KR20210090954A - Stretchable adhesive patch for fiducial marker and method manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기준 마커용 신축성 점착패치 및 그 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 수술용 증강현실 기반 네비게이션 시스템의 적용에 있어서, 환부의 위치를 정확하게 표시하는 기능을 하기 위해 도입되는 기준 마커용 신축성 점착패치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stretchable adhesive patch for a reference marker and a method for manufacturing the same, and more particularly, in the application of an augmented reality-based navigation system for surgery, the stretchability for a reference marker introduced to accurately display the location of an affected part. It relates to an adhesive patch and a method for manufacturing the same.
최근 영상을 통한 진단기술의 발달로 광학식 위치추적장치 및 카메라 등의 영상 기기와 함께 사용되어, 환자의 환부를 이미지로 구현하는 수술용 증강현실 기반 네비게이션 시스템을 이용한 수술기법들이 도입되고 있다.Recently, with the development of diagnostic technology through images, surgical techniques using an augmented reality-based navigation system for surgery that are used together with imaging devices such as an optical location tracking device and a camera to implement an image of a patient's affected area are being introduced.
의사가 환자에게 수술 등을 시행함에 있어서는 일정 정도 이상의 정밀도를 확보해야 하며 의사는 수술 중에 현재 진행상황을 지속적으로 확인할 수 있어야 한다. 이를 보완하기 위해, 네비게이션 시스템이 수술시 이용되고 있다. 네비게이션 시스템이란 마커에 의한 표시, 컴퓨터 위치추적 장치, 및 카메라 등의 광학 장치를 이용하여 환자의 수술부위를 컴퓨터에 입력하고 모니터에 디스플레이되는 영상을 이용하여 보다 정밀한 수술이 가능하도록 하는 시스템이다. 기존의 수술법이 의사의 경험에 의존한 것이라면, 네비게이션 시스템을 적용한 수술은 컴퓨터를 통한 정확한 검증 과정을 거친 만큼 정확도가 높다.When a doctor performs surgery, etc. on a patient, it is necessary to secure a certain level of precision or more, and the doctor must be able to continuously check the current progress during the operation. To compensate for this, a navigation system is used during surgery. A navigation system is a system that enables a more precise operation by inputting a surgical site of a patient into a computer using an optical device such as a marker, a computer location tracking device, and a camera, and using an image displayed on the monitor. If the existing surgical method relied on the doctor's experience, the operation using the navigation system is highly accurate as it undergoes an accurate verification process through a computer.
이때, 상기 네비게이션 시스템에 있어서, 환자의 환부를 표시하기 위한 수술용 환자 기준 마커는 광학식 위치추적 장치와 함께 환부의 위치를 정확하게 표시하는 기능을 하기 위하여 도입된다.At this time, in the navigation system, the surgical patient reference marker for displaying the affected part of the patient is introduced in order to accurately display the location of the affected part together with the optical positioning device.
그러나, 현재 수술에 사용되고 있는 환자 기준 마커는 이러한 수술 시스템 내에서 구현되는 영상 내 환자의 환부를 놓치지 않게 표시해주는 기능만을 제한적으로 수행하고 있다. 기존의 환자 기준 마커는 형광 혹은 발색기능에 더하여 단순히 일시적 부착성만을 가지는 경우가 많았다.However, the patient reference marker currently used in surgery has a limited function of displaying the affected part of the patient in the image implemented in the surgical system without missing a point. Existing patient-based markers often had only temporary adhesion in addition to fluorescent or chromogenic functions.
따라서, 예를 들어 수술의 급작스런 연기로 인해 환자 체재에 마커를 장시간 방치하거나, 수술 중 마커가 미끄러져 위치가 틀어지거나, 심지어 마커가 환부에서 떨어져 나가는 등의 경우, 기존 마커는 인체 친화적이지 않고 일회성 부착 성능만을 제한적으로 가지므로 상기 문제들을 효과적으로 해결하기 어렵다.Therefore, for example, if the marker is left in the patient for a long time due to the sudden postponement of the operation, the marker slips out of position during surgery, or even the marker falls off the affected part, the existing marker is not human-friendly and is a one-time Since it has only limited attachment performance, it is difficult to effectively solve the above problems.
종래의 수술용 증강현실 기반 네비게이션 시스템의 일 예로서, 대한민국 등록특허 10-0726028에는 환자의 환부정보를 추출하기 위한 적외선 기준 마커를 환부 피부 표면에 부착하는 구성이 개시되어 있다.As an example of a conventional augmented reality-based navigation system for surgery, Korean Patent Registration No. 10-0726028 discloses a configuration for attaching an infrared reference marker for extracting information about a patient's affected area to the affected area's skin surface.
그러나, 상기 선행기술을 비롯한 최근의 수술용 증강현실 기반 네비게이션 시스템에 있어서도, 기준 마커가 반복적인 기계적 변형에 대한 신축성(stretchability)를 갖거나, 피부와 같은 기계적 물성(약 100kPa까지의 압력)을 가져, 환자의 어떠한 움직임에도 견고하게 환자의 몸에서 떨어지지 않을 뿐만 아니라 환자의 피부에 부착되더라도 이물감을 최소화하여 환자에게 편안함을 느끼도록 하는 마커는 아직까지 개발되지 못한 실정이다.However, even in the recent augmented reality-based navigation system for surgery including the prior art, the reference marker has stretchability against repeated mechanical deformation, or has mechanical properties like skin (pressure up to about 100 kPa). , a marker that does not firmly fall off the patient's body despite any movement of the patient, and minimizes the sense of foreign body even when attached to the patient's skin, so that the patient feels comfortable, has not yet been developed.
본 발명의 목적은 환자에게 편안함을 부여하는 동시에 피부에 견고하게 부착되면서도 장시간 떨어지지 않고, 환자의 움직임에 의한 여러 방향의 구부림 변형에도 발광 및 환부 표시 성능이 유지되도록 하는 기준 마커용 신축성 점착패치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide comfort to the patient, while firmly attached to the skin and not falling off for a long time, and to maintain light emission and display performance of affected areas despite bending and deformation in various directions due to the movement of the patient, and an elastic adhesive patch for reference markers and the same To provide a manufacturing method.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 신축성 점착패치는, 일면에 점착재가 도포된 필름형 점착 기판; 상기 점착 기판 상에 배치되는 전극; 및 상기 전극에 접속되는 복수의 광원을 포함하며, 상기 점착 기판 및 상기 전극은 신축성이 있는 재질로 이루어질 수 있다.The stretchable adhesive patch of the present invention for solving the above problems includes: a film-type adhesive substrate coated with an adhesive on one surface; an electrode disposed on the adhesive substrate; and a plurality of light sources connected to the electrode, wherein the pressure-sensitive adhesive substrate and the electrode may be made of a stretchable material.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 점착 기판은 실리콘계 고분자 물질로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the adhesive substrate may be made of a silicon-based polymer material.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전극은 전도성 금속제 잉크로부터 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrode may be formed from a conductive metallic ink.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 점착 기판은 상기 전극 주변으로 상기 전극을 따라 형성되는 복수의 기공을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the adhesive substrate may include a plurality of pores formed along the electrode around the electrode.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 광원은 적외선 LED이며, 상기 전극을 따라 일정 간격을 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the light source is an infrared LED, and may be spaced apart from each other at a predetermined interval along the electrode.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 점착 기판 및 상기 전극 중 적어도 어느 하나는 자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, at least one of the adhesive substrate and the electrode may be made of a polymer material having self-healing ability.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자가치유능을 갖는 고분자 물질은, polydimethylsiloxane (PDMS), polyethyleneoxide (PEO), Perfluoropolyether (PFPE), polybutylene (PB), poly(ethylene-co-1-butylene), poly(butadiene), hydrogenated poly(butadiene), poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide) block copolymer 혹은 random copolymer, 및 poly(hydroxyalkanoate) 중 어느 하나를 주쇄(backbone)로 하는 탄성중합체(elastomer material)를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the polymer material having self-healing ability is polydimethylsiloxane (PDMS), polyethyleneoxide (PEO), Perfluoropolyether (PFPE), polybutylene (PB), poly(ethylene-co-1-butylene), poly (butadiene), hydrogenated poly(butadiene), poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide) block copolymer or random copolymer, and an elastomer material with either poly(hydroxyalkanoate) as the backbone can do.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자가치유능을 갖는 고분자 물질은, PDMS-4,4'-methylenebis(phenyl urea)(MPU)0.4-isophorone bisurea units (IU)0.6을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the self-healing polymer material may include PDMS-4,4'-methylenebis(phenyl urea)(MPU)0.4-isophorone bisurea units (IU)0.6.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전극은 전도성 고분자 복합체로 이루어지며, 상기 전도성 고분자 복합체는, 자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어진 매트릭스; 및 상기 매트릭스 내에 분산 분포되는 복수의 전기전도체 클러스터를 포함하며, 상기 전기전도체 클러스터는, 제1 전기전도체 입자; 및 상기 제1 전기전도체 입자와 동일한 물질로서, 상기 제1 전기전도체 입자의 주변에 분산 분포되며, 상기 제1 전기전도체 입자에 비해 더 작은 크기를 갖는 복수의 제2 전기전도체 입자를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrode is made of a conductive polymer composite, and the conductive polymer composite includes: a matrix made of a polymer material having self-healing ability; and a plurality of electrical conductor clusters dispersedly distributed in the matrix, wherein the electrical conductor clusters include: first electrical conductor particles; and a plurality of second electrical conductor particles that are the same material as the first electrical conductor particles, are dispersedly distributed around the first electrical conductor particles, and have a smaller size than that of the first electrical conductor particles. .
본 발명의 신축성 점착패치의 제조방법은, (a) 신축성 고분자가 혼합된 용액으로부터 필름형 점착 기판을 형성하는 단계; (b) 상기 점착 기판 상에 전극을 배치하는 단계; 및 (c) 복수의 광원을 상기 전극에 접속하는 단계를 포함할 수 있다.The method for manufacturing a stretchable adhesive patch of the present invention comprises the steps of: (a) forming a film-type adhesive substrate from a solution in which a stretchable polymer is mixed; (b) disposing an electrode on the adhesive substrate; and (c) connecting a plurality of light sources to the electrodes.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계는 상기 신축성 고분자는 실리콘계 고분자 물질로 이루어지며, 상기 용액을 몰드에 투입하고 건조시켜 굳히는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in step (a), the stretchable polymer is made of a silicone-based polymer material, and may include the step of putting the solution into a mold and drying it to solidify.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계는 상기 전극의 스크린프린팅용 마스크를 상기 점착 기판 위에 배치하는 단계; 및 전도성 금속제 잉크를 상기 마스크 위에 걸쳐 유동시켜 유리 슬라이드 상으로 스크린프린팅함으로써 상기 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step (b) comprises: disposing a mask for screen printing of the electrode on the pressure-sensitive adhesive substrate; and flowing conductive metallic ink over the mask to form the electrode by screenprinting onto a glass slide.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계는 상기 광원은 적외선 LED이며, 상기 광원을 상기 전극을 따라 일정 간격을 두고 서로 이격되도록 배치하는 단계; 및 상기 각각의 광원의 양단에는 전선을 부착하고, 전도성 금속제 잉크를 상기 전선 위에 도포하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in step (c), the light source is an infrared LED, and arranging the light source to be spaced apart from each other at a predetermined interval along the electrode; and attaching an electric wire to both ends of each of the light sources, and applying a conductive metal ink on the electric wire.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계 이후 상기 점착 기판에 상기 전극 주변으로 상기 전극을 따라 복수의 기공을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after the step (c), the method may further include forming a plurality of pores along the electrode around the electrode on the pressure-sensitive adhesive substrate.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계는 상기 신축성 고분자는 자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어지며, 상기 신축성 고분자를 용매에 녹여 분산시켜 상기 용액을 생성하는 단계; 및 상기 용액을 몰드에 투입하고 건조시켜 굳히는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the step (a), the stretchable polymer is made of a polymer material having self-healing ability, and dissolving and dispersing the stretchable polymer in a solvent to generate the solution; and putting the solution into a mold and drying it to solidify.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계 이후 상기 광원 및 상기 전극을 상기 점착 기판 상에 배치하고, 60도의 열을 30분간 가하여 상기 광원 및 상기 전극을 상기 점착 기판 내로 매립하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after step (c), the step of placing the light source and the electrode on the adhesive substrate and applying heat of 60 degrees for 30 minutes to embed the light source and the electrode into the adhesive substrate is further performed. may include
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전극은 전도성 고분자 복합체로 이루어지며, 상기 전도성 고분자 복합체는, 자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어진 매트릭스; 및 상기 매트릭스 내에 분산 분포되는 복숭의 전기전도체 클러스터를 포함하며, 상기 전기전도체 클러스터는, 제1 전기전도체 입자; 및 상기 제1 전기전도체 입자와 동일한 물질로서, 상기 제1 전기전도체 입자의 주변에 분산 분포되며, 상기 제1 전기전도체 입자에 비해 더 작은 크기를 갖는 복수의 제2 전기전도체 입자를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrode is made of a conductive polymer composite, and the conductive polymer composite includes: a matrix made of a polymer material having self-healing ability; and a peach electric conductor cluster dispersedly distributed in the matrix, wherein the electric conductor cluster includes: first electric conductor particles; and a plurality of second electrical conductor particles that are the same material as the first electrical conductor particles, are dispersedly distributed around the first electrical conductor particles, and have a smaller size than that of the first electrical conductor particles. .
본 발명에 따르면, 수술 내비게이션 시스템에서 구현되는 영상 내 환자의 환부를 놓치지 않게 표시해주는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 환자에게 편안함을 부여하는 동시에 피부에 견고하게 부착되면서도 장시간 떨어지지 않고, 환자의 움직임에 의한 여러 방향의 구부림 변형에도 발광 및 환부 표시 성능이 유지되도록 한다.According to the present invention, it not only serves to display the patient's affected part in the image implemented in the surgical navigation system, but also provides comfort to the patient and at the same time is firmly attached to the skin and does not fall off for a long time, It maintains the light emitting and affected area display performance even with bending deformation in various directions.
또한, 자가치유 고분자 기판 및 신축성 전극을 적용하여, 환자의 움직임에 있어서도 피부와의 접착성이 높게 유지되면서도, 사람의 움직임에 의해 변형이 일어나더라도 신축성이 있어 광원의 빛을 유지하고 만약 흠집이 일어나도 자가 회복될 수 있다.In addition, by applying a self-healing polymer substrate and a stretchable electrode, the adhesiveness to the skin is maintained high even when the patient moves, and even if it is deformed by a person's movement, it is stretchable, so it maintains the light of the light source and if a scratch occurs can self-heal.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 각 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 제작 공정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3의 순서에 따라 신축성 점착패치가 제조되는 상태를 차례대로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 신축성 및 마이크로 CT와의 호환성을 검증한 실험을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 복수의 기공에 따른 땀 투과성 및 기계적 특성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 제작 예시 및 적외선 LED 구동 확인 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치를 환자에게 실 부착한 상태, 및 환자의 움직임 중에서의 LED 구동의 확인 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 10의 순서에 따라 자가치유 고분자 점착패치가 제조되는 상태를 차례대로 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 자가치유 전극의 특성을 검증하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 자가치유 고분자 점착패치 제품의 자가치유 특성을 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 제작예시 및 적외선 LED 구동을 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 피부에의 부착성 및 환자의 움직임 중 LED 구동 상태를 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치를 환자의 신체를 모사한 팬텀모델에 부착하여 성능을 검증한 결과를 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing each configuration of a stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a manufacturing process of the elastic adhesive patch according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention.
4 is a view sequentially showing a state in which the elastic adhesive patch is manufactured according to the procedure of FIG. 3 .
5 is a view showing an experiment verifying the elasticity and compatibility with micro-CT of the stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing sweat permeability and mechanical properties according to a plurality of pores of the stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an example of manufacturing a stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention and a state of checking the operation of an infrared LED.
8 is a view showing a state in which the elastic adhesive patch according to an embodiment of the present invention is thread-attached to a patient, and a state in which LED driving is confirmed while the patient is moving.
9 is a view schematically showing a manufacturing process of a self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention.
11 is a view sequentially showing a state in which the self-healing polymer adhesive patch is manufactured according to the procedure of FIG. 10 .
12 is a view showing a state of verifying the characteristics of the self-healing electrode of the self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention.
13 is a view showing the results of confirming the self-healing properties of the self-healing polymer adhesive patch product.
14 is a view showing an example of manufacturing a self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention and a result of confirming the operation of an infrared LED.
15 is a view showing the results of confirming the adhesion of the self-healing polymer adhesive patch to the skin and the LED driving state during the movement of the patient according to the embodiment of the present invention.
16 is a view showing the results of verifying the performance by attaching a self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention to a phantom model simulating a patient's body.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, detailed contents for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention, when it is determined that the subject matter of the present invention may be unnecessarily obscured as it is obvious to those skilled in the art with respect to related known functions, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 신축성 점착패치는 수술용 증강현실 기반 네비게이션 시스템의 적용에 있어서, 환부의 위치를 정확하게 표시하는 기능을 하기 위해 도입된다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 환부의 위치의 표시가 필요한 다양한 의료 분야에 적용될 수도 있다.In the application of the augmented reality-based navigation system for surgery, the elastic adhesive patch according to the present invention is introduced to function to accurately display the location of the affected part. However, the present invention is not limited thereto, and may be applied to various medical fields requiring indication of the location of the affected part.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 각 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 제작 공정을 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing each configuration of a stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention. In addition, Figure 2 is a view showing a manufacturing process of the elastic adhesive patch according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치는 점착 기판(10), 전극(20), 및 복수의 광원(30)을 포함한다. 본 발명의 신축성 점착패치는 전자 패치형 듀얼 환자 기준 마커 또는 광학-방사선 환자 기준 마커 등의 임의의 마커에 사용될 수 있다.1 and 2 , the stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention includes an
점착 기판(10)은 필름형으로 이루어지며 일면에 점착재가 도포되어 환자의 피부에 부착된다. 점착 기판(10)은 상용 고무 또는 자가치유능을 갖는 고분자와 같은 신축성 고무 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 점착 기판(10)은 2개로 이루어질 수 있고, 상기 2개의 점착 기판(10)은 전극(20) 및 복수의 광원(30)을 양측으로부터 덮는 방식으로 수납할 수 있다.The
예를 들면, 점착 기판(10)은 신축성을 부여하기 위한 PDMS(polydimethylsiloxane)와 같은 실리콘계 고분자 물질, 또는 Ecoflex 물질로 이루어질 수 있다.For example, the
상기 PDMS(polydimethylsiloxane) 또는 Ecoflex 물질은 신축성 고분자 물질은 피부와 유사한 기계적 강도(약 100~300kPa)를 갖는다. 따라서, 피부 부착 시 사용자가 이질감을 느끼지 않고 장기간 착용이 가능하게 된다. 또한, 피부에 부착된 상태에서의 생체 적합성 또한 우수하다.The polydimethylsiloxane (PDMS) or Ecoflex material has a mechanical strength similar to that of the skin (about 100 to 300 kPa). Therefore, it is possible to wear the skin for a long time without the user feeling a sense of difference when attaching the skin. In addition, the biocompatibility in the state attached to the skin is also excellent.
이때, 점착 기판의 착용감 및 신축성의 최적화를 위하여 점착 기판의 두께를 얇게 형성할 수 있다. 점착 기판(10)의 형상은 환자의 환부를 표시하기 위하여, 환자의 환부를 둘러쌀 수 있는 'ㄷ'자 형태로 형성될 수 있다. 점착 기판의 크기는 가로 및 세로 길이의 곱이 11cm*12cm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In this case, in order to optimize the fit and elasticity of the adhesive substrate, the thickness of the adhesive substrate may be formed thin. The shape of the
도 1에서는 점착 기판(10)이 원형의 형태로 연장될 수도 있고, 도 2와 같이 'ㄷ'자 형태로 연장되도록 형성될 수도 있다. 본 명세서에서는 도 2에 도시된 점착 기판(10)의 형태를 중심으로 설명하지만, 신축성 점착패치의 용도에 따라 그 형태는 임의로 설정될 수 있다.In FIG. 1 , the
점착 기판(10)의 일면에 도포되는 점착재는 예를 들어 Silbioine(RT Gel 4717 A&B)와 같은 점착 물질 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 점착 물질은 피부의 기계적 강도보다 훨씬 낮은 3 kPa의 기계적 강도를 나타낸다. 따라서, 환자가 본 발명에 따른 신축성 점착패치를 착용할 때, 착용감이 크게 향상되며 장기간 피부에 부착함에 따라 발생하는 염증반응과 같은 부작용이 최소화된다.The adhesive material applied to one surface of the
한편, 점착 기판(10)은 복수의 기공(11)을 포함할 수 있다. 점착 기판(10) 전면적으로 피부의 호흡구 역할을 하는 기공(Pore)을 형성할 수 있다. 이때, 복수의 기공(11)은 전극(20) 주변으로 전극을 따라 형성될 수도 있다. 이에 따라, 점착 기판(10)은 피부와 유사한 기계적 물성(modulus) 및 땀 투과성능을 지닐 수 있다.Meanwhile, the
전극(20)은 전도성 물질로 이루어지며 점착 기판(10) 상에 배치된다. 전극(20)은 상용 전도성 잉크 또는 자가치유능을 갖는 전도성 고분자 복합체와 같은 신축성 전극 소재로 이루어질 수 있다.The
예를 들면, 전극(20)은 전도성 금속제 잉크로 이루어질 수 있다. 상기 전도성 금속제 잉크를 스크린프린팅하는 방식으로 전극(20)을 형성할 수 있다.For example, the
상기 전도성 금속제 잉크는 예를 들어, DuPont 사의 PE873 제품 등의 신축성을 갖는 Ag 잉크일 수 있다. 상기 신축성을 갖는 Ag 잉크는 스크린 마스크 공정을 통해 정밀한 패턴 형성이 가능한 신축성 재료로서, 전기전도도가 매우 높으므로 본 발명에 따른 신축성 점착패치의 전기배선에 적용하기에 적합하다.The conductive metal ink may be, for example, Ag ink having elasticity, such as PE873 manufactured by DuPont. The stretchable Ag ink is a stretchable material capable of forming a precise pattern through a screen mask process, and has very high electrical conductivity, so it is suitable for electrical wiring of the stretchable adhesive patch according to the present invention.
도 2를 참조하면, 전극(20)은 예를 들어, 점착 기판(10)이 'ㄷ'자 형태로 형성되는 경우, 점착 기판(10)의 길이방향으로 중앙부를 따라 'ㄷ'자 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 전극(20)은 환자의 환부를 둘러싸는 형태의 임의의 형태로 점착 기판(10) 상에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
또한, 전극(20)은 복수의 라인으로 형성될 수 있으며, 상기 복수의 라인은 상기 점착 기판(10)을 따라 일정 간격을 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 복수의 라인 사이에 형성되는 각각의 공간에 광원(30)이 배치될 수 있다.In addition, the
광원(30)은 복수개로 이루어지며, 전극(20)에 접속된다. 광원(30)은 적외선 LED일 수 있으며, 전극(20)을 따라 일정 간격을 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 광원은 CT 호환 가시광/적외선 LED일 수 있다.The
이에 따라, 광원(20)의 LED 발광을 통해 환부가 수술 내비게이션 시스템 내 스크린에 표시될 수 있도록 하며, 동시에 이와 연동된 CT/X-ray 등에 반복적으로 노출되더라도 장시간 환부 부위 특정 및 관찰이 가능하도록 한다.Accordingly, through the LED light emission of the
이하에서는, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing the stretchable adhesive patch according to the embodiment of the present invention will be described.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 제조방법을 나타내는 순서도이다. 또한, 도 4는 도 3의 순서에 따라 신축성 점착패치가 제조되는 상태를 차례대로 나타낸 도면이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention. In addition, FIG. 4 is a view sequentially showing a state in which the elastic adhesive patch is manufactured according to the procedure of FIG. 3 .
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 제조방법은, 신축성 고분자가 혼합된 용액으로부터 필름형 점착 기판을 형성하는 단계(s10), 점착 기판 상에 전극을 배치하는 단계(s20), 및 복수의 광원을 상기 전극에 접속하는 단계(s30)를 포함한다. 또한, 점착 기판에 복수의 기공을 형성하는 단계(s40)를 더 포함할 수 있다.3 and 4, in the method for manufacturing a stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention, forming a film-type adhesive substrate from a solution in which a stretchable polymer is mixed (s10), and disposing an electrode on the adhesive substrate performing (s20), and connecting a plurality of light sources to the electrode (s30). In addition, the step (s40) of forming a plurality of pores in the pressure-sensitive adhesive substrate may be further included.
전극(20), 점착 기판(10) 위에 전기배선으로서 역할을 수행하는 신축성 전극(20)을 적용한 회로층을 구성하고, 회로층에 광원(30)를 접속한 후, 다른 점착 기판(10)으로 신축성 전극(20) 및 광원(30)을 덮는 방식으로 양 점착 기판(10) 사이에 수납한다.A circuit layer to which a
필름형 점착 기판을 형성하는 단계(s10)는, 신축성 고분자는 실리콘계 고분자 물질로 이루어지며, 상기 용액을 몰드에 투입하고 건조시켜 굳히는 단계(s11)를 포함할 수 있다.Forming the film-type adhesive substrate (s10), the stretchable polymer is made of a silicone-based polymer material, may include a step (s11) of solidifying the solution by putting the solution in a mold and drying.
상세하게는, 먼저 신축성 기판 제작 용액을 정해진 양으로 혼합하여 몰드에 투입하고 건조되어 시간을 두고 굳힐 수 있다. 그 다음, 완전히 굳은 신축성 기판을 들어내어 다른 작업대에 옮겨 모서리를 잘라내고 사각형 모양을 맞추어 초기 상태의 점착 기판(10)을 형성할 수 있다.In detail, first, the stretchable substrate manufacturing solution may be mixed in a predetermined amount, put into a mold, dried and hardened over time. Thereafter, the fully hardened stretchable substrate may be removed, transferred to another workbench, cut corners, and the
점착 기판 상에 전극을 배치하는 단계(s20)는, 전극(20)의 스크린프린팅용 마스크(21)를 점착 기판 위에 배치하는 단계(s21), 및 전도성 금속제 잉크를 상기 마스크(21) 위에 걸쳐 유동시켜 유리 슬라이드 상으로 스크린프린팅함으로써 전극(20)을 형성하는 단계(s22)를 포함할 수 있다.The step of disposing the electrode on the pressure-sensitive adhesive substrate (s20), the step of disposing the mask 21 for screen printing of the
상세하게는, 먼저 스크린프린팅 방법을 위한 마스크를 기판 위에 올린다. 그 다음, 전도성 잉크 용액을 마스크 위에 흐르게 한 뒤 유리 슬라이드로 스크린프린팅하여 기준마커 LED 회로를 만들 수 있다.In detail, first, a mask for a screen printing method is placed on a substrate. A reference marker LED circuit can then be created by flowing a conductive ink solution over the mask and screen-printing it with a glass slide.
복수의 광원을 전극에 접속하는 단계(s30)는, 광원(30)은 적외선 LED이며, 광원(30)을 전극(20)을 따라 일정 간격을 두고 서로 이격되고록 배치하는 단계(s31), 및 상기 각각의 광원(30)의 양단에 전선을 부착하고, 전도성 금속제 잉크를 상기 전선 위에 도포하는 단계(s32)를 포함할 수 있다.The step of connecting the plurality of light sources to the electrode (s30), the
상세하게는, 먼저 LED 회로를 따라 간격을 두고 형성되는 복수의 공간에 LED를, 양 끝에는 전선을 실리콘 접착제로 붙인 후 경화시킨다. 그 다음, 한번 더 전도성 잉크 용액을 그 위에 덮어주고 건조시킨다. 그 다음. 신축성 기판 용액을 정해진 양으로 섞어 LED회로를 따라 그 위에 덧발라주어 광원(30)이 전극(20)에 접속된 상태로 점착 기판(10)에 고정시킬 수 있다.In detail, first, an LED is attached to a plurality of spaces formed at intervals along the LED circuit, and an electric wire is attached to both ends with a silicone adhesive and then cured. Then, the conductive ink solution is once again covered thereon and dried. next. By mixing the stretchable substrate solution in a predetermined amount and applying it over the LED circuit along the LED circuit, the
점착 기판에 복수의 기공을 형성하는 단계(s40)는, 점착 기판(10)에 전극(20) 주변으로 상기 전극(20)을 따라 복수의 기공(11)을 형성하는 단계이다.The step of forming the plurality of pores in the pressure-sensitive adhesive substrate (s40) is a step of forming the plurality of
상세하게는, 환자의 환부에 대응하게 점착 기판(10)의 중앙 부분을 사각형으로 잘라내어 'ㄷ'자 형태로 만든 후, LED 회로 주변을 따라 기공을 형성할 수 있다.In detail, the central portion of the
상술한 단계들을 거쳐 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치가 제조되면, 제조된 신축성 점착패치를 환자의 피부에 붙여 부착성 테스트 및 근적외선(NIR) 카메라로 IR 발광성능을 확인하는 검증 단계(s50)가 수행될 수 있다.When the stretchable adhesive patch according to the embodiment of the present invention is manufactured through the above-described steps, a verification step (s50) of attaching the manufactured stretchable adhesive patch to the patient's skin and confirming the IR emission performance with an adhesion test and a near-infrared (NIR) camera ) can be performed.
본 발명은 형광, 발색 기능 및 일시적인 일회성 부착성능만을 가지는 기존 마커의 단점을 개선하여, 수술용 내비게이션에 시스템에 사용되는 기존의 환자 기준 마커를 대체할 수 있는 환자 기준 마커를 개발하는 방법에 관한 것이므로, 상기 검증 단계를 통하여 성능을 지속적으로 확인하고 개선할 수 있다.The present invention relates to a method for developing a patient reference marker that can replace the existing patient reference marker used in a system for surgical navigation by improving the disadvantages of the existing marker having only fluorescence, color development function, and temporary one-time adhesion performance. , it is possible to continuously check and improve the performance through the verification step.
상세하게는, 본 발명의 검증 단계는, 전자 연성패치용 기판, 점착재료 및 신축성 전극 개발 및 최적화 단계, X선 호환가능한 발광소자를 집적하여 신축성 및 발광성능을 평가하는 단계, 및 이를 통한 환자기준마커 초기 시작품을 개발하고 제품 안정성을 개선하는 단계를 포함할 수 있다.In detail, the verification step of the present invention includes a step of developing and optimizing a substrate for an electronic flexible patch, an adhesive material and a stretchable electrode, a step of integrating an X-ray compatible light emitting device to evaluate the stretchability and light emitting performance, and a patient standard through this This may include developing an initial prototype of the marker and improving product stability.
X선 호환가능한 발광소자를 집적하여 신축성 및 발광성능을 평가하는 단계는, X선으로부터 전기적 손상을 입지 않는 발광소자를 신축성 기판 및 전극에 집적하기 위한 공정을 최적화하고, 이를 통해 다수의 발광소자가 연결된 패치의 기계적 신축성 및 발광성능 평가를 진행하는 단계이다.In the step of evaluating stretchability and light emitting performance by integrating an X-ray compatible light emitting device, a process for integrating a light emitting device that does not receive electrical damage from X-rays on a stretchable substrate and an electrode is optimized, and through this, a plurality of light emitting devices are This is the stage to evaluate the mechanical elasticity and light emitting performance of the connected patch.
환자기준마커 초기 시작품을 개발하고 제품 안정성을 개선하는 단계는, 이와 같이 개발된 패치를 이용한 광학-방사선 듀얼 환자 기준마커 시제품을 제작해 그 실용성을 검토하는 단계이다. 이때, 환자가 패치를 실제로 착용할 때, 장기간의 사용 시에도 안정적인 전원이 발광소자에 전달되도록 패치의 전기적 성능 및 기계적 내구성을 향상시킬 수 있다.The stage of developing the initial prototype of the patient reference marker and improving product stability is the phase of examining the practicality of manufacturing a prototype of the optical-radiation dual patient reference marker using the patch developed in this way. In this case, when the patient actually wears the patch, electrical performance and mechanical durability of the patch can be improved so that stable power is transmitted to the light emitting device even during long-term use.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 신축성 및 마이크로 CT와의 호환성을 검증한 실험을 나타낸 도면이다.5 is a view showing an experiment verifying the elasticity and compatibility with micro-CT of the stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention.
도 5의 (a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치는 약 67% 정도의 연신율을 나타낼 수 있다. 또한, 도 5의 (b)를 참조하면, 마이크로 CT 상에서도 LED가 정상적으로 작동하였다.Referring to FIG. 5A , the stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention may exhibit an elongation of about 67%. Also, referring to FIG. 5B , the LED operated normally even on the micro CT.
즉, 점착 기판(10) 및 전극(20)은 신축성이 있는 재질로 이루어질 수 있고, 그 중 어느 일부는 자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어질 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치는 수술 내비게이션 시스템 내에서 구현되는 영상 내 환자의 환부를 놓치지 않도록 표시해주는 기존 마커의 역할을 수행하는데 그 역할이 제한되지 않고, 기존 마커에서의 부족한 신축성 및 일시적인 일회성 부착성능에 의한 문제를 해결할 수 있다.That is, the
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 복수의 기공에 따른 땀 투과성 및 기계적 특성을 나타낸 도면이다.6 is a view showing sweat permeability and mechanical properties according to a plurality of pores of the stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention.
도 6의 (a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치는 점착 기판(10)은 복수의 기공(11)을 형성함으로써, 기공이 없는 경우보다 수증기 투과가 잘 되어 피부 세포의 호흡을 방해하는 것을 최소화할 수 있다. WVTR(수분투과도) 시험 결과 기공이 있는 경우가 기공이 없는 경우에 비해 수분 투과도가 높게 나타남을 알 수 있다.Referring to FIG. 6 (a), in the elastic adhesive patch according to an embodiment of the present invention, the
도 6의 (b)를 참조하면, 상기 복수의 기공(11)에 의해 모듈러스(modulus) 값도 훨씬 낮아지므로 컨포멀(conformal) 부착 특성을 갖고 이물감을 최소화하면서 피부에 부착될 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 6 (b), it can be seen that the modulus value is also much lowered by the plurality of
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 제작 예시 및 적외선 LED 구동 확인 상태를 나타낸 도면이다. 또한, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치를 환자에게 실 부착한 상태, 및 환자의 움직임 중에서의 LED 구동의 확인 상태를 나타낸 도면이다.7 is a view showing an example of manufacturing a stretchable adhesive patch according to an embodiment of the present invention and a state of checking the operation of an infrared LED. 8 is a view showing a state in which the elastic adhesive patch according to an embodiment of the present invention is thread-attached to a patient, and a state in which LED driving is confirmed while the patient is moving.
도 7의 (a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 LED가 잘 구동되는 것을 확인할 수 있다. 상측의 도면은 LED를 켠 상태를 나타낸 것이고, 하측의 도면은 LED를 끈 상태를 나타낸 것이다.Referring to (a) of Figure 7, it can be seen that the LED of the stretchable adhesive patch according to the embodiment of the present invention is well driven. The upper figure shows a state in which the LED is turned on, and the lower figure shows a state in which the LED is turned off.
도 7의 (b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치의 LED의 발광성능을 평가하는 상태가 나타나 있다. 이와 같이 패치에 반영된 LED의 발광성능을 평가한 결과, 외부 전원(7V 이상)을 LED에 공급하는 경우, 상기 LED는 제작된 패치형 마커 내에서도 발광 기능을 잘 유지하는 것을 확인할 수 있다.Referring to (b) of Figure 7, the state of evaluating the light emitting performance of the LED of the stretchable adhesive patch according to the embodiment of the present invention is shown. As a result of evaluating the light emitting performance of the LED reflected in the patch as described above, when an external power source (7V or more) is supplied to the LED, it can be confirmed that the LED maintains the light emitting function well even in the manufactured patch-type marker.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치는 패치를 환자 등에 예시적으로 부착하였을 때, 기립, 굽힘, 꼬는 자세와 같은 등 부위의 여러 움직임에 의해 가해지는 전단력에도 패치가 구겨지거나 떨어지지 않고 신체의 변형에 충분히 반응하는 신축성 및 지속적 부착성의 높은 성능이 확인되었다.Referring to FIG. 8 , in the elastic adhesive patch according to an embodiment of the present invention, when the patch is exemplarily attached to a patient, the patch is crumpled even in shear force applied by various movements of the back region, such as standing, bending, and twisting postures. High performance of elasticity and continuous adhesion that sufficiently responds to body deformation without losing or falling off was confirmed.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 실시예에 있어서도 상술한 본 발명의 실시예에 따른 신축성 점착패치 및 그 제작방법의 구성과 상이하지 않은 범위에서는, 상술한 실시예의 구성들이 그대로 적용될 수 있다.9 is a view schematically showing a manufacturing process of a self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment as well, in the range not different from the configuration of the stretchable adhesive patch and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention, the configurations of the above-described embodiment may be applied as it is.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치에 있어서는, 점착 기판(10) 및 전극(20) 중 적어도 하나는 자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 9 , in the self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention, at least one of the
상기 자가치유능을 갖는 고분자 물질은, polydimethylsiloxane (PDMS), polyethyleneoxide (PEO), Perfluoropolyether (PFPE), polybutylene (PB), poly(ethylene-co-1-butylene), poly(butadiene), hydrogenated poly(butadiene), poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide) block copolymer 혹은 random copolymer, 및 poly(hydroxyalkanoate) 중 어느 하나를 주쇄(backbone)로 하는 탄성중합체(elastomer material)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 자가치유능을 갖는 고분자 물질은, PDMS-4,4'-methylenebis(phenyl urea)(MPU)0.4-isophorone bisurea units (IU)0.6을 포함할 수도 있다.The self-healing polymer material is polydimethylsiloxane (PDMS), polyethyleneoxide (PEO), Perfluoropolyether (PFPE), polybutylene (PB), poly(ethylene-co-1-butylene), poly(butadiene), hydrogenated poly(butadiene) ), poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide) block copolymer or random copolymer, and an elastomer material having any one of poly(hydroxyalkanoate) as a backbone. For example, the polymer material having the self-healing ability may include PDMS-4,4'-methylenebis(phenyl urea)(MPU)0.4-isophorone bisurea units (IU)0.6.
다른 예로서, 신축성이 있는 고분자는 ECOFLEX, silbione 등을 포함할 수 있다.As another example, the stretchable polymer may include ECOFLEX, silbione, and the like.
이와 같은 자가치유능을 갖는 고분자 물질을 용매에 분산시켜 몰드에 투입하는 과정을 거쳐 자가치유능을 갖는 신축성 기판을 제조할 수 있다. 또한, 고분자 물질이 용매에 분산되는 중에 예를 들어 Ag 플레이크와 같은 금속 소재를 몰드에 투입하여 자가치유능을 갖는 신축성 전극 또한 제조할 수 있다.A stretchable substrate having self-healing ability can be manufactured by dispersing the polymer material having such self-healing ability in a solvent and putting it into a mold. In addition, a stretchable electrode having self-healing ability can also be manufactured by injecting, for example, a metal material such as Ag flakes into the mold while the polymer material is dispersed in the solvent.
이와 같은 자가치유능을 갖는 신축성 기판 및 전극을 사용하면, 손상이 일어나더라도 자가치유가 가능하며 자가치유 후에도 우수한 신축성 및 전기적 특성을 유지할 수 있다.When a stretchable substrate and electrode having such a self-healing ability are used, self-healing is possible even if damage occurs, and excellent elasticity and electrical properties can be maintained even after self-healing.
이들을 각각 마커의 기판 및 전극으로 이용하면, 마커 제작시 기공을 형성하지 않더라도 피부와 기계적 물성이 유사하므로 점착패치가 피부에 부착되더라도 이물감이 최소화될 수 있다.When these are used as substrates and electrodes for markers, respectively, even if pores are not formed during marker manufacturing, mechanical properties are similar to those of skin, so that even if the adhesive patch is attached to the skin, foreign body sensation can be minimized.
자가치유능을 갖는 신축성 전극을 제조함에 있어서, 상술한 바와 같이 상기 전극은 전도성 고분자 복합체로 이루어질 수 있다. 상기 전도성 고분자 복합체는, 자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어진 매트릭스, 및 상기 매트릭스 내에 분산 분포되는 복수의 전기전도체 클러스터를 포함할 수 있다.In manufacturing the stretchable electrode having self-healing ability, as described above, the electrode may be made of a conductive polymer composite. The conductive polymer composite may include a matrix made of a polymer material having self-healing ability, and a plurality of electrical conductor clusters dispersedly distributed in the matrix.
상기 전기전도체 클러스터는, 제1 전기전도체 입자, 및 상기 제1 전기전도체 입자와 동일한 물질로서, 상기 제1 전기전도체 입자의 주변에 분산 분포되며, 상기 제1 전기전도체 입자에 비해 더 작은 크기를 갖는 복수의 제2 전기전도체 입자를 포함할 수 있다.The electrical conductor cluster is a first electrical conductor particle, and the same material as the first electrical conductor particle, is dispersedly distributed around the first electrical conductor particle, and has a smaller size than that of the first electrical conductor particle It may include a plurality of second electrical conductor particles.
여기에서, 내부에 분산 분포하는 전기전도체 입자들은 복합체가 전기전도성을 갖도록 하는 요소이다. 또한, 복합체가 외력에 의해 변형되는 경우, 내부에서 동적 재배열이 일어나면서 복합체의 전기전도도의 변화를 일으키게 하는 요인이 된다.Here, the electrical conductor particles dispersed and distributed therein are elements that allow the composite to have electrical conductivity. In addition, when the composite is deformed by an external force, it is a factor causing a change in the electrical conductivity of the composite while dynamic rearrangement occurs inside.
상기 전기전도체 입자는 대표적으로 금속 입자를 포함할 수 있다. 상기 금속 입자로는 Ag, Au, Cu 등의 전기전도도가 높은 금속을 포함할 수 있다. 그 외에도 W, Mo, Ti, Cr, Ni, 및 Pt 등이 포함될 수 있다. 이러한 금속 입자들은 습식법, 분말야금법 등에 의해 제조된 것일 수 있으며, 제조 방법이나 분쇄 방식에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 입자는 구형, 플레이트(flake)형, 판상(plate)형, 섬유(fiber)형, 와이어(wire)형 등의 형상을 가지며, 형태를 특정할 수 없는 부정형의 형상을 가질 수 있다.The electrical conductor particles may typically include metal particles. The metal particles may include a metal having high electrical conductivity, such as Ag, Au, or Cu. In addition, W, Mo, Ti, Cr, Ni, and Pt may be included. These metal particles may be manufactured by a wet method, a powder metallurgy method, or the like, and may have various shapes according to a manufacturing method or a grinding method. For example, the metal particles have a shape such as a sphere, a flake type, a plate type, a fiber type, a wire type, etc., and have an irregular shape that cannot be specified. can
본 발명의 실시예를 따르는 전도성 고분자 복합체에 있어서 분산 분포되는 전기전도체는 다른 크기의 동일 물질의 입자들이 서로 근접하여 배치되는 클러스터(cluster)를 이루는 것을 특징으로 한다. 이때, 입자의 크기가 큰 것을 제1 전기전도체 입자라 하고, 상대적으로 작은 크기를 갖는 입자를 제2 전기전도체 입자라 한다. 예를 들어, 제1 전기전도체 입자는 500nm 내지 2㎛ 범위의 크기를 가질 수 있으며, 제2 전기전도체 입자는 50nm 이하의 크기 범위를 가질 수 있다.In the conductive polymer composite according to an embodiment of the present invention, the dispersedly distributed electric conductor is characterized in that it forms a cluster in which particles of the same material of different sizes are disposed close to each other. In this case, particles having a large size are referred to as first electrical conductor particles, and particles having a relatively small size are referred to as second electrical conductor particles. For example, the first electrical conductor particles may have a size in the range of 500 nm to 2 μm, and the second electrical conductor particles may have a size range of 50 nm or less.
상기 전도성 고분자 복합체는 매트릭스를 구성하는 고분자를 용해한 용액에 전기전도체 입자를 투입하여 제조한 혼합용액을 건조시켜 제조할 수 있으며, 상기 제1 전기전도체 입자는 이러한 혼합용액을 제조하기 위하여 투입되는 원료일 수 있다. 또한, 제2 전기전도체 입자는 투입된 제1 전기전도체 입자를 공급원으로 하여 생성된 것일 수 있다.The conductive polymer composite can be prepared by drying a mixed solution prepared by adding electrical conductor particles to a solution in which a polymer constituting the matrix is dissolved, and the first electrical conductor particles are raw materials that are added to prepare such a mixed solution can In addition, the second electrical conductor particles may be generated using the input first electrical conductor particles as a source.
예를 들어, 제1 전기전도체 입자가 금속 입자일 경우, 매트릭스 내에서 상기 금속입자 표면에 형성된 산화층으로부터 금속 이온이 매트릭스로 확산되어 가는 과정에 매트릭스로부터 공급되는 전자와 결합하여 나노 수준의 크기를 갖는 제2 전기전도체 입자가 형성될 수 있다. 따라서, 제2 금속 입자는 공급원인 제1 금속 입자의 주변에 분산되어 분포하게 되다.For example, when the first electrical conductor particle is a metal particle, metal ions from the oxide layer formed on the surface of the metal particle in the matrix are combined with electrons supplied from the matrix to have a nano-level size. Second electrical conductor particles may be formed. Accordingly, the second metal particles are dispersed and distributed around the first metal particles serving as the source.
이러한 미세 구조를 갖는 본 발명의 실시예을 따르는 전도성 고분자 복합체에 외력이 인가되는 경우 매트릭스를 구성하는 고분자의 사슬 구조가 재배열되면서 소성 변형이 일어나게 된다. 이러한 매트릭스의 소성 변형 중에 그 내부에 분포한 전기전도체 클러스터도 재배열이 일어나게 되며, 이러한 전기전도체 클러스터에 의해 전기전도도 특성의 현저한 변화가 일어나게 된다.When an external force is applied to the conductive polymer composite according to the embodiment of the present invention having such a microstructure, the chain structure of the polymer constituting the matrix is rearranged and plastic deformation occurs. During the plastic deformation of the matrix, the electrical conductor clusters distributed therein are also rearranged, and the electrical conductivity characteristics are significantly changed by the electrical conductor clusters.
예를 들어, 본 발명의 실시예를 따르는 복합체는 외력에 의해 길이가 연신되는 과정 중에 전기전도도의 증가가 나타날 수 있다. 또 다른 에로서, 외력을 인가하여 복합체의 길이를 연신시키는 변형을 일으킨 후, 상기 변형을 유지한 상태에서 소정 시간이 경과할 경우 변형 초기에 비해 전기전도도의 현저한 증가가 나타난다.For example, the composite according to the embodiment of the present invention may show an increase in electrical conductivity during the process of stretching the length by an external force. As another example, when a predetermined time elapses while maintaining the deformation after applying an external force to cause a deformation to elongate the length of the composite, a significant increase in electrical conductivity appears compared to the initial deformation.
이하에서는, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing the self-healing polymer adhesive patch according to the embodiment of the present invention will be described.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 제조방법을 나타내는 순서도이다. 도 11은 도 10의 순서에 따라 자가치유 고분자 점착패치가 제조되는 상태를 차례대로 나타낸 도면이다.10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention. 11 is a view sequentially showing a state in which the self-healing polymer adhesive patch is manufactured according to the procedure of FIG. 10 .
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 제조방법도 신축성 고분자가 혼합된 용액으로부터 필름형 점착 기판을 형성하는 단계(s100), 점착 기판 상에 전극을 배치하는 단계(s200), 및 복수의 광원을 상기 전극에 접속하는 단계(s300)를 포함할 수 있다.10 and 11, the method of manufacturing a self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention also includes the steps of forming a film-type adhesive substrate from a solution mixed with a stretchable polymer (s100), and an electrode on the adhesive substrate It may include disposing (s200), and connecting a plurality of light sources to the electrode (s300).
필름형 점착 기판을 형성하는 단계(s100)는, 상기 신축성 고분자는 자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어지며, 상기 신축성 고분자를 용매에 녹여 분산시켜 상기 용액을 생성하는 단계(s110), 및 상기 용액을 몰드에 투입하고 건조시켜 굳히는 단계(s120)를 포함할 수 있다.In the step (s100) of forming the film-type adhesive substrate, the stretchable polymer is made of a polymer material having self-healing ability, and dissolving and dispersing the stretchable polymer in a solvent to generate the solution (s110), and the solution It may include a step (s120) of being put into a mold and dried to harden.
상세하게는, 먼저 자가치유 고분자를 클로로포름 용매에 넣어 분산시킨다. 그 다음, 분산시킨 자가치유 고분자 용액을 몰드에 투입한다. 그 다음, 몰드에 자가치유 고분자를 투입할 때, 2개의 자가치유 고분자 기판을 형성하기 위하여 기판용 용액 및 뚜껑용 용액을 각각의 몰드에 투입한다.In detail, first, the self-healing polymer is dispersed in a chloroform solvent. Then, the dispersed self-healing polymer solution is put into the mold. Then, when the self-healing polymer is put into the mold, the substrate solution and the lid solution are put into each mold to form two self-healing polymer substrates.
점착 기판 상에 전극을 배치하는 단계(s200), 및 복수의 광원을 상기 전극에 접속하는 단계(s300)는 다음과 같은 과정을 통해 이루어질 수 있다.The step of disposing the electrode on the adhesive substrate (s200) and the step of connecting a plurality of light sources to the electrode (s300) may be performed through the following process.
상세하게는, 먼저 형성된 자가치유 고분자 기판을 기판상에 전극 및 광원을 배치하기 위한 작업이 필요한 곳으로 옮긴다. 그 다음, 자가치유 고분자 점착패치 기판 위에 전선과 적외선 LED를 위치시킨다. 그 다음, 상기 위치시킨 전선과 적외선 LED 사이를 자가치유 전극으로 형성된 발열경로로 연결하여 접속시킬 수 있다.In detail, the self-healing polymer substrate formed first is moved to a place where an operation for arranging electrodes and a light source on the substrate is required. Then, the wire and the infrared LED are placed on the self-healing polymer adhesive patch substrate. Then, it can be connected by connecting the positioned wire and the infrared LED through a heating path formed of a self-healing electrode.
점착 기판 상에 전극을 배치하고 광원을 상기 전극에 접속한 후에는, 광원 및 전극을 점착 기판 상에 배치하고, 이를 그대로 핫플레이트로 옮겨 60도의 열을 30분간 가하여 광원 및 전극을 점착 기판 내로 매립하는 단계(s400)를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 전선과 LED, 및 자가치유 전극이 점착 기판의 내부로 묻혀들어갈 수 있다.After placing the electrode on the pressure-sensitive adhesive substrate and connecting the light source to the electrode, the light source and the electrode are placed on the pressure-sensitive adhesive substrate, transferred to a hot plate as it is, and heated at 60 degrees for 30 minutes to embed the light source and electrode into the pressure-sensitive adhesive substrate. It may further include a step (s400) of doing. Through this, the electric wire, the LED, and the self-healing electrode can be buried inside the adhesive substrate.
그 다음, 이와 같이 제조된 점착패치 위에 상기 형성된 뚜껑용 자가치유 고분자 기판을 덮어 최종적인 점착패치를 완성할 수 있다. 그 다음, 파워서플라이에 점착패치의 전선을 연결하여 점착패치의 발광성능을 테스트하며, 점착패치의 발광성능과 함께 열화상카메라를 통하여 발열성능을 측정하며, 점착패치의 환자 기준마커로서의 부착성 및 발광성 테스트를 위해 제조된 점착패치를 환자의 몸에 부착하고 적외선 카메라의 가시성을 확인하는 검증 단계(s500)가 수행될 수 있다.Then, the self-healing polymer substrate for the lid formed above is covered on the adhesive patch prepared in this way to complete the final adhesive patch. Then, by connecting the electric wire of the adhesive patch to the power supply, the luminous performance of the adhesive patch is tested, and the luminous performance of the adhesive patch and the heating performance are measured through a thermal imaging camera, and the adhesiveness of the adhesive patch as a patient reference marker and A verification step (s500) of attaching the adhesive patch prepared for the luminescence test to the patient's body and checking the visibility of the infrared camera may be performed.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 자가치유 전극의 특성을 검증하는 상태를 나타낸 도면이다. 또한, 도 13은 자가치유 고분자 점착패치 제품의 자가치유 특성을 확인한 결과를 나타낸 도면이다.12 is a view showing a state of verifying the characteristics of the self-healing electrode of the self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention. 13 is a view showing the results of confirming the self-healing characteristics of the self-healing polymer adhesive patch product.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치에 사용되는 전극은 자가치유 고분자와 은 나노/마이크로 입자 기판 신축성 전도성 고분자 복합체로 이루어질 수 있다. 상기 전도성 고분자 복합체는 자가치유 고분자 매트릭스 내에 은 나노/마이크로 입자를 침투시킴으로써 형성할 수 있으며, 매우 높은 연신 하에서도 우수한 전도성을 유지할 수 있다. 또한, 약 1700% 이상으로부터 3500%에 이르기까지 연신이 가능하며 자가치유되는 특성들을 지닌다.12, the electrode used in the self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention may be made of a self-healing polymer and a silver nano/micro particle substrate stretchable conductive polymer composite. The conductive polymer composite can be formed by penetrating silver nano/micro particles into a self-healing polymer matrix, and can maintain excellent conductivity even under very high elongation. In addition, it can be stretched from about 1700% or more to 3500%, and has self-healing properties.
한편, 이러한 전도성 고분자 복합체를 제조하기 위하여, 상온에서 외부의 자극 없이 접합 가능하며, 높은 전도성을 유지할 수 있으며, 상온에서도 자기치유 특성을 확보할 수 있도록 하는 자가접합 집적기술이 적용될 수 있다.On the other hand, in order to manufacture such a conductive polymer composite, a self-bonding integration technology that can be bonded at room temperature without external stimulation, can maintain high conductivity, and can secure self-healing properties even at room temperature can be applied.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치는 자가치유 고분자 물질로 이루어질 수 있으며, 따라서, 칼집에 대하여도 점착패치가 자가치유 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 13 , the self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention may be made of a self-healing polymer material, and thus, it can be confirmed that the adhesive patch has self-healing properties even with respect to the sheath.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 제작예시 및 적외선 LED 구동을 확인한 결과를 나타낸 도면이다. 또한, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 피부에의 부착성 및 환자의 움직임 중 LED 구동 상태를 확인한 결과를 나타낸 도면이다.14 is a view showing an example of manufacturing a self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention and a result of confirming the operation of an infrared LED. 15 is a view showing the results of confirming the adhesion of the self-healing polymer adhesive patch to the skin and the LED driving state during the movement of the patient according to the embodiment of the present invention.
도 14의 (a)에는 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 제조방법에 따라 제조된 점착패치가 도시되어 있다. 도 14의 (b)에는 도 14의 (a)에 도시된 점착패치의 적외선 LED 구동 상태를 적외선 카메라로 확인한 결과가 도시되어 있으며, 이에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치는 외부 전원 공급시 장착된 LED의 발광 기능이 잘 유지되는 것이 확인되었다.14 (a) shows an adhesive patch manufactured according to the method for manufacturing a self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention. 14 (b) shows the result of checking the infrared LED driving state of the adhesive patch shown in FIG. 14 (a) with an infrared camera. According to this, the self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention is It was confirmed that the light emitting function of the mounted LED is well maintained when external power is supplied.
도 15의 (a)에는 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치의 피부에의 실 부착성이 도시되어 있다. 도 15의 (b)에는 도 15의 (a)에 도시된 점착패치의 환자의 움직임에 따른 LED의 발광성능을 확인한 결과가 도시되어 있다. 이에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치는 예를 들어, 환자의 등 부위와 같은 환자의 피부에 부착시에도, 환자의 기립, 굽힘, 회전, 꼬는 자세, 체조, 또는 기지개와 같은 다양한 움직임에도 구겨지거나 떨어지지 않는다. 따라서, 충분히 마커로 사용가능할 만큼 피부의 기계적 변형에 대한 신축성 및 지속적 부착성이 검증되었으며, LED의 발광성능도 정상적으로 나타나는 것을 확인할 수 있다.Figure 15 (a) shows the thread adhesion to the skin of the self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention. Fig. 15 (b) shows the result of confirming the light emitting performance of the LED according to the movement of the patient of the adhesive patch shown in Fig. 15 (a). According to this, the self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention, for example, even when attached to the patient's skin, such as the patient's back, the patient's standing, bending, rotating, twisting posture, gymnastics, or stretching and It does not wrinkle or fall off even with the same various movements. Therefore, elasticity and continuous adhesion to mechanical deformation of the skin were verified enough to be usable as a marker, and it can be confirmed that the light emitting performance of the LED is also normal.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 자가치유 고분자 점착패치를 환자의 신체를 모사한 팬텀모델에 부착하여 성능을 검증한 결과를 나타낸 도면이다.16 is a view showing the results of verifying the performance by attaching a self-healing polymer adhesive patch according to an embodiment of the present invention to a phantom model simulating a patient's body.
상기 검증을 위하여, 도 16의 (a)를 참조하면, 먼저 환자의 신체를 모사한 팬텀 모델에 기준마커를 부착하고, 그 다음, 마커 전선부에 파워 서플라이를 연결한 후, 전압을 가하여 LED를 발광시킨다. 도 16의(b)를 참조하면, 팬텀 모델에 부착되어 있는 마커 자체의 신축성을 확인할 수 있으며, 또한 마커를 약 30%까지 더 신축하여도 LED의 발광 성능이 정상적으로 유지됨을 확인할 수 있다. 도 16의 (b)를 참조하면, 팬텀 모델 자체를 약 30%까지 더 신축시켜도 마커 자체가 박막과 같이 편안하게 피부에 부착됨을 유지하는 것을 확인할 수 있으며, 이 경우에도 LED의 발광 성능이 정상적으로 유지됨을 확인할 수 있다.For the verification, referring to FIG. 16 (a), first, a reference marker is attached to a phantom model simulating a patient's body, and then, a power supply is connected to the marker wire part, and then a voltage is applied to turn on the LED. light up Referring to FIG. 16(b) , the elasticity of the marker itself attached to the phantom model can be confirmed, and it can be confirmed that the light emitting performance of the LED is normally maintained even when the marker is further stretched by about 30%. Referring to (b) of FIG. 16 , it can be seen that the marker itself remains comfortably attached to the skin like a thin film even when the phantom model itself is stretched by about 30%, and even in this case, the light emitting performance of the LED is maintained normally can confirm.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 신축성 점착패치의 예시들을 통하여, 본 발명은 단순히 수술 내비게이션 시스템에서 구현되는 영상 내 환자의 환부를 놓치지 않게 표시해주는 역할만을 하는 기존 마커의 역할을 수행하면서도, 기존 마커의 한계인 부족한 신축성 및 일시적인 일회성 부착성능의 문제를 해결할 수 있다.Through the examples of the elastic adhesive patch according to the present invention as described above, the present invention simply serves as an existing marker that only serves to display the patient's affected area in the image implemented in the surgical navigation system without missing the image. It is possible to solve the limitations of insufficient elasticity and temporary one-time adhesion performance.
또한, 신축성 점착패치의 LED를 통해 가시적으로 혹은 CT/X선을 통해 의료기기용 영상시스템으로 장시간 수술 중 환부 부위 특정 및 관찰이 가능하며, 종래의 기준 마커에 비하여 더욱 효율적이면서도 신축성이 있어, 장기 사용시에도 환자가 편안함을 느끼도록 한다.In addition, it is possible to identify and observe the affected area during long-term surgery with an imaging system for medical devices, either visually through the LED of the elastic adhesive patch or through CT/X-rays. to make the patient feel comfortable.
또한, 상용고무 기판 및 신축성 전도성 잉크 기반의 마커뿐만 아니라, 자가치유 고분자 기판 및 신축성 전극을 적용하여, 환자의 움직임에 있어서도 피부와의 접착성이 높게 유지되면서도, 환자의 움직임에 의해 변형이 일어나더라도 신축성이 있어 광원의 빛을 유지하고 만약 흠집이 일어나도 자가 회복될 수 있다.In addition, by applying a self-healing polymer substrate and a stretchable electrode, as well as a marker based on a commercial rubber substrate and a stretchable conductive ink, the adhesion to the skin is maintained high even when the patient moves, even if deformation occurs due to the movement of the patient. Because it is elastic, it retains the light of the light source and can self-heal even if scratches occur.
이 분야의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The scope of protection in this field is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is added once again that the protection scope of the present invention cannot be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention pertains.
Claims (17)
상기 점착 기판 상에 배치되는 전극; 및
상기 전극에 접속되는 복수의 광원을 포함하며,
상기 점착 기판 및 상기 전극은 신축성이 있는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치.
A film-type adhesive substrate coated with an adhesive on one side;
an electrode disposed on the adhesive substrate; and
It includes a plurality of light sources connected to the electrode,
The adhesive substrate and the electrode are elastic adhesive patch, characterized in that made of a stretchable material.
상기 점착 기판은 실리콘계 고분자 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치.
According to claim 1,
The adhesive substrate is a stretchable adhesive patch, characterized in that made of a silicone-based polymer material.
상기 전극은 전도성 금속제 잉크로부터 형성되는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치.
According to claim 1,
The electrode is a stretchable adhesive patch, characterized in that it is formed from a conductive metal ink.
상기 점착 기판은 상기 전극 주변으로 상기 전극을 따라 형성되는 복수의 기공을 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치.
According to claim 1,
The adhesive substrate is a stretchable adhesive patch, characterized in that it comprises a plurality of pores formed along the electrode around the electrode.
상기 광원은 적외선 LED이며, 상기 전극을 따라 일정 간격을 두고 서로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치.
According to claim 1,
The light source is an infrared LED, and the elastic adhesive patch, characterized in that it is spaced apart from each other at a predetermined interval along the electrode.
상기 점착 기판 및 상기 전극 중 적어도 어느 하나는 자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치.
According to claim 1,
At least one of the adhesive substrate and the electrode is made of a self-healing polymer material, a stretchable adhesive patch.
상기 자가치유능을 갖는 고분자 물질은,
polydimethylsiloxane (PDMS), polyethyleneoxide (PEO), Perfluoropolyether (PFPE), polybutylene (PB), poly(ethylene-co-1-butylene), poly(butadiene), hydrogenated poly(butadiene), poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide) block copolymer 혹은 random copolymer, 및 poly(hydroxyalkanoate) 중 어느 하나를 주쇄(backbone)로 하는 탄성중합체(elastomer material)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치.
7. The method of claim 6,
The polymer material having the self-healing ability,
polydimethylsiloxane (PDMS), polyethyleneoxide (PEO), Perfluoropolyether (PFPE), polybutylene (PB), poly(ethylene-co-1-butylene), poly(butadiene), hydrogenated poly(butadiene), poly(ethylene oxide)-poly( Propylene oxide) block copolymer or random copolymer, and poly(hydroxyalkanoate), characterized in that it comprises an elastomer material having any one of the backbone as a backbone, an elastic adhesive patch.
상기 자가치유능을 갖는 고분자 물질은, PDMS-4,4'-methylenebis(phenyl urea)(MPU)0.4-isophorone bisurea units (IU)0.6을 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치.
8. The method of claim 7,
The self-healing polymer material is, PDMS-4,4'-methylenebis(phenyl urea) (MPU) 0.4-isophorone bisurea units (IU) 0.6, characterized in that it comprises a stretchable adhesive patch.
상기 전극은 전도성 고분자 복합체로 이루어지며,
상기 전도성 고분자 복합체는,
자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어진 매트릭스; 및
상기 매트릭스 내에 분산 분포되는 복수의 전기전도체 클러스터를 포함하며,
상기 전기전도체 클러스터는,
제1 전기전도체 입자; 및
상기 제1 전기전도체 입자와 동일한 물질로서, 상기 제1 전기전도체 입자의 주변에 분산 분포되며, 상기 제1 전기전도체 입자에 비해 더 작은 크기를 갖는 복수의 제2 전기전도체 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치.
7. The method of claim 6,
The electrode is made of a conductive polymer composite,
The conductive polymer composite is
a matrix made of a polymer material having self-healing ability; and
A plurality of electrical conductor clusters are dispersedly distributed in the matrix,
The electrical conductor cluster,
first electrical conductor particles; and
It is the same material as the first electrical conductor particles, is dispersedly distributed around the first electrical conductor particles, and comprises a plurality of second electrical conductor particles having a smaller size than that of the first electrical conductor particles. An elastic adhesive patch.
(b) 상기 점착 기판 상에 전극을 배치하는 단계; 및
(c) 복수의 광원을 상기 전극에 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치의 제조방법.
(a) forming a film-type adhesive substrate from a solution in which a stretchable polymer is mixed;
(b) disposing an electrode on the adhesive substrate; and
(c) a method of manufacturing a stretchable adhesive patch comprising the step of connecting a plurality of light sources to the electrode.
상기 신축성 고분자는 실리콘계 고분자 물질로 이루어지며,
상기 용액을 몰드에 투입하고 건조시켜 굳히는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치의 제조방법.
11. The method of claim 10, wherein (a) step
The stretchable polymer is made of a silicone-based polymer material,
The method of manufacturing a stretchable adhesive patch, characterized in that it comprises the step of putting the solution in a mold and drying it to harden.
상기 전극의 스크린프린팅용 마스크를 상기 점착 기판 위에 배치하는 단계; 및
전도성 금속제 잉크를 상기 마스크 위에 걸쳐 유동시켜 유리 슬라이드 상으로 스크린프린팅함으로써 상기 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치의 제조방법.
12. The method of claim 11, wherein (b) step
disposing a mask for screen printing of the electrode on the adhesive substrate; and
and forming the electrode by screen-printing on a glass slide by flowing conductive metallic ink over the mask.
상기 광원은 적외선 LED이며, 상기 광원을 상기 전극을 따라 일정 간격을 두고 서로 이격되도록 배치하는 단계; 및
상기 각각의 광원의 양단에는 전선을 부착하고, 전도성 금속제 잉크를 상기 전선 위에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치의 제조방법.
The method of claim 11, wherein step (c) is
The light source is an infrared LED, and arranging the light source to be spaced apart from each other at a predetermined distance along the electrode; and
A method of manufacturing a stretchable adhesive patch, comprising attaching an electric wire to both ends of each of the light sources, and applying a conductive metal ink on the electric wire.
상기 점착 기판에 상기 전극 주변으로 상기 전극을 따라 복수의 기공을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치의 제조방법.
11. The method of claim 10, wherein after step (c)
The method of manufacturing a stretchable adhesive patch, characterized in that it further comprises the step of forming a plurality of pores along the electrode around the electrode on the adhesive substrate.
상기 신축성 고분자는 자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어지며,
상기 신축성 고분자를 용매에 녹여 분산시켜 상기 용액을 생성하는 단계; 및
상기 용액을 몰드에 투입하고 건조시켜 굳히는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치의 제조방법.
11. The method of claim 10, wherein (a) step
The stretchable polymer is made of a polymer material having self-healing ability,
dissolving and dispersing the stretchable polymer in a solvent to produce the solution; and
The method of manufacturing a stretchable adhesive patch, characterized in that it comprises the step of putting the solution in a mold and drying it to harden.
상기 광원 및 상기 전극을 상기 점착 기판 상에 배치하고, 60도의 열을 30분간 가하여 상기 광원 및 상기 전극을 상기 점착 기판 내로 매립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치의 제조방법.
16. The method of claim 15, wherein after step (c)
The method of claim 1, further comprising: placing the light source and the electrode on the adhesive substrate, and applying heat of 60°C for 30 minutes to embed the light source and the electrode into the adhesive substrate.
상기 전극은 전도성 고분자 복합체로 이루어지며,
상기 전도성 고분자 복합체는,
자가치유능을 갖는 고분자 물질로 이루어진 매트릭스; 및
상기 매트릭스 내에 분산 분포되는 복숭의 전기전도체 클러스터를 포함하며,
상기 전기전도체 클러스터는,
제1 전기전도체 입자; 및
상기 제1 전기전도체 입자와 동일한 물질로서, 상기 제1 전기전도체 입자의 주변에 분산 분포되며, 상기 제1 전기전도체 입자에 비해 더 작은 크기를 갖는 복수의 제2 전기전도체 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 신축성 점착패치의 제조방법.16. The method of claim 15,
The electrode is made of a conductive polymer composite,
The conductive polymer composite is
a matrix made of a polymer material having self-healing ability; and
It includes a peach electric conductor cluster distributed and distributed in the matrix,
The electrical conductor cluster,
first electrical conductor particles; and
It is the same material as the first electrical conductor particles, is dispersedly distributed around the first electrical conductor particles, and comprises a plurality of second electrical conductor particles having a smaller size than that of the first electrical conductor particles. A method of manufacturing an elastic adhesive patch.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230030223A (en) * | 2021-08-25 | 2023-03-06 | 한국과학기술연구원 | An optical device assembly, an optical device module including the same, and an optical device package including the optical device module |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100726028B1 (en) | 2005-12-14 | 2007-06-08 | 한양대학교 산학협력단 | Augmented reality projection system of affected parts and method therefor |
| KR20130110365A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-10 | 주식회사로케트전기 | Dermal patch for light theraphy |
| KR20150052416A (en) * | 2013-11-04 | 2015-05-14 | 재단법인대구경북과학기술원 | A stretchable electronic device and a method of preparing the same |
| KR20160101825A (en) * | 2015-02-17 | 2016-08-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | Stretchable display device and fabricating method of the same |
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2020
- 2020-01-13 KR KR1020200004342A patent/KR102331774B1/en active IP Right Grant
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