KR20230110883A - 일회용 주사기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일회용 주사기에 관한 것으로, 특히 주사기의 실린더 내측에 삽입된 플런저를 꺽어서 피스톤과 쉽게 분리되도록 함으로써 재사용이 불가능하게 함은 물론, 플런저를 꺽어서 분리하였을 때 자동주사기의 어댑터 부위에 장착할 수 있도록 피스톤의 후방에 구비된 착탈부가 노출되도록 하여 자동주사기에 의해 정확한 약물의 투약이 가능하도록 한 일회용 주사기에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 전방측에 니들이 연결되는 연결부를 가지는 실린더; 상기 실린더의 내측에 삽입되고, 전후진 이송동력을 제공받는 플런저; 상기 플런저의 전방측에 결합되고, 상기 실린더의 내면에 밀착되며, 상기 플런저와 함께 이송되어 실린더의 내측으로 약물을 흡입하여 수용하거나 수용된 약물을 투약시키는 피스톤;으로 구성된 일회용 주사기에 있어서, 상기 피스톤의 후단부위에는 자동 주사기의 로드체결부와 연결되어 전후진 이송동력을 제공받도록 착탈부가 구비되고, 상기 착탈부의 후방측에는 상기 플런저가 피스톤 또는 착탈부로부터 분리가능하게 연결된다.

Description

일회용 주사기{Disposable syringe}

본 발명은 일회용 주사기에 관한 것으로, 특히 주사기의 실린더 내측에 삽입된 플런저를 꺽어서 피스톤과 쉽게 분리되도록 함으로써 재사용이 불가능하게 함은 물론, 플런저를 꺽어서 분리하였을 때 자동주사기의 어댑터 부위에 장착할 수 있도록 피스톤의 후방에 구비된 착탈부가 노출되도록 하여 자동주사기에 의해 정확한 약물의 투약이 가능하도록 한 일회용 주사기에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 일회용 주사기는 약액이 저장되는 실린더와, 상기 실린더 일측 개구부로 삽입되어 실린더 내부에 약물을 흡입하거나 이에 채워진 약액을 외부로 강제 배출시키는 피스톤형의 플런저와, 주사바늘이 결합된 주사바늘 허브를 끼워 고정할 수 있도록 상기 실린더의 전방 중심부에 일정 길이 돌출 형성되어 그 중심부에 형성된 소통로를 통해 실린더의 약액을 주사바늘로 공급되도록 하는 일정 길이의 약액 주입구로 구성된다.

이와 같은 주사기는 약액 주입구에 주사바늘을 연결하여 환자의 피부에 직접 바늘을 찔러 넣어 약액을 주입하는 것이 일반적이지만, 필요에 따라 주사바늘을 분리하고 다른 약액 공급장치나 약액 공급수단에 약액 주입구를 연결하여 약액을 추가로 공급하는 경우에도 사용된다.

대한민국 공개특허 제10-2004-0101898호는 종래기술의 일회용 주사기를 공개하고 있으며, 도1은 이에 대한 분해사시도이다.

구체적으로 살펴보면, 내부에 공간부를 가지며 전방쪽에는 결합관(2)이 단차진 상태로 형성된 실린더(1)가 있고, 상기 실린더 내의 공간부에는 실린더(1)의 길이방향을 따라 전,후방향으로 이동될 수 있도록 플런저(3)가 끼워져 있으며, 상기 플런저(3)의 전방쪽에는 플런저(3)의 전방 및 후방이동시 실린더(1)와 기밀접촉된 상태로 함께 이동하면서 압축력을 제공하거나 흡입력을 제공하도록 피스톤(4)이 결합되어 있고, 상기 실린더(1)에 형성된 결합관(2)에는 바깥쪽에서 주사바늘 고정관(5)이 분리 가능하게 결합되어 있으며, 상기 주사바늘 고정관(5)에는 사용시 환자의 피부속으로 꽂히도록 주사바늘(6)이 고정되어 있고, 상기 주사바늘 고정관(5)에는 주사바늘(6)을 완전히 감싼 상태에서 보호하도록 분리가능하게 주사바늘 보호캡(7)이 결합되어 있는 구조이다.

이와 같은 일반적인 일회용 주사기의 사용 과정을 설명하면 다음과 같다.

주사하기 전 피스톤(4)이 구비된 플런저(3)가 후방쪽으로 이동되어 있는 상태에서는 실린더(1) 내의 공간 중 플런저(3)에 결합된 피스톤(4)의 일측에 주사액이 흡입되어 채워져 있다.

상기에서 실린더(1) 내의 공간부로 주사액이 흡입되어 채워지도록 하기 위해서는 그 이전에 사용자가 주사바늘 고정관(5)에 고정된 상태의 주사바늘(5)을 보호하고 있는 주사바늘 보호캡(7)을 상기 주사바늘 고정관(5)에서 분리시켜 상기 주사바늘(6)이 외부에 노출되도록 함과 함께 상기 실린더(1)의 공간부에 끼워진 플런저(3)를 전방쪽으로 밀어 이동시킨 상태에서 상기 주사바늘(6)의 끝단이 바이알(Vial)에 채워져 있는 주사액에 잠기도록 한 다음 상기 플런저(3)를 다시 후방으로 잡아당겨 상기 플런저(3)와 함께 피스톤(4)이 후방으로 이동되도록 하여야 하는데, 상기에서 플런저(3)에 결합된 피스톤(4)이 플런저(3)의 잡아당김에 의해 후방으로 이동될 경우에는 상기 실린더(1) 내의 공간부로 흡입력이 제공됨에 따라 이 과정에서 바이알에 채워져 있는 주사액이 주사바늘 고정관(5)에 고정되어 있는 주사바늘(6)을 통해 흡입되어 실린더(1) 내의 공간부에 채워진다.

이와 같은 상태에서 사용자가 실린더(1)를 환자쪽인 전방쪽으로 이동시켜 주사바늘(6)을 환자의 피부 속으로 꽂아 넣은 다음 플런저(3)를 밀어서 상기 밀대플런저(3)에 구비되어 있는 피스톤(4)을 전방쪽으로 이동시키면 상기 실린더(1) 내의 공간 중 피스톤(4) 일측에 압축력이 제공됨에 따라 상기 실린더(1) 내의 공간에 채워져 있는 주사액이 압축력을 받으면서 실린더(1)에 형성된 결합관(2)을 빠져나가고, 상기 결합관(2)을 빠져나간 주사액은 계속해서 주사바늘 고정관(5)에 고정되어 있는 주사바늘(6)을 통해 환자의 피부속으로 들어가는 투약이 이루어진다.

이렇게 일회용 주사기의 사용 후에는 분리되었던 주사바늘 보호캡(7)을 실린더(1)의 결합관(2)에 결합되어 있는 주사바늘 고정관(5)에 다시 결합시켜 상기 주사바늘 보호캡(7)이 주사바늘(5)을 완전히 감싼상태에서 보호하도록 한 다음 폐기하면 된다.

이와 같은 일반적인 일회용 주사기에 있어서는 재사용이 불가능하도록 폐기하는 것이 강력히 요구되는데, 현재 코로나 19에 의한 팬데믹 상황하에서 일회용 주사기의 공급이 원활하지 않아 의료기관에서 일회용 주사기를 재사용하는 경우가 발생하고 있고, 또한 의료진의 고의 또는 실수로 인하여 재사용되는 경우가 발생하고 있어서 각종 병원균이나 바이러스의 감염이 크게 우려되는 상황이 발생하고 있다.

또한, 일회용 주사기에 정량 수용과 주입에 관한 기술적 개선이 요청되고 있다. 즉, 의료진이 바이알(Vial)에 주사바늘(5)을 끼워넣어 주사액을 흡입하여 1회 주사 용량을 채워 넣고, 다시 일정 스트록 밀어 넣어 주사액이 수용된 실린더(1) 내부의 에어를 제거하며, 주사바늘(5)을 신체에 삽입한 후 약물을 주입하는 과정을 거치는 과정에서 각각의 플런저(3) 조작 과정에서 어느 정도 여분을 감안하여야 하기 때문에 폐기되는 약물은 상존하여 온 것이다.

더군다나, 각각의 과정들이 사람의 감각에 의존하기 때문에 부정확하여 상기 문제는 더욱 심화되며, 바이알에 수용되는 수회분의 주사 용량은 늘 버려지는 양을 충분히 감안하여 설정되고 있다.

그러나, 코로나 19에 의한 팬데믹과 같은 전세계적 재난 상황 등에서 백신의 공급량이 지극히 제한되고 있고 신속한 백신의 확보와 대규모 접종이 필요한 상황에서 상기 백신 잔량의 낭비는 국가적인 손실로 이어질 가능성이 있다.

<선행기술문헌>

1. 대한민국 공개특허 제10-2004-0101898호

(일회용 안전주사기)

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 일회용 주사기를 사용한 이후에는 플런저를 꺽어서 피스톤과 분리할 수 있도록 함으로써 재사용이 불가능하도록 함은 물론, 플런저를 꺽어서 분리아였을 때 피스톤 후방에 구비된 착탈부가 자연스럽게 노출되도록 하여 착탈부를 자동주사기에 체결한 경우에는 자동주사기의 동작에 의해 실린더 내에 약물의 정량 수용 및 환자에게 정량 투약이 가능하도록 한 일회용 주사기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일회용 주사기는,

전방측에 니들이 연결되는 연결부를 가지는 실린더;

상기 실린더의 내측에 삽입되고, 전후진 이송동력을 제공받는 플런저;

상기 플런저의 전방측에 결합되고, 상기 실린더의 내면에 밀착되며, 상기 플런저와 함께 이송되어 실린더의 내측으로 약물을 흡입하여 수용하거나 수용된 약물을 투약시키는 피스톤;으로 구성된 일회용 주사기에 있어서,

상기 피스톤의 후단부위에는 자동 주사기의 로드체결부와 연결되어 전후진 이송동력을 제공받도록 착탈부가 구비되고, 상기 착탈부의 후방측에는 상기 플런저가 피스톤 또는 착탈부로부터 분리가능하게 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 플런저는 선단 중심부위로부터 전방으로 수직 돌출된 중앙 수직연결부가 구비되고, 상기 중앙 수직연결부의 양측으로부터 전방으로 수직 돌출된 보조 수직연결부가 구비되며,

상기 중앙 수직연결부의 선단은 상기 피스톤의 후단부위에 연결되고, 상기 보조 수직연결부의 선단은 상기 착탈부의 후단부위에 연결되도록 구성된다.

또한, 상기 착탈부는 상기 피스톤의 후방에서 양측으로 돌출된 한 쌍의 돌출부를 가지며, 상기 한 쌍의 돌출부에는 원주방향에 대칭되게 체결홈이 형성되어 자동주사기의 로드체결부에 형성된 돌기가 삽입된 후 회동하면서 체결되도록 구성된다.

또한, 상기 피스톤에는 가스켓이 장착되고, 상기 가스켓은 전방으로 돌출되어 상기 연결부의 내부에 삽입되는 삽입돌부를 구비하며, 상기 가스켓은 전방측이 원추형상으로 이루어지고, 상기 삽입돌부는 중심부위로부터 전방으로 돌출되도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 일회용 주사기의 사용 후에는 플런저를 꺽어서 피스톤과 분리시켜 재사용이 불가능하도록 함으로써 주사기의 재사용에 의한 감염우려를 해소하였으며, 또한 플러저를 분리시켰을 때 착탈부가 노출됨으로써 착탈부를 자동주사기의 로드체결부에 체결하였을 경우에는 자동주사기에 의해 약물의 정량 흡입 및 정량 투약이 가능하게 되어 약물의 낭비를 방지함과 동시에 투약량의 오류에 의한 의료사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 일회용주사기에 주사액의 잔량이 남지않아 이 또한 환자에게 정확한 용량을 투여할 수 있을 뿐만 아니라, 팬데믹 하에서 백신의 잔량까지 모두 사용할 수 있게 되므로, 한정된 백신으로 더 많은 접종이 이루어질 수 있는 장점도 있다.

도1은 종래기술에 의한 안전 주사기의 구조를 보인 도.
도2는 본 발명에 적용된 플런저와 피스톤 구조를 보인 도.
도3은 피스톤에 장착되는 가스켓의 구조를 보인 도.
도4는 도2의 측면 구조도.
도5는 착탈부와 수직연결부의 구조를 보인 도.
도6은 플런저가 분리된 상태에서의 착탈부의 구조를 보인 도.
도7은 자동 주사기에 일회용 주사기가 장착되는 상태를 보인 도.
도8은 자동 주사기의 어댑터 구조를 보인 도.
도9는 어댑터 구조의 다른 형태를 보인 도.
도10은 자동 주사기에 일회용 주사기의 착탈부가 체결되어 약물을 주입하는 상태를 설명하기 위한 도.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.

그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

도2는 본 발명에 적용된 플런저와 피스톤 구조를 보인 도이고, 도3은 피스톤에 장착되는 가스켓의 구조를 보인 도이며, 도4는 도2의 측면 구조도이다.

도5는 착탈부와 수직연결부의 구조를 보인 도이고, 도6은 플런저가 분리된 상태에서의 착탈부의 구조를 보인 도이며, 도7은 자동 주사기에 일회용 주사기가 장착되는 상태를 보인 도이다. 그리고, 도8 및 도9는 어댑터 구조를 보인 도이고, 도10은 자동 주사기에 일회용 주사기의 착탈부가 체결되어 약물을 주입하는 상태를 설명하기 위한 도이다.

본 발명에서 적용된 일회용 주사기의 실린더 구조는 일반적인 일회용 주사기의 실린더 구조와 동일하거나 유사하게 되는데, 도9에서와 같이 실린더(200)는 일단에 니들(미도시)을 장착할 수 있는 연결부(210)가 구성되어 있고, 상기 연결부(210)는 내부에 연결공간을 가지고 있어서, 실린더(200) 내부로부터의 약물을 전달하는 기능을 수행한다.

상기 연결부(210)의 니들 장착 방식과 형상은 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다.

상기 실린더(200)의 후측에는 개구가 형성되며, 전방측으로의 약물 전달을 위하여 후방에서 플런저(100)에 외력이 작용할 수 있도록 하는 것이다. 이에, 상기 개구측으로 삽입되는 플런저(130)는 전방에 장착된 가스켓(130)과 연결되어 실린더(200) 내부의 약물을 밀어넣으면서 후측으로 누설되지 않도록 실링된다.

이러한 실린더(200)와 플런저(100)는 성형성 및 경제성을 고려하여 합성수지 재질로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 구성들에서 재질과 관련되어서는 일회용 주사기 관련 공지기술이 적용될 수 있을 것이다.

상기 실린더(200)의 내측으로 삽입되는 플런저(100)의 전방부위에는 피스톤(110)이 위치하며, 상기 피스톤(110)의 전방부위에는 가스켓 장착부(120)가 구비됨으로써 이 가스켓 장착부(120)의 외측으로는 도3에서와 같이 가스켓(130)에 장착되어 일체화되면서 고정된다.

상기 가스켓(130)은 실린더(200)의 내측면에 밀착됨으로써 가스켓(130) 전방부위의 약물 수용공간으로부터 후방으로 누설되는 것을 방지하면서 약물 수용공간의 약물을 기밀하게 가압하여 연결부(210)를 통해 니들로 전달하게 되는 것이다.

이러한 가스켓(130)은 가스켓 장착부(120)의 외측으로 끼워지면서 실린더(200)의 내면에 밀착하는 실링부(131)가 형성되고, 상기 실링부(131)의 전방으로 돌출되어 실린더(200)의 니들이 결합되는 연결부(210) 내부에 삽입되는 삽입돌부(132)를 구비한다.

또한, 삽입돌부(132)가 연결부(210)에 삽입되어 약물의 주입시 잔량을 제거하고 후측에서 플런저(100)의 가압 이송력이 제거되면, 실링부(131)의 전방측 면이 탄성복원되면서 실린더(200)의 전방 내면에서 외곽측이 이격되어 연결부측으로 음압을 형성할 수 있도록 실링부(131)는 원추형상으로 형성됨이 바람직하다.

상기 실링부(131)는 소정의 유연성과 실링성을 가지는 재질로 이루어지며 외주연에서 실린더(200)의 내벽면과 밀착하여 실링할 수 있는 형상으로 이루어진다. 이러한 실링부(131)의 상기 연결부(210)에 삽입되어 약물을 주입한 이후 잔량을 최소화(LDS: Low Dead Space)하는 기능을 수행한다.

실링부(131)는 대략 실린더(200)의 내주에 대응되는 원통 형상으로 이루어지고, 외주연에는 하나 이상의 링 형상이 돌출되어 실린더(200)의 내주면과 마찰되도록 형성된다.

상기 실링부(131)의 전방 중심측에는 전방으로 길게 연장되는 원통형의 삽입돌부(132)가 형성되며, 상기 삽입돌부(132)의 직경은 연결부(210)의 내경에 대응될 수 있으며, 실질적으로 삽입시 마찰력과 공차 등을 고려하면 연결부(210)의 내경보다 삽입돌부(132)의 직경이 다소 작은 것이 바람직할 것이다. 또한, 상기 삽입돌부(132)의 길이는 연결부(210)의 길이에 실질적으로 대응될 수 있다.

도9을 참고하면, 본 발명의 실시예에서는 실린더(200)의 연결부(210)가 배치되는 전방 내면은 길이방향에 수직한 평판 형상으로 이루어져 있다.

상기 가스켓(130)의 삽입돌부(132)가 연장되는 실링부(131)의 전방측은 중심부위가 더 전방으로 돌출되게 원추형상으로 이루어져 있으며, 실린더(200)의 전방 내면과 상호 형상이 대응되지 않는다. 이는 주입 완료시 일시 니들측에 음압을 제공하고 잔여 약물의 누설이 발생하지 않도록 기능하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 가스켓(130)의 형상에 의하여 기본적으로 연결부(210)에 약물이 잔류하여 낭비되는 문제점을 해결하고 있으며, 한정된 바이알의 용량에서 최대한의 약물 용량을 확보할 수 있기 때문에 경제적이며, 보건의 관점에서도 보다 많은 인구가 예방접종 가능하기 때문에 효율적임에 유의하여야 한다.

이러한 가스켓(130) 구조는 최소잔여형주사기(LDS)로 기능함과 동시에 주입이 완료되면, 원추형상에 의해 일시 흡입(Aspiration)하여 최소잔여량의 누설을 방지하는 이중의 기능을 수행함에 유의한다.

상기 플런저부(100)는 전체적으로 원기둥 형상이되 공간적인 면과 생산성을 고려하여 복수의 리브들이 연결된 형태로 이루어질 수 있을 것이다. 이러한 플런저(100)는 후측에서 가해지는 외력이 전방의 가스켓(130)으로 전달되도록 하며, 형상과 크기 및 길이는 선택적이다.

상기 플런저(100)의 길이는 실린더(200)의 길이 및 작동 스트로크를 고려하여 이루어질 수 있을 것이며, 후단부위는 통상의 일회용 주사기와 같이 손가락 부위에 접촉하는 푸시면을 가지게 된다.

도5 및 도6에서와 같이 상기 피스톤(110)의 후단측에는 자동주사기의 작동부재 즉, 로드체결부(370)와의 결합을 위한 착탈부(140)가 구성되는데, 그 예로서, 상기 착탈부(140)는 원주방향에 대칭적으로, 후술될 자동주사기의 로드체결부의 반경방향으로 형성되는 한 쌍의 돌기가 삽입 및 90°회동되어 체결이 이루어질 수 있는 형태로 구성될 수 있다.

상기 착탈부(140)의 구체적인 설명으로서, 양측으로 돌출되어 원주방향으로 대칭되게 체결홈(142,144)들이 형성되는 한 쌍의 돌출부(141,143)구조를 가진다. 상기 한 쌍의 돌출부(141,143)와 로드체결부(370)와의 결합에 대해서는 상기와 같다.

이러한 한 쌍의 돌출부(141,143) 사이의 공간은 로드체결부(370)의 체결공간이 되는 동시에, 플런저(100)와의 연결공간으로 기능할 수 있다. 착탈부(140)의 후면은 푸시면(145)으로서 전진이송력을 제공받을 수 있으며, 또한 돌출부(141,143)의 후단면 부위도 푸시면으로 작용하여 전진이송력을 제공받을 수 있게 된다.

상기 플런저(100)는 이러한 착탈부(140)를 바라보고 일렬로 배열되며, 착탈부(140)와 플런저부(100) 사이에 연결되는 구조를 가진다. 이를 위하여 플런저부(100)의 전단측 중심으로부터 전방으로 돌출된 중앙 수직연결부(151)가 구비되고, 그 중앙 수직연결부(151)의 선단부위는 피스톤(110)의 후단부위 즉 착탈부(140)의 돌출부(141,143) 사이의 공간부를 통해 푸시면(145)과 연결된다.

상기 중앙 수직연장부(151)의 양측에는 한 쌍의 보조 수직연결부(152,153)가 전방으로 돌출되어 돌출부(141,143)의 후단면에 연결되는 구조를 가진다.

이러한 구조를 가짐에 따라 수동주사기로 사용시 플런저(100)와 착탈부(140)가 연결된 상태에서 손으로 밀거나 당기는 이송력이 수직연결부들(151,152,153)을 통하여 착탈부(140)로 전달된다.

또한, 자동주사기를 사용하는 경우에는 플런저(100)가 착탈부(140)로부터 제거되고, 착탈부(140)에 로드체결부(370)가 체결되어 푸시로드의 이송동력을 제공받는 것이다.

수동주사기로 기능시 플런저(100)의 전후진의 힘은 주로 수직연결부(151,152,153)에서 지탱하게 되며, 상기 플런저(100)와 착탈부(140)의 분리시에는 돌출부(141,143)의 개방된 측방향으로 플런저(100)를 꺽어서 수직연결부(151,152,153)의 연결된 상태를 끊게 되어 피스톤(110)과 완전하게 분리될 수 있는 것이다.

따라서, 피스톤(110)이 실린더(200)의 후측부위 내측에 위치한 상태에서 플런저(100)를 분리시킬 수 있게 됨으로써 일회용 주사기의 재사용을 방지되는 것이다.

한편, 플런저(100)가 분리되면, 착탈부(140)가 노출됨으로써 자동주사기에 장착하여 자동으로 약물을 주입할 수 있게 되는데, 도7에 도시한 바와같이 자동주사기(300)는 그 전방측에는 일회용주사기의 실린더(200)가 탈착 가능하도록 결합될 수 있으며, 상기 실린더(200)는 착탈부(140)와 함께 플런저(100)가 제거된 피스톤(110)이 구비되어 자동주사기(300)에 의해 내부 수용공간에 약물을 로딩하고 주입하는 기능을 수행할 수 있다.

이에, 상기 자동주사기(300)는 말단에 실린더(200)에 내장된 착탈부(140)를 결합하여 전기적인 제어신호에 의하여 전진 및/또는 후진 동작을 수행하는 푸시로드를 포함할 수 있다.

이를 위하여 상기 자동주사기(300)는 소정의 작동 제어를 위한 하나 이상의 스위치부(350)를 구비할 수 있고, 상기 스위치부(350)는 하우징 내부에 수용된 모터에 제어신호를 송출하여 회전에 따라 푸시로드(참조번호 미표시)를 전진 및/또는 후진시키거나, 전진 및/또는 후진을 위한 모드를 선택할 수 있도록 기능할 수 있다.

상기 자동주사기(300)는 내장되거나 외부에 유선 또는 무선으로 연결되는 제어부를 통하여 주입작동, 더욱 정확하게는 푸시로드의 주입 방향 및 속도 등의 조작요소를 제어할 수 있을 것이다. 예를 들어, 약물의 주입 속도 증가 필요성에 따라, 스위치부(350) 입력에 연동하여 자동 주입 모드 및 수동 주입모드에 해당하는 구동 제어 신호를 변경하여 모터와 같은 액추에이터로 전송할 수 있다.

또한, 스위치부(350)의 입력에 의해 주입이 시작되고, 스위치부(350)의 추가입력에 따라 홀드(hold) 상태가 되면, 자동 주사 모드로 변경되어 기설정된 약물주입량 및 시간에 따라 주입(injection)이 수행될 수 있다. 따라서, 자동주사기(300)는 소정의 제어동작에 의하여 필요한 압력으로 약물의 양을 정확하게 제어하는 기능을 수행한다.

이를 위해 제어부(3000)의 신호에 의하여 내장된 모터가 구동되고 모터의 회전력은 소정의 푸시로드에 대한 전진 또는 후진이송으로 힘을 변환하며, 이는 피스톤(110)에 전달된다.

사용자의 편리성을 향상하기 위하여 자동주사기(300)는 하우징의 일면에 배치되어 수체의 주입 속도 및/또는 주입량에 대한 선택 메뉴를 포함하는 화면을 표시하는 디스플레이부(360)를 포함할 수 있으며, 상기 디스플레이부(360)에는 주입되는 약물이나 장착되는 장비에 따른 모드를 선택할 수도 있을 것이다.

상기 자동주사기(300)의 전방 측에는 상기 푸시로드가 인입출될 수 있으며 이러한 푸시로드의 말단에는 로드체결부(370)가 형성되어 실린더(200)의 착탈부(140)를 결합할 수 있다.

이러한 자동주사기(300)는 보다 다양한 용도(예를 들어 치과용 마취액 주입장치, 상악동 수압거상기, 내과용 약액주입기 등)으로 사용될 수 있도록 범용성을 가지는 기구일 수 있고, 실린더(200)의 장착을 위하여 어댑터(340)가 개재될 수 있을 것이다.

상기 어댑터(340)를 통하여 실린더(200)가 연결되고, 상기 자동주사기(300)의 내부에는 소정의 약물이 로딩될 수 있다. 이러한 실린더(200)의 내부에는 피스톤(110)과 가스켓(130)이 삽입되고, 상기 피스톤(110)은 푸시로드와 연결되어 니들 측으로 양압 내지는 음압을 제공할 수 있는 것이다.

자동주사기(300)를 한 손으로 파지 내지는 거치하고, 다른 손으로는 환자의 환부 등을 접촉하여 주입이 이루어질 수 있는데, 이는 통상의 수동형 주사기의 경우와 같다.

파지의 정확성과 견고성 및 사용의 편리성을 고려하여 상기 자동주사기(300)는 하측으로 손잡이부(310)가 연장되어 손이 감쌀 수 있도록 하며, 어댑터(340)에 인접된 전방 상측과 손잡이부(310)의 상부 측면으로는 손가락(예를 들어, 엄지와 검지)이 감쌀 수 있도록 그립부(320)가 형성된다.

상기된 스위치부(350)는 이러한 그립부(320)에 배치되는 것이 조작의 정밀성을 위하여 바람직할 것이다.

상기 어댑터(340)가 배치되는 부위에 인접하여서는 어댑터(340)의 탈거를 위한 탈착버튼(330)이 추가될 수 있고, 상기 탈착버튼(330)은 공지의 후크 내지는 걸림방식이 적용될 수 있을 것이다.

한편, 상기 자동주사기(300)는 외부의 전력을 공급받거나, 내장된 배터리를 통하여 모터에 동력을 공급할 수 있을 것이다.

상기 자동주사기(300)의 동작시 어느 정도 환자에 최적화된 선택모드로서 동작이 가능하다. 이러한 모드의 선택을 위하여 디스플레이부(360)에 인접되어 모드선택버튼(참조번호 미표시)이 추가될 수 있다.

1) 일회용주사기의 장착 단계

자동주사기(300)의 전단에 어댑터(340)를 장착하고, 상기 어댑터(340)에 실린더(200)를 장착한다. 여기서, 통상적인 바이알(Vial)에 1회 분량 이상의 약물이 수용되어 있으며 상기 장착되는 실린더(200)는 빈 상태로 제공되는 것을 전제로 한다.

이러한 실린더(200)의 장착을 위하여 먼저 착탈부(140)를 체결하는데, 어댑터(340)의 중심측으로 노출되는 푸시로드 말단의 로드체결부(370)와 착탈부(140)가 상호 체결될 수 있다.

약물 주입 등의 안전성을 고려하면 1회 주입시마다 실린더(200)가 교체되어야 하기 때문에 상기 체결방식도 간결한 것이 좋다. 이를 위하여, 착탈부(140)와 로드체결부(340)와의 상기에서 이미 언급하였듯이 90°회전 방식으로 간편하게 이루어질 수 있을 것이다.

상기와 같이 자동주사기(300)로의 실린더(200)의 장착이 완료되면, 가스켓(130)은 최대 후진된 상태로 배치되어 있다.

2) 로딩단계

상기와 같이 자동주사기(300)와 실린더(200)의 결합이 이루어진 상태에서 약물의 로딩이 개시되며, 이를 위하여 두 단계의 절차가 진행된다.

우선 자동주사기(300)는 소정의 로딩 준비 입력에 의하여 푸시로드가 최대 전진하고 내부의 공간을 제거하도록 한다. 이때, 실린더(200) 내부에서 가스켓(130)은 최대한 전진하여 대략 실린더(200)의 전방 내벽면에 밀착한 상태이다.

여기서, 가스켓(130)은 실링성을 가지며 비교적 유연한 재질로 이루어지기 때문에 소정의 변형이 가능할 것이다. 이러한 탄성 변형성을 응용하여 본 발명에서는 소정의 배럴 내부 공간을 활용해 흡인력을 발생하도록 할 수 있는데 이와 관련된 구체적인 설명은 후술한다.

상기 가스켓(130)이 실린더(200)의 전방 내면에 밀착되는 상태는 상기와 같이 바이알로부터 약물을 흡인하여 로딩하기 위한 준비 상태와, 신체 내로 약물이 주입 완료된 상태이다. 다만, 상기 로딩 준비 상태와 주입 완료 상태에서 푸시로드에 의한 가스켓(130)의 실린더(200) 내벽에 밀착 및 변형을 달리 설정할 수 있을 것이다.

상기와 같이 로딩의 준비상태에서는 푸시로드가 완전하게 전진하여 가스켓(130)이 실린더(200) 전방 내벽면에 밀착 및 변형되어 내구 공간을 완전하게 제거하였으며, 니들을 바이알에 삽입한 이후 소정의 사용자 입력에 따라 설정된 양을 실린더(200) 내부로 흡인하게 된다. 상기 흡인을 위한 푸시로드의 후진 거리는 사실상 신체에 주입되는 정량보다 다소 더 길게 형성될 것이다.

3) 에어제거단계

상기와 같이 자동주사기(300)의 제어로직에 의하여 사실상 정량의 로딩이 완료되면 소정 거리 푸시로드가 전진 이송하여 내부의 에어를 제거할 수 있도록 한다. 상기 에어제거를 위한 푸시로드 내지 가스켓(130)의 스트로크는 기설정된 값에 의할 수도 있을 것이나, 경우에 따라 사용자가 육안으로 확인하여 스위치부(350)를 제어하여 전진위치를 설정하는 것도 가능하다.

이와 같은 에어제거를 위하여 기포가 중력에 반대되는 방향으로 배치되어야 하는바, 자동주사기(300)에서는 이를 위한 음향, 음성, 디스플레이 또는 발광을 이용한 안내를 수행할 수 있을 것이다.

경우에 따라 에어제거를 위한 자동주사기(300) 및 실린더(200)의 방향이 적절한지를 확인하기 위하여 경사센서 등이 부가된 감지부가 자동주사기(300)에 구비되고 실린더(200)가 상방으로 배치될 때까지 대기하도록 한 다음, 수직 위치가 된 다음 자동적으로 에어제거가 개시되도록 하는 것도 고려될 수 있다.

상기 에어제거가 완료된 위치를 초기위치 내지는 영점으로 정의하도록 한다.

4) 주입단계

상기와 같이 로딩 및 에어제거가 완료되면 신체 내에 니들을 삽입하고 푸시로드가 초기위치로부터 전진이송하여 수용공간 내의 약물을 주입하게 된다.

이러한 주입 속도 및 스트로크는 설정된 값에 따라 이루어질 수 있는데, 경우에 따라 상기 에어제거가 사용자에 의하여 조절된 경우, 초기위치에 따라 스트로크 값이 자동적으로 조정될 수도 있음은 물론이다.

통상 백신 주입의 경우는 마취액의 주입과 달리 용량이 작고 피하내지는 근육주사 방식으로 이루어지기 때문에 압통 등과 같은 모니터링은 생략할 수 있고, 이에 주입압의 조절에서 상황에 적응할 필요가 비교적 적다. 따라서, 백신 주입모드의 경우에는 상기 자동주사기(300)가 설정된 속도와 용량을 유지하는 것이 보다 다수의 접종을 위하여 바람직할 것이다.

상기 주입이 완료되면 소진된 실린더(200)를 어댑터(340)로부터 탈거하고 미사용 실린더(200)를 교체하여 사용하게 된다. 이러한 탈거는 상기 장착단계와 역순으로 이루어질 수 있을 것이다.

한편, 상기 주입이 완료된 상태에서 푸시로드에 의한 전진의 압력이 가스켓(130)에 전달되어 변형된 상태일 수 있다. 이 경우 소정 거리 푸시로드가 후진 이송되어 압력을 제거하고 가스켓(130)의 탄성복원력에 의하여 흡인이 추가적으로 이루어질 수 있다.

도8 및 도9는 실린더(200)와 자동주사기(300)를 연결하기 위한 어댑터(340)의 일예를 나타내는 사시도이다.

어댑터(340)는 실린더(2000의 형상과 크기에 대응하여 형성되며, 자동주사기(300)에 장착되는 어댑터(340)에 따라 다양한 용도로 사용될 수 있음은 상기와 같다.

상기 어댑터(340)는 전체적으로 자동주사기(300)의 하우징 전방측을 감쌀 수 있는 장착바디(341)와, 상기 장착바디(3410) 전방의 실린더(200) 체결구조로 이루어진다.

상기 장착바디(341)는 전체적으로 원통형으로 이루어질 수 있을 것이나, 이러한 형상은 선택적이다. 이러한 장착바디(341)의 중심측에는 푸시로드가 전후진 할 수 있는 관통공(참조번호 미표시)이 형성되며, 도7에와 가이 푸시로드 말단의 로드체결부(370)가 노출되어 있다.

상기 로드체결부(370)는 방사상으로 한 쌍의 돌기가 형성되어 착탈부(140)에 탈착 가능하도록 체결될 수 있고, 상기 로드체결부(370)의 외주측으로는 장착바디(341)에서 전방으로 돌출되는 실린더장착부(343)가 형성된다. 상기 실린더장착부(343)는 실린더(200)의 후단부위 플랜지 부위가 삽입될 수 있는 플랜지삽입부(344)가 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 로드체결부(370와 마찬가지로 삽입후 90°회전에 의하여 장착이 완료될 수 있도록 플랜지삽입부(344)의 회전방향 말단에 스토퍼 형태의 걸림부(345)가 형성될 수 있다.

한편, 상기 장착바디(341)의 후방 하측으로는 더욱 연장된 언더가이드(342)가 형성될 수 있는데, 장착 과정에서 어댑터(340)의 삽입을 가이드하는 동시에 하방으로의 하중을 지지하여 보다 견고한 장착이 가능하도록 기능할 수 있다.

상기된 어댑터(340)를 언더가이드(342)가 자동주사기(300)에 맞댄 상태에서 가이드하면서 로드체결부(370)가 중심의 관통공에 삽입되도록 체결한 다음, 피스톤(110) 후단부위의 착탈부(140)에 로드체결부(370)를 체결하고, 실린더(200)의 플랜지를 플랜지장착부(343)에 체결함으로써 실린더(200) 즉 일회용주사기의 장착이 완료될 수 있다.

도8의 경우에는 2cc의 용량을 갖는 일회용주사기를 장착하기 위한 어댑터이고, 도9의 경우에는 5cc 및 100cc의 용량을 갖는 일회용주사기를 장착하기 위한 어댑터이다.

도10은 본 발명의 일회용 주사기가 자동주사기(300)에 장착되어 동작하는 과정을 설명하기 위한 것으로, 상기에서 언급한 과정을 통해 실린더(200)와 착탈부(140)를 자동주사기(300)의 어댑터(340)와 로드체결부(370)에 체결하여 전후진의 동력을 제공받을 수 있다.

상기 로드체결부(370)와의 체결력에 따라, 자동주사기(300)의 푸시로드가 전진 이송하면 피스톤(110)이 가스켓(130)을 밀어내고, 실린더(200)의 수용공간에 수용된 약물이 연결부(210)를 통하여 배출된다. 상기 연결부(210)에는 소정의 니들 등의 주입요소가 적용될 수 있으며 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도9의 (a)는 피스톤(110)이 소정의 주입 개시위치에 배치되어 수용공간에 약물을 수용한 상태를 나타내고 있다.

이러한 상태에서는 주입 전단계에서 약물이 저장되어 있으며 연결부(210)에 결합된 니들이 인체에 삽입되어 주입을 준비하면, 자동주사기(300)의 푸시로드가 전진 이송하면서 가스켓(130)을 밀어낸다.

상기 가스켓(130)이 전진이송하면서 수용공간의 약물이 소진됨과 함께 삽입돌부(132)가 연결부(210)의 내측으로 진입하기 시작한다.

도5의 (b)는 개략적으로 주입이 완료된 상태를 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이 삽입돌부(132)가 연결부(210) 내부에 완전하게 진입한 상태에서 실린더(200)) 내부의 약물은 대부분 니들을 통하여 주입이 완료된다.

다만, 니들과 연결부(210)의 연결부위와, 니들 내부에는 일부 약물이 잔류할 수 있고 이러한 잔여 부분이 부정확한 주입의 원인이 될 수 있고, 니들의 신체로부터 제거시 외부로 누설되는 현상도 발생할 수 있다.

본 발명에서는 이를 위하여 실린더(200) 전방 내측면과 가스켓(130)의 실이부(131)의 형상을 제어하여 소정의 아스피레이션 기능을 수행하도록 한다.

도시된 상태에서 손으로 가해지는 압력 또는 푸시로드의 전진력이 추가되면 실링부(131)의 전면부가 변형되면서 실린더(200)의 전방 내면에 밀착되어 전방 외주측 공간이 압축된다. 이에 따라 전방 외주연에 잔여하는 약물이 삽입돌부(132)와 연결부(210) 내주면 사이의 틈을 통해 주입될 수 있다. 이러한 전진력을 해제하면 실링부(131)의 탄성 복원력이 작용하면서 전방 외주측 공간이 복원되고 이러한 공간은 연결부(210) 측으로 음압을 제공하면서 노즐 측에서 잔여된 약물이 외부로 누설되지 않도록 아스피레이션 기능을 수행하는 것이다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 예일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

본 특허는 아래에 기재된 과제에 의해 지원되었다.

과제번호 : 10424394

부처명 : 창업진흥원

과제관리(전문)기관명 : 한국엔젤투자협회

연구사업명 : 민관공동 창업자 발굴육성사업(Post-TIPS)

연구과제명 : IoT 자동주사기와 약물(백신) 접종 실시간 관제 플랫폼 개발

과제수행기관명 : 메디허브 주식회사

연구기간 : 2021. 05. 01 ~ 2022. 10. 31.

100 : 플런저
110 : 피스톤
120 : 가스켓 장착부
130 : 가스켓
131 : 실링부
132 : 삽입돌부
140 : 착탈부
141,143 : 돌출부
142,144 : 체결홈
145 : 푸시면
151,152,153 : 수직연결부
200 : 실린더
210 : 연결부
300 : 자동주사기
340 : 어댑터
370 : 로드체결부

Claims (6)

1. 전방측에 니들이 연결되는 연결부를 가지는 실린더;
   상기 실린더의 내측에 삽입되고, 전후진 이송동력을 제공받는 플런저;
   상기 플런저의 전방측에 결합되고, 상기 실린더의 내면에 밀착되며, 상기 플런저와 함께 이송되어 실린더의 내측으로 약물을 흡입하여 수용하거나 수용된 약물을 투약시키는 피스톤;으로 구성된 일회용 주사기에 있어서,
   상기 피스톤의 후단부위에는 자동 주사기의 로드체결부와 연결되어 전후진 이송동력을 제공받도록 착탈부가 구비되고, 상기 착탈부의 후방측에는 상기 플런저가 피스톤 또는 착탈부로부터 분리가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 일회용 주사기.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 플런저는 선단 중심부위로부터 전방으로 수직 돌출된 중앙 수직연결부가 구비되고, 상기 중앙 수직연결부의 양측으로부터 전방으로 수직 돌출된 보조 수직연결부가 구비된 것을 특징으로 하는 일회용 주사기.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 중앙 수직연결부의 선단은 상기 피스톤의 후단부위에 연결되고, 상기 보조 수직연결부의 선단은 상기 착탈부의 후단부위에 연결되는 것을 특징으로 하는 일회용 주사기
   
4. 제1항에 있어서, 상기 착탈부는 상기 피스톤의 후방에서 양측으로 돌출된 한 쌍의 돌출부를 가지며, 상기 한 쌍의 돌출부에는 원주방향에 대칭되게 체결홈이 형성되어 자동주사기의 로드체결부에 형성된 돌기가 삽입된 후 회동하면서 체결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 일회용 주사기.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 피스톤에는 가스켓이 장착되고, 상기 가스켓은 전방으로 돌출되어 상기 연결부의 내부에 삽입되는 삽입돌부를 구비한 것을 특징으로 하는 일회용 주사기
   
6. 제5항에 있어서, 상기 가스켓은 전방측이 원추형상으로 이루어지고, 상기 삽입돌부는 중심부위로부터 전방으로 돌출된 것을 특징으로 하는 일회용 주사기.