KR20230014498A - 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서 - Google Patents
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Abstract
개시되는 발명은 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서에 관한 것으로서, 기판;과, 상기 기판 위에 형성되는 두 개 이상의 전극을 포함하고, 전극의 말단이 측정부를 형성하는 전극부; 및 상기 전극부의 측정부를 덮는 생체적합성 막;을 포함하고, 여기서 상기 생체적합성 막은, 외측에 위치하고 생체 친화성을 가진 제1 멤브레인과, 내측에 위치하고 표적 물질과 결합하는 분자 각인 고분자로 이루어진 제2 멤브레인으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 생체 내에 존재하는 검체의 농도와 같은 물리량을 측정할 수 있는 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서에 관한 것이다.
환자의 건강 상태가 양호한지, 문제가 있다면 어떤 증상을 가지는지를 진단하기 위한 다양한 의료 장비들이 계속 개발되고 있다. 이러한 건강 진단 과정에는 기본적으로 혈액과 관련된 혈당, 인슐린, 적혈구/백혈구/림프구 등의 검체 농도를 측정할 필요가 있다.
종래에는 혈당이나 각종 검체 농도를 측정하고자 효소반응 방식의 검체 농도 측정기를 널리 이용하였다. 즉, 검체에서 일어나는 효소반응에서 방출하는 전자의 농도를 측정하여 검체의 농도를 측정하는 전기화학적 방식은 측정 정확도에서 상당한 신뢰성을 확보하였기에 널리 이용되고 있다. 그렇지만, 측정과정에 효소가 관여하기 때문에 효소의 변성을 방지할 수 있는 기술과, 균일한 효소반응을 보장하기 위해 고려할 사항이 많아 기술적으로 불리한 점이 있다. 또한, 최근 들어 개발되고 있는 웨어러블 바이오 센서에는 전기화학적 방식을 적용하는 것이 적합하지 않고, 연속식 검체농도 측정장치(예를 들어, Continuous Glucose Monitor; CGM)에도 적합하지 않다.
이러한 점에서, 최근에는 무효소 방식의 생체 센서에 대한 개발이 이루어지고 있다. 예를 들어, 전기화학 임피던스 분광법을 이용한 생체 센서가 무효소 방식 생체 센서의 일종이며, 이밖에도 광원이 피검체에 광을 조사하면 광 검출기가 피검체로부터 되돌아오는 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 광학식 측정방식도 이에 속한다.
전기화학적 임피던스 분광법은 구조가 간단하고 효소를 사용하지 않기에 수명이나 부작용 등의 문제가 적으며, 생체 내에 삽입되어 연속적으로 검체농도를 측정하기에 용이하다는 여러 장점을 가지고 있다. 그렇지만, 아직까지는 측정 신뢰도가 만족할 만한 수준에는 이르지 않았다 평가되고, 또한 생체 내에 삽입되었을 때의 면역 반응을 억제할 수 있어야 한다는 등의 여러 해결해야 할 과제가 남아 있다.
본 발명은 임피던스 기반의 생체 센서, 특히 전기화학 임피던스 분광법을 이용한 생체 센서로서 측정 신뢰도가 향상되고 생체 내에서의 면역 반응을 억제하여 장시간 사용할 수 있는 임피던스 기반의 생체 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서에 관한 것으로서, 기판;과, 상기 기판 위에 형성되는 두 개 이상의 전극을 포함하고, 전극의 말단이 측정부를 형성하는 전극부; 및 상기 전극부의 측정부를 덮는 생체적합성 막;을 포함하고, 여기서 상기 생체적합성 막은, 외측에 위치하고 생체 친화성을 가진 제1 멤브레인과, 내측에 위치하고 표적 물질과 결합하는 분자 각인 고분자로 이루어진 제2 멤브레인으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 표적 물질은 글루코스이고, 상기 분자 각인 고분자는 보론산 결합 고분자, 비닐 아세트산(VAA), 아크릴 아미드(AAm), 4-판테놀산(PA), 알릴 벤젠(AB), 폴리비닐 알코올(PVA), 하이드록시기 구조의 고분자, 그래핀, 카본 나노 튜브, 키토산에서 선택된 어느 하나의 고분자, 또는 선택된 상기 고분자에 대한 GOD 또는 GDH의 복합체일 수 있다.
필요에 따라, 상기 제1 멤브레인의 외측에는, 글루코스의 방출을 유도하는 히알루론산 레이어가 더 구비될 수도 있다.
그리고, 상기 제2 멤브레인에 형성된 복수의 공극 또는 공간의 사이즈는 상기 제1 멤브레인의 공극 또는 공간보다 작은 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 상기 제1 멤브레인과 제2 멤브레인은 전기방사법으로 제조된 필라멘트의 집합체로 구성될 수 있다.
한편, 상기 전극부의 전극에 연결되고, 상기 전극부의 전극에 교류전원을 인가하는 한편 인가된 교류전원의 진폭과 위상 변화를 측정하는 측정장치를 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 측정장치는, 위산에 녹는 젤라틴 막과, 상기 젤라틴 막에 의해 보호되는 구리와 아연 조성물을 포함하는 디지털 치료 보조제가 위에서 발생하는 전위를 측정할 수 있다.
또는, 상기 측정장치는, 위산에 의해 작동되는 젤라틴 채널 스위치와, 상기 젤라틴 채널 스위치에 연결된 신호 발생기를 포함하는 디지털 치료 보조제가 위에서 발생하는 고유 신호패턴을 감지할 수 있다.
그리고, 상기 디지털 치료 보조제는 만성질환 치료제 성분을 더 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 전극은 원형 형태로서 서로 대칭을 이루는 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서는 표적 물질과 결합하는 재질의 멤브레인을 포함하도록 다중층 구조의 생체적합성 막을 구비함에 따라, 측정대상 물질의 선택적 수용 능력을 향상시킴으로써 측정 민감도와 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 위장에서 특정 전위차 또는 고유 신호패턴을 발생하는 디지털 치료 보조제와 함께 사용됨으로써, 고혈압이나 당뇨병과 같은 만성질환 치료제의 정기적인 복약을 유도하고 그 복약 기록에 대한 분석을 진행함으로써 만성질환 치료를 효과적을 진행하고 나아가 이에 소요되는 사회적 비용을 절감하는데 기여할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서의 전체적인 구조를 도시한 도면.
도 2는 제1 멤브레인과 제2 멤브레인의 다중층으로 구성된 생체적합성 막의 단면 구조의 일례를 도시한 도면.
도 3은 측정장치를 포함하는 고분자 및 임피던스 기반의 생체 센서의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 4는 원형 형태로서 서로 대칭을 이루는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어진 전극의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 생체 센서를 이용하여 디지털 치료 보조제의 복약 여부를 판정하는 일례를 도시한 도면.
도 2는 제1 멤브레인과 제2 멤브레인의 다중층으로 구성된 생체적합성 막의 단면 구조의 일례를 도시한 도면.
도 3은 측정장치를 포함하는 고분자 및 임피던스 기반의 생체 센서의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 4는 원형 형태로서 서로 대칭을 이루는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어진 전극의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 생체 센서를 이용하여 디지털 치료 보조제의 복약 여부를 판정하는 일례를 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서(10)의 전체적인 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 제1 멤브레인(310)과 제2 멤브레인(320)의 다중층으로 구성된 생체적합성 막(300)의 단면 구조의 일례를 도시한 도면으로서, 이들 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서(10)의 구성에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서(10)는, 기판(100)과 기판(100) 위에 형성된 전극부(200), 그리고, 전극부(200)의 말단에 결합하는 생체적합성 막(300)을 포함한다.
기판(100)은 전극부(200)를 형성하기 위한 베이스이며, 기판(100) 위에 형성되는 전극부(200)는 두 개 이상의 전극(210)을 포함하고, 전극(210)의 말단이 측정부(220)를 형성한다. 전극(210)의 개수는 두 개 이상의 복수로서, 후술할 측정장치(400)의 회로 구성에 맞춰 두 개를 넘는 그 이상의 개수로 형성될 수도 있다.
즉, 본 발명의 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서(10)는 전기화학 임피던스 분광법을 이용한 센서이다. 전기화학 임피던스 분광법은 교류파를 이용하여 주파수에 따른 진폭과 위상의 변화를 측정한 후 임피던스를 계산하는 기술이다. 검체에 반응한 교류파는 전기전도도의 변화에 따라 임피던스가 변화하며, 이러한 교류파의 임피던스 변화로부터 검체의 농도를 산출하게 된다. 따라서, 전극(210)의 개수는 임피던스를 측정하는 회로구성에 따라 정해진다.
본 발명의 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서(10)는 전극(210)의 말단에 형성된 측정부(220) 위로 생체적합성 막(300)이 덮여 있다. 본 발명에서 생체적합성 막(300)은 각기 다른 기능을 발휘하는 다중층으로 이루어져 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 생체적합성 막(300)은, 외측에 위치하는 제1 멤브레인(310)과, 내측에 위치하는 제2 멤브레인(320)으로 이루어진다. 본 발명에서의 생체적합성 막(300)은 신체에 부작용을 일으키지 않는 적합성을 가지면서, 측정하고자 하는 물질을 선택적으로 투과하는 역할을 동시에 수행할 수 있다.
제1 멤브레인(310)은 생체 친화성을 가진다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 생체 센서(10)에서 제1 멤브레인(310)은 최외곽에 위치하고 있고, 이에 따라 제1 멤브레인(310)은 피부에 직접 접촉하게 된다. 그리고, 제1 멤브레인(310)을 통해 표피 아래에 있는 세포 간 물질(ISF)에 포함되어 있는 검체(특히, 표적 물질)가 손상 없이 전극(210)의 측정부(220)를 향해 투과해야 한다. 이러한 이유로서, 제1 멤브레인(310)은 피부에 자극이나 피해를 주지 않고 검체를 원활히 통과시킬 수 있는 생체 친화성을 가져야 한다. 예를 들어, 제1 멤브레인(310)은 PDMS(Polydimethylsiloxane), PEM(Polymer Electrolyte Membrane), PAM(Polyacrylamide), PUPS(Polyurethane Processors) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 소재로 제조될 수 있다.
제2 멤브레인(320)은 제1 멤브레인(310)의 아래에 위치하고, 또한 전극(210)의 측정부(220)에 직접 접촉하고 있다. 특히, 본 발명의 생체 센서(10)는 제2 멤브레인(320)이 제1 멤브레인(310)을 투과한 여러 물질 중에서 목표로 하는 표적 물질과만 결합하는 선택성을 가지도록 구성된다. 본 발명에서는 이러한 특성을 가진 고분자를 분자 각인 고분자로 명명하며, 제2 멤브레인(320)이 분자 각인 고분자로 이루어짐에 따라 측정부(220)가 표적 물질에 대해 더욱 민감하고 정확하게 반응하게 된다. 제2 멤브레인(320) 역시 PDMS(Polydimethylsiloxane), PEM(Polymer Electrolyte Membrane), PAM(Polyacrylamide), PUPS(Polyurethane Processors) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 소재로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 표적 물질은 혈당치를 측정하기 위한 글루코스나, 그 외의 질환진단과 관련이 있는 케톤, 헤모글로빈, 알부민, 콜레스테롤, 비타민 등 지질이나 단백질, 탄수화물 검체 중의 어느 하나 이상이 선택될 수 있으며, 분자 각인 고분자는 표적 물질에 대응하여 적절히 설계된다.
예를 들어, 표적 물질이 글루코스인 경우에는, 분자 각인 고분자는 글루코스와 결합할 수 있는 보론산 결합 고분자, 비닐 아세트산(VAA), 아크릴 아미드(AAm), 4-판테놀산(PA), 알릴 벤젠(AB), 폴리비닐 알코올(PVA), 하이드록시기 구조의 고분자, 그래핀, 카본 나노 튜브, 키토산에서 선택된 어느 하나의 고분자, 또는 선택된 상기 고분자에 대한 GOD 또는 GDH의 복합체로 구성될 수 있다.
그리고, 도 2에 도시된 것과 같이, 생체적합성 막(300)을 이루는 제1 멤브레인(310)과 제2 멤브레인(320) 각각의 공극 또는 공간의 사이즈는 서로 다르게 구성할 수 있다. 특히, 제2 멤브레인(320)은 공극 또는 공간의 사이즈에 있어서 제1 멤브레인(310)보다 작다. 제1 멤브레인(310)과 제2 멤브레인(320) 사이의 공극 또는 공간의 크기 차이는 평균 및 표준편차 값의 사이즈로 비교하는 것이 타당하며, 대체적으로 제2 멤브레인(320)의 공극 또는 공간의 크기는 제1 멤브레인(310) 대비 1/10∼1/100 수준이 적절하다.
이는 제2 멤브레인(320)은 표적 물질의 사이즈가 작은 경우, 예를 들어 혈구에 비해 그 크기가 현저히 작은 글루코스 분자의 농도를 측정하는 것과 같은 경우에 그 공극 또는 공간의 크기를 작게 하여 표적 물질을 선별하여 측정부(220)에 도달하도록 함으로써 측정 정밀도를 향상시키는데 유리하다. 이처럼, 제2 멤브레인(320)을 글루코스와 결합할 수 있는 분자 각인 고분자로 구성하는 동시에 그 공극 또는 공간의 크기를 작게 함으로써, 글루코스에 대한 민감도와 정밀도를 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 필요에 따라, 제1 멤브레인(310)의 외측에는, 글루코스의 방출을 유도하는 히알루론산 레이어(330)가 더 구비될 수도 있다. 히알루론산 레이어(330)는 피하를 통해 피부로 히알루론산을 전달하여 피부를 통과하는 혈관의 삼투압을 변화시킴으로써 피부표면으로 글루코스 방출을 더욱 잘 되게 유도하는 역할을 한다. 따라서, 표적 물질이 글루코스인 경우에는, 제1 멤브레인(310)의 위로 히알루론산 레이어(330)를 추가함으로써 더욱 정확하게 혈당치를 측정하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제1 멤브레인(310)과 제2 멤브레인(320)은 전기방사법으로 제조된 필라멘트의 집합체로 구성될 수 있다. 생체적합성 막(300)을 구성하는 제1 멤브레인(310) 및 제2 멤브레인(320)은 전술한 PDMS(Polydimethylsiloane)나 PEM(Polymer Electrolyte Membrane) 등으로 제조될 수 있으며, 생체적합성 막(300)은 상기 소재를 전기방사법을 통해 적절한 직경의 필라멘트로 만든 다음 필라멘트를 얼기설기 엮어서 막의 형태로 만들 수 있다. 필라멘트의 직경과 이들 사이의 간격(밀도)을 적절히 설계함으로써 원하는 사이즈의 공극을 만들 수 있다. 도 2와 같이, 제1 멤브레인(310)을 이루는 제1 필라멘트(312)에 비해 제2 멤브레인(320)을 이루는 제2 필라멘트(322)의 직경이 현저히 작으며, 이에 대응하여 공극 내지 공간을 이루는 각 필라멘트(312, 322) 사이의 간격 역시 제2 멤브레인(320)의 경우가 더 작게 만들어져 있다.
그리고, 본 발명의 고분자 및 임피던스 기반의 생체 센서(10)는, 전극부(200)의 전극(210)에 연결되고, 전극부(200)의 전극(210)에 교류전원을 인가하는 한편 인가된 교류전원의 진폭과 위상 변화를 측정하는 측정장치(400)를 포함할 수 있다. 이에 대한 개략적인 구조는 도 3에 도시되어 있다.
측정장치(400)에는 마이크로프로세서(MCU) 및 배터리(BATTERY)가 탑재되며, 이밖에 측정에 관련된 입출력 신호를 무선으로 송수신하는 블루투스 모듈(BLE), 맥박과 같은 생체신호를 측정하는 모듈(AFE) 등이 추가로 탑재될 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따르며, 측정부(220)를 이루는 전극(210)은 원형 형태로서 서로 대칭을 이루는 제1 전극(211) 및 제2 전극(212)을 포함할 수 있다. 전극(210)은 프린팅 기법으로 형성될 수 있는데, 이러한 경우 인쇄에 의한 전극 면적 불일치의 문제와, 용액 퍼짐에 의한 균일성 유지에 문제가 생기기 쉽다. 이를 개선하기 위해, 본 발명은 제1 전극(211) 및 제2 전극(212)을 대칭형 전극으로 구성하여 전극 면적 불일치의 문제를 개선하며, 또한 그 형태를 원형으로 만듦으로써 용액의 퍼짐이 균일하게 일어나도록 하였다. 나아가, 제1 전극(211) 및 제2 전극(212)의 재질을 카본과 같은 친수성 재질로 만들거나 코팅을 함으로써, 전극을 형성하는 용액이 건조되면서 일어나기 쉬운 커피링(Coffee Ring) 현상을 개선할 수도 있다.
나아가, 측정장치(400)는, 위산에 녹는 젤라틴 막과, 젤라틴 막에 의해 보호되는 구리와 아연 조성물을 포함하는 디지털 치료 보조제(500)가 위에서 발생하는 전위를 측정할 수 있다. 여기서, 디지털 치료 보조제(500)는 당뇨병, 고혈압, 심혈관 질환, 알츠하이머, 우울증 등의 만성질환을 치료 또는 완화하는 제재(이하, "치료제 성분"이라 함)를 정기적으로 복용하는 습관을 유도하는 치료 보조제를 의미한다. 특히, 디지털이라는 용어가 더 붙은 것은, 복용시에 전기적 신호가 발생하도록 치료 보조제를 구성하는 한편, IT 기술을 이용하여 이러한 신호를 자동으로 검출하여 알려줄 수 있음을 의미하기 위한 것이다.
일 실시형태에서, 디지털 치료 보조제(500)는 젤라틴 막에 의해 보호되는 구리와 아연 조성물을 포함하고 있으며, 이러한 디지털 치료 보조제(500)는 위에서 젤라틴 막이 위산에 녹음에 따라 구리와 아연 조성물이 위산과 산화환원반응을 일으켜 약 0.7V 정도의 전위가 발생하도록 하고 있다. 도 5의 실시예에서, 본 발명의 생체 센서는 스마트 워치와 같은 웨어러블 기기로 구현되어 있으며, 웨어러블 기기에 포함된 생체 센서(10)의 측정장치(400)가 이 전위차를 감지함으로써 복약 여부를 판정하게 된다. 판정된 복약 여부는 자동 알림과 기록으로 남겨질 수 있고, 기록된 복약 주기 등을 분석함으로써 만성질환 치료에 효과적으로 이용될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 스마트 워치 외에도 패치 등의 형태로서 상박이나 복부에 생체 센서(10)의 측정장치(400)가 부착되는 실시형태로도 구현이 가능하다.
또는, 디지털 치료 보조제(500)는 위산에 의해 작동되는 젤라틴 채널 스위치와, 젤라틴 채널 스위치에 연결된 신호 발생기를 포함하는 구조로 구현될 수도 있다. 젤라틴 채널 스위치는 강산성 환경에서 채널이 연결되는 젤라틴 복합체를 의미하며, 예를 들어 특허문헌 2의 기술을 참조할 수 있다. 그리고, 신호 발생기는 고유 신호패턴을 발생하는데, 위장에서 젤라틴 채널 스위치가 작동하면 신호 발생기는 고유 신호패턴을 발생하게 되며, 측정장치(400)는 이 고유 신호패턴을 감지함으로써 복약 여부를 판정할 수 있다.
그리고, 디지털 치료 보조제(500)는 만성질환 치료제 성분을 더 포함할 수도 있다. 만성질환 치료제 성분의 예를 든다면, 당뇨병에는 메트포르민, 글리메피리드설폰요소제, 비설폰요소제, 치아졸리단디온제, 알파글루코시다제 등이, 고혈압에는 텔미사르탄, 로수바스타틴, 암로디핀 등이, 심혈관 질환에는 아토르바스타딘, 카테친, 알리신 등이, 알츠하이머에는 아두카누맙, 도네페질, 메만틴, 갈란타민, 리바스티그민 등이, 그리고 우울증에는 플루옥세틴, 파록섹틴, 에스케타민 등이 적용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 생체 센서
100: 기판 200: 전극부
210: 전극 211: 제1 전극
212: 제2 전극 220: 측정부
300: 생체적합성 막 310: 제1 멤브레인
312: 제1 필라멘트 320: 제2 멤브레인
322: 제2 필라멘트 330: 히알루론산 레이어
400: 측정장치 500: 디지털 치료 보조제
100: 기판 200: 전극부
210: 전극 211: 제1 전극
212: 제2 전극 220: 측정부
300: 생체적합성 막 310: 제1 멤브레인
312: 제1 필라멘트 320: 제2 멤브레인
322: 제2 필라멘트 330: 히알루론산 레이어
400: 측정장치 500: 디지털 치료 보조제
Claims (10)
- 기판;
상기 기판 위에 형성되는 두 개 이상의 전극을 포함하고, 전극의 말단이 측정부를 형성하는 전극부; 및
상기 전극부의 측정부를 덮는 생체적합성 막;
을 포함하고,
상기 생체적합성 막은,
외측에 위치하고, 생체 친화성을 가진 제1 멤브레인과,
내측에 위치하고, 표적 물질과 결합하는 분자 각인 고분자로 이루어진 제2 멤브레인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서. - 제1항에 있어서,
상기 표적 물질은 글루코스이고,
상기 분자 각인 고분자는 보론산 결합 고분자, 비닐 아세트산(VAA), 아크릴 아미드(AAm), 4-판테놀산(PA), 알릴 벤젠(AB), 폴리비닐 알코올(PVA), 하이드록시기 구조의 고분자, 그래핀, 카본 나노 튜브, 키토산에서 선택된 어느 하나의 고분자, 또는 선택된 상기 고분자에 대한 GOD 또는 GDH의 복합체인 것을 특징으로 하는 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서. - 제2항에 있어서,
상기 제1 멤브레인의 외측에는, 글루코스의 방출을 유도하는 히알루론산 레이어가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서. - 제1항에 있어서,
상기 제2 멤브레인에 형성된 복수의 공극 또는 공간의 사이즈는 상기 제1 멤브레인의 공극 또는 공간보다 작은 것을 특징으로 하는 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서. - 제1항에 있어서,
상기 제1 멤브레인과 제2 멤브레인은 전기방사법으로 제조된 필라멘트의 집합체인 것을 특징으로 하는 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서. - 제1항에 있어서,
상기 전극부의 전극에 연결되고, 상기 전극부의 전극에 교류전원을 인가하는 한편 인가된 교류전원의 진폭과 위상 변화를 측정하는 측정장치를 포함하는 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서. - 제6항에 있어서,
상기 측정장치는,
위산에 녹는 젤라틴 막과, 상기 젤라틴 막에 의해 보호되는 구리와 아연 조성물을 포함하는 디지털 치료 보조제가 위에서 발생하는 전위를 측정하는 것을 특징으로 하는 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서. - 제6항에 있어서,
상기 측정장치는,
위산에 의해 작동되는 젤라틴 채널 스위치와, 상기 젤라틴 채널 스위치에 연결된 신호 발생기를 포함하는 디지털 치료 보조제가 위에서 발생하는 고유 신호패턴을 감지하는 것을 특징으로 하는 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 디지털 치료 보조제는 만성질환 치료제 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서. - 제1항에 있어서,
상기 전극은 원형 형태로서 서로 대칭을 이루는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자와 임피던스 기반의 생체 센서.
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ID=85106197
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190081051A (ko) | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 삼성전자주식회사 | 생체 신호 측정 장치 및 그의 동작 방법 |
| KR20200071685A (ko) | 2018-12-10 | 2020-06-19 | 강원대학교산학협력단 | 소수화된 젤라틴, 소수화된 폴리에틸렌이민과 소수화된 글루코스 산화효소를 포함하는 모노올레인 큐빅상 |
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2021
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