KR20220056105A - Minimally invasive skin patch, manufacturing method thereof, and glucose measuring apparatus using the patch - Google Patents

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KR20220056105A
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Abstract

An objective of the present invention is to uniformly measure changes in enzymatic reactions of a minimally invasive skin-attached microneedle patch to reduce blood glucose measurement errors. According to the present invention, a blood glucose measurement patch and a blood glucose measurement device using the same allow only light reflected from a part where the microneedle is disposed reaches a photodetector and prevent the reflected light from a part where the microneedle is not disposed from reaching the photodetector. A skin-attached blood glucose measurement patch comprises: a patch including a skin attachment surface, a reaction layer reacting with glycation products of the skin, and a plurality of microneedles disposed on the skin attachment surface to guide glycation products of the skin to the reaction layer; and a light trap passing only light reflected from one of a part where the microneedle is disposed and a portion where the microneedle is not disposed when the light is emitted to the reaction layer.

Description

최소 침습형 피부 부착 패치와 제조방법 및 이를 이용한 혈당 측정 장치 {Minimally invasive skin patch, manufacturing method thereof, and glucose measuring apparatus using the patch}Minimally invasive skin patch, manufacturing method thereof, and glucose measuring apparatus using the patch}

본 발명은 최소 침습으로 혈당 측정을 하기 위한 피부 부착형 마이크로니들 패치와 이를 이용한 혈당 측정 장치에 관한 것으로, 구체적으로 당화 산물에 의해 변화하는 패치의 효소 변화의 정도를 균일하게 측정하여 오차를 최소화하기 위한 것이다.The present invention relates to a skin-attachable microneedle patch for measuring blood glucose with minimal invasiveness and a blood glucose measurement device using the same, specifically, to minimize errors by uniformly measuring the degree of enzyme change in a patch that is changed by glycation products. it is for

혈당과 같은 최종 당화 산물의 측정을 위해서 종래의 혈당 측정기는 바늘로 피부를 찔러 채취한 혈액으로부터 혈당을 측정하는 방법을 사용하여 환자들로부터 통증과 두려움을 유발한다는 문제점을 갖는다. In order to measure a final glycated product such as blood sugar, a conventional blood glucose meter has a problem in that it causes pain and fear in patients by using a method of measuring blood sugar from blood collected by piercing the skin with a needle.

또한 이와 다른, 피부 부착형 마이크로니들 패치를 이용한 최소 침습형 측정 방법에서는 피부에 최소한으로 침습되는 마이크로니들 부분과 피부에 침습되지 않는 부분에서, 측정을 위한 효소반응에 차이가 일어난다. 이 패치를 이용시에는, 효소반응부에 광을 조사하여 여기서 반사되는 광의 물리량을 측정하여 혈당을 산출한다.In addition, in the other minimally invasive measurement method using a skin-attached microneedle patch, a difference occurs in the enzymatic reaction for measurement between the microneedle part that is minimally invasive to the skin and the part that does not penetrate the skin. When using this patch, light is irradiated to the enzyme reaction unit, and the physical amount of the reflected light is measured to calculate blood sugar.

그러나 피부에 침습되는 마이크로니들 부분에서의 반사광과 피부에 침습되지 않는 부분에서의 반사광이 모두 합쳐져 광검출기에서 검출되기 때문에 정확한 효소반응의 정도가 측정되지 않는다.However, since the reflected light from the microneedle part that invades the skin and the reflected light from the part that does not invade the skin are combined and detected by the photodetector, the exact degree of the enzymatic reaction cannot be measured.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 피부 부착형 최소 침습형 마이크로니들 패치의 효소반응 변화를 균일하게 측정하여 혈당 측정 오차를 줄이는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce blood glucose measurement error by uniformly measuring changes in the enzymatic reaction of a skin-attached minimally invasive microneedle patch.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 최소 침습형 피부 부착 패치 및 이를 이용한 혈당 측정 장치에서는, 마이크로니들이 배치된 부분에서의 반사광만 광검출기에 닿고 마이크로니들이 배치되지 않은 부분에서의 반사광은 광검출기에 닿지 않도록 한다.In the minimally invasive skin-attached patch and blood glucose measurement device using the same of the present invention for achieving the above object, only the reflected light from the portion where the microneedles are disposed hits the photodetector, and the reflected light from the portion where the microneedles are not disposed goes to the photodetector. Avoid touching it.

구체적으로, 본 발명의 한 측면에 따르면, 피부 부착면과, 피부의 당화 산물과 반응하는 반응층과, 피부의 당화 산물을 상기 반응층으로 유도하기 위해 상기 피부 부착면에 배치된 다수의 마이크로니들이 포함된 패치; 및 상기 반응층에 광이 조사될 때에 상기 마이크로니들이 배치된 부분 및 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분 중 하나의 부분에서 반사된 광만을 통과시키는 광트랩을 포함하는 혈당 측정용 피부 부착 패치가 제공된다.Specifically, according to one aspect of the present invention, a plurality of microneedles disposed on the skin adhesion surface to the skin adhesion surface, a reaction layer reacting with the glycation product of the skin, and to guide the glycation product of the skin to the reaction layer are provided. Included patches; and a light trap for passing only light reflected from one of a portion where the microneedle is disposed and a portion where the microneedle is not disposed when light is irradiated to the reaction layer.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 피부 부착면과 피부의 당화 산물과 반응하는 반응층을 형성하고, 피부의 당화 산물을 상기 반응층으로 유도하기 위해 상기 피부 부착면에 다수의 마이크로니들을 부착하여 패치를 제작하는 단계; 상기 반응층에 광이 조사될 때에 상기 마이크로니들이 배치된 부분 및 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분 중 하나의 부분에서 반사되는 광만을 통과시키는 광트랩을 제작하는 단계; 및 상기 광트랩을 상기 패치의 상기 반응층 위에 배치하는 단계를 포함하는 혈당 측정용 피부 부착 패치 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a patch is formed by attaching a plurality of microneedles to the skin attachment surface to form a reaction layer that reacts with the skin adhesion surface and the saccharification product of the skin, and induces the glycation product of the skin to the reaction layer. manufacturing a; manufacturing a light trap that passes only light reflected from one of a portion on which the microneedle is disposed and a portion on which the microneedle is not disposed when light is irradiated to the reaction layer; and disposing the light trap on the reactive layer of the patch.

여기서, 상기 광트랩은, 상기 마이크로니들이 배치된 부분에서 반사된 광을 통과시키는 투광부와, 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분에서 반사된 광을 저지하는 불투광부를 포함할 수 있다. 또는 반대로 상기 광트랩은, 상기 마이크로니들이 배치된 부분에서 반사된 광을 저지하는 불투광부와, 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분에서 반사된 광을 통과시키는 투광부를 포함할 수 있다.Here, the light trap may include a light-transmitting part for passing the light reflected from the portion where the microneedles are disposed, and a non-transmitting portion for blocking the light reflected from the portion where the microneedle is not disposed. Alternatively, the light trap may include a non-transmissive portion for blocking light reflected from the portion on which the microneedles are disposed, and a light-transmitting portion for passing the light reflected from the portion on which the microneedle is not disposed.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 혈당 측정용 피부 부착 패치를 이용하여 혈당을 측정하는 장치가 제공된다. 이 장치에는 상기 패치의 반응층에 광을 조사하여 반응층에서 반사된 광을 수광하여 당화 산물의 반응도를 검출하는 반응검출기가 포함될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring blood sugar using the skin-attached patch for measuring blood sugar. The device may include a reaction detector that irradiates light to the reactive layer of the patch and receives the light reflected from the reactive layer to detect the reactivity of the glycation product.

본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다. The configuration and operation of the present invention will become clearer through specific embodiments described later in conjunction with the drawings.

본 발명에 따르면, 혈당 측정시의 두려움과 통증을 감소시키기 위한 최소 침습형 마이크로니들 패치를 이용할 때에 당화 산물의 반응 정도를 균일하게 측정할 수 있어서 혈당 산출의 오차를 크게 줄일 수 있다. According to the present invention, when using the minimally invasive microneedle patch for reducing fear and pain during blood glucose measurement, the degree of reaction of the glycation product can be uniformly measured, thereby greatly reducing the error in blood glucose calculation.

도 1은 일반적인 최소 침습형 피부 부착 마이크로니들 패치를 옆에서 본 개략도이다.
도 2의 (a)는 도 1의 패치를 마이크로니들이 있는 아랫면에서 바라본 것을 나타내고, (b)는 윗면에서 바라본 것을 나타낸다.
도 3은 패치(10)를 피부(40)에 부착하였을 때 피부(40)로부터 당화 산물(50)이 마이크로니들(20)을 통해 패치(10)로 흡수되는 과정을 나타낸다.
도 4는 당화 산물(50)이 효소반응을 일으킨 반응층(30)을 위에서 본 모습이다.
도 5는 패치(10)로 흡수된 당화 산물(50)이 도 4와 같이 반응층(30)에서 다른 반응도로 반응을 일으킴에 의해 나타난 반응물 농도차를 검출하기 위해 마련된 광원(60)과 광검출기(70)를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 광트랩(Optical Trap)이 적용된 마이크로니들 패치의 구성 및 작용을 설명하기 위한 것이다.1 is a schematic view from the side of a general minimally invasive skin-attached microneedle patch.
Fig. 2 (a) shows the patch of Fig. 1 as seen from the bottom with the microneedle, (b) shows the patch of Fig. 1 as seen from the top.
3 shows a process in which the glycation product 50 from the skin 40 is absorbed into the patch 10 through the microneedle 20 when the patch 10 is attached to the skin 40 .
4 is a view from above of the reaction layer 30 in which the saccharification product 50 has undergone an enzymatic reaction.
5 is a light source 60 and a photodetector provided to detect a difference in reactant concentration caused by the saccharification product 50 absorbed into the patch 10 reacting with different reactivity in the reaction layer 30 as shown in FIG. 4 . (70) is shown.
6 is for explaining the configuration and operation of the microneedle patch to which the optical trap according to the present invention is applied.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 이하 첨부된 도면과 함께 상세하게 기술된 바람직한 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에 기술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 다른 형태로 구현될 수 있다. 실시예는 단지 본 발명을 완전하게 개시하며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명은 청구항의 기재 내용에 의해 정의되는 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한 명세서에 사용된 '포함한다(comprise, comprising 등)'라는 용어는 언급된 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용된 것이다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the preferred embodiments described in detail below in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be implemented in various other forms. The examples are only provided to completely disclose the present invention and to completely inform those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, the scope of the invention, the present invention is defined by the claims will be. In addition, the terminology used herein is for the purpose of describing the embodiment and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless otherwise specified. Also, as used herein, the term 'comprise (comprise, comprising, etc.)' refers to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and/or elements other than the stated elements, steps, operations, and/or elements. It is used in a sense not to exclude addition.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 실시예의 설명에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the embodiment, if a detailed description of a related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

먼저, 일반적인 최소 침습형 피부 부착 마이크로니들 패치에 대해 간략히 설명한다. First, a general minimally invasive skin-attached microneedle patch will be briefly described.

도 1은 마이크로니들 패치를 옆에서 본 개략도이다. 패치(10)의 아랫면에 다수의 마이크로니들(20)이 부착되어 있다. 도 1의 최소 침습형 피부 부착 마이크로니들 패치는 구조상 복합적 재료로 구성될 수도 있고 다층으로 이루어진 구조일 수도 있다.1 is a schematic view of a microneedle patch viewed from the side; A plurality of microneedles 20 are attached to the lower surface of the patch 10 . The minimally invasive skin-attached microneedle patch of FIG. 1 may be composed of a composite material or may have a multi-layered structure.

도 2의 (a)는 도 1의 패치를 마이크로니들이 있는 아랫면에서 바라본 것을 나타내고, (b)는 윗면에서 바라본 것을 나타낸다. (b)에서 당화 산물이 효소반응을 일으킬 수 있는 반응층(30)이 패치(10)에 형성되어 있음을 볼 수 있다.Fig. 2 (a) shows the patch of Fig. 1 as seen from the bottom with the microneedle, (b) shows the patch of Fig. 1 as seen from the top. In (b), it can be seen that the reaction layer 30 in which the saccharification product can cause an enzymatic reaction is formed on the patch 10 .

도 3은 패치(10)를 피부(40)에 부착하였을 때 피부(40)로부터 당화 산물(50)이 마이크로니들(20)을 통해 패치(10)로 흡수되기 시작한 것을 나타낸다.3 shows that when the patch 10 is attached to the skin 40 , the glycation product 50 from the skin 40 starts to be absorbed into the patch 10 through the microneedle 20 .

도 4는 당화 산물(50)이 효소반응을 일으킨 반응층(30)을 위에서 본 모습이다. 여기서 보듯, 패치에서 일어나는 효소반응은, 마이크로니들이 배치된 부분(31)과 마이크로니들이 배치되지 않은 부분(32)에 반응도 차이를 보인다. 도 4에서 마이크로니들(20)이 배치된 부분(31)에서의 반응물 농도가, 마이크로니들이 배치되지 않은 부분(32)에서의 반응물 농도보다 진하게 표현되었다. 그러나 효소반응 물질에 따라 이러한 농도 분포는 반대로 나타날 수도 있다.4 is a view from above of the reaction layer 30 in which the saccharification product 50 has undergone an enzymatic reaction. As shown here, the enzymatic reaction occurring in the patch shows a difference in reactivity between the portion 31 where the microneedle is disposed and the portion 32 where the microneedle is not disposed. In FIG. 4 , the concentration of the reactant in the portion 31 in which the microneedle 20 is disposed is darker than the concentration of the reactant in the portion 32 in which the microneedle is not disposed. However, depending on the enzyme reaction material, this concentration distribution may be reversed.

도 5는 패치(10)로 흡수된 당화 산물(50)이 도 4와 같이 반응층(30)에서 다른 반응도로 효소반응을 일으킴에 의해 나타난 반응물 농도차를 검출하기 위한 반응검출기로서의 광원(60)과 광검출기(70)를 나타낸다. 광원(60)으로부터 조사된 광은 마이크로니들이 배치된 부분(31)과 마이크로니들이 배치되지 않은 부분(32)에서 각기 다른 물리량(예를 들어, 반사율)으로 반사되며, 각 반사광 R1, R2는 한꺼번에 광검출기(70)에 의해 검출된다. 5 is a light source 60 as a reaction detector for detecting a difference in reactant concentration caused by the glycation product 50 absorbed into the patch 10 causing an enzymatic reaction with different reactivity in the reaction layer 30 as shown in FIG. 4 and a photodetector 70 are shown. The light irradiated from the light source 60 is reflected by different physical quantities (eg, reflectance) in the portion 31 where the microneedle is disposed and the portion 32 where the microneedle is not disposed, and each reflected light R1 and R2 is light at once. It is detected by the detector 70 .

이와 같이, 피부 내 당화 산물과 반응하는 효소가 포함된 반응층(30)이 형성되어 있는 최소 침습형 피부 부착 마이크로니들 패치(10)를 피부에 부착하면 마이크로니들(20)을 통해 당화 산물(50)이 패치(10)의 반응층(30)에 흡수되어 패치 내 효소 성분과 반응하게 되고, 이에 패치 내 효소 성분의 변화가 일어난다. 반응검출기, 즉, 광원(60)과 광검출기(70)를 이용하여, 변화된 효소 성분들의 농도에 따라 다른 물리량으로 반사되는 반사광의 파장 및/또는 세기를 측정하여 혈당량을 산출할 수 있다.As such, when the minimally invasive skin-attached microneedle patch 10 in which the reaction layer 30 containing the enzyme that reacts with the saccharification product in the skin is formed is attached to the skin, the saccharification product 50 through the microneedle 20 ) is absorbed into the reaction layer 30 of the patch 10 and reacts with the enzyme component in the patch, thereby causing a change in the enzyme component in the patch. Using a reaction detector, that is, the light source 60 and the photodetector 70, a blood glucose level can be calculated by measuring the wavelength and/or intensity of the reflected light reflected in different physical quantities according to the changed concentration of the enzyme components.

그러나 종래의 경우에는 광원(60) 및 광검출기(70)에 의한 발광 및 수광 과정에서 마이크로니들이 배치된 부분(31)에서의 반사광 R1과 마이크로니들이 배치되지 않은 부분(32)에서의 반사광 R2에 차이가 있음에도 불구하고 광검출기(70)는 두 반사광 R1, R2의 합(sum)의 결과를 검출하기 때문에 반응층(30)의 농도(또는 색상) 변화를 정확하게 측정할 수 없다.However, in the conventional case, in the light emission and light reception process by the light source 60 and the photodetector 70, the reflected light R1 in the portion 31 where the microneedles are disposed and the reflected light R2 in the portion 32 where the microneedles are not disposed. In spite of the presence of , the photodetector 70 cannot accurately measure the change in the concentration (or color) of the reaction layer 30 because it detects the result of the sum of the two reflected lights R1 and R2.

도 6은 이러한 종래의 패치(10)의 문제를 해결하기 위해 제안된 본 발명에 따른 광트랩(Optical Trap)이 적용된 마이크로니들 패치의 구성 및 작용을 설명하기 위한 것이다.Figure 6 is for explaining the configuration and operation of the microneedle patch to which the optical trap according to the present invention is proposed to solve the problem of the conventional patch 10 is applied.

도 5의 구성에 비교할 때 광트랩(Optical Trap)(80)이 패치(10)의 반응층(30)에 올려져 반응검출기, 즉, 광원(60)/광검출기(70)와의 사이에 위치하고 있다. 광트랩(80)은, 패치(10)의 마이크로니들이 배치된 부분(31)에 대응하는 위치에 투광부(81)가 형성되어 있어 반사광 R1을 통과시키고, 마이크로니들이 배치되지 않은 부분(32)에 대응하는 위치에는 불투광부(82)가 있어서 반사광 R2를 흡수하거나 산란시켜 광검출기(70)에 도달하지 못하도록 저지한다.Compared to the configuration of FIG. 5 , an optical trap 80 is placed on the reaction layer 30 of the patch 10 and positioned between the reaction detector, that is, the light source 60 / photodetector 70 . The light trap 80 has a light-transmitting part 81 formed at a position corresponding to the portion 31 where the microneedle is disposed of the patch 10, so that the reflected light R1 passes, and the microneedle is not disposed on the portion 32 A non-transmissive portion 82 is provided at a corresponding position to absorb or scatter the reflected light R2 to prevent it from reaching the photodetector 70 .

그러나 설계에 따라서는 위와 반대로, 마이크로니들이 배치된 부분(31)에 대응하는 위치에 불투광부를 형성하여 반사광 R1을 저지하고, 마이크로니들이 배치되지 않은 부분(32)에 대응하는 위치에 투광부를 형성하여 반사광 R2를 통과시켜 광검출기(70)에 도달하도록 할 수도 있다.However, depending on the design, contrary to the above, a non-transmissive portion is formed at a position corresponding to the portion 31 where the microneedle is disposed to block the reflected light R1, and a light-transmitting portion is formed at a position corresponding to the portion 32 where the microneedle is not disposed. It is also possible to pass the reflected light R2 to reach the photodetector 70 .

광트랩(80)의 투광부(81)와 불투광부(82)는, 불투광성 기재(substrate)에 홀을 형성하고 이 홀을 투광성 재료로 메워서 투광부(81)를 형성할 수 있다. 또는, 투광성 기재의 상부 및/또는 하부 표면에 투광부(81)를 제외하고 광 저지 물질(예를 들어, 광 흡수 물질 또는 광 산란 물질)을 도포하여 불투광부(82)를 형성할 수 있다.The light-transmitting portion 81 and the non-transmissive portion 82 of the light trap 80 may form a hole in an opaque substrate and fill the hole with a light-transmitting material to form the light-transmitting portion 81 . Alternatively, the non-transmissive portion 82 may be formed by applying a light blocking material (eg, a light absorbing material or a light scattering material) to the upper and/or lower surface of the light transmitting substrate excluding the light transmitting portion 81 .

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다. 또한 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the present invention has been described in detail through preferred embodiments of the present invention, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will not change the technical spirit or essential features of the present invention and differ from the contents disclosed in this specification It will be understood that the invention may be embodied in other specific forms. It should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. In addition, the protection scope of the present invention is determined by the claims described below rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the technical scope of the present invention. do.

패치(10), 마이크로니들(20), 반응층(30), 마이크로니들이 배치된 부분(31), 마이크로니들이 배치되지 않은 부분(32), 피부(40), 당화 산물(50), 광원(60), 광검출기(70), 광트랩(80), 투광부(81), 불투광부(82), 반사광(R1, R2)Patch 10, microneedle 20, reaction layer 30, microneedle disposed portion 31, microneedle not disposed portion 32, skin 40, glycation product 50, light source 60 ), the photodetector 70 , the light trap 80 , the light-transmitting part 81 , the non-transmitting part 82 , the reflected light R1 and R2 ).

Claims (17)

피부 부착면과, 피부의 당화 산물과 반응하는 반응층과, 피부의 당화 산물을 상기 반응층으로 유도하기 위해 상기 피부 부착면에 배치된 다수의 마이크로니들이 포함된 패치; 및
상기 반응층에 광이 조사될 때에 상기 마이크로니들이 배치된 부분 및 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분 중 하나의 부분에서 반사된 광만을 통과시키는 광트랩을 포함하는 혈당 측정용 피부 부착 패치.a patch including a skin adhesion surface, a reaction layer reacting with the glycation product of the skin, and a plurality of microneedles disposed on the skin adhesion surface to guide the glycation product of the skin to the reaction layer; and
and a light trap for passing only light reflected from one of a portion on which the microneedle is disposed and a portion on which the microneedle is not disposed when light is irradiated to the reaction layer. 제1항에 있어서, 상기 광트랩은
상기 마이크로니들이 배치된 부분에서 반사된 광을 통과시키는 투광부와, 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분에서 반사된 광을 저지하는 불투광부를 포함하는 혈당 측정용 피부 부착 패치.According to claim 1, wherein the light trap
A skin-attached patch for blood glucose measurement, comprising: a light-transmitting part that transmits light reflected from the portion where the microneedles are disposed; 제2항에 있어서,
상기 광트랩의 재료는 불투광성 재료이며,
상기 투광부는 상기 불투광성 재료에 형성되어 투광성 재료로 메워진 홀인 것을 특징으로 하는 혈당 측정용 피부 부착 패치.3. The method of claim 2,
The material of the light trap is an opaque material,
The light-transmitting part is a hole formed in the light-transmitting material and filled with the light-transmitting material. 제2항에 있어서,
상기 광트랩의 재료는 투광성 재료이며,
상기 불투광부는 상기 투과성 재료의 표면에 도포된 광 저지 물질을 포함하는 혈당 측정용 피부 부착 패치.3. The method of claim 2,
The material of the light trap is a light-transmitting material,
The non-transmissive part is a skin-attached patch for measuring blood glucose including a light-blocking material applied to the surface of the transmissive material. 제1항에 있어서, 상기 광트랩은
상기 마이크로니들이 배치된 부분에서 반사된 광을 저지하는 불투광부와, 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분에서 반사된 광을 통과시키는 투광부를 포함하는 혈당 측정용 피부 부착 패치.According to claim 1, wherein the light trap
A skin-attached patch for blood glucose measurement, comprising: a non-transmissive part blocking the light reflected from the portion on which the microneedles are disposed; 제5항에 있어서,
상기 광트랩의 재료는 불투광성 재료이며,
상기 투광부는 상기 불투광성 재료에 형성되어 투광성 재료로 메워진 홀인 것을 특징으로 하는 혈당 측정용 피부 부착 패치.6. The method of claim 5,
The material of the light trap is an opaque material,
The light-transmitting part is a hole formed in the light-transmitting material and filled with the light-transmitting material. 제5항에 있어서,
상기 광트랩의 재료는 투광성 재료이며,
상기 불투광부는 상기 투과성 재료의 표면에 도포된 광 저지 물질을 포함하는 혈당 측정용 피부 부착 패치.6. The method of claim 5,
The material of the light trap is a light-transmitting material,
The non-transmissive part is a skin-attached patch for measuring blood glucose including a light-blocking material applied to the surface of the transmissive material. 피부 부착면과 피부의 당화 산물과 반응하는 반응층을 형성하고, 피부의 당화 산물을 상기 반응층으로 유도하기 위해 상기 피부 부착면에 다수의 마이크로니들을 부착하여 패치를 제작하는 단계;
상기 반응층에 광이 조사될 때에 상기 마이크로니들이 배치된 부분 및 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분 중 하나의 부분에서 반사되는 광만을 통과시키는 광트랩을 제작하는 단계; 및
상기 광트랩을 상기 패치의 상기 반응층 위에 배치하는 단계를 포함하는 혈당 측정용 피부 부착 패치 제조방법.manufacturing a patch by forming a reaction layer that reacts with the skin adhesion surface and the saccharification product of the skin, and attaching a plurality of microneedles to the skin adhesion surface to induce the glycation product of the skin to the reaction layer;
manufacturing a light trap that passes only light reflected from one of a portion on which the microneedle is disposed and a portion on which the microneedle is not disposed when light is irradiated to the reaction layer; and
and disposing the light trap on the reactive layer of the patch. 제8항에 있어서, 상기 광트랩 제작 단계에서,
상기 광트랩은, 상기 마이크로니들이 배치된 부분에서 반사된 광을 통과시키는 투광부와, 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분에서 반사된 광을 저지하는 불투광부를 포함하는 혈당 측정용 피부 부착 패치 제조방법.The method of claim 8, wherein in the light trap manufacturing step,
The method for manufacturing a skin-attached patch for blood glucose measurement, wherein the light trap includes a light-transmitting unit that passes light reflected from the portion where the microneedles are disposed, and a non-transmissive portion that blocks the light reflected from the portion where the microneedle is not disposed. 제9항에 있어서, 상기 광트랩 제작 단계에서
상기 광트랩은 불투광성 기재로 제작되고,
상기 투광부는 상기 불투광성 기재에 홀을 형성하고 이 홀을 투광성 재료로 메워서 형성되는 것을 특징으로 하는 혈당 측정용 피부 부착 패치 제조방법.10. The method of claim 9, wherein in the manufacturing step of the light trap
The light trap is made of an opaque substrate,
The method of claim 1, wherein the light-transmitting part is formed by forming a hole in the opaque substrate and filling the hole with a light-transmitting material. 제9항에 있어서, 상기 광트랩 제작 단계에서
상기 광트랩은 투광성 기재로 제작되고,
상기 불투광부는 상기 투과성 기재의 표면에 광 저지 물질을 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 혈당 측정용 피부 부착 패치 제조방법.10. The method of claim 9, wherein in the manufacturing step of the light trap
The light trap is made of a light-transmitting substrate,
The non-transmissive part is a method of manufacturing a skin-attached patch for blood glucose measurement, characterized in that it is formed by applying a light-blocking material to the surface of the transmissive substrate. 제8항에 있어서, 상기 광트랩 제작 단계에서
상기 광트랩은, 상기 마이크로니들이 배치된 부분에서 반사된 광을 저지하는 불투광부와, 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분에서 반사된 광을 통과시키는 투광부를 포함하는 혈당 측정용 피부 부착 패치 제조방법.The method of claim 8, wherein in the manufacturing step of the light trap,
The method for manufacturing a skin-attached patch for blood glucose measurement, wherein the light trap includes a non-transmissive part for blocking light reflected from the portion where the microneedles are disposed, and a light-transmitting portion for passing the light reflected from the portion on which the microneedle is not disposed. 제12항에 있어서, 상기 광트랩 제작 단계에서
상기 광트랩은 불투광성 기재로 제작되고,
상기 투광부는 상기 불투광성 기재에 홀을 형성하고 이 홀을 투광성 재료로 메워서 형성되는 것을 특징으로 하는 혈당 측정용 피부 부착 패치 제조방법.13. The method of claim 12, wherein in the manufacturing step of the light trap
The light trap is made of an opaque substrate,
The method of claim 1, wherein the light-transmitting part is formed by forming a hole in the opaque substrate and filling the hole with a light-transmitting material. 제12항에 있어서, 상기 광트랩 제작 단계에서
상기 광트랩은 투광성 기재로 제작되고,
상기 불투광부는 상기 투과성 기재의 표면에 광 저지 물질을 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 혈당 측정용 피부 부착 패치 제조방법.13. The method of claim 12, wherein in the manufacturing step of the light trap
The light trap is made of a light-transmitting substrate,
The non-transmissive part is a method of manufacturing a skin-attached patch for blood glucose measurement, characterized in that it is formed by applying a light-blocking material to the surface of the transmissive substrate. 피부 부착면과, 피부의 당화 산물과 반응하는 반응층과, 피부의 당화 산물을 상기 반응층으로 유도하기 위해 상기 피부 부착면에 배치된 다수의 마이크로니들이 포함된 패치;
상기 반응층에 광을 조사하여 반응층에서 반사된 광을 수광하여 당화 산물의 반응도를 검출하는 반응검출기; 및
상기 패치의 반응층에서 반사된 광 중에서, 상기 마이크로니들이 배치된 부분에서 반사된 광 및 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분에서 반사된 광 중에서 하나의 광만을 상기 반응검출기에 도달하도록 통과시키는 광트랩을 포함하는 혈당 측정 장치.a patch including a skin adhesion surface, a reaction layer reacting with the glycation product of the skin, and a plurality of microneedles disposed on the skin adhesion surface to guide the glycation product of the skin to the reaction layer;
a reaction detector that irradiates light to the reaction layer and receives the light reflected from the reaction layer to detect the reactivity of the saccharification product; and
Among the light reflected from the reaction layer of the patch, a light trap that passes only one light among the light reflected from the portion where the microneedle is disposed and the light reflected from the portion where the microneedle is not disposed to reach the reaction detector blood glucose measurement device. 제15항에 있어서, 상기 광트랩은
상기 마이크로니들이 배치된 부분에서 반사된 광은 상기 반응검출기에 도달하도록 통과시키는 투광부와, 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분에서 반사된 광은 상기 반응검출기에 도달하지 않도록 저지하는 불투광부를 포함하는 혈당 측정 장치.The method of claim 15, wherein the light trap
A blood sugar comprising: a light-transmitting unit for passing light reflected from the portion where the microneedles are disposed to reach the reaction detector; measuring device. 제15항에 있어서, 상기 광트랩은
상기 마이크로니들이 배치된 부분에서 반사된 광은 상기 반응검출기에 도달하지 못하도록 저지하는 불투광부와, 상기 마이크로니들이 배치되지 않은 부분에서 반사된 광은 상기 반응검출기에 도달하도록 통과시키는 투광부를 포함하는 혈당 측정 장치.The method of claim 15, wherein the light trap
A blood glucose measurement comprising: a non-transmissive part blocking the light reflected from the portion on which the microneedles are disposed from reaching the reaction detector; Device.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006521555A (en) * 2003-03-24 2006-09-21 ローズデイル メディカル インコーポレイテッド Apparatus and method for analyte concentration detection
JP2007216030A (en) * 2006-02-16 2007-08-30 F Hoffmann-La Roche Ag Microneedle arrays with atr sensor
EP2308365B1 (en) * 2000-06-27 2014-11-05 Intuity Medical, Inc. Analyte monitor
KR20180097370A (en) 2017-02-23 2018-08-31 삼성전자주식회사 Apparatus for measuring blood sugar level
KR20190048706A (en) 2017-10-31 2019-05-09 주식회사 템퍼스 Glucose measuring device
KR20200042312A (en) * 2018-10-15 2020-04-23 엘지전자 주식회사 Needle-type Biosensor
KR20210001067A (en) * 2019-06-26 2021-01-06 한국전자통신연구원 Apparatus and method for bloodless blood glucose measurement
KR20210063818A (en) * 2019-11-25 2021-06-02 한국전자통신연구원 Apparatus and method for measuring blood sugar

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2308365B1 (en) * 2000-06-27 2014-11-05 Intuity Medical, Inc. Analyte monitor
JP2006521555A (en) * 2003-03-24 2006-09-21 ローズデイル メディカル インコーポレイテッド Apparatus and method for analyte concentration detection
JP2007216030A (en) * 2006-02-16 2007-08-30 F Hoffmann-La Roche Ag Microneedle arrays with atr sensor
KR20180097370A (en) 2017-02-23 2018-08-31 삼성전자주식회사 Apparatus for measuring blood sugar level
KR20190048706A (en) 2017-10-31 2019-05-09 주식회사 템퍼스 Glucose measuring device
KR20200042312A (en) * 2018-10-15 2020-04-23 엘지전자 주식회사 Needle-type Biosensor
KR20210001067A (en) * 2019-06-26 2021-01-06 한국전자통신연구원 Apparatus and method for bloodless blood glucose measurement
KR20210063818A (en) * 2019-11-25 2021-06-02 한국전자통신연구원 Apparatus and method for measuring blood sugar

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