KR20220169088A - magnetic patch capable of ultrasonic stimulation and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 피부에 부착하는 자성 패치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 체내 자성 세포에 초음파 자극을 전달하며, 자성 세포의 위치를 고정할 수 있는 초음파 자극이 가능한 자성 패치 및 그 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic patch attached to the skin, and more particularly, to a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation capable of delivering ultrasonic stimulation to magnetic cells in the body and fixing the position of magnetic cells, and a manufacturing method thereof.
일반적으로 관절염 치료를 위해 관절의 연골을 보존 및 재생시키는 세포치료법이 널리 사용되고 있다. 하지만 복잡한 관절 병변부의 위치, 관절액 등의 생체환경으로 인해 세포치료제의 병변부 부착 및 관절내 유지가 매우 어려워 세포치료의 효율이 매우 낮은 편이다. In general, cell therapy for preserving and regenerating joint cartilage for the treatment of arthritis is widely used. However, due to the complex location of joint lesions and the bioenvironment such as joint fluid, it is very difficult to attach the cell therapy to the lesion and maintain it within the joint, and the efficiency of cell therapy is very low.
따라서 최근에는 이러한 기존 세포치료법의 한계를 극복하기 위한 방법으로써 줄기 또는 연골 세포를 자성 마이크로 또는 나노 로봇에 탑재한 자성세포치료제가 개발되고 있다. 이러한 자성세포치료제는 관절 수술 중에 외부 자기장을 사용하여 세포치료제의 방향 및 속도를 제어하여 원하는 병변까지 효과적으로 도달할 수 있기 때문에 기존 세포치료제 대비하여 효율이 높다는 장점이 있다.Therefore, recently, as a method for overcoming the limitations of these conventional cell therapy methods, magnetic cell therapy products in which stem or cartilage cells are mounted on magnetic micro or nano robots have been developed. These magnetic cell therapy products have the advantage of higher efficiency compared to existing cell therapy products because they can effectively reach the desired lesion by controlling the direction and speed of the cell therapy agent using an external magnetic field during joint surgery.
도 1 및 2를 참조하면, 종래에는 영구자석을 이용하여 신체 내에 유입된 자성 마이크로/나노 로봇의 위치를 고정시켰다. Referring to FIGS. 1 and 2, conventionally, the position of the magnetic micro/nano robot introduced into the body is fixed using a permanent magnet.
그러나, 종래기술은 시술 중 무거운 영구자석을 통해 자기장을 제어하기 때문에 자기장 제어가 비효율적이고 시술 후에도 환자가 무거운 자석을 관절에 부착하고 다녀야 된다는 문제가 있었다.However, since the prior art controls the magnetic field through a heavy permanent magnet during the procedure, there is a problem that the magnetic field control is inefficient and the patient has to attach the heavy magnet to the joint after the procedure.
또한, 종래의 초음파 트랜스듀서 소자들은 단결정을 사용하기 때문에 재료적으로 높은 비용을 차지하며, 어레이를 제작하기 위해 단결정을 조각내어 패턴화하는 공정이 필수적이기 때문에 어레이의 낮은 집적도와 대량 생산이 어렵다는 한계점이 존재했다. 또한, 본 발명이 목적으로 하고 있는 초음파 자극 측면에서는 효율적인 초음파 발진을 통한 높은 초음파 발생 특성을 확보해야 하는데, Cavity를 포함하고 있지 않아 효과적으로 Membrane의 진동을 이끌어내기 어려운 문제가 있었다.In addition, since conventional ultrasonic transducer elements use a single crystal, they occupy a high material cost, and since a process of carving out and patterning a single crystal in order to manufacture an array is essential, low integration and mass production of the array are difficult. this existed In addition, in terms of ultrasonic stimulation, which is the object of the present invention, it is necessary to secure high ultrasonic generation characteristics through efficient ultrasonic oscillation, but it is difficult to effectively induce vibration of the membrane because it does not contain a cavity.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 환자의 신체부위에 부착되어 자성세포치료제의 고정뿐만 아니라 초음파 자극 기능을 통해 관절 내 고정되어 있는 줄기 또는 연골세포의 성장 및 분화를 촉진시킬 수 있는 초음파 자극이 가능한 자성 패치 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and can promote the growth and differentiation of stem or chondrocytes fixed in the joint through the ultrasonic stimulation function as well as the fixation of magnetic cell therapy by being attached to the body part of the patient. An object of the present invention is to provide a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation and a method for manufacturing the same.
또한, 우수한 성능을 지닌 패치형 초음파 어레이 제작과 치료제 고정을 위한 자성층 준비, 그리고 두 소자를 결합하여 자성 세포의 위치 고정 및 초음파 세포 자극 효과를 동시에 실현 하는 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose is to fabricate a patch-type ultrasound array with excellent performance, prepare a magnetic layer for fixing a therapeutic agent, and realize the position fixation of magnetic cells and the effect of ultrasonic cell stimulation at the same time by combining the two devices.
본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치는, 압전층, 압전층의 일면에 형성되는 제1전극 및 압전층의 타면에 형성되는 제2전극을 포함하는 초음파 어레이 및 상기 초음파 어레이의 일측에 적층되고, 자성체로 이루어지는 자성층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.A magnetic patch capable of ultrasonic stimulation according to the present invention is a piezoelectric layer, an ultrasonic array including a first electrode formed on one surface of the piezoelectric layer and a second electrode formed on the other surface of the piezoelectric layer, and stacked on one side of the ultrasonic array, , It may be characterized in that it comprises a magnetic layer made of a magnetic material.
더 나아가, 상기 제1전극 또는 상기 제2전극은, 복수개의 전극이 서로 이격되어 패턴을 이루고, 상기 복수개의 전극이 서로 연결될 수 있다.Furthermore, the first electrode or the second electrode may form a pattern in which a plurality of electrodes are spaced apart from each other, and the plurality of electrodes may be connected to each other.
이때, 상기 압전층은, 상기 패턴을 이루는 상기 제1전극 또는 상기 제2전극에 대응되는 위치가 침강되어 형성되는 배치홈을 더 포함하여 이루어질 수 있다.In this case, the piezoelectric layer may further include a disposition groove formed by sinking a position corresponding to the first electrode or the second electrode constituting the pattern.
더 나아가, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치는, 상기 초음파 어레이와 상기 자성층 사이에 적층되는 유연층을 더 포함하여 이루어질 수 있다.Furthermore, the magnetic patch capable of ultrasonic stimulation according to the present invention may further include a flexible layer stacked between the ultrasonic array and the magnetic layer.
이때, 상기 유연층은, 상기 압전층과 맞닿는 면에 패턴을 이루며 침강되어 형성되는 복수개의 진동홈을 더 포함하여 이루어질 수 있다.In this case, the flexible layer may further include a plurality of vibration grooves formed by being submerged in a pattern on a surface in contact with the piezoelectric layer.
더 나아가, 상기 초음파 어레이의 타면에 적층되는 접착층을 더 포함하여 이루어질 수 있다.Furthermore, it may further include an adhesive layer laminated on the other surface of the ultrasonic array.
본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치 제조 방법은, 제2전극을 준비하는 전극 준비 단계, 상기 제2전극의 일면에 압전층을 증착하는 압전층 적층 단계, 상기 압전층의 일면에 제1전극을 증착하여 초음파 어레이를 형성하는 어레이 준비 단계 및 상기 초음파 어레이의 일측에 자성층을 적층하는 자성층 적층 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.A method for manufacturing a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation according to the present invention includes an electrode preparation step of preparing a second electrode, a piezoelectric layer lamination step of depositing a piezoelectric layer on one surface of the second electrode, and a first electrode on one surface of the piezoelectric layer. It may be characterized in that it comprises an array preparation step of forming an ultrasonic array by depositing and a magnetic layer stacking step of stacking a magnetic layer on one side of the ultrasonic array.
더 나아가, 상기 전극 준비 단계 또는 상기 어레이 준비 단계는, 복수개의 전극이 서로 이격되어 패턴을 이루되, 상기 복수개의 전극이 서로 연결되도록 상기 제1전극 또는 상기 제2전극을 형성시킬 수 있다.Furthermore, in the electrode preparation step or the array preparation step, a plurality of electrodes are separated from each other to form a pattern, and the first electrode or the second electrode may be formed such that the plurality of electrodes are connected to each other.
더 나아가, 상기 어레이 준비 단계 및 상기 자성층 적층 단계 사이에, 유연층을 준비하는 유연층 준비 단계 및 상기 초음파 어레이의 일면에 상기 유연층을 증착하는 유연층 증착 단계를 더 포함할 수 있다.Furthermore, between the array preparation step and the magnetic layer stacking step, a flexible layer preparation step of preparing a flexible layer and a flexible layer deposition step of depositing the flexible layer on one surface of the ultrasonic array may be further included.
이때, 상기 유연층 준비 단계 및 상기 유연층 증착 단계 사이에, 상기 유연층의 일면에 패턴을 이루며 침강되는 복수개의 진동홈을 형성시키는 진동홈 형성 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, between the flexible layer preparation step and the flexible layer deposition step, a vibration groove forming step of forming a plurality of vibration grooves which are precipitated in a pattern on one surface of the flexible layer may be further included.
더 나아가, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치 제조 방법은, 상기 초음파 어레이의 타면에 접착층을 적층하는 접착층 적층 단계를 더 포함할 수 있다.Furthermore, the method of manufacturing a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation according to the present invention may further include an adhesive layer stacking step of laminating an adhesive layer on the other surface of the ultrasonic array.
상기와 같은 구성을 통해 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치는, 무겁고 거대한 영구자석을 부착하고 생활할 필요가 없기 때문에 치료의 편의성 및 치료기간동안의 환자의 삶의 질을 크게 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.Through the above configuration, the magnetic patch capable of ultrasonic stimulation according to the present invention does not need to attach and live with a heavy and huge permanent magnet, so the convenience of treatment and the quality of life of patients during the treatment period can be greatly improved It works.
또한, 가볍고, 얇고, 부착하기 쉽기 때문에 특히 관절염 환자수의 대부분을 차지하고 있는 고령 환자의 치료를 도울 수 있다.In addition, since it is light, thin, and easy to attach, it can help treatment of elderly patients, who account for the majority of patients with arthritis.
또한, 본 발명에 탑재되어 있는 초음파 어레이를 통해 연골 재생을 위한 줄기 또는 연골세포의 성장 및 분화를 촉진하여 관절염 치료 회복기간 단축 및 손쉽고, 편리한 홈케어가 가능한 효과가 있다.In addition, by promoting the growth and differentiation of stems or cartilage cells for cartilage regeneration through the ultrasonic array mounted in the present invention, there is an effect of shortening the recovery period for arthritis treatment and enabling easy and convenient home care.
도 1은 종래의 영구자석을 이용한 자성 세포 고정 방법 실시예 1 사진
도 2는 종래의 영구자석을 이용한 자성 세포 고정 방법 실시예 2 간략도 및 사진
도 3은 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치 제1 및 제2 실시예 단면도
도 4는 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치 착용 제1 실시예 사시도
도 5는 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치 제2 실시예 분해 사시도
도 6은 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치 착용 제2 실시예 사시도
도 7은 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치 제조 방법 순서도1 is a photograph of Example 1 of a magnetic cell fixing method using a conventional permanent magnet
Figure 2 is a simplified view and photos of Example 2 of a magnetic cell fixing method using a conventional permanent magnet
3 is a cross-sectional view of first and second embodiments of magnetic patches capable of ultrasonic stimulation according to the present invention;
Figure 4 is a perspective view of a first embodiment of wearing a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation according to the present invention
5 is an exploded perspective view of a second embodiment of a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation according to the present invention;
6 is a perspective view of a second embodiment of wearing a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation according to the present invention;
7 is a flowchart of a method for manufacturing a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation according to the present invention
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail using the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to the usual or dictionary meaning, and the inventor appropriately uses the concept of the term in order to explain his/her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, since the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical ideas of the present invention, various alternatives may be used at the time of this application. It should be understood that variations may exist.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail using the accompanying drawings. Since the accompanying drawings are only examples shown to explain the technical idea of the present invention in more detail, the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)는, 압전층(110), 압전층(110)의 일면에 형성되는 제1전극(120) 및 압전층(110)의 타면에 형성되는 제2전극(130)을 포함하는 초음파 어레이(100) 및 상기 초음파 어레이(100)의 일측에 적층되고, 자성체로 이루어지는 자성층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 자성층은 Nb기반의 마이크로자석, 자성체가 패터닝 되어 형성되거나 전체가 자성체로 이루어질 수 있다.The magnetic layer may be formed by patterning a Nb-based micromagnet or a magnetic material, or may be entirely made of a magnetic material.
상기 초음파 어레이(100)는, 폴리머 기반의 상기 압전층(110)의 일면 및 타면에 각각 형성되는 상기 제1전극(120) 및 상기 제2전극(130)을 포함하여 이루어지고, 초음파를 생성하여 체내의 자성 세포를 자극함으로써 체내에 고정되어 있는 줄기 또는 연골 세포의 성장 및 분화를 촉진시켜 치료 효과를 향상시킬 수 있다. 상기 초음파 어레이(100)는 압전 세라믹 또는 pMUT(Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers)로 이루어질 수 있다.The
상기 자성층은 자성체로 이루어지며, 체내의 자성 세포를 관절 또는 치료가 필요한 부위에 안정적으로 고정시킬 수 있다.The magnetic layer is made of a magnetic material, and can stably fix magnetic cells in the body to a joint or an area in need of treatment.
상기 초음파 어레이(100)와 상기 자성층을 포함하여 이루어지는 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)는 도 4와 같이, 치료가 필요한 부위에 장착되어 위치가 고정될 수 있다.As shown in FIG. 4 , the
따라서, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)는, 신체부위에 부착 가능한 패치형 자성 구조물(자석)과 초음파 트랜스듀서가 합하여진 어레이로서, 자성층을 이용해서 자성세포치료제를 관절 내에 안정적으로 고정시킬 수 있으며, 초음파 어레이(100)를 이용하여 세포자극을 통해 세포의 기능을 향상시켜 의료적 도움을 줄 수 있는 일체형 웨어러블 기기이다. Therefore, the
본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)를 적용하는 일예로, 퇴행성 무릎 관절염 수술 후, 자성 나노 또는 마이크로 파티클과 결합된 줄기/연골세포를 자성층의 자기장을 이용하여 안정적으로 관절 내에 고정시킬 수 있으며, 동시에 초음파 어레이(100)를 이용한 초음파 자극을 통해 줄기 또는 연골 세포 성장을 촉진하여 회복기간을 단축시킬 수 있다.As an example of applying the
종래의 경우, 환자가 대형 영구자석을 관절에 부착하고 다니거나, 영구자석이 있는 병원 등 움직이기 어려운 상황에서만 자기장을 이용하여 자성 세포치료제를 자기장으로 고정할 수 있었으나, 본 발명은 외부 장치 또는 외부 힘 없이, 상기 자성층이 피부에 부착된 상태로 위치가 유지될 수 있다.In the past, magnetic cell therapy products could be fixed with a magnetic field using a magnetic field only in situations where it is difficult for a patient to move by attaching a large permanent magnet to a joint or in a hospital with a permanent magnet. Without force, the position can be maintained with the magnetic layer attached to the skin.
따라서, 본 발명의 경우, 무겁고 거대한 영구자석을 부착하고 생활할 필요가 없기 때문에 치료의 편의성 및 치료기간동안의 환자의 삶의 질을 크게 향상 시킬 수 있고, 가볍고, 얇고, 부착하기 쉽기 때문에 특히 관절염 환자수의 대부분을 차지하고 있는 고령 환자의 치료를 도울 수 있다.Therefore, in the case of the present invention, since there is no need to attach and live with a heavy and huge permanent magnet, the convenience of treatment and the quality of life of the patient during the treatment period can be greatly improved. It can help the treatment of elderly patients, who account for the majority of the number of patients.
또한, 본 발명에 탑재되어 있는 초음파 어레이(100)를 통해 연골 재생을 위한 줄기 또는 연골세포의 성장 및 분화를 촉진하여 관절염 치료 회복기간 단축 및 손쉽고, 편리한 홈케어가 가능한 효과가 있다.In addition, by promoting the growth and differentiation of stems or cartilage cells for cartilage regeneration through the
이때, 상기 제1전극(120) 또는 상기 제2전극(130)은 복수개의 전극(121)이 서로 이격되어 패턴을 이루고, 상기 복수개의 전극(121)이 서로 연결되어 형성될 수 있다.At this time, the
또한, 상기 압전층(110)은, 상기 패턴을 이루는 상기 제1전극(120) 또는 상기 제2전극(130)에 대응되는 위치가 침강되어 형성되는 배치홈(111)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the
도 3(a) 및 도 5를 참조하면, 상기 제1전극(120)은 상기 압전층(110)의 일면에 형성되되, 복수개의 전극(121)이 서로 이격되어 패턴을 이루는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 3(a) and 5, the
또한, 복수개의 전극(121)은 서로 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 압전층(110)의 일면에는 상기 배치홈(111)이 형성되어 상기 제1전극(120)을 이루는 복수개의 전극(121)이 삽입될 수 있다.In addition, it is preferable that the plurality of
도 3(b)를 참조하면, 상기 제2전극(130)은 상기 압전층(110)의 일면에 형성되되, 복수개의 전극(121)이 서로 이격되어 패턴을 이루는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이때, 복수개의 전극(121)은 서로 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3(b), the
또한, 복수개의 전극(121)은 서로 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 압전층(110)의 일면에는 상기 배치홈(111)이 형성되어 상기 제2전극(130)을 이루는 복수개의 전극(121)이 삽입될 수 있다.In addition, it is preferable that the plurality of
상기 제1전극(120) 또는 제2전극(130)을 이루는 복수개의 전극(121)이 상기 배치홈(111)에 삽입되며, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)의 전체적인 두께가 감소되고, 상기 배치홈(111)이 형성된 만큼 무게가 감소하여, 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)가 크기 또는 무게로 인하여 신체로부터 탈락되거나 위치가 변경되는 것을 줄일 수 있다.A plurality of
더 나아가, 상기 초음파 어레이(100)와 상기 자성층 사이에 적층되는 유연층(300)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 유연층(300)은 유연성을 가지며 변형에 자유로운 절연 소재가 적용되는 것이 바람직하다. 상기 유연층(300)에 의해 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)는 굴곡진 신체 부위에도 착용 또는 부착이 용이할 수 있다.Furthermore, a
이때, 상기 유연층(300)은 상기 압전층(110)과 맞닿는 면에 패턴을 이루며 침강되어 형성되는 복수개의 진동홈(310)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 복수개의 진동홈(310)은 상기 제1전극(120)이 복수개의 전극(121)으로 이루어지는 경우, 상기 복수개의 전극(121)의 형성 위치에 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 상기 복수개의 전극(121)에서 발생하는 진동이 각각 상기 진동홈(310)에서 진동하며 초음파 발생이 더욱 극대화 되는 효과가 있다. 자세히 설명하면, 본 발명에 따라 전극/압전층/전극으로 이루어진 초음파 어레이(100)에 전기적신호(Vac)를 인가하였을 때, 진동이 발생하는데, 이때, 상기 진동홈(310)에서 진동이 발생되어 위, 아래로 공진을 하게 되어 효율적으로 공진할 수 있다. 따라서, 본 발명의 경우, Cavity를 포함한 효율적인 Membrane 설계가 가능하다.At this time, the
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)는 치료 부위를 감싸며 신체에 착용될 수 있는 형태로 이루어질 수 있고, 장착되는 위치에 따라 다양한 크기와 형상으로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
도 5 내지 6을 참조하면, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)는 상기 초음파 어레이(100)의 타면에 적층되는 접착층(400)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 5 and 6, the
따라서, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)는 상기 접착층(400)에 의해 피부에 부착되어 위치가 고정될 수 있다. 이때, 상기 접착층(400)은 피부로부터 탈착 및 부착이 용이한 성분으로 이루어질 수 있으며, 상기 초음파 어레이(100)의 타면 전체에 형성될 수 도 있고, 일부에 형성될 수도 있다.Therefore, the
또한, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)는 부착되는 위치에 따라 다양한 크기와 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the
제조 방법에서의 증착(패터닝)은 스퍼터링, 용액 공정 기법 또는 증류 기법을 이용하여 이루어질 수 있다.Deposition (patterning) in the manufacturing method may be performed using sputtering, solution processing techniques, or distillation techniques.
제1기판(W1) 및 제2기판(W2)은 Si, Si/SiO2/Si, SiO2/Si 등의 물질이 적용될 수 있고, 제1희생층(S1) 및 제2희생층(S2)은 ZnO, 수용성의 물질이 적용될 수 있다.A material such as Si, Si/SiO2/Si, or SiO2/Si may be applied to the first substrate W1 and the second substrate W2, and the first sacrificial layer S1 and the second sacrificial layer S2 may be ZnO , water-soluble substances can be applied.
또한, 모든 패터닝 과정은 Photolithography, developing, etching 또는 lithography를 통해 진행될 수 있다.In addition, all patterning processes can be conducted through photolithography, developing, etching or lithography.
소자의 자기적 특성 부여를 위한 자성층은 마이크로 크기의 자석을 어레이 형태로 부착하거나 벌크 형태의 자석을 부착하여 사용, 혹은 부착된 형태의 자석을 패턴화 공정을 통하여 어레이 형태로 만들어 사용하고자 한다. 자성층의 물성은 크기에 비례하여 큰 자성층을 사용할수록 치료제를 고정하기에 용이하나 상대적으로 높은 밀도로 구성되어 있기 때문에 패치형태로 제작하고자 하였을 때 크기와 두께에 제한이 걸리며, 또한 초음파 어레이(100)와 접합해야하기 때문에 유연층(300)도 고려하여 자성층을 구성해야한다.The magnetic layer for imparting magnetic characteristics of the device is intended to be used by attaching micro-sized magnets in an array form or by attaching bulk magnets, or using the attached magnets in an array form through a patterning process. The physical properties of the magnetic layer make it easier to fix the therapeutic agent when a larger magnetic layer is used in proportion to the size, but since it is composed of a relatively high density, there are restrictions on the size and thickness when it is intended to be manufactured in the form of a patch, and also the
본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)를 위해서는 초음파 어레이(100)와 자성층을 결합하여야 한다. 두 부분은 거시적 단계에서의 접합이 이루어지기 때문에 정교한 bonding과정은 필요하지 않기에 높은 접착성을 지닌 계면을 형성하여 접합하면 일체형 제작이 가능하다. 이를 패치형태로 이용하기 위해서는 Dynamic한 환경(지속적인 스트레칭이 필요한 환경)에서 자성층의 무게를 견뎌 하부와 접합을 유지하며 기능성을 잃지 않아야 한다. 이를 위해 유연층(300)(PDMS, Ecoflex etc..)을 자성층과 초음파 어레이(100)와 결합 후 전면 도포하여 샌드위치 구조로 고정하는 등의 방법을 통해 접합 후 고정하는 것이 필요할 수 있으며, 접합 계면 향상을 위해 열 접합 혹은 화학적 계면 변형 (Surface modification)을 사용될 수 있다. 열 접합을 이용할 경우 유연한 기판을 사용하기에 낮은 온도에서 진행되어야 하기 때문에 공정 진행 및 최적화 과정이 필요하다.For the
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000) 제조 방법은, 제2전극(130)을 준비하는 전극 준비 단계, 상기 제2전극(130)의 일면에 압전층(110)을 증착하는 압전층 적층 단계, 상기 압전층(110)의 일면에 제1전극(120)을 증착하여 초음파 어레이(100)를 형성하는 어레이 준비 단계 및 상기 초음파 어레이(100)의 일측에 자성층을 적층하는 자성층 적층 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.Referring to FIG. 7, the method of manufacturing a
이때, 상기 전극 준비 단계는 제1기판(W1)의 일면에 제1희생층(S1)이 적층된 상태에서, 상기 제1희생층(S1)의 일면에 상기 제2전극(130)을 적층함으로써 상기 제2전극(130)을 준비할 수 있다. 상기 제1기판(W1) 및 상기 제1희생층(S1)은 상기 자성층이 상기 초음파 어레이(100)의 일측에 적층되기 전에 제거되는 것이 바람직하다.At this time, the electrode preparation step is performed by stacking the
더 나아가, 상기 전극 준비 단계 또는 상기 어레이 준비 단계는, 복수개의 전극(121)이 서로 이격되어 패턴을 이루되, 상기 복수개의 전극(121)이 서로 연결되도록 상기 제1전극(120) 또는 상기 제2전극(130)을 형성시킬 수 있다.Furthermore, in the electrode preparation step or the array preparation step, the plurality of
즉, 상기 제1전극(120) 또는 상기 제2전극(130)은 패터닝에 의해서 복수개의 전극(121)이 서로 이격되는 패턴으로 이루어질 수 있다.That is, the
더 나아가, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000) 제조 방법은, 상기 어레이 준비 단계 및 상기 자성층 적층 단계 사이에, 유연층(300)을 준비하는 유연층 준비 단계 및 상기 초음파 어레이(100)의 일면에 상기 유연층(300)을 증착하는 유연층 증착 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.Furthermore, in the manufacturing method of the
이때, 상기 단계 유연층 준비 단계는 제2기판(W2)의 일면에 제2희생층(S2)이 적층된 상태에서, 상기 제2희생층(S2)의 일면에 상기 폴리머 기반의 상기 유연층(300)을 적층함으로써 상기 유연층(300)을 준비할 수 있다.At this time, in the step of preparing the flexible layer, the polymer-based flexible layer ( 300), the
또한, 유연층 증착 단계에서는, 초음파 어레이(100)를 포함한 Si 기반의 제1기판(W1)과 패턴 되어 있는 유연층(300) 포함하고 있는 제2기판(W2)을 Wafer bonding 기술 이용하여 서로 접합 할 수 있다.In addition, in the flexible layer deposition step, the Si-based first substrate W1 including the
상기 제2기판(W2) 및 상기 제2희생층(S2)은 상기 자성층이 상기 초음파 어레이(100)의 일측 즉, 상기 유연층(300)의 일면에 적층되기 전에 제거되는 것이 바람직하다.Preferably, the second substrate W2 and the second sacrificial layer S2 are removed before the magnetic layer is deposited on one side of the
또한, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000) 제조 방법은, 상기 유연층 준비 단계 및 상기 유연층 증착 단계 사이에, 상기 유연층(300)의 일면에 패턴을 이루며 침강되는 복수개의 진동홈(310)을 형성시키는 진동홈 형성 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 진동홈 형성 단계는 Photolithography를 통한 수 마이크로 혹은 수십 마이크로 단차의 패턴 형성으로 복수개의 진동홈(310)을 형성시킬 수 있다.In addition, in the method of manufacturing the
따라서, 상기 진동홈(310)이 형성되는 유연층(300)의 일면은 상기 제1전극(120)이 형성되는 상기 압전층(110)의 일면에 접촉되어 상기 유연층(300)과 상기 압전층(110)이 적층될 수 있다.Therefore, one surface of the
따라서, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)는, 초음파 어레이(100)의 일면에 적층되는 유연층(300), 유연층(300)의 일면에 적층되는 자성층으로 이루어질 수 있고, 초음파 어레이(100)의 타면이 피부와 접촉되도록 신체에 장착되어 자성 세포의 위치를 고정시키며, 세포에 초음파 자극을 전달할 수 있다.Therefore, the
도시되지는 않았지만, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000) 제조 방법은, 상기 초음파 어레이(100)의 타면에 접착층(400)을 적층하는 접착층 적층 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.Although not shown, the manufacturing method of the
따라서, 본 발명에 따른 초음파 자극이 가능한 자성 패치(1000)는, 접착층(400)의 일면에 적층되는 초음파 어레이(100), 초음파 어레이(100)의 일면에 적층되는 유연층(300), 유연층(300)의 일면에 적층되는 자성층으로 이루어질 수 있고, 상기 접착층(400)의 타면이 피부에 부착되어 자성 세포의 위치를 고정시키며, 세포에 초음파 자극을 전달할 수 있다.Therefore, the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and the scope of application is diverse, and various modifications and implementations are possible without departing from the gist of the present invention claimed in the claims.
1000 : 초음파 자극이 가능한 자성 패치
100 : 초음파 어레이
110 : 압전층
111 : 배치홈
120 : 제1전극
121 : 전극
130 : 제2전극
200 : 자성층
300 : 유연층
310 : 진동홈
400 : 접착층
S1 : 제1희생층
S2 : 제2희생층
W1 : 제1기판
W2 : 제2기판1000: Magnetic patch capable of ultrasonic stimulation
100: ultrasonic array 110: piezoelectric layer
111: placement groove 120: first electrode
121: electrode 130: second electrode
200: magnetic layer
300: flexible layer 310: vibration groove
400: adhesive layer
S1: first sacrificial layer S2: second sacrificial layer
W1: first board W2: second board
Claims (11)
상기 초음파 어레이의 일측에 적층되고, 자성체로 이루어지는 자성층;
을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 자극이 가능한 자성 패치.An ultrasonic array including a piezoelectric layer, a first electrode formed on one surface of the piezoelectric layer, and a second electrode formed on the other surface of the piezoelectric layer; and
a magnetic layer laminated on one side of the ultrasonic array and made of a magnetic material;
A magnetic patch capable of ultrasonic stimulation, characterized in that comprising a.
상기 제1전극 또는 상기 제2전극은,
복수개의 전극이 서로 이격되어 패턴을 이루고, 상기 복수개의 전극이 서로 연결되어 형성되는 초음파 자극이 가능한 자성 패치.According to claim 1,
The first electrode or the second electrode,
A magnetic patch capable of ultrasonic stimulation in which a plurality of electrodes are spaced apart from each other to form a pattern, and the plurality of electrodes are connected to each other.
상기 압전층은,
상기 패턴을 이루는 상기 제1전극 또는 상기 제2전극에 대응되는 위치가 침강되어 형성되는 배치홈;
을 더 포함하여 이루어지는 초음파 자극이 가능한 자성 패치.According to claim 2,
The piezoelectric layer,
an arrangement groove formed by submerging a position corresponding to the first electrode or the second electrode constituting the pattern;
A magnetic patch capable of ultrasonic stimulation further comprising a.
상기 초음파 어레이와 상기 자성층 사이에 적층되는 유연층;
을 더 포함하여 이루어지는 초음파 자극이 가능한 자성 패치.According to claim 1,
a flexible layer laminated between the ultrasonic array and the magnetic layer;
A magnetic patch capable of ultrasonic stimulation further comprising a.
상기 유연층은,
상기 압전층과 맞닿는 면에 패턴을 이루며 침강되어 형성되는 복수개의 진동홈;
을 더 포함하여 이루어지는 초음파 자극이 가능한 자성 패치.According to claim 4,
The flexible layer,
a plurality of vibration grooves formed by being precipitated in a pattern on a surface in contact with the piezoelectric layer;
A magnetic patch capable of ultrasonic stimulation further comprising a.
상기 초음파 어레이의 타면에 적층되는 접착층;
을 더 포함하는 초음파 자극이 가능한 자성 패치.According to claim 1,
an adhesive layer laminated on the other surface of the ultrasonic array;
A magnetic patch capable of ultrasonic stimulation further comprising a.
상기 제2전극의 일면에 압전층을 증착하는 압전층 적층 단계;
상기 압전층의 일면에 제1전극을 증착하여 초음파 어레이를 형성하는 어레이 준비 단계; 및
상기 초음파 어레이의 일측에 자성층을 적층하는 자성층 적층 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 자극이 가능한 자성 패치 제조 방법.an electrode preparation step of preparing a second electrode;
a piezoelectric layer stacking step of depositing a piezoelectric layer on one surface of the second electrode;
an array preparation step of forming an ultrasonic array by depositing a first electrode on one surface of the piezoelectric layer; and
A magnetic layer stacking step of stacking a magnetic layer on one side of the ultrasonic array;
Method for manufacturing a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation, characterized in that it comprises a.
상기 전극 준비 단계 또는 상기 어레이 준비 단계는,
복수개의 전극이 서로 이격되어 패턴을 이루되, 상기 복수개의 전극이 서로 연결되도록 상기 제1전극 또는 상기 제2전극을 형성시키는 초음파 자극이 가능한 자성 패치 제조 방법.According to claim 7,
The electrode preparation step or the array preparation step,
A method of manufacturing a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation in which a plurality of electrodes are spaced apart from each other to form a pattern, and the first electrode or the second electrode is formed so that the plurality of electrodes are connected to each other.
상기 어레이 준비 단계 및 상기 자성층 적층 단계 사이에,
유연층을 준비하는 유연층 준비 단계; 및
상기 초음파 어레이의 일면에 상기 유연층을 증착하는 유연층 증착 단계;
를 더 포함하는 초음파 자극이 가능한 자성 패치 제조 방법.According to claim 7,
Between the array preparation step and the magnetic layer stacking step,
A flexible layer preparation step of preparing a flexible layer; and
A flexible layer deposition step of depositing the flexible layer on one surface of the ultrasonic array;
Method for manufacturing a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation further comprising a.
상기 유연층 준비 단계 및 상기 유연층 증착 단계 사이에,
상기 유연층의 일면에 패턴을 이루며 침강되는 복수개의 진동홈을 형성시키는 진동홈 형성 단계;
를 더 포함하는 초음파 자극이 가능한 자성 패치 제조 방법.According to claim 9,
Between the flexible layer preparation step and the flexible layer deposition step,
a vibration groove forming step of forming a plurality of vibration grooves which are precipitated in a pattern on one surface of the flexible layer;
Method for manufacturing a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation further comprising a.
상기 초음파 어레이의 타면에 접착층을 적층하는 접착층 적층 단계;
를 더 포함하는 초음파 자극이 가능한 자성 패치 제조 방법.
According to claim 7,
An adhesive layer laminating step of laminating an adhesive layer on the other surface of the ultrasonic array;
Method for manufacturing a magnetic patch capable of ultrasonic stimulation further comprising a.
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |