한 방향으로 돌출되는 길이 방향을 가질 수 있다. 제1니들부재(301)는 길이 방향을 따라 관통 형성되고, 약물을 침습 부위로 배출하기 위한 중공을 포함할 수 있다. 제2니들부재(302)는 제1니들부재(301)의 외주면을 감쌀 수 있다. 이 경우, 제1니들부재(301) 및 제2니들부재(302) 사이 공간을 통해 침습 부위 내 체액이 흡입될 수 있다.
일반적으로, 사용자의 체액 샘플은 약물을 주입하기 위한 침습 위치보다 피부에 인접한 위치에서 채취할 수 있다. 사용자 체내에 대한 침습 깊이가 깊어질수록, 침습에 대응한 사용자의 신체 저항반응이 증가할 수 있다. 따라서, 사용자 피부에 대한 침습 과정에서, 침습 범위를 최소화하는 경우, 사용자 피부 내 면역효과가 최소화되고, 사용자가 느끼는 고통이 경감될 수 있다.
제1니들부재(301) 및 제2니들부재(302) 중 적어도 하나는, 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능할 수 있다. 예를 들어, 도 11과 같이 제1니들부재(301)는 제2니들부재(302)와 동일한 길이(L1)를 가진 상태로 사용자의 체내에 삽입되고, 체내에 삽입된 이후에는 제2니들부재(302)의 길이(L1)보다 더 돌출된 길이(L2)를 가지도록 슬라이딩 할 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 사용자 피부를 관통하는 침습 단계에서는 제1니들부재(301) 및 제2니들부재(302)가 동일한 길이를 가짐으로써 하나의 부재처럼 행동하기 때문에, 보다 안정적으로 사용자의 체내에 삽입되고, 침습 이후에는 제1니들부재(301)가 더 깊게 체내로 삽입됨으로써, 침습과정에서 사용자가 느끼는 고통을 최소화할 수 있다.
도 14는 일 실시 예에 따른 니들 헤드의 모식도이고, 도 15는 도 14의 XV-XV 라인에 따른 단면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 일 실시 예에 따른 니들 헤드(40)는 지지부(403), 제1니들부재(401) 및 제2니들부재(402)를 포함할 수 있다.
제1니들부재(401) 및 제2니들부재(402)는 지지부(403)로부터 동일한 방향으로 돌출되는 길이 방향을 가질 수 있다. 제1니들부재(401)는 길이 방향을 따라 관통 형성되고, 약물을 침습 부위로 배출하기 위한 중공을 포함할 수 있다.
제2니들부재(402)는 제1니들부재(401)의 외주면을 감쌀 수 있다. 이 경우, 제1니들부재(401) 및 제2니들부재(402) 사이 공간을 통해 침습 부위 내 체액이 흡입될 수 있다. 제2니들부재(402)는 다공성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2니들부재(402)는 외면에서 내면으로 포도당을 일방향 투과시키는 다공성 재질로 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 제2니들부재(402)가 침습 부위에 삽입된 상태에서, 침습 부위 내 포도당 분자는 제2니들부재(402)의 외면으로부터 내부로 유입될 수 있다. 반면, 제1니들부재(401) 및 제2니들부재(402) 사이 공간으로 유입된 포도당 분자는 제2니들부재(402)를 통과할 수 없기 때문에, 제2니들부재(402)는 내부로 유입된 포도당 분자가 사용자의 체내로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 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 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
1: 약물 주입 장치
10: 니들 헤드
101: 제1니들부재
102: 제2니들부재
103: 지지부
104: 바이오 센서

Claims (18)

  1. 피부 내 침습 부위로 삽입 가능한 니들 헤드를 포함하고,
    상기 니들 헤드는 길이 방향을 따라 형성되는 중공을 포함하는 제1니들부재와, 상기 제1니들부재의 외주면을 감싸는 제2니들부재를 포함하는, 약물 주입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1니들부재는 상기 침습 부위에 삽입된 상태에서, 상기 중공을 통해 상기 침습 부위로 약물을 주입하는, 약물 주입 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2니들부재가 상기 침습 부위에 삽입된 상태에서, 상기 침습 부위의 체액은 상기 제2니들부재의 내부로 유입되는, 약물 주입 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 체액은 상기 제1니들부재 및 제2니들부재 사이의 공간을 통해 유입되는, 약물 주입 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1니들부재의 외면 및 상기 제2니들부재의 내면은 서로 접촉되고,
    상기 제1니들부재의 외면 또는 제2니들부재 내면의 길이 방향을 따라 함몰 형성되는 유로를 포함하는, 약물 주입 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유로는 친수성 재질의 코팅층을 포함하는, 약물 주입 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 니들 헤드는 생체 물질 정보를 센싱하기 위한 바이오센서를 더 포함하고,
    상기 바이오센서는 상기 제2니들부재 내부로 유입된 체액의 성분을 센싱하는, 약물 주입 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 바이오센서는 상기 제1니들부재 및 제2니들부재 사이에 배치되는, 약물 주입 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 바이오센서는,
    포도당과 선택적으로 반응하는 효소를 포함하는 반응층; 및
    상기 효소의 반응여부에 따른 전기적 신호를 생성하는 센싱전극을 포함하는, 약물 주입 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 니들 헤드는 상기 제1니들부재 및 제2니들부재를 지지하는 지지부를 더 포함하고,
    상기 바이오센서는 상기 지지부에 배치되는, 약물 주입 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 제2니들부재는, 외면에서 내면으로 포도당을 일방향 투과시키는 다공성 재질로 형성되는, 약물 주입 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1니들부재 및 제2니들부재는, 단면의 중심이 동축상에 위치하는, 약물 주입 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1니들부재 및 제2니들부재는,
    일단으로부터 상기 침습부위에 삽입되는 타단을 향할수록 단면적이 감소하는, 약물 주입 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1니들부재 및 제2니들부재 중 적어도 하나는, 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능한, 약물 주입 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1니들부재는 고분자 재질을 포함하고,
    상기 제2니들부재는 스테인리스(stainless) 재질을 포함하는, 약물 주입 장치.
  16. 사용자의 피부 내 침습 부위로 삽입되고 약물 공급을 위한 중공이 형성되는 제1니들부재와, 상기 제1니들부재의 외주면을 감싸고 상기 제1니들부재와 동시에 상기 침습 부위로 삽입되는 제2니들부재를 포함하는 니들 헤드;
    상기 니들 헤드와 연결되고, 사용자의 생체 정보를 분석하는 분석부; 및
    상기 니들 헤드와 연결되고, 상기 제1니들부재로 상기 약물을 공급하는 약물 공급부를 포함하는, 약물 주입 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2니들부재가 상기 침습 부위에 삽입된 상태에서,
    상기 침습 부위 내 체액은 상기 제1니들부재 및 제2니들부재 사이 공간으로 유입되는, 약물 주입 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 니들 헤드는 상기 제1니들부재 및 제2니들부재 사이 공간으로 유입된 체액으로부터 생체 물질 정보를 센싱하는 바이오센서를 더 포함하고,
    상기 분석부는 상기 바이오센서가 센싱한 정보에 기초하여, 상기 사용자에 대한 약물 주입량을 결정하는, 약물 주입 장치.
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