KR20220050456A - 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 일정 간격으로 배치되는 복수 개의 마이크로 니들과, 각각의 마이크로 니들에 끼워지는 스프링부재와, 상기 스프링부재의 일단을 지지하면서 마이크로 니들의 선단부만 통과시키는 통공이 형성되어 혈액 채취를 위한 니들 삽입 시 상기 스프링부재는 압축되며 니들만 피부에 삽입되게 하는 제1 기판과, 상기 스프링부재의 타단과 마이크로 니들의 후단부를 지지하는 지지홈이 형성되는 제2 기판과, 상기 제1 기판의 외면에 부착되어 채취한 혈액을 흡수하기 위한 혈액 흡수층을 포함함으로써, 구조가 단순하여 제조가 용이하고 사용이 편리하여 자가 혈액 채취 시 편의성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치 및 이의 제조방법{Micro needle patch for self blood collection and manufacturing method thereof}

본 발명은 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 단순하여 제조가 용이하고 사용이 편리하여 자가 혈액 채취 시 편의성을 제공할 수 있는 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

통증 없이 피부를 통해 약제를 투여하거나, 또는 혈액 채취와 같은 의료행위의 도구로서 마이크로 니들 패치가 사용된다. 마이크로 니들은 미세한 바늘을 이용하여 최소의 침습만으로 체내에 약물을 전달하는 시스템으로서, 통증이 없고 피부의 손상 및 감염을 방지할 수 있으며 자가 투여가 가능하다는 점에서 수요가 확대될 것으로 예상된다.

이에, 최소 침습 혈액 채취를 위한 마이크로 니들에 관한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 종래에는 마이크로 니들의 형태적 구조에 의존적이며 마이크로 니들을 포함하는 혈액 채취 전체 시스템의 복잡한 구조와 센서 등의 다양한 소자 삽입으로 인한 복잡성으로 상용화가 이루어지지 않고 있다.

따라서, 보다 단순하고 효율적인 자가 채혈을 할 수 있는 마이크로 니들이 요구되는 상황이다.

대한민국 등록특허 제10-1542549호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 구조가 단순하여 제조가 용이하고 사용이 편리하여 자가 혈액 채취 시 편의성을 제공할 수 있는 마이크로 니들 패치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 자가 혈액 채취 시 편의성을 제공할 수 있는 마이크로 니들 패치를 제조하는 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 일정 간격으로 배치되는 복수 개의 마이크로 니들과, 각각의 마이크로 니들에 끼워지는 스프링부재와, 상기 스프링부재의 일단을 지지하면서 마이크로 니들의 선단부만 통과시키는 통공이 형성되어 혈액 채취를 위한 니들 삽입 시 상기 스프링부재는 압축되며 니들만 피부에 삽입되게 하는 제1 기판과, 상기 스프링부재의 타단과 마이크로 니들의 후단부를 지지하는 지지홈이 형성되는 제2 기판과, 상기 제1 기판의 외면에 부착되어 채취한 혈액을 흡수하기 위한 혈액 흡수층을 포함하는 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치가 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 통공은 상기 스프링부재의 일단을 지지하면서 마이크로 니들의 선단부만 통과할 수 있도록 환형의 단턱이 형성되는 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 기판은 2개의 기판이 접합되어 이루어지며, 상기 2개의 기판은 상기 스프링부재의 타단을 지지하면서 마이크로 니들만 통과시키는 통공이 형성되어 상기 제1 기판과 동일한 형상을 갖는 하부 기판과, 상기 마이크로 니들의 후단부를 지지하는 지지홈이 형성된 상부 기판으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 제1 기판과 제2 기판은 플라스틱 수지로 이루어지고, 상기 혈액 흡수층은 폴리우레탄 폼으로 이루어질 수 있다.

특히, 상기 제1 기판과 제2 기판은 PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 혈액 흡수층은 상기 니들이 통과가능한 관통형 구멍을 펀치가공하여 형성할 수 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 환형의 단턱을 갖는 통공이 형성되는 하부 기판과, 마이크로 니들의 후단부를 지지하는 지지홈이 형성된 상부 기판을 접합하여 제2 기판을 형성하는 단계와, 상기 마이크로 니들과 스프링부재의 표면 산화를 방지하고 접합을 용이하게 하기 위해 용제를 이용하여 마이크로 니들과 스프링부재를 접합하는 단계와, 상기 마이크로 니들의 후단부를 상기 제2 기판의 통공에 맞춰 조립한 후 접착제를 이용하여 접합하는 단계와, 상기 스프링부재의 단부를 지지하면서 마이크로 니들의 선단부만 통과시키는 통공이 형성되는 제1 기판을 상기 스프링부재와 접합하는 단계와, 혈액 흡수를 위한 혈액 흡수층을 상기 제1 기판의 외면에 위치시키고 접합하는 단계를 포함하는 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치 제조방법이 제공된다.

상기 혈액 흡수층을 제1 기판에 접합하는 단계에서, 상기 혈액 흡수층에 형성된 관통형 구멍에 상기 마이크로 니들을 맞추어 조립할 수 있다.

이상에서 살펴본 본 발명에 의하면, 마이크로 니들의 구조가 단순하여 제조가 용이하고 사용이 편리하여 자가 혈액 채취 시 편의성을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 마이크로 니들 패치의 전체 구조를 도시한 정면도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 마이크로 니들 패치의 제조방법을 단계별로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 마이크로 니들 패치를 이용하여 혈액을 채취하는 원리를 보이는 것으로, (a)마이크로 니들 패치 부착, (b)혈액 채취를 위한 니들 삽입 후 미세한 크기의 니들을 통해 최소 침습, (c) 혈액 채취하는 과정을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 출원인이 직접 제조한 마이크로 니들의 실시예 구조를 나타내는 사진이다.
도 8는 니들 및 스프링의 고정을 위한 상부/하부 기판(PMMA)이다.
도 9은 본 발명의 마이크로 니들 패치의 상부 기판과 하부 기판의 구조를 나타낸 사진이다.
도 10은 본 발명의 실시예로서, 제1 기판과 제2 기판에 접합된 마이크로 니들과 스프링부재를 나타내는 사진이다.
도 11은 본 발명에 의하여 제작된 마이크로 니들 패치의 실시예 사진이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 마이크로 니들 패치를 이용한 피부 관통 실험예를 나타내는 사진으로서, 도 12는 혈액 채취용 니들을 쥐 피부에 적용하는 사진이고, 도 13은 혈액 채취용 니들 적용 전 시편의 사진이며, 도 14는 혈액 채취용 니들 적용 후 시편의 사진이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 마이크로 니들 패치의 전체 구조를 도시한 정면도이다.

본 발명의 마이크로 니들 패치의 구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 크게, 마이크로 니들(10), 스프링부재(20), 제1 기판(30), 제2 기판(40), 혈액 흡수층(50)을 포함한다.

즉, 본 발명의 마이크로 니들 패치의 전체 구조는 최소 침습 및 통증 최소화를 위한 스프링부재(20)가 포함된 구조를 갖는 마이크로 니들(10)과, 효율적인 혈액 흡수/저장을 위한 혈액 흡수층(50)을 포함하여 구성된다. 또한, 전체 외형을 이루는 제1 기판(30)과 제2 기판(40)은 플라스틱 수지(PMMA) 사출 구조를 갖는다.

상기 마이크로 니들(10)은 복수 개로 구성되어 일정 간격으로 배치되고, 각각의 마이크로 니들(10)에는 스프링부재(20)가 끼워진다. 상기 스프링부재(20)는 니들의 삽입 시 압축되었다가 탄성복원 되기 위하여 끼워지는 것으로, 코일 스프링 형태로 이루어지어 상기 마이크로 니들(10)의 외주면에 끼워진다.

여기서, 마이크로 니들(10)은 스테인리스 스틸 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 직경은 대략 0.25㎜인 것을 적용하였다.

이와 같은 본 발명의 마이크로 니들(10)의 양단부에는 상기 제1 기판(30)과 제2 기판(40)이 설치된다.

먼저, 상기 제1 기판(30)은 마이크로 니들(10)의 선단부(12)에 설치된다. 마이크로 니들(10)의 선단부(12)는 뾰족한 침이 형성되는 일단을 지칭하며, 상기 제1 기판(30)은 상기 스프링부재(20)의 일단을 지지하면서 마이크로 니들(10)의 선단부(12)만 통과시키는 통공(32)이 형성되는데, 상기 통공(32)은 상기 스프링부재(20)의 일단을 지지하면서 마이크로 니들의 선단부(12)만 통과할 수 있도록 환형의 단턱(32a)이 형성되는 형상인 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 통공(32)은 단턱(32a)을 갖는 홀로 형성되며, 상기 스프링부재(20)가 삽입가능한 홀과, 상기 스프링부재(20)의 직경보다 작은 내경을 갖는 홀의 이중 구조로 되어, 상기 스프링부재(20)의 일단을 지지하면서 마이크로 니들의 선단부(12)만 통과할 수 있도록 구성된다.

이로써, 상기 스프링부재(20)가 상기 단턱(32a)에 지지되어 혈액 채취를 위한 니들 삽입 시 상기 스프링부재(20)는 압축되며 니들만 피부에 삽입될 수 있는 것이다.

한편, 상기 제2 기판(40)은 상기 스프링부재(20)의 타단과 마이크로 니들(10)의 후단부에 설치되는 것으로, 상기 제2 기판(40)은 2개의 기판(42)(44)이 접합되어 이루어진다.

여기서, 상기 2개의 기판은 상기 제1 기판(30)과 동일한 형상을 갖는 하부 기판(42)과, 상기 마이크로 니들(10)의 후단부를 지지하는 지지홈(44a)이 형성된 상부 기판(44)으로 이루어질 수 있다.

상기 하부 기판(42)은 상기 스프링부재(20)의 타단을 지지하면서 마이크로 니들만 통과시키는 통공(42a)이 형성되며, 상기 통공(42a)은 상기 제1 기판(30)의 통공(32)과 동일하게 상기 스프링부재(20)의 타단을 지지하면서 마이크로 니들만 통과할 수 있도록 환형의 단턱이 형성되는 형상이다.

이와 같은 제1 기판(30)과 제2 기판(40)은 플라스틱 수지로 이루어지고, 바람직하게는 PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 혈액 흡수층(50)은 상기 제1 기판(30)의 외면에 부착되어 채취한 혈액을 흡수하도록 설치된다.

상기 혈액 흡수층(50)은 상기 니들이 통과가능한 관통형 구멍(52)이 형성되는데, 상기 관통형 구멍(52)은 펀치가공하여 형성할 수 있다. 이와 같은 혈액 흡수층(50)은 효율적인 혈액 흡수/저장을 위해 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 마이크로 니들 패치의 제조방법을 단계별로 도시한 도면이다.

본 발명의 마이크로 니들 패치의 제조방법은 먼저, 제작 주문한 하부 기판(42)과 상부 기판(44)을 접합하여 제2 기판(40)을 형성한다(도 2).

여기서, 상기 하부 기판(42)은 환형의 단턱(42b)을 갖는 통공(42a)이 형성되며, 상기 상부 기판(44)에는 지지홈(44a)이 형성되어 있으므로, 상기 통공(42a)과 상기 상부 기판(44)의 지지홈(44a)을 맞추어 접합한다.

도 2에서는 상부 기판(44)의 지지홈(44a)이 아래에 놓이도록 상기 하부 기판(42)과 상부 기판(44)을 뒤집어서 접합하는 것을 나타내고 있으므로, 상하방향이 반대로 위치하나 이는 접합할 때에만 해당하는 것임을 말해둔다.

이후, 상기 마이크로 니들(10)과 스프링부재(20)의 표면 산화를 방지하고 접합을 용이하게 하기 위해 용제를 이용하여 마이크로 니들(10)과 스프링부재(20)를 접합한다. 여기서, 용제는 Flux, FLUX #2, INDIUM 등을 이용할 수 있다. 또한, 마이크로 니들과 스프링부재를 접합하는 방식으로 Soldering Iron, PATRIOT-M7X, BONKOTE를 이용한다.

상기와 같이 접합된 마이크로 니들(10)과 스프링부재(20)를 상기 제2 기판(40)에 접합시키기 위하여, 상기 마이크로 니들(10)의 후단부를 상기 제2 기판(40)의 통공에 맞춰 조립한 후 접착제(60)를 이용하여 접합한다(도 3).

이때, 접착제는 UV 접착제(UV light glue, V-fix, Cyberbond)를 이용하는 것이 바람직하다.

이후, 마이크로 니들(10)의 선단부를 제1 기판(30)의 통공(32)에 삽입하면서 상기 스프링부재(20)의 단부를 통공의 단턱에 접착제(62)를 이용하여 접합시킴으로써, 제1 기판(30)을 상기 스프링부재(20)와 접합시킨다(도 4).

혈액 흡수를 위한 혈액 흡수층(50)을 상기 제1 기판(30)의 외면에 위치시키고 접합하여 조립을 완성한다.

상기 혈액 흡수층(50)을 제1 기판(30)에 접합하는 단계에서는, 상기 혈액 흡수층에 형성된 관통형 구멍(52)에 상기 마이크로 니들(10)을 맞추어 조립한다.

<실시예>

도 7은 본 발명의 출원인이 직접 제조한 마이크로 니들의 실시예 구조를 나타내는 사진이다.

1. 마이크로 니들 & 스프링

마이크로 니들 및 스프링의 크기는 피부층 및 상부/하부 기판의 두께와 압축시 스프링의 변형된 길이를 고려하여 마이크로 니들 패치를 통해 니들이 피부에 약 ~1.5㎜ 이상 삽입되도록 설계하였다.

2. 상부/하부 기판(PMMA)

도 8는 니들 및 스프링의 고정을 위한 상부/하부 기판(PMMA)이다.

상부 PMMA는 스프링은 통과할 수 없고 니들만 통과할 수 있는 크기의 구멍이 있어 혈액 채취를 위한 니들 삽입 시 스프링은 압축되며 니들만 피부에 삽입된다.

상부 기판과 하부 기판의 통공 및 지지홈의 상세 치수는 도면에 도시한 바와 같으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 크기로 제작될 수 있음은 물론이다.

도 9은 본 발명의 마이크로 니들 패치의 상부 기판과 하부 기판의 구조를 나타낸 사진이고, 도 10은 본 발명의 실시예로서, 제1 기판과 제2 기판에 접합된 마이크로 니들과 스프링부재를 나타내는 사진이다.

3. 흡수층

채취한 혈액을 흡수하기 위한 흡수층은 폴리우레탄 폼으로 제작되며, 관통형 구멍을 제작하기 위한 툴로서, 펀치를 이용하여 흡수층에 관통형 구멍을 형성한다.

도 11은 본 발명에 의하여 제작된 마이크로 니들 패치의 실시예 사진으로, 상기 흡수층이 부착되어 완성된 상태를 나타낸다.

이와 같이 제작된 본 발명의 마이크로 니들 패치는 도 6에 도시한 바와 같이 사용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 마이크로 니들 패치를 이용하여 혈액을 채취하는 원리를 보이는 것으로, (a)마이크로 니들 패치를 피부에 부착하고, (b)혈액 채취를 위한 니들을 삽입한다. 이때 미세한 크기의 니들을 통해 최소 침습으로 혈액을 채취할 수 있게 되고, (c) 혈액 흡수층을 통해 혈액을 채취할 수 있게 된다.

4. 피부관통 실험

실험시편으로 쥐 피부를 사용하였고, 쥐피부의 두께 측정결과는 1.1㎜ 이다.

도 12 내지 도 14는 본 발명의 마이크로 니들 패치를 이용한 피부 관통 실험예를 나타내는 사진으로서, 도 12는 혈액 채취용 니들을 쥐 피부에 적용하는 사진이고, 도 13은 혈액 채취용 니들 적용 전 시편의 사진이며, 도 14는 혈액 채취용 니들 적용 후 시편의 사진이다.

도 13과 도 14에서 실험 전후 시편이 비교사진에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 마이크로 니들은 일정 간격으로 장착된 니들과 스프링의 압축력에 의해 혈액 채취를 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10: 마이크로 니들 12: 선단부
20: 스프링부재 30: 제1 기판
32: 통공 40: 제2 기판
50: 혈액 흡수층

Claims (8)

1. 일정 간격으로 배치되는 복수 개의 마이크로 니들;
   각각의 마이크로 니들에 끼워지는 스프링부재;
   상기 스프링부재의 일단을 지지하면서 마이크로 니들의 선단부만 통과시키는 통공이 형성되어 혈액 채취를 위한 니들 삽입 시 상기 스프링부재는 압축되며 니들만 피부에 삽입되게 하는 제1 기판;
   상기 스프링부재의 타단과 마이크로 니들의 후단부를 지지하는 지지홈이 형성되는 제2 기판; 및
   상기 제1 기판의 외면에 부착되어 채취한 혈액을 흡수하기 위한 혈액 흡수층;
   을 포함하는 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 통공은 상기 스프링부재의 일단을 지지하면서 마이크로 니들의 선단부만 통과할 수 있도록 환형의 단턱이 형성되는 형상인 것을 특징으로 하는 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 기판은 2개의 기판이 접합되어 이루어지며,
   상기 2개의 기판은 상기 스프링부재의 타단을 지지하면서 마이크로 니들만 통과시키는 통공이 형성되어 상기 제1 기판과 동일한 형상을 갖는 하부 기판과,
   상기 마이크로 니들의 후단부를 지지하는 지지홈이 형성된 상부 기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 기판과 제2 기판은 플라스틱 수지로 이루어지고,
   상기 혈액 흡수층은 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치.
5. 청구항 4에 있어서
   상기 제1 기판과 제2 기판은 PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 혈액 흡수층은 상기 니들이 통과가능한 관통형 구멍을 펀치가공하여 형성하는 것을 특징으로 하는 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치.
7. 환형의 단턱을 갖는 통공이 형성되는 하부 기판과, 마이크로 니들의 후단부를 지지하는 지지홈이 형성된 상부 기판을 접합하여 제2 기판을 형성하는 단계;
   상기 마이크로 니들과 스프링부재의 표면 산화를 방지하고 접합을 용이하게 하기 위해 용제를 이용하여 마이크로 니들과 스프링부재를 접합하는 단계;
   상기 마이크로 니들의 후단부를 상기 제2 기판의 통공에 맞춰 조립한 후 접착제를 이용하여 접합하는 단계;
   상기 스프링부재의 단부를 지지하면서 마이크로 니들의 선단부만 통과시키는 통공이 형성되는 제1 기판을 상기 스프링부재와 접합하는 단계; 및
   혈액 흡수를 위한 혈액 흡수층을 상기 제1 기판의 외면에 위치시키고 접합하는 단계;
   를 포함하는 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치 제조방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 혈액 흡수층을 제1 기판에 접합하는 단계에서,
   상기 혈액 흡수층에 형성된 관통형 구멍에 상기 마이크로 니들을 맞추어 조립하는 것을 특징으로 하는 자가 혈액 채취용 마이크로 니들 패치 제조방법.
   

Images