KR20210127632A - 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 관한 것으로, 펄스드 파워를 발생시키는 파워부; 상기 펄스드 파워를 제공받아 펄스 충격파를 발생시키는 펄스 충격파 발생부; 내부에 액체 및 상기 펄스 충격파 발생부가 배치되는 상부 하우징; 상기 상부 하우징과 연결되고, 내부에 약물이 배치되는 하부 하우징; 상기 상부 하우징 및 상기 하부 하우징 사이에 제공되어, 상기 상부 하우징 및 상기 하부 하우징을 구분하는 충격파전달부; 및 상기 하부 하우징에 배치되고, 상기 약물을 분사하는 분사부를 포함한다.

Description

펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치{INJECTION DEVICE FOR A MEDICINAL FLUID USING PULSE SHOCKWAVE}
본 발명은 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 관한 것이다.
약물 전달 시스템(Drug Delivery System)은 인체의 질병이나 상처의 치료를 위한 의약품의 사용 시, 기존 방식에서 발생하던 부작용을 최소화하고 의약품에 의한 치료 효과를 극대화시켜 필요한 양의 약물을 효율적으로 체내에 전달할 수 있도록 설계한 시스템이다.
약물 전달 시스템에서 가장 많이 사용되고 있는 주사 방식은 정확하고 효율적인 약물 투여가 가능하지만 주사 시의 통증으로 인한 주사 공포증, 재사용으로 인한 감염 위험성, 그리고 많은 양의 의료 폐기물이 발생하는 등의 문제점들을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 무침 주사기(Needle free injector)와 같은 약물 전달 방식이 개발되고 있다.
예를 들어, 무침 주사 기술의 하나인 액체 주사 기술은 액체 안에 레이저 또는 전기파를 통한 충격파를 가하여 액체를 열 팽창시키고, 이 때 발생하는 압력을 이용하여 고속의 액체 줄기를 발생시켜 피부에 액체를 주입하는 기술이다.
다만 이러한 액체 주사 기술은 액체 안에서 충격파라 발생하여, 액체의 밀도, 온도 종류에 따른 열전도율, 즉 액체의 팽창 정도를 정확히 조절하기 어려운 문제점이 있다. 또한 액체 안에 충격파를 발생시키기 위하여 높은 에너지를 갖고, 짧은 펄스폭을 갖는 레이저 펄스를 사용하는 경우, 레이저 장비를 필요로 하고, 이에 따라 장비의 크기가 커지고 장비 가격이 오르는 문제점이 있다. 또한 레이저 빔을 액체 안에 조사하기 위해 다량의 광학계를 요구하여, 광학계 손상 등의 문제가 발생한다.
등록특허공보 제10-1684250호, 2016.12.02. 등록실용신안공보 제20-0379423호, 2005.03.10.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 액체의 팽창 정도 조절이 용이하고, 소형이며 경제적인 장비로 구현이 가능하고, 광학계 손상을 방지할 수 있는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 펄스드 파워(Pulsed power)를 발생시키는 파워부; 상기 펄스드 파워(Pulsed power)를 제공받아 펄스 충격파를 발생시키는 펄스 충격파 발생부; 내부에 액체 및 상기 펄스 충격파 발생부가 배치되는 상부 하우징; 상기 상부 하우징과 연결되고, 내부에 약물이 배치되는 하부 하우징; 상기 상부 하우징 및 상기 하부 하우징 사이에 제공되어, 상기 상부 하우징에서 발생하는 충격파를 하부 하우징으로 전달하는 충격파전달부; 및 상기 하부 하우징에 배치되고, 상기 약물을 분사하는 분사부; 를 포함하고, 상기 펄스 충격파 발생부는 상기 펄스드 파워를 제공받아, 순간적으로 전류가 흐르도록 하는 하나이상의 충격파 발생 전극; 상기 하나이상의 충격파 발생 전극들 간에 순간적으로 상기 전류가 흐름에 따라 상기 펄스 충격파가 발생하는 충격파 발생부; 및 상기 충격파 발생 전극 중 적어도 하나 이상과 근접하여, 상기 충격파 발생 전극들 중 적어도 하나와 접촉 또는 비접촉 상태로 배치되는 절연관;을 포함하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 의해 달성될 수 있다.
또한, 본 발명의 목적은 커패시터에 충전된 전압을 스위치로 동작시켜 순간적으로 펄스드 파워(Pulsed power)를 발생시키는 파워부; 상기 펄스드 파워(Pulsed power)를 제공받아 펄스 충격파를 발생시키는 펄스 충격파 발생부; 및 액체 및 약물이 배치되는 하우징;을 포함하고, 상기 액체는 상기 펄스 충격파에 의해 팽창하고, 상기 약물에 압력을 가하여, 상기 약물을 분사하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 액체의 팽창 정도(예를 들어, 액체 내에서 생성된 기체에 의한 부피 팽창 비율) 조절이 용이하고, 소형이고 경제적인 장비로 구현이 가능하고, 광학계 손상을 방지할 수 있는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치를 제공할 수 있다.
또한, 마이크로 버블을 생성하기 위한 저전압을 가한 후에 브레이크 다운(Break-down) 형성을 위해 고전압을 제공할 필요없이, 고전압만 제공하면 마이크로버블 생성 및 브레이크 다운 형성이 순차적으로 생성될 수 있어서, 약액 주입 장치 제어가 간단해지는 효과가 존재한다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 A 영역을 -Z 방향으로 바라보았을 때의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2a은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 A 영역을 -Z 방향으로 바라보았을 때의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2c는 본 발명에 따른 파워부에서 발생하는 펄스드 파워의 전압/전류 입력 파형을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 마련되는 니들부의 제1실시형태를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 마련되는 니들부의 제2실시형태를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 마련되는 니들부의 제3실시형태를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 마련되는 니들부의 제4실시형태를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1b는 도 1a의 A 영역을 -Z 방향으로 바라보았을 때의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2a은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2b는 도 2a의 A 영역을 -Z 방향으로 바라보았을 때의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1a, 도 1b, 도 2a, 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치(10)는 파워부(100), 펄스 충격파 발생부(300), 및 하우징(200)을 포함한다. 하우징(200)은 상부 하우징(210) 및 하부 하우징(220)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치(10)는 충격파전달부(400) 및 분사부(800)를 포함한다.
파워부(100)는 커패시터에 충전된 전압을 스위치로 동작시켜 순간적으로 펄스드 파워(Pulsed Power)를 발생시킨다. 도시하지는 않았으나, 예를 들어, 파워부(100)는 전원공급부를 포함한다. 상기 전원공급부는 바람직하게 제너레이터일 수 있다. 상기 제너레이터는 펄스드 파워의 발생을 위한 전기를 제공한다. 예를 들어 제너레이터는 저전압을 고전압으로 승압하고 스위치를 통해 펄스드 파워를 발생시킬 수 있다.
파워부(100)는 전기저장부(110) 및 스위치(120)를 포함할 수 있다. 상기 전기저장부(110)는 바람직하게 커패시터 및 인덕터 중 선택되는 하나 이상일 수 있다.
또한, 파워부(100)는 생성된 펄스(Pulse)의 형성(form)을 유지시켜주는 전기회로를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 전기회로는 바람직하게 '펄스포밍 네트워크(pulse forming network, PFN)' 일 수 있고, 스퀘어펄스(square pulse)의 폼(form)이 기생 인덕턴스(inductance)로 인해 무너지는 것을 방지하여, 펄스(Pulse)의 형성(form)을 유지시켜 줄 수 있다.
전원공급부에서 발생한 전기는 전기저장부(110)에 1차적으로 충전될 수 있다. 스위치(120)를 켜면, 전기저장부(110)에 충전된 펄스드 파워가 펄스 충격파 발생부(300)로 전달될 수 있다. 스위치(120)는 전기를 공급하거나 차단할 수 있다. 스위치(120)는 예를 들어, 사용자에 의해 펄스 충격파의 라이징 타임(Rising time)을 조절할 수 있다.
도 2c는 본 발명에 따른 파워부에서 발생하는 펄스드 파워의 전압/전류 입력 파형을 나타낸 그래프이다. 여기서, 그래프의 가로축은 시간 경과를 나타내고, 그래프의 세로축은 전압(Voltage)의 세기와 전류(Current)의 세기를 동시에 나타내는 것이다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 펄스드 파워(Pulsed Power)는 전기 에너지를 축적한 후, 매우 짧은 라이징 타임에 다량의 에너지를 방출하여, 전력을 순간적으로 증가 시키는 것이다. 이때, 라이징 타임을 정의하기 위해서는 펄스 진폭(Pulse amplitude)에 대한 이해가 필요하므로, 펄스 진폭을 먼저 설명하기로 한다.
펄스 진폭(Pulse amplitude)은 펄스가 일정한 값을 유지하는 수준에서 측정한 펄스의 크기를 나타낸 것이다. 예를 들면, 펄스 진폭은 펄스의 최고점 높이, 펄스의 유효 높이 또는 펄스의 순간 높이로 나타낼 수 있다.
라이징 타임(Rising time)은 펄스 진폭(Pulse amplitude)의 10% 내지 90%까지 걸리는 시간일 수 있다. 예를 들면, 라이징 타임은 특별히 한정되지 않으나, 수 나노 초 단위에서 수 밀리 초 단위일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 수 나노 초에서 수 마이크로 초 단위일 수 있다.
펄스 폭(Pulse width)은 펄스의 상승 시간과 하강 시간에서 진폭이 1/2이 되는 시간 간격이다.
펄스 주기(Pulse Period)는 단위 시간 동안에 반복되는 펄스 신호의 주기이다. 여기서, 단위 시간은 특별히 한정되지 않으나, 1초일 수 있다.
한편, 파워부(100)는 전기저장부(110)를 충전하기 위한 제너레이터(미도시)를 더 포함한다. 제너레이터는 교류전압을 직류 전압으로 변환하여 전기저장부에 전류를 제공함에 따라 전기저장부를 충전한다. 전기저장부(110)가 충전된 후 스위치(120)를 조절함에 따라 펄스 충격파 발생부로 특정한 조건의 펄스드 파워를 제공한다. 즉, 스위치(120)는 짧은 시간(예를 들어, 수 마이크로 초)만에 고전압 값으로 상승되어 일정한 값으로 유지되는 전압을 펄스 충격파 발생부(300)에 제공한다.
펄스 충격파 발생부(300)는 펄스드 파워를 제공받아 펄스 충격파를 발생시킨다. 펄스 충격파 발생부(300)는 상부 하우징(210)의 내부에 배치된다. 펄스 충격파 발생부(300)는 펄스 충격파를 발생시켜, 상부 하우징(210)의 내부에 배치되는 액체(1000)를 팽창시킨다. 팽창된 액체(1000)는 충격파전달부(400)을 상부 하우징(210)에서 하부 하우징(220) 방향으로 이동시켜, 약물(2000)을 분사부(800)로 분사시킨다.
펄스 충격파 발생부(300)는 펄스 충격파를 발생시킨다.
펄스 충격파 발생부(300)는 케이블(cable)을 포함할 수 있고, 일 예로 동축 케이블(coaxial cable)일 수 있다. 상기 케이블은 전류 패스(Current Path)를 짧게 유지하여 낮은 인덕턴스(inductance)를 유지할 수 있다. 케이블이 낮은 인덕턴스를 유지하면, 빠른 펄스 발생에 유리할 수 있다.
펄스 충격파 발생부(300)는 하나 이상의 충격파 발생 전극, 및 하나 이상의 절연관을 포함할 수 있다. 하나 이상의 충격파 발생 전극은 펄스드 파워를 제공받아, 높은 전압이 인가될 수 있다.
하나 이상의 충격파 발생 전극은 일예로, 제1 충격파 발생 전극(310) 및 제2 충격파 발생 전극(330)일 수 있고, 도시되지는 않았으나, 그 이상의 충격파 발생 전극을 포함할 수 있다.
이하에서는 제1 충격파 발생 전극(310) 및 제2 충격파 발생 전극(330)이 각각 한 개인 것을 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 제1 충격파 발생 전극(310) 및 제2 충격파 발생 전극(330) 중 선택되는 하나이상이 복수개일 수도 있다.
도 1a 및 도 2a에서는 제1 충격파 발생 전극(310)이 스위치(120)와 연결된 것을 예를 들어 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 제1 충격파 발생 전극(310)은 스위치(120)와 별도의 연결부에 의해 연결될 수도 있다. 연결부는 제1 충격파 발생 전극(310) 및 제2 충격파 발생 전극(330) 각각과 연결되어, 전류를 흐르도록 하기 위한 전압을 인가할 수 있다.
절연관(321, 322)은 충격파 발생 전극들(310, 330) 중 적어도 하나와 인접한다. 절연관(321, 322)은 충격파 발생 전극들(310, 330) 중 적어도 하나와 접촉 또는 비접촉 할 수 있다. 절연관(321, 322)은 제1 절연관(321) 및 제2 절연관(322)를 포함한다.
제1 절연관(321)의 내부에는 제1 충격파 발생 전극(310)이 배치될 수 있다. 제1 절연관(321)의 (-) Z 방향의 길이는 제1 충격파 발생 전극(310)의 (-) Z 방향의 길이보다 길 수 있다.
제1 절연관(321)은 상부에서 보았을 때, 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, 원형, 사각형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
제1 충격파 발생 전극(310)은 제1 절연관(321)의 내부에 삽입된다. 제1 충격파 발생 전극(310)의 일단은 제1 절연관(321)의 외부에 노출되지 않는다. 보다 구체적으로, 제2 충격파 발생 전극(330)의 일단과 가장 가까운 거리에서 대향하는 제1 충격파 발생 전극(310)의 일단은 제1 절연관(321)의 외부에 노출되지 않는다.
충격파 발생부(G)는 충격파 발생 전극들(310, 330) 간에 순간적으로 전류가 흐름에 따라 펄스 충격파 생성을 위한 마이크로 버블을 발생시킨다. 충격파 발생부(G)는 예를 들어 제1 충격파 발생 전극(310) 및 제1 절연관(321) 사이의 영역을 의미하는 것일 수 있다. 충격파 발생부(G)는 예를 들어, 제1 충격파 발생 전극(310), 제2 충격파 발생 전극(330), 및 제1 절연관(321)에 의해 정의되는 영역을 의미하는 것일 수 있다.
제2 충격파 발생 전극(330)은 케이블(340)과 연결될 수 있다. 제2 충격파 발생전극과 케이블은 다양한 방식으로 연결될 수 있다.
일실시예로, 케이블(340)과 충격파전달부(400) 사이에는 액체(1000)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 케이블(340)과 충격파전달부(400) 사이에는 물이 배치될 수 있다. 상기 충격파전달부(400)는 다양한 재질의 막 형태일 수 있으며, 일예로, 탄성막일 수 있다.
또한, 다른 일실시예로, 제2 충격파 발생 전극과 이에 연결되는 케이블이 막 형태의 충격파 전달부(400)에 결합 형성되고, 액체 팽창에 의해 분리막(즉, 충격파 전달부)와 함께 하부 하우징 방향으로 이동될 수 있다. 이 때, 충격파 전달부의 하부 하우징 방향으로 팽창 시, 충격파 전달부의 중앙 이외의 주변 영역만이 탄성을 가지도록 형성되고, 제2 충격파 발생 전극이 충격파 전달부의 중앙에 배치될 수 있다. 또한, 충격파 전달부에 결합된 케이블은 상부 하우징의 팽창에 의해 충격파 전달부가 하부 하우징 방향으로 팽창하면서 함께 늘어나거나, 충격파 전달부 팽창 시에 끊어졌다가 정상 상태로 복원 시에 다시 단락상태가 되도록 할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 케이블(340)은 바람직하게 파워부(100)와 연결될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제2 충격파 발생 전극(330)은 충격파전달부(400)와 접촉할 수도 있도 있다.
또한, 제2 충격파 발생 전극(330)은 상부 하우징(210)의 일면에 배치될 수도 있다. 이 때, 제2 충격파 발생 전극(330)은 제1 절연관(321)의 일단, 즉 충격파 발생부(G)보다 아래에 위치하면서, 상부 하우징(210)의 일면에 배치될 수 있다.
제2 충격파 발생 전극(330)은 제2 절연관(322) 없이 케이블(340)과 연결되어 배치될 수도 있고, 제2 절연관(322)의 내부에 배치될 수도 있다.
제2 절연관(322)은 상부에서 보았을 때, 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, 원형, 사각형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 제2 충격파 발생 전극(330)은 제2 절연관(도 2a 및 도 2b의 322)의 내부에 삽입되지 않고, 케이블(340)과 연결되어 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 제2 절연관(322)의 내부에는 제2 충격파 발생 전극(320)이 배치될 수 있다. 제2 절연관(322)의 (+) Z 방향의 길이는 제2 충격파 발생 전극(330)의 (+) Z 방향의 길이보다 길 수 있다.
제2 충격파 발생 전극(330)은 제2 절연관(322)의 내부에 삽입될 때, 제2 충격파 발생 전극(330)의 일단은 제2 절연관(322)의 외부에 노출되지 않는다. 보다 구체적으로, 제1 충격파 발생 전극(310)의 일단과 가장 가까운 거리에서 대향하는 제2 충격파 발생 전극(330)의 일단은 제2 절연관(322)의 외부에 노출되지 않는다.
다시 도 1a, 도 1b, 도 2a, 및 도 2b를 참조하면, 구체적인 예로, 길이가 더 긴 제1 절연관(321) 안에 삽입된 제1 충격파 발생 전극(310)은 상하 방향(즉, Z축 방향)으로 연장되고, 대향하는 방향으로 제2 충격파 발생 전극(330)이 배치된다. 제1 충격파 발생 전극(310)은 상부 하우징(210)(즉, 액체가 채워진 챔버) 내에서 길게 연장됨에 따라 하부 하우징(220)과 분리하는 충격파전달부(400)와 인접한 영역까지 연장될 수 있다. 또한, 제2 충격파 발생 전극(330)은 충격파전달부(400)에 결합될 수 있다. 또한, 제1 충격파 발생 전극(310)과 제2 충격파 발생 전극(330)은 고전압이 인가되었을 때 플라즈마 현상에 의한 스파크가 발생할 수 있는 특정 거리로 대향되는 방향에 배치된다.
본 발명의 펄스 충격파 발생부(300)는 마이크로 버블을 생성하기 위한 낮은 전압을 제공하고, 스파크 발생을 위한 높은 전압을 제공하는 기존의 2단계 전압 제공 방식이 아니라, 스파크 발생을 위한 높은 전압을 바로 가할 수 있는 1단계 전압 제공 방식으로 펄스 충격파를 발생시킬 수 있다. 이는 제1 충격파 발생 전극(310)의 일단보다 긴 제1 절연관(321) 영역에서 높은 전압이 가해졌을 때, 온도 상승에 의한 마이크로 버블이 발생할 수 있고, 이에 따라 브레이크 다운(Breakdown)이 발생하여 스파크를 발생시킬 수 있기 때문이다. 즉, 제1 충격파 발생 전극(310)의 일단보다 긴 제1 절연관(321)과 제2 충격파 발생 전극(330) 사이에 스파크가 발생할 수 있다.
구체적으로, 제1 충격파 발생 전극(310) 말단의 제1 절연관(321) 내 공간에서 고전압 인가에 따라 온도가 상승하게 되고, 액체에 용해된 기체가 열팽창을 함에 따라 마이크로 버블이 발생한다. 짧은 시간 내에 마이크로 버블이 발생(즉, 액체 내에 공동현상이 발생)됨에 따라, 제1 충격파 발생 전극(310)과 제2 충격파 발생 전극(330) 사이에 마이크로버블이 배치되고 고전압이 인가되어 있으므로, 플라즈마 현상에 의한 스파크가 발생되어 상부 하우징(210) 내 내부 팽창이 발생된다.
하우징(200)은 밀폐된 수용 공간을 갖는다. 하우징(200)의 내부에는 액체(1000) 및 약물(2000)이 배치된다. 하우징(200)은 충격파전달부(400)에 의해 상부 하우징(210) 및 하부 하우징(220)으로 구분될 수 있다.
상부 하우징(210)은 밀폐된 수용 공간을 갖는다. 상부 하우징(210)의 내부에는 액체(1000)가 배치된다. 액체(1000)는 예를 들어 물일 수 있다. 즉, 액체가 물인 경우, 마이크로 버블이 발생할 수 있도록 기체가 용해되어 있을 수 있다. 다만 이에 한정하는 것은 아니고, 액체(1000)는 예를 들어, 알코올이나 폴리에틸렌글리콜과 같은 고분자 졸(sol) 및 젤(gel) 등 다양한 액상 물질일 수 있다.
상부 하우징(210)은 예를 들어, 개략적으로 원통형일 수 있다. 상부 하우징(210)의 상단은 전달부와 연결될 수 있다. 상부 하우징(210)의 하단에는 충격파전달부(400)가 배치될 수 있다.
상부 하우징(210)의 내부에 배치되는 액체(1000)는 펄스 충격파에 의해 부피가 팽창할 수 있다. 펄스 충격파에 의해 액체(1000)의 부피가 증가하면, 상부 하우징(210)의 내부의 압력이 증가한다.
하부 하우징(220)은 밀폐된 수용 공간을 갖는다. 하부 하우징(220)의 내부에는 약물(2000)이 배치된다. 하부 하우징(220)은 예를 들어, 개략적으로 원통형일 수 있다. 하부 하우징(220)의 상단에는 충격파전달부(400)가 배치될 수 있다. 하부 하우징(220)의 하단은 분사부(800)와 연결될 수 있다. 하부 하우징(220)의 일측은 약물 전달부(700)와 연결될 수 있다.
상부 하우징(210)의 내부의 압력이 증가하면, 하부 하우징(220)의 내부에 압력이 가해진다. 즉, 하부 하우징(220) 내부의 압력이 증가할 수 있다. 이에 따라 약물(2000)에 압력이 가해질 수 있다. 이에 따라 약물(2000)은 분사부(800)로 분사되어 사용자에게 주입될 수 있다. 이에 대해서는 보다 구체적으로 후술한다.
충격파전달부(400)는 상부 하우징(210) 및 하부 하우징(220) 사이에 제공된다. 충격파전달부(400)을 하우징(200)을 상부 하우징(210) 및 하부 하우징(220)으로 구분한다.
충격파전달부(400)는 상부 하우징(210) 및 하부 하우징(220)을 분리한다. 상부 하우징(210)의 한 면 및 하부 하우징(220)의 한 면은 충격파전달부(400)으로 형성된다. 이에 따라, 상부 하우징(210)의 내부에 배치되는 액체(1000)의 팽창은 충격파전달부(400)의 변형을 통해 하부 하우징(220)의 내부의 압력 증가를 야기할 수 있다.
충격파전달부(400)는 펄스 충격파에 의해 변질 또는 파손되지 않는다. 충격파전달부(400)는 펄스 충격파를 흡수하지 않고, 펄스 충격파에 의해 진동한다. 충격파전달부(400)는 탄성을 갖는다. 충격파전달부(400)는 액체(1000)의 부피가 증가되어 발생한 압력만을 하부 하우징(220)의 내부로 전달한다. 충격파전달부(400)는 액체(1000)의 부피가 증가되어 발생한 압력만을 하부 하우징(220)의 내부의 약물(2000)로 전달한다. 충격파전달부(400)는 액체(1000)와 약물(2000)을 투과, 열의 전달 등을 차단한다.
충격파전달부(400)는 예를 들어, 인체에 무해한 천연 고무 또는 합성 고무 등으로 제작된 것일 수 있다.
또한, 충격파전달부(400)에 제2 충격파 발생 전극(321)을 포함하는 경우, 충격파전달부(400)의 중앙에 제2 충격파 발생 전극(321)이 배치되고, 제2 충격파 발생 전극(321)에서 연장되는 도선을 포함될 수도 있다. 충격파전달부(400)의 제2 충격파 발생 전극(321)을 둘러싸는 영역이 탄성을 가지고 있음에 따라, 상부 하우징(210)의 압력증가에 의해 늘어난 후 복원될 수 있다.
분사부(800)는 분사노즐로 하부 하우징(220)에 배치된다. 예를 들어, 분사부(800)는 하부 하우징(220)의 하단에 홀 형태로 정의될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 분사부(800)는 약물을 분사할 수 있다면, 하부 하우징(220)에 연결되어, 하부 하우징(220)의 상단에서 하단 방향으로 돌출된 것일 수도 있다. 분사부(800)는 약물(2000)을 분사한다. 분사부(800)는 Z축 방향으로 약물(2000)을 분사할 수 있다.
또한, 분사부(800)의 직경을 기반으로 약물 분사되는 속도가 결정된다. 즉, 분사되는 속도가 낮으면 피부 내로 약물이 주입되지 못할 수 있으므로, 상부 하우징(210)에서 하부 하우징(220)으로 전달되는 압력을 기반으로 적절한 속도로 분사될 수 있는 노즐 직경으로 구현될 수 있다.
예를 들어, 분사부(800)의 직경은 50 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터일 수 있다. 분사부(800)의 직경이 50 마이크로미터 미만일 경우, 분사되는 약물(2000)의 양이 적고 약물(2000)이 약물(2000)을 주입받는 사용자의 체내에 충분한 깊이로 주입되지 않을 수 있다. 분사부(800)의 직경이 1000 마이크로미터 초과인 경우, 분사되는 마이크로젯의 직경이 커져서 피부의 표면에서 튕겨져 나오는 약물(2000)의 양이 증가하고 약물(2000)의 낭비가 심해질 수 있다. 분사부(800)는 Z축 방향으로 약물(2000)을 분사할 수 있다. 본 명세서에서 "Z축 방향"이란 3차원 좌표계에서 X축 방향 (수평 방향) 및 Y축 방향 (수직 방향) 각각과 직교하는 축의 방향을 의미한다. 보다 구체적으로 분사부(800)는 상부 하우징(210)에서 하부 하우징(22) 방향으로 약물(2000)을 분사할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 액체(1000)에 펄스 충격파가 가해져, 액체(1000)의 부피가 증가하면, 상부 하우징(210)의 내부의 압력이 증가하고, 이에 따라, 하부 하우징(220)의 내부에 압력이 가해진다. 이에 따라 약물(2000)에 압력이 가해질 수 있고, 압력을 받은 약물(2000)은 분사부(800)로 분사되어 사용자에게 주입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치(10)는 약물 저장부(500), 약물 전달부(700), 및 체크 밸브(600)를 더 포함할 수 있다.
약물 저장부(500)는 하부 하우징(220)에 제공되는 약물(2000)을 저장한다. 약물 저장부(500)는 예를 들어, 하부 하우징(220)의 측면에 배치될 수 있다.
약물 전달부(700)는 약물 저장부(500)에서 약물(2000)을 제공받아 하부 하우징(220)에 약물(2000)을 제공한다. 약물 전달부(700)는 예를 들어, 하부 하우징(220)의 측면과 연결될 수 있다.
체크 밸브(600)는 약물(2000)이 약물 저장부(500)에서 하부 하우징(220) 방향으로만 전달될 수 있도록 한다. 예를 들어, 체크 밸브(600)는 약물(2000)이 하부 하우징(220)에서 약물 저장부(500) 방향으로 전달되는 것을 방지한다. 체크 밸브(600)는 예를 들어, 약물 전달부(700)의 내부에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치(10)는, 액체 순환부(미도시)를 더 포함한다. 상기 액체 순환부는 상부 하우징 내에 채워진 액체를 순환시키는 역할을 수행한다. 마이크로 버블 생성 및 플라즈마 현상에 의한 스파크 발생이 진행됨에 따라, 액체 내부에 용해된 기체량이 낮아지게 되고, 발생된 기체에 의해 상부 하우징(210) 내의 압력이 높아질 수 있다. 따라서, 액체 순환부는 상부 하우징(210) 내의 액체를 순환시켜 적절한 압력 생성이 가능한 액체를 상부 하우징(210)에 채울 수 있다. 이를 통해, 약액 주입 장치(10)의 약물 분사가 일정하게 수행될 수 있도록 한다.
구체적으로, 액체 순환부는 솔레노이드 밸브를 포함하여, 필요 시 솔레노이드 밸브 개방을 통해 상부 하우징(210) 내의 액체를 순환하여 변경시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치(10)는, 압력 센서(미도시)를 더 포함한다. 압력 센서는 스파크 발생 전 후, 스파크 발생 시의 압력을 측정하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 압력 센서는 상부 하우징(210) 내의 특정 위치에 배치될 수 있다.
예를 들어, 압력 센서는 상부 하우징(210) 내의 압력이 기준값 이상으로 높아지는 것을 감지하여, 충격파전달부(400)이 평형상태가 될 수 있도록 액체 순환부를 구동하여 상부 하우징(210) 내의 액체를 순환시킨다. 또한, 압력 센서는 스파크 발생 시에 발생되는 압력을 측정하고, 제어부(미도시)는 압력 센서의 측정값이 구동 시의 기준값 이상이 되지 못하면 액체 내에 용해된 기체가 너무 적은 것으로 판단하여 상부 하우징(210) 내의 액체를 순환시킨다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치(10)를 사용하여 사용자에게 약물(2000)을 분사하는 방법에 대해서 개략적으로 설명한다.
파워부(100)에서 펄스드 파워를 발생시키면, 펄스 충격파 발생부(300)는 펄스드 파워를 제공받아 펄스 충격파를 발생시킨다. 펄스 충격파가 발생하면, 상부 하우징(210)의 내부에 구비된 액체(1000)의 부피가 팽창한다. 액체(1000)의 부피가 팽창함에 따라, 상부 하우징(210)의 내부의 압력이 증가한다. 탄성을 갖는 충격파전달부(400)는 상부 하우징(210)의 내부의 압력이 증가됨에 따라, 증가된 압력을 하부 하우징(220)의 내부로 전달한다. 이 때, 충격파전달부(400)는 압력에 의해 훼손되거나 파손되지 않는다. 하부 하우징(220)의 내부에 상부 하우징(210)의 내부의 증가된 압력을 제공되면, 분사부(800)로 약물(2000)을 사용자에게 분사할 수 있다. 하부 하우징(220)에 약물(2000)이 추가적으로 필요할 경우, 체크 밸브(600)를 열어, 약물 저장부(500)로부터 하부 하우징(220)으로 약물(2000)을 주입할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치(10)는 펄스드 파워를 발생시키는 파워부(100)를 통해 나노 초로부터 밀리 초까지 라이징 타임 조정이 가능하고, 이에 따라, 짧은 충격파를 발생시킬 수 있다. 이로 인해, 짧은 시간 내에 액체가 열 팽창되어, 고속으로 사용자에게약물이 투입될 수 있다.
또한, 발생되는 펄스드 파워에 의해 상부 하우징(210)에서 발생되는 압력의 세기를 조절함에 따라, 하부 하우징(220)에 채워진 약물의 분사량을 조절할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 원하는 양으로 나누어서 약물을 분사할 수 있어, 약물이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 마이크로 버블을 생성하기 위해 저전압을 먼저 제공하여야 하는 문제를 해소한 전기 충격파 방식의 약액 주입 장치를 구현하여, 더 빠른 속도로 약물 주사를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치(10)는 레이저가 아닌 펄스드 파워를 사용하여, 레이저를 사용할 때 발생하는 문제점, 보다 구체적으로, 대형 장치 구조, 고가의 시설비를 요구하지 않는다. 또한, 레이저 빔이 통과할 수 있는 광학 부품을 요구하지 않아, 광학 부품에 의해 발생되는 문제점, 예를 들어, 레이저가 생성되는 본체부에서 무침주사부(예를 들어, 약물을 주사하는 핸드피스부)로 레이저가 정확하게 전달되기 위해 본체부와 무침 주사부 사이의 케이블 배치 상태가 제한되어야 하는 문제점을 원천적으로 해결할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치는 니들 어댑터(900)를 더 포함할 수 있다.
니들 어댑터(900)는 분사부(800)와 연통하도록 하부 하우징에 착탈가능하게 마련되어, 피부에 주사할 수 있다.
니들 어댑터(900)는 어댑터 본체(910) 및 니들부(920)를 포함할 수 있다.
어댑터 본체(910)는 하부 하우징(220)에 착탈할 수 있다. 이러한 어댑터 본체(910)는 하부 하우징(220)의 분사부(800)가 마련된 일 영역을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다.
니들부(920)는 어댑터 본체(910)에 연결되고, 피부에 삽입되어, 분사부(800)로부터 유입된 약물을 분사할 수 있다. 더욱 상세하게, 니들부(920)는 피부 심부의 설정한 깊이에 삽입된 후, 분사부(800)로부터 펄스 충격파에 의해 매우 강한 압력을 받은 약물을 고속으로 분사할 수 있다.
이 때, 니들부(920)가 피부 심부에 삽입되는 깊이를 조절하여, 약물이 피부 심부에 주입되는 깊이를 정확하게 조절할 수 있다. 여기서, 니들부(920)가 피부 심부에 삽입되는 깊이를 조절하는 것은 사용자가 수동으로 조절할 수 있다.
이하에서는 니들부(920)의 다양한 실시형태를 설명하기로 한다
니들부(920)는 니들(921), 다공성 니들(22), 캐뉼라(923), 다공성 캐뉼라(924) 중 적어도 하나 이상일 수 있다..
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 마련되는 니들부의 제1실시형태를 나타낸 개략도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 니들부(920)의 제1실시형태는 니들(921)일 수 있다.
니들(921)은 어댑터 본체(910)로부터 상하방향을 따라 돌출되고, 니들(921)의 내부에는 하부 하우징(220)과 연결되는 유로가 형성될 수 있다.
니들(921)의 말단은 뽀족한 형태로 형성된다. 따라서, 니들(921)의 말단의 뽀족한 형태에 의해 니들(921)이 피부 심부에 쉽게 삽입될 수 있다.
니들(921)의 말단에는 악물이 분출되는 니들홀(921a)이 형성될 수 있다. 니들홀(921a)은 니들(921)의 축선 방향을 따라 형성될 수 있다.
본 실시형태에서는 니들(921)이 피부 심부에 삽입된 후, 펄스 충격파에 의해 매우 강한 압력을 받은 약물이 니들홀(921a)을 따라 피부 심부의 단일 부분에 주입될 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 피부 심부의 필요한 부위에만 약물을 주입할 수 있으므로, 세밀한 시술이 가능하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 마련되는 니들부의 제2실시형태를 나타낸 개략도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 니들부(920)의 제2실시형태는 다공성 니들(922)일 수 있다.
다공성 니들(922)은 어댑터 본체(910)로부터 상하방향을 따라 돌출되고, 다공성 니들(922)의 내부에는 하부 하우징(220)과 연결되는 유로가 형성될 수 있다.
다공성 니들(922)의 말단은 뽀족한 형태로 형성된다. 따라서, 다공성 니들(922)의 말단의 뽀족한 형태에 의해 다공성 니들(922)이 피부 심부에 쉽게 삽입될 수 있다.
다공성 니들(922)의 외주면에는 복수의 다공성 니들홀(922a)이 형성될 수 있다. 복수의 다공성 니들홀(922a)은 다공성 니들(922)의 외주면에 방사상으로 형성될 수 있다.
본 실시형태에서는 다공성 니들(922)이 피부 심부에 삽입된 후, 펄스 충격파에 의해 매우 강한 압력을 받은 약물이 복수의 다공성 니들홀(922a)을 따라 피부 심부의 복수 부분에 각각 주입될 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 피부 심부에 다양한 부분에 약물을 주입할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 마련되는 니들부의 제3실시형태를 나타낸 개략도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 니들부(920)의 제3실시형태는 캐뉼라(923)일 수 있다.
캐뉼라(923)는 어댑터 본체(910)로부터 상하방향으로 돌출되고, 캐뉼라(923)의 내부에는 하부 하우징(220)와 연결되는 유로가 형성될 수 있다.
캐뉼라(923)의 말단은 원반 형태로 형성된다. 따라서, 캐뉼라(923)의 말단의 원반 형태에 의해 캐뉼라(923)가 피부 심부에 삽입될 때 혈관을 손상시킬 위험성이 감소할 수 있다.
캐뉼라(923)의 외주면에는 캐뉼라홀(923a)이 형성될 수 있다.
본 실시형태에서는 캐뉼라(923)가 피부 심부에 삽입된 후, 펄스 충격파에 의해 매우 강한 압력을 받은 약물이 캐뉼라홀(923a)의 외주면을 따라 피부 심부의 상대적으로 넓은 영역으로 주입될 수 있다. 이때, 시술자는 캐뉼라(923)를 선회시켜서, 약물을 피부 심부의 다양한 방향으로 주입시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치에 마련되는 니들부의 제4실시형태를 나타낸 개략도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 니들부(920)의 제4실시형태는 다공성 캐뉼라(924)일 수 있다.
다공성 캐뉼라(924)는 어댑터 본체(910)로부터 상하방향으로 돌출되고, 다공성 캐뉼라(924)의 내부에는 하부 하우징(220)와 연결되는 유로가 형성될 수 있다.
다공성 캐뉼라(924)의 말단은 원반 형태로 형성된다. 따라서, 다공성 캐뉼라(924)의 말단의 원반 형태에 의해 다공성 캐뉼라(924)가 피부 심부에 삽입될 때 혈관을 손상시킬 위험성이 감소할 수 있다.
다공성 캐뉼라(924)의 외주면에는 복수의 다공성 캐뉼라홀(924a)이 형성될 수 있다. 복수의 다공성 캐뉼라홀(924a)은 다공성 캐뉼라(924)의 외주면에 방사상으로 형성될 수 있다.
본 실시형태에서는 캐뉼라(923)가 피부 심부에 삽입된 후, 펄스 충격파에 의해 매우 강한 압력을 받은 약물이 복수의 다공성 캐뉼라홀(924a)을 따라 피부 심부의 복수 부분에 각각 주입될 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 피부 심부의 다양한 부분에 약물을 주입할 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 니들, 하나 이상의 다공성 니들, 하나 이상의 캐뉼라, 하나 이상의 다공성 캐뉼라 중 적어도 하나 이상이 피부 심부의 설정한 깊이에 삽입된 후, 펄스 충격파에 의해 매우 강한 압력을 받은 약물이 고속으로 분사될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치
100: 파워부
200: 하우징
210: 상부 하우징
220: 하부 하우징
300: 펄스 충격파 발생부
310: 제1 충격파 발생 전극
321: 제1 절연관
322: 제2 절연관
330: 제2 충격파 발생 전극
340: 케이블
400: 충격파전달부
500: 약물 저장부
600: 체크 밸브
700: 약물 전달부
800: 분사부
900: 니들 어댑터
910: 어댑터 본체
920: 니들부
921: 니들
921a: 니들홀
922: 다공성 니들
922a: 다공성 니들홀
923: 캐뉼라
923a: 캐뉼라홀
924: 다공성 캐뉼라
924a: 다공성 캐뉼라홀
1000: 액체
2000: 약물

Claims (14)

  1. 펄스드 파워(Pulsed power)를 발생시키는 파워부;
    상기 펄스드 파워(Pulsed power)를 제공받아 펄스 충격파를 발생시키는 펄스 충격파 발생부;
    내부에 액체 및 상기 펄스 충격파 발생부가 배치되는 상부 하우징;
    상기 상부 하우징과 연결되고, 내부에 약물이 배치되는 하부 하우징;
    상기 상부 하우징 및 상기 하부 하우징 사이에 제공되어, 상기 상부 하우징에서 발생하는 충격파를 하부 하우징으로 전달하는 충격파전달부; 및
    상기 하부 하우징에 배치되고, 상기 약물을 분사하는 분사부를 포함하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파워부는,
    전압과 전류를 공급하는 전원공급부;
    전원공급부로부터 공급된 전기를 저장하는 전기저장부;
    전기저장부로부터 저장된 전기에너지를 펄스드 파워(Pulsed power)로 인가시켜주는 스위치를 포함하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 파워부는,
    생성된 펄스(Pulse)의 형성(form)을 유지시켜주는 전기회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 충격파 발생부는,
    펄스드 파워(Pulsed power)를 제공받아 전류가 흐르는 하나 이상의 충격파 발생 전극;
    상기 충격파 발생 전극 중 하나 이상과 근접하여, 충격파 발생 전극에 접촉 또는 비접촉 상태로 배치되는 절연관; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 펄스 충격파 발생부는,
    상기 전극의 일단이 상기 절연관의 외부로 노출되지 않는 약액 주입 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 충격파 발생 전극은
    제1 충격파 발생 전극; 및 제2 충격파 발생 전극;을 포함하고,
    상기 절연관은,
    상기 제1 충격파 발생 전극이 내부에 위치하고,
    상기 제1 충격파 발생 전극보다 긴 제1 절연관; 인 것을 특징으로 하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치
  7. 제6항에 있어서,
    상기 절연관은
    상기 제2 충격파 발생 전극이 내부에 위치하고, 상기 제2 충격파 발생 전극보다 긴 제2 절연관을 더 포함하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치
  8. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 충격파 발생부는
    상기 파워부와 충격파 발생 전극을 연결하는 케이블(cable)을 포함하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 충격파전달부는,
    상기 펄스 충격파 발생부로부터 생성된 버블이 상기 상부 하우징의 내부의 압력을 증가시키면,
    상기 증가된 압력을 상기 하부 하우징으로 전달하는 것을 특징으로 하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 분사부는,
    상기 하부 하우징이 상기 상부 하우징의 내부의 증가된 압력을 전달받으면 약물을 분사하는 것을 특징으로 하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하부 하우징에 제공되는 상기 약물을 저장하는 약물 저장부; 및
    상기 약물을 상기 약물 저장부에서 상기 하부 하우징 방향으로만 전달되도록 하는 체크 밸브를 더 포함하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 분사부와 연통하도록 상기 하부 하우징에 착탈가능하게 마련되어, 피부에 주사하는 니들 어댑터를 더 포함하는, 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 니들 어댑터는,
    상기 하부 하우징에 착탈하는 어댑터 본체; 및
    상기 어댑터 본체로부터 돌출되어, 피부에 삽입되어 상기 분사부로부터 유입된 약물을 분사하는 니들부를 포함하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 니들부는,
    하나 이상의 니들, 하나 이상의 다공성 니들, 하나 이상의 캐뉼라, 하나 이상의 다공성 캐뉼라 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 펄스 충격파를 이용한 약액 주입 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230066772A (ko) 2021-11-08 2023-05-16 주식회사 엔스퀘어 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200379423Y1 (ko) 2004-12-27 2005-03-18 (주)코메드 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기
JP2006524120A (ja) * 2003-04-21 2006-10-26 ストラテージェント ライフ サイエンシズ マイクロジェットで反復的に薬物を搬送する装置および方法
KR101424394B1 (ko) * 2013-05-30 2014-07-28 서울대학교산학협력단 가압 수단을 구비한 마이크로젯 약물 전달 장치
KR101680562B1 (ko) * 2015-09-14 2016-11-29 연세대학교 산학협력단 밀도-의존 가변형 니들을 구비하는 주사기
KR101684250B1 (ko) 2016-11-10 2016-12-08 전진우 바늘 없는 주사기
KR20170027866A (ko) * 2012-03-02 2017-03-10 고쿠리츠켄큐카이하츠호진 카가쿠기쥬츠신코키코 기포 분출 부재와 그 제조 방법, 기액 분출 부재와 그 제조 방법, 국소 어블레이션 장치와 국소 어블레이션 방법, 인젝션 장치와 인젝션 방법, 플라즈마 기포 분출 부재, 및 치유 장치와 치유 방법
JP2017154173A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 独立行政法人国立高等専門学校機構 衝撃波発生装置
US20180056004A1 (en) * 2015-05-10 2018-03-01 Kolorpen Ltd. Device and method for repetitive needleless injection
KR20180087639A (ko) * 2017-01-25 2018-08-02 이준욱 무 바늘 주사기구 및 이의 사용방법
KR20190117919A (ko) * 2018-04-09 2019-10-17 경상대학교산학협력단 액중 방전 마이크로젯 약물 전달장치
KR20190127009A (ko) * 2018-05-03 2019-11-13 한국기계연구원 유체의 급속 팽창에 의한 피스톤 구동 방식의 무침 주사 장치
KR20190128338A (ko) * 2018-05-08 2019-11-18 서울대학교산학협력단 마이크로 버블 선 생성을 통해 분사 효율을 향상시킨 마이크로젯 분사 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2331030A1 (en) * 2000-02-16 2001-08-16 Roche Diagnostics Gmbh Hypodermic needleless injection system
DE102005062220B3 (de) * 2005-12-20 2007-02-15 Primojex Gmbh System zur Injektion durch oder in die menschliche Haut
CN102397621B (zh) * 2011-08-24 2014-07-30 南京理工大学 封闭式激光冲击波透皮给药装置
US9138249B2 (en) * 2012-08-17 2015-09-22 Shockwave Medical, Inc. Shock wave catheter system with arc preconditioning
JP2015108302A (ja) * 2013-12-03 2015-06-11 国立大学法人 東京大学 液体噴射装置および液体噴射方法
KR101838631B1 (ko) * 2016-11-03 2018-04-26 서울대학교 산학협력단 반복 분사에 따른 젯의 분사 속도 저하를 방지하고 약물의 자동 충전이 가능한 마이크로젯 약물 주입 장치

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006524120A (ja) * 2003-04-21 2006-10-26 ストラテージェント ライフ サイエンシズ マイクロジェットで反復的に薬物を搬送する装置および方法
KR200379423Y1 (ko) 2004-12-27 2005-03-18 (주)코메드 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기
KR20170027866A (ko) * 2012-03-02 2017-03-10 고쿠리츠켄큐카이하츠호진 카가쿠기쥬츠신코키코 기포 분출 부재와 그 제조 방법, 기액 분출 부재와 그 제조 방법, 국소 어블레이션 장치와 국소 어블레이션 방법, 인젝션 장치와 인젝션 방법, 플라즈마 기포 분출 부재, 및 치유 장치와 치유 방법
KR101424394B1 (ko) * 2013-05-30 2014-07-28 서울대학교산학협력단 가압 수단을 구비한 마이크로젯 약물 전달 장치
US20180056004A1 (en) * 2015-05-10 2018-03-01 Kolorpen Ltd. Device and method for repetitive needleless injection
KR101680562B1 (ko) * 2015-09-14 2016-11-29 연세대학교 산학협력단 밀도-의존 가변형 니들을 구비하는 주사기
JP2017154173A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 独立行政法人国立高等専門学校機構 衝撃波発生装置
KR101684250B1 (ko) 2016-11-10 2016-12-08 전진우 바늘 없는 주사기
KR20180087639A (ko) * 2017-01-25 2018-08-02 이준욱 무 바늘 주사기구 및 이의 사용방법
KR20190117919A (ko) * 2018-04-09 2019-10-17 경상대학교산학협력단 액중 방전 마이크로젯 약물 전달장치
KR20190127009A (ko) * 2018-05-03 2019-11-13 한국기계연구원 유체의 급속 팽창에 의한 피스톤 구동 방식의 무침 주사 장치
KR20190128338A (ko) * 2018-05-08 2019-11-18 서울대학교산학협력단 마이크로 버블 선 생성을 통해 분사 효율을 향상시킨 마이크로젯 분사 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230066772A (ko) 2021-11-08 2023-05-16 주식회사 엔스퀘어 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치

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