KR20220032385A - 약액 주입 장치 - Google Patents

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KR20220032385A
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Abstract

본 발명은 약액 주입 장치를 제공하며, 베이스 바디와, 상기 베이스 바디에 장착되는 니들 조립체와, 상기 니들 조립체와 유체적으로 연결되며, 내면에 안내홈을 가지는 레저버, 및 상기 레저버의 내부에 배치되는 플런저를 이동시키는 구동 유닛을 포함한다.

Description

약액 주입 장치{Apparatus for Infusing medical liquid}
본 발명은 약액 주입 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인슐린 주입장치와 같은 약액 주입 장치는 환자의 몸 안에 약액을 주입하기 위해 사용된다. 이러한 약액 주입 장치는 의사나 간호사와 같은 전문 의료진에 의해 사용되기도 하지만, 대부분의 경우 환자 자신 또는 보호자와 같은 일반인에 의해 사용되고 있다.
당뇨 환자 특히, 소아 당뇨 환자의 경우에는 인슐린과 같은 약액을 정해진 간격을 두고 인체에 주입할 필요가 있다. 일정한 기간 동안 인체에 부착하여 사용하는 패치 형태의 약액 주입 장치가 개발되고 있으며, 이러한 약액 주입 장치는 환자의 복부 또는 허리 등의 인체에 일정한 기간 동안 패치 형태로 부착한 상태로 사용될 수 있다.
약액 주입을 통한 효과의 증대를 위하여 약액 주입 장치는 약액을 환자의 몸에 정밀하게 주입하는 것이 제어될 필요가 있는데, 소형의 약액 주입 장치를 통하여 소량의 약액을 정밀하게 주입하는 것이 중요하다.
약액 주입 장치는 인체에 부착될 경우 착용감이 우수하고 사용이 편리하며 내구성이 뛰어나고 저전력으로 구동될 필요성이 있다. 특히, 약액 주입 장치는 환자가 직접 피부에 부착되어 사용되므로, 사용자가 편리하고 안전하게 약액 주입 장치를 구동하는 것이 중요하다.
본 발명은 안전하게 구동되며, 정확하게 약물을 전달할 수 있는 약액 주입 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 베이스 바디와, 상기 베이스 바디에 장착되는 니들 조립체와, 상기 니들 조립체와 유체적으로 연결되며, 내면에 안내홈을 가지는 레저버, 및 상기 레저버의 내부에 배치되는 플런저를 이동시키는 구동 유닛을 포함하는 약액 주입 장치를 제공한다.
또한, 상기 레저버는 약액이 주입되는 입구단과, 상기 니들 조립체의 니들과 연결되는 출구단을 가지고, 상기 안내홈은 상기 입구단과 상기 출구단을 연결할 수 있다.
또한, 상기 안내홈은 상기 레저버에 약액을 주입시에, 상기 레저버의 내부공간에 잔류하는 기체를 상기 니들 조립체로 안내할 수 있다.
또한, 상기 안내홈은 일부 구간이 상기 레저버의 내면을 따라 경사지게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 내부공간에 약액이 저장되되, 플런저의 이동으로 상기 약액이 니들로 토출되는 레저버에 있어서, 상기 레저버는 상기 약액이 주입되는 입구단과, 상기 니들이 설치되는 출구단, 및 상기 레저버의 내면에 배치되되, 적어도 일부 구간이 상기 입구단과 상기 출구단의 사이를 연결하는 안내홈을 구비하는 약액 주입 장치용 레저버를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치는 사용자에게 안전하게 약액을 주입할 수 있다. 약액 주입 장치는 레저버에 기체를 제거하고, 약액을 안전하게 레저버에 저장하여, 사용자에게 기체가 주입되는 위험을 없앨 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치는 니들로 배출된 기체를 외부로 배출시켜 안전성을 높일 수 있으며, 약액의 저장여부를 확인할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 약액 주입 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 단면도이다.
도 5는 도 2의 레저버 유닛을 도시하는 도면이다.
도 6는 도 5의 레저버 유닛의 단면도이다.
도 7 및 도 8은 레저버 유닛에 약액이 저장되는 매커니즘을 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레저버를 도시하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레저버를 도시하는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 시스템(1)을 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 약액 주입 시스템(1)은 약액 주입 장치(10), 사용자 단말(20), 컨트롤러(30) 및 생체 정보 센서(40)를 구비할 수 있다. 약액 주입 시스템(1)은 사용자 단말(20)을 이용하여 사용자가 시스템을 구동 및 제어할 수 있으며, 생체 정보 센서(40)에서 모니터링되는 혈당 정보를 기초로, 약액 주입 장치(10)에서 약액을 주기적으로 주입할 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 생체 정보 센서(40)에서 센싱된 데이터를 기초로, 사용자에게 주입되어야 하는 약물 예컨대, 인슐린, 글루카곤, 마취제, 진통제, 도파민, 성장 호르몬, 금연 보조제 등의 약물을 주입하는 기능을 수행하기도 한다.
또한, 약액 주입 장치(10)는 장치의 잔여 배터리 용량 정보, 장치의 부팅 성공 여부, 주입 성공 여부 등을 포함하는 장치 상태 메시지를 컨트롤러(30)에 전달할 수 있다. 컨트롤러로 전달된 메시지들은 컨트롤러(30)를 거쳐 사용자 단말(20)로 전달될 수 있다. 또는 컨트롤러(30)는 수신된 메시지들을 가공한 개량 데이터를 사용자 단말(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예로, 약액 주입 장치(10)는 생체 정보 센서(40)와 별도로 구비되며, 대상체에 이격되어 설치될 수 있다. 다른 실시예로, 약액 주입 장치(10)와 생체 정보 센서(40)는 하나의 디바이스에 구비될 수 있다.
일 실시예로, 약액 주입 장치(10)는 사용자의 몸에 장착될 수 있다. 또한 다른 실시예로 약액 주입 장치(10)는 동물에도 장착되어 약액을 주입할 수 있다.
사용자 단말(20)은 약액 주입 시스템(1)을 구동 및 제어하기 위해 사용자로부터 입력 신호를 입력 받을 수 있다. 사용자 단말(20)은 컨트롤러(30)를 구동시키는 신호를 생성하여, 컨트롤러(30)를 제어하여 약액 주입 장치(10)을 구동시킬 수 있다. 또한, 사용자 단말(20)은 생체 정보 센서(40)로부터 측정된 생체 정보를 표시할 수 있으며, 약액 주입 장치(10)의 상태 정보를 표시할 수 있다.
사용자 단말(20)은 유무선 통신 환경에서 이용할 수 있는 통신 단말을 의미한다. 예를 들어, 사용자 단말(20)은 스마트폰, 태블릿 PC, PC, 스마트 TV, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱, 미디어 플레이어, 마이크로 서버, GPS(global positioning system) 장치, 전자책 단말기, 디지털방송용 단말기, 네비게이션, 키오스크, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 가전기기, 카메라가 탑재된 디바이스 및 기타 모바일 또는 비모바일 컴퓨팅 장치일 수 있다. 또한, 사용자 단말(2)은 통신 기능 및 데이터 프로세싱 기능을 구비한 시계, 안경, 헤어 밴드 및 반지 등의 웨어러블 디바이스일 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 인터넷 통신이 가능한 애플리케이션을 탑재한 단말은 제한 없이 차용될 수 있다.
사용자 단말(20)은 미리 등록된 컨트롤러(30)와 1대1로 연결될 수 있다. 사용자 단말(20)은 외부의 장치로부터의 컨트롤러(30)가 구동 및 제어되는 것을 막기 위해서, 컨트롤러(30)와 암호화되어 연결될 수 있다.
일 실시예로, 사용자 단말(20)과 컨트롤러(30)는 각각 분리되어 별도의 장치로 구비될 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(30)는 약액 주입 장치(10)가 장착된 대상자에게 구비되고, 사용자 단말(20)은 대상자 또는 제3 자에게 구비될 수 있다. 보호자에 의해서 사용자 단말(20)이 구동되어, 약액 주입 시스템(1)의 안전성을 높일 수 있다.
다른 실시예로, 사용자 단말(20)과 컨트롤러(30)는 하나의 디바이스로 구비될 수 있다. 사용자 단말(20)과 하나로 구비된 컨트롤러(30)가 약액 주입 장치(10)와 통신하여, 약물의 주입을 제어할 수 있다.
컨트롤러(30)는 약액 주입 장치(10)와 데이터를 송수신하는 기능을 수행하며, 약액 주입 장치(10)로 인슐린 등의 약물의 주입과 관련된 제어 신호를 전송하고, 생체 정보 센서(40)로부터 혈당 등의 생체값의 측정과 관련된 제어 신호를 수신 받을 수 있다.
컨트롤러(30)는 일 예로 약액 주입 장치(10)로 사용자의 현 상태를 측정하라는 지시 요청을 전송하고, 지시 요청의 응답으로 약액 주입 장치(10)로부터 측정 데이터를 수신 받을 수 있다.
생체 정보 센서(40)는 목적에 따라 사용자의 혈당값, 혈압, 심박수 등의 생체값을 측정하는 기능을 수행할 수 있다. 생체 정보 센서(40)에서 측정된 데이터는 컨트롤러(30)에 전달될 수 있으며, 측정된 데이터를 기초로 약물이 주기 및/또는 주입량이 설정될 수 있다. 생체 정보 센서(40)에서 측정된 데어터는 사용자 단말(20)로 전달되어 표시될 수 있다.
일 예로, 생체 정보 센서(40)는 대상체의 혈당량을 측정하는 센서일 수 있다. 연속 혈당 측정(CGM: Continuous Glucose Monitoring) 센서일 수 있다. 연속 혈당 측정 센서는 대상체에 부착되어 연속적으로 혈당량을 모니터링 할 수 있다.
사용자 단말(20), 컨트롤러(30) 및 약액 주입 장치(10)는 네트워크를 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN), 이동 통신망(mobile radio communication network), 위성 통신망 및 이들의 상호 조합을 포함하며, 각 네트워크 구성 주체가 서로 원활하게 통신을 할 수 있도록 하는 포괄적인 의미의 데이터 통신망이며, 유선 인터넷, 무선 인터넷 및 모바일 무선 통신망을 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신은 예를 들어, 무선 랜(Wi-Fi), 블루투스, 블루투스 저 에너지(Bluetooth low energy), 지그비, WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), NFC(Near Field Communication), 5G 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(10)를 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2의 약액 주입 장치(10)의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 약액 주입 장치(10)는 약액을 주입할 사용자에 부착되고, 내부에 저장된 약액을 사용자에게 설정된 정량으로 주입할 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 주입되는 약액의 종류에 따라 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예컨대, 약액은 당뇨병 환자를 위한 인슐린 계열 약액을 포함할 수 있고, 기타 췌장을 위한 약액, 심장용 약액 기타 다양한 종류의 약액을 포함할 수 있다.
약액 주입 장치(10)의 일 실시예는 외측을 커버하는 하우징(11), 사용자의 피부에 인접하게 위치하는 부착부(12)를 구비할 수 있다. 약액 주입 장치(10)는 하우징(11)과 부착부(12) 사이의 내부 공간에 배치된 복수개의 부품을 포함한다. 부착부(12)와 사용자의 피부 사이에는 별도의 접합수단이 더 개재될 수 있으며, 접합수단에 의해 약액 주입 장치(10)는 피부에 고정될 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 니들 조립체(100), 레저버 유닛(200), 구동 모듈(300), 배터리(350), 구동 유닛(400), 클러치 유닛(500), 트리거 부재(600), 니들 커버 조립체(700), 알람 유닛(800)을 포함할 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 베이스 바디가 적어도 하나 이상의 바디가 내부 부품을 지지하는 틀을 형성할 수 있다. 베이스 바디는 배치에 따라 제1 바디(13), 제2 바디(14) 및 제3 바디(15)를 가질 수 있다.
제1 바디(13)는 하우징(11)의 아래에 배치되며, 각 개구 또는 홈에 니들 조립체(100), 레저버 유닛(200), 구동 모듈(300), 배터리(350) 등이 지지될 수 있다. 제2 바디(14)는 제1 바디(13)의 아래에 배치되며, 부착부(12)와 연결될 수 있다. 제2 바디(14)는 약액 주입 장치(10)의 하부를 커버할 수 있다. 제3 바디(15)는 제1 바디(13)의 상측에 배치되어, 각 개구 또는 홈에 레저버 유닛(200), 구동 모듈(300), 배터리(350), 구동 유닛(400) 등을 지지될 수 있다. 도면에서는 제1 바디(13), 제2 바디(14) 및 제3 바디(15)를 도시하나, 이에 한정되지 않으며 일체로 구비되거나 복수개로 구비될 수 있다.
도 4를 참조하면, 약액 주입 장치(10)의 내부에는 제어 모듈(16)이 배치될 수 있다. 제2 바디(14)의 아래에는 회로 기판인 제어 모듈(16)이 배치되며, 약액 주입 장치(10)의 전체적인 구동을 제어할 수 있다. 제어 모듈(16)은 구동 모듈(300), 배터리(350), 알람 유닛(800) 및 복수개의 센서(미도시)와 전기적으로 접촉하여, 이들의 구동을 제어할 수 있다.
니들 조립체(100)는 제1 바디(13)에 장착될 수 있다. 니들 조립체(100)는 슬리브(110)의 회전에 의해서 니들(N) 및/또는 캐뉼러(C)가 축 방향으로 이동될 수 있다. 니들 조립체(100)는 슬리브(110), 탄성 부재(120), 제1 홀더(130), 제2 홀더(140), 니들(N), 캐뉼러(C) 및 패치(P)를 구비할 수 있다.
슬리브(110)는 니들 조립체(100)의 외관을 형성하며, 길이 방향을 중심축으로 회전할 수 있다. 슬리브(110)의 내부에는 탄성 부재(120)가 배치되어, 슬리브(110)는 탄성 부재(120)로부터 팽창력을 전달받을 수 있다.
탄성 부재(120)는 슬리브(110)와 제1 홀더(130) 사이에 배치될 수 있다. 탄성 부재(120)가 팽창하면, 제1 홀더(130)를 아래 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 제1 홀더(130)가 윗 방향으로 이동하면, 탄성 부재(120)는 압축될 수 있다.
제1 홀더(130)는 니들(N)을 지지할 수 있다. 제1 홀더(130)의 일측에는 니들(N)이 삽입 및 고정되므로, 제1 홀더(130)가 축 방향으로 이동하면 니들(N)도 함께 이동한다. 제1 홀더(130)는 슬리브(110)의 내부공간에 배치되되, 상부에는 탄성 부재(120)가 배치된다.
제2 홀더(140)는 제1 홀더(130)의 일측에 마주보도록 배치되며 캐뉼러(C)를 지지할 수 있다. 제2 홀더(140)는 플렉서블한 재료로 형성되어, 외력이 가해지면 순간적으로 형상이 변형될 수 있다. 또한, 제2 홀더(140)은 리지드한 재료로 형성되며 제1 홀더(130)이 가하는 힘에 의해서 위치 이동할 수 있다.
니들(N)은 제1 홀더(130)에 고정되므로, 제1 홀더(130)의 축 방향 이동에 의해서 캐뉼러(C)에 삽입 또는 삽입 해제될 수 있다. 니들(N)의 일단은 레저버(210)에 연결되어 약액이 전달될 수 있으며, 타단은 캐뉼러(C)에 삽입되어 캐뉼러(C)를 따라 이동할 수 있다.
캐뉼러(C)는 제2 홀더(140)에 고정되므로, 제2 홀더(140)의 축방향 이동에 의해서 사용자의 피부에 삽입될 수 있다. 캐뉼러(C)는 니들(N)을 수용할 수 있는 도관 형상을 가지므로, 니들(N)에서 토출된 약액이 사용자로 주입될 수 있다.
패치(P)는 약액 주입 장치(10)의 일측에 지지되며, 캐뉼러(C)의 위치를 고정할 수 있다. 캐뉼러(C)의 단부가 패치(P)에 지지되므로, 보관 중이나 이동 중에 캐뉼러(C)가 분리되는 것을 방지 할 수 있다.
패치(P)에는 니들(N)의 단부 및/또는 캐뉼러(C)의 단부가 삽입된다. 약물이 사용자에게 주입되기 전에, 즉 니들(N)과 캐뉼러(C)가 사용자에게 삽입되기 전에 니들(N)의 단부 및/또는 캐뉼러(C)의 단부가 패치(P)에 지지되어, 위치가 설정될 수 있다. 약액을 레저버(210)에 주입시에, 니들(N)과 캐뉼러(C)의 위치가 고정되며, 안정적으로 레저버(210)의 내부에 잔류된 기체를 배출시킬 수 있다.
캐뉼러(C)는 사용자의 피부에 삽입된 상태를 유지하나, 니들(N)은 상승하여 대상체에서 분리된다. 다만, 캐뉼러(C)와 니들(N)은 유체가 이동되는 경로를 형성하여, 레저버(210)에서 주입되는 약액은 니들(N)과 캐뉼러(C)를 통해서 사용자에게 주입될 수 있다.
약액 주입 장치(10)는 사용자가 간단하게 니들 조립체(100)를 회전하여, 캐뉼러(C)를 대상체에 삽입하고, 약액 주입을 개시할 수 있다. 약액 주입 장치(10)는 사용자가 슬리브(110)를 1차 회전시켜서 캐뉼러(C)가 대상체에 삽입되고, 니들 조립체(100)의 노브(미도시)가 트리거 부재(600)를 가력하여 구동될 수 있다. 이후, 구동 모듈(300)이 구동되어, 레저버(210)에서 약액이 정량적으로 토출될 수 있다. 따라서, 사용자가 편리하고 안정적으로 약액 주입 장치(10)를 사용할 수 있다.
도 5는 도 2의 레저버 유닛(200)을 도시하는 도면이고, 도 6는 도 5의 레저버 유닛(200)의 단면도이며, 도 7 및 도 8은 레저버 유닛(200)에 약액이 저장되는 매커니즘을 도시하는 단면도이다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 레저버 유닛(200)은 제1 바디(13) 및 제3 바디(15)에 장착되며, 니들 조립체(100)와 연결된다. 레저버 유닛(200)은 내부공간에 약액(D)이 저장되며, 플런저(230)의 이동에 따라 약액을 니들(N)로 정량으로 이동시킬 수 있다. 레저버 유닛(200)은 레저버(210), 캡 커버(220), 플런저(230), 실링링(240)을 구비할 수 있다.
레저버(210)는 길이 방향으로 기 설정된 길이로 연장되어, 내부 공간에 약액을 저장할 수 있다. 레저버(210)는 플런저(230)의 이동으로 약액이 니들(N)로 토출될 수 있다. 레저버(210)의 단부에는 캡 커버(220)가 장착되며, 캡 커버(220)에 배치된 개구(미도시)를 통해서 로드(410) 및/또는 연결 부재(520)가 이동할 수 있다.
레저버(210)는 입구단(210I)과 출구단(210E)을 가질 수 있다. 입구단(210I)으로는 약액이 주입되며, 출구단(210E)에 니들(N)이 설치되며, 니들(N)로 약액은 배출될 수 있다.
입구단(210I)은 약액 주입 장치(10)의 하부에 연결되며, 약액 주입기(NI)에 의해서 약물이 주입될 수 있다. 입구단(210I)은 제1 실링 부재(251)가 배치되며, 제1 실링 부재(251)가 약액의 누출을 방지할 수 있다. 입구단(210I)에는 안내홈(211)과 연결되는 제1 연결 개구(212)를 가질 수 있다.
출구단(210E)은 입구단(210I)에서 이격되게 배치되며, 니들(N)과 연결되어 약물이 배출될 수 있다. 출구단(210E)은 제2 실링 부재(252)가 배치되며, 니들(N)이 제2 실링 부재(252)에 고정될 수 있다. 출구단(210E)에는 안내홈(211)과 연결되는 제2 연결 개구(213)를 가질 수 있다.
입구단(210I)의 제1 직경(DI)은 출구단(210E)의 제2 직경(DE)보다 크게 설정될 수 있다. 입구단(210I)은 약액 주입기(NI)의 니들이 삽입되므로, 니들이 삽입될 수 있는 충분한 개구 면적을 가질 수 있다.
안내홈(211)은 레저버(210)의 내면에 배치될 수 있다. 안내홈(211)은 적어도 일부 구간이 입구단(210I)과 출구단(210E) 사이를 연결하도록 연장될 수 있다.
안내홈(211)은 레저버(210)의 내부 공간에 잔류하는 기체를 니들 조립체(100)로 안내하는 경로를 형성할 수 있다. 레저버(210)의 내부에는, 더 상세하게 레저버(210)의 앞단과 플런저(230) 사이의 틈에는 조립이나 제조과정에서 남아있는 기체(공기)가 있다. 외부의 약액 주입기(NI)를 통해서 약물이 레저버(210)로 주입되면, 상기 기체는 안내홈(211)을 따라서 니들(N)로 배출될 수 있다.
일 실시예로, 안내홈(211)은 입구단(210I)과 출구단(210E)의 사이를 연결하도록 연장될 수 있다(도5 참조).
안내홈(211)은 서로 연결된 제1 안내홈(211A)과 제2 안내홈(211B)을 구비할 수 있다. 제1 안내홈(211A)은 입구단(210I)의 에서 연결되며, 제2 안내홈(211B)은 출구단(210E)과 연결될 수 있다. 입구단(210I)과 출구단(210E)이 서로 다른 높이에 배치되면, 제1 안내홈(211A) 및 제2 안내홈(211B)중 적어도 하나는 경사지게 배치될 수 있다.
일 예로, 도면을 참조하면 제1 안내홈(211A)은 제1 연결 개구(212)에서 연장되되, 상승하는 방향으로 연장될 수 있다. 제2 안내홈(211B)은 제1 안내홈(211A)과 연결되되, 제2 연결 개구(213)와 연결될 수 있다. 이때, 제2 안내홈(211B)은 수평방향으로 연장될 수 있다.
제1 안내홈(211A)과 제2 안내홈(211B)은 소정의 폭을 가질 수 있다. 제1 안내홈(211A)은 입구단(210I)에 인접한 부분의 제1 폭(W1)이 다른 부분보다 크게 설정될 수 있다. 제1 안내홈(211A)의 일부와, 제2 안내홈(211B)은 제2 폭(W2)의 크기를 가지며, 제1 안내홈(211A)에서 제1 연결 개구(212)에 인접한 부분은 제2 폭(W2)보다 큰 제1 폭(W1)을 가질 수 있다. 제1 안내홈(211A)에서 제1 폭(W1)이 확장된 형태로 배치되므로, 입구단(210I)에서 주입되는 약액을 레저버(210)로 안내 할 수 있으며, 입구단(210I)에서 약액이 주입되면 제1 폭(W1)의 부분에서 제2 폭(W2)의 부분으로 기체의 이동이 안내되어 공기가 쉽게 배출될 수 있다.
안내홈(211)의 단면 형상은 다양하게 설정될 수 있다. 안내홈(211)의 단면은다각형상이나, 적어도 일부에 곡면을 가지도록 형성될 수 있다.
안내홈(211)은 레저버(210)의 전방의 내측면에 배치될 수 있다. 레저버(210)의 전방은 플런저(230)의 형상에 대응하여 경사부와 평탄부를 가질 수 있다. 안내홈(211)은 경사부와 평탄부를 따라 제1 연결 개구(212)와 제2 연결 개구(213)로 연장될 수 있다.
다른 실시예로, 안내홈은 입구단(210I)과 출구단(210E) 사이에 배치되되, 입구단(210I)과 출구단(210E) 중 적어도 하나와 연결되고, 다른 하나와는 연결되지 않을 수 있다. 예컨대, 안내홈의 일단은 입구단(210I)에 연결되고, 타단은 출구단(210E)에서 이격되게 배치될 수 있다. 안내홈(211)의 일단은 출구단(210E)에 연결되고, 타단은 입구단(210I)에서 이격되게 배치될 수 있다.
또 다른 실시예로, 안내홈은 입구단(210I)과 출구단 사이에 배치되되, 입구단(210I) 및 출구단(210E)과 모두 이격되게 배치될 수 있다. 예컨대, 안내홈(211)은 입구단(210I)과 출구단(210E)과 연결되지 않으며, 입구단(210I)과 출구단(210E)의 사이에 배치될 수 있다.
또 다른 실시예로, 안내홈은 복수개로 구비되어, 입구단(210I)과 출구단(210E)의 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 복수개로 분할된 안내홈이 입구단(210I)과 출구단(210E)의 사이의 공간에 배치될 수 있다.
플런저(230)는 레저버(210)의 내부에 배치되며, 구동 모듈(300) 및 구동 유닛(400)의 구동에 의해서 선형이동 할 수 있다. 플런저(230)의 전진에 따라, 약액은 내부공간에서 니들(N)로 배출될 수 있다.
플런저(230)는 엔드단(231)과 경사면(232)을 가질 수 있다. 엔드단(231)은 레저버(210)의 전방을 향하여 이동하여, 약액을 이동시킬 수 있다. 경사면(232)은 레저버(210)의 경사부에 밀착될 수 있다.
플런저(230)는 후방으로 연장되는 커넥터 부재(233)를 구비할 수 있다. 커넥터 부재(233)는 플런저(230)에 설치되어, 플런저(230)의 선형 이동에 따라 함께 선형이동될 수 있다.
커넥터 부재(233)는 전기 전도성을 가지는 소재로 구비되고, 샤프트 형상을 가질 수 있다. 커넥터 부재(233)가 이동하면서 제1 센서 유닛(미도시)와 접촉함으로써, 약물의 저장량을 측정하거나, 약액 주입 장치의 구동을 시작할 수 있다.
플런저(230)는 레저버(210)의 내측벽과 접촉하는 부분에 실링부(240)가 구비되어, 플런저(230)의 이동시에 약액이 누설되는 것을 방지할 수 있다.
구동 모듈(300)은 구동력을 생성하여 구동 유닛(400)에 구동력을 전달할 수 있다. 구동 유닛(400)에 의해 전달된 구동력은 플런저(230)를 레저버(210) 내부에 선형 이동시켜서, 약액을 배출할 수 있다.
클러치 유닛(500)에 의해서 구동 유닛(400)들이 서로 연결되면(engaged), 구동 모듈(300)는 구동 유닛(400)의 구동 휠(420)을 회전시키고, 구동 휠(420)의 회전으로 로드(410)가 선형 이동하여 플런저(230)가 이동할 수 있다.
구동 모듈(300)는 전기에 의해 약액 흡입력과 약액 토출력을 갖는 모든 종류의 장치가 사용될 수 있다. 예를 들면, 기계 변위형 마이크로펌프와 전자기운동형 마이크로펌프 등의 모든 종류의 펌프가 사용될 수 있다. 기계변위형 마이크로펌프는 유체의 흐름을 유도하기 위해 압력차를 일으키도록 기어나 다이어그램과 같은 고체 혹은 유체의 운동을 이용하는 펌프로서, 다이어프람 변위 펌프(Diaphragm displacement pump), 유체 변위 펌프(Fluid displacement pump), 회전 펌프(Rotary pump) 등이 있다. 전자기운동형 마이크로펌프는 전기적 또는 자기적 형태의 에너지를 바로 유체의 이동에 이용하는 펌프로서, 전기유체역학 펌프(Electro hydrodynamic pump, EHD), 전기삼투식 펌프(Electro osmotic pump), 자기유체역학 펌프(Magneto hydrodynamic pump), 전기습식 펌프(Electro wetting pump)등이 있다.
배터리(350)는 약액 주입 장치(10)에 전기를 공급하여, 각 부품을 활성화 할 수 있다. 도면에서는 한 쌍의 배터리(350)를 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 약액 주입 장치(10)의 용량, 사용범위, 사용 시간 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
배터리(350)는 구동 유닛(400)에 인접하게 배치되며, 구동 유닛(400)으로 전기를 공급할 수 있다. 또한, 배터리(350)는 상기 제어 모듈과 연결되며, 센서 유닛에서 측정된 전기적 신호를 기초로 구동 유닛(400)의 회전수 또는 회전 속도, 레저버(210)에 저장된 약액량, 사용자에게 주입된 약액량 등에 대한 데이터를 측정할 수 있다.
구동 유닛(400)은 구동 모듈(300)와 레저버 유닛(200)의 사이에 설치되어, 구동 모듈(300)에서 생성된 구동력으로 레저버(210) 내에 배치된 플런저(230)를 이동 시킬 수 있다. 다만, 구동 유닛(400)은 로드(410)와 구동 휠(420)이 클러치 유닛(500)에 의해서 커플링 또는 연결되어야만 플런저(230)를 이동시킬 수 있다.
로드(410)는 플런저(230)에 연결되고, 일 방향으로 연장된다. 로드(410)는 캡 커버(220)의 개구에 삽입되고, 로드(410)는 플런저(230)를 이동시키기 위해서 레저버(210)의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 로드(410)은 표면에 나사산 형상을 가질 수 있다. 로드(410)는 연결 부재(520)에 삽입되며, 액액을 정량 토출시에는, 클러치 유닛(500)에 의해서 구동 휠(420)과 연결되어, 로드(410)가 전방으로 이동될 수 있다.
구동 휠(420)은 구동 모듈(300)에 구동적으로 연결되며, 구동 모듈(300)의 구동으로 회전할 수 있다. 구동 휠(420)은 제1 연결단(421)과 제2 연결단(422)을 가지며, 내부에는 로드(410)가 이동할 수 있는 공간을 구비할 수 있다. 제1 연결단(421) 및 제2 연결단(422) 중 적어도 하나는 구동 모듈(300)와 항상 구동적으로 연결되므로, 구동 모듈(300)의 구동으로 구동 휠(420)이 회전 할 수 있다.
일 실시에로, 제1 연결단(421)과 제2 연결단(422)은 기어 티스 형상을 질 수 있다. 구동 모듈(300)와 연결되는 커넥터(미도시)가 기어 티스를 가력하여 구동 휠(420)이 회전할 수 있다.
클러치 유닛(500)은 구동 모듈(300)와 구동 유닛(400)을 구동적으로 연결할 수 있다. 클러치 유닛(500)은 로드(410)와 구동 휠(420) 사이에 배치되며, 커플러(510)와 연결 부재(520)를 구비할 수 있다.
커플러(510)는 연결 부재(520)의 외측에 배치되며, 비활성화시에는 연결 부재(520)와 소정의 간격으로 이격되며, 활성화시에는 로드(410)와 구동 휠(420)을 연결할 수 있다. 커플러(510)는 탄성력으로 연결 부재(520)의 외측을 가력할 수 있는 부품이며, 특정 형태에 한정되지 않는다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 스프링 형태인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
연결 부재(520)는 적어도 일부가 로드(410)에 삽입되도록 배치될 수 있다. 연결 부재(520)는 로드(410)의 외측을 커버하도록 배치된다. 연결 부재(520)는 커플러(510)의 동작에 따라 구동 모듈(300)과 로드(410)를 연결할 수 있다.
일 실시예로, 로드(410)와 연결 부재(520)는 각각 나사와 나사산의 형태를 가질 수 있다. 로드(410)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 연결 부재(520)의 내주면에 나사산이 형성되어 나사 결합 형태로 연결될 수 있다.
일 실시예로, 연결 부재(520)는 일단에는 내주면에 나사산이 형성되어 있으나, 타단에는 나사산이 배치되지 않을 수 있다. 로드(410)는 연결 부재(520)의 일단에서만 나사 결합되므로, 연결 부재(520)가 회전하여 로드(410)를 전방으로 이동 시킬시에, 연결 부재(520)와 로드(410)의 나사 결합에 의한 부하를 줄여서, 구동 유닛(400)의 구동에 의해서 플런저(230)가 다소 약한 힘에 의해서도 전방으로 이동할 수 있다.
트리거 부재(600)는 약액 주입 장치(10)의 약액이 주입되는 기계적인 신호를 생성할 수 있다. 트리거 부재(600)는 제3 바디(15)의 일측에 회동 가능하게 배치되며, 트리거 부재(600)가 회동하여 구동 모듈(300)의 구동을 개시하고, 동시에 클러치 유닛(500)이 구동 유닛(400)을 구동연결 할 수 있다.
트리거 부재(600)는 회동축을 중심으로 일 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 트리거 부재(600)는 클러치 유닛(500)을 가력하여 로드와 구동 휠(420)을 커플링 시킬 수 있다.
상세히, 사용자가 니들 조립체(100)를 회전시키면, 니들 조립체(100)의 노브가 트리거 부재(600)의 단부를 가력하여, 트리거 부재(600)의 회동이 개시될 수 있다. 트리거 부재(600)가 회전하면, 트리거 부재(600)가 커플러(510)의 단부를 가력하고, 커플러(510)는 연결 부재(520)와 결합되어 클러치 유닛(500)이 활성화 된다.
니들 커버 조립체(700)는 니들 조립체(100)의 아래에 장착될 수 있다. 니들 커버 조립체(700)는 약액을 주입하기 전에 레저버 유닛(200)에 저장된 에어를 프라이밍(Priming) 할 수 있다. 약액 주입기(NI)를 통해서, 약액이 레저버(210)에 될때, 레저버(210)에 잔류된 기체(공기)를 외부로 배출할 수 있다.
니들 커버 조립체(700)는 제1 커버(710), 제2 커버(720), 필터 부재(730) 및 접착층(740)을 가질 수 있다.
제1 커버(710)는 약액 주입 장치(10)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 커버(710)의 개구에는 제2 커버(720)가 삽입되어 조립될 수 있다.
제2 커버(720)는 제1 커버(710)에 조립되며, 중앙에 니들(N) 및/또는 캐뉼러(C)가 정렬될 수 있다. 제2 커버(720)는 중앙에 높이방향으로 관통되며, 약액(D)이 저장되는 저장 공간을 가질 수 있다.
제1 커버(710)는 제2 커버(720)보다 강성이 더 크다. 제1 커버(710)는 외부에 노출되는 부분으로, 강성이 다소 큰 물질로 형성된다. 제2 커버(720)는 제1 커버(710)에 조립되고, 제2 바디(14)의 개구에 삽입되기 위해서 제1 커버(710)보다 강성이 작은 물질로 형성된다.
제2 커버(720)의 중앙에는 제2 바디(14)에 삽입되는 돌출부(721)를 구비할 수 있다. 또한, 제2 커버(720)는 고정 돌기(722)를 구비하고, 고정 돌기(722)가 제1 커버(710)에 삽입되어, 제1 커버(710)와 제2 커버(720)가 조립될 수 있다.
제2 커버(720)의 돌출부(721)는 제2 바디(14)의 하단의 개구에 삽입된다. 상기 개구의 직경(G1)보다 돌출부(721)의 직경(G2)가 약간 크게 설정된다. 제2 커버(720)는 소정의 탄성을 가지므로, 돌출부(721)가 상기 개구에 삽입되어 고정될 수 있다.
제2 커버(720)는 내경(G3)을 가지어, 상부에 니들(N)과 캐뉼러(C)가 정렬될 수 있다. 내경(G3)는 제2 커버(720)의 저장 공간을 형성하며, 약액이 저장 또는 기체가 이동 및 배출될 수 있다.
필터 부재(730)는 제2 커버(720)에 장착된다. 필터 부재(730)는 제2 커버(720)의 저장공간의 아래에 배치되며, 공기 등의 기체는 필터 부재(730)를 통과하나, 약액과 같은 액체는 필터 부재(730)를 통과하지 않는다. 그리하여, 니들(N)에서 토출된 공기는 필터 부재(730)를 통과하여 외부로 배출되나, 니들에서 토출된 약액은 제2 커버(720)와 필터 부재(730)로 정의되는 저장 공간에 저장될 수 있다.
필터 부재(730)는 저장 공간에 저장되는 약액의 양에 따라 형상이 변화할 수 있다. 예컨대, 저장 공간에 약액이 채워지면, 필터 부재(730)가 아래 방향으로 팽창하여, 사용자가 니들 커버 조립체(700)에 약액이 유입된 것을 인지할 수 있다.
접착층(740)은 니들 커버 조립체(700)의 일면에 배치되며, 부착부(12)에 니들 커버 조립체(700)를 부착시킬 수 있다.
알람 유닛(800)은 약액 주입 장치(10)의 내부 또는 외부에 배치되며, 약액 주입 장치(10)의 정상작동이나 오작동을 사용자에게 알릴 수 있다.
일 예로, 알람 유닛(800)은 하우징(11)의 아래에 배치되며, 회로 기판에 연결된다. 알람 유닛(800)은 경고음을 생성하거나, 빛을 생성하여, 외부 사용자에게 알람을 전달할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여, 레저버 유닛(200)에 약액을 저장하면서, 레저버(210)의 내부에 잔류된 기체를 프라이밍하는 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 7과 같이, 약액을 주입하기 전에는 레저버(210)의 전단에는 플런저(230)가 배치되며, 플런저(230)의 후단에는 로드(410)가 연결 부재(520)에 조립되어 있다. 이때에는 커플러(510)가 연결 부재(520)를 그립하지 않으므로, 구동 휠(420)은 로드(410)와 연결되지 않는다.
사용자는 약액 주입기(NI)에 주입될 약액(D)을 넣고, 약액 주입기(NI)를 레저버 유닛(200)의 입구단(210I)으로 삽입한다. 이때, 레저버(210)의 내부에 잔류된 공기는 프라이밍 될 수 있다.
상세히, 레저버 유닛(200)의 조립과정에서, 레저버(210)와 플런저(230) 사이에 공기가 잔류된다. 공기가 레저버(210)에 잔류된 상태에서 약액을 주입하면, 공기도 함께 사용자에게 주입될 위험이 있으므로, 공기를 제거하는 동작(프라이밍 동작)이 필요하다.
약액이 약액 주입기(NI)에서 레저버(210)로 유입되기 시작하면, 레저버(210)의 내표면과 플런저(230) 사이에 유입되면서 잔류된 기체를 니들(N)로 밀어 낸다. 이때, 안내홈(211)을 따라 기체가 이동할 수 있다. 즉, 레저버(210)의 내부에 잔류된 기체는 유입되는 약액(D)에 의해서 안내홈(211)의 안내를 따라 니들(N)로 배출될 수 있다. 니들(N)을 통과한 기체는 니들 커버 조립체(700)로 이동하고, 니들 커버 조립체(700)의 필터 부재(730)를 통과하여 외부로 배출된다.
안내홈(211)의 가이드에 의해서, 레저버(210)의 내부에 잔류된 기체는 신속하게 외부로 배출되어, 레저버(210)의 기체를 제거할 수 있다.
이후 도 8과 같이, 약액은 레저버(210)의 내부 공간으로 유입되며, 유입되는 약액이 플런저(230)를 후방으로 밀어 내고, 약액이 레저버(210)의 내부 공간에 저장된다.
기체가 모두 제거되면, 약액(D)이 니들(N)을 통해서 배출될 수 있다. 약액(D)은 필터 부재(730)를 통과하지 않으므로, 니들 커버 조립체(700)의 저장공간에 저장된다. 필터 부재(730)는 형상이 변형될 수 있으므로, 약액(D)이 저장공간에 저장되면 아래 방향으로 볼록하게 돌출될 수 있다. 사용자는 필터 부재(730)의 돌출 여부를 보고, 레저버 유닛(200)의 내부에 기체가 없는 것을 확인하고, 레저버(210)에 약액이 저장되었는지를 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(10)는 사용자에게 안전하게 약액을 주입할 수 있다. 약액 주입 장치(10)는 레저버(210)에 기체를 제거하고, 약액을 안전하게 레저버에 저장하여, 사용자에게 기체가 주입되는 위험을 없앨 수 있다. 레저버(210)의 내면에 안내홈(211)이 배치되어, 약액을 저장하기 위해서 약액을 레저버(210)를 주입되면, 내부에 있는 기체가 안내홈(211)을 따라 외부로 신속하고 완전하게 배출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(10)는 니들(N)로 배출된 기체를 외부로 배출시켜, 안전성을 높일 수 있다. 니들 커버 조립체(700)의 필터 부재(730)는 레저버(210)에서 니들(N)로 배출된 기체를 외부로 배출할 수 있다. 또한, 니들 커버 조립체(700)의 필터 부재(730)는 약액(D)을 통과시키지 않아, 약액(D)이 니들 커버 조립체(700)에 채워지면 볼록하게 돌출되어, 약액(D)의 저장여부를 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레저버(210A)를 도시하는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 레저버(210A)는 입구단(210I), 출구단(210E)을 구비하고, 입구단(210I)과 출구단(210E)을 연결하도록 연장되는 안내홈(211-1)을 가질 수 있다.
안내홈(211-1)은 제1 연결 개구(212A)와 제2 연결 개구(213A)를 연결할 수 있다. 제1 연결 개구(212A)와 제2 연결 개구(213A)이 같은 높이로 배치되어, 안내홈(211-1)은 수평하게 연장될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레저버(210B)를 도시하는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 레저버(210B)는 입구단(210I), 출구단(210E)을 구비하고, 입구단(210I)과 출구단(210E)을 연결하도록 연장되는 안내홈(211-2)을 가질 수 있다.
안내홈(211-2)은 제1 연결 개구(212B)와 제2 연결 개구(213B)를 연결할 수 있다. 제1 연결 개구(212B)와 제2 연결 개구(213B)는 서로 다른 높이로 배치되므로, 안내홈(211-2)은 경사지게 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 약액 주입 시스템
10: 약액 주입 장치
100: 니들 조립체
200: 레저버 유닛
300: 구동 모듈
400: 구동 유닛
500: 클러치 유닛
600: 트리거 부재
700: 니들 커버 조립체
800: 알람 유닛

Claims (5)

  1. 베이스 바디;
    상기 베이스 바디에 장착되는 니들 조립체;
    상기 니들 조립체와 유체적으로 연결되며, 내면에 안내홈을 가지는 레저버; 및
    상기 레저버의 내부에 배치되는 플런저를 이동시키는 구동 유닛;을 포함하는, 약액 주입 장치.
  2. 1 항에 있어서,
    상기 레저버는
    약액이 주입되는 입구단과, 상기 니들 조립체의 니들과 연결되는 출구단을 가지고,
    상기 안내홈은 상기 입구단과 상기 출구단을 연결하는, 약액 주입 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 안내홈은
    상기 레저버에 약액을 주입시에, 상기 레저버의 내부공간에 잔류하는 기체를 상기 니들 조립체로 안내하는, 약액 주입 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 안내홈은
    일부 구간이 상기 레저버의 내면을 따라 경사지게 배치되는, 약액 주입 장치.
  5. 내부공간에 약액이 저장되되, 플런저의 이동으로 상기 약액이 니들로 토출되는 레저버에 있어서,
    상기 레저버는
    상기 약액이 주입되는 입구단;
    상기 니들이 설치되는 출구단; 및
    상기 레저버의 내면에 배치되되, 적어도 일부 구간이 상기 입구단과 상기 출구단의 사이를 연결하는 안내홈;을 구비하는, 약액 주입 장치용 레저버.
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