KR20230171196A - Batteryless Electronic stimulating unit and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법, 및 인가방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 별도의 전원공급없이 자체적으로 전기장을 형성하는 전기장형성부;를 포함하여, 상기 전기장형성부를, 대상체에 직접 또는 상기 대상체가 내장된 용기에 부착하여, 상기 대상체에 전기자극을 인가하는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛에 관한 것이다. The present invention relates to a non-powered electric stimulation application unit, a manufacturing method thereof, and an application method. More specifically, the present invention relates to an electric field forming unit that generates an electric field on its own without a separate external power supply, including an electric field forming unit, wherein the electric field forming unit is applied to an object. It relates to a non-powered electric stimulation application unit characterized in that it applies electrical stimulation to the object directly or by attaching it to a container containing the object.
Description
본 발명은 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법, 및 인가방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 일렉트렛 또는 하베스팅 소자를 통해 별도의 전원 공급없이, 세포, 피부 등에 전기자극을 인가할 수 있는 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법, 및 인가방법에 대한 것이다. The present invention relates to a power-free electrical stimulation application unit, a manufacturing method thereof, and an application method. More specifically, it relates to a power-free electrical stimulation application unit capable of applying electrical stimulation to cells, skin, etc. through an electret or harvesting device without a separate power supply, a manufacturing method thereof, and an application method.
유기체의 기본 구조 및 활동 단위인 세포를 체외(invitro)에서 배양하며 관찰하는 것은 생화학, 생물학, 약학, 조직공학, 치료제 개발 등 다양한 분야의 연구 수행에 있어 매우 기초적인 동시에 필수적인 기술이다.In vitro cultivation and observation of cells, which are the basic structural and activity units of an organism, is a very basic and essential technology for conducting research in various fields such as biochemistry, biology, pharmacy, tissue engineering, and therapeutic development.
예를 들어, 치료제 개발 분야와 관련하여 세포 배양 기술을 활용하는 경우, 개발 초기 단계에서 약물의 생체 적 합성 및 신진대사 효과를 확인할 수 있기 때문에 개발의 계속적인 진행 혹은 중단을 판단하는 것에 있어 매우 효과적이며, 동물실험을 대체할 수 있기 때문에 윤리적인 논쟁을 피할 수 있다는 장점을 지니고 있다.For example, when cell culture technology is used in the field of therapeutic development, it is very effective in determining whether to continue or discontinue development because the biocompatibility and metabolic effects of the drug can be confirmed in the early stages of development. It has the advantage of avoiding ethical controversies because it can replace animal testing.
세포는 주변 환경에 따라 적응하는 특성이 있기 때문에 동일한 세포 종이라 할지라도 배양 환경에 따라 세포의 접착력, 성장, 이동, 분화 등이 달라질 수 있다. 따라서, 세포 배양의 기본 원리는 생물체내(invivo)의 환경과 최대한 유사한 배양시스템을 제공하여 세포의 본래 기능을 보유하도록 하는 것을 목적으로 한다.Since cells have the characteristic of adapting to their surroundings, even if they are the same cell species, their adhesion, growth, migration, differentiation, etc. may vary depending on the culture environment. Therefore, the basic principle of cell culture is to provide a culture system that is as similar as possible to the in vivo environment to maintain the original function of the cells.
도 1은 기존에 가장 널리 사용되고 있는 세포 배양 플랫폼으로서, 세포 배양을 위해 일반적으로 사용되는 페트리 디쉬(a)와 홈판(b)의 예를 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing an example of a Petri dish (a) and a groove plate (b) commonly used for cell culture, which is the most widely used cell culture platform.
도 1을 참조하면, 일반적으로 세포를 배양할 때는 페트리 디쉬(Petri dish)나 홈판(well plate)에 세포를 시딩 (seeding)하고 영양을 공급할 수 있는 배지(media)를 채운 후에 인큐베이터 내에서 성장시키는 방법이 일반적이다.Referring to Figure 1, generally, when culturing cells, the cells are seeded in a Petri dish or well plate, filled with a medium capable of supplying nutrients, and then grown in an incubator. The method is common.
이러한 세포 배양 기술은 재료, 전기, 전자, 기계 등 다양한 학문과의 융합을 통하여 한층 더 발전되고 보다 더 진보된 형태로 변모해가고 있는 추세이다.This cell culture technology is being developed further and transformed into a more advanced form through the convergence of various disciplines such as materials, electricity, electronics, and machinery.
한편, 미세한 전류 즉 ㎂단위의 작은 전류가 높은 세기의 전류보다 치료에 더욱 높은 효과가 있다는 것이 여러 학자에 의해 밝혀진바 있다.Meanwhile, several scholars have revealed that a fine current, that is, a small current in the ㎂ unit, is more effective in treatment than a high-intensity current.
미세전류 자극에 대한 세포내 효과에 대해서, Bourguignon과 Bourguignon (1987)은 고전압맥동전류(EGS 100- 2)의 맥동빈도와 정점강도를 다양하게 바꾸어 섬유모세포를 자극하고 단백합성능과 DNA 합성능을 분석한 결과, 맥동빈도 100 pps, 정점강도 250 V에서는 단백합성능과 DNA 합성능이 억제되었으나 정점강도 50V와 75V에서 단 백합성능과 DNA합성능이 증가함을 보고한 바 있다. 또한, 미국의 정형외과 의사인 로버트 베커는 뼈의 재생실험 에서, 쳉은 생쥐 피부의 ATP 생산 실험에서, 스필홀츠는 동물의 건(tendon) 치료에서 각각 약한 전류가 큰 세기 의 전류보다 효과적이라는 사실을 증명하였다. 즉 각 생물체에 흐르는 전류의 세기가 가장 좋은 효과를 내는 것이다.Regarding the intracellular effects of microcurrent stimulation, Bourguignon and Bourguignon (1987) varied the pulsation frequency and peak intensity of high-voltage pulsating current (EGS 100-2) to stimulate fibroblasts and improve protein synthesis performance and DNA synthesis ability. As a result of the analysis, it was reported that protein synthesis performance and DNA synthesis performance were suppressed at a pulsation frequency of 100 pps and peak intensity of 250 V, but protein synthesis performance and DNA synthesis performance increased at peak intensity of 50 V and 75 V. In addition, American orthopedic surgeon Robert Becker discovered that a weak current was more effective than a high-intensity electric current in bone regeneration experiments, Cheng in an ATP production experiment in mouse skin, and Spielholz in animal tendon treatment. proved. In other words, the strength of the current flowing through each living organism produces the best effect.
또한, 전기자극에 의한 신경재생 촉진 기전은 미세전류가 세포의 Ca++ 및 cAMP를 변화시키고 콜라겐, 프로테오 글리칸(proteoglycan), DNA 및 RNA의 합성능을 증가시키며 이외에도 효소와 호르몬에 영향을 주어 신경재생이 촉진될 것이라고 보고 있다. 이렇게 미세전류에 의해 세포 및 조직의 생리기전이 변화될 수 있음이 알려져 있다. 이에 따르면, 세포에 이러한 미세전류 자극 수행시 보다 효과적인 세포 배양이 이루어질 수 있을 것이다. In addition, the mechanism of promoting nerve regeneration by electrical stimulation is that microcurrent changes Ca++ and cAMP in cells, increases the ability to synthesize collagen, proteoglycan, DNA, and RNA, and also affects enzymes and hormones to stimulate nerves. It is expected that regeneration will be promoted. It is known that the physiological mechanisms of cells and tissues can be changed by microcurrent. According to this, more effective cell culture can be achieved when such microcurrent stimulation is performed on cells.
그런데, 종래에는 세포에 전기자극을 수행하기 위해 복잡한 장비가 요구되었으며, 또는 전기신호를 이용한 자극이 세포 자체에 대하여 직접적으로 가해지지 않고 간접적으로 가해지는 구조를 가지고 있으며, 외부 전원을 이용하여 세포에 전기자극을 인가하는 방법들은 많은 비용과 무겁고 복잡한 전력 공급 장치들이 필요하다. However, in the past, complex equipment was required to perform electrical stimulation on cells, or the stimulation using electrical signals had a structure in which stimulation was applied indirectly rather than directly to the cells themselves, and an external power source was used to stimulate the cells. Methods of applying electrical stimulation are expensive and require heavy and complex power supply devices.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 피부를 포함한 세포에 외부 전원이나 불필요한 배선 작업 없이 전기자극을 인가하여, 세포 증식속도 증가, 줄기세포 분화 유도, 세포 성숙도 향상 등이 가능하고, 또한 피부에 적용함으로써 이온영동 효과를 이용한 화장품, 및 치료에 적용할 수 있으며 켈로이드를 억제함으로써 흉터 방지 등에 적용될 수 있는, 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법, 및 인가방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was devised to solve the above-described conventional problems. According to an embodiment of the present invention, electrical stimulation is applied to cells, including skin, without an external power source or unnecessary wiring work, thereby increasing the cell proliferation rate and stem cells. Manufacture of a non-powered electric stimulation application unit that can induce cell differentiation, improve cell maturity, etc., and can also be applied to cosmetics and treatments using the iontophoresis effect by applying it to the skin, and can be applied to prevent scars by suppressing keloids, etc. The purpose is to provide methods and authorization methods.
본 발명의 실시예에 따르면, 이러한 기존의 장치들과 비교하여 외부 전원이 필요로 하지 않아 세포 배양 장치 등에 쉽게 적용될 수 있으며, 사용하는 방법이 어렵지 않아 실제 이용자들의 접근성이 매우 높고, 또한 투명하게 제작함으로써 세포 관찰에 용이하고 대량생산이 가능하여 저렴하게 공급할 수 있으며, 피부에 적용될 경우 외부 전원을 필요로 하지 않기 때문에, 자유로운 활동이 가능하고 배터리 등의 전력저장장치 등이 필요하지 않아 교체 없이 반영구적으로 사용할 수 있는, 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법, 및 인가방법을 제공하는데 그 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, compared to existing devices, it does not require an external power source, so it can be easily applied to cell culture devices, etc., and the method of use is not difficult, so accessibility to actual users is very high, and it is also manufactured transparently. This makes it easy to observe cells and enables mass production, so it can be supplied inexpensively. When applied to the skin, it does not require an external power source, allowing free movement, and does not require power storage devices such as batteries, so it can be used semi-permanently without replacement. The purpose is to provide a usable power-free electrical stimulation application unit, its manufacturing method, and its application method.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 1) 세포 배양 (줄기세포 분화, 제약 등 포함) 2) 피부의 상처 치료 및 흉터 억제 3) 이온영동 효과를 이용한 질병 치료 및 화장품에 적용가능한, 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법, 및 인가방법을 제공하는데 그 목적이 있다. And according to an embodiment of the present invention, 1) cell culture (including stem cell differentiation, pharmaceuticals, etc.) 2) treatment of skin wounds and inhibition of scars 3) application of non-powered electrical stimulation applicable to disease treatment and cosmetics using the iontophoresis effect The purpose is to provide a unit, its manufacturing method, and its approval method.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 저렴하고 쉬운 방법으로 기존의 세포 전기자극 기술을 대체할 수 있는, 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법, 및 인가방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the purpose is to provide a power-free electrical stimulation application unit, a manufacturing method, and an application method that can replace existing cell electrical stimulation technology in a cheap and easy way.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly apparent to those skilled in the art from the description below. It will be understandable.
본 발명의 제1목적은 외부 별도의 전원공급없이 자체적으로 전기장을 형성하는 전기장형성부;를 포함하여, 상기 전기장형성부를, 대상체에 직접 또는 상기 대상체가 내장된 용기에 부착하여, 상기 대상체에 전기자극을 인가하는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛으로서 달성될 수 있다. The first object of the present invention is to attach an electric field forming unit that generates an electric field on its own without a separate external power supply; attaching the electric field forming unit directly to an object or to a container in which the object is stored, thereby generating electricity to the object. This can be achieved as a power-free electrical stimulation application unit characterized in that it applies stimulation.
그리고 상기 전기장형성부는, 주변 운동에너지를 수집하여 전기장을 형성하는 하베스팅소자, 또는 전하대전소자인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the electric field forming unit may be a harvesting element or a charge charging element that collects surrounding kinetic energy to form an electric field.
또한 상기 하베스팅 소자는 접촉대전 나노발전기이고, 상기 전하대전소자는 일렉트렛인 것을 특징으로 할 수 있다. Additionally, the harvesting element may be a contact charging nanogenerator, and the charge charging element may be an electret.
그리고 상기 대상체는 세포, 피부, 식물, 식품, 화장품, 및 환부 적용 패치 중 적어도 어느 하나 인 것을 특징으로 할 수 있다. And the object may be characterized as being at least one of cells, skin, plants, food, cosmetics, and patches applied to the affected area.
또한 상기 일렉트렛은 코로나 차징(Corona charging), 소프트 X 선 조사(soft x-ray irradiation), 컨텍트 차징(contact charging), 플라즈마 처리, 및 열적 차징(thermal charging), 입자 빔 입사(particle beam injection) 방식 중 적어도 어느 하나를 적용하여 제작되는 것을 특징으로 할 수 있다. The electret can also be used for corona charging, soft x-ray irradiation, contact charging, plasma processing, and thermal charging, particle beam injection. It may be characterized as being manufactured by applying at least one of the methods.
그리고 상기 코로나 차징은, 음전하 주입 피가공재료를 전극판 하에서, 고전압이 인가되는 고전압 핀에 의해 상기 피가공재료 주위의 유체를 이온화하여, 생성된 이온들이 전기장에 의해 상기 피가공재료 주입되며, 상기 피가공재료는 음전하로 상기 전극판은 양전하로 대전되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the corona charging ionizes the fluid around the negative charge-injected workpiece by a high voltage pin to which a high voltage is applied under the electrode plate, and the generated ions are injected into the workpiece by an electric field, The material to be processed may be negatively charged and the electrode plate may be charged with a positive charge.
또한 상기 피가공재료는 FEP, PTFE, 및 PP 적어도 어느 하나를 포함하는 필름, 다공구조 또는 복합체 형태인 것을 특징으로 할 수 있다. Additionally, the material to be processed may be in the form of a film, porous structure, or composite containing at least one of FEP, PTFE, and PP.
그리고 상기 피가공재료와 상기 고전압 핀 사이에 복수의 홀이 형성된 그리드 전극이 위치되어, 상기 그리드 전극의 전압크기 만큼 상기 피가공재료에 음전하가 균일하게 차징되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a grid electrode having a plurality of holes is positioned between the material to be processed and the high voltage pin, so that the material to be processed is uniformly charged with a negative charge equal to the voltage level of the grid electrode.
본 발명의 제2목적은 무전원 전기자극 인가 유닛의 제작방법으로서, 외부 별도의 전원공급없이 자체적으로 전기장을 형성하는 일렉트렛을 제작하는 단계; 대상체에 직접 또는 상기 대상체가 내장된 용기에, 상기 일렉트렛을 부착하는 단계; 및 상기 일렉트렛을 통해 상기 대상체에 별도의 전원 공급없이 전기자극이 인가되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛의 제작방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is a method of manufacturing a power-free electrical stimulation application unit, comprising the steps of manufacturing an electret that creates an electric field on its own without a separate external power supply; Attaching the electret directly to an object or to a container containing the object; and applying electrical stimulation to the object through the electret without supplying a separate power source.
그리고 상기 일렉트렛을 제작하는 단계는, 전하 주입 피가공재료를 전극판 하에서, 고전압이 인가되는 고전압 핀에 의해 상기 피가공재료 주위의 유체를 이온화하여, 생성된 이온들이 전기장에 의해 상기 피가공재료 주입되어, 피가공재료는 음전하, 상기 전극판은 양전하로 대전되고, 상기 피가공재료와 상기 고전압 핀 사이에 복수의 홀이 형성된 그리드 전극이 위치되어, 상기 그리드 전극의 전압크기 만큼 상기 피가공재료에 음전하가 균일하게 차징되는 것을 특징으로 할 수 있다. In the step of manufacturing the electret, the fluid around the workpiece is ionized by a high voltage pin to which a high voltage is applied under the electrode plate, and the generated ions are transmitted to the workpiece by an electric field. Injected, the material to be processed is charged with a negative charge, the electrode plate is charged with a positive charge, and a grid electrode having a plurality of holes is positioned between the material to be processed and the high voltage pin, so that the material to be processed is equal to the voltage of the grid electrode. It may be characterized in that the negative charge is uniformly charged.
또한 상기 일렉트렛은 패터닝되어 특정 모양의 영역에 음전하가 대전되고 나머지 영역에 양전하가 대전되도록 제작되거나, 전하 강도와 분포에 패터닝이 되도록 제작되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the electret may be patterned so that an area of a specific shape is charged with a negative charge and the remaining area is charged with a positive charge, or the electret may be manufactured so that the charge intensity and distribution are patterned.
그리고 인가되는 전기자극의 크기를 조절하기 위해, 상기 일렉트렛의 제작시 인가되는 전압을 조절하거나, 부착되는 일렉트렛의 적층 수를 조절하거나, 상기 일렉트렛의 접촉면에 인터 레이어를 삽입하거나, 상기 일렉트렛의 접촉위치, 개수를 달리하는 것을 특징으로 할 수 있다. In order to control the size of the applied electrical stimulation, the voltage applied when manufacturing the electret is adjusted, the number of stacks of attached electrets is adjusted, an interlayer is inserted into the contact surface of the electret, or the electret is used. It may be characterized by varying the contact position and number of lets.
또한 상기 일렉트렛의 제조 단계에서 설정된 횟수만큼 충전, 분극을 반복하여 피에조 폴링(piezo poling)을 진행하는 단계; 및 일렉트렛 제조 후 어닐링 처리를 진행하는 단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, performing piezo poling by repeating charging and polarization the number of times set in the electret manufacturing step; and performing an annealing treatment after manufacturing the electret; It may be characterized by further including at least one of the following.
그리고 상기 고전압 핀을 복수개로 적용하는 멀티핀 방식 또는 roll-to-roll 시스템을 이용하여 연속적인 코로나 차징을 통해 일렉트렛을 제작하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the electret may be manufactured through continuous corona charging using a multi-pin method or a roll-to-roll system that applies a plurality of high voltage pins.
본 발명의 실시예에 따른 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법, 및 인가방법에 따르면, 피부를 포함한 세포에 외부 전원이나 불필요한 배선 작업 없이 전기자극을 인가하여, 세포 증식속도 증가, 줄기세포 분화 유도, 세포 성숙도 향상 등이 가능하고, 또한 피부에 적용함으로써 이온영동 효과를 이용한 화장품, 및 치료에 적용할 수 있으며 켈로이드를 억제함으로써 흉터 방지 등에 적용될 수 있는 효과를 갖는다. According to the power-free electrical stimulation application unit, manufacturing method, and application method according to an embodiment of the present invention, electrical stimulation is applied to cells, including skin, without an external power source or unnecessary wiring work, thereby increasing the cell proliferation rate and inducing stem cell differentiation. , cell maturity can be improved, and by applying it to the skin, it can be applied to cosmetics and treatments using the iontophoresis effect, and can be applied to scar prevention by suppressing keloids.
본 발명의 실시예에 따른 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법, 및 인가방법에 따르면, 이러한 기존의 장치들과 비교하여 외부 전원이 필요로 하지 않아 세포 배양 장치 등에 쉽게 적용될 수 있으며, 사용하는 방법이 어렵지 않아 실제 이용자들의 접근성이 매우 높고, 또한 투명하게 제작함으로써 세포 관찰에 용이하고 대량생산이 가능하여 저렴하게 공급할 수 있으며, 피부에 적용될 경우 외부 전원을 필요로 하지 않기 때문에, 자유로운 활동이 가능하고 배터리 등의 전력저장장치 등이 필요하지 않아 교체 없이 반영구적으로 사용할 수 있는 효과를 갖는다. According to the power-free electrical stimulation application unit, manufacturing method, and application method according to an embodiment of the present invention, compared to existing devices, it does not require an external power source and can be easily applied to cell culture devices, etc., and method of use. This is not difficult, so it is very accessible to actual users, and it is made transparent so it is easy to observe cells and can be mass-produced, so it can be supplied at a low price. When applied to the skin, it does not require an external power source, so free activity is possible. Since it does not require power storage devices such as batteries, it can be used semi-permanently without replacement.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법, 및 인가방법에 따르면, 1) 세포 배양 (줄기세포 분화, 제약 등 포함) 2) 피부의 상처 치료 및 흉터 억제 3) 이온영동 효과를 이용한 질병 치료 및 화장품에 적용가능하다. And according to the non-powered electrical stimulation application unit, manufacturing method, and application method according to an embodiment of the present invention, 1) cell culture (including stem cell differentiation, pharmaceuticals, etc.) 2) skin wound treatment and scar suppression 3) iontophoresis It can be applied to disease treatment and cosmetics using its effects.
또한 본 발명의 실시예에 따른 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법, 및 인가방법에 따르면, 저렴하고 쉬운 방법으로 기존의 세포 전기자극 기술을 대체할 수 있을 것으로 기대된다. In addition, according to the power-free electrical stimulation application unit, its manufacturing method, and application method according to an embodiment of the present invention, it is expected that existing cell electrical stimulation technology can be replaced with a cheap and easy method.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 기존에 가장 널리 사용되고 있는 세포 배양 플랫폼,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛이 부착된 세포배양용기의 분해 사시도와, 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛을 제조하기 위한 코로나 차징 시스템,
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛 제조방법의 흐름도,
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛 제조장치의 모식도,
도 5a는 Pin-to-surface를 통한 전기장 공급시 전기장 분포도의 모식도,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 Grid-to-surface를 통한 전기장 공급시 전기장 분포도의 모식도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛의 부착방향에 따른 전기장 형성의 모식도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태로 패터닝된 일렉트렛을 적용할 경우의 전기장 형성의 모식도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 일렉트렛의 부착 위치, 개수에 따른 전기장분배의 모식도를 도시한 것이다. The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention and serve to further understand the technical idea of the present invention along with the detailed description of the invention, so the present invention is limited only to the matters described in such drawings. It should not be interpreted as such.
Figure 1 shows the most widely used cell culture platform,
Figure 2 is an exploded perspective view of a cell culture vessel with an electret attached according to an embodiment of the present invention;
3 is a corona charging system for manufacturing an electret according to an embodiment of the present invention;
Figure 4a is a flow chart of an electret manufacturing method according to an embodiment of the present invention;
Figure 4b is a schematic diagram of an electret manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention;
Figure 5a is a schematic diagram of the electric field distribution when supplying the electric field through pin-to-surface;
Figure 5b is a schematic diagram of the electric field distribution when supplying the electric field through grid-to-surface according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a schematic diagram of electric field formation according to the attachment direction of the electret according to an embodiment of the present invention;
Figure 7 is a schematic diagram of electric field formation when applying electrets patterned in various shapes according to an embodiment of the present invention;
Figure 8 shows a schematic diagram of electric field distribution according to the attachment position and number of electrets according to an embodiment of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
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, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be formed directly on the other element or that a third element may be interposed between them. Also, in the drawings, the thickness of components is exaggerated for effective explanation of technical content.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 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. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be explained with reference to cross-sectional views and/or plan views, which are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content. Therefore, the shape of the illustration may be changed depending on manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in form produced according to the manufacturing process. For example, an area shown as a right angle may be rounded or have a shape with a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a specific shape of the region of the device and are not intended to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first and second are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, 'comprises' and/or 'comprising' does not exclude the presence or addition of one or more other elements.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing specific embodiments below, various specific details have been written to explain the invention in more detail and to aid understanding. However, a reader with sufficient knowledge in the field to understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that when describing the invention, parts that are commonly known but are not significantly related to the invention are not described in order to prevent confusion without any reason in explaining the invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무전원 전기자극 인가 유닛, 그 제조방법에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the power-free electrical stimulation application unit and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 실시예에 따르면, 피부를 포함한 세포에 외부 전원이나 불필요한 배선 작업 없이 전기자극을 인가하여, 세포 증식속도 증가, 줄기세포 분화 유도, 세포 성숙도 향상 등이 가능하고, 또한 피부에 적용함으로써 이온영동 효과를 이용한 화장품, 및 치료에 적용할 수 있으며 켈로이드를 억제함으로써 흉터 방지 등에 적용될 수 있는 무전원 전기자극 인가 유닛에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, by applying electrical stimulation to cells, including skin, without an external power source or unnecessary wiring work, it is possible to increase the rate of cell proliferation, induce stem cell differentiation, improve cell maturity, etc., and also apply ions to the skin. It relates to a power-free electrical stimulation application unit that can be applied to cosmetics and treatments using the electrophoretic effect and to prevent scars by suppressing keloids.
본 발명의 실시예에 따른 무전원 전기자극 인가 유닛(30)은, 외부 별도의 전원공급없이 자체적으로 전기장을 형성하는 전기장형성부;를 포함하여, 전기장형성부를, 대상체에 직접 또는 상기 대상체가 내장된 용기에 부착하여, 대상체에 전기자극을 인가하도록 구성된다. The non-powered electric stimulation application unit 30 according to an embodiment of the present invention includes an electric field forming unit that forms an electric field on its own without a separate external power supply, and the electric field forming unit is directly on the object or built into the object. It is attached to a container and is configured to apply electrical stimulation to an object.
본 발명의 실시예에 따른 전기장형성부는 별도의 외부 전원의 공급없이, 주변 운동에너지를 수집하여 전기장을 형성하는 하베스팅소자, 또는 전하대전소자로 구성될 수 있다. The electric field forming unit according to an embodiment of the present invention may be composed of a harvesting element or a charge charging element that collects surrounding kinetic energy to form an electric field without supplying a separate external power source.
또한 하베스팅 소자는 접촉대전 나노발전기(triboelectric nanogenerator, TENG)로 구성되어 다양한 주변의 접촉, 마찰에너지를 수확하여 전기장을 형성할 수 있다. In addition, the harvesting element is composed of a triboelectric nanogenerator (TENG), which can form an electric field by harvesting contact and friction energy from various surroundings.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 전하대전소자는 일렉트렛(electret, 착전제)으로 구성될 수 있다. 일렉트렛은 유전체에 이온화된 입자와 전자가 삽입된 것으로 별도의 전원인가없이 전기장을 형성할 수 있는 특징을 갖는다. And the charge charging device according to an embodiment of the present invention may be composed of an electret (electret). An electret is a device in which ionized particles and electrons are inserted into a dielectric material and has the characteristic of being able to form an electric field without applying a separate power source.
또한, 대상체는 세포, 피부, 식물, 식품, 화장품, 및 환부 적용 패치 중 적어도 어느 하나 일 수 있다. 이러한 일렉트렛은 대상체에 직접 부착되거나, 대상체가 저장된 각종 용기의 표면에 부착되어 대상체에 대하여 전기자극을 인가할 수 있도록 구성된다. Additionally, the object may be at least one of cells, skin, plants, food, cosmetics, and patches applied to the affected area. These electrets are configured to be attached directly to the object or to the surface of various containers in which the object is stored to apply electrical stimulation to the object.
세포에 전기자극이 인가되는 경우 세포 성숙도 증가, 특정세포로 분화유도 등을 위해 세포 배양용기에 부착되게 된다. 식품에 도입되는 경우 오랜기간 신선한 식품보관을 위해 식품포장 용기 등에 부착될 수 있으며, 식물의 성장등을 위해 식물에도 적용될 수 있다. 또한 전기영동 효과 등을 위해 피부, 화장품에 적용될 수도 있으며, 전자약, 패치 등에 전기자극을 인가하는 경우 흉터방지 등을 위해 환부에 이용될 수도 있다. When electrical stimulation is applied to cells, they become attached to the cell culture vessel to increase cell maturation and induce differentiation into specific cells. When introduced into food, it can be attached to food packaging containers to keep food fresh for a long time, and can also be applied to plants for plant growth. It can also be applied to skin and cosmetics for electrophoresis effects, etc., and can also be used on affected areas to prevent scars when applying electrical stimulation to electronic medicine, patches, etc.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛이 부착된 세포배양용기의 분해 사시도와, 사시도를 도시한 것이다. Figure 2 shows an exploded perspective view and a perspective view of a cell culture vessel with an electret attached according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 세포배양용기(20)의 하판의 하면에 일렉트렛(40)을 부착하여 간단한 방법으로 별도의 전원공급없이 전기자극을 세포(10)에 인가할 수 있음을 알 수 있다. As shown in Figure 2, it can be seen that electrical stimulation can be applied to the
본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛(40)의 제작은, 일렉트렛(40)은 코로나 차징(Corona charging), 소프트 X 선 조사(soft x-ray irradiation), 컨텍트 차징(contact charging), 플라즈마 처리, 및 열적 차징(thermal charging), 입자 빔 입사(particle beam injection) 방식 중 적어도 어느 하나를 적용하여 제작될 수 있다. In the production of the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛(40)을 제조하기 위한 코로나 차징 시스템을 도시한 것이다. 그리고 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛 제조방법의 흐름도를 도시한 것이고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛 제조장치의 모식도를 도시한 것이다. Figure 3 shows a corona charging system for manufacturing the
코로나 차징은 도 3에 도시된 바와 같이, 일렉트렛(40)에 삽입된 전하에 의해 정전기장을 형성한다. 코로나 방전은 높은 전위의 도체 주위의 유체의 이온화로 인해 발생하는 전기적 방전으로, 전기장의 세기가 특정값을 초과하지만 절연 파괴나 아크를 발생하기에는 불충분한 조건일때 발생한다. 그리고 코로나 차징은 핀 전극과 전극층 사이에 높은 전기장을 공급했을 때, 코로나 방전에 의해 핀 전극 주변에 생성된 이온화된 입자와 전자가 유전체에 삽입되는 과정이다. As shown in FIG. 3, corona charging creates an electrostatic field by charges inserted into the
보다 구체적으로 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 일렉트렛(40)은, 음전하 주입 피가공재료(44)를 전극판(43) 하에서, 고전압이 인가되는 고전압 핀(42)에 의해 피가공재료(44) 주위의 유체를 이온화하여, 생성된 이온들이 전기장에 의해 피가공재료(44) 주입되어 제조될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 피가공재료는 FEP, PTFE, 및 PP 적어도 어느 하나를 포함하는 필름, 다공구조 또는 복합체 형태일 수 있다. More specifically, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
구체적으로, 전극판(43, 전극층) 위에 FEP 필름을 위치시키고(S10), 고전압 발생기(41)의 음극에 핀(42)을 연결시키고, 양극에 전극(43)을 연결시키게 된다(S20). Specifically, the FEP film is placed on the electrode plate 43 (electrode layer) (S10), the
그리고 고전압을 인가하면(S30), 코로나 방전으로 인해 핀(42) 주위 유체가 이온화되게 되며(S40), 코로나 방전에 의해 생성된 이온들이 전기장에 의해 FEP필름에 인위적으로 주입되어(S50) 일렉트렛(40)을 제작하게 된다. And when a high voltage is applied (S30), the fluid around the
일렉트렛(40)의 재료는 주로 폴리머를 사용하며, 구체적으로 전하저장성이 높은 투명한 FEP필름을 사용할 수 있다. 그러나 이 외에도 공기층이 있는 Porous한 구조를 사용해 안정성을 증가시키거나, 여러 물질을 혼합해 복합재를 만들거나, solution 형태의 전하저장성이 높은 물질을 코팅한 상태로 corona charging 하는 등 다양한 형태로 일릭트렛을 제작할 수 있다.The material of the
또한 본 발명의 실시예에서는 피가공재료(44)와 고전압 핀(42) 사이에 복수의 홀(51)이 형성된 그리드 전극(50)이 위치되어, 그리드 전극(50)의 전압크기 만큼 상기 피가공재료에 음전하가 균일하게 차징되도록 할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, a
도 5a는 Pin-to-surface를 통한 전기장 공급시 전기장 분포도의 모식도를 도시한 것이다. 그리고 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 Grid-to-surface를 통한 전기장 공급시 전기장 분포도의 모식도를 도시한 것이다. Figure 5a shows a schematic diagram of the electric field distribution when supplying the electric field through pin-to-surface. And Figure 5b shows a schematic diagram of the electric field distribution when supplying the electric field through grid-to-surface according to an embodiment of the present invention.
도 5a에 도시된 바와 같이, Pin-to-surface의 경우 ball shape의 전하분포를 형성하며, 핀과 표면사이의 거리가 더 가까워지고 전압이 증가할수록 분화구(cater) 형태의 전하 분포를 형성하게 된다. As shown in Figure 5a, in the case of pin-to-surface, a ball-shaped charge distribution is formed, and as the distance between the pin and the surface becomes closer and the voltage increases, a crater-shaped charge distribution is formed. .
반면, 도 5b에 도시된 바와 같이, Grid-to-surface의 경우, 핀(42)과 그리드 전극(50) 사이의 전압차이가 일정 수준 이상일 때 필름의 표면이 그리드 전극(50)의 전압의 크기만큼 균일하게 차징되게 된다. 즉, 원하는 크기의 표면전위를 갖는 일렉트렛(40)의 제작이 가능하다. On the other hand, as shown in Figure 5b, in the case of grid-to-surface, when the voltage difference between the
즉, 그리드 전극(Grid electrode)(50)를 사용하지 않으면 중심의 표면전위가 가장 높고 주변으로 갈수록 약해지는 형태이고, 그리드 전극(50)을 사용하면 넓은 면적에서 표면전위가 균일한 형태를 갖도록 제작할 수 있게 된다. In other words, if the
그리고 본 발명의 실시예에서, 전기자극 대상체에 인가되는 정전기장의 크기를 조절하는 방법으로는 일렉트렛(40)의 제작시에 인가하는 전압의 크기를 조절하는 방법, 여러장의 일렉트렛(40)을 겹치는 방법, 전기 자극 대상체와 일릭트렛 사이에 inter layer를 삽입하거나 거리를 조절하는 방법 등이 적용될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a method of controlling the size of the electrostatic field applied to the object of electrical stimulation includes a method of adjusting the size of the voltage applied when manufacturing the
또한, 전기장 인가 방법 또는 일렉트렛(40)의 부착 형태에 따라 인가되는 전기장의 형태가 달라질 수 있다. Additionally, the form of the applied electric field may vary depending on the electric field application method or attachment type of the
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛(40)의 부착방향에 따른 전기장 형성의 모식도를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 가장 먼저 일렉트렛(40)을 붙이는 방향(+방향 또는 방향)에 따라 달라질 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 일렉트렛(40)은 일면이 음전하로 대전되고, 타면이 양전하로 대전되므로 음전하를 대전된 면을 부착하거나 양전하로 대전된 면을 부착하는 경우에 따라 전기장의 방향이 변경되게 된다. Figure 6 shows a schematic diagram of electric field formation according to the attachment direction of the
또한 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛(40)은 패터닝되어 특정 모양의 영역에 음전하가 대전되고 나머지 영역에 양전하가 대전되도록 제작될 수 있다. Additionally, the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태로 패터닝된 일렉트렛(40)을 적용할 경우의 전기장 형성의 모식도를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 패터닝 된(구역별로 다르게 차징 된) 일렉트렛(40)을 이용할 수 있고, 아랫면 뿐만 아니라 윗면이나 옆면에도 Electret을 부착할 수 있으며, 앞서 언급한 바와 같이, 중심으로 갈수록 강하거나 모든 면이 균일한 표면전위를 갖는 일렉트렛(40)을 이용할 수도 있다.Figure 7 shows a schematic diagram of electric field formation when applying the
그리고 제작된 일렉트렛(40)이 부착되는 위치와 개수에 따라 정잔기장의 크기를 조절할 수도 있다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 일렉트렛(40)의 부착 위치, 개수에 따른 전기장분배의 모식도를 도시한 것이다. In addition, the size of the static electricity field can be adjusted depending on the location and number of manufactured
그리고 이와 같이 다양한 DC 형태의 전기장을 인가할 수 있으며 일렉트렛(40)을 반복해서 앞/뒤 또는 위/아래로 움직임에 따라 AC 형태의 전기장을 인가할 수도 있다. In this way, various DC types of electric fields can be applied, and AC type electric fields can also be applied by repeatedly moving the
또한 일렉트렛(40)의 안정성을 증가시키는 방법으로는 고온을 이용한 Annealing 처리, 여러 번 반복하여 충전, 분극을 이용한 piezo poling 등이 적용될 수 있다. 또한 넓은 면적의 일렉트렛(40)을 제작하는 방법으로는 다양한 핀 전극을 이용하는 Multi-pin 방법과 Roll-to-Roll 시스템을 이용한 연속적인 코로나 방전을 통한 대면적 제작 방법이 적용될 수 있다.Additionally, methods to increase the stability of the
그리고 본 발명의 실시예에 따른 일렉트렛(40)을 부착하는 방법으로는 전면 또는 일부 면을 양면 접착테이프를 이용해 부착하는 방법, 세포배양용기(20)에 끼울 수 있는 용기를 이용한 방법 등이 적용될 수 있다. 또한 일렉트렛(40)이 포함된 세포 배양용기 자체가 적용될 수도 있다. And the
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the apparatus and method described above are not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, but all or part of each embodiment can be selectively combined so that various modifications can be made. It may be composed.
10:세포
20:세포배양용기
30:무전원 전기자극 인가 유닛
40:일렉트렛
41:고전압발생기
42:고전압 핀
43:전극판
44:피가공재료
50:그리드 전극
51:홀10:cell
20: Cell culture container
30: Non-powered electrical stimulation application unit
40:Electret
41: High voltage generator
42: High voltage pin
43: Electrode plate
44: Material to be processed
50: grid electrode
51:Hall
Claims (14)
상기 전기장형성부를, 대상체에 직접 또는 상기 대상체가 내장된 용기에 부착하여, 상기 대상체에 전기자극을 인가하는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛.
Including an electric field forming unit that forms an electric field on its own without a separate external power supply,
A power-free electric stimulation application unit, characterized in that the electric field forming unit is attached directly to the object or to a container in which the object is embedded, thereby applying electric stimulation to the object.
상기 전기장형성부는,
주변 운동에너지를 수집하여 전기장을 형성하는 하베스팅소자, 또는 전하대전소자인 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛.
According to clause 1,
The electric field forming unit,
A non-powered electric stimulation application unit characterized by being a harvesting element or charge charging element that collects surrounding kinetic energy to form an electric field.
상기 하베스팅 소자는 접촉대전 나노발전기이고, 상기 전하대전소자는 일렉트렛인 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛.
According to clause 2,
A power-free electrical stimulation application unit, wherein the harvesting element is a contact charging nanogenerator, and the charge charging element is an electret.
상기 대상체는 세포, 피부, 식물, 식품, 화장품, 및 환부 적용 패치 중 적어도 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛.
In clause 3
A non-powered electrical stimulation application unit, wherein the object is at least one of cells, skin, plants, food, cosmetics, and patches applied to the affected area.
상기 일렉트렛은 코로나 차징(Corona charging), 소프트 X 선 조사(soft x-ray irradiation), 컨텍트 차징(contact charging), 플라즈마 처리, 및 열적 차징(thermal charging), 입자 빔 입사(particle beam injection) 방식 중 적어도 어느 하나를 적용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛.
According to clause 4,
The electret uses corona charging, soft x-ray irradiation, contact charging, plasma processing, thermal charging, and particle beam injection. A non-powered electrical stimulation application unit manufactured by applying at least one of the following.
상기 코로나 차징은,
음전하 주입 피가공재료를 전극판 하에서, 고전압이 인가되는 고전압 핀에 의해 상기 피가공재료 주위의 유체를 이온화하여, 생성된 이온들이 전기장에 의해 상기 피가공재료 주입되며, 상기 피가공재료는 음전하로 상기 전극판은 양전하로 대전되는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛.
According to clause 5,
The corona charging is,
Negative charge injection: The material to be processed is placed under an electrode plate, and the fluid around the material to be processed is ionized by a high voltage pin to which a high voltage is applied. The generated ions are injected into the material to be processed by an electric field, and the material to be processed is negatively charged. A power-free electrical stimulation application unit, characterized in that the electrode plate is positively charged.
상기 피가공재료는 FEP, PTFE, 및 PP 적어도 어느 하나를 포함하는 필름, 다공구조 또는 복합체 형태인 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛.
According to clause 6,
The non-powered electric stimulation application unit, wherein the material to be processed is in the form of a film, porous structure, or composite containing at least one of FEP, PTFE, and PP.
상기 피가공재료와 상기 고전압 핀 사이에 복수의 홀이 형성된 그리드 전극이 위치되어, 상기 그리드 전극의 전압크기 만큼 상기 피가공재료에 음전하가 균일하게 차징되는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛.
According to clause 6,
A grid electrode having a plurality of holes is positioned between the material to be processed and the high voltage pin, and a negative charge is uniformly charged to the material to be processed as much as the voltage of the grid electrode.
외부 별도의 전원공급없이 자체적으로 전기장을 형성하는 일렉트렛을 제작하는 단계;
대상체에 직접 또는 상기 대상체가 내장된 용기에, 상기 일렉트렛을 부착하는 단계; 및
상기 일렉트렛을 통해 상기 대상체에 별도의 전원 공급없이 전기자극이 인가되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛의 제작방법.
A method of manufacturing a power-free electrical stimulation application unit,
Manufacturing an electret that creates an electric field on its own without a separate external power supply;
Attaching the electret directly to an object or to a container containing the object; and
A method of manufacturing a power-free electrical stimulation application unit comprising: applying electrical stimulation to the object through the electret without a separate power supply.
상기 일렉트렛을 제작하는 단계는,
음전하 주입 피가공재료를 전극판 하에서, 고전압이 인가되는 고전압 핀에 의해 상기 피가공재료 주위의 유체를 이온화하여, 생성된 이온들이 전기장에 의해 상기 피가공재료 주입되어, 피가공재료는 음전하, 상기 전극판은 양전하로 대전되고,
상기 피가공재료와 상기 고전압 핀 사이에 복수의 홀이 형성된 그리드 전극이 위치되어, 상기 그리드 전극의 전압크기 만큼 상기 피가공재료에 음전하가 균일하게 차징되는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛의 제작방법.
According to clause 9,
The step of manufacturing the electret is,
Negative charge injection: The material to be processed is placed under an electrode plate, and the fluid around the material to be processed is ionized by a high voltage pin to which a high voltage is applied. The generated ions are injected into the material to be processed by an electric field, and the material to be processed is negatively charged. The electrode plate is positively charged,
A grid electrode having a plurality of holes is positioned between the material to be processed and the high voltage pin, and a negative charge is uniformly charged to the material to be processed as much as the voltage of the grid electrode. method.
상기 일렉트렛은 패터닝되어 특정 모양의 영역에 음전하가 대전되고 나머지 영역에 양전하가 대전되도록 제작되거나, 전하 강도와 분포에 패터닝이 되도록 제작되는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛의 제작방법.
According to clause 10,
The electret is patterned so that an area of a specific shape is charged with a negative charge and the remaining area is charged with a positive charge, or the electret is manufactured so that the intensity and distribution of the charge is patterned. A method of manufacturing a power-free electric stimulation application unit.
인가되는 전기자극의 크기를 조절하기 위해, 상기 일렉트렛의 제작시 인가되는 전압을 조절하거나, 부착되는 일렉트렛의 적층 수를 조절하거나, 상기 일렉트렛의 접촉면에 인터 레이어를 삽입하거나, 상기 일렉트렛의 접촉위치, 개수를 달리하는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛의 제작방법.
According to clause 11,
In order to control the size of the applied electrical stimulation, the voltage applied when manufacturing the electret is adjusted, the number of stacks of attached electrets is adjusted, an interlayer is inserted into the contact surface of the electret, or the electret A method of manufacturing a power-free electric stimulation application unit, characterized in that the contact location and number of contacts are varied.
상기 일렉트렛의 제조 단계에서 설정된 횟수만큼 충전, 분극을 반복하여 피에조 폴링(piezo poling)을 진행하는 단계; 및
상기 일렉트렛 제조 후 어닐링 처리를 진행하는 단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛의 제작방법.
According to clause 12,
performing piezo poling by repeating charging and polarization the number of times set in the electret manufacturing step; and
performing an annealing treatment after manufacturing the electret; A method of manufacturing a power-free electrical stimulation application unit further comprising at least one of the following.
상기 고전압 핀을 복수개로 적용하는 멀티핀 방식 또는 roll-to-roll 시스템을 이용하여 연속적인 코로나 차징을 통해 일렉트렛을 제작하는 것을 특징으로 하는 무전원 전기자극 인가 유닛의 제작방법.
According to clause 13,
A method of manufacturing a power-free electric stimulation application unit, characterized in that the electret is manufactured through continuous corona charging using a multi-pin method or a roll-to-roll system that applies a plurality of the high voltage pins.
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|---|---|---|---|
| KR1020220071473A KR20230171196A (en) | 2022-06-13 | 2022-06-13 | Batteryless Electronic stimulating unit and manufacturing method thereof |
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- 2023-06-08 WO PCT/KR2023/007805 patent/WO2023243928A1/en unknown
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