KR20220068900A - 자가 인터로킹이 가능한 마이크로 구조체 - Google Patents
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Abstract
마이크로 구조체가 개시된다. 마이크로 구조체는 베이스 필름; 및 상기 베이스 필름의 일 면에 형성된 복수 개의 마이크로 니들을 포함하되, 상기 마이크로 니들은 니들 바디; 및 상기 니들 바디를 중심으로 복수 개 배치되어 상기 니들 바디의 외측면과 상기 베이스 필름을 연결하며, 상기 니들 바디보다 얇은 두께를 가지는 지지 날개들을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 마이크로 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피부에 침투하여 약물 공급이 가능한 마이크로 구조체에 관한 것이다.
약물을 신체에 전달하는 투여경로에는 경구형, 주사형, 경피형 등이 있다. 경구형 투여는 환자의 복약 순응도를 높일 수 있는 편리한 투여로 유효성분은 캡슐, 정제, 시럽 형태로 신체에 전달한다. 그러나 간에서의 초회통과대사(first-pass metabolism)등으로 인해 유효성분이 불활성화될 수도 있으며 실제로 바이오 의약품의 흡수율은 비교적 낮다. 때문에, 약물 및 치료제 등의 정확하고 빠른 약효를 발현시키기 위해 주사형으로 피부 장벽을 뚫어서 인체에 투여한다. 주사형으로 전달할 경우, 유효성분의 활성이 유지된다는 장점이 있으나 감염의 위험, 정확하지 않은 용량 투여, 공포증, 고통 등의 단점이 있다.
기존 경구형과 주사형 경로투여의 한계를 극복하기 위해서 최소 침투 마이크로 니들을 포함한 다양한 마이크로 구조체 경피형 약물전달 시스템이 개발되었다. 마이크로 구조체는 주로 생분해성(Biodegradable/dissolving), 솔리드(solid), 코팅(coating), 할로우(hollow)형태로 제작된다. 생분해성 마이크로 구조체는 고분자와 active ingredient(API/화장품 또는 의약품)를 포함한 다양한 물질을 미세 바늘 형태로 제형화하고, 피부 삽입 후 탑재된 물질이 체액에 의해 용해되어 통증 없이 약물을 전달할 수 있는 경피 전달시스템이다.
기존 마이크로 구조체는 넓은 베이스 필름과 얇은 몸체의 마이크로 니들로 구성되며, 마이크로 니들은 주로 원뿔 또는 다각뿔 형태로 제공된다. 이러한 마이크로 니들의 형상은 피부 삽입 후 이탈 가능성이 커 정량 약물전달이 쉽지 않는 한계점을 가지고 있다. 그리고 마이크로 니들이 수십 내지 수백 마이크로의 미세 크기로 제작되어 약물 탑재량이 제한적이어서, 원하는 유효성분의 양을 체내에 전달하지 못하여 주로 화장품 분야에 적용된다는 한계점을 가지고 있다. 또한, 마이크로 구조체가 피부에 밀착된 상태를 유지하지 못함에 따라 약물의 용해 시간이 오래 걸리고, 이로 인한 가려움, 피부염, 알레르기를 포함한 다양한 피부 질환을 일으킬 위험성과 부착 불편함 등의 한계점을 가지고 있다. 또한, 마이크로 구조체를 몰드에서 분리하거나, 손가락으로 마이크로 구조체를 눌러 피부에 삽입하는 경우, 힘의 작용 방향과 크기에 따라 마이크로 니들이 부러지거나, 피부에 정확히 삽입되지 못하는 한계점을 가지고 있다.
본 발명은 피부에 정량 약물 전달이 가능한 마이크로 구조체를 제공한다.
본 발명에 따른 마이크로 구조체는 베이스 필름; 및 상기 베이스 필름의 일 면에 형성된 복수 개의 마이크로 니들을 포함하되, 상기 마이크로 니들은 니들 바디; 및 상기 니들 바디를 중심으로 복수 개 배치되어 상기 니들 바디의 외측면과 상기 베이스 필름을 연결하며, 상기 니들 바디보다 얇은 두께를 가지는 지지 날개들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지 날개들은 상기 니들 바디의 중심을 축으로 대칭될 수 있다.
또한, 상기 지지 날개들은 상기 니들 바디의 중심으로부터 멀어질수록 두께가 점차 감소할 수 있다.
또한, 상기 니들 바디는 상기 베이스 필름과 결합하는 제1영역; 상기 제1영역으로부터 연장되며, 상기 제1영역으로부터 멀어질수록 너비가 점차 증가하는 제2영역; 및 상기 제2영역으로부터 연장되며, 그 끝단으로 갈수록 너비가 점차 작아지는 제3영역을 포함하며, 상기 지지 날개들 각각은 상기 제1영역과 상기 제2영역의 사이 구간에 제공될 수 있다.
또한, 상기 지지 날개와 상기 베이스 필름이 연결되는 영역의 끝단은, 상부에서 바라볼 때 상기 제2영역의 최대 반경 영역의 내측에 위치할 수 있다.
또한, 상기 지지 날개와 상기 베이스 필름이 연결되는 영역의 끝단은, 상부에서 바라볼 때 상기 제2영역의 최대 반경 영역과 동일 선상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 지지 날개와 상기 베이스 필름이 연결되는 영역의 끝단은, 상부에서 바라볼 때 상기 제2영역과 최대 반경 영역의 외측에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제2영역과 상기 제3영역의 연결 영역은 외주면이 곡면으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 니들 바디는 상기 베이스 필름과 결합하는 제1영역; 상기 제1영역으로부터 연장되며, 상기 제1영역으로부터 멀어질수록 너비가 점차 증가하는 제2영역; 및 상기 제2영역으로부터 연장되며, 그 끝단으로 갈수록 너비가 점차 작아지는 제3영역을 포함하며, 상기 지지 날개들 각각은 상기 제3영역의 끝단으로부터 아래로 연장되어 상기 베이스 필름과 연결될 수 있다.
또한, 상기 지지 날개와 상기 베이스 필름이 연결되는 연결 영역은 상기 제2영역의 최대 반경보다 클 수 있다.
또한, 상기 지지 날개는, 상기 니들 바디의 일 측에 위치하는 제1지지 날개(250); 및 상기 니들 바디를 중심으로 상기 제1지지 날개의 반대 편에 위치하는 제2지지 날개를 포함하되, 상기 제1지지 날개와 상기 제2지지 날개는 상이한 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 지지 날개들은 그 상단으로부터 상기 베이스 필름에 인접한 하단으로 갈수록 두께가 점차 증가할 수 있다.
본 발명에 의하면, 마이크로 니들은 니들 바디와 지지 날개들이 결합된 구조로 제공되며, 자가 인터로킹이 가능하여 마이크로 구조체가 피부에 밀착된 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 이로 인해 마이크로 구조체가 용해되고 피부에 침투할 수 있어 정량 약물전달이 가능하다. 그리고 지지 날개들이 니들 바디와 베이스 필름을 연결하므로, 몰드로부터 분리되거나 피부에 침투하는 과정에서 마이크로 니들의 파손이 예방될 수 있다. 또한, 니들 바디가 제1영역, 최대 반경 영역을 갖는 제2영역, 그리고 팁이 형성된 제3영역으로 이루짐에 따라 충분한 양의 약물이 탑재될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마이크로 니들을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 실시 예에 따른 마이크로 니들의 최적화된 크기를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 마이크로 니들을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 9은 몰드를 이용하여 마이크로 구조체를 제조하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 구조체를 피부에 삽입하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 13과 14는 본 발명의 실시 예에 따른 니들 바디의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 니들 바디와 베이스 필름을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지지 날개의 단면을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지지 날개들의 배치를 나타내는 단면도이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따라 제작된 마이크로 구조체와 마이크로 니들을 나타내는 이미지이다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 구조체를 피부에 침투시켜 약물을 주입하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 20은 비교 예에 따른 마이크로 구조체를 피부에 침투시켜 약물을 주입하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 마이크로 니들을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 실시 예에 따른 마이크로 니들의 최적화된 크기를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 마이크로 니들을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 9은 몰드를 이용하여 마이크로 구조체를 제조하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 구조체를 피부에 삽입하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 13과 14는 본 발명의 실시 예에 따른 니들 바디의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 니들 바디와 베이스 필름을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지지 날개의 단면을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지지 날개들의 배치를 나타내는 단면도이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따라 제작된 마이크로 구조체와 마이크로 니들을 나타내는 이미지이다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 구조체를 피부에 침투시켜 약물을 주입하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 20은 비교 예에 따른 마이크로 구조체를 피부에 침투시켜 약물을 주입하는 과정을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 마이크로 구조체는 약물을 탑재하여 신체 피부를 통해 약물을 전달할 수 있다.
약물은 광의의 개념을 의미하며, 협의의 치료 목적의 치료제뿐만 아니라, 에너지, 나노 성분, 미용 성분(예컨대, 주름개선제, 피부노화 억제제 및 피부 미백제), 세포 배양액 등을 모두 포함한다.
구체적으로, 상기 치료제로는 화학약물, 단백질/펩타이드의 약, 펩타이드의 약，유전자 치료용 핵산 분자 등을 포함한다.
예를 들어, 치료제는 항염증제, 진통제, 항관절염제, 진경제, 항우울증제, 항정신병약물, 신경안정제, 항불안제, 마약길항제, 항파킨스질환 약물, 콜린성 아고니스트, 항암제, 항혈관신생억제제, 면역억제제, 항바이러스제, 항생제, 식욕억제제, 진통제, 항콜린제, 항히스타민제, 항편두통제, 호르몬제, 관상혈관, 뇌혈관 또는 말초혈관 확장제, 피임약, 항혈전제, 이뇨제, 항고혈압제, 심혈관질환 치료제 등을 포함할 수 있다.
특히, 단백질/펩타이드 의약은 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달단백질 또는 그 일부분, 항체 또는 그 일부분, 단쇄항체, 결합단백질 또는 그 결합도메인, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액 응고 인자 및 백신 등을 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 단백질/펩타이드 의약은 인슐린, IGF-1(insulin-like growth factor 1), 성장호르몬, 에리쓰로포이에틴, G-CSFs (granulocyte-colony stimulating factors), GM-CSFs(granulocyte/macrophagecolony stimulating factors), 인터페론 알파, 인터페론 베타, 인터페론 감마, 인터루킨-1 알파 및 베타, 인터루킨-3, 인터루킨-4, 인터루킨-6, 인터루킨-2, EGFs (epidermal growth factors), 칼시토닌(calcitonin), ACTH(adrenocorticotropic hormone), TNF (tumor necrosis factor), 아토비스반(atobisban), 부세레린(buserelin), 세트로렉릭스(cetrorelix), 데스로레린(deslorelin), 데스모프레신(desmopressin), 디노르핀 A(dynorphin A) (1-13), 엘카토닌(elcatonin), 엘레이도신(eleidosin), 엡티피바타이드(eptifibatide), GHRHII(growth hormone releasing hormone-II), 고나도레린(gonadorelin), 고세레린(goserelin), 히스트레린(histrelin), 류프로레린(leuprorelin), 라이프레신(lypressin), 옥트레오타이드(octreotide), 옥시토신(oxytocin), 피트레신(pitressin), 세크레틴(secretin), 신칼라이드(sincalide), 테르리프레신(terlipressin), 티모펜틴(thymopentin), 티모신(thymosine) α1, 트리프토레린(triptorelin), 바이발리루딘(bivalirudin), 카르베토신(carbetocin), 사이클로스포린, 엑세딘(exedine), 란레오타이드(lanreotide), LHRH (luteinizing hormone-releasing hormone), 나파레린(nafarelin), 부갑상선 호르몬, 프람린타이드(pramlintide), T-20(enfuvirtide), 타이말파신(thymalfasin) 및 지코노타이드를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로 구조체는 피부 조직에 삽입 후 자가 인터로킹(self-interlocking)되므로, 생체적합성 또는 생분해성 물질로 제조될 수 있다. 생체적합성 또는 생분해성 물질은 실질적으로 인체에 독성이 없고 화학적으로 불활성이며 면역원성이 없는 물질로, 최종적으로 체내 침투 후 용해되는 이점을 가진다.
이러한 생체적합성 물질의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 히알루론산, 폴리에스테르, 폴리하이드록시알카노에이트(PHAs), 폴리(α-하이드록시액시드), 폴리(β-하이드록시액시드), 폴리(3-하이드로식부티레이트-co-발러레이트; PHBV), 폴리(3-하이드록시프로프리오네이트; PHP), 폴리(3-하이드록시헥사노에이트; PHH), 폴리(4-하이드록시액시드), 폴리(4-하이드록시부티레이트), 폴리(4-하이드록시발러레이트), 폴리(4-하이드록시헥사노에이트), 폴리(에스테르아마이드), 폴리카프로락톤, 폴리락타이드, 폴리글리코라이드, 폴리(락타이드-co-글리코라이드; PLGA), 폴리디옥사논, 폴리오르토에스테르, 폴리에테르에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리(글리콜산-co-트리메틸렌 카보네이트), 폴리포스포에스테르, 폴리포스포에스테르 우레탄, 폴리(아미노산), 폴리사이아노아크릴레이트, 폴리(트리메틸렌 카보네이트), 폴리(이미노카보네이트), 폴리(타이로신 카보네이트), 폴리카보네이트, 폴리(타이로신 아릴레이트), 폴리알킬렌 옥살레이트, 폴리포스파젠스, PHA-PEG, 에틸렌 비닐 알코올 코폴리머(EVOH), 폴리우레탄, 실리콘, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리이소부틸렌과 에틸렌-알파올레핀 공중합체, 스틸렌-이소브틸렌-스틸렌 트리블록 공중합체, 아크릴 중합체 및 공중합체, 비닐 할라이드 중합체 및 공중합체, 폴리비닐 클 로라이드, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 메틸 에테르, 폴리비닐리덴 할라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리플루오로알켄, 폴리퍼플루오로알켄, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 케톤, 폴리비닐아로마틱스, 폴리스틸렌, 폴리비닐 에스테르, 폴리비닐 아세테이트, 에틸렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 아크릴로니트릴-스틸렌 공중합체, ABS 수지와 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아마이드, 알키드 수지, 폴리옥시메틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴산-co-말레산, 키토산, 덱스트란, 셀룰로오스, 헤파린, 알기네이트, 이눌린, 녹말 또는 글리코겐을 사용할 수 있고, 히알루론산, 폴리에스테르, 폴리하이드록시알카노에이트(PHAs), 폴리(α-하이드록시액시드), 폴리(β-하이드록시액시드), 폴리(3-하이드로식부티레이트-co-발러레이트; PHBV), 폴리(3-하이드록시프로프리오네이트; PHP), 폴리(3-하이드록시헥사노에이트; PHH), 폴리(4-하이드록시액시드), 폴리(4-하이드록시부티레이트), 폴리(4-하이드록시발러레이트), 폴리(4-하이드록시헥사노에이트), 폴리(에스테르아마이드), 폴리카프로락톤, 폴리락타이드, 폴리글리코라이드, 폴리(락타이드-co-글리코라이드; PLGA), 폴리디옥사논, 폴리오르토에스테르, 폴리에테르에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리(글리콜산-co-트리메틸렌 카보네이트), 폴리포스포에스테르, 폴리포스포에스테르우레탄, 폴리(아미노산), 폴리사이아노아크릴레이트, 폴리(트리메틸렌 카보네이트), 폴리(이미노카보네이트), 폴리(타이로신 카보네이트), 폴리카보네이트, 폴리(타이로신 아릴레이트), 폴리알킬렌 옥살레이트, 폴리포스파젠스, PHAPEG, 키토산, 덱스트란, 셀룰로오스, 헤파린, 알기네이트, 이눌린, 녹말 및 글리코겐으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 마이크로 구조체가 생체 적합성 또는 생분해성 물질이 탑재된 솔리드형 마이크로 니들인 경우, 약물을 추가적으로 탑재할 수 있다. 상기 약물은 광의의 개념을 의미하며, 협의의 치료 목적의 치료제뿐만 아니라, 에너지, 나노 성분, 미용 성분(예컨대, 주름개선제, 피부노화 억제제 및 피부 미백제), 세포 배양액 등을 모두 포함한다.
아래에서는, 자가 인터로킹이 가능한 마이크로 구조체의 다양한 실시 예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 구조체를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 마이크로 니들을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 마이크로 구조체(10)는 베이스 필름(100)과 마이크로 니들(200)을 포함한다.
베이스 필름(100)은 두께가 얇은 필름으로, 소정 너비로 제공된다. 베이스 필름(100)은 원형 또는 다각 형상의 필름으로 제공될 수 있다.
마이크로 니들(200)은 베이스 필름(100)의 일 면에 복수 개 형성되며, 피부에 침투 가능하고, 자가 인터로팅이 가능한 구조로 제공된다. 마이크로 니들(200)은 니들 바디(210)와 지지 날개(250)를 포함한다.
니들 바디(210)는 베이스 필름(100)의 일 면으로부터 소정 높이로 돌출된다. 구체적으로, 니들 바디(210)는 제1 내지 제3영역(211 내지 213)을 갖는다. 제1영역(211)은 베이스 필름(100)의 일 면과 결합하는 영역으로 제1너비(w1)를 갖는다. 제2영역(212)은 제1영역(211)으로부터 연장되며, 제1영역(211)으로부터 멀어질수록 너비가 점차 증가한다. 제2영역(212)의 단면 중 최대 너비는 제1너비(w1)보다 큰 제2너비(w2)를 갖는다. 제3영역(213)은 제2영역(212)으로부터 연장되며, 그 끝단으로 갈수록 너비가 점차 감소한다. 제3영역(213)의 끝단은 뾰족한 팁(tip)을 형성한다. 제2영역(212)과 제3영역(213)이 연결되는 연결 영역(215)은 외주면이 곡면으로 제공된다.
지지 날개(250)는 얇은 두께로 복수 개 형성되며, 니들 바디(210)를 둘레를 따라 서로 이격하여 배치된다. 지지 날개(250)들은 니들 바디(210)를 중심으로 동일한 사이 각으로 배치될 수 있다. 지지 날개(250)는 니들 바디(210)를 중심으로 서로 대칭되어 배치될 수 있다. 본 실시 예에서는, 지지 날개(250)가 4개 형성되며, 니들 바디(210)를 기준으로 90도의 사이각으로 배치되는 것을 예를 들어 설명한다. 그러나, 지지 날개(250)의 개수 및 배치는 이에 국한되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.
지지 날개(250)는 니들 바디(210)의 외측면과 베이스 필름(100)을 연결한다. 지지 날개(250)는 니들 바디(210)의 중심으로부터 멀어질수록 두께가 점차 감소하고, 상단으로부터 베이스 필름(100)과 연결된 하단으로 갈수록 점차 두께가 증가한다. 이에 의해, 지지 날개(250)는 삼각형의 단면을 가질 수 있다.
실시 예에 의하면, 지지 날개(250)는 제2영역(212)과 제1영역(211)의 사이 구간에 제공될 수 있다. 즉, 지지 날개(250)의 상단은 제2영역(212)의 최대 너비 영역과 동일한 높이에 위치하고, 하단은 베이스 필름(100)과 연결된다. 그리고, 지지 날개(250)의 하단과 베이스 필름(100)이 연결되는 연결 영역(251)은 그 끝단부가 상부에서 바라볼 때, 제2영역(212)의 최대 너비의 외곽 모서리부와 동일 선상에 위치할 수 있다.
도 3은 도 2의 실시 예에 따른 마이크로 니들의 최적화된 크기를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 니들 바디(210)의 높이는 100um 내지 2,000um를 가지고, 제2영역(212)의 높이(h2)는 50um 내지 1,000um를 가지고, 제3영역(213)의 높이(h3)는 50um 내지 1,000um를 가질 수 있다. 그리고 제1영역(212)의 폭 방향 길이(w1)는 50um 내지 750um를 가지고, 제2영역(212)의 폭 방향 최대 너비(w2)는 51um 내지 900um를 가질 수 있다. 제3영역(213)은 제2영역(212)으로부터 끝단까지의 중간 영역에서 폭 방향 너비(w3)가 10um 내지 500um을 가질 수 있다. 제3영역(213)의 팁 각도(θ)는 10도 내지 60도를 가질 수 있다.
지지 날개(250)는 50um 내지 1,000um의 높이를 가지고, 베이스 필름(100)과 연결되는 하단(251)의 너비가 10um 내지 750um로 제공될 수 있다. 하나의 지지 날개(250)의 끝단에서, 지지 바디(210)의 반대 편에 위치하는 다른 하나의 지지 날개(250)의 끝단까지의 너비는 60um 내지 1,500um일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로 구조체를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 마이크로 니들을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 마이크로 구조체의 지지 날개(250)는 하단의 길이가 도 2에 도시한 지지 날개(250)보다 크게 제공될 수 있다. 이에 의해, 지지 날개(250)와 베이스 필름(100)이 연결되는 영역의 길이는 제2영역(212)의 최대 반경보다 크게 제공될 수 있다. 그리고 지지 날개(250)의 외곽 모서리는 제3영역(213)의 경사면과 동일한 각도로 연장될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 지지 날개(250)와 베이스 필름(100)이 연결되는 영역의 끝단은 상부에서 바라볼 때, 제2영역(212)의 최대 너비의 내측에 위치할 수 있다. 그리고 지지 날개(250)의 외곽 모서리는 하단으로 갈수록 니들 바디(210)의 중심축에 인접하도록 내측으로 하향 경사지게 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 지지 날개(250)의 상단은 제2영역(212)의 최대 반경 영역보다 낮게 위치할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 지지 날개(250)는 니들 바디(210)의 팁 영역에서 연장되어 베이스 필름(100)과 연결된다. 이로 인해, 지지 날개(250)의 상단에서부터 하단까지의 높이는 니들 바디(210)의 높이와 동일하다. 그리고, 지지 날개(250)와 베이스 필름(100)이 연결되는 영역의 길이는 제2영역(212)의 최대 반경보다 크게 제공된다.
상술한 바와 같이, 지지 날개(250)들은 다양한 크기 및 니들 바디(210)와의 결합 관계로 제조될 수 있다.
도 9은 몰드를 이용하여 마이크로 구조체를 제조하는 과정을 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 구조체를 피부에 삽입하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 지지 날개(250)는 니들 바디(210)와 베이스 필름(10)의 결합 강도를 높인다. 때문에, 몰드(50)로부터 마이크로 구조체(10)를 분리하는 과정에서 니들 바디(210)의 파손 없이 안정적으로 마이크로 구조체(10)가 분리될 수 있다. 또한, 베이스 필름(10)을 손가락(60)으로 눌러 니들 바디(210)를 피부(70)에 침투시키는 과정에서, 지지 날개(250)의 지지로 인하여 파손 없이 안정적으로 니들 바디(210)가 피부(70)에 삽입될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 니들 바디(210)의 제2영역(212)과 제3영역(213)은 동일한 높이(h2, h3)를 갖는다. 그리고, 지지 날개(250)는 제2영역(212)과 제1영역(211)의 사이 구간에 제공된다. 실시 예에 의하면, 지지 날개(250)의 상단은 제2영역(212)의 최대 반경 영역보다 낮게 위치한다. 지지 날개(250)와 베이스 필름(100)이 연결되는 영역의 끝단은, 상부에서 바라볼 때 제2영역(212)의 최대 반경 영역 외측으로 돌출된다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 니들을 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 니들 바디(210)의 제2영역(212)은 그 높이가 제3영역(213)에 비해 크게 형성된다. 이로 인해, 제3영역(213)은 도 3에 도시한 니들 바디(210)의 제3영역(213)에 비해 큰 팁 각도를 갖는다.
도 1 내지 도 12에서 설명한 마이크로 구조체는 니들 바디(210)의 제2영역(212) 중 최대 반경 영역의 높이가 서로 상이하게 제공된다. 도 1 내지 도 10에서 설명한 제2영역(212)의 최대 반경 영역의 높이는 제3영역(213)의 높이보다 작게 제공되고, 도 11에서 설명한 제2영역(212)의 최대 반경 영역의 높이는 제3영역(213)의 높이와 동일하게 제공되고, 도 12에서 설명한 제2영역(212)의 최대 반경 영역의 높이는 제3영역(213)의 높이보다 크게 제공된다. 이러한 제2영역(212)의 최대 반경 영역의 다양한 높이는 마이크로 니들(200)이 인터로킹될 수 있는 피부층 깊이와 비례하므로, 타켓 피부층에 맞춰 약물을 방출할 수 있다.
도 13과 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 니들 바디의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 니들 바디(210)는 제3영역(213a 내지 213d)이 원뿔, 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔 등 다양한 형상과 크기로 제공될 수 있다. 이러한 니들 바디(210)의 다양한 형상은 약물의 전달 양과 전달 패턴에 따라 선택될 수 있다.
도 14를 참조하면, 도 13의 니들 바디가 제2영역(212a 내지 212d)과 제3영역(213a 내지 213d)이 소정 각도로 연결되는 것과 달리, 도 14의 니들 바디는 제2영역(212a 내지 212d)과 제3영역(213a 내지 213d)의 연결 영역에 필렛(214a 내지 214d)이 형성될 수 있다. 필렛(214a 내지 214d)은 니들 바디의 제2영역(212a 내지 212d)과 제3영역(213a 내지 213d)을 곡면으로 연결한다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 니들 바디와 베이스 필름을 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위하여, 지지 날개는 도시하지 않았다.
도 15를 참조하면, 니들 바디(210)와 베이스 필름이 연결되는 제1영역(211)에는 니들 바디(210)의 둘레를 따라 필렛(fillet, 211a)이 형성될 수 있다. 필렛(211a)은 니들 바디(210)와 베이스 필름(100)의 연결 영역을 보강하여 상술한 지지 날개(250)들과 함께 마이크로 니들(200)의 강도를 향상시킬 수 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지지 날개의 단면을 나타내는 도면이다. 이하, 설명의 편의를 위하여 지지 바디(210)의 제1영역(211)의 일 측에 형성된 지지 날개(250)를 제1지지 날개(250a)라 하고, 타 측에 형성된 지지 날개(250)를 제2지지 날개(250b)라 한다.
제1 및 제2 지지 날개(250a, 250b)의 단면은 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 실시 예에 의하면, 제1 및 제2 지지 날개(250a, 250b)의 단면은 삼각형, 사각형, 오각형을 가질 수 있다. 제1 및 제2 지지 날개(250a, 250b)의 형상과 크기는 피부층의 두께, 피부층의 단단함 등 피부의 삽입 부위에 따라 선택될 수 있다.
일 예에 의하면, 제1 및 제2 지지 날개(250a, 250b)는 제1영역(211)을 기준으로 대칭될 수 있다.
다른 예에 의하면, (C)와 같이, 제1 및 제2 지지 날개(250a, 250b)는 제1영역(211)을 기준으로 비대칭 될 수 있다. 구체적으로, 제2지지 날개(250b)는 제1지지 날개(250q)보다 두께가 두꺼울 수 있다. 이는 마이크로 구조체(10)가 몰드(50)에서 분리되거나, 피부(70)에 삽입되는 과정에서 니들 바디(210)에 가해지는 하중 방향에 따라 어느 하나의 지지 날개(250b)가 다른 하나의 지지 날개(250a)보다 두껍게 형성되어 니들 바디(210)를 안정적으로 지지할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지지 날개들의 배치를 나타내는 단면도이다.
도 17을 참조하면, 지지 날개(250)는 니들 바디(210)의 형상 및 크기에 따라 최소 2개 이상 제공될 수 있으며, 다양한 개수로 니들 바디(210)를 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따라 제작된 마이크로 구조체와 마이크로 니들을 나타내는 이미지이고, 도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 구조체를 피부에 침투시켜 약물을 주입하는 과정을 나타내는 도면이고, 도 20은 비교 예에 따른 마이크로 구조체를 피부에 침투시켜 약물을 주입하는 과정을 나타내는 도면이다. 비교 예에 따른 마이크로 구조체(20)는 원뿔 형상의 마이크로 니들이 사용되었다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 니들 바디(210)의 형상과 지지 날개(250)들로 인해, 베이스 필름(100)이 피부(70)에 밀착되도록 마이크로 니들(200)이 삽입될 수 있다. 그리고 마이크로 니들(200)이 피부(70)에 인터로킹되므로, 마이크로 구조체(10)는 피부와의 밀착 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 마이크로 구조체(10)의 삽입 후 약 30분 경과하면, 약물이 피부에 침투하여 마이크로 구조체(10)가 완전 분해되는 것을 확인할 수 있다.
반면, 도 20을 참조하면, 원뿔 형상의 마이크로 니들은 피부(70)의 침투력이 약하고, 침투된 상태, 즉 인터로킹이 안정적으로 유지되지 못해 베이스 필름이 피부에 완전 밀착되지 못한다. 때문에, 30분이 경과 후에도, 마이크로 구조체(20)는 마이크로 니들과 베이스 필름이 그대로 남아 있어 약물의 피부 침투 효율이 낮음을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10: 마이크로 구조체
100: 베이스 필름
200: 마이크로 니들
210: 니들 바디
250: 지지 날개
100: 베이스 필름
200: 마이크로 니들
210: 니들 바디
250: 지지 날개
Claims (12)
- 베이스 필름; 및
상기 베이스 필름의 일 면에 형성된 복수 개의 마이크로 니들을 포함하되,
상기 마이크로 니들은
니들 바디; 및
상기 니들 바디를 중심으로 복수 개 배치되어 상기 니들 바디의 외측면과 상기 베이스 필름을 연결하며, 상기 니들 바디보다 얇은 두께를 가지는 지지 날개들을 포함하는 마이크로 구조체. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지 날개들은 상기 니들 바디의 중심을 축으로 대칭되는 마이크로 구조체. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지 날개들은 상기 니들 바디의 중심으로부터 멀어질수록 두께가 점차 감소하는 마이크로 구조체. - 제 1 항에 있어서,
상기 니들 바디는
상기 베이스 필름과 결합하는 제1영역;
상기 제1영역으로부터 연장되며, 상기 제1영역으로부터 멀어질수록 너비가 점차 증가하는 제2영역; 및
상기 제2영역으로부터 연장되며, 그 끝단으로 갈수록 너비가 점차 작아지는 제3영역을 포함하며,
상기 지지 날개들 각각은 상기 제1영역과 상기 제2영역의 사이 구간에 제공되는 마이크로 구조체. - 제 4 항에 있어서,
상기 지지 날개와 상기 베이스 필름이 연결되는 영역의 끝단은, 상부에서 바라볼 때 상기 제2영역의 최대 반경 영역의 내측에 위치하는 마이크로 구조체. - 제 4 항에 있어서,
상기 지지 날개와 상기 베이스 필름이 연결되는 영역의 끝단은, 상부에서 바라볼 때 상기 제2영역의 최대 반경 영역과 동일 선상에 위치하는 마이크로 구조체. - 제 4 항에 있어서,
상기 지지 날개와 상기 베이스 필름이 연결되는 영역의 끝단은, 상부에서 바라볼 때 상기 제2영역과 최대 반경 영역의 외측에 위치하는 마이크로 구조체. - 제 4 항에 있어서,
상기 제2영역과 상기 제3영역의 연결 영역은 외주면이 곡면으로 제공되는 마이크로 구조체. - 제 1 항에 있어서,
상기 니들 바디는
상기 베이스 필름과 결합하는 제1영역;
상기 제1영역으로부터 연장되며, 상기 제1영역으로부터 멀어질수록 너비가 점차 증가하는 제2영역; 및
상기 제2영역으로부터 연장되며, 그 끝단으로 갈수록 너비가 점차 작아지는 제3영역을 포함하며,
상기 지지 날개들 각각은 상기 제3영역의 끝단으로부터 아래로 연장되어 상기 베이스 필름과 연결되는 마이크로 구조체. - 제 9 항에 있어서,
상기 지지 날개와 상기 베이스 필름이 연결되는 연결 영역은 상기 제2영역의 최대 반경보다 큰 마이크로 구조체. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지 날개는,
상기 니들 바디의 일 측에 위치하는 제1지지 날개(250); 및
상기 니들 바디를 중심으로 상기 제1지지 날개의 반대 편에 위치하는 제2지지 날개를 포함하되,
상기 제1지지 날개와 상기 제2지지 날개는 상이한 두께를 갖는 마이크로 구조체. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지 날개들은 그 상단으로부터 상기 베이스 필름에 인접한 하단으로 갈수록 두께가 점차 증가하는 마이크로 구조체.
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2021
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2003501163A (ja) * | 1999-06-09 | 2003-01-14 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | 皮内用刃状ミクロ針構造体 |
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