KR20230148322A - 약액 주입 장치 - Google Patents

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KR20230148322A
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쥐 웰스포드이안
네프제임스
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이오플로우(주)
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 복수 개의 니들홀부가 형성되는 본체부, 니들홀부와 연결되며 사용자의 신체와 접촉가능한 니들 어셈블리, 니들 어셈블리에 전압을 인가가능한 기판부 및 니들 어셈블리에 수용되는 약물이 외부로 배출되도록 압력을 제공하는 압력생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 주입 장치를 제공한다.

Description

약액 주입 장치
본 발명은 약액 주입 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인슐린 주입 장치와 같은 약액 주입 장치는 환자의 몸 안에 약물을 주입하기 위해 사용되는데, 이는 의사나 간호사와 같은 전문 의료진에 의해 사용되기도 하지만, 대부분의 경우 환자 자신 또는 보호자와 같은 일반인에 의해 사용되고 있다.
당뇨 환자 특히, 소아 당뇨 환자의 경우에는 인슐린과 같은 약물을 정해진 간격을 두고 인체에 주입할 필요가 있다.
일정한 기간 동안 인체에 부착하여 사용하는 패치 형태의 약액 주입 장치가 개발되고 있으며, 이러한 약액 주입 장치는 환자의 복부 또는 허리 등의 인체에 일정한 기간 동안 패치 형태로 부착한 상태로 사용될 수 있다.
약액 주입 장치는 인체에 부착될 경우 착용감이 우수하고 사용이 편리하며 내구성이 뛰어나고 저전력으로 구동될 필요성이 있다.
특히, 약액 주입 장치는 환자가 직접 피부에 부착되어 사용되므로, 사용자가 편리하고 안전하게 약액 주입 장치를 구동하는 것이 중요하다.
또한, 약물 주입을 통한 효과의 증대를 위하여 약액 주입 장치는 정량의 약물을 환자의 몸에 정밀하게 주입하는 것이 제어될 필요가 있는데, 소형의 약액 주입 장치를 통하여 소량의 약물을 정밀하게 주입하는 것이 중요하다.
종래 피스톤 등 구동 장치를 이용하여 약물을 체내로 주입하였으나, 이러한 방식의 약물 주입 장치는 정량의 약물을 정밀하게 주입하기 위한 제어가 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 한계점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 기판부에서 제공되는 전압을 제어하는 방식으로 니들 어셈블리의 형상을 변형시킴으로써 사용자에게 주입되는 약액의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 약액 주입 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 복수 개의 니들홀부가 형성되는 본체부, 상기 니들홀부와 연결되며 사용자의 신체와 접촉가능한 니들 어셈블리, 상기 니들 어셈블리에 전압을 인가가능한 기판부 및 상기 니들 어셈블리에 수용되는 약액이 외부로 배출되도록 압력을 제공하는 압력생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 주입 장치를 제공한다.
또한, 상기 니들 어셈블리는 사용자의 신체에 약물을 주입 가능한 주입니들부 및 상기 주입니들부와 이격 배치되며 사용자의 신체 데이터를 수집 가능한 센싱니들부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 니들 어셈블리는 상기 기판부와 접촉가능하며, 상기 기판부로부터 전압을 인가받아 형상 변형이 가능한 가변부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가변부재는 전압을 인가받아 상기 주입니들부와 상기 압력생성부를 연통시킬 수 있다.
또한, 상기 기판부는 상기 센싱니들부로부터 상기 신체 데이터를 전달받아 제어 신호를 생성가능한 프로세서부 및 상기 제어 신호를 전달받아 상기 가변부재에 전압을 인가하는 제1 전극부를 포함하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서부는 외부의 사용자 단말로부터 전기적 신호를 전달받을 수 있으며, 상기 전기적 신호를 기반으로 가변부재에 전압을 선택적으로 인가하도록 상기 제1 전극부를 제어 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치는 기판부가 니들 어셈블리에 전압을 인가하거나 제거함으로써, 사용자에 대한 약물 주입의 제어가 가능한 효과가 있다.
또한, 기판부가 니들 어셈블리로부터 사용자의 신체 데이터를 전달받아 니들 어셈블리에 인가되는 전압을 제어할 수 있으므로, 사용자의 신체 상태에 최적화된 약액 주입 환경을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치의 분해도이다.
도 3은 도 1의 A-A'선을 기준으로 단면 처리한 단면도이다.
도 4는 도 3의 B부분을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5a, 도 5b는은 본 발명의 일 실시예에 약액 주입 장치의 사용상태도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력생성부의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력생성부에서 유체의 유동을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 주입 장치를 도시한 저면사시도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었음으로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치의 분해도이다. 도 3은 도 1의 A-A'선을 기준으로 단면 처리한 단면도이다. 도 4는 도 3의 B부분을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5a, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 약액 주입 장치의 사용상태도이다.
약액 주입 장치(1)는 주입되는 약액의 종류에 따라 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예컨대, 약액은 당뇨병 환자를 위한 인슐린 계열 약물을 포함할 수 있고, 기타 췌장을 위한 약물, 심장용 약물 기타 다양한 종류의 약물을 포함할 수 있다.
약액 주입 장치(1)는 유선 또는 무선으로 연결된 약물 주입 제어 전자 장치와 연결될 수 있다. 사용자는 약물 주입 제어 장치를 조작하여 약액 주입 장치(1)를 제어할 수 있으며, 약액 주입 장치(1)의 사용 상태를 모니터링 할 수 있다.
예컨대, 약액 주입 장치(1)로부터 주입되는 약액의 양, 약액의 주입 횟수, 사용자의 신체, 바이오 정보 등을 모니터링 할 수 있으며, 이를 기반으로 사용자가 약액 주입 장치(1)를 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 약물 주입 제어 장치는 사용자 단말을 포함할 수 있으며, 이와 관련된 내용은 뒤에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(1)는 본체부(100), 니들 어셈블리(200), 기판부(300), 압력생성부(400), 전원부(500)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부(100)는 약액 주입 장치(1)의 외관을 형성하는 것으로서, 본체하우징(110), 커버부(150)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 본체하우징(110)은 뒤에 설명할 니들 어셈블리(200)와 연결되며, 기판부(300), 압력생성부(400), 전원부(500)를 수용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 본체하우징(110)은 일면에 개구부가 형성되는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서, 본체하우징(110)은 일측에 개구부가 형성되는 원통 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 본체하우징(110)은 전장품을 수용할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
구체적으로 원통 형상으로 형성되는 본체하우징(110`)은 도 8에 도시되어 있으며, 이와 관련하여는 뒤에서 설명하도록 한다.
사용자의 신체와 접촉하는 본체하우징(110)의 일면에는 복수 개의 니들홀부(110h)가 형성될 수 있다. 이로 인하여 주입니들부(210) 및 센싱니들부(230)가 니들홀부(110h)에 통과하여 사용자의 신체에 접촉, 침투할 수 있고, 사용자의 신체 내에 약액을 주입할 수 있다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 주입니들부(210), 센싱니들부(230)와 본체하우징(110)은 일체로 형성될 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.
도 1, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 니들홀부(110h)는 사용자의 신체와 접촉하는 본체하우징(110)의 일면상에서, 인접하는 니들홀부(110h)와 미리 설정되는 간격으로 이격 배치되어 그리드(grid)형상으로 이루도록 위치할 수 있다.
구체적으로 그리드 형상을 이루는 복수 개의 니들홀부(110h) 중, 외측 둘레를 따라 위치하는 복수 개의 니들홀부(110h)에는 센싱니들부(230)가 삽입되며 연결될 수 있고, 상기 외측 둘레를 따라 위치하는 니들홀부(110h)를 제외한 나머지 니들홀부(110h)에는 주입니들부(210)가 삽입될 수 있다.
예를 들어, 니들홀부(110h)가 일방향(도 1 기준 x축 방향)을 따라 N개 형성되고 타방향(도 1 기준 y축 방향)을 따라 N개가 형성되는 경우, 본체하우징(110)의 일면의 중심을 기준으로 최외곽에 형성되는 4(N-1)개의 니들홀부(110h)에는 센싱니들부(230)가 삽입될 수 있으며, 나머지 (N-1)2개의 니들홀부(110h)에는 주입니들부(210)가 삽입될 수 있다.
이로 인하여 뒤에 설명할 니들홈부(111)를 주입니들부(210)가 삽입되는 니들홀부(110h)가 형성되는 영역에 한정하여 형성시킴으로써 센싱니들부(230)로 약액(D)이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
이에 더하여 센싱니들부(230)가 사용자로부터 효과적으로 신체 데이터를 획득하는 것이 가능하다.
도 8을 참조하면, 선택적 실시예로서, 본체하우징(110`)의 일면이 원형으로 형성되는 경우 니들홀부는 사용자의 신체와 접촉하는 본체하우징(110`)의 일면의 중심을 기준으로 방사 방향을 따라 형성될 수 있다.
복수 개의 니들홀부(110h)는 본체하우징(110)의 일면의 중심을 기준으로 등각 배치되는 복수 개의 가상의 선을 따라 형성될 수 있으며, 상기 가상의 선을 따라 형성되는 니들홀부(110h)에는 센싱니들부(230)가 삽입될 수 있다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 센싱니들부(230)가 삽입되는 니들홀부(110h)와 센싱니들부(230)의 삽입되는 니들홀부(110h)의 위치는 다양하게 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 니들홀부(110h)의 직경은 주입니들부(210) 또는 센싱니들부(230)의 외경과 동일하거나 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 이로 인하여 주입니들부(210) 및 센싱니들부(230)가 니들홀부(110h)에 억지 끼움 방식으로 삽입되며, 체결력이 향상될 수 있다.
선택적 실시예로서, 주입니들부(210)와 니들홀부(110h) 사이, 센싱니들부(230)와 니들홀부(110h) 사이에는 실링부재(도면 미도시)가 배치될 수 있다.
이로 인하여 약액 주입 장치(1) 내부에 위치하는 약액(D)이 주입니들부(210)를 통해서만 외부로 주입이 가능하며, 니들홀부(110h)를 통해 배출되는 현상을 방지할 수 있다.
도 2, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 니들 어셈블리(200)가 위치하는 본체하우징(110)의 내측에는 니들홈부(111)가 홈부의 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 니들홈부(111)가 위치하는 영역에서, 본체하우징(110)의 외벽의 두께는 니들홈부(111)가 위치하지 않는 본체하우징(110)의 외벽의 두께보다 상대적으로 얇게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 니들홈부(111)는 돌출부의 형상으로 형성되는 뒤에 설명할 제1 전극부(320)와 마주보며 배치될 수 있고, 제1 전극부(320)가 돌출되는 형상과 대응되는 홈부의 형상으로 형성될 수 있다.
이로 인하여 제1 전극부(320)가 니들홈부(111)에 안착되어 니들 어셈블리(200)와 접촉함으로써, 제1 전극부(320)가 니들 어셈블리(200), 구체적으로 가변부재(250)에 전압을 인가할 수 있다.
이에 더하여 약액(D)이 니들홈부(111)에 수용될 수 있으며, 가변부재(250)가 전압을 인가받아 뒤에 설명할 개폐홀부(251h)가 확장되는 경우에, 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)이 개폐홀부(251h)를 통해 니들 어셈블리(200) 내부로 유입되어 외부로 배출될 수 있다.
다시 말하여, 가변부재(250)가 전압을 인가받지 않은 상태에서는 개폐홀부(251h)의 내면이 밀착, 접촉되며 약액(D)이 유동힐 공간을 폐쇄하며, 전압을 인가받은 상태에서는 개폐홀부(251h)가 확장되며 개폐홀부(251h)의 내측 영역을 통해 약액(D)이 통과하며 사용자의 체내로 유입될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 니들홈부(111)는 일방향(도 2 기준 x축 방향)을 따라 연장되는 홈부의 형상으로 형성될 수 있다.
구체적으로 니들홈부(111)는 니들홀부(110h)가 형성되는 영역과 중첩되도록 상기 일방향을 따라 연장되는 홈부의 형상으로 형성될 수 있다.
이로 인하여 니들홈부(111)가 홈부의 형상으로 형성되어 약액(D)이 수용될 수 있으며, 주입니들본체(211)에 수용되는 약액(D)이 모두 소진되는 경우 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)을 주입니들본체(211)에 추가적으로 보충할 수 있다.
구체적으로 제1 전극부(320)가 가변부재(250)에 전압을 인가하여 개폐홀부(251h)를 형성하여 니들홈부(111)와 주입니들본체(211)를 연통시킬 수 있으며, 압력생성부(400)에 의해 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)이 주입니들본체(211) 내부로 유입되어 약액(D)을 보충할 수 있다.
도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버부(150)는 본체하우징(110)을 커버하는 것으로, 본체하우징(110)의 일측에 연결될 수 있다.
이로 인하여 커버부(150)를 본체하우징(110)에서 분리함으로써 본체하우징(110) 내부에 수용되는 니들 어셈블리(200), 기판부(300), 압력생성부(400) 등의 전장 부품을 교환하거나, 본체하우징(110) 내부에 수용되는 약액(D) 또는 유체(F)를 교환 또는 보충할 수 있는 효과가 있다.
이에 더하여 커버부(150)를 본체하우징(110)과 결합함으로써 본체하우징(110) 내부에 수용되는 약액(D) 또는 유체(F)가 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다.
도 3 내지 도 5a, 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 니들 어셈블리(200)는 니들홀부(110h)와 연결되며 사용자의 신체와 접촉하는 것으로써 주입니들부(210), 센싱니들부(230), 가변부재(250)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주입니들부(210)는 사용자의 신체에 약액(D)을 주입 가능한 것으로서 주입니들본체(211)를 포함할 수 있다.
주입니들본체(211)는 중공관 형상으로 형성될 수 있으며, 이로 인하여 주입니들본체(211) 내부에 가변부재(250), 약액(D) 또는 유체(F)가 수용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 주입니들부(210)는 니들홀부(110h)에 삽입되어 본체하우징(110)의 내부와 외부를 연통시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주입니들본체(211)는 주입니들부(210)의 외관을 형성하는 것으로서, 주입니들본체(211)의 일단부에는 주입홀부(212)가 홀부의 형상으로 형성될 수 있다.
주입홀부(212)가 형성되는 주입니들본체(211)의 일단부는 사용자의 체내에 약액(D)을 주입하도록 사용자의 체내에 삽입되는 것으로서, 길이 방향 중심축을 기준으로 비대칭적으로 형성될 수 있다.
구체적으로 주입홀부(212)가 형성되는 주입니들본체(211)의 길이 방향 중심축을 기준으로 일측이 타측보다 일방향(도 4 기준 하측 방향)으로 상대적으로 더 연장되는 형상으로 형성될 수 있다.
주입홀부(212)가 형성되는 주입니들본체(211)의 일면은 곡면부의 형상으로 형성될 수 있다. 구체적으로 주입니들본체(211)의 일면은 외측에서 길이 방향 중심축을 향하면서 하향 경사지는 곡면부의 형상으로 형성될 수 있다.
이로 인하여 사용자의 신체와 접촉하는 주입니들본체(211)의 일면이 신체의 표면과 대응되는 곡면부의 형상으로 형성되어, 주입니들본체(211)를 체내에 삽입 시 사용자의 고통을 경감하거나, 주입니들본체(211)를 사용자의 신체로부터 제거할 시 조직의 회복에 도움을 주게 된다.
이에 더하여 사용자의 신체와 접촉하는 주입니들본체(211)의 일면이 인체공학적인 곡면부의 형상으로 형성됨에 따라, 주입니들본체(211)가 삽입되는 신체의 생체 조직이 과도하게 절개되거나 확장되는 것을 방지할 수 있다.
선택적 실시예로, 주입홀부(212)가 형성되는 주입니들본체(211)의 외주면은 주입홀부(212)가 형성되는 일단부 측으로 갈수록 길이 방향 중심축을 향하여 하향 경사지게 형성될 수 있다.
이로 인하여 주입니들본체(211)의 일단부가 체내에 삽입되는 경우, 길이 방향 중심축에 가까워지도록 삽입됨으로써 체내 조직이 과도하게 절개되거나 확장되는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주입니들본체(211)의 외경은 니들홀부(110h)의 내경과 동일하거나 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 이로 인하여 주입니들부(210) 및 센싱니들부(230)가 니들홀부(110h)에 억지 끼움 방식으로 결합이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주입니들본체(211)는 부도체로 형성될 수 있다. 이로 인하여 제1 전극부(320)로부터 가변부재(250)로 전압이 인가되는 경우, 주입니들본체(211)로 전류가 흐르는 것이 방지되어 주입니들본체(211)와 연결되는 사용자의 신체에 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있는 효과가 있다.
도 4를 참조하면, 주입니들본체(211)의 내경은 가변부재(250) 구체적으로 뒤에 설명할 수용부(252)의 외경과 동일하거나 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 이로 인하여 가변부재(250)가 주입니들본체(211) 내부에 억지 끼움되어 위치 고정될 수 있다.
도 4를 참조하면, 주입니들본체(211)의 내경은 개폐부(251)의 외경보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.
이로 인하여 개폐부(251)가 주입니들본체(211)의 일단부(도 4 기준 상측 단부)와 접촉하여 가변부재(250)가 일방향(도 4 기준 하측 방향)으로 이동하는 것이 제한될 수 있으므로, 압력생성부(400)가 니들홈부(111) 또는 주입니들본체(211) 내부에 수용되는 약액(D)에 압력을 인가하더라도 가변부재(250)가 주입니들본체(211)를 관통하여 외부로 이동하는 현상을 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱니들부(230)는 사용자의 신체 데이터를 수집 가능한 것으로서, 센싱니들본체(231) 및 센서부(233)를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로, 센싱니들부(230)는 채혈식 혈당 측정 방식으로 사용자의 혈당을 측정할 수 있다. 구체적으로 센싱니들부(230)는 당산화효소(glucose oxidase enzyme)와 당의 전기화학적 산화-환원 반응을 이용하여 사용자의 혈당을 측정할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱니들본체(231)는 센싱니들부(230)의 외관을 형성하는 것으로서, 중공관 형상으로 형성될 수 있다.
이로 인하여 센싱니들본체(231) 내부에 가변부재(250), 사용자의 신체 데이터를 포함하는 물질 또는 유체(F)가 수용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 센싱니들부(230)는 니들홀부(110h)에 삽입되어 본체하우징(110)의 내부와 외부를 연통시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센싱니들본체(231)의 일단부에는 센싱홀부(232)가 홀부의 형상으로 형성될 수 있다. 이로 인하여 사용자의 신체 데이터를 포함하는 물질이 센싱홀부(232)를 통하여 약액 주입 장치(1) 내부로 이동할 수 있다.
센싱홀부(232)가 형성되는 센싱니들본체(231)의 일단부는 사용자의 신체 데이터를 포함하는 물질을 획득하도록 사용자의 체내에 삽입되는 것으로서, 길이 방향 중심축을 기준으로 비대칭적으로 형성될 수 있다.
구체적으로 센싱홀부(232)가 형성되는 센싱니들본체(231)의 길이 방향 중심축을 기준으로 일측이 타측보다 일방향(도 4 기준 하측 방향)으로 상대적으로 더 연장되는 형상으로 형성될 수 있다.
센싱홀부(232)가 형성되는 센싱니들본체(231)의 일면은 곡면부의 형상으로 형성될 수 있다. 구체적으로 센싱니들본체(231)의 일면은 외측에서 길이 방향 중심축을 향하면서 하향 경사지는 곡면부의 형상으로 형성될 수 있다.
이로 인하여 사용자의 신체와 접촉하는 센싱니들본체(231)의 일면이 신체의 표면과 대응되는 곡면부의 형상으로 형성됨어, 센싱니들본체(231)를 체내에 삽입 시 사용자의 고통을 경감하거나 센싱니들본체(231)를 사용자의 신체로부터 제거할 시 조직의 회복에 도움을 주게 된다.
이에 더하여 사용자의 신체와 접촉하는 센싱니들본체(231)의 일면이 인체공학적인 곡면부의 형상으로 형성됨에 따라, 센싱니들본체(231)가 삽입되는 신체의 생체 조직이 과도하게 절개되거나 확장되는 것을 방지할 수 있다.
선택적 실시예로, 센싱홀부(232)가 형성되는 센싱니들본체(231)의 외주면은 센싱홀부(232)가 형성되는 일단부 측으로 갈수록 길이 방향 중심축을 향하여 하향 경사지는 형상으로 형성될 수 있다.
이로 인하여 센싱니들본체(231)의 일단부가 체내에 삽입되는 경우, 길이 방향 중심축에 가까워지도록 삽입됨으로써 체내 조직이 과도하게 절개되거나 확장되는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센싱니들본체(231)의 외경은 니들홀부(110h)의 내경과 동일하거나 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 이로 인하여 센싱니들부(230) 및 센싱니들부(230)가 니들홀부(110h)에 억지 끼움 방식으로 결합이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센싱니들본체(231)는 부도체로 형성될 수 있다. 이로 인하여 제1 전극부(320)로부터 가변부재(250)로 전압이 인가되는 경우, 센싱니들본체(231)로 전류가 흐르는 것이 제한되어 센싱니들본체(231)와 연결되는 사용자의 신체에 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있는 효과가 있다.
도 4를 참조하면, 센싱니들본체(231)의 내경은 가변부재(250), 구체적으로 뒤에 설명할 수용부(252)의 외경과 동일하거나 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 이로 인하여 가변부재(250)가 센싱니들본체(231) 내부에 억지 끼움되며 위치 고정될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(233)는 사용자의 신체 물질과 접촉하며, 신체 물질로부터 신체 데이터를 추출할 수 있다.
본 명세서에서 '신체 물질'은 사용자의 혈액, 세포 조직 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 사용자의 신체 데이터를 추출할 수 있는 모든 물질을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(233)는 센싱니들본체(231) 내부에 위치할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 센서부(233)가 센싱니들본체(231)의 외부에 위치하는 등 사용자의 신체 데이터를 포함하는 물질과 접촉할 수 있도록 하는 다양한 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(233)는 제1 전극부(320)로부터 전압을 인가받아 전류를 발생시킬 수 있다. 또한, 센서부(233)는 센싱홀부(232)로부터 획득된 신체 물질을 전극으로 이용하여 전류가 흐르게 할 수 있으며, 최초 전류의 세기와 신체 물질을 전극으로 한 전류의 세기 차를 이용하여 사용자의 혈당 수치를 측정할 수 있다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 센서부(233)가 사용자의 혈당 수치를 측정하는 방식은 종래의 혈당 수치 방식을 모두 포함할 수 있다.
도 4, 도 5a, 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변부재(250)는 뒤에 설명할 기판부(300)로부터 전압을 인가받아 형상 변형이 가능한 것으로, 주입니들부(210) 및 센싱니들부(230)의 일측에 안착될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변부재(250)는 기판부(300)와 접촉가능하며 기판부(300)로부터 전압을 인가받아 개폐홀부(251h)를 형성 가능한 개폐부(251)와 약액(D) 등을 수용 가능한 수용부(252)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변부재(250)는 전도성 고분자 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 가변부재(250)는 폴리 폴리스티렌 설포네이트(poly 3,4-enthlenedioxythiophene, PEDOT:PSS)와 다중벽 탄소 나노튜브(multiwall carbon nanotubes)의 결합으로 이루어질 수 있다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 가변부재(250)는 전압을 인가받아 형상 변형이 가능한 기술적 사상안에서 다양한 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 개폐부(251)는 가변부재(250)의 일단부(도 4 기준 상측 단부)에 형성될 수 있으며, 제1 전극부(320)와 접촉하도록 위치할 수 있다.
구체적으로 개폐부(251)는 제1 전극부(320)와 접촉하여 제1 전극부(320)로부터 전압을 인가받아 형상이 변형될 수 있으며, 구체적으로 개폐홀부(251h)를 형성할 수 있다.
도 4, 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐홀부(251h)는 센싱니들부(230) 또는 주입니들부(210)의 내부 공간과 외부 공간을 연통시키는 홀부의 형상으로 형성되는 것으로, 가변부재(250)와 길이 방향 중심축을 공유할 수 있다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 개폐홀부(251h)는 개폐홀부(251h)는 센싱니들부(230) 또는 주입니들부(210)의 내부 공간과 외부 공간을 연통시키는 기술적 사상안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 4, 도 5을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수용부(252)는 약액(D), 유체(F) 또는 신체 데이터를 포함하는 유체(F)를 수용 가능한 것으로, 중공관 형상으로 형성될 수 있다.
이하, 가변부재(250)가 제1 전극부(320)로부터 전압을 인가받는 경우와 인가받지 않은 경우에 따른 개폐부(251)의 형상을 설명한다.
도 5a를 참조하면, 개폐부(251)가 제1 전극부(320)로부터 전압을 인가받지 않는 경우, 개폐부(251)는 수용부(252) 내부 공간과 외부 공간을 구획하도록 벽을 형성할 수 있다.
이로 인하여 압력생성부(400)가 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D) 또는 유체(F) 등에 압력을 가하더라도, 벽이 형성된 개폐부(251)에 의해 가압된 약액(D) 또는 유체(F)가 수용부(252) 내부 공간으로 유입되는 것이 차단되어, 약액(D)이 신체에 주입되는 것을 제어할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 개폐부(251)가 제1 전극부(320)로부터 전압을 인가받는 경우, 개폐부(251)는 수용부(252) 내부 공간과 외부 공간을 연통시키는 개폐홀부(251h)를 형성할 수 있다.
이로 인하여 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)이 개폐홀부(251h)를 통해 수용부(252) 내부 공간으로 유입되는 것이 가능하므로, 압력생성부(400)가 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)에 압력을 가하여 약액(D)이 주입홀부(212)를 통해 체내로 배출시키는 것이 가능하다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(1)는 피스톤 등 구동장치를 이용하여 체내로 주입되는 약액(D)의 양을 조절하는 것이 아니라, 전압을 이용하여 약액(D)의 주입을 차단 또는 허용하는 것이 가능하므로 초소량의 주입 약액량을 정밀하게 제어할 수 있는 특유한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 개폐부(251)와 수용부(252)는 일체로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 개폐부(251)와 수용부(252)는 별물로 형성될 수 있음은 물론 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다.
선택적 실시예로, 개폐부(251)는 전도성 재질로 형성될 수 있으며 수용부(252)는 비전도성 재질로 형성될 수 있다.
이로 인하여 제1 전극부(320)가 개폐부(251)에 전압을 인가하는 경우, 개폐부(251)에 한정하여 형상이 변형될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부(300)는 니들 어셈블리(200)에 전압을 인가가능한 것으로서, 프로세서부(310) 및 제1 전극부(320)를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서부(310)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서부(310)는 휘발성 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있으며, 메모리는 약액 주입 장치(1)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다.
프로세서부(310)는 소프트웨어 또는 프로그램을 저장할 수 있다. 프로그램은, 예를 들면, 커널(kernel), 미들웨어(middleware), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface, API), 또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션") 등을 포함할 수 있다.
커널, 미들웨어, 또는 API(의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다. 커널은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어, API, 또는 어플리케이션 프로그램)에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스, 프로세서, 또는 메모리 등)을 제어 또는 관리할 수 있다.
또한, 커널은 미들웨어, API, 또는 어플리케이션 프로그램에서 자가 약액(D) 주입 시스템(1)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서부(310)는 센싱니들부(230)로부터 신체 데이터를 전달받아 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어 신호는 유선 신호 또는 무선 신호일 수 있다.
제어 신호가 유선 신호로 구현되는 경우, 제어 신호는 USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 제어 신호는 유선 장치를 이용하여 전기적 신호를 전달할 수 있는 기술적 사상안에서 다양한 방법으로 송신 또는 수신될 수 있다.
제어 신호가 무선 신호로 구현되는 경우, 제어 신호는 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), WiFi(wireless fidelity), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 무선 신호로 구현되는 제어 신호는 LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제어 신호는 GNSS를 포함할 수 있다. GNSS는 GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 "Beidou") 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system일 수 있다.
프로세서부(310)는 제어 신호를 제1 전극부(320)에 전달함으로써, 제1 전극부(320)를 통해 가변부재(250)에 전압을 선택적으로 인가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서부(310)는 센싱니들부(230)로부터 획득한 신체 데이터 또는 외부의 사용자 단말로부터 획득한 명령 등에 따라 가변부재(250)에 전압을 선택적으로 인가할 수 있다.
이로 인하여 프로세서부(310)에서 생성한 제어 신호를 기반으로 제1 전극부(320)가 선택적으로 인가한 전압에 따라 약액(D)을 배출 가능하므로, 프로세서부(310)는 신체 데이터 또는 외부의 명령에 따라 사용자에게 주입되는 약액(D)의 양, 주입 주기, 주입 시간 등을 제어할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극부(320)는 가변부재(250)에 전압을 인가가능한 것으로, 니들 어셈블리(200)와 마주보는 기판부(300)의 일측에 위치할 수 있다.
도 4를 참조하면, 가변부재(250)는 니들 어셈블리(200)와 마주보는 기판부(300)의 일면으로부터 가변부재(250)를 향하여 연장되는 돌출부의 형상으로 형성될 수 있다. 구체적으로 가변부재(250)가 돌출되는 형상은 니들홈부(111)의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다.
이로 인하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극부(320)는 니들홈부(111)에 안착 가능하며 구체적으로 제1 전극부(320)는 가변부재(250)와 접촉하도록 니들홈부(111)에 안착될 수 있다.
선택적 실시예로, 제1 전극부(320)는 외부의 전압을 인가받아 상하 방향(도 4 기준)으로 이동이 가능하다. 구체적으로 제1 전극부(320)는 프로세서부(310)의 제어 신호를 전달받아, 제어 신호에 따라 상하 방향으로 이동이 가능하다.
이로 인하여 제1 전극부(320)가 하측 방향으로 이동하여 가변부재(250)와 접촉함으로써 가변부재(250)에 전압을 인가할 수 있으며, 제1 전극부(320)가 상측 방향으로 이동하여 가변부재(250)와 이격됨으로써 가변부재(250)에 인가된 전압을 제거할 수 있다.
이에 더하여 제1 전극부(320)가 하측 방향으로 이동하여 제1 전극부(320)와 니들홈부(111) 사이 공간을 축소시킴으로써 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)에 압력을 인가할 수 있으며, 제1 전극부(320)가 상측 방향을 이동하여 제1 전극부(320)와 니들홈부(111) 사이 공간을 확장시킴으로써 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)에 인가되는 약액(D)을 제거할 수 있다.
도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력생성부(400)는 약액(D)이 외부로 배출되도록 압력(P)을 생성 및 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압력생성부(400)는 미리 설정되는 중량을 가질 수 있으며, 압력생성부(400)의 중량에 의해 기판부(300)가 하측 방향(도 3 기준)으로 압력(P)을 제공받을 수 있다.
이로 인하여 기판부(300)의 제1 전극부(320)가 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)에 압력(P)을 인가할 수 있으며, 약액(D)은 압력(P)을 인가받아 니들홀부(110h)를 통해 사용자의 체내로 주입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압력생성부(400)는 기판부(300)에 항상 압력을 인가할 수 있으며, 기판부(300)에 의해 항상 압력을 인가받는 약액(D)은 가압 상태를 유지할 수 있다.
이로 인하여 프로세서부(310)에서 생성되는 제어 신호를 기초로 제1 전극부(320)가 가변부재(250)에 전압을 인가하는 경우, 가변부재(250)는 개폐홀부(251h)를 형성할 수 있으며, 가압된 약액(D)은 개폐홀부(251h) 및 니들홀부(110h)를 통해 사용자의 체내로 주입될 수 있다.
도 3을 참조하면, 압력생성부(400)는 캡부의 내측면과 연결되며 기판부(300)와 연결부재(170)를 통해 연결될 수 있다.
구체적으로 압력생성부(400)의 일면은 캡부의 일면과 밀착되게 접촉할 수 있으며, 압력생성부(400)의 타면과 기판부(300)의 일면은 직접적으로 밀착 접촉될 수 있음은 물론, 압력생성부(400)와 기판부(300) 사이에 연결부재(170)가 억지 끼움되어 배치될 수 있다.
예를 들어, 압력생성부(400)의 일방향(도 3 기준 상항 방향) 길이와 연결부재(170)의 상기 일방향 길이 및 기판부(300)의 상기 일방향 길이를 합한 값은 본체하우징(110) 내부 공간의 상기 일방향 길이보다 상대적으로 크거나 동일할 수 있다.
이로 인하여 본체하우징(110) 내부에서 캡부, 압력생성부(400), 연결부재(170) 및 기판부(300)가 밀착 접촉되어 접촉 계면에서 미리 설정되는 크기의 수직 항력이 존재할 수 있으며, 상기 수직 항력으로 인하여 기판부(300)가 약액(D)에 압력을 인가할 수 있다.
선택적 실시예로, 압력생성부(400)는 구동 장치(도면 미도시)에 의해 위치가 변경될 수 있다.
구체적으로 압력생성부(400)는 액추에이터(actuator) 또는 캠샤프트(camshaft) 등 구동 장치를 통해 본체부(100)의 일측과 연결될 수 있으며, 구동 장치에 의해 압력생성부(400)가 상하 방향(도 3 기준)으로 이동할 수 있다.
구동 장치는 프로세서부(310)의 제어 신호에 따라 압력생성부(400)가 하측 방향으로 이동하도록 구동할 수 있고, 압력생성부(400)는 하측 방향으로 이동하면서 기판부(300)에 압력을 인가할 수 있다.
이로 인하여 기판부(300)의 제1 전극부(320)와 접촉가능한 약액(D)이 압력을 인가받아 니들홈부(111)를 통해 사용자의 체내로 주입될 수 있다.
또한, 구동 장치는 프로세서부(310)의 제어 신호에 따라 압력생성부(400)가 상측 방향으로 이동하도록 구동할 수 있고, 압력생성부(400)는 상측 방향으로 이동하면서 기판부(300)에 인가된 압력을 제거할 수 있다.
이로 인하여 기판부(300)의 제1 전극부(320)와 접촉가능한 약액(D)에 인가된 압력이 제거됨에 따라, 약액(D)이 감압 과정을 거치므로 약액(D)이 사용자의 체내로 주입되는 것이 제한될 수 있다.
선택적 실시예로, 압력생성부(400)는 약액(D)과 직접 접촉이 가능하도록 배치될 수 있다. 이로 인하여 압력생성부(400)가 기판부(300)를 통하지 않고 직접 약액(D)에 압력을 인가할 수 있다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력생성부의 평면도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력생성부에서 유체의 유동을 나타내는 도면이다.
도 6, 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력생성부(400`)는 유체(F)의 압력을 이용하여 약액(D)에 압력을 제공하는 것으로서 가압하우징(410`), 제1 유로부(420`), 제2 유로부(430`), 제2 전극부(440`)를 포함할 수 있다.
가압하우징(410`)은 압력생성부(400`)의 외관을 형성하는 것으로서 본체부의 내부 일측에 위치할 수 있다.
가압하우징(410`)의 일측에는 제1 유로부(420`) 및 제2 유로부(430`)가 홈부의 형성으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 유로부(420`) 및 제2 유로부(430`)는 가압하우징(410`)과 별물로 형성되며 가압하우징(410`)과 연결되는 형상으로 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 유로부(420`)는 유체(F)가 유동가능한 것으로, 가압하우징(410`)의 일면상에 상하 방향(도 6 기준)으로 연장되는 홈부의 형상으로 형성될 수 있다.
제1 유로부(420`)는 복수 개가 구비될 수 있으며 복수 개의 제1 유로부(420`)의 양단부는 각각 하나의 제2 유로부(430`)와 연통될 수 있다.
도 6, 도 7을 참조하면,　압력생성부(400`)에 형성되는 제2 유로부(430`)는 제1 유로부(420`)와 연통되는 것으로,　유체(F)의 유동 경로를 제공할 수 있다.　제2 유로부(430`)는 복수 개가 구비될 수 있고,　복수 개의 제2 유로부(430`)는 제1 유로부(420`)의 유입단,　배출단에 각각 배치될 수 있다.
선택적 실시예로, 복수 개의 제1 유로부(420`)의 단면적의 합은 하나의 제2 유로부(430`)의 단면적보다 크도록 형성될 수 있다.
구체적으로 제1 유로부(420`)의 단면적이 A1, 제2 유로부(430`)의 단면적이 A2로 형성되며 하나의 제2 유로부(430`)와 연통되는 제1 유로부(420`)의 개수가 n인 경우, A1 Х n > A2가 성립하도록 A1 또는 n의 값이 설정될 수 있다.
이로 인하여 유체(F)의 단위 질량유량이 유동하는 유로의 총 면적이 하나의 제2 유로부(430`)의 단면적에서 복수 개의 제1 유로부(420`)의 단면적의 합으로 증가함으로, 베르누이 법칙에 따라 유체(F)가 가압 과정을 거칠 수 있는 효과가 있다.
도 6, 도 7을 참조하면, 제2 전극부(440`)는 압력생성부(400`)의 일측에 전기장(EF)을 형성하는 것으로써, 제1 유로부(420`)의 양단부에 위치할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 전극부(440`)는 양극(positive electrode)과 음극(negative electrode)을 포함할 수 있다. 구체적으로 유체(F)가 유입되는 제1 유로부(420`)의 일단부에는 양극(positive electrode)이 배치될 수 있으며, 유체(F)가 제2 유로부(430`)로 배출되는 제1 유로부(420`)의 타단부에는 음극(negative electrode)이 배치될 수 있다.
이로 인하여 제2 전극부(440`)가 전원부로부터 전압을 인가받으면,　제1 유로부(420`)　상에 전기장이 형성될 수 있고,　제1 유로부(420`)에 수용되는 유체(F)가 전기장의 방향　즉,　양극에서 음극 방향으로 유동될 수 있다.
이로 인하여 제2 전극부(440`)가 전원부로부터 전압을 인가받기 전에는 압력생성부(400')에 수용되는 유체(F)가 이동하지 않고,　제2 전극부(440`)가 전압을 인가받아 전기장이 형성되면서 제1 유로부(420`)　상에 수용되는 유체(F)가 미리 설정되는 속도를 가지게 되고,　그에 따라 압력이 생성되어 유체(F)가 약액(D)이 배출가능 가능하도록 압력을 제공할 수 있다.
이에 더하여 복수 개의 제1 유로부(420`)의 단면적의 합이 하나의 제2 유로부(430`)의 단면적보다 크게 형성되는 경우, 전기장(EF)의 방향이 제1 유로부(420`)내에서 유체(F)의 유동 방향과 일치하도록 하측에서 상측 방향(도 7 기준)으로 형성될 수 있으므로, 전기장(EF)에 의하여 유체(F)가 제1 유로부(420`) 내에서 유속이 증가할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 유체(F)의 단위 질량 유량이 유동하는 유로의 총 면적이 하나의 제2 유로부(430`)의 단면적에서 복수 개의 제1 유로부(420`)의 단면적의 합으로 증가함으로, 베르누이 법칙에 따라 제1 유로부(420`)에서 유체(F)의 유속이 감소하는 현상을 방지될 수 있다.
도 6, 도 7을 참조하면,　제2 유로부(430`)에 수용되는 유체(F)는 제1 유로부(420`)와 같이,　전원부로부터 전압을 인가받은 제2 전극부(440`)의해 형성되는 전기장에 의해 유체(F)가 유동하는 것이 아니라,　제1 유로부(420`)에서 생성된 압력으로 다음 단계의 제1 유로부(420`)까지 유체(F)가 유동될 수 있다.
구체적으로 제1 유로부(420`),　제2 유로부(430`)는 복수 개가 구비되며,　양측에 제2 전극부(440`)가 배치되는 제1 유로부(420`)를 통과한 유체(F)가 제 제2 유로부(430`)로 진입하는 과정을　'단일 단계(single step)'로 정의할 수 있다.
복수 개의 제1 유로부(420`),　제2 유로부(430`)는 서로 순차적으로 배치되며,　복수 개의 단일 단계가 연결되며,　'다중 단계(multiple steps)'를 형성할 수 있다.
단일 단계에 형성되는 제1 유로부(420`)를 통과하면서,　유체(F)에 압력이 생성될 수 있고,　제2 유로부(430`)를 통과하여 다시 다른 단일 단계에 구비되는 제1 유로부(420`)를 통과하면서 압력이 증가할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 압력생성부(400`)는 다중 단계가 몇 개의 단일 단계로 이루어지는지에 따라 압력생성부(400`)에서 목표로 하는 압력을 생성할 수 있는 효과가 있다.
선택적 실시예로, 제2 전극부(440`)는 제2 유로부(430`)의 양단부에 위치할 수 있다. 이 경우, 유체(F)가 유입되는 제2 유로부(430`)의 일단부에는 음극이 위치할 수 있으며, 유체(F)가 제2 유로부(430`)로 배출되는 제2 유로부(430`)의 타단부에는 양극이 위치할 수 있다.
이로 인하여 전기장(EF)이 제2 유로부(430`)를 통해 유동하는 유체(F)의 유동 방향과 일치하므로, 유체(F)에 가속력 및 압력을 인가할 수 있다.
제1 유로부(420`) 및 제2 유로부(430`)를 통과하여 가압된 유체(F)는 니들홈부(111) 및 니들 어셈블리에 안착되는 약액(D)에 압력을 인가할 수 있다.
구체적으로 가압하우징(410`)과 복수 개의 니들홈부(111)는 각각 별도의 관으로 연결될 수 있으며, 가압된 유체(F)가 상기 관을 통해 가압하우징(410`)에서 니들홈부(111)로 유동하여 니들홈부(111)에 안착되는 약액(D)을 주입홀부(212)로 밀어낼 수 있다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 가압하우징(410`)에서 배출된 가압 유체(F)는 기판부(300)와 니들홀부(110h) 사이 공간을 포함하여 본체하우징(110)의 내부 공간을 채울 수 있다.
이로 인하여 본체하우징(110) 내부 공간이 가압 유체(F)로 인하여 높은 압력으로 형성되므로, 가변부재(250)가 제1 기판부(300)로부터 전압을 인가받으면 개폐홀부(251h)가 확장되어 약액(D)이 본체하우징(110) 내부, 구체적으로 니들홀부(110h)에서 주입홀부(212)로 배출될 수 있다.
도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원부(500)는 기판부(300), 압력생성부(400) 등 약액 주입 장치(1)에 수용되는 전장 장치에 전압을 인가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원부(500)는 기판부(300) 및 압력생성부(400)과 전기적으로 연결되는 것으로, 기판부(300), 압력생성부(400)에 전압을 공급할 수 있다.
전원부(500)의 구체적인 구성과 관련하여는 공지된 바, 자세한 설명은 생략한다.
이하, 상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(1)의 작동원리, 효과를 설명하고자 한다.
본 명세서에서 작동원리 및 효과를 시계열적으로 설명하는 것은 설명의 편의를 위한 것이며, 이하에서 설명하는 작동원리 등은 설명의 순서에 한정되는 것은 아니고 동시에 이루어질 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(1)는 사용자의 신체의 일부와 연결되어, 약액 주입 장치(1)에 수용되는 약액(D)을 사용자에게 주입할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 본체부(100)는 약액 주입 장치(1)의 외관을 형성하는 것으로, 본체부(100)의 일측에는 니들 어셈블리(200)가 연결될 수 있으며 본체부(100)의 내부에는 기판부(300), 압력생성부(400) 및 전원부(500)가 수용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 본체부(100)는 사각관 형상을 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부(100)의 사용자와 접촉하는 일면(도 1 기준 xy평면과 평행한 면)에는 니들 어셈블리(200)가 연결될 수 있다.
이로 인하여 본체부(100)의 일면이 사용자의 신체와 접촉함과 동시에 상기 일면에 연결되는 니들 어셈블리(200)가 사용자의 체내에 삽입 가능하여, 본체부(100) 또는 니들 어셈블리(200) 내부에 수용되는 약액(D)을 니들 어셈블리(200)를 통하여 사용자의 체내로 주입 가능하다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부(100)의 내측에는 복수 개의 니들홈부(111)가 홈부의 형상으로 형성될 수 있다.
구체적으로 니들 어셈블리(200)가 연결되는 본체부(100)의 일면에 대응되는 본체부(100)의 내측면 상에는 복수 개의 니들홈부(111)가 일방향(도 2 기준 x축 방향) 또는 타방향(도 2 기준 y축 방향)으로 연장되는 홈부의 형상으로 형성될 수 있다. 이로 인하여 복수 개의 니들홈부(111)에는 약액(D)이 수용될 수 있다.
도 2, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 니들홈부(111)의 내주면 상에는 주입홀부(212)가 형성될 수 있으며, 주입홀부(212)를 통해 주입니들부(210) 또는 센싱니들부(230)와 연통될 수 있다.
이로 인하여 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)이 압력생성부(400) 등으로부터 압력을 받아 주입홀부(212)를 통해 주입니들부(210)로 유동할 수 있다.
도 3, 도 4를 참조하면, 니들홈부(111)의 일측(도 4 기준 상측)에 위치하는 압력생성부(400)가 기판부(300)를 통하여 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)에 간접적으로 압력을 인가할 수 있으며, 이로 인하여 니들홈부(111)가 수용되는 약액(D)이 하측 방향(도 4 기준)으로 압력을 받아 주입홀부(212)를 통해 주입니들부(210)로 유동할 수 있다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 압력생성부(400)는 니들홈부(111)와 직접적으로 연결되어 압력을 인가할 수 있는 등 압력생성부(400)가 니들홈부(111)에 압력을 인가하는 방법은 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 니들 어셈블리(200)는 주입니들부(210), 센싱니들부(230) 및 가변부재(250)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주입니들부(210) 및 센싱니들부(230)는 가변부재(250)를 수용할 수 있다.
가변부재(250)는 전압이 인가됨에 따라 형상이 변형됨으로써, 선택적으로 니들홈부(111)와 주입니들부(210) 내부 공간을 연통시키거나 니들홈부(111)와 센싱니들부(230) 내부 공간을 연통시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변부재(250)의 상측(도 4 기준)에 위치하는 개폐부(251)는 니들홀부(110h)가 형성되는 니들홈부(111)의 일면에서 미리 설정되는 높이만큼 돌출될 수 있다.
이로 인하여 기판부(300)가 니들홈부(111)에 안착되면서 개폐부(251)와 접촉하는 것이 가능하므로, 기판부(300)의 제1 전극부(320)가 가변부재(250)의 개폐부(251)에 전압을 인가할 수 있다.
이하, 기판부(300)가 가변부재(250)에 전압을 인가하는 과정 및, 전압이 인가됨에 따른 가변부재(250)의 형상을 상세하게 설명하고자 한다.
도 3, 도 4를 참조하면 가변부재(250)와 마주보는 기판부(300)의 일면에는 전압을 인가가능한 제1 전극부(320)가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극부(320)는 니들홈부(111)에 안착되어 가변부재(250)와 접촉이 가능하도록 위치 고정될 수 있다.
기판부(300)의 프로세서부(310)는 외부로부터 전달받은 명령 또는 센싱니들부(230)로부터 획득한 신체 데이터로부터 제어 신호를 생성할 수 있으며, 상기 제어 신호에 따라 제1 전극부(320)가 가변부재(250)에 선택적으로 전압을 인가하도록 제어할 수 있다.
프로세서부(310)가 신체 데이터로부터 제어 신호를 생성하는 알고리즘에 관한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
제1 전극부(320)는 제어 신호에 따라 가변부재(250), 구체적으로 개폐부(251)에 전압을 인가할 수 있다.
개폐부(251)는 전압을 인가받으면 형상이 변형되는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 개폐부(251)는 전도성 고분자 재질로 이루어지거나 형상 기억 합금(shape-memory alloy)로 형성될 수 있다.
도 4, 도 5a를 참조하면, 개폐부(251)가 제1 전극부(320)로부터 전압을 인가받지 않는 경우, 개폐부(251)는 니들홈부(111) 내측 공간과 주입니들부(210) 내부 공간을 구획하도록 격벽을 형성할 수 있다.
제1 전극부(320)가 개폐부(251)에 전압을 인가하지 않도록 프로세서부(310)에서 제어 신호를 생성하는 경우, 전압을 인가받지 못한 개폐부(251)는 격벽을 형성하게 된다.
이로 인하여 상기 격벽에 의하여 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)이 주입니들부(210) 내부 공간으로 유동하는 것이 차단되어 사용자에게 약액(D)을 주입하는 동작을 정지시킬 수 있다.
도 4, 도 5b를 참조하면, 개폐부(251)가 제1 전극부(320)로부터 전압을 인가받는 경우, 개폐부(251)는 니들홈부(111) 내측 공간과 주입니들부(210) 내부 공간을 연통시키도록 개폐홀부(251h)를 형성할 수 있다.
이로 인하여 제1 전극부(320)가 개폐부(251)에 전압을 인가하도록 프로세서부(310)에서 제어 신호를 생성하는 경우, 전압을 인가받은 개폐부(251)는 개폐홀부(251h)를 형성하게 된다.
이로 인하여 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)이 상기 니들홀부(110h)를 통하여 주입니들부(210) 내부 공간으로 유동할 수 있고, 주입니들부(210) 내부에 수용되는 약액(D)이 주입홀부(212)를 통하여 사용자에게 주입될 수 있다.
선택적 실시예로, 기판부(300)는 상하 방향(도 4 기준)으로 이동이 가능하다.
구체적으로 제1 전극부(320)에는 항상 전압이 인가될 수 있으며 프로세서부(310)는 외부로부터 전달받은 명령 또는 센싱니들부(230)로부터 획득한 신체 데이터로부터 제어 신호를 생성할 수 있으며, 상기 제어 신호에 따라 기판부(300)를 개폐부(251)와 접촉하도록 하측 방향으로 이동시키거나, 개폐부(251)와 이격되도록 상측 방향으로 이동시킬 수 있다.
이로 인하여 프로세서부(310)의 제어 신호에 따라 하측 방향으로 이동된 기판부(300)의 제1 전극부(320)는 개폐부(251)와 접촉함으로써 개폐부(251)에 전압을 인가할 수 있으므로, 전압을 인가받은 개폐부(251)는 개폐홀부(251h)를 형성하여 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)이 주입니들부(210)로 유동할 수 있다.
또한, 프로세서부(310)의 제어 신호에 따라 상측 방향으로 이동된 기판부(300)의 제1 전극부(320)는 개폐부(251)와 이격됨으로써 개폐부(251)에 인가된 전압을 제거할 수 있으므로, 전압을 인가받지 못한 개폐부(251)는 격벽를 형성하여 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)이 주입니들부(210)로 유동하는 것이 제한된다.
상기와 같이 약액 주입 장치(1)는 제1 전극부(320)가 가변부재(250)에 전압을 인가하거나 제거하는 방식으로 약액(D) 주입을 허용 또는 차단할 수 있다.
이로 인하여 종래의 약액 주입 장치(1)는 피스톤 등 구동장치로 이용하여 체내로 주입되는 약액(D)의 양을 조절함으로써 약액(D)의 주입량을 정밀하게 제어하는 것이 불가능했던 것과는 달리, 전압을 이용하여 약액(D)의 주입을 제어함으로써 초소량의 주입 약액(D)량을 정밀하게 제어할 수 있다.
이에 더하여 피스톤 등 구동 장치를 구동하기 위한 구동력을 생성해야 하는 종래의 약액 주입 장치와 달리, 본 발명은 전압을 인가 또는 제거함으로써 약액의 주입을 제어할 수 있으므로, 요구되는 소비 전력의 감소가 가능한 효과가 있다.
이하, 프로세서부(310)가 신체 데이터로부터 제어 신호를 생성하는 알고리즘에 관하여 상세하게 설명한다.
프로세서부(310)는 센싱니들부(230)의 센서부(233)로부터 신체 데이터를 제공받을 수 있다.
센서부(233)는 센싱니들부(230)에서 획득되는 신체 물질로부터 신체 데이터를 측정할 수 있다.
센서부(233)가 신체 물질로부터 신체 데이터를 측정하는 방식은 종래의 신체 데이터 측정 장치에 다양한 방식으로 적용되고 있는 바, 센서부(233)의 내부구성 및 작동원리에 대한 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 신체 데이터는 사용자의 혈당 수치, 당화혈색소 수치 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
센싱니들부(230)에서 측정된 신체 데이터가 미리 설정되는 수치를 초과하는 경우, 프로세서부(310)는 제1 전극부(320)가 가변부재(250)에 전압을 인가하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 센싱니들부(230)에서 측정된 사용자의 혈당 수치가 미리 설정되는 혈당 수치를 초과하는 경우 프로세서부(310)는 제1 전극부(320)가 가변부재(250)에 전압을 인가하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
이로 인하여 제1 전극부(320)에 의해 전압을 인가받은 가변부재(250)의 개폐부(251)는 개폐홀부(251h)를 형성하여, 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)이 사용자의 체내로 주입될 수 있다.
센싱니들부(230)에서 측정된 신체 데이터가 미리 설정되는 수치를 초과하지 않는 경우, 프로세서부(310)는 제1 전극부(320)가 가변부재(250)에 전압을 인가하지 않도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 센싱니들부(230)에서 측정된 사용자의 혈당 수치가 미리 설정되는 혈당 수치보다 상대적으로 낮은 경우 프로세서부(310)는 제1 전극부(320)가 가변부재(250)에 전압을 인가하지 않도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
이로 인하여 전압이 인가되지 않은 가변부재(250)의 개폐부(251)는 격벽을 형성하여 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)이 주입니들부(210)를 통해 사용자의 체내로 주입되는 것이 차단된다.
선택적 실시예로, 프로세서부(310)는 미리 설정되는 주기에 따라 약액(D)을 주입하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 프로세서부(310)는 N시간 단위로 약액(D)을 주입하도록 미리 설정될 수 있으며 이 경우, 프로세서부(310)는 N시간마다 제1 전극부(320)가 가변부재(250)에 전압을 인가하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
선택적 실시예로, 프로세서부(310)는 미리 설정되는 시간에 약액(D)을 주입하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
선택적 실시예로, 프로세서부(310)는 제1 전극부(320)와 주입니들부(210) 사이의 접촉 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
예를 들어, 제1 전극부(320)가 주입니들부(210)와 접촉이 안되는 불량이 발생한 경우 약액(D) 주입을 위한 제어 신호가 생성되어 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)의 양이 감소되지 않으므로, 프로세서부(310)는 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)의 양을 모니터링하여 접촉 불량 상태를 검출할 수 있다.
프로세서부(310)는 니들홈부(111)에 수용되는 약액(D)의 양, 사용자의 신체 데이터를 모니터링하여, 제1 전극부(320)에서 가변부재(250)로 인가하는 전압의 양, 전압을 인가하는 시간 등을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(1)는 기판부(300)가 니들 어셈블리(200)에 전압을 인가 또는 제거함으로써, 사용자에 대한 약액(D) 주입의 제어가 가능한 효과가 있다.
또한, 기판부(300)가 니들 어셈블리(200)로부터 사용자의 신체 데이터를 전달받아 니들 어셈블리(200)에 인가되는 전압을 제어할 수 있으므로, 사용자의 신체 상태에 최적화된 약액(D) 주입 환경을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 다른 약액 주입 장치(2)의 구성, 작동원리 및 효과에 관하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 주입 장치를 도시한 저면사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 주입 장치(2)는, 본체부, 니들 어셈블리(200`), 기판부, 압력생성부, 전원부를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 니들 어셈블리(200`)는 주입니들부(210`), 센싱니들부(230`)를 포함할 수 있다. 주입니들부(210`), 센싱니들부(230`)는 본체부에 연결되는 것으로서, 각각 복수 개가 구비될 수 있다.
복수 개의 주입니들부(210`)는 본체부, 구체적으로 본체하우징(110`)의 중심으로부터 반경 방향을 따라 미리 설정되는 간격을 가지며, 일렬로 배치될 수 있다.
복수 개의 센싱니들부(230`)는 미리 설정되는 방향을 따라 일렬로 배치될 수 있고, 구체적으로 본체부(100`)의 일면 상에서 본체부(100`)의 중심을 기준으로 둘레 방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다.
이로 인하여, 센싱니들부(230`)는 사용자에게 약액을 주입하는 주입니들부(210`)의 외측에서 사용자의 신체 데이터를 획득할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 주입 장치(2)는 본체부, 구체적으로 본체하우징(110`)이 원통 형상으로 형성되며, 복수 개의 주입니들부(210`)가 본체하우징(110`)의 중심으로부터 반경 방향으로 일렬로 배치되고, 복수 개의 센싱니들부(230`)가 본체하우징(110`)의 중심으로부터 미리 설정되는 거리를 가지며 둘레 방향을 따라 일렬로 배치되는 점을 제외하고는, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치(1)의 가변부재(250), 기판부(300), 압력생성부(400), 전원부(500)의 구성, 작동원리 및 효과가 동일하므로 이와 중복되는 범위에서 자세한 설명은 생략한다.
본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명에 의하면, 약액 주입 장치를 제공한다. 또한, 산업상 이용하는, 환자의 몸 안에 약액을 주입하는 기구 등에 본 발명의 실시예들을 적용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 복수 개의 니들홀부가 형성되는 본체부;
    상기 니들홀부와 연결되며 사용자의 신체와 접촉가능한 니들 어셈블리;
    상기 니들 어셈블리에 전압을 인가가능한 기판부; 및
    상기 니들 어셈블리에 수용되는 약물이 외부로 배출되도록 압력을 제공하는 압력생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 주입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 니들 어셈블리는,
    사용자의 신체에 약물을 주입 가능한 주입니들부; 및
    상기 주입니들부와 이격 배치되며 사용자의 신체 데이터를 수집 가능한 센싱니들부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 주입 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 니들 어셈블리는,
    상기 기판부와 접촉가능하며, 상기 기판부로부터 전압을 인가받아 형상 변형이 가능한 가변부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 주입 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가변부재는 전압을 인가받아 상기 주입니들부와 상기 압력생성부를 연통시키는 것을 특징으로 하는 약액 주입 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기판부는,
    상기 센싱니들부로부터 상기 신체 데이터를 전달받아 제어 신호를 생성가능한 프로세서부; 및
    상기 제어 신호를 전달받아 상기 가변부재에 전압을 인가하는 제1 전극부;를 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 주입 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서부는,
    외부의 사용자 단말로부터 전기적 신호를 전달받을 수 있으며, 상기 전기적 신호를 기반으로 가변부재에 전압을 선택적으로 인가하도록 상기 제1 전극부를 제어가능한 것을 특징으로 하는 약액 주입 장치.
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