KR20200116569A - 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치 - Google Patents
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Abstract
경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 고전압에 의해 플라즈마를 발생시켜 피부에 분무하는 플라즈마 생성부, 및 초음파를 발생시켜 피부 조직에 초음파 에너지를 전달하는 초음파 발생부를 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 플라즈마와 초음파를 이용하여 피부로의 약물의 침투율, 유동률 및 흡수율을 증가시킬 수 있는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치에 관한 것이다.
피부관리용 또는 치료용 약물의 경피 전달을 촉진하는 것은 전 세계적으로 관련 분야의 연구자들의 오랜 과제이다.
피부 질환의 치료 또는 피부 케어를 위해서 치료제 또는 화장료 조성물을 피부의 각질층, 표피층 또는 진피층으로 침투시키는 것이 필요하다. 그러나 피부의 각질층은 외부의 오염물질 또는 유해물질에 대해서뿐만 아니라 피부관리용 또는 치료용 약물에 대해서도 배리어로 작용하여 침투를 어렵게 한다. 피부관리용 또는 치료용 약물들은 각질층에서 조금 흡수되지만 흡수 속도가 매우 느리기 때문에 긴 처리 시간과 높은 투여량이 요구된다.
이러한 문제를 해소하고 피부관리용 또는 치료용 약물의 경피 전달을 촉진하기 위해서 몇 가지 기술들이 개발되고 있다. 경피 전달을 촉진하기 위한 기술은 크게 두 가지 카테고리로 분류할 수 있는데 하나는 피부의 투과성을 증가시키는 것이고, 다른 하나는 피부 내에서의 유동률을 향상시키는 것이다. 피부 침투율을 증가시키는 방법으로는 피부 내에 전기적인 충격을 가하는 기술을 사용하고, 유동률을 향상시키는 방법으로는 피부 내에 에너지 경사를 생성하여 활성 성분이 각질층 아래로 이동하게 하여 경피 유동을 증가시키는 것이다.
활성 치료제들의 경피 및 피내 전달을 위한 현재 방법들은 피부 활성 성분의 효능이 각질층을 통과하여 표피 및 진피층에 도달하는 비율이 매우 작아서 비효율적이고, 특수하게 조성된 조성물을 사용하지 않으면 소기의 효과를 얻을 수 없는 한계가 있다.
본 발명은 약물의 피부 침투율은 물론 유동률 및 흡수율을 향상시킬 수 있는 복합 시술 장치를 제작하여, 살균 기능에 의해 피부를 청결하게 유지시키며, 동시에 다양한 피부미용기능을 복합적으로 수행하여 피부미용효과를 극대화시킬 수 있는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 고전압에 의해 플라즈마를 발생시켜 피부에 분무하는 플라즈마 생성부, 및 초음파를 발생시켜 피부 조직에 초음파 에너지를 전달하는 초음파 발생부를 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치가 제공된다.
경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 시술자가 파지 가능하며 일측에 플라즈마 생성부가 설치되는 제1 핸드피스, 및 시술자가 파지 가능하며 일측에 초음파 발생부가 설치되는 제2 핸드피스를 더 포함할 수 있다.
경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 플라즈마 생성부 및 초음파 발생부에 전원을 제공하는 본체, 및 제1 핸드피스 및 제2 핸드피스가 거치되도록 본체에 설치되는 거치부를 더 포함할 수 있다.
경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 본체에 형성되어 플라즈마 생성부 및 초음파 발생부의 작동 여부를 나타내는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
플라즈마 생성부는 하나 이상의 전극과 전극과 피부 사이에 배치되는 패턴형 유전체부를 포함할 수 있다.
패턴형 유전체부는 스트라이프형, 메쉬형, 그리드형, 콤형, 허니콤형 및 슬릿형 중 어느 하나의 형상을 가지며, 반구형, 사각기둥 형상, 피라미드 형상, 및 다각 기둥 형상 중 어느 하나의 형상의 융기부를 가질 수 있다.
플라즈마 생성부의 전극은 메쉬 전극, 그리드 전극, 콤형 전극, 및 슬릿형 전극 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 전압신호와 전류신호 중의 적어도 하나를 피부에 인가하여 피부에 미세전류가 흐를 수 있도록 피부 상에 이격 배치되는 복수 개의 전극을 갖는 이온영동부를 더 포함할 수 있다.
경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 피부에 마이크로채널을 형성하는 펄스를 방출하는 전기천공 전극부를 더 포함할 수 있다.
경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 용기에 담긴 화장품 또는 약물을 피부에 도포하는 약물 도포기를 더 포함할 수 있다.
경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 플라즈마 생성부에 잔류 오존을 제거하는 오존 필터를 더 포함할 수 있다.
오존 필터는 플라즈마 생성부의 내부에 또는 하우징의 외측에 끼워 고정할 수 있도록 구성되고, 오존을 산소로 환원시키는 광촉매가 코팅될 수 있다.
경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 플라즈마 생성부의 일측방에 구비되어 플라즈마 공간 내의 수분을 제거하는 수분제거부를 더 포함할 수 있다.
경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 제1 핸드피스에 설치되어 플라즈마 생성부를 커버하는 보호캡을 더 포함할 수 있다.
보호캡은 플라즈마 생성부에서 생성된 플라즈마가 피부에 전달 가능하도록 보호캡에 형성되는 복수의 관통홀을 포함하고, 복수의 관통홀은 피부와 접하는 면의 중심으로부터 방사상 배치될 수 있다.
본 발명의 복합 시술 장치에 의하면 플라즈마에 의해 콜라겐 합성을 촉진할 수 있고, 이에 따라서 피부 주름 및 탄력 개선 효과를 제공할 수 있고, 피부 보습 등 피부 활성 성분의 침투력을 극대화하여, 안티에이징 효과 및 피부 관리 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 제1 핸드피스 및 제2 핸드피스의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카트형 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 휴대형 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 단면 구성도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카트형 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 플라즈마 생성부의 패턴형 유전체부의 이면을 나타낸 사시도.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 단면 구성도.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 휴대형 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 사시도.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 단면 구성도.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 블록도.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 핸드피스 커넥터를 나타낸 도면.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 실험 결과를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 제1 핸드피스 및 제2 핸드피스의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카트형 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 휴대형 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 단면 구성도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카트형 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 플라즈마 생성부의 패턴형 유전체부의 이면을 나타낸 사시도.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 단면 구성도.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 휴대형 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 사시도.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 단면 구성도.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 나타낸 블록도.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 핸드피스 커넥터를 나타낸 도면.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 실험 결과를 나타낸 도면.
이하에서 첨부한 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", 또는 "결합" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 결합될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결"되거나 "결합"될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함한다”고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 ~부, ~모듈 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도면들에 있어서, 본 발명의 요지를 효과적으로 설명하기 위해서 각 구성들의 세부 크기, 형상, 두께 등은 과장되거나 도식화될 수 있다.
본 명세서에서 "피부"라는 용어는 사람 및 동물의 체표를 덮는 조직을 의미하는 것으로서, 얼굴 또는 손가락, 발가락 등 신체의 체표를 덮는 모든 조직뿐만 아니라, 두피와 모발을 포함하는 가장 광범위한 개념이다.
본 발명에서 “피부 활성 성분”은 피부 또는 두피에 치료 또는 미용 목적으로 제공하는 유효 성분을 의미한다, 본 발명에서 피부활성 성분은 양 전하 또는 음 전하 중 어느 하나의 순수 전하를 갖는 것을 포함한다. 본 발명에서 “피부 활성 성분”이라는 단어는 “약물”이라는 단어와 서로 호환적으로 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 사시도며, 도 2는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 제1 핸드피스(1100) 및 제2 핸드피스(1200)의 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예의 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 피부과 또는 피부관리샵에서 사용될 수 있으며, 휴대가 용이한 플라즈마 생성부(100) 및 초음파 발생부(300)가 설치되는 복수의 핸드피스를 통하여 사용자에게 편의성을 제공할 수 있다.
도 1에서의 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 고전압에 의해 플라즈마를 발생시켜 피부에 분무하는 플라즈마 생성부(100), 및 초음파를 발생시켜 피부 조직에 초음파 에너지를 전달하는 초음파 발생부(300)를 포함하여, 플라즈마와 초음파를 이용하여 피부를 자극하여 약물의 경피 전달을 촉진할 수 있다.
도 1에 도시된 본체(1000)는 내부에 공간을 형성하고 있으며, 본체(1000) 내부에 형성된 공간에는 플라즈마 생성부(100) 및 초음파 발생부(300)에 전원을 제공하는 전원공급부(600)를 수용할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본체(1000)의 후면에는 본체와 후술할 제1 핸드피스(1100) 및 제2 핸드피스(1200)를 결합할 수 있는 핸드피스 커넥터(1300)가 설치될 수 있다. 핸드피스 커넥터(1300)에는 핸드피스(1100, 1200)에 결합된 연결선의 단부에 형성되는 복수 개의 전극핀이 삽입될 수 있는 복수 개의 삽입홈이 형성될 수 있으며, 복수 개의 삽입홈은 복수 개의 전극핀과 대응되도록 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예의 제1 핸드피스(1100)의 복수 개의 전극핀과 제2 핸드피스(1200)의 복수 개의 전극핀은 서로 상이한 배치로 형성될 수 있으며, 이에 따라 본체에는 서로 상이한 배치의 삽입홈이 형성되는 복수 개의 핸드피스 커넥터(1300)가 설치될 수 있다. 예를 들어, 하나의 핸드피스 커넥터(1300)의 삽입홈은 네변의 길이가 동일한 마름모 형상의 가장자리를 따라 배치될 수 있으며, 다른 하나의 핸드피스 커넥터(1300)의 삽입홈은 원 형상의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 따라서 제1 핸드피스(1100)와 제2 핸드피스(1200)는 서로 상이한 배치의 삽입홈을 구성하는 핸드피스 커넥터(1300)에 각각 매칭되도록 연결될 수 있으므로, 서로 매칭되지 않는 핸드피스 커넥터(1300)에 미스커넥트되는 것을 방지할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 플라즈마 생성부(100) 및 초음파 발생부(300)는 서로 다른 핸드피스에 각각 설치될 수 있으며, 보다 구체적으로 제1 핸드피스(1100)의 일측에 플라즈마 생성부(100)가 설치될 수 있고 제2 핸드피스(1200)의 일측에 초음파 발생부(300)가 설치될 수 있다. 본 실시예의 플라즈마 생성부(100) 및 초음파 발생부(300)의 구체적인 부분은 후술하도록 한다.
도 1에 도시된 거치부(1010)는 제1 핸드피스(1100) 및 제2 핸드피스(1200)가 거치 가능하도록 본체(1000)에 설치될 수 있으며, 제1 핸드피스(1100) 및 제2 핸드피스(1200)의 형상과 대응되는 거치 공간을 형성하며, 보다 구체적으로 거치부(1010)는 일측이 하측을 향하도록 기울어지게 본체(1000)에 설치되며, 거치부(1010)의 일측이 제1 핸드피스(1100) 및 제2 핸드피스(1200)를 지지할 수 있다. 또한, 거치부(1010)의 일측에는 제1 핸드피스(1100) 및 제2 핸드피스(1200)의 길이 방향의 일측, 타측이 무관하게 거치될 수 있어 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 핸드피스(1100)의 일측에 설치되는 플라즈마 생성부(100)를 커버하기 위해 보호캡이 설치될 수 있으며, 보호캡에 의해 플라즈마 생성부(100)에 전달되는 충격이나 오염을 방지할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 보호캡(1110)은 플라즈마 생성부(100)에서 생성된 플라즈마가 피부에 전달 가능하도록 복수의 관통홀이 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로, 보호캡(1110)에 형성되는 복수의 관통홀은 피부와 접하는 면의 중심으로부터 방사상으로 배치될 수 있다. 또한, 보호캡(1110)은 안정적인 플라즈마 방사를 위해서 얇은 두께로 예를 들어, 0.4 내지 0.8mm로 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이부는 본체(1000)에 설치되어 플라즈마 생성부(100) 및 초음파 발생부(300)의 현재 작동 상태 등을 표시할 수 있으며, 더 나아가 터치로 조작 가능한 디스플레이부로 형성되어 피부의 타입이나 조건에 따라서 플라즈마 생성부(100) 및 초음파 발생부(300)의 기능, 강도 및 작동을 손쉽게 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 사시도고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 휴대형 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 사시도며, 도 6은 도 5의 본 발명의 다른 실시예에 의한 휴대형 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 개략적인 단면 구성도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 플라즈마 생성부의 패턴형 유전체부의 이면의 사시도다.
본 발명의 복합 시술 장치는 도 4에 도시된 바와 같은 카트형으로 구현되거나, 도 5에 도시된 바와 같은 사용자가 손에 쥐고 사용할 수 있는, 복합관리기능이 일체화되어 핸드 캐리가 가능한 휴대형 복합 시술 장치로 구현될 수 있다.
도 4에서의 본체와 별도형으로 연결되는 핸드피스는 고전압에 의해 플라즈마를 발생시켜 피부에 분무하는 플라즈마 생성부(31) 및 약물침투를 용이하게 촉진하기 위해 미세전류를 흘리는 방식의 이온영동(iontophoresis)을 위한 이온영동부(32)를 포함하는 구조를 도시한 것이다. 한편, 도 5에는 본체와 핸드피스가 일체형인 휴대형 복합 시술 장치가 플라즈마 생성부(100)와 이온영동부(200)를 포함하는 구조를 일 실시예로 도시하고 있다.
도 4에 도시된 카트형 복합 시술 장치는 의료기기로 승인받아 병의원에서 전문가(의사)에 의해 아토피 등의 병증 치료용으로 사용하거나 사양을 조정하여 미용관리실에서 활용될 수 있는데, 플라즈마 생성부(31)나 이온영동부(32) 중 일부를 교체 또는 그 기능에 기타의 복합시술기능을 더 형성하여 사용될 수 있다. 본체에 착탈식으로 연결될 수 있는 핸드피스(30, 15)는 도시한 바와 같이 복수의 기능을 탑재하여 단일 핸드피스로 사용할 수도 있으며, 복수 개로 설치하여 여러 대상인 또는 대상 부위에 동시에 사용될 수 있도록 활용할 수도 있다. 용도별로 다르게 구성한 복수의 핸드피스(30, 15)로 구성할 경우 미리 본체에 연결하여 대상 부위의 피부 상태나 시술자의 판단에 따라 선택하여 사용할 수도 있다. 또한, 상기 핸드피스(30, 15)들은 착탈식 또는 영구 부착형으로 연결되도록 구성할 수도 있으며, 연결부(17)를 제거하고 블루투스 방식으로 사용될 수도 있다. 이외에도 본체(18)에는 사용자에게 시술 가이드가인이나 데이터, 또는 피부상태를 시각적으로 도시할 수 있는 디스플레이부(12)가 추가적으로 구성될 수 있다. 사용자 입력부는 상기 디스플레이부(12)에 일체로 결합되어 예를 들어, 터치패드의 형태로 마련될 수도 있으며 별도의 사용자 인터페이스부(13)로 마련될 수도 있다. 또한, 시술자(사용자)는 원하는 기능을 직접 선택할 수도 있으며, 피부 타입이나 입력 조건에 따라 데이터분석을 진행하거나 미리 매칭 설정된 값에 따라 시술하는 조건을 권유받을 수도 있다.
한편, 도 5의 휴대형의 경우에는 소비자가 직접 가정에서 자가 관리하기 위해 사용되며, 손에 쥘 수 있는 하우징(또는 케이스)(21) 안에 플라즈마 생성부(100)와 이온영동부(200)가 형성될 수 있다. 휴대형 복합 시술 장치(20)는 하우징 또는 케이스(21)안에 플라즈마 생성부(100)와 이온영동부(200)가 형성된 헤드, 외부로부터 가용전압을 공급받는 충전식 배터리(미도시), 배터리로부터 공급되는 직류 전원을 교류 전력으로 출력하는 고전압 공급모듈(미도시), 온오프 스위치나 모드를 선택하는 버튼들(24), 선택적으로 디스플레이부(23)를 포함할 수 있다. 또한 헤드의 대향하는 면에는 피부를 진정시킬 수 있는 저온처리가 가능한 진정부(22)가 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예의 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 단면도이며, 플라즈마 생성부(100)와 이온영동부(200)가 포함된 장치하우징(21) 내부에 전원부(610), 제어부(500) 및 고전압생성부(620)가 설치되어 있다. 또한, 상기 이온영동부(200)는 전압신호와 전류신호 중의 적어도 하나를 피부에 인가하여 피부에 미세전류가 흐르게 하여 약물의 경피 전달을 촉진하는데, 이를 위해 피부 상에 전극(210, 220)을 이격 배치한 구조를 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 6에서의 플라즈마 생성부(100)는 플라즈마의 생성을 위한 전압형성을 위한 전극부(110) 및 플라즈마의 직접형성을 위한 유전체부(140)를 포함하며, 상기 유전체부(140)는 도 7과 같이 여러 가지 형태의 구조로 구현 가능하다. 이때 유전체부(140)는 도시되지는 않았지만 별도의 관통부가 형성된 플라스틱 커버 등으로 피부와의 간격유지를 위한 분리 부재 구조를 유전체부(140) 둘레 또는 중앙 등 적정한 위치에 추가로 형성할 수 있다.
본 발명의 복합 시술 장치의 플라즈마 생성부(100)는 대기압 플라즈마 발생장치로서 별도의 가스유입 없이 플라즈마를 발생시키는 장치로서 아크 플라즈마로 전이되는 것을 막기 위해 유전체 배리어방전(DBD, Dielectric Barrier Discharge) 형태를 이용하여 펄스전원, AC전원 또는 RF전원을 이용하여 플라즈마를 발생시킨다.
좀 더 자세히 설명하면, 유전체 배리어방전은 쌍을 이루는 두 개의 전극 또는 한 개 이상의 전극에 유전체 배리어를 설치하고 유전분극 현상을 이용하는 방식으로, 전하집적으로 인해 역전위가 형성되어 이로 인해 방전이 정지되어 펄스방전에서 아크방전으로 전환되는 것을 막는 방식이다. 유전체 배리어방전은 비교적 균일한 플라즈마를 얻을 수 있는데, 대면적 플라즈마 발생이 가능하고 기타 헬륨이나 아르곤과 같은 가스들을 사용하지 않는다. 따라서 상기 플라즈마 생성부(100)는 고전압이 인가되는 두 개 이상의 전극들(110)과 상기 전극들 사이의 유전체부(130, 140)를 포함하고, 전극과 피부 표면 사이에서 유전체 배리어방전에 의해 플라즈마가 발생되도록 구성된다. 상기 플라즈마 생성부(100)에 의해 발생되는 대기압 플라즈마는 전극과 절연체 사이에서 강한 전기장에 의해 발생되고, 공기 중의 산소, 수소, 수분, 질소 등이 이온화되면서 오존, O, O2-등과 같은 다양한 활성종들이 다량으로 생성된다. 이러한 다양한 활성종들이 생체 조직에는 거의 영향을 미치지 않으면서 세균의 세포벽을 파괴시켜 강한 살균효과를 나타내며, 또한 피부에 대한 플라즈마의 주기적 처리는 피부세포를 자극시켜 진피층의 콜라겐을 증가시키고, 혈관내피세포 성장인자(VEGF)의 분비 증대로 인해 신생혈관들이 피부세포들의 영양공급을 담당하여 노화 방지 효과를 제공할 수도 있다.
두 개 이상의 전극들(110) 가운데 하나는 전원공급부에 연결되는 전원전극(미도시)이고, 다른 하나는 피부 쪽에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 전극(110)이다. 본 발명에서는 상기 플라즈마 전극(110)은 방전 전압을 낮출 있는 메쉬 전극, 그리드 전극, 콤형, 허니콤형 또는 슬릿형 전극일 수 있다. 본 발명에서는 플라즈마 전극(110)의 기하학적 형상을 다양하게 구성하여 전극 간 간격을 좁히고 단위면적당 전극배열 수를 크게 하여 조밀한 전극을 구성하고, 그에 따라 저전력 고밀도 플라즈마를 얻을 수 있다. 전극 사이의 간격이 좁을수록 인가전압이 낮아도 고밀도 플라즈마 방전을 얻을 수 있다.
상기 전극들(110)은 도전성 재료로 형성되거나, 절연 물질에 도전성 재료를 코팅하여 형성될 수 있다. 상기 전극들은 단면이 원형 또는 사각형 등 임의의 형상으로 형성될 수 있다. 전극 주위를 유전체부(130)로 코팅하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 스크린 프린팅, 스핀 코팅, 딥 코팅 등에 의해 코팅할 수 있다.
유전체부(140)는 상기 전원 전극(미도시)과 플라즈마 전극(110) 사이에 배치되거나 상기 플라즈마 전극(110)의 일면에 피부쪽 면에 접촉 또는 전극부와 이격공간을 두고 형성할 수 있으며, 피시술자의 피부와는 일정간격을 가지도록 형성하여 그 공간에서 플라즈마가 형성되도록 한다. 상기 유전체부(140)는 전극의 일면 뿐 아니라 전극 전극을 코팅 등의 방법으로 플라즈마 전극(110)에 유전체부(130, 140)를 코팅하여 형성할 수 있다.
본 발명에서 전극과 피부 표면 사이에 플라즈마가 발생할 수 있는 공간을 일정하게 유지하기 위해, 전극과 피부 사이의 유전체부(140)는 도 7에 도시된 바와 같이 메쉬형 패턴 또는 양각의 입체적인 패턴을 갖는 패턴형 유전체부로 형성될 수 있다. 즉, 도 7(a)에 도시된 바와 같은 스트라이프형이나 도 7(b)에 도시된 바와 같은 메쉬형 또는 그리드형으로 형성가능하며, 이 외에도 콤형, 허니콤형 또는 슬릿형으로 구성될 수 있다. 이와 같이 상기 패턴형 유전체부(140)에는 입체적인 패턴에 의해 다수의 돌기와 유사한 마이크로 구조의 융기부(141)를 주변둘레부 또는 중앙부 등 설정한 부분에 형성하여, 별도의 간격유지부나 스페이서를 형성할 필요가 없이, 전극과 피부 사이에 플라즈마 방전을 위한 방전 공간을 충분히 확보되도록 할 수 있다. 한편, 피부와 유전체부(140) 사이의 간격유지 공간을 위한 별도의 관통홀이 마련된 플라스틱 커버를 유전체부(140) 상단에 추가로 탈부착이 가능하도록 형성하여 피부와 유전체부(140)간의 스페이스를 마련하여 플라즈마가 형성되도록 할 수도 있다. 또한 상기 유전체부(140)의 융기부(141)의 형상은 도 7(c)-(f)에 도시된 바와 같이, 반구형, 사각기둥 형상, 피라미드 형상, 다각 기둥 형상, 원뿔 형상 등의 구조를 가질 수 있으나, 반드시 이러한 형상으로 제한되는 것은 아니다. 상기 융기부(141)의 돌출되는 높이는 플라즈마 형성을 위한 전력의 크기와 상관관계가 있다.
이러한 입체패턴을 갖는 패턴형 유전체부(140)의 제조방법은 특별히 제한되지 않는다. 일례로 상기 패턴형 유전체부(140)는 프린팅기법을 이용하여 원하는 패턴을 형성할 수 있으며, 포토리소그래피 기술을 사용하여 좀 더 정밀하게 패턴을 형성할 수도 있다. 그 밖에 증착법으로서 전자빔증착법, 저항가열 증착법, 고주파 유도 가열 증착법과 같은 증착법을 사용하여 패턴형 유전체부(140)를 형성할 수 있고, 이 밖에도 본 발명이 속하는 기술분야에 알려진 임의의 방법으로 패턴형 유전체부(140)를 형성할 수도 있다.
또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 패턴형 유전체부(140)는 각각의 유전체부(140) 사이의 공간을 최소화하여 보다 밀도 높은 플라즈마를 방사할 수 있으며, 보다 구체적으로 패턴형 유전체부(140)는 사각형과 같이 각각의 유전체부(140)의 인접면이 대응하는 형태로 형성되어 유전체부(140) 사이의 공간을 최소화할 수 있다.(도 12 참고)
상기 유전체부(130, 140)는 경성 재료로 구성되거나 가요성 있는 재료로 구성될 수 있다. 경성 재료로는 석영, 사파이어, 유리, 세라믹, 폴리테트라플루오로 에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌과 같은 고분자필름 등의 재질로 구성될 수 있으며, 가요성 재료로는 실리콘 화합물, 합성고무, 폴리우레탄, 또는 폴리에틸렌을 사용할 수 있다. 유전체부(130, 140)은 도체에 절연물질을 코팅하거나 절연물질로 도금하여 제작할 수도 있다.
본 발명에서 플라즈마 생성부(100)는, 평행판 전극 사이를 비유전율(ε)이 큰 유전체로 채우고, 유전체 두께(d)를 작게 하기 위해 유전체를 박막으로 형성하여 정전용량(C)을 계산하면, 전극 면적(A)을 키우지 않고 유전체를 소형화하면서도 정전용량 C값을 키울 수 있다(수학식 1 내지 수학식 4 참조). 따라서 플라즈마 발생을 위한 출력전력값(소비전력 W)은 수학식 1에서와 같이 C값을 크게 만들면 출력전압 V값을 높게 설정하지 않아도 원하는 만큼의 출력전력값(W)을 설계할 수 있다. 이와 같이 형성하여 결과적으로 피부에 전기적 쇼크 없이 큰 출력전력값(W)이 형성될 수 있도록 하여, 피부에 전기충격이 일어나지 않게 하면서도 원하는 플라즈마 양을 얻을 수 있게 설계할 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 유전체 두께(d)를 유전율이 높은 물질을 이용하여 도포하면 d값을 작게 도포할 수 있고, 전체적으로 작은 사이즈의 유전체부(142)를 형성할 수 있다.
W : 소비전력 [W], f : 구동 주파수 [Hz]
U : 저장되는 에너지 [J], V : 전압 [V]
C : 정전용량 [F],
K : 상대 유전상수, A : 전극면적 [m2],d : 전극간 거리 [m]
도 8은 본 발명의 다른 실시예의 플라즈마 생성부의 전극과 유전체의 단면 형상을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 8을 참조하면, 각각의 유전체부(142)에서 플라즈마 형성 시 피부의 한 부분에 전기적 쇼크가 없도록, 전극(111)은 돌출된 부분이 x-y축 방향으로 교호로 존재하는 형상으로 형성하여, 유전체부(142)는 x-y열 방향으로 각각의 유전체부(142) 사이에 플라즈마 방전을 위한 이격 공간이 확보되도록 형성한다. 유전체부(142)는 전극(111)의 돌출부에만 형성되거나(도 8(a) 참조), 전극(111)의 전체의 표면에 형성되거나(도 8(b) 참조), 도 8의 (c)와 같이 돌출부 표면과 돌출부들 사이의 표면에만 형성될 수 있다. 유전체부(142) 사이에 도시하지는 않았으나 별도의 차폐막을 형성하여, 플라즈마 방전이 형성되도록 할 수도 있다.
전원 공급부(600)는 상용전원 또는 배터리에 해당되는 전원부(610)와 전원부(610)로부터의 직류 전원을 이용하여 고전압을 생성하는 고전압 생성부(62)를 포함한다. 상기 전원부(610)는 상기 본체의 내부 또는 하우징의 내부의 일측에 내장되며, 일반 상용전원 또는 배터리로부터 입력된 전압을 이온영동부를 구동시키기 위한 전압으로 변환하고, 상기 전원공급부(600)는 전압을 공급받아 제어전압(펄스)을 출력한 후, 상기 제어전압을 고전압으로 변환하여 플라즈마 생성부(100)의 전원 전극(110)에 공급한다. 대안으로 전원공급부(600)는 입력 전원을 직류 고전압으로 변환한 후, 직류 고전압을 소정 주기의 펄스 고전압으로 변환하여 출력하도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 일실시예와 같이 플라즈마 생성부(100)에서 피부에 거의 접촉하게 형성되는 유전체를 이용한 살균 및 피부 자극에 필요한 충분한 유전체 배리어방전 플라즈마를 얻기 위해서는 0.1W 내지 3 W 정도의 출력전력이 바람직하며, 이러한 출력전력은 살균용, 피부자극용, 피부재생용 등의 사용 목적에 따라서 그 크기가 조정될 수 있다. 최적의 운전조건을 맞추기 위해서는 출력전력의 변수인 유전체 배리어 방전 플라즈마 생성부를 구성하는 유전물질의 정전용량과 인가되는 전압 및 주파수를 선택하여 최적의 방전 효율이 되도록 하여야 한다. 전기적 쇼크가 없고 안정적으로 피부인 안면에 유전체 배리어 방전 플라즈마를 유도하기 위해서는 입력은 AC 220V, 50 내지 60 Hz, 출력 전압은 0.8 내지 7 kV이고, 출력 전압 주파수 범위는 10kHz 내지 30 kHz 정도로 하며, 바람직하게는 20kHz정도로 설계한다. 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 피부 치료 장치의 제어부(500)는 전원부(610)로부터 출력되는 직류전원을 고전압 생성부(620)에 공급하여 고주파, 고전압의 교류 전원으로 변환되도록 제어한다. 전원공급부(600)에는 고압출력을 조절하는 출력조절수단(미도시)이 더 포함될 수 있다.
상기 이온영동부(200)는 전도성 경로를 갖는 전극들(210, 220)에 걸쳐 전압신호와 전류신호 중의 적어도 하나가 인가되어, 하전된 피부 활성 성분들에 이온영동 힘을 생성하고, 이 이온영동 힘은 피부 활성 성분들이 반대 극성을 갖는 전극을 향해 이동하려고 함에 따라서, 약물의 전기장 내에서의 능동적인 수송이 이루어진다. 피부 활성 성분이 포지티브로 또는 네거티브로 하전되든지 간에, 이온영동부(200)는 특정한 피부 활성 성분을 피부로 구동하기 위해 알맞은 극성 및 전류를 인가하도록 구성될 수 있다. 상기 이온영동부(200)는 동일한 극성의 전하 사이에 작용하는 척력을 이용하기 위해 포지티브의 특성을 갖는 이온 물질은 '+'전극에 인가하며, 네거티브의 특성을 가지는 이온 물질은 '-'전극에 인가하여 이온 물질이 피부에 용이하게 침투되도록 한다.
이온영동부(200)는 헤드에 미세 전류를 흘리는 기능을 하고, 헤드에 흘리는 미세 전류의 세기를 여러 레벨로 조정하는 형태일 수 있다. 이온영동부(200)에서 제1 전극과 제2 전극은 서로 이격되어 사용자의 피부에 접촉되어야 한다. 제2 전극은 하우징 상에 장착되거나 하우징 내에 내장될 수 있다. 제2 전극은 휴대형 장치의 하우징을 잡는 사용자의 손을 통해 사용자의 피부와 전기가 도통하도록 구성될 수 있다. 대안으로 본 발명의 복합 시술 장치가 카트형으로 구현되고, 이온영동부(200)가 피시술자가 아닌 기술자에 의해 동작되는 경우에, 양자의 전극들이 대상자가 손으로 이온영동부(200)를 홀딩하는 일 없이 사용자의 피부에 접촉하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극은 패드 등의 형태로 사용자의 피부에 접촉시킬 수 있다.
상기 이온영동부(200)의 전극(210)은 다공성 필름과 다공성 필름 내의 다수 개의 구멍 내에 충전된 이온교환수지로 구성되는 이온 교환막을 포함할 수 있다. 이온영동부(200)는 하전된 약물의 이온과 동일한 극성의 이온을 선택하는 이온 교환막을 포함할 수 있다. 약물 이온이 이온 교환막을 통해 투여되도록 함으로써, 피부의 반대 이온의 방출을 억제하여, 약물 이온의 투여 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한 상기 이온영동부(200)는 비교적 분자량이 큰 약물 이온의 통과를 용이하게 하고, 피부로부터의 반대 이온의 방출을 효과적으로 억제하기 위해서 폴리올레핀, 염화비닐계 수지, 불소계 수지 등의 소재로 이루어지는 다공질 필름에 이온 교환 수지를 충전시킨 타입의 이온 교환막을 사용할 수 있다.
상기 이온영동부(200)의 전극(210)은 임의의 도전성 재료로 이루어지는 전극을 특별히 제한 없이 사용할 수 있으나, 특히 탄소, 백금 등으로 구성되는 불활성 전극을 바람직하게 사용할 수 있고, 금속이온의 용출, 및 그 생체로의 이행의 우려가 없는 탄소 전극을 더 바람직하게 사용할 수 있다.
제어부(500)는 상기 이온영동부(200)를 통해서 투여되는 특정한 약물에 대한 이온영동 특성에 관한 데이터가 내장되어 있는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 상기 데이터에는 특정한 약물이 특정한 전류 및/또는 이온의 흐름의 조건하에서 이온영동부(200)에 의해 피부를 통하여 체내로 전달되는 경우, 이들 조건과 전달 속도와 상관관계가 포함될 수 있다. 상기 제어부(500)는 이온영동부(200)에 의해 사용자의 피부로 공급되는 전류의 세기를 조절할 수 있도록 구성된 것일 수도 있다. 상기 전류의 세기는 반드시 자동적으로 조절될 필요는 없으며, 사용자 또는 시술자의 결정 또는 필요에 따라 전류의 세기를 조절할 수 있는 것일 수 있다. 또한, 상기 제어부(500)는 이온영동부(200)에 의해서 사용자의 피부로 공급되는 전류가 설정된 시간 간격을 두고 자동으로 온/오프될 수 있도록 구성된 것일 수도 있다. 상기한 바와 같은, 전류 제어 기능을 수행하는 제어회로의 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.
이온영동부(200)는 제1 전극과 제2 전극을 피부에 접촉시킨 상태에서 약물 이온과 동일한 극성의 전압을 인가함으로써 약물 이온이 피부 내에 침투된다. 이온영동부(200)의 전극(210)에 공급하는 전류는 직류 전류이거나 정현파 또는 사각파 형태의 교류 전류일 수 있다.
상기 플라즈마 생성부(100)와 이온영동부(200)는 다양한 방식으로 연결될 수 있다.
하나의 예에서 플라즈마 생성부(100)와 이온영동부(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 피부 표면에 평행한 방향으로 인접하여 배치될 수 있다. 이러한 구조의 장치를 이용하는 경우에는 플라즈마 시술 후에 약물을 도포하고 이온영동을 시술할 수도 있고, 플라즈마 시술과 이온영동을 동시에 진행할 수도 있다. 플라즈마 생성부(100)와 이온영동부(200)는 제어부의 제어 하에서 동시에 또는 시차를 두고 순차적으로 활성화될 수 있다.
다른 실시예에서는 도 12에 도시된 바와 같이, 플라즈마 생성부(100)가 이온영동부(200) 위에 탑재되는 캡으로 형성되어, 플라즈마 시술 시에는 캡 형상의 플라즈마 생성부(100)를 이온영동부(200) 위에 씌우고 시술하고, 플라즈마 시술 후에는 플라즈마 생성부가 형성된 캡을 제거하고 이온영동부(200)를 활성화시켜 시술할 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명의 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 피부 조직에 초음파 에너지를 전달하는 초음파 발생부(300)를 추가로 포함할 수 있다.
초음파 발생부(300)는 제어부(500)의 제어신호에 의해 작동되어 약18,000 Hz를 초과하는 초음파를 출력하게 된다. 초음파 발생부(300)에 의해서 발생되는 초음파 자극은 피부를 자극하고, 근육의 강화, 탄력성 증가, 조직 내의 영양 공급을 가속시키는 기능을 한다. 크림 또는 겔 타입의 화장료 조성물이나 악제를 통해서 피부에 커플링되는, 저주파 초음파를 제공하면 활성 성분들의 경피 유동을 증가시킬 수 있다. 초음파에 의한 운동 에너지의 증가는 각질층에서의 세포내 지질 이중층들의 가역 분열들을 유발하여, 보다 큰, 보다 많은 복합성 또는 친수성 분자들이 피부를 효과적으로 침투하게 한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명의 복합 시술 장치는, 피부에 마이크로채널을 형성하는 펄스를 방출하는 전기천공 전극부(400)를 추가로 포함할 수 있다. 전기천공 전극부(400)는 서로 극성이 다른 2개의 전기천공 전극으로 구성되고, 이러한 전극은 이들 전기천공 전극에 인가되는 전압을 제어하는 제어부(500) 및 전원부(610)와 연결된다. 상기 전기천공 전극부(400)의 전극들은 피부와 접촉가능하게 배치되며, 피부와 접촉된 상태에서 상기 전원부(610)에 의해 전기가 인가되면 피부 세포에 전기천공 펄스를 전달하여 지질 이중층들의 투과성을 일시적으로 증가시킨다. 전기천공 전극부(400)는 비교적 높은 전압 전기장들의 짧은 버스트(burst) 들을 생성하는 것에 의해, 지질 이중층들에 가역적으로 미세기공들을 형성하고, 피부 활성 성분을 이러한 미세기공을 통해 피부 내부로 들어갈 수 있도록 한다. 전기천공에 의해 피부 활성 성분들의 전달을 위한 세포내 및 세포간 경로들이 모두 형성된다.
본 발명의 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는 플라즈마 생성부(100), 이온영동부(200), 초음파 발생부(300), 전기천공 전극부(400) 이외에 본체 내에 플라즈마 생성부(100), 이온영동부(200), 초음파 발생부(300), 및 전기천공전극부(400) 사이의 동작을 제어하는 제어부(500), 각 부에 전원을 공급하는 전원공급부(600), 사용자의 입력을 수신하는 사용자 인터페이스부(12, 13) 등을 포함한다.
제어부(500)는 플라즈마 생성부(100), 이온영동부(200), 초음파 발생부(300), 전기천공 전극부(400), 전원공급부(500), 사용자 인터페이스(12, 13)부 간의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(500)는 플라즈마 생성부, 초음파 발생부, 이온영동부, 및 전기천공 전극부가 동시에 또는 순차적으로 동작하도록 제어할 수 있다. 일례로 전기천공 전극부 또는 이온영동부가 활성화되면 플라즈마 생성부 또는 초음파 발생부의 동작을 중지시키고, 상기 플라즈마 생성부 또는 초음파 발생부가 활성화되면 전기천공 전극부 또는 이온영동부의 동작을 중지시킬 수 있다.
본 발명의 복합 시술 장치는 제어부에 전기적으로 연결된 디스플레이부(12) 및 통신부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 디스플레이부(12)는 상기 제어부(500)에 포함되어 있는 특정한 조건하에서 투여되는 약물의 양, 속도, 시술 모드, 및 전류의 세기 등을 표시할 수 있다. 상기 디스플레이부(12)는 당업계에 알려진 임의의 표시 장치를 포함한다.
제어부(500)에는 영상처리부, 통신부, 메모리부 중 일부가 포함될 수 있으나, 이러한 구현예로 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 영상처리부, 통신부, 메모리, 사용자 인터페이스부 및 제어부 중 일부 또는 전부는 소프트웨어 모듈에 의해 동작할 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 상술한 구성 중 일부가 하드웨어에 의해 동작할 수도 있다.
사용자 인터페이스부(12, 13)는, 사용자가 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 동작 제어를 위하여 입력하는 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 인터페이스부(12, 13)는 키패드, 마우스, 터치 패드, 트랙볼, 조그 스위치 등 하드웨어 구성을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 음성 인식 센서, 제스쳐 인식 센서, 지문인식 센서, 홍채 인식 센서 등의 다양한 구성을 더 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는, 장치의 제어패널을 디스플레이부(12)의 터치스크린 상에 표시할 수 있다.
본 발명의 복합 시술 장치의 사용자 인터페이스부에는 플라즈마 생성부, 초음파 발생부, 이온영동부, 전기천공전극 가운데 어느 것을 활성화시킬 것인지 입력하는 모드 선택부(미도시)가 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명의 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 소형화된 휴대형으로도 구현될 수 있다. 상기 전원부(610)는 배터리일 수 있어서, 본 발명이 소형화된 휴대용으로도 사용될 수 있다. 이때 케이스 또는 하우징 안에 플라즈마 생성부, 초음파 발생부, 이온영동부, 및 전기천공 전극부를 구비하는 헤드, 제어부, 및 전원공급부가 배치될 수 있다. 상기 케이스는 절연재료로 구성되고 원기동 또는 사각기둥의 형상일 수 있다. 상기 케이스는 플라즈마 생성부, 초음파 발생부, 이온영동부, 및 전기천공 전극부의 접지 전극과 결합하여 고정될 수 있고, 상기 접지 전극(101)은 사용자의 손의 접촉에 의하여 접지될 수 있다. 배터리는 외부 전원으로부터 전력을 공급받아 충전될 수 있다. 또한, 배터리는 고전압 발생부(620)에 DC 전압을 공급할 수 있다.
본 발명의 복합 시술 장치는, 플라즈마 생성부, 초음파 발생부, 이온영동부 및 전기천공 전극부 사이의 전자기파에 의한 간섭 현상을 방지하기 위한 간섭차단부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 플라즈마 생성부, 초음파 발생부, 이온영동부, 및 전기천공 전극부 가운데 2개 이상이 동시에 활성화되는 경우에 이들 사이의 전자기파에 의한 간섭을 방지하기 위해 초박형 금속 차폐재 또는 투명 도전막으로 구성되는 간섭차단부를 배치할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예의 복합 시술 장치의 개략적인 단면 구성도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예의 복합 시술 장치는, 플라즈마로부터 발생되는, 필요 농도 이상으로 과다 형성된 오존을 제거하기 위한 오존 필터(150)를 더 포함할 수 있다. 플라즈마가 발생되면 대기 중의 산소와 질소의 이온화에 의해 오존과 질소산화물, 그리고 유기 휘발성 물질들이 발생한다. 오존은 비릿한 냄새로 인해서 사용감을 저하시키는 문제가 있는데, 본 발명의 복합 시술 장치에는 오존 필터(150)가 헤드의 내부에 또는 하우징의 외측에 끼워 고정할 수 있도록 구성될 수 있고, 교환 가능하도록 배치될 수 있다. 상기 오존 필터(150)는 활성탄, 또는 실리콘 나노와이어와 같은 흡착제를 이용해서 다공질의 활성탄 사이로 오존을 통과시켜 오존을 흡착하여 제거하는 필터이거나, 망상의 교체가 용이한 프리필터나 카본필터에 오존을 분해시켜 산소로 환원시키는 염소원자, 또는 광촉매가 코팅된 필터일 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 복합 시술 장치의 개략적인 단면 구성도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 필요한 농도 이상으로 과다하게 오존이 발생되는 경우에, 오존은 인체에 해롭고 냄새로 인해서 불쾌감을 유발하므로, 이를 처리하기 위한 집진장치(800)를 더 포함할 수 있다. 집진장치(800)는 하우징(21) 내에 설치되어 잔량의 오존을 집진하여, 집진된 오존을 덕트(801) 등을 통해서 안전한 장소로 배출시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 플라즈마 생성부의 방전 공간이나 피부상부에는 자연적으로 수분이 존재할 수 있고, 시술시 약물의 도포로 인해 수분이 존재할 수 있는데, 상기 플라즈마 방전전극과 접지전극이 수분에 노출될 경우 오방전이 일어나면서 상당한 소음이 야기될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 발명은 상기 플라즈마 생성부의 전방과 후방에 각각 대기 중의 수분을 흡수하는 수분제거부(900)가 구비될 수 있다. 상기 수분제거부(900)는 플라즈마 공간 중의 수분을 흡수함으로써, 플라즈마 생성부의 전극에서 오방전이 일어나는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 상기 수분제거부(800)는 스폰지나 수분흡수지 롤러 등으로 구현이 가능하며, 플라즈마 생성부(100)의 주변 둘레에 수분제거부(900)를 스폰지 등으로 설치하여 수분을 제거하게 할 수 있다. 하지만, 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니고, 수분을 제거할 수 있는 그 밖의 다른 공지의 기술에 의해서 수분을 제거하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상은 고전압에 의해 플라즈마를 발생시켜 피부에 분무하는 플라즈마 생성부(100), 및 상기 플라즈마 생성부(100)의 일측방에 구비되어 용기에 담긴 화장품 또는 약물을 피부에 도포하는 약물 도포기(700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치에 관한 것이다.
상기 약물 도포기는,
용기 본체의 피부에 닿는 단부에 일부가 노출되어 회전 가능하게 설치되는 볼을 포함하는 약물 도포기(700)이거나 액츄에이터나 압축 가스에 의해 약물을 피부에 도포하도록 구성되는 약물 도포기(700)일 수 있다.
한편, 상기 플라즈마 생성부는 전극과 피부 사이에 배치되는 패턴형 유전체부(140)를 포함할 수 있다. 상기 패턴형 유전체부(140)는 스트라이프형, 메쉬형, 그리드형, 콤형, 허니콤형 또는 슬릿형이거나 반구형, 사각기둥 형상, 피라미드 형상, 다각 기둥 형상의 융기부를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 피부와 유전체부(140) 사이의 플라즈마 공간 내에서 고전압에 의해 플라즈마를 발생시켜 피부에 분무하는 플라즈마 생성부(100), 및 상기 플라즈마 생성부(100)의 일측방에 구비되어 플라즈마 공간 내의 수분을 제거하는 수분제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치에 관한 것이다.
상기 플라즈마 생성부(100)는 전극과 피부 사이에 배치되는 패턴형 유전체부(140)를 포함할 수 있다. 상기 패턴형 유전체부(140)는 스트라이프형, 메쉬형, 그리드형, 콤형, 허니콤형 또는 슬릿형이거나 반구형, 사각기둥 형상, 피라미드 형상, 다각 기둥 형상의 융기부를 가질 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 복합 시술 장치의 개략적인 단면 구성도이다.
본 발명의 복합 시술 장치는, 용기에 담긴 화장품 또는 약물을 피부에 도포하는 약물 도포기(700)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 약물 도포기(700)는 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 일례로 상기 약물 도포기(700)는 용기 본체의 피부에 닿는 단부에 일부가 노출되어 회전 가능하게 설치되는 볼(710)을 포함하는 롤온(roll-on) 타입 약물 도포기이거나 액츄에이터나 압축 가스에 의해 약물을 피부에 도포하도록 구성되는 약물 도포기일 수 있다. 이러한 타입의 약물 도포기(700)는 화장료 조성물 또는 약물을 피부에 고르게 바르기 위해 배출하는 배출구를 하나 이상 포함할 수 있고, 이런 배출구는 핸드피스 또는 휴대형 장치의 헤드에 인접하게 배치될 수 있다. 본 발명의 복합 시술 장치는 약물을 도포하면서 플라즈마 처리 및 전기장에 의해 약물이 각질층 아래로 깊이 전달되도록 하여, 치료 또는 피부 개선 효과를 더 빨리 확실하게 보장할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 피부의 대상 부위에 플라즈마 생성부(100)의 유전체부(130)의 표면을 피부에 근접하여 위치시키고, 작동 시작 버튼을 누르면 제어부(500)는 전원공급부(600)로부터 고전압 고주파수의 교류 전원을 플라즈마 생성부(100)의 유전체 상부면에 설치된 전원전극에 공급한다. 이때 유전체 배리어 방전에 의한 플라즈마가 발생하게 되어, 유전체와 피부 사이의 공간에서 고른 분포를 갖는 플라즈마가 발생된다. 생성된 플라즈마에는 다양한 활성종들이 포함되어 있으며 이들은 전기장을 따라 운동하면서 대상 부위를 자극하고 살균하게 된다. 본 발명의 복합 시술 장치의 사용자 인터페이스부에는 플라즈마 생성부(100)와 이온영동부(200) 가운데 어느 것을 활성화시킬 것인지 입력하는 모드 선택부가 형성되므로, 이들을 사용자의 피부 상태 또는 시술 전문가의 판단에 선택적으로 활성화시켜 미용 목적 또는 치료 목적의 약물을 피부 깊숙하게 침투시킬 수 있다.
본 발명의 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 동작방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM. CDROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 개략적인 단면 구성도이고, 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 개략 사시도이며, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 개략적인 단면 구성도이고, 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치의 개략적인 블록도이다.
도 11, 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예의 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치는, 하나 이상의 전극과 전극과 피부 사이에 배치되는 입체 패턴을 갖는 패턴형 유전체부를 포함하고, 고전압에 의해 플라즈마를 발생시켜 피부에 분무하는 플라즈마 생성부(100), 전압신호와 전류신호 중의 적어도 하나를 피부에 인가하여 피부에 미세전류가 흐를 수 있도록 피부 상에 이격 배치되는 복수 개의 전극을 갖는 이온영동부(200), 피부 조직에 초음파 에너지를 전달하는 초음파 발생부(300), 및 피부에 마이크로채널을 형성하는 펄스를 방출하는 전기천공 전극부(400)를 포함한다.
상기 패턴형 유전체부(140)는 도 7(a)에 도시된 바와 같은 스트라이프형이나 도 7(b)에 도시된 바와 같은 메쉬형 또는 그리드형으로 형성되고, 이 외에도 콤형, 허니콤형 또는 슬릿형으로 구성될 수 있다, 이와 같이 상기 패턴형 유전체부(140)에는 입체적인 패턴에 의해 다수의 돌기와 유사한 마이크로 구조의 융기부(141)가 형성되는데, 이러한 융기부(141)에 의해 전극과 피부 사이에 플라즈마 방전을 위한 방전 공간이 충분히 확보되므로 별도의 간격유지부나 스페이서를 형성할 필요가 없다. 도 7(c)-(f)에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 상기 융기부(141)는 반구형, 사각기둥 형상, 피라미드 형상, 다각 기둥 형상의 구조를 가질 수 있으나, 반드시 이러한 형상으로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 복합 시술 장치에서 플라즈마 생성부(100), 이온영동부(200), 초음파 발생부(300), 및 전기천공 전극부(400)의 전극이 헤드에 배치되는데, 이들의 배치는 다양한 방식으로 배치될 수 있다. 예들 들어 사각형의 단면을 갖는 헤드의 각 사분면에 고르게 분포되도록 배치되거나 각각의 전극을 직사각형 모양으로 구성하여 길이방향으로 나란히 배치되도록 할 수 있다. 헤드의 모양은 특별히 제한되지 않고, 원형, 사각형, 직사각형, 타원형 등 임의의 형상을 가질 수 있다.
상기 복합 시술 장치는, 잔류 오존을 제거하기 위한 오존 필터(150)를 더 포함할 수 있고, 이러한 오존 필터는 상기 플라즈마 생성부의 내부에 또는 하우징의 외측에 끼워 고정할 수 있도록 구성되고, 오존을 산소로 환원시키는 염소 원자 또는 광촉매가 코팅된 필터일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 복합 시술 장치는, 용기에 담긴 화장품 또는 약물을 피부에 도포하는 약물 도포기(700)를 추가로 포함하고, 상기 약물 도포기는 도 11에 도시된 바와 같이, 측면 끝단에 형성되거나, 도 13에 도시된 바와 같이, 플라즈마 생성부, 전기천공 전극부, 이온영동부, 및 초음파 발생부 사이에 형성될 수 있다. 이러한 약물 도포기(700)는, 용기 본체의 피부에 닿는 단부에 일부가 노출되어 회전 가능하게 설치되는 볼을 포함하는 롤온형(roll-on type) 약물 도포기이거나 펌프, 액츄에이터나 압축 가스에 의해 약물을 피부 상에 도포하도록 구성되는 약물 도포기일 수 있다.
상기 플라즈마 생성부(100), 이온영동부(200), 초음파 발생부(300), 및 전기천공 전극부(400)는 피부 표면에 대해서 평행한 방향으로 인접하여 배치되거나, 대안으로 상기 이온영동부, 초음파 발생부, 및 전기천공 전극부는 피부 표면에 대해서 평행한 방향으로 인접하여 배열되거나, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 생성부(100)는 이온영동부(200), 초음파 발생부(300) 및 전기천공 전극부(400) 위에 탈착가능한 캡 방식으로 장착될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 복합 시술 장치는, 플라즈마 생성부, 초음파 발생부, 이온영동부 및 전기천공 전극부 사이의 전자기파에 의한 간섭 현상을 방지하기 위한 간섭차단부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 플라즈마 생성부, 초음파 발생부, 이온영동부, 및 전기천공 전극부 가운데 2개 이상이 동시에 활성화되는 경우에 이들 사이의 전자기파에 의한 간섭을 방지하기 위해 초박형 금속 차폐재 또는 투명 도전막으로 구성되는 간섭차단부를 배치할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 사용하여 피부 활성 성부의 경피 흡수시험에 따른 결과 그래프이다.
본 시험은 시험군으로 본 실시예의 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치를 사용하여 플라즈마 및 초음파를 방사한 인체 피부를 대상으로 지표성분인 niacinamide를 약 2%함유하는 'NA solution'을 도포한 후 시간 경과에 따른 지표성분 경피 투과 양상과 피부 흡수량을 확인하고, 대조군으로 플라즈마 및 초음파를 방사하지 않은 인체 피부에 상술한 'NA solution'을 도포한 후 시간 경과에 따른 지표성분 경피 투과 양상과 피부 흡수량을 확인하는 시험으로, 도 16의 그래프는 시험군과 대조군의 지표성분이 인체 피부에 흡수되는 정도를 비교하여 나타낸다.
본 시험은 인체피부를 대상으로 생체 외 피부흡수 시험법(생체외 피부흡수시험 가이드라인, 2010) 및 M.H.Lee 등의 시험법(M.H. Lee et al., 2016)을 이용하여 지표성분의 피부 흡수에 시료가 미치는 영향을 확인하였다. 시험 결과, 본 시험의 시험군의 경우 12 시간 경과 시까지 지속적인 지표성분의 경피 투과를 확인할 수 있었으며, 12 시간 경과 후 본 시험의 ‘NA solution’에 함유되어 있는 niacinamide 의 약 4.99%가 피부를 투과하였으며 피부에 흡수되어 잔존하는 양은 투입량의 1.20%인 것을 확인하였다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 복합 시술 장치를 사용하지 않은 인체 피부에 대한 경피흡수시험을 수행한 대조군의 경우, 12 시간 경과 시까지 지속적인 지표성분의 경피투과를 확인할 수 있었다. 12 시간 경과 후 본 시험의 ‘NA solution’에 함유되어 있는 niacinamide 의 약 1.07%가 피부를 투과하였으며 피부에 흡수되어 잔존하는 양은 투입량의 0.96%인 것을 확인하였다.
결론적으로 실험군 피부의 경우는 대조군 피부에 비해 시료 투여 0.25 시간 내지 12 시간 범위에서 시험물질(niacinamide)에 대한 diffusion coefficient 가 상대적으로 높게 나타나며, 피부 투과율은 대조군에 비해 약 4.66 배 높은 것으로 나타났다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 통상의 기술자에게 자명하므로, 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 플라즈마 생성부
110: 전극
130: 유전체부
140: 패턴형 유전체부
150: 오존 필터
200: 이온영동부
300: 초음파 발생부
400: 전기천공 전극부
500: 제어부
600: 전원공급부
610: 전원부
620: 고전압 생성부
700: 약물 도포기
800: 집진장치
900: 수분제거부
1000: 본체
1010: 거치부
1100: 제1 핸드피스
1110: 보호캡
1200: 제2 핸드피스
1300: 핸드피스 커넥터
110: 전극
130: 유전체부
140: 패턴형 유전체부
150: 오존 필터
200: 이온영동부
300: 초음파 발생부
400: 전기천공 전극부
500: 제어부
600: 전원공급부
610: 전원부
620: 고전압 생성부
700: 약물 도포기
800: 집진장치
900: 수분제거부
1000: 본체
1010: 거치부
1100: 제1 핸드피스
1110: 보호캡
1200: 제2 핸드피스
1300: 핸드피스 커넥터
Claims (15)
- 고전압에 의해 플라즈마를 발생시켜 피부에 분무하는 플라즈마 생성부; 및
초음파를 발생시켜 피부 조직에 초음파 에너지를 전달하는 초음파 발생부를 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제1항에 있어서,
시술자가 파지 가능하며 일측에 상기 플라즈마 생성부가 설치되는 제1 핸드피스; 및
시술자가 파지 가능하며 일측에 상기 초음파 발생부가 설치되는 제2 핸드피스를 더 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 플라즈마 생성부 및 상기 초음파 발생부에 전원을 제공하는 본체; 및
상기 제1 핸드피스 및 상기 제2 핸드피스가 거치되도록 상기 본체에 설치되는 거치부를 더 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 본체에 형성되어 상기 플라즈마 생성부 및 상기 초음파 발생부의 작동 여부를 나타내는 디스플레이부를 더 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 생성부는 하나 이상의 전극과 전극과 피부 사이에 배치되는 패턴형 유전체부를 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 패턴형 유전체부는 스트라이프형, 메쉬형, 그리드형, 콤형, 허니콤형 및 슬릿형 중 어느 하나의 형상을 가지며, 반구형, 사각기둥 형상, 피라미드 형상, 및 다각 기둥 형상 중 어느 하나의 형상의 융기부를 갖는, 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 생성부의 전극은 메쉬 전극, 그리드 전극, 콤형 전극, 및 슬릿형 전극 중 어느 하나로 형성되는, 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제1항에 있어서,
전압신호와 전류신호 중의 적어도 하나를 피부에 인가하여 피부에 미세전류가 흐를 수 있도록 피부 상에 이격 배치되는 복수 개의 전극을 갖는 이온영동부를 더 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제1항에 있어서,
피부에 마이크로채널을 형성하는 펄스를 방출하는 전기천공 전극부를 더 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제1항에 있어서,
용기에 담긴 화장품 또는 약물을 피부에 도포하는 약물 도포기를 더 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 생성부에 잔류 오존을 제거하는 오존 필터를 더 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 오존 필터는 상기 플라즈마 생성부의 내부에 또는 하우징의 외측에 끼워 고정할 수 있도록 구성되고, 오존을 산소로 환원시키는 광촉매가 코팅되는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 생성부의 일측방에 구비되어 플라즈마 공간 내의 수분을 제거하는 수분제거부를 더 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 핸드피스에 설치되어 상기 플라즈마 생성부를 커버하는 보호캡을 더 포함하는 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
- 제14항에 있어서,
상기 보호캡은 상기 플라즈마 생성부에서 생성된 플라즈마가 피부에 전달 가능하도록 상기 보호캡에 형성되는 복수의 관통홀을 포함하고,
상기 복수의 관통홀은 피부와 접하는 면의 중심으로부터 방사상 배치되는, 경피 전달 촉진을 위한 복합 시술 장치.
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| KR20120136524A (ko) | 2011-06-09 | 2012-12-20 | 전북대학교산학협력단 | 플라즈마를 이용한 생체 피부 살균장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020204224A1 (ko) | 2020-10-08 |
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