WO2012177031A1 - Method for manufacturing bubbles for promoting the transfer of a functional material, and functional-material transfer device using same - Google Patents

Method for manufacturing bubbles for promoting the transfer of a functional material, and functional-material transfer device using same Download PDF

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WO2012177031A1
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bubble
volume
size
bubbles
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PCT/KR2012/004839
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서종우
김기두
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주식회사 퍼시픽시스템
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    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
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Definitions

  • the present invention relates to a cosmetic field using ultrasonic waves, and more particularly, to a bubble manufacturing method for promoting the delivery of a functional material and a functional material delivery device using the same.
  • the skin of the human body protects itself from external stimuli and substances in the barrier zone.
  • water-soluble substances are difficult to enter the skin. Therefore, no matter how much cosmetics with effective ingredients can achieve satisfactory results for skin improvement. Therefore, in order to penetrate such substances into the skin, conventionally, absorption accelerators or transdermal penetration of macromolecular drugs have been used.
  • mass transfer through the skin was done with the help of a professional masseuse, using an absorption accelerator or a skin stimulator such as an iontopresence device, to a skin care store or physical therapy room.
  • this method has a problem of efficiency of mass transfer despite the extra time and expensive expenses.
  • One object of the present invention for solving the above problems is to provide a method for producing a bubble that can facilitate the delivery of the functional material to the subject.
  • An object of the present invention to provide a functional material delivery device using the bubble.
  • a method for preparing bubbles for facilitating delivery of a functional material comprises the steps of: providing a first mixture comprising a proportion of shell material; Mixing the first mixture and the core material to provide a second mixture; Filtering the second mixture to provide bubbles having a radius of 3 to 450 um; And separating the air bubbles having a size of 3 to 450 um by size.
  • the shell material may be albumin.
  • the core material is liquefied perfluorobutane, and providing the first mixture comprises diluting an amount of albumin in a first volume of saline; Extracting a second volume of the mixture from the diluted mixture; And cooling the second volume of mixture below a certain temperature to provide the first mixture,
  • Providing the second mixture includes adding a third volume of liquefied perfluorobutane to the cooled mixture to provide the second mixture, wherein providing the bubbles comprises at least the second mixture.
  • the filtering may include filtering using one thin film filter, and the separating the bubbles by size may classify the filtered second mixture by sizes using a centrifuge.
  • Providing the second mixture may be performed by mixing the mixture to which the liquefied perfluorobutane is added with a shaker having a predetermined number of revolutions per minute.
  • Providing the second mixture may be performed by applying ultrasonic waves to the mixture to which the liquefied perfluorobutane is added.
  • the shell material may be lipid based.
  • the core material is liquefied perfluorobutane and the providing of the first mixture comprises diluting a first volume of glycerol and a second volume of propylene glycol in a third volume of saline; Adding a first weight of DPPC powder and a second weight of DPPA powder to the diluted mixture; Dissolving the powder by heating the mixture to which the powder is added at a constant temperature range; Extracting a fourth volume of the mixture from the additive in which the powder is dissolved; And cooling the fourth volume of mixture below a certain temperature to provide the first mixture, wherein providing the second mixture comprises adding a fifth volume of liquefied perfluorobutane to the cooled mixture. And providing the second mixture, wherein providing the bubbles includes filtering the second mixture using at least one thin film filter, and separating the bubbles by size comprises: The filtered second mixture can be sorted by size using a centrifuge.
  • the shell material may be a phospholipid.
  • the core material is liquefied perfluorobutane and the step of providing the first mixture comprises dissolving a first weight of DPPC powder in a first volume of chloroform; Placing the dissolved solution in a container and evaporating in a vacuum chamber; Adding a saline buffered with a second volume of ginseng salt to the vesicle formed on the surface of the container; Extracting a third volume of the mixture from the salt added material; And cooling the third volume of mixture below a certain temperature to provide the first mixture, wherein providing the second mixture comprises adding a fourth volume of liquefied perfluorobutane to the cooled mixture. To seal; Heating the closed mixture to 46 ° C. to phase convert it into a monolayer; And mixing the phase-converted material by mixing with a shaker having a predetermined number of revolutions per minute to provide the second mixture.
  • Providing the bubbles may include filtering the second mixture using at least one thin film filter, and separating the bubbles by size may include separating the filtered second mixture by sizes using a centrifuge. Can be classified.
  • the body portion outputs an ultrasonic oscillation having a wavelength that is mixed with a functional material and interlocks with the size of bubbles delivered to the object as a mixture.
  • the pro part is connected to the main body part and applies the ultrasonic wave oscillation transmitted from the main body part to the object to which the mixture is applied to the object.
  • Ultrasonic oscillation having a wavelength associated with the size of the bubble generates a cavitation phenomenon in the bubble applied to the object.
  • the bubble may have a radius of 3 ⁇ 450um.
  • the mixture may include the functional material, the bubble and distilled water.
  • the functional material may be any one of vitamin C, vitamin A, anti-wrinkle agent, whitening agent, depilatory agent and anti-hair loss agent.
  • the main body may include an input unit configured to set the wavelength of the ultrasonic wave such that the wavelength of the ultrasonic wave has a wavelength that is linked to the size of the bubble.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a functional material delivery device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the main body of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows an example of the probe of FIG. 1 in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates an example of the probe of FIG. 1 in accordance with another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a functional mass transfer system according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a view showing the medium of FIG. 5 in more detail.
  • FIG. 7 schematically illustrates a relationship between a probe, a medium, and an object in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a functional material delivery method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a functional material delivery method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flow chart showing in detail the steps of manufacturing the bubble in FIG.
  • FIG. 11 shows the results of applying the functional mass transfer system of FIG. 5 to a rat according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 shows an increase rate in the case of using a lipid bubble in the embodiment of FIG.
  • FIG. 13 shows the results of applying the functional mass transfer system of FIG. 5 to mice according to molecular weight.
  • FIG. 14 shows an increase rate when using protein bubbles in the example of FIG. 13.
  • FIG. 17 is a flow chart illustrating a method for producing a bubble for facilitating delivery of a functional material according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to an embodiment of the present invention in more detail.
  • FIG. 19 is a flow chart illustrating in more detail the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a flow chart illustrating in more detail the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a flowchart illustrating the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention in more detail.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a functional material delivery device according to an embodiment of the present invention.
  • the functional material delivery device 10 includes a main body part 100 and a pro part 200.
  • the main body 100 and the pro part 200 are connected by a cable 30.
  • the pro part 200 includes a housing 220 in which the ultrasonic oscillator 210 and the ultrasonic oscillator 210 are accommodated.
  • the functional material delivery device 10 may be connected to a computer or the like with a data communication cable to perform data communication with each other.
  • the main body 100 is mixed with a functional material and outputs an ultrasonic wave having a wavelength that is linked to the size of bubbles delivered to the object (for example, the skin) as a mixture.
  • the pro part 200 applies the ultrasonic rash transmitted from the main body part 100 to the object in contact with the object (for example, the skin) to which the mixture is applied.
  • the bubble may vary in intensity depending on its size, and thus, the ultrasound delivered to the object may have a wavelength that is linked to the size of the bubble.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the main body of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the main body unit 100 includes a power conversion unit 110, a control unit 120, a power amplification unit 150, and an input unit 160.
  • the controller 120 includes a power controller 130 and a main controller 140.
  • the main body 100 may further include a display unit 170 and an auxiliary power supply 180.
  • the power converter 110 is connected to a commercial AC voltage ACV under the control of the power controller 130 and converts the AC voltage ACV into a pulse-shaped square wave PSW.
  • the power converter 110 may be implemented as an asymmetric half bridge circuit to convert an AC voltage ACV into an asymmetric pulse-shaped square wave PSW.
  • asymmetry means that the maximum voltage and the minimum voltage of the pulse-shaped square wave PSW are not equal.
  • the power amplifier 150 is connected to the power converter 110 and receives the pulse-shaped square wave PSW from the power converter 110 under the control of the main controller 140. Amplifies and outputs the ultrasonic wave oscillator 210 of the probe 200 through the cable 40.
  • the ultrasonic oscillator 210 may contact the skin on which the functional material and the bubble are applied. At this time, the ultrasonic wave applied to the skin from the ultrasonic wave oscillator 210 may have a wavelength that is linked to the size of the bubble.
  • the wavelength and the duty ratio of the ultrasonic wave may be set by an input signal INPUT received through the input unit 160 and transmitted to the controller 120 through the input unit 160.
  • the ultrasonic oscillator 210 may be a single focus piezoelectric element, i.e., a transducer.
  • piezoelectric materials used in piezoelectric elements include quartz, rosell salt, barium titanate, and the like, and have recently been replaced by artificial ceramics such as PZT. Applying an alternating voltage to both sides of the piezoelectric material causes expansion and contraction depending on the polarity of the current, which is repeated in proportion to the frequency of the alternating voltage.
  • the piezoelectric material is composed of a large number of dipoles, and these dipoles have piezoelectric properties only when they are maintained in a geometrical arrangement.
  • the piezoelectric material has a resonant frequency for converting electrical energy into acoustic energy most efficiently.
  • the resonant frequency is determined according to the thickness of the piezoelectric material.
  • the thickness of the piezoelectric material determines the natural frequency of the device.
  • the controller 120 includes a main controller 140 and a power controller 130.
  • the main controller 140 controls the power controller 130 and the power amplifier 150 according to the input signal INPUT received through the input unit 160 so that the ultrasonic wave having the wavelength and duty ratio according to the input signal is ultrasonic. Output from the driver 40 to the ultrasonic oscillator 210.
  • the power controller 120 controls the power converter 110 according to the control of the main controller 140 so that the pulse-shaped square wave PSW has a frequency corresponding to the input signal and is output to the power amplifier 150. Be sure to
  • the input unit 160 receives an input signal INPUT.
  • the wavelength, pulse repetition frequency, duty ratio, and application time of the ultrasonic wave provided from the power amplifier 150 to the probe 200 are determined by the input signal INPUT applied to the input unit 160.
  • the input unit 160 transmits such an input signal INPUT to the control unit 120, and the control unit 120 controls the power conversion unit 110 and the power amplification unit 150 to display the characteristics determined by the input signal INPUT. Ultrasonic waves are provided to the probe 200.
  • the display unit 170 displays an input signal INPUT input to the input unit 160 so that the user can check it.
  • the auxiliary power supply 180 receives the AC voltage ACV, converts it, and provides the converted AC voltage to the controller 120.
  • the power amplifier 150 amplifies the pulse-shaped square wave PSW to ultrasonic wave oscillator 210.
  • Ultrasonic wave oscillator 210 which is transmitted to the skin and is in contact with the skin is irradiated with the ultrasonic wave transmitted from the power amplifier 150 to the object (skin) to which the mixture is applied.
  • the jet streaming and the micro streaming phenomenon occur well in the bubbles included in the mixture.
  • the bubble is streaming, the functional substances in the mixture are well absorbed into the skin.
  • the wavelength of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic wave oscillator 210 to the object is set to be linked to the size of the bubbles contained in the mixture. That is, the wavelength of the ultrasonic wave may have a constant distribution with respect to the size of the micro bubbles included in the mixture.
  • the wavelength of the ultrasonic wave may be set in the input unit 160 to be linked to the size of the bubble manufactured according to the exemplary embodiment of the present invention. Therefore, the cavitation phenomenon that bubbles are grown and collapsed due to the micro air bubbles and ultrasonic energy of the bubbles react with each other with high probability, and the distribution thereof may be uniform.
  • the mechanical energy generated in this process helps to transfer functional substances in the mixture to the dermis of the skin.
  • the fine bubbles contained in the bubbles have a wavelength according to their average size.
  • the wavelength of the ultrasonic wave may be set to be linked with the size of the bubble to increase energy efficiency. That is, the wavelength of the ultrasonic wave may be set to have a constant distribution (an integer multiple of the size of the air bubbles of the contrast agent) with respect to the size of the bubble. Therefore, it is possible to generate an ultrasonic wave having a wavelength that is linked to the size of the bubbles used to efficiently produce the cavitation phenomenon using low energy.
  • FIG. 3 shows an example of the probe of FIG. 1 in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the probe 200a includes a first connector 231 and a housing 240 connected to the first connector 231. Inside the housing 240, a second connector 232, a transducer 233, a piezoelectric element 235, and a transparent lens 236 are provided. A fluid layer 235 is interposed between the piezoelectric element 235 and the transparent lens 236.
  • the probe 200a of FIG. 3 schematically illustrates an internal structure of the probe 200 of FIG. 1.
  • a cable 30 is connected to the first connector 231 and the second connector 232 to transmit a square wave from the ultrasonic driver 150.
  • the square wave is transmitted to the piezoelectric element 234 through the second connector 232 and the transducer 233.
  • the piezoelectric element 234 vibrates in response to the square wave to generate ultrasonic waves.
  • the generated ultrasound is transmitted to the object (skin) through the fluid layer 235 and the transparent lens 236.
  • the transparent lens 236 may be formed of TPX, EPOX, or the like, and the transparent lens 236 may be manufactured integrally with the housing 240.
  • the surface of the transparent lens 236 may have a form in close contact with the object (skin).
  • FIG. 4 illustrates an example of the probe of FIG. 1 in accordance with another embodiment of the present invention.
  • the probe 200b may include a connector 241 and a housing 260 connected to the connector 241.
  • a cable (not shown) to which a light source is supplied may be connected to the connector 241.
  • Inside the housing 260 an internal cable 242 for transmitting light, an isolator 243 for removing noise from the light, a wavelength division multiplexer 244 for selecting a wavelength of light output from the isolator 243, and a multiplexer 244.
  • a focusing lens for converging a fiber amplifier 245 for amplifying the output of the amplifier, a coupler 246 for connecting the fiber amplifier 245 and the laser generator 247, and a laser 249 generated from the laser generator 247.
  • the film 251 may use polydimethylsiloxane (PDMS) having a high light absorption coefficient.
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • FIG. 5 shows a functional mass transfer system according to one embodiment of the invention.
  • the functional mass transfer system 300 includes a functional mass transfer device 305 and a medium 400.
  • the functional material delivery device 305 may include a main body 310 and a probe 330 connected to the main body 310 and a cable 320.
  • the functional mass transfer device 305 is a medium having an ultrasonic wave having a wavelength (having a constant distribution) associated with the size of bubbles mixed with the functional substance included in the mixture applied to the medium 400 in contact with the object (skin). Or to the subject (skin) through the medium 400.
  • the medium 400 may be a mask or a patch. When the medium 400 is a mask, the object may be facial skin, and when the medium 400 is a patch, the object may be skin or scalp. In FIG. 5, the medium 400 is implemented as a mask.
  • FIG. 6 is a view showing the medium of FIG. 5 in more detail.
  • the medium 400 is composed of a plurality of lattice structures 411.
  • Each grating 411 is evenly coated with a mixture (or functional material).
  • a mixture or functional material
  • the medium 400 such as a mask or a patch is used as in the embodiment of the present invention, the mixture 412 containing the functional material is stably positioned in the lattice structure, thereby allowing the ultrasound energy to be well transmitted to the object.
  • FIG. 7 schematically illustrates a relationship between a probe, a medium, and an object in FIG. 6.
  • the medium 400 is positioned in contact with the object (skin) 460 and the probe 330 is in contact with the medium 400.
  • ultrasound may be applied to the object 460 through the medium 400.
  • Ultrasound applied from the probe 330 to the object 460 prevents a bioeffect that may occur due to the concentration of energy at one point, and evenly delivers energy to the target volume of the object 460 (the point where the probe 330 is located). It may be unfocused ultrasound. Alternatively, the ultrasound applied to the object 460 from the probe 330 may be focused ultrasound.
  • the functional material delivered to the subject may be various.
  • the functional substance may include vitamin C suitable for skin lightening agents and vitamin A which is widely used for anti-aging.
  • hyaluronic acid is widely used as an anti-wrinkle agent because of its high bonding strength with the surrounding water molecules, such hyaluronic acid may be included in the functional material.
  • Functional material delivery system 300 can be applied not only to skin care but also to the field of wool and hair loss prevention. If the functional material contains a wool component and an anti-hair loss component, by placing the patch in a desired portion and irradiating the patch with the functional substance delivery device 305, the wool component and anti-hair loss component can be easily delivered into the scalp. have.
  • the functional material may be a hair restorer whose main component is minoxidil.
  • functional material delivery system 300 according to an embodiment of the present invention can be applied to the hair removal field.
  • the functional substance may be a depilatory agent whose main ingredient is chioclicolic acid.
  • the functional substance delivery system according to an embodiment of the present invention may be applied to the cosmetic field. Therefore, the functional substance may be a wrinkle improver or a whitening agent as a main component thereof.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a functional material delivery method according to an embodiment of the present invention.
  • the functional material delivery method in the functional material delivery method according to an embodiment of the present invention to generate a mixture by mixing the functional material and bubbles (S510).
  • the functional material and the bubbles can be mixed in a constant proportion.
  • the mixing ratio of the functional material and the bubble may be determined according to the sensitivity of the subject to the mixture.
  • the mixture is applied to the target volume of the object (S520).
  • the ultrasonic wave having a wavelength interlocked with the size of the bubble is applied to the target volume using the functional substance delivery device 10 of FIG. 1 (S530).
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a functional material delivery method according to another embodiment of the present invention.
  • a bubble (S610).
  • the mixing ratio of the functional material and the bubble may be determined according to the sensitivity of the subject to the mixture.
  • the functional material and the prepared bubble are mixed to generate a mixture (S620).
  • the medium is in close contact with the object (S630).
  • the subject may be skin and the medium may be a mask or a patch as shown in FIG. 5.
  • the mixture is applied to the medium in close contact with the object (S640).
  • the ultrasonic wave having a wavelength that is interlocked with the size of the bubble is applied to the target volume of the medium using the functional substance delivery device 10 of FIG. 1 (S650).
  • FIG. 10 is a flow chart showing in detail the steps of manufacturing the bubble in FIG.
  • the first material having shell characteristics is diluted in saline (S611).
  • the dilute first material is mixed with a second material having core properties to generate a shell-core mixture (S612).
  • the shell-core mixture is filtered with a filter (S613). Filtration of the shell-core mixture with a filter can produce bubbles having the desired average size.
  • Bubbles consist of a gas core and a shell.
  • the solubility is determined according to the characteristics of the gas core, and the hardness varies depending on the shell characteristics, and thus the degree of reaction to ultrasonic energy is different. Therefore, the bubble may be prepared by mixing a second material having a core property and a first material having a shell property at a predetermined ratio according to the purpose of use.
  • the first substance having shell properties used in the preparation of bubbles albumin series and lipid series are mainly used. Lipid shells are both hard and flexible, and are slower to spread than albumin shells.
  • a variety of materials may be used for the second material having core properties used for preparing the bubbles.
  • the second material may include various materials such as Air H, Octafluorpropane L, Decafluorobutane L, Nitrogen / perfluorohexane L, Sulfur hexafluoride L, Perfluorobutane L, Nitrogen H, Perfluoropropane L.
  • the manufacturing process of bubbles is as follows.
  • the manufacturing process of the bubbles is as follows.
  • DPPC and DPPA can be frozen and stored in powder form.
  • the heating time is heated until all powder is dissolved in the solution.
  • the time can be adjusted according to the temperature.
  • the manufacturing method of the above-described bubbles is one example, and the mixing ratio and mixing amount of each material may be changed in order to manufacture the shell characteristics and the core characteristics according to the intended use.
  • FIG. 11 shows the results of applying the functional mass transfer system of FIG. 5 to rats according to molecular weight.
  • lipid bubbles having a radius of 40 ⁇ m and ultrasonic waves having a wavelength of 7.5 mm were used.
  • FIG. 12 shows an increase rate in the case of using a lipid bubble in the embodiment of FIG.
  • FIG. 13 shows the results of applying the functional mass transfer system of FIG. 5 to rats according to molecular weight.
  • FIG. 13 a protein bubble having a radius of 35 ⁇ m and an ultrasonic wave having a wavelength of 5.2 mm were used.
  • FIG. 14 shows an increase rate when using protein bubbles in the example of FIG. 13.
  • the increase rate is considerably higher in the case of using the protein bubble with the ultrasonic waves than in the case of using only the ultrasonic waves.
  • 15 and 16 show shell characteristics of bubbles according to the materials constituting the bubbles.
  • FIG. 15 shows bubble characteristics of bubbles according to strength when albumin series is used as a material having shell properties and Perfluorobutane is used as a material having core properties when preparing bubbles.
  • FIG. 16 shows bubble characteristics of bubbles according to strength when a lipid-based material is used as a material having a shell property and a perfluorobutane is used as a material having a core property when preparing bubbles.
  • the ultrasonic wave according to the embodiment of the present invention may have a wavelength of interlocking bubbles. That is, the ultrasonic wave according to the embodiment of the present invention may have a wavelength within a constant distribution with respect to the size of the bubble.
  • the ultrasonic bubbles and the functional material may be mixed and applied to an object (or a medium), and ultrasonic waves may be applied thereto to increase the probability of cavitation occurring, thereby increasing the absorption effect of the functional material.
  • 17 is a flowchart illustrating a method for preparing bubbles for promoting delivery of a functional material according to one embodiment of the present invention.
  • a first mixture including a predetermined ratio of shell material is provided (S700).
  • the shell material is a material that surrounds the surface of the bubble so that the bubble does not melt into the solution in order to ensure that the bubble is stably present for a long time in the solution containing the functional material.
  • the material surrounding the bubble include albumin, lipids, phospholipids, polymers, and the like. Bubbles according to an embodiment of the present invention can be more free from the choice of shell material surrounding the bubbles because they are used in the skin, unlike conventional co-agents are used in the human body.
  • the first mixture and the core material are mixed to provide a second mixture (S800).
  • the core material is a gas inserted into the bubble to increase the stability of the bubble.
  • the gas inserted into the bubble may be an inert gas which is less affected by a sudden change in temperature and pressure due to the movement of the bubble.
  • inert gases include perfluorocarbon series.
  • Filtering the second mixture provides a bubble having a radius of 3 ⁇ 450um size (S900).
  • a thin film filter may be used for filtering the second mixture.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to an embodiment of the present invention in more detail.
  • albumin may be mixed in distilled water at a predetermined ratio, and then mixed with perfluorocarbon in a gas or liquefied state, and then foamed by external force. In this case, a high speed shaker or ultrasonic waves may be used to generate bubbles.
  • a method of preparing bubbles in the case where albumin is used will be described in more detail with reference to FIG. 18.
  • a certain amount of albumin is diluted in a first volume of saline solution (S711).
  • the amount of albumin may be about 0.2 g, and the first volume of saline may be about 50 ml.
  • the second volume of the mixture is extracted from the diluted solution (S712). Here, the second volume may be about 2 ml.
  • a mixture of (S712) is extracted.
  • the extracted mixture is cooled to below a predetermined temperature to provide a first mixture (S713). Wherein the constant temperature may be about 10 °C below zero.
  • a third volume of liquefied perfluorobutan is added to the first mixture (S811).
  • the third volume may be about 100 ul.
  • the mixture to which perfluorobutane is added is rotated with a shaker having a rotational speed per minute or more to provide a second mixture (S812).
  • the number of times may be about 4000 times.
  • the second mixture is filtered using at least one thin film filter (S911).
  • the second mixture is first filtered using a first thin film filter having a pore size of 900 ⁇ m, and then the second mixture first filtered using a second thin film filter having a pore size of 6 ⁇ m. Can be filtered second.
  • bubbles with a size of 3 ⁇ 450um can be obtained.
  • Bubbles having a radius of 3 ⁇ 450um size are classified by size using a centrifuge (S951). Bubbles of a certain size are collected and stored from bubbles classified by size, and perfluorobutane can be added to a container containing bubbles classified by size to ensure bubble stability.
  • the amount of material presented in each step of FIG. 18 is a relative amount, not an absolute amount.
  • FIG. 19 is a flow chart illustrating in more detail the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 shows a flow diagram when a lipid family is used as the shell material.
  • a lipid series as a shell material
  • heat is applied to the lipid.
  • Glycerol DPPC, DPPA, etc. are mixed in a certain weight ratio in order to allow lipids to act on water, and then put in distilled or saline solution and heat.
  • liquefied perfluorocarbon may be mixed, and external force may be applied to generate bubbles.
  • a high speed shaker or ultrasonic waves may be used to generate bubbles.
  • FIG. 19 a method of preparing bubbles when lipids are used will be described in more detail.
  • the first volume of glycerol and the first two volumes of propylene-glycol are diluted in a third volume of saline (S721).
  • the first volume may be about 2.5 ml
  • the second volume may be about 52.5 ml
  • the third volume may be about 50 ml.
  • the volume ratio of glycerol, propylene-glycol and saline may be 1:21:20.
  • a first weight of DPPC (1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine) and a second weight of DPPA (1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphate Monosodium Salt) powder are added (S722).
  • both the first weight and the second weight may be about 0.1 g.
  • the mixture to which the powder is added is heated in a certain temperature range to dissolve the powder (S723).
  • the constant temperature range may be 60 ° C ⁇ 70 ° C.
  • the mixture of the fourth volume is extracted from the additive in which the powder is dissolved (S724). Wherein the fourth volume may be about 2 ml. That is, the ratio of the third volume and the fourth volume may be 25: 1.
  • the mixture of the fourth volume is cooled to below a predetermined temperature to provide a first mixture (S725). Wherein the constant temperature may be about 10 °C below zero.
  • a fifth volume of liquefied perfluorobutane is added to the first mixture (S821).
  • the fifth volume may be about 10 ul.
  • the mixture to which liquefied perfluorobutane is added is rotated with a shaker having a rotational speed per minute more than a predetermined number of revolutions per minute to provide a second mixture (S822).
  • the number of times may be about 4000 times.
  • the second mixture is filtered using at least one thin film filter (S921).
  • the second mixture is first filtered using a first thin film filter having a pore size of 900 ⁇ m, and then filtered first using a second thin film filter having a pore size of 6 ⁇ m. 2
  • the mixture can be filtered second. After two filtering, bubbles with a size of 3 ⁇ 450um can be obtained.
  • Bubbles having a radius of 3 ⁇ 450um size are classified by size using a centrifuge (S961). Bubbles of a certain size are collected and stored from bubbles classified by size, and perfluorobutane can be added to a container containing bubbles classified by size to ensure bubble stability.
  • the amount of material presented in each step of FIG. 19 is a relative amount, not an absolute amount. That is, the material presented in each step may represent a ratio of relative amounts shown in the description of FIG. 19.
  • FIG. 20 is a flow chart illustrating in more detail the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention.
  • the phospholipid has a polarity and is divided into a hydrophobic portion because of its polarity as opposed to a hydrophilic portion.
  • the phospholipids when phospholipids are mixed with liquids such as polar water, they form a thin film on the water. Shaking such a mixture or applying force by applying an ultrasonic wave from the outside to form a bubble, the bubble may have a monolayer consisting of a hydrophilic exterior and a hydrophilic interior.
  • FIG. 20 shows a flow diagram when a Phosphorlipid family is used as the shell material.
  • the first weight of DPPC powder is dissolved in a first volume of chloroform (S731). Wherein the first weight may be 0.001g, the first volume may be 1ml.
  • the solution is put in a container and evaporated in a vacuum chamber (S732).
  • a second volume of PBS (phosphate buffered saline) is added to the vesicles thinly formed on the surface of the container (S733).
  • the second volume may be 100 ml.
  • a third volume of the mixture is extracted from the PBS-added material (S734). Wherein the third volume may be 2 ml.
  • the mixture of the third volume is cooled to below a predetermined temperature to provide a first mixture (S735). Wherein the constant temperature may be about 10 °C below zero.
  • the fourth mixture is sealed by adding a fourth volume of perfluorobutane (S831). Wherein the fourth volume may be 10ul.
  • the sealed mixture is heated to a predetermined temperature to be phase-converted to a monolayer (S832).
  • the constant temperature may be about 46 ° C. That is, the constant temperature here is a temperature at which the sealed mixture can cause phase conversion into a monolayer.
  • the phase-converted material is rotated with a shaker having a rotation rate per minute or more to provide a second mixture (S833).
  • the number of times may be about 4000 times.
  • the second mixture is filtered using at least one thin film filter (S931).
  • step S931 the second mixture is first filtered using a first thin film filter having a pore size of 900 ⁇ m, and then the second mixture is first filtered using a second thin film filter having a pore size of 6 ⁇ m. Can be filtered second. After two filtering, bubbles with a size of 3 ⁇ 450um can be obtained. Bubbles having a radius of 3 ⁇ 450um size are classified by size using a centrifuge (S971). Bubbles of a certain size are collected and stored from bubbles classified by size, and perfluorobutane can be added to a container containing bubbles classified by size to ensure bubble stability.
  • the amounts of materials presented in each step of FIG. 20 are relative and not absolute. That is, the material presented in each step may represent a ratio of relative amounts shown in the description of FIG. 21.
  • FIG. 21 is a flowchart illustrating the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention in more detail.
  • Figure 21 shows a flow diagram when a polymer is used as the shell material.
  • a polymer as a shell material
  • polyelectrolytes having negative and positive polarities are alternately coated on phospholipid bubbles.
  • biocompatible polymers include chitosan, algnate, and N-isopropylacrylamid.
  • perfluorocarbon gas is added to the inner core to convert bubbles.
  • the first weight of DPPC powder is dissolved in the first volume of chloroform (S741). Wherein the first weight may be 0.001g, the first volume may be 1ml.
  • the solution is put in a container and evaporated in a vacuum chamber (S742).
  • a second volume of PBS (phosphate buffered saline) is added to the vesicles thinly formed on the surface of the container (S743).
  • the second volume may be 100 ml.
  • the third volume of the mixture is extracted from the PBS-added material and mixed in a shaker having a predetermined number of revolutions per minute (S744). Wherein the third volume may be 2 ml and the predetermined number of times may be about 4000 times.
  • the mixture is heated to a constant temperature to phase-convert to a monolayer (S745).
  • the constant temperature may be about 46 ° C. That is, the constant temperature here is a temperature at which the sealed mixture can cause phase conversion into a monolayer.
  • the PNIPMA solution, the chitosan solution or the alginate solution are alternately added to the phase-converted material and added to the fourth volume to coat the lipsomal bubble to provide a first mixture (S746).
  • the fourth volume may be 0.4 ml.
  • Perfluorobutane is added to the first mixture, and the second mixture is provided by mixing with a shaker having a rotation per minute more than the predetermined number of times (S841).
  • the second mixture is filtered using at least one thin film filter (S931).
  • step S931 the second mixture is first filtered using a first thin film filter having a pore size of 900 ⁇ m, and then the second mixture is first filtered using a second thin film filter having a pore size of 6 ⁇ m. Can be filtered second. After two filtering, bubbles with a size of 3 ⁇ 450um can be obtained. Bubbles having a radius of 3 ⁇ 450um size are classified by size using a centrifuge (S971). Bubbles of a certain size are collected and stored from bubbles classified by size, and perfluorobutane can be added to a container containing bubbles classified by size to ensure bubble stability.
  • the amount of material presented in each step of FIG. 21 is a relative amount, not an absolute amount. That is, the material presented in each step may represent a ratio of relative amounts shown in the description of FIG. 20.
  • bubbles of a specific size may be generated, and the functional material delivery device of FIG. 1 may be mixed with a functional material and applied to an object.
  • the functional material delivery device of FIG. 1 may be mixed with a functional material and applied to an object.
  • the bubble vibrates and generates a volume flow in the surrounding solution, and micro-streaming at the interface.
  • Jet streaming is generated by asymmetric destruction.
  • the functional material is well absorbed by the subject.
  • the bubble prepared according to the embodiment of the present invention is considerably larger in size than the contrast agent, when an ultrasonic wave having a wavelength interlocked with the contrast medium is applied to the bubble, the bubble vibrates at a percentage of the existing size under the influence of the ultrasonic wave. do. Therefore, the change of length occurs in proportion to the radius of the bubble, and thus the surface area changes in proportion to the square of the length of the radius. As a result, the fluid around the bubble is affected in proportion to the cube of the length of the radius. That is, the size of the bubble and the flow of the surrounding fluid of the bubble has a relation of the cube.
  • the size and the surroundings of the bubble are also generated in the micro streaming and jet streaming phenomena caused by the movement of the solid boundary without any movement toward the solid interface due to the change of boundary conditions.
  • the volumetric flow of is in a cubed relationship. Therefore, it is preferable to use a relatively large bubble in order to more effectively deliver the large functional material through the epidermis for a short time.
  • Bubbles prepared according to the bubble manufacturing method for promoting the delivery of the functional material according to an embodiment of the present invention may have a radius of 3 ⁇ 450um as described above.
  • the functional material delivery device 10 of FIG. It may be easier for the substance to be delivered to the epidermis of the subject.
  • bubbles may be produced as shown in FIGS. 17 to 21, bubbles may be generated using ultrasonic waves. That is, the boiling point of the perfluorinated carbon-based material is below 10 °C ⁇ 35 °C °C material is stored in the functional material mixture at 5 °C or less and applied to the subject. In this case, an unstable environment in which bubbles can be easily generated by the body heat of the body is created. Ultrasonic waves of 1 to 10 MHz are irradiated to the mixed solution applied to the subject for several msec. Accordingly, bubbles of a specific size can be generated by irradiation of ultrasonic energy. When irradiated with ultrasonic waves of a relatively low frequency of 20 ⁇ 1 MHz in conjunction with the size generated based on the bubble group formed in this way, the functional material can more easily penetrate the epidermis of the subject.
  • Bubbles having a radius of 30 ⁇ m prepared by one of the manufacturing methods described with reference to FIGS. 17 to 21 are added to the diluent at a volume ratio of 0.1%. That is, 100 ⁇ l of a bubble having a size of 30 ⁇ m of a pre-prepared radius is added to 100 ml of Ascobic Acid aqueous solution, and then applied to the object (skin). The cavitation phenomenon is generated in the bubble formed by irradiating the object with 200 kHz ultrasonic waves.
  • Such functional material may be included in distilled or saline solution in some cases in a suitable% ratio, and then ultrasonic waves may be applied after adding a small amount of bubbles at a% ratio.
  • the buffer solution may be manufactured in a gel type or the like, and a mask pack may also be used.
  • Embodiments of the present invention can be widely applied in the field of skin beauty and hair loss.

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing bubbles for promoting the transfer of a functional material, and to a functional-material transfer device using same. The functional-material transfer device comprises: a main body; and a probe. The main body outputs an ultrasonic wave oscillation having a wavelength linked to the size of a bubble which is mixed with the functional material and transferred, as a mixture, into an object. The probe is connected to the main body so as to enable the ultrasonic wave oscillation to contact the object coated with the mixture, thereby applying the ultrasonic wave oscillation to the object. The ultrasonic wave oscillation having the wavelength linked to the size of the bubble may generate a hollowing phenomenon in the bubble applied to the object.

Description

기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포 제조 방법 및 이를 이용하는 기능성 물질 전달 장치Bubble manufacturing method for facilitating delivery of functional material and functional material delivery device using same
본 발명은 초음파를 이용한 미용분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포 제조 방법 및 이를 이용하는 기능성 물질 전달 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a cosmetic field using ultrasonic waves, and more particularly, to a bubble manufacturing method for promoting the delivery of a functional material and a functional material delivery device using the same.
일반적으로 인체의 피부는 배리어 존(barrier zone)에서 외부의 자극 및 물질로부터 스스로를 보호하고 있다. 즉 수용성 물질은 피부속으로 잘 들어가지 못하게끔 되어 있다. 따라서 아무리 유효한 성분이 배합된 화장품이라 할지라도 피부개선에 만족스러운 결과를 얻어낼 수 없다. 따라서 종래에는 이러한 물질을 피부에 침투시키기 위하여 흡수촉진제를 이용하거나 거대분자약물을 경피 투과시키는 방법을 사용하여 왔다. 또 다른 한편으로는 피부를 통한 물질 전달은 흡수촉진제를 이용하거나 이온토프레시스 장치와 같은 피부자극 기구를 이용하여 피부전문 관리숍이나 물리치료실에 가서 전문 마사지사의 도움을 받아 이루어졌다. 하지만 이러한 방법은 별도의 시간 할애 및 고비용의 지출에도 불구하고 물질 전달의 효율성 문제가 있다. In general, the skin of the human body protects itself from external stimuli and substances in the barrier zone. In other words, water-soluble substances are difficult to enter the skin. Therefore, no matter how much cosmetics with effective ingredients can achieve satisfactory results for skin improvement. Therefore, in order to penetrate such substances into the skin, conventionally, absorption accelerators or transdermal penetration of macromolecular drugs have been used. On the other hand, mass transfer through the skin was done with the help of a professional masseuse, using an absorption accelerator or a skin stimulator such as an iontopresence device, to a skin care store or physical therapy room. However, this method has a problem of efficiency of mass transfer despite the extra time and expensive expenses.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 기능성 물질의 대상체로의 전달을 촉진할 수 있는 기포의 제조 방법을 제공하는데 있다.One object of the present invention for solving the above problems is to provide a method for producing a bubble that can facilitate the delivery of the functional material to the subject.
본 발명의 일 목적은 상기 기포를 이용하는 기능성 물질 전달 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention to provide a functional material delivery device using the bubble.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법은 일정한 비율의 쉘 물질을 포함하는 제1 혼합물을 제공하는 단계; 상기 제1 혼합물과 코어 물질을 혼합하여 제2 혼합물을 제공하는 단계; 상기 제2 혼합물을 필터링하여 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 제공하는 단계; 및 상기 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 크기별로 분리하는 단계를 포함한다. According to one embodiment of the present invention for achieving the above object, a method for preparing bubbles for facilitating delivery of a functional material comprises the steps of: providing a first mixture comprising a proportion of shell material; Mixing the first mixture and the core material to provide a second mixture; Filtering the second mixture to provide bubbles having a radius of 3 to 450 um; And separating the air bubbles having a size of 3 to 450 um by size.
실시예에 있어서, 상기 쉘 물질은 알부민일 수 있다.In an embodiment, the shell material may be albumin.
상기 코어 물질은 액화 과불화부탄(perfluorobutane)이고, 상기 제1 혼합물을 제공하는 단계는, 일정량의 알부민을 제1 부피의 식염수에 희석시키는 단계; 상기 희석된 혼합물에서 제2 부피의 혼합물을 발췌하는 단계; 및 상기 제2 부피의 혼합물을 일정 온도 이하로 냉각하여 상기 제1 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고,The core material is liquefied perfluorobutane, and providing the first mixture comprises diluting an amount of albumin in a first volume of saline; Extracting a second volume of the mixture from the diluted mixture; And cooling the second volume of mixture below a certain temperature to provide the first mixture,
상기 제2 혼합물을 제공하는 단계는 상기 냉각된 혼합물에 제3 부피의 액화 과불화부탄을 첨가하여 상기 제2 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 기포를 제공하는 단계는 상기 제2 혼합물을 적어도 하나의 박막 필터를 이용하여 필터링하는 단계를 포함하고, 상기 기포를 크기별로 분리하는 단계는 상기 필터링된 제2 혼합물을 원심 분리기를 이용하여 크기별로 분류할 수 있다.Providing the second mixture includes adding a third volume of liquefied perfluorobutane to the cooled mixture to provide the second mixture, wherein providing the bubbles comprises at least the second mixture. The filtering may include filtering using one thin film filter, and the separating the bubbles by size may classify the filtered second mixture by sizes using a centrifuge.
상기 제2 혼합물을 제공하는 단계는 상기 액화 과불화부탄이 첨가된 혼합물을 분당 회전이 일정 회수 이상인 쉐이커로 혼합하여 수행될 수 있다.Providing the second mixture may be performed by mixing the mixture to which the liquefied perfluorobutane is added with a shaker having a predetermined number of revolutions per minute.
상기 제2 혼합물을 제공하는 단계는 상기 액화 과불화부탄이 첨가된 혼합물에 초음파을 인가하여 수행될 수 있다.Providing the second mixture may be performed by applying ultrasonic waves to the mixture to which the liquefied perfluorobutane is added.
실시예에 있어서, 상기 쉘 물질은 리피드(lipid) 계열일 수 있다.In some embodiments, the shell material may be lipid based.
상기 코어 물질은 액화 과불화부탄이고 상기 제1 혼합물을 제공하는 단계는 제1 부피의 글리세롤(glecerol)과 제2 부피의 프로필렌 글리콜(propylene glycol)을 제3 부피의 식염수에 희석시키는 단계; 상기 희석된 혼합물에 제1 중량의 DPPC분말과 제2 중량의 DPPA분말을 첨가하는 단계; 상기 분말이 첨가된 혼합물을 일정한 온도 범위에서 가열하여 상기 분말을 용해시키는 단계; 상기 분말이 용해된 첨가물에서 제4 부피의 혼합물을 발췌하는 단계; 및 상기 제4 부피의 혼합물을 일정온도 이하로 냉각하여 상기 제1 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2 혼합물을 제공하는 단계는 상기 냉각된 혼합물에 제5부피의 액화 과불화부탄을 첨가하여 상기 제2 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 기포를 제공하는 단계는 상기 제2 혼합물을 적어도 하나의 박막 필터를 이용하여 필터링하는 단계를 포함하고, 상기 기포를 크기별로 분리하는 단계는 상기 필터링된 제2 혼합물을 원심 분리기를 이용하여 크기별로 분류할 수 있다. Wherein the core material is liquefied perfluorobutane and the providing of the first mixture comprises diluting a first volume of glycerol and a second volume of propylene glycol in a third volume of saline; Adding a first weight of DPPC powder and a second weight of DPPA powder to the diluted mixture; Dissolving the powder by heating the mixture to which the powder is added at a constant temperature range; Extracting a fourth volume of the mixture from the additive in which the powder is dissolved; And cooling the fourth volume of mixture below a certain temperature to provide the first mixture, wherein providing the second mixture comprises adding a fifth volume of liquefied perfluorobutane to the cooled mixture. And providing the second mixture, wherein providing the bubbles includes filtering the second mixture using at least one thin film filter, and separating the bubbles by size comprises: The filtered second mixture can be sorted by size using a centrifuge.
실시예에 있어서, 상기 쉘 물질은 인지질(phosphorlipid) 계열일 수 있다. In an embodiment, the shell material may be a phospholipid.
상기 코어 물질은 액화 과불화부탄이고 상기 제1 혼합물을 제공하는 단계는제1 중량의 DPPC 분말을 제1 부피의 클로로프롬에 용해시키는 단계; 상기 용해된 용액을 용기에 넣어 진공실에서 증발시키는 단계; 상기 용기 표면에 형성된 소낭에 제2 부피의 인삼염이 버퍼링된 염분(saline)을 첨가하는 단계; 상기 염분이 첨가된 물질에서 제3 부피의 혼합물을 발췌하는 단계; 및 상기 제3 부피의 혼합물을 일정온도 이하로 냉각하여 상기 제1 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2 혼합물을 제공하는 단계는 상기 냉각된 혼합물에 제4 부피의 액화 과불화부탄을 첨가하여 밀폐시키는 단계; 상기 밀폐된 혼합물을 46℃로 가열하여 모노레이어(monolayer)로 상변환시키는 단계; 및 상기 상변환된 물질을 분당 회전이 일정회수 이상인 쉐이커로 혼합하여 혼합하여 상기 제2 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고,The core material is liquefied perfluorobutane and the step of providing the first mixture comprises dissolving a first weight of DPPC powder in a first volume of chloroform; Placing the dissolved solution in a container and evaporating in a vacuum chamber; Adding a saline buffered with a second volume of ginseng salt to the vesicle formed on the surface of the container; Extracting a third volume of the mixture from the salt added material; And cooling the third volume of mixture below a certain temperature to provide the first mixture, wherein providing the second mixture comprises adding a fourth volume of liquefied perfluorobutane to the cooled mixture. To seal; Heating the closed mixture to 46 ° C. to phase convert it into a monolayer; And mixing the phase-converted material by mixing with a shaker having a predetermined number of revolutions per minute to provide the second mixture.
상기 기포를 제공하는 단계는 상기 제2 혼합물을 적어도 하나의 박막 필터를 이용하여 필터링하는 단계를 포함하고, 상기 기포를 크기별로 분리하는 단계는 상기 필터링된 제2 혼합물을 원심 분리기를 이용하여 크기별로 분류할 수 있다. Providing the bubbles may include filtering the second mixture using at least one thin film filter, and separating the bubbles by size may include separating the filtered second mixture by sizes using a centrifuge. Can be classified.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질 전달 장치는 본체부 및 프로부를 포함한다. 상기 본체부는 기능성 물질과 혼합되어 혼합물로서 대상체에 전달되는 기포의 크기와 연동되는 파장을 갖는 초음파 발진을 출력한다. 상기 프로부는 상기 본체부와 연결되고, 상기 본체부로부터 전송된 초음파 발진을 상기 혼합물이 도포된 대상체와 접촉하여 상기 대상체에 인가한다. 상기 기포의 크기와 연동되는 파장을 갖는 초음파 발진은 상기 대상체에 도포된 상기 기포에 공동화 현상을 발생시킨다. Functional material delivery apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a body portion and a pro portion. The body portion outputs an ultrasonic oscillation having a wavelength that is mixed with a functional material and interlocks with the size of bubbles delivered to the object as a mixture. The pro part is connected to the main body part and applies the ultrasonic wave oscillation transmitted from the main body part to the object to which the mixture is applied to the object. Ultrasonic oscillation having a wavelength associated with the size of the bubble generates a cavitation phenomenon in the bubble applied to the object.
실시예에 있어서, 상기 기포는 반지름이 3~450um의 크기를 가질 수 있다.In an embodiment, the bubble may have a radius of 3 ~ 450um.
실시예에 있어서, 상기 혼합물은 상기 기능성 물질, 상기 기포 및 증류수를 포함할 수 있다. In an embodiment, the mixture may include the functional material, the bubble and distilled water.
실시예에 있어서, 상기 기능성 물질은 비타민 C, 비타민 A, 주름개선제, 미백제, 제모제 및 탈모 방지제 중 어느 하나일 수 있다.In an embodiment, the functional material may be any one of vitamin C, vitamin A, anti-wrinkle agent, whitening agent, depilatory agent and anti-hair loss agent.
실시예에 있어서, 상기 본체부는 상기 초음파의 파장이 상기 기포의 크기와 연동되는 파장을 갖도록 상기 초음파의 파장을 설정할 수 있는 입력부를 포함할 수 있다. In example embodiments, the main body may include an input unit configured to set the wavelength of the ultrasonic wave such that the wavelength of the ultrasonic wave has a wavelength that is linked to the size of the bubble.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포를 원하는 크기로 제작할 수 있고 대상체의 전달되는 기능성 물질의 흡수율을 높일 수 있다. According to the embodiments of the present invention as described above, it is possible to manufacture a bubble for promoting the delivery of the functional material to the desired size and to increase the absorption rate of the functional material delivered to the object.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질 전달 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a functional material delivery device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 본체부의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing a configuration of the main body of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 프로브의 일 예를 나타낸다.3 shows an example of the probe of FIG. 1 in accordance with an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1의 프로브의 일 예를 나타낸다. 4 illustrates an example of the probe of FIG. 1 in accordance with another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질 전달 시스템을 나타낸다. 5 shows a functional mass transfer system according to one embodiment of the invention.
도 6은 도 5의 매개체를 보다 상세히 나타내는 도면이다.6 is a view showing the medium of FIG. 5 in more detail.
도 7은 도 6에서 프로브, 매개체 및 대상체의 관계를 개략적으로 나타낸다.FIG. 7 schematically illustrates a relationship between a probe, a medium, and an object in FIG. 6.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질 전달 방법을 나타내는 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a functional material delivery method according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 물질 전달 방법을 나타내는 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a functional material delivery method according to another embodiment of the present invention.
도 10은 도 9에서 기포를 제조하는 단계를 세부적으로 나타내는 흐름도이다. FIG. 10 is a flow chart showing in detail the steps of manufacturing the bubble in FIG.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 도 5의 기능성 물질 전달 시스템을 쥐에 적용한 결과를 나타낸다.FIG. 11 shows the results of applying the functional mass transfer system of FIG. 5 to a rat according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 12는 도 11의 실시예에서 지질기포를 사용하는 경우의 증가율을 나타낸다.FIG. 12 shows an increase rate in the case of using a lipid bubble in the embodiment of FIG.
도 13은 분자량에 따른 도 5의 기능성 물질 전달 시스템을 쥐에 적용한 결과를 나타낸다.FIG. 13 shows the results of applying the functional mass transfer system of FIG. 5 to mice according to molecular weight. FIG.
도 14는 도 13의 실시예에서 단백질 기포를 사용하는 경우의 증가율을 나타낸다.FIG. 14 shows an increase rate when using protein bubbles in the example of FIG. 13.
도 15 및 도 16은 기포를 구성하는 물질에 따른 쉘 특성을 나타낸다.도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 15 and 16 show shell characteristics according to the material constituting the bubble. [0029] FIG. 17 is a flow chart illustrating a method for producing a bubble for facilitating delivery of a functional material according to an embodiment of the present invention.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 17의 기포 제조 방법을 보다 상세히 나타내는 흐름도이다.18 is a flowchart illustrating the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to an embodiment of the present invention in more detail.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 17의 기포 제조 방법을 보다 상세히 나타내는 흐름도이다.19 is a flow chart illustrating in more detail the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도 17의 기포 제조 방법을 보다 상세히 나타내는 흐름도이다.20 is a flow chart illustrating in more detail the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도 17의 기포 제조 방법을 보다 상세히 나타내는 흐름도이다.FIG. 21 is a flowchart illustrating the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention in more detail.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural to functional descriptions are merely illustrated for the purpose of describing embodiments of the present invention, embodiments of the present invention may be implemented in various forms and It should not be construed as limited to the embodiments described in.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous modifications, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between," or "neighboring to," and "directly neighboring to" should be interpreted as well.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is described, and that one or more other features or numbers are present. It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. .
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions of the same elements are omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질 전달 장치를 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing a functional material delivery device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질 전달 장치(10)는 본체부(100)와 프로부(200)를 포함한다. 본체부(100)와 프로부(200)는 케이블(30)로 연결된다. 프로부(200)는 초음파 발진자(210)와 초음파 발진자(210)가 수납되는 하우징(220)을 포함한다. 도시하지는 않았지만, 기능성 물질 전달 장치(10)는 컴퓨터등과 데이터 통신 케이블로 연결되어 상호간에 데이터 통신을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 1, the functional material delivery device 10 according to an embodiment of the present invention includes a main body part 100 and a pro part 200. The main body 100 and the pro part 200 are connected by a cable 30. The pro part 200 includes a housing 220 in which the ultrasonic oscillator 210 and the ultrasonic oscillator 210 are accommodated. Although not shown, the functional material delivery device 10 may be connected to a computer or the like with a data communication cable to perform data communication with each other.
본체부(100)는 기능성 물질과 혼합되어 혼합물로서 대상체(예를 들어 피부)에 전달되는 기포의 크기에 연동되는 파장을 갖는 초음파 발진을 출력한다. 프로부(200)는 본체부(100)로부터 전송된 초음파 발진을 혼합물이 도포된 대상체(예를 들어 피부)와 접촉하여 대상체에 인가한다. 도 15 및 도 16을 참조하여 후술되는 바와 같이 기포는 그 크기에 따라 강도가 달라질 수 있고 따라서 대상체에 전달되는 초음파는 기포의 크기에 연동되는 파장을 갖을 수 있다. The main body 100 is mixed with a functional material and outputs an ultrasonic wave having a wavelength that is linked to the size of bubbles delivered to the object (for example, the skin) as a mixture. The pro part 200 applies the ultrasonic rash transmitted from the main body part 100 to the object in contact with the object (for example, the skin) to which the mixture is applied. As described below with reference to FIGS. 15 and 16, the bubble may vary in intensity depending on its size, and thus, the ultrasound delivered to the object may have a wavelength that is linked to the size of the bubble.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 본체부의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing a configuration of the main body of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본체부(100)는 전원변환부(110), 제어부(120), 파워 증폭부(150) 및 입력부(160)를 포함한다. 제어부(120)는 전원 제어기(130)와 주제어기(140)를 포함한다. 본체부(100)는 표시부(170)와 보조전원장치(180)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the main body unit 100 includes a power conversion unit 110, a control unit 120, a power amplification unit 150, and an input unit 160. The controller 120 includes a power controller 130 and a main controller 140. The main body 100 may further include a display unit 170 and an auxiliary power supply 180.
전원 변환부(110)는 전원 제어기(130)의 제어에 따라서 상용의 교류 전압(ACV)에 연결되고 교류 전압(ACV)을 펄스 형태의 구형파(PSW)로 변환한다. 상기 전원 변환부(110)는 비대칭 하프 브릿지 회로로 구현되어 교류 전압(ACV)을 비대칭의 펄스 형태의 구형파(PSW)로 변환할 수 있다. 여기서 비대칭은 펄스 형태의 구형파(PSW)의 최대 전압과 최소 전압의 크기가 동일하지 않음을 의미한다. The power converter 110 is connected to a commercial AC voltage ACV under the control of the power controller 130 and converts the AC voltage ACV into a pulse-shaped square wave PSW. The power converter 110 may be implemented as an asymmetric half bridge circuit to convert an AC voltage ACV into an asymmetric pulse-shaped square wave PSW. Here, asymmetry means that the maximum voltage and the minimum voltage of the pulse-shaped square wave PSW are not equal.
파워 증폭부(150)는 전원 변환부(110)와 연결되고, 전원 변환부(110)로부터 펄스 형태의 구형파(PSW)를 제공받아 주 제어기(140)의 제어에 따라 펄스 형태의 구형파(PSW)를 증폭하여 케이블(40)을 통하여 프로브(200)의 초음파 발진자(210)로 출력한다. 초음파 발진자(210)는 기능성 물질과 기포가 도포된 피부에 접촉할 수 있다. 이 때 초음파 발진자(210)에서 피부로 인가되는 초음파는 기포의 크기와 연동되는 파장을 갖을 수 있다. 초음파의 파장과 듀티비는 입력부(160)를 통하여 수신되는 입력 신호(INPUT)에 의하여 설정될 수 있고, 입력부(160)를 통하여 제어부(120)에 전달된다. The power amplifier 150 is connected to the power converter 110 and receives the pulse-shaped square wave PSW from the power converter 110 under the control of the main controller 140. Amplifies and outputs the ultrasonic wave oscillator 210 of the probe 200 through the cable 40. The ultrasonic oscillator 210 may contact the skin on which the functional material and the bubble are applied. At this time, the ultrasonic wave applied to the skin from the ultrasonic wave oscillator 210 may have a wavelength that is linked to the size of the bubble. The wavelength and the duty ratio of the ultrasonic wave may be set by an input signal INPUT received through the input unit 160 and transmitted to the controller 120 through the input unit 160.
초음파 발진자(210)는 단일 초점의 압전 소자, 즉 트랜스듀서일 수 있다. The ultrasonic oscillator 210 may be a single focus piezoelectric element, i.e., a transducer.
특정 물질(고체)에 기계적 압력을 주면 전기적 극성변환이 일어나는데, 이러한 물질을 압전소자(piezo electrics)라 하고 이러한 현상을 압전현상이라 하는데, 특히 이러한 작용은 연동적이어서, 물질의 양쪽에 전압을 걸어주면 모양이 변하는 특징이 생긴다.When mechanical pressure is applied to certain materials (solids), electrical polarization occurs. These materials are called piezo electrics, and these phenomena are called piezoelectric phenomena. Giving the appearance changes the shape.
압전소자에 이용되는 대표적인 압전 물질은 수정, 로셀염, 티탄산바륨 등이 있고 최근에는 PZT와 같은 인공세라믹으로 대체되어 이용되고 있다. 압전 물질 양면에 교류전압을 가하면 전류의 전류의 극성에 따라 팽창과 수축이 일어나는데 이것은 교류전압의 주파수에 비례하여 반복된다.Representative piezoelectric materials used in piezoelectric elements include quartz, rosell salt, barium titanate, and the like, and have recently been replaced by artificial ceramics such as PZT. Applying an alternating voltage to both sides of the piezoelectric material causes expansion and contraction depending on the polarity of the current, which is repeated in proportion to the frequency of the alternating voltage.
특히 압전물질은 수많은 쌍극자로 구성되어 있으며 이 쌍극자들은 기하학적 배열상태를 유지하여야만 압전특성을 갖게된다. 상기 압전 물질은 전기적 에너지를 음향에너지로 가장 효율적으로 전환시키는 공진주파수를 갖게되는데 이 공진주파수는 압전 물질의 두께에 따라 결정된다. 즉 압전 물질의 두께는 소자의 고유 주파수를 결정한다.In particular, the piezoelectric material is composed of a large number of dipoles, and these dipoles have piezoelectric properties only when they are maintained in a geometrical arrangement. The piezoelectric material has a resonant frequency for converting electrical energy into acoustic energy most efficiently. The resonant frequency is determined according to the thickness of the piezoelectric material. The thickness of the piezoelectric material determines the natural frequency of the device.
제어부(120)는 주 제어기(140)와 전원 제어기(130)를 포함한다. 주 제어기(140)는 입력부(160)를 통하여 수신된 입력 신호(INPUT)에 따라 전원 제어기(130)와 파워 증폭부(150)를 제어하여 상기 입력 신호에 따른 파장과 듀티비를 갖는 초음파가 초음파 구동기(40)로부터 초음파 발진자(210)로 출력되도록 한다. 전원 제어기(120)는 주 제어기(140)에 제어에 따라 전원 변환부(110)를 제어하여 상기 펄스 형태의 구형파(PSW)가 상기 입력 신호에 따른 주파수를 가지고 상기 파워 증폭부(150)에 출력되도록 한다. The controller 120 includes a main controller 140 and a power controller 130. The main controller 140 controls the power controller 130 and the power amplifier 150 according to the input signal INPUT received through the input unit 160 so that the ultrasonic wave having the wavelength and duty ratio according to the input signal is ultrasonic. Output from the driver 40 to the ultrasonic oscillator 210. The power controller 120 controls the power converter 110 according to the control of the main controller 140 so that the pulse-shaped square wave PSW has a frequency corresponding to the input signal and is output to the power amplifier 150. Be sure to
입력부(160)는 입력 신호(INPUT)를 수신한다. 입력부(160)에 인가되는 입력 신호(INPUT)에 의하여 파워 증폭부(150)에서 프로브(200)로 제공되는 초음파의 파장, 펄스 반복 주파수, 듀티비 및 인가 시간 등을 결정한다. 입력부(160)는 이러한 입력 신호(INPUT)를 제어부(120)에 전달하고 제어부(120)는 전원변환부(110)와 파워 증폭부(150)를 제어하여 입력 신호(INPUT)에 의하여 결정된 특성을 갖는 초음파가 프로브(200)로 제공되도록 한다.The input unit 160 receives an input signal INPUT. The wavelength, pulse repetition frequency, duty ratio, and application time of the ultrasonic wave provided from the power amplifier 150 to the probe 200 are determined by the input signal INPUT applied to the input unit 160. The input unit 160 transmits such an input signal INPUT to the control unit 120, and the control unit 120 controls the power conversion unit 110 and the power amplification unit 150 to display the characteristics determined by the input signal INPUT. Ultrasonic waves are provided to the probe 200.
표시부(170)는 입력부(160)에 입력되는 입력 신호(INPUT)를 표시하여 사용자가 이를 확인할 수 있도록 한다. 보조 전원 장치(180)는 교류 전압(ACV)을 수신하고 이를 변환하여 제어부(120)에 제공한다. The display unit 170 displays an input signal INPUT input to the input unit 160 so that the user can check it. The auxiliary power supply 180 receives the AC voltage ACV, converts it, and provides the converted AC voltage to the controller 120.
펄스 형태의 구형파(PSW)가 입력 신호(INPUT)에 따른 듀티비와 파장을 가지고 초음파 구동기(150)에 전달되면 파워 증폭부(150)는 펄스 형태의 구형파(PSW)를 증폭하여 초음파 발진자(210)로 전송하고 피부와 접촉하고 있는 초음파 발진자(210)에서는 파워 증폭부(150)로부터 전송된 초음파를 혼합물이 도포된 대상체(피부)를 조사하게 된다. 혼합물이 도포된 대상체(피부)에 초음파가 조사되면, 혼합물에 포함된 기포에 제트 스트리밍 및 미소 스트리밍 현상이 잘 발생하게 된다. 기포에 스트리밍 현상이 일어나게 되면, 혼합물에 포함된 기능성 물질이 피부로 잘 흡수되게 된다. 본 발명의 실시예에서, 초음파 발진자(210)로부터 대상체로 전달되는 초음파의 파장은 혼합물에 포함된 기포의 크기에 연동되게 설정된다. 즉 초음파의 파장은 혼합물에 포함되는 미소기포의 크기에 대하여 일정한 분포를 갖을 수 있다. 또한 후술하는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 제조된 기포의 크기에 연동되도록 입력부(160)에서 초음파의 파장을 설정할 수 있다. 따라서 기포의 미세 공기 방울과 초음파 에너지가 상호 반응하여 기포가 성장 및 붕괴하는 캐비테이션 현상이 높은 확률로 발생하며 그 분포도 균일해질 수 있다. 이 과정에서 발생되는 역학적 에너지가 혼합물에 포함되는 기능성 물질이 피부의 진피층으로 전달될 수 있도록 도와준다. 또한 기포에 포함되는 미세 공기방울은 그 평균적인 크기에 따르는 파장을 갖는다. 본 발명의 실시예에서는 초음파의 파장이 기포의 크기와 연동되게 설정하여 에너지 효율을 높일 수 있다. 즉 초음파의 파장은 기포의 크기에 대하여 일정한 분포(조영제의 공기방울의 크기에 대하여 정수배)를 가지도록 설정될 수 있다. 따라서 사용되는 기포의 크기에 연동되는 파장을 갖는 초음파를 생성할 수 있어 낮은 에너지를 사용하여 효율적으로 캐비테이션 현상을 일으킬 수 있다. When the pulse-shaped square wave PSW is transmitted to the ultrasonic driver 150 with a duty ratio and a wavelength according to the input signal INPUT, the power amplifier 150 amplifies the pulse-shaped square wave PSW to ultrasonic wave oscillator 210. Ultrasonic wave oscillator 210 which is transmitted to the skin and is in contact with the skin is irradiated with the ultrasonic wave transmitted from the power amplifier 150 to the object (skin) to which the mixture is applied. When ultrasonic waves are applied to the object (skin) to which the mixture is applied, the jet streaming and the micro streaming phenomenon occur well in the bubbles included in the mixture. When the bubble is streaming, the functional substances in the mixture are well absorbed into the skin. In the embodiment of the present invention, the wavelength of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic wave oscillator 210 to the object is set to be linked to the size of the bubbles contained in the mixture. That is, the wavelength of the ultrasonic wave may have a constant distribution with respect to the size of the micro bubbles included in the mixture. In addition, as described below, the wavelength of the ultrasonic wave may be set in the input unit 160 to be linked to the size of the bubble manufactured according to the exemplary embodiment of the present invention. Therefore, the cavitation phenomenon that bubbles are grown and collapsed due to the micro air bubbles and ultrasonic energy of the bubbles react with each other with high probability, and the distribution thereof may be uniform. The mechanical energy generated in this process helps to transfer functional substances in the mixture to the dermis of the skin. In addition, the fine bubbles contained in the bubbles have a wavelength according to their average size. In an embodiment of the present invention, the wavelength of the ultrasonic wave may be set to be linked with the size of the bubble to increase energy efficiency. That is, the wavelength of the ultrasonic wave may be set to have a constant distribution (an integer multiple of the size of the air bubbles of the contrast agent) with respect to the size of the bubble. Therefore, it is possible to generate an ultrasonic wave having a wavelength that is linked to the size of the bubbles used to efficiently produce the cavitation phenomenon using low energy.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 프로브의 일 예를 나타낸다.3 shows an example of the probe of FIG. 1 in accordance with an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 프로브(200a)는 제1 커넥터(231)와 제1 커넥터(231)에 연결되는 하우징(240)을 구비한다. 하우징(240) 내부에는 제2 커넥터(232), 트랜스듀서(233), 압전 소자(235) 및 투명 렌즈(236)가 구비된다. 압전 소자(235) 및 투명 렌즈(236) 사이에는 유체층(fluid layer, 235)이 게재된다. 도 3의 프로브(200a)는 도 1의 프로브(200)의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.Referring to FIG. 3, the probe 200a includes a first connector 231 and a housing 240 connected to the first connector 231. Inside the housing 240, a second connector 232, a transducer 233, a piezoelectric element 235, and a transparent lens 236 are provided. A fluid layer 235 is interposed between the piezoelectric element 235 and the transparent lens 236. The probe 200a of FIG. 3 schematically illustrates an internal structure of the probe 200 of FIG. 1.
제1 커넥터(231)와 제2 커넥터(232)에는 케이블(30)이 연결되어 초음파 구동기(150)로부터의 구형파를 전달한다. 구형파는 제2 커넥터(232), 트랜스듀서(233)를 통하여 압전 소자(234)로 전달된다. 압전 소자(234)는 구형파에 응답하여 진동을 일으켜 초음파를 발생한다. 발생된 초음파는 유체층(235)과 투명 렌즈(236)를 거쳐 대상체(피부)로 전달된다. 투명 렌즈(236)는 TPX 또는 에폭스 등으로 구성될 수 있으며, 투명 렌즈(236)는 하우징(240)과 일체형으로 제작될 수 있다. 또한 투명 렌즈(236)의 표면은 대상체(피부)에 밀착하는 형태를 갖을 수 있다.A cable 30 is connected to the first connector 231 and the second connector 232 to transmit a square wave from the ultrasonic driver 150. The square wave is transmitted to the piezoelectric element 234 through the second connector 232 and the transducer 233. The piezoelectric element 234 vibrates in response to the square wave to generate ultrasonic waves. The generated ultrasound is transmitted to the object (skin) through the fluid layer 235 and the transparent lens 236. The transparent lens 236 may be formed of TPX, EPOX, or the like, and the transparent lens 236 may be manufactured integrally with the housing 240. In addition, the surface of the transparent lens 236 may have a form in close contact with the object (skin).
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1의 프로브의 일 예를 나타낸다. 4 illustrates an example of the probe of FIG. 1 in accordance with another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브(200b)는 커넥터(241)와 커넥터(241)와 연결된 하우징(260)을 포함할 수 있다. 커넥터(241)에는 광원이 공급되는 케이블(미도시)이 연결될 수 있다. 하우징(260) 내부에는 광을 전달하는 내부 케이블(242), 광으로부터 노이즈를 제거하는 아이솔레이터(243), 아이솔레이터(243)로부터 출력되는 광의 파장을 선택하는 파장 분할 멀티플렉서(244), 멀티플렉서(244)의 출력을 증폭하는 파이버(fiber) 증폭기(245) 및 파이버 증폭기(245)와 레이저 발생기(247)를 연결하는 커플러(246), 레이저 발생기(247)로부터 발생되는 레이저(249)를 집속하는 집속 렌즈(248) 및 집광렌즈(248)로부터의 집광된 레이저에 응답하여 초음파를 발생하는 필름(251) 및 투명 렌즈(253)를 포함한다. 필름(251)과 투명 렌즈(253) 사이에는 유체층(252)이 게재된다. 집속 렌즈(248)는 필름(251) 표면에 초점이 생기도록 하고, 생성된 초점에 응답하여 필름(251)에서는 초음파가 생성된다. 필름(251)은 빛 흡수 계수가 높은 PDMS(Polydimethylsiloxane, 폴리다이메틸실록산)를 사용할 수 있다. Referring to FIG. 4, the probe 200b according to another embodiment of the present invention may include a connector 241 and a housing 260 connected to the connector 241. A cable (not shown) to which a light source is supplied may be connected to the connector 241. Inside the housing 260, an internal cable 242 for transmitting light, an isolator 243 for removing noise from the light, a wavelength division multiplexer 244 for selecting a wavelength of light output from the isolator 243, and a multiplexer 244. A focusing lens for converging a fiber amplifier 245 for amplifying the output of the amplifier, a coupler 246 for connecting the fiber amplifier 245 and the laser generator 247, and a laser 249 generated from the laser generator 247. 248 and the film 251 and the transparent lens 253 which generate ultrasonic waves in response to the focused laser from the condenser lens 248. The fluid layer 252 is disposed between the film 251 and the transparent lens 253. The focusing lens 248 causes focus on the surface of the film 251, and ultrasonic waves are generated in the film 251 in response to the generated focus. The film 251 may use polydimethylsiloxane (PDMS) having a high light absorption coefficient.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질 전달 시스템을 나타낸다. 5 shows a functional mass transfer system according to one embodiment of the invention.
도 5를 참조하면, 기능성 물질 전달 시스템(300)은 기능성 물질 전달 장치(305)와 매개체(400)를 포함한다. 기능성 물질 전달 장치(305)를 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 본체부(310) 및 본체부(310)와 케이블(320)로 연결되는 프로브(330)를 포함할 수 있다. 기능성 물질 전달 장치(305)는 대상체(피부)와 접촉되는 매개체(400)에 도포되는 혼합물에 포함되는 기능성 물질과 혼합되는 기포의 크기에 연동되는(일정한 분포를 가지는) 파장을 갖는 초음파를 매개체(400)에 인가하거나 매개체(400)를 통하여 대상체(피부)에 인가한다. 상기 매개체(400)는 마스크 또는 패치일 수 있다. 상기 매개체(400)가 마스크인 경우 대상체는 얼굴피부일 수 있고, 상기 매개체(400)가 패치인 경우 대상체는 피부 또는 두피일 수 있다. 도 5에서는 매개체(400)가 마스크로 구현되었다. Referring to FIG. 5, the functional mass transfer system 300 includes a functional mass transfer device 305 and a medium 400. As described with reference to FIG. 1, the functional material delivery device 305 may include a main body 310 and a probe 330 connected to the main body 310 and a cable 320. The functional mass transfer device 305 is a medium having an ultrasonic wave having a wavelength (having a constant distribution) associated with the size of bubbles mixed with the functional substance included in the mixture applied to the medium 400 in contact with the object (skin). Or to the subject (skin) through the medium 400. The medium 400 may be a mask or a patch. When the medium 400 is a mask, the object may be facial skin, and when the medium 400 is a patch, the object may be skin or scalp. In FIG. 5, the medium 400 is implemented as a mask.
도 6은 도 5의 매개체를 보다 상세히 나타내는 도면이다. 6 is a view showing the medium of FIG. 5 in more detail.
도 6을 참조하면, 매개체(400)의 일부분(410)을 확대하면, 매개체(400)는 복수의 격자구조들(411)로 구성됨을 알 수 있다. 각 격자(411)에는 혼합물(또는 기능성 물질)이 고르게 도포된다. 예를 들어 대상체(피부)에 혼합물을 도포한 뒤에 초음파를 인가하게 되는 경우, 프로브 표면과 대상체 사이에 공기층이 게재되면, 초음파 에너지의 대부분이 공기층에서 소실될 수 있다. 하지만 본 발명의 실시예에서와 같이 마스크 또는 패치와 같은 매개체(400)를 사용하게 되면 기능성 물질이 포함된 혼합물(412)이 격자 구조에 안정적으로 위치하고 있어 초음파 에너지를 대상체에 잘 전달할 수 있게 된다. Referring to FIG. 6, when the portion 410 of the medium 400 is enlarged, it can be seen that the medium 400 is composed of a plurality of lattice structures 411. Each grating 411 is evenly coated with a mixture (or functional material). For example, when ultrasonic waves are applied after applying a mixture to an object (skin), most of the ultrasonic energy may be lost in the air layer when an air layer is placed between the probe surface and the object. However, when the medium 400 such as a mask or a patch is used as in the embodiment of the present invention, the mixture 412 containing the functional material is stably positioned in the lattice structure, thereby allowing the ultrasound energy to be well transmitted to the object.
도 7은 도 6에서 프로브, 매개체 및 대상체의 관계를 개략적으로 나타낸다. FIG. 7 schematically illustrates a relationship between a probe, a medium, and an object in FIG. 6.
도 7을 참조하면, 대상체(피부, 460)에 접촉하여 매개체(400)가 위치하고, 이 매개체(400)에 접촉하여 프로브(330)가 위치하는 것을 알 수 있다. 프로브(330)는 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명한 구조를 갖을 수 있으므로 매개체(400)를 통하여 초음파가 대상체(460)에 인가될 수 있다. 프로브(330)에서 대상체(460)로 인가되는 초음파는 에너지가 한 지점에 집중되어 생길수 있는 Bioeffect를 방지하고, 대상체(460)의 타겟 볼륨(프로브(330)가 위치하는 지점)에 에너지가 골고루 전달될 수 있도록 비집속(unfocused) 초음파일 수 있다. 또는 프로브(330)에서 대상체(460)로 인가되는 초음파는 집속 초음파일 수도 있다. Referring to FIG. 7, it can be seen that the medium 400 is positioned in contact with the object (skin) 460 and the probe 330 is in contact with the medium 400. Since the probe 330 may have the structure described with reference to FIGS. 3 to 4, ultrasound may be applied to the object 460 through the medium 400. Ultrasound applied from the probe 330 to the object 460 prevents a bioeffect that may occur due to the concentration of energy at one point, and evenly delivers energy to the target volume of the object 460 (the point where the probe 330 is located). It may be unfocused ultrasound. Alternatively, the ultrasound applied to the object 460 from the probe 330 may be focused ultrasound.
본 발명의 실시예들에서 대상체로 전달되는 기능성 물질은 여러 가지일 수 있다. 기능성 물질은 피부 미백제에 적합한 비타민 C와 노화 방지에 널리 사용되는 비타민 A를 포함할 수 있다. 또한 히알루론산은 주변의 물분자과 결합력이 높아 주름개선제로 널리 사용되는데 이러한 히알루론산은 기능성 물질에 포함될 수 있다.In embodiments of the present invention, the functional material delivered to the subject may be various. The functional substance may include vitamin C suitable for skin lightening agents and vitamin A which is widely used for anti-aging. In addition, hyaluronic acid is widely used as an anti-wrinkle agent because of its high bonding strength with the surrounding water molecules, such hyaluronic acid may be included in the functional material.
본 발명의 실시예에 따른 기능성 물질 전달 시스템(300)은 피부 미용 뿐만 아니라 양모 분야 및 탈모 방지 분야에도 적용될 수 있다. 기능성 물질이 양모 성분 및 탈모 방지 성분을 포함하고 있으면, 패치를 원하는 부분에 위치시키고 기능성 물질 전달 장치(305)로 패치에 초음파를 조사하면, 양모 성분 및 탈모 방지 성분이 두피 내부로 쉽게 전달될 수 있다. 따라서 기능성 물질은 그 주성분이 미녹시딜인 발모제일 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 기능성 물질 전달 시스템(300)은 제모 분야에도 적용될 수 있다. 따라서 기능성 물질은 그 주성분이 치오클리콜산인 제모제일 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 기능성 물질 전달 시스템은 미용 분야에 적용될 수도 있다. 따라서 기능성 물질은 그 주성분이 주름개선제, 미백제일 수도 있다. Functional material delivery system 300 according to an embodiment of the present invention can be applied not only to skin care but also to the field of wool and hair loss prevention. If the functional material contains a wool component and an anti-hair loss component, by placing the patch in a desired portion and irradiating the patch with the functional substance delivery device 305, the wool component and anti-hair loss component can be easily delivered into the scalp. have. Thus, the functional material may be a hair restorer whose main component is minoxidil. In addition, functional material delivery system 300 according to an embodiment of the present invention can be applied to the hair removal field. Thus, the functional substance may be a depilatory agent whose main ingredient is chioclicolic acid. In addition, the functional substance delivery system according to an embodiment of the present invention may be applied to the cosmetic field. Therefore, the functional substance may be a wrinkle improver or a whitening agent as a main component thereof.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질 전달 방법을 나타내는 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a functional material delivery method according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질 전달 방법에서는 기능성 물질 및 기포를 혼합하여 혼합물을 생성한다(S510). 여기서 기능성 물질 및 기포는 일정한 비율로 혼합될 수 있다. 기능성 물질과 기포의 혼합비는 대상체의 상기 혼합물에 대한 민감도에 따라 결정될 수 있다. 혼합물을 대상체의 타겟 볼륨에 도포한다(S520). 다음에 도 1의 기능성 물질 전달 장치(10)를 이용하여 기포의 크기에 연동되는 파장을 갖는 초음파를 타겟 볼륨에 인가한다(S530). Referring to Figure 8, in the functional material delivery method according to an embodiment of the present invention to generate a mixture by mixing the functional material and bubbles (S510). Here the functional material and the bubbles can be mixed in a constant proportion. The mixing ratio of the functional material and the bubble may be determined according to the sensitivity of the subject to the mixture. The mixture is applied to the target volume of the object (S520). Next, the ultrasonic wave having a wavelength interlocked with the size of the bubble is applied to the target volume using the functional substance delivery device 10 of FIG. 1 (S530).
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 물질 전달 방법을 나타내는 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating a functional material delivery method according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 물질 전달 방법에서는 기포를 제조한다(S610). 기능성 물질과 기포의 혼합비는 대상체의 상기 혼합물에 대한 민감도에 따라 결정될 수 있다. 기능성 물질 및 상기 제조된 기포를 혼합하여 혼합물을 생성한다(S620). 대상체에 매개체를 밀착시킨다(S630). 여기서 대상체는 피부일 수 있고 매개체는 도 5와 같이 마스크나 패치일 수 있다. 대상체에 밀착된 매개체에 혼합물을 도포한다(S640). 다음에 도 1의 기능성 물질 전달 장치(10)를 이용하여 기포의 크기에 연동되는 파장을 갖는 초음파를 매개체의 타겟 볼륨에 인가한다(S650).Referring to Figure 9, in the functional material delivery method according to another embodiment of the present invention to prepare a bubble (S610). The mixing ratio of the functional material and the bubble may be determined according to the sensitivity of the subject to the mixture. The functional material and the prepared bubble are mixed to generate a mixture (S620). The medium is in close contact with the object (S630). Here, the subject may be skin and the medium may be a mask or a patch as shown in FIG. 5. The mixture is applied to the medium in close contact with the object (S640). Next, the ultrasonic wave having a wavelength that is interlocked with the size of the bubble is applied to the target volume of the medium using the functional substance delivery device 10 of FIG. 1 (S650).
도 10은 도 9에서 기포를 제조하는 단계를 세부적으로 나타내는 흐름도이다. FIG. 10 is a flow chart showing in detail the steps of manufacturing the bubble in FIG.
도 10을 참조하면, 쉘 특성을 갖는 제1 물질을 식염수에 희석한다(S611). 상기 희석된 제1 물질에 코어 특성을 갖는 제2 물질을 혼합하여 쉘-코어 혼합물을 생성한다(S612). 쉘-코어 혼합물을 필터로 여과한다(S613). 쉘-코어 혼합물을 필터로 여과하면 원하는 평균 크기를 갖는 기포를 제조할 수 있다. Referring to FIG. 10, the first material having shell characteristics is diluted in saline (S611). The dilute first material is mixed with a second material having core properties to generate a shell-core mixture (S612). The shell-core mixture is filtered with a filter (S613). Filtration of the shell-core mixture with a filter can produce bubbles having the desired average size.
기포는 가스 코어(gas core)와 쉘(shell)로 구성된다. 가스 코어의 특성에 따라 용해도가 결정되고, 쉘 특성에 따라 경도가 달라 초음파 에너지에 반응하는 정도가 다르다. 따라서 기포는 사용 목적에 따라 코어 특성을 갖는 제2 물질과 쉘 특성을 갖는 제1 물질을 일정한 비율로 혼합하여 제조할 수 있다. 기포의 제조에 사용되는 쉘 특성을 갖는 제1 물질은 알부민(albumin) 계열과 지질(lipid) 계열이 주로 사용된다. 지질(lipid) 계열의 쉘은 딱딱하거나 유연하게 모두 제조가능하고 알부민(albumin) 계열에 비하여 확산이 느리다. 기포의 제조에 사용되는 코어 특성을 갖는 제2 물질도 다양한 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 물질은 Air H, Octafluorpropane L, Decafluorobutane L, Nitrogen/perfluorohexane L, Sulfur hexafluoride L, Perfluorobutane L, Nitrogen H, Perfluoropropane L과 같은 다양한 물질을 포함할 수 있다.Bubbles consist of a gas core and a shell. The solubility is determined according to the characteristics of the gas core, and the hardness varies depending on the shell characteristics, and thus the degree of reaction to ultrasonic energy is different. Therefore, the bubble may be prepared by mixing a second material having a core property and a first material having a shell property at a predetermined ratio according to the purpose of use. As the first substance having shell properties used in the preparation of bubbles, albumin series and lipid series are mainly used. Lipid shells are both hard and flexible, and are slower to spread than albumin shells. A variety of materials may be used for the second material having core properties used for preparing the bubbles. For example, the second material may include various materials such as Air H, Octafluorpropane L, Decafluorobutane L, Nitrogen / perfluorohexane L, Sulfur hexafluoride L, Perfluorobutane L, Nitrogen H, Perfluoropropane L.
예를 들어, 알부민 계열을 제1 물질로 사용할 때 기포의 제조 과정은 다음과 같다. For example, when the albumin series is used as the first substance, the manufacturing process of bubbles is as follows.
a) 냉장 보관된 소혈청 알부민 0.2g을 식염수 50ml에 비율적으로 희석한다.a) Dilute 0.2 g of chilled bovine serum albumin in 50 ml of saline proportionally.
b) 희석된 알부민 750ul를 발췌한다b) Extract 750 ul of diluted albumin
c) 희석된 알부민에 Perfluoropentane 250ul를 비율적으로 혼합해준다.c) Properly mix 250ul of Perfluoropentane with diluted albumin.
d) 혼합물을 VialMixer를 통해 섞어준다.d) Mix the mixture through VialMixer.
e) 목적에 맞는 크기를 갖는 기포를 추출하기 위해 Syringe Filter를 사용하여 여과한다.e) Filter by using Syringe Filter to extract bubbles with size suitable for the purpose.
예를 들어, 지질 계열을 제1 물질로 사용할 때 기포의 제조 과정은 다음과 같다.For example, when the lipid series is used as the first substance, the manufacturing process of the bubbles is as follows.
a) Glycerol 123ml를 식염수 27ml과 비율적으로 희석해준다.a) Dilute 123ml of Glycerol proportionally with 27ml of saline solution.
b) 희석된 Glycerol 150ml과 Propylene Glycol 250ml을 혼합한다.b) Mix 150 ml of diluted Glycerol and 250 ml of Propylene Glycol.
c)혼합물에1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) 2.5g과 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphate (DPPA) 0.1g을 섞는다.c) Add 2.5 g of 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) and 0.1 g of 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphate (DPPA) to the mixture.
d) 혼합된 물질을 60℃ 에서 30분 가열한다.d) The mixed material is heated at 60 ° C. for 30 minutes.
e) 가열이 끝난 물질 750ul을 발췌한 뒤 상온 보관된 Perfluoropentane 250ul를 혼합한다.e) Extract 750ul of the heated material and mix 250ul of Perfluoropentane stored at room temperature.
f) 혼합물을 VialMixer를 통해 섞어준다f) Mix the mixture through VialMixer
g) 목적에 맞는 크기를 갖는 기포를 추출하기 위해 Syringe Filter를 사용하여 여과한다. g) Filter by using Syringe Filter to extract bubbles with the right size.
DPPC와 DPPA는 파우더 형태로 냉동보관 된 것을 사용하고 가열 시간은 파우더가 용액에 모두 녹았을 때까지 가열하며 온도에 따라 그 시간은 조절할 수 있다. 상기 제시된 기포의 제조 방법은 하나의 예시이며, Shell특성 및 Core 특성을 사용 목적에 맞게 제작하기 위해 각 물질의 혼합 비율 및 혼합량은 변화될 수 있다.DPPC and DPPA can be frozen and stored in powder form. The heating time is heated until all powder is dissolved in the solution. The time can be adjusted according to the temperature. The manufacturing method of the above-described bubbles is one example, and the mixing ratio and mixing amount of each material may be changed in order to manufacture the shell characteristics and the core characteristics according to the intended use.
도 11은 분자량에 따른 도 5의 기능성 물질 전달 시스템을 쥐(rat)에 적용한 결과를 나타낸다.FIG. 11 shows the results of applying the functional mass transfer system of FIG. 5 to rats according to molecular weight.
도 11에서는 40um의 크기의 반지름을 갖는 지질 기포와 7.5mm의 파장을 갖는 초음파가 사용되었다. In FIG. 11, lipid bubbles having a radius of 40 μm and ultrasonic waves having a wavelength of 7.5 mm were used.
도 11을 참조하면, 각 분자량에서 초음파 + Dextran(with US)에 비해 오른쪽의 초음파 + Dextran(with 지질 기포)의 contrast 값이 높은 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 11, it can be seen that the contrast value of ultrasound + Dextran (with lipid bubbles) on the right is higher than that of ultrasound + Dextran (with US) at each molecular weight.
도 12는 도 11의 실시예에서 지질기포를 사용하는 경우의 증가율을 나타낸다.FIG. 12 shows an increase rate in the case of using a lipid bubble in the embodiment of FIG.
도 12를 참조하면, 지질 기포를 초음파와 함께 사용하는 경우가 초음파만을 사용하는 경우보다 증가율이 상당히 높아졌음을 알 수 있다.Referring to FIG. 12, it can be seen that the use of lipid bubbles in combination with ultrasound is significantly higher than in the case of only ultrasound.
도 13은 분자량에 따른 도 5의 기능성 물질 전달 시스템을 쥐(rat)에 적용한 결과를 나타낸다.FIG. 13 shows the results of applying the functional mass transfer system of FIG. 5 to rats according to molecular weight.
도 13에서는 35um의 크기의 반지름을 갖는 단백질 기포와 5.2mm의 파장을 갖는 초음파가 사용되었다.In FIG. 13, a protein bubble having a radius of 35 μm and an ultrasonic wave having a wavelength of 5.2 mm were used.
도 13을 참조하면, 각 분자량에서 초음파 + Dextran(with US)에 비해 오른쪽의 초음파 + Dextran(with 단백질 기포)의 contrast 값이 높은 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 13, it can be seen that the contrast value of ultrasound + Dextran (with protein bubbles) on the right is higher than that of ultrasound + Dextran (with US) at each molecular weight.
도 14는 도 13의 실시예에서 단백질 기포를 사용하는 경우의 증가율을 나타낸다.FIG. 14 shows an increase rate when using protein bubbles in the example of FIG. 13.
도 14를 참조하면, 단백질 기포를 초음파와 함께 사용하는 경우가 초음파만을 사용하는 경우보다 증가율이 상당히 높아졌음을 알 수 있다.Referring to FIG. 14, it can be seen that the increase rate is considerably higher in the case of using the protein bubble with the ultrasonic waves than in the case of using only the ultrasonic waves.
도 15 및 도 16은 기포를 구성하는 물질에 따른 기포의 쉘 특성을 나타낸다. 15 and 16 show shell characteristics of bubbles according to the materials constituting the bubbles.
도 15에서는 기포를 제조할 때 쉘 특성를 갖는 물질로 알부민 계열을 사용하고 코어 특성을 갖는 물질로 Perfluorobutane을 사용하였을 때 강도에 따른 기포의 버블 특성을 나타낸다.FIG. 15 shows bubble characteristics of bubbles according to strength when albumin series is used as a material having shell properties and Perfluorobutane is used as a material having core properties when preparing bubbles.
도 16에서는 기포를 제조할 때 쉘 특성를 갖는 물질로 지질 계열을 사용하고 코어 특성을 갖는 물질로 Perfluorobutane을 사용하였을 때 강도에 따른 기포의 버블 특성을 나타낸다.FIG. 16 shows bubble characteristics of bubbles according to strength when a lipid-based material is used as a material having a shell property and a perfluorobutane is used as a material having a core property when preparing bubbles.
도 15 및 도 16을 참조하면, 쉘 특성을 갖는 물질로 알부민 계열을 사용하였을 경우나 지질 계열을 사용하였을 경우에 쉘 특성이 일정한 분포를 갖는다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 초음파는 기포의 연동되는 파장을 갖을 수 있다. 즉 본 발명의 실시예에 따른 초음파는 기포의 크기에 대하여 일정한 분포 내의 파장을 갖을 수 있다. Referring to FIGS. 15 and 16, it can be seen that the shell characteristics have a constant distribution when the albumin series is used or the lipid series is used as the material having the shell characteristics. Therefore, the ultrasonic wave according to the embodiment of the present invention may have a wavelength of interlocking bubbles. That is, the ultrasonic wave according to the embodiment of the present invention may have a wavelength within a constant distribution with respect to the size of the bubble.
본 발명의 실시예들에 따르면 초음파 기포와 기능성 물질을 혼합하여 대상체(또는 매개체)에 도포하고 여기에 초음파를 인가하여 캐비테이션 발생하는 것을 확률적으로 증가시켜 기능성 물질의 흡수 효과를 높일 수 있다. According to the embodiments of the present invention, the ultrasonic bubbles and the functional material may be mixed and applied to an object (or a medium), and ultrasonic waves may be applied thereto to increase the probability of cavitation occurring, thereby increasing the absorption effect of the functional material.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.17 is a flowchart illustrating a method for preparing bubbles for promoting delivery of a functional material according to one embodiment of the present invention.
도 17을 참조하면, 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법에서는 일정한 비율의 쉘 물질을 포함하는 제1 혼합물을 제공한다(S700). 여기서 쉘 물질은 기능성 물질이 함유된 용액 내에서 기포가 장시간동안 안정적으로 존재하도록 하기 위하여 기포의 표면을 감싸주어 기포가 용액으로 녹지 않도록 해주는 물질이다. 이렇게 기포를 감싸는 물질로는 알부민, 지질(lipid), 인지질(phosphorlipid), 폴리머(polymer) 등이 사용 가능하다. 본 발명의 실시예에 따른 기포는 기존의 조용제가 인체 내에서 사용되는 것과는 달리 피부에서 사용되기 때문에 기포를 감싸는 쉘 물질의 선택에서 보다 자유로울 수 있다. 제1 혼합물과 코어 물질을 혼합하여 제2 혼합물을 제공한다(S800). 코어 물질은 기포의 안정성을 높이기 위하여 기포내에 삽입되는 기체이다. 이렇게 기포내에 삽입되는 기체는 기포의 운동에 의한 급격한 온도와 압력의 변화에 영향이 적은 불활성 기체가 사용될 수 있다. 이러한 불활성 기체로는 과불화탄소(perfluorocarbon) 계열 등이 있다. 제2 혼합물을 필터링하여 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 제공한다(S900). 제2 혼합물의 필터링에는 박막 필터가 사용될 수 있다. 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 크기별로 분리한다(S950). 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 크기별로 분리하는데는 원심분리기가 사용될 수 있다. Referring to FIG. 17, in the method for preparing bubbles for promoting delivery of a functional material, a first mixture including a predetermined ratio of shell material is provided (S700). Here, the shell material is a material that surrounds the surface of the bubble so that the bubble does not melt into the solution in order to ensure that the bubble is stably present for a long time in the solution containing the functional material. Examples of the material surrounding the bubble include albumin, lipids, phospholipids, polymers, and the like. Bubbles according to an embodiment of the present invention can be more free from the choice of shell material surrounding the bubbles because they are used in the skin, unlike conventional co-agents are used in the human body. The first mixture and the core material are mixed to provide a second mixture (S800). The core material is a gas inserted into the bubble to increase the stability of the bubble. In this way, the gas inserted into the bubble may be an inert gas which is less affected by a sudden change in temperature and pressure due to the movement of the bubble. Such inert gases include perfluorocarbon series. Filtering the second mixture provides a bubble having a radius of 3 ~ 450um size (S900). A thin film filter may be used for filtering the second mixture. Separate the bubbles having a radius of 3 ~ 450um size by size (S950). Centrifuge can be used to separate the bubbles having a radius of 3 ~ 450um by size.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 17의 기포 제조 방법을 보다 상세히 나타내는 흐름도이다.18 is a flowchart illustrating the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to an embodiment of the present invention in more detail.
도 18은 쉘 물질로서 알부민이 사용되는 경우의 흐름도를 나타낸다. 쉘 물질로서 알부민을 사용하는 경우에 알부민이 수용성이므로 알부민을 증류수 등에 일정비율로 넣어 혼합한 후 과불화탄소(perfluorocarbon)를 가스 혹은 액화 상태에서 혼합한 후 외부에서 힘을 가하여 기포를 생성할 수 있다. 이 때 기포를 생성할 때 고속 쉐이커(shaker)를 사용하거나 초음파를 사용할 수 있다. 이하 도 18을 참조하여 알부민이 사용되는 경우의 기포 제조 방법을 보다 상세히 설명한다. 18 shows a flowchart when albumin is used as the shell material. In the case of using albumin as a shell material, since albumin is water-soluble, albumin may be mixed in distilled water at a predetermined ratio, and then mixed with perfluorocarbon in a gas or liquefied state, and then foamed by external force. In this case, a high speed shaker or ultrasonic waves may be used to generate bubbles. Hereinafter, a method of preparing bubbles in the case where albumin is used will be described in more detail with reference to FIG. 18.
일정량의 알부민을 제1 부피의 식염수에 희석시킨다(S711). 여기서 일정량의 알부민은 약 0.2g일 수 있고, 제1 부피의 식염수는 약 50ml일 수 있다. 희석된 용액에서 제2 부피의 혼합물을 발췌한다(S712). 여기서 제2 부피는 약 2ml일 수 있다.의 혼합물을 발췌한다(S712). 발췌된 혼합물은 일정온도 이하로 냉각하여 제1 혼합물을 제공한다(S713). 여기서 일정온도는 영하 약 10℃일 수 있다. 제1 혼합물에 제3 부피의 액화 과불화부탄(perfluorobutan)을 첨가한다(S811). 여기서 제3 부피는 약 100ul일 수 있다. 과불화부탄이 첨가된 혼합물을 분당회전 속도가 일정 회수 이상인 쉐이커로 회전시켜 제2 혼합물을 제공한다(S812). 여기서 일정 회수는 약 4000회 일 수 있다. 제2 혼합물을 적어도 하나의 박막 필터를 이용하여 필터링한다(S911). 단계(S911)에서는 포어(pore) 규격이 900um인 제1 박막 필터를 사용하여 제2 혼합물을 1차로 필터링하고, 다음에 포어 규격이 6um인 제2 박막 필터를 사용하여 1차로 필터링된 제2 혼합물을 2차로 필터링할 수 있다. 이렇게 두 번의 필터링을 거치면 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 얻을 수 있다. 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 원심분리기를 사용하여 크기별로 분류한다(S951). 크기별로 분류된 기포에서 특정 크기의 기포를 채취하여 보관하며 크기별로 분류된 기포가 담긴 용기에 과불화부탄을 첨가하여 기포의 안정성을 확보할 수 있다. A certain amount of albumin is diluted in a first volume of saline solution (S711). The amount of albumin may be about 0.2 g, and the first volume of saline may be about 50 ml. The second volume of the mixture is extracted from the diluted solution (S712). Here, the second volume may be about 2 ml. A mixture of (S712) is extracted. The extracted mixture is cooled to below a predetermined temperature to provide a first mixture (S713). Wherein the constant temperature may be about 10 ℃ below zero. A third volume of liquefied perfluorobutan is added to the first mixture (S811). Here, the third volume may be about 100 ul. The mixture to which perfluorobutane is added is rotated with a shaker having a rotational speed per minute or more to provide a second mixture (S812). Here, the number of times may be about 4000 times. The second mixture is filtered using at least one thin film filter (S911). In step S911, the second mixture is first filtered using a first thin film filter having a pore size of 900 μm, and then the second mixture first filtered using a second thin film filter having a pore size of 6 μm. Can be filtered second. After two filtering, bubbles with a size of 3 ~ 450um can be obtained. Bubbles having a radius of 3 ~ 450um size are classified by size using a centrifuge (S951). Bubbles of a certain size are collected and stored from bubbles classified by size, and perfluorobutane can be added to a container containing bubbles classified by size to ensure bubble stability.
도 18의 각 단계에서 제시되는 물질의 양은 상대적인 양일 뿐 절대적인 양이 아님을 밝혀둔다.It is noted that the amount of material presented in each step of FIG. 18 is a relative amount, not an absolute amount.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 17의 기포 제조 방법을 보다 상세히 나타내는 흐름도이다. 19 is a flow chart illustrating in more detail the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention.
도 19는 쉘 물질로서 지질(lipid) 계열이 사용되는 경우의 흐름도를 나타낸다. 쉘 물질로서 지질 계열을 사용하는 경우에 지질이 수용성이 아니므로 지질에 열을 가하여 사용한다. 지질이 물에 작용할 수 있도록 하기 위하여 글리세롤 DPPC, DPPA 등을 일정 무게 비율로 혼합한 후 증류수나 식염수에 넣고 열을 가해준다. 다음에 용액을 온도를 낮춘 후에 액화 과불화탄소(perfluorocarbon)를 혼합한 후 외부에서 힘을 가하여 기포를 생성할 수 있다. 이 때 기포를 생성할 때 고속 쉐이커(shaker)를 사용하거나 초음파를 사용할 수 있다. 이하 도 19를 참조하여, 지질이 사용되는 경우의 기포 제조 방법을 보다 상세히 설명한다. 19 shows a flow diagram when a lipid family is used as the shell material. In the case of using a lipid series as a shell material, since the lipid is not water soluble, heat is applied to the lipid. Glycerol DPPC, DPPA, etc. are mixed in a certain weight ratio in order to allow lipids to act on water, and then put in distilled or saline solution and heat. Next, after the solution is cooled down, liquefied perfluorocarbon may be mixed, and external force may be applied to generate bubbles. In this case, a high speed shaker or ultrasonic waves may be used to generate bubbles. Hereinafter, referring to FIG. 19, a method of preparing bubbles when lipids are used will be described in more detail.
제1 부피의 글리세롤(glycerol)과 제1 2 부피의 프로필렌-글리콜(propylene-glycol)을 제3 부피의 식염수에 희석시킨다(S721). 여기서 제1 부피는 약 2.5ml일 수 있고, 제2 부피는 약 52.5ml일 수 있고, 제3 부피는 약 50ml일 수 있다. 또한 글리세롤과 프로필렌-글리콜과 식염수의 부피비는 1:21:20일 수 있다. 희석된 혼합물에 제1 중량의 DPPC(1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)과 제2 중량의 DPPA(1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphate Monosodium Salt) 분말을 첨가한다(S722). 여기서 제1 중량과 제2 중량은 모두 약 0.1g일 수 있다. 분말이 첨가된 혼합물을 일정한 온도 범위에서 가열하여 분말을 용해시킨다(S723). 여기서 일정한 온도 범위는 60℃~70℃일 수 있다. 분말이 용해된 첨가물에서 제4부피의 혼합물을 발췌한다(S724). 여기서 제4 부피는 약 2ml일 수 있다. 즉 제3 부피와 제4 부피의 비는 25:1일 수 있다. 제4 부피의 혼합물을 일정온도 이하로 냉각하여 제1 혼합물을 제공한다(S725). 여기서 일정온도는 영하 약 10℃일 수 있다. 제1 혼합물에 제5 부피의 액화 과불화부탄을 첨가한다(S821). 여기서 제5 부피는 약 10ul일 수 있다. 액화 과불화부탄이 첨가된 혼합물을 분당 회전 속도가 분당회전 속도가 일정 회수 이상인 쉐이커로 회전시켜 제2 혼합물을 제공한다(S822). 여기서 일정 회수는 약 4000회 일 수 있다. 제2 혼합물을 적어도 하나의 박막 필터를 이용하여 필터링한다(S921). 제2단계(S921)에서는 포어(pore) 규격이 900um인 제1 박막 필터를 사용하여 제2 혼합물을 1차로 필터링하고, 다음에 포어 규격이 6um인 제2 박막 필터를 사용하여 1차로 필터링된 제2 혼합물을 2차로 필터링할 수 있다. 이렇게 두 번의 필터링을 거치면 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 얻을 수 있다. 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 원심분리기를 사용하여 크기별로 분류한다(S961). 크기별로 분류된 기포에서 특정 크기의 기포를 채취하여 보관하며 크기별로 분류된 기포가 담긴 용기에 과불화부탄을 첨가하여 기포의 안정성을 확보할 수 있다.The first volume of glycerol and the first two volumes of propylene-glycol are diluted in a third volume of saline (S721). Wherein the first volume may be about 2.5 ml, the second volume may be about 52.5 ml, and the third volume may be about 50 ml. In addition, the volume ratio of glycerol, propylene-glycol and saline may be 1:21:20. To the diluted mixture, a first weight of DPPC (1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine) and a second weight of DPPA (1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphate Monosodium Salt) powder are added (S722). Here, both the first weight and the second weight may be about 0.1 g. The mixture to which the powder is added is heated in a certain temperature range to dissolve the powder (S723). The constant temperature range may be 60 ° C ~ 70 ° C. The mixture of the fourth volume is extracted from the additive in which the powder is dissolved (S724). Wherein the fourth volume may be about 2 ml. That is, the ratio of the third volume and the fourth volume may be 25: 1. The mixture of the fourth volume is cooled to below a predetermined temperature to provide a first mixture (S725). Wherein the constant temperature may be about 10 ℃ below zero. A fifth volume of liquefied perfluorobutane is added to the first mixture (S821). Here, the fifth volume may be about 10 ul. The mixture to which liquefied perfluorobutane is added is rotated with a shaker having a rotational speed per minute more than a predetermined number of revolutions per minute to provide a second mixture (S822). Here, the number of times may be about 4000 times. The second mixture is filtered using at least one thin film filter (S921). In the second step S921, the second mixture is first filtered using a first thin film filter having a pore size of 900 μm, and then filtered first using a second thin film filter having a pore size of 6 μm. 2 The mixture can be filtered second. After two filtering, bubbles with a size of 3 ~ 450um can be obtained. Bubbles having a radius of 3 ~ 450um size are classified by size using a centrifuge (S961). Bubbles of a certain size are collected and stored from bubbles classified by size, and perfluorobutane can be added to a container containing bubbles classified by size to ensure bubble stability.
도 19의 각 단계에서 제시되는 물질의 양은 상대적인 양일 뿐 절대적인 양이 아님을 밝혀둔다. 즉 각 단계에서 제시되는 물질은 도 19에 관한 설명에서 제시된 상대적인 양들의 비율을 나타낼 수 있다.Note that the amount of material presented in each step of FIG. 19 is a relative amount, not an absolute amount. That is, the material presented in each step may represent a ratio of relative amounts shown in the description of FIG. 19.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도 17의 기포 제조 방법을 보다 상세히 나타내는 흐름도이다. 20 is a flow chart illustrating in more detail the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention.
도 20은 쉘 물질로서 인지질(Phosphorlipid) 계열이 사용되는 경우의 흐름도를 나타낸다. 쉘 물질로서 인지질 계열을 사용하는 경우에 인지질은 극성을 가지고 있어, 친수성인 부분과 반대로 극성이 없어 공수성(hydrophobic)인 부분으로 나누어진다. 따라서 인지질을 극성이 있는 물과 같은 액체와 혼합하면, 물 위에 얇은 막을 이루게 된다. 이러한 혼합물을 흔들어 주거나 외부에서 초음파 등을 가하여 힘을 가해주면 기포를 이루게 되고, 이 기포는 친수성을 갖는 외부와 공수성을 갖는 내부로 구성되는 monolayer를 갖을 수 있다. 이하 도 20을 참조하여, 인지질이 사용되는 경우의 기포 제조 방법을 보다 상세히 설명한다.20 shows a flow diagram when a Phosphorlipid family is used as the shell material. In the case of using a phospholipid family as the shell material, the phospholipid has a polarity and is divided into a hydrophobic portion because of its polarity as opposed to a hydrophilic portion. Thus, when phospholipids are mixed with liquids such as polar water, they form a thin film on the water. Shaking such a mixture or applying force by applying an ultrasonic wave from the outside to form a bubble, the bubble may have a monolayer consisting of a hydrophilic exterior and a hydrophilic interior. Hereinafter, with reference to FIG. 20, a bubble manufacturing method in the case where phospholipid is used will be described in more detail.
제1 중량의 DPPC 분말을 제1 부피의 클로로포름에 용해시킨다(S731). 여기서 제1 중량은 0.001g일 수 있고, 제1 부피는 1ml일 수 있다. 상기 용액을 용기에 넣어 진공실에서 증발시킨다(S732). 용기 표면에 얇게 형성된 소낭(vesicle)에 제2 부피의 PBS(phosphate buffered saline)를 첨가한다(S733). 여기서 제2 부피는 100ml일 수 있다. PBS가 첨가된 물질에서 제3 부피의 혼합물을 발췌한다(S734). 여기서 제3 부피는 2ml일 수 있다. 제3 부피의 혼합물을 일정온도 이하로 냉각하여 제1 혼합물을 제공한다(S735). 여기서 일정온도는 영하 약 10℃일 수 있다. 제1 혼합물에 제4 부피의 과불화부탄을 첨가하여 밀폐시킨다(S831). 여기서 제4 부피는 10ul일 수 있다. 밀폐된 혼합물을 일정온도로 가열하여 모노레이어(monolayer)로 상변환시킨다(S832). 여기서 일정온도는 약 46℃일 수 있다. 즉 여기서 일정온도는 밀폐된 혼합물이 모노레이어로 상변환을 일으킬 수 있는 온도이다. 상변환된 물질을 분당회전 속도가 일정 회수 이상인 쉐이커로 회전시켜 제2 혼합물을 제공한다(S833). 여기서 일정 회수는 약 4000회 일 수 있다. 제2 혼합물을 적어도 하나의 박막 필터를 이용하여 필터링한다(S931). 단계(S931)에서는 포어(pore) 규격이 900um인 제1 박막 필터를 사용하여 제2 혼합물을 1차로 필터링하고, 다음에 포어 규격이 6um인 제2 박막 필터를 사용하여 1차로 필터링된 제2 혼합물을 2차로 필터링할 수 있다. 이렇게 두 번의 필터링을 거치면 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 얻을 수 있다. 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 원심분리기를 사용하여 크기별로 분류한다(S971). 크기별로 분류된 기포에서 특정 크기의 기포를 채취하여 보관하며 크기별로 분류된 기포가 담긴 용기에 과불화부탄을 첨가하여 기포의 안정성을 확보할 수 있다. The first weight of DPPC powder is dissolved in a first volume of chloroform (S731). Wherein the first weight may be 0.001g, the first volume may be 1ml. The solution is put in a container and evaporated in a vacuum chamber (S732). A second volume of PBS (phosphate buffered saline) is added to the vesicles thinly formed on the surface of the container (S733). Here, the second volume may be 100 ml. A third volume of the mixture is extracted from the PBS-added material (S734). Wherein the third volume may be 2 ml. The mixture of the third volume is cooled to below a predetermined temperature to provide a first mixture (S735). Wherein the constant temperature may be about 10 ℃ below zero. The fourth mixture is sealed by adding a fourth volume of perfluorobutane (S831). Wherein the fourth volume may be 10ul. The sealed mixture is heated to a predetermined temperature to be phase-converted to a monolayer (S832). Here, the constant temperature may be about 46 ° C. That is, the constant temperature here is a temperature at which the sealed mixture can cause phase conversion into a monolayer. The phase-converted material is rotated with a shaker having a rotation rate per minute or more to provide a second mixture (S833). Here, the number of times may be about 4000 times. The second mixture is filtered using at least one thin film filter (S931). In step S931, the second mixture is first filtered using a first thin film filter having a pore size of 900 μm, and then the second mixture is first filtered using a second thin film filter having a pore size of 6 μm. Can be filtered second. After two filtering, bubbles with a size of 3 ~ 450um can be obtained. Bubbles having a radius of 3 ~ 450um size are classified by size using a centrifuge (S971). Bubbles of a certain size are collected and stored from bubbles classified by size, and perfluorobutane can be added to a container containing bubbles classified by size to ensure bubble stability.
도 20의 각 단계에서 제시되는 물질의 양은 상대적인 양일 뿐 절대적인 양이 아님을 밝혀둔다. 즉 각 단계에서 제시되는 물질은 도 21에 관한 설명에서 제시된 상대적인 양들의 비율을 나타낼 수 있다.Note that the amounts of materials presented in each step of FIG. 20 are relative and not absolute. That is, the material presented in each step may represent a ratio of relative amounts shown in the description of FIG. 21.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도 17의 기포 제조 방법을 보다 상세히 나타내는 흐름도이다. FIG. 21 is a flowchart illustrating the bubble manufacturing method of FIG. 17 according to another embodiment of the present invention in more detail.
도 21은 쉘 물질로서 폴리머(polymer)가 사용되는 경우의 흐름도를 나타낸다. 쉘 물질로서 폴리머를 사용하는 경우에는 인지질 기포에 음극성과 양극성을 갖는 고분자전해질(polyelectrolytes)을 번갈아가며 코팅한다. 이후 기포가 전기적 성질을 가지게 되면, 기포위에 생체에 적합한(biocompatible) 폴리머를 번갈아가며 코팅한다. 이러한 biocompatible 폴리머에는 키토산, algnate, N-isopropylacrylamid 등이 있다. 이후 내부의 코어에 기포로 변환시키기 위하여 과불화탄소 가스를 넣어준다. 이하 도 21을 참조하여, 폴리머가 사용되는 경우의 기포 제조 방법을 보다 상세히 설명한다.Figure 21 shows a flow diagram when a polymer is used as the shell material. In the case of using a polymer as a shell material, polyelectrolytes having negative and positive polarities are alternately coated on phospholipid bubbles. After the bubbles have electrical properties, they are alternately coated with biocompatible polymers on the bubbles. Such biocompatible polymers include chitosan, algnate, and N-isopropylacrylamid. Afterwards, perfluorocarbon gas is added to the inner core to convert bubbles. Hereinafter, with reference to FIG. 21, a bubble manufacturing method in the case where a polymer is used will be described in more detail.
제1 중량의 DPPC 분말을 제1 부피의 클로로포름에 용해시킨다(S741). 여기서 제1 중량은 0.001g일 수 있고, 제1 부피는 1ml일 수 있다. 상기 용액을 용기에 넣어 진공실에서 증발시킨다(S742). 용기 표면에 얇게 형성된 소낭(vesicle)에 제2 부피의 PBS(phosphate buffered saline)를 첨가한다(S743). 여기서 제2 부피는 100ml일 수 있다. PBS가 첨가된 물질에서 제3 부피의 혼합물을 발췌하여 분당 회전이 일정 횟수 이상인 쉐이커로 혼합시킨다(S744). 여기서 제3 부피는 2ml일 수 있고 일정 회수는 약 4000회 일 수 있다. 혼합물을 일정온도로 가열하여 모노레이어(monolayer)로 상변환시킨다(S745). 여기서 일정온도는 약 46℃일 수 있다. 즉 여기서 일정온도는 밀폐된 혼합물이 모노레이어로 상변환을 일으킬 수 있는 온도이다. 상변환된 물질에 PNIPMA 용액, 키토산 용액 또는 alginate 용액을 번갈아가며 제4 부피씩 첨가하여 lipsomal 버블에 코팅하여 제1 혼합물 제공한다(S746). 여기서 제4 부피는 0.4ml일 수 있다. 제1 혼합물에 과불화부탄을 첨가하고 분당 회전이 상기 일정 회수 이상인 쉐이커로 혼합하여 제2 혼합물 제공한다(S841). 제2 혼합물을 적어도 하나의 박막 필터를 이용하여 필터링한다(S931). 단계(S931)에서는 포어(pore) 규격이 900um인 제1 박막 필터를 사용하여 제2 혼합물을 1차로 필터링하고, 다음에 포어 규격이 6um인 제2 박막 필터를 사용하여 1차로 필터링된 제2 혼합물을 2차로 필터링할 수 있다. 이렇게 두 번의 필터링을 거치면 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 얻을 수 있다. 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 원심분리기를 사용하여 크기별로 분류한다(S971). 크기별로 분류된 기포에서 특정 크기의 기포를 채취하여 보관하며 크기별로 분류된 기포가 담긴 용기에 과불화부탄을 첨가하여 기포의 안정성을 확보할 수 있다.The first weight of DPPC powder is dissolved in the first volume of chloroform (S741). Wherein the first weight may be 0.001g, the first volume may be 1ml. The solution is put in a container and evaporated in a vacuum chamber (S742). A second volume of PBS (phosphate buffered saline) is added to the vesicles thinly formed on the surface of the container (S743). Here, the second volume may be 100 ml. The third volume of the mixture is extracted from the PBS-added material and mixed in a shaker having a predetermined number of revolutions per minute (S744). Wherein the third volume may be 2 ml and the predetermined number of times may be about 4000 times. The mixture is heated to a constant temperature to phase-convert to a monolayer (S745). Here, the constant temperature may be about 46 ° C. That is, the constant temperature here is a temperature at which the sealed mixture can cause phase conversion into a monolayer. The PNIPMA solution, the chitosan solution or the alginate solution are alternately added to the phase-converted material and added to the fourth volume to coat the lipsomal bubble to provide a first mixture (S746). Here, the fourth volume may be 0.4 ml. Perfluorobutane is added to the first mixture, and the second mixture is provided by mixing with a shaker having a rotation per minute more than the predetermined number of times (S841). The second mixture is filtered using at least one thin film filter (S931). In step S931, the second mixture is first filtered using a first thin film filter having a pore size of 900 μm, and then the second mixture is first filtered using a second thin film filter having a pore size of 6 μm. Can be filtered second. After two filtering, bubbles with a size of 3 ~ 450um can be obtained. Bubbles having a radius of 3 ~ 450um size are classified by size using a centrifuge (S971). Bubbles of a certain size are collected and stored from bubbles classified by size, and perfluorobutane can be added to a container containing bubbles classified by size to ensure bubble stability.
도 21의 각 단계에서 제시되는 물질의 양은 상대적인 양일 뿐 절대적인 양이 아님을 밝혀둔다. 즉 각 단계에서 제시되는 물질은 도 20에 관한 설명에서 제시된 상대적인 양들의 비율을 나타낼 수 있다. It is noted that the amount of material presented in each step of FIG. 21 is a relative amount, not an absolute amount. That is, the material presented in each step may represent a ratio of relative amounts shown in the description of FIG. 20.
도 17 내지 도 21을 참조하여 설명한 바와 같이 기포를 생성하면, 특정한 크기의 기포를 생성할 수 있고, 생성된 특정한 크기의 기포를 기능성 물질과 혼합하여 대상체에 도포한 후 도 1의 기능성 물질 전달 장치(10)를 사용하여 특정한 크기의 기포와 연동되는 파장을 갖는 초음파를 기능성 물질과 기포를 포함하는 혼합물에 조사하면 기포가 진동을 일으키고 주변의 용액에 볼륨 플로우를 생성하고, 경계면에서의 마이크로 스트림밍, 비대칭적 파괴에 의한 제트 스트리밍이 생성된다. 따라서 기능성 물질은 대상체에 잘 흡수되게 된다.When the bubbles are generated as described with reference to FIGS. 17 to 21, bubbles of a specific size may be generated, and the functional material delivery device of FIG. 1 may be mixed with a functional material and applied to an object. Using (10) to irradiate an ultrasonic wave having a wavelength interlocked with a bubble of a specific size to the mixture containing the functional material and the bubble, the bubble vibrates and generates a volume flow in the surrounding solution, and micro-streaming at the interface. , Jet streaming is generated by asymmetric destruction. Thus, the functional material is well absorbed by the subject.
본 발명의 실시예에 따라 제조된 기포는 그 크기가 조영제에 비하여 상당히 크기 때문에 조영제의 크기에 연동하는 파장을 가진 초음파가 기포에 인가되면 기포는 초음파의 영향에 의하여 기존 크기의 % 비율로 진동하게 된다. 따라서 기포의 반경에 비례한 만큼의 길이의 변화가 일어나며 이에 따라 표면적은 반경의 길이의 제곱에 비례하여 변화하며, 그 영향으로 기포 주위의 유체는 반경의 길이의 세제곱에 비례하여 영향을 받는다. 즉 기포의 크기와 기포의 주변 유체의 흐름은 세제곱의 관계를 갖는다. 이러한 기포가 고체와 유체의 경계면에 위치하는 경우, 경계 조건의 변화에 따라 고체 경계면쪽으로는 움직임이 없고 고체 경계면 이외의 부분에서 진동이 일어나게 되어 발생되는 미소 스트리밍과 제트 스트리밍 현상에서도 기포의 크기와 주변의 유체의 부피 흐름은 세제곱의 관계를 갖게 된다. 따라서 그 크기가 큰 기능성 물질을 보다 효과적으로 짧은 시간 동안 표피를 통하여 전달하기 위하여는 상대적으로 크기가 큰 기포를 사용하는 것이 바람직하다. Since the bubble prepared according to the embodiment of the present invention is considerably larger in size than the contrast agent, when an ultrasonic wave having a wavelength interlocked with the contrast medium is applied to the bubble, the bubble vibrates at a percentage of the existing size under the influence of the ultrasonic wave. do. Therefore, the change of length occurs in proportion to the radius of the bubble, and thus the surface area changes in proportion to the square of the length of the radius. As a result, the fluid around the bubble is affected in proportion to the cube of the length of the radius. That is, the size of the bubble and the flow of the surrounding fluid of the bubble has a relation of the cube. When the bubble is located at the interface between the solid and the fluid, the size and the surroundings of the bubble are also generated in the micro streaming and jet streaming phenomena caused by the movement of the solid boundary without any movement toward the solid interface due to the change of boundary conditions. The volumetric flow of is in a cubed relationship. Therefore, it is preferable to use a relatively large bubble in order to more effectively deliver the large functional material through the epidermis for a short time.
본 발명의 실시예에 따른 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포 제조 방법에 따라 제조된 기포는 상술한 바와 같이 반지름이 3~450um의 크기를 갖을 수 있다. 전달하는 기능성 물질의 종류, 즉 기능성 물질의 크기에 따른 크기를 갖는 기포를 선택하고, 선택된 기포의 크기에 연동하는 파장을 갖는 초음파가 발생되도록 도 1의 기능성 물질 전달 장치(10)를 조작하여 기능성 물질이 대상체의 표피에 보다 쉽게 전달될 있도록 할 수 있다. Bubbles prepared according to the bubble manufacturing method for promoting the delivery of the functional material according to an embodiment of the present invention may have a radius of 3 ~ 450um as described above. The functional material delivery device 10 of FIG. It may be easier for the substance to be delivered to the epidermis of the subject.
도 17 내지 도 21과 같이 기포를 제작할 수도 있지만, 초음파를 이용하여 기포를 생성할 수도 있다. 즉 과불화탄소 계열의 물질 중 끓는 점이 영하 10 ~ 영상 35℃이하 물질을 기능성 물질 혼합액에 5℃ 이하로 보관하다 대상체에 인가한다. 이러한 경우 신체의 체열에 의하여 자연적으로 기포가 수월하게 생성될 수 있는 불안정한 환경이 조성된다. 대상체에 인가된 혼합액에 1 ~ 10 MHz의 초음파를 수 msec 동안 조사한다. 이에 따라 특정 크기의 기포를 초음파 에너지의 조사에 의하여 생성시킬 수 있다. 이렇게 형성된 기포군을 기반으로 생성된 크기와 연동되는 20 ~ 1 MHz의 상대적으로 낮은 주파수의 초음파를 조사하면 기능성 물질이 대상체의 표피에 보다 쉽게 침투할 수 있다. Although bubbles may be produced as shown in FIGS. 17 to 21, bubbles may be generated using ultrasonic waves. That is, the boiling point of the perfluorinated carbon-based material is below 10 ℃ ~ 35 ℃ ℃ material is stored in the functional material mixture at 5 ℃ or less and applied to the subject. In this case, an unstable environment in which bubbles can be easily generated by the body heat of the body is created. Ultrasonic waves of 1 to 10 MHz are irradiated to the mixed solution applied to the subject for several msec. Accordingly, bubbles of a specific size can be generated by irradiation of ultrasonic energy. When irradiated with ultrasonic waves of a relatively low frequency of 20 ~ 1 MHz in conjunction with the size generated based on the bubble group formed in this way, the functional material can more easily penetrate the epidermis of the subject.
이하에서는 비타민의 경우를 예로 들어 기능성 물질을 대상체에 전달하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of delivering a functional substance to a subject by taking vitamins as an example.
먼저, Ascobic Acid 0.01 g을 100 ml의 증류수에 희석시킨다. 도 17 내지 도 21을 참조하여 설명된 제조 방법 중 하나로 제조된 반지름이 30um의 크기를 갖는 기포를 부피비율 0.1%로 희석액에 첨가한다. 즉 미리 제조된 반지름이 30um의 크기를 갖는 기포를 100ml의 Ascobic Acid 수용액에 100ul 추가한 후에 이를 대상체(피부)에 도포한다. 대상체에 200kHz의 초음파를 조사하여 형성된 기포에 공동화 현상을 발생시킨다.First, 0.01 g of Ascobic Acid is diluted in 100 ml of distilled water. Bubbles having a radius of 30 μm prepared by one of the manufacturing methods described with reference to FIGS. 17 to 21 are added to the diluent at a volume ratio of 0.1%. That is, 100 μl of a bubble having a size of 30 μm of a pre-prepared radius is added to 100 ml of Ascobic Acid aqueous solution, and then applied to the object (skin). The cavitation phenomenon is generated in the bubble formed by irradiating the object with 200 kHz ultrasonic waves.
이러한 기능성 물질은 적정한 % 비율로 증류수 또는 식염수 경우에 따라서는 지질의 버퍼 solution에 포함시킨 후 % 비율로 미소량의 기포를 첨가한 후에 초음파를 인가할 수 있다. 이 때 버퍼 solution은 젤 타입등으로 제작될 수 있으며 또한 마스크 팩도 사용될 수 있다. Such functional material may be included in distilled or saline solution in some cases in a suitable% ratio, and then ultrasonic waves may be applied after adding a small amount of bubbles at a% ratio. In this case, the buffer solution may be manufactured in a gel type or the like, and a mask pack may also be used.
본 발명의 실시예들은 피부 미용 분야 및 탈모 분야에 폭넓게 적용될 수 있다. Embodiments of the present invention can be widely applied in the field of skin beauty and hair loss.
상기에서는 본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.Although the invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will be able to variously modify and change the invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. I will understand.

Claims (14)

  1. 일정한 비율의 쉘 물질을 포함하는 제1 혼합물을 제공하는 단계;Providing a first mixture comprising a proportion of shell material;
    상기 제1 혼합물과 코어 물질을 혼합하여 제2 혼합물을 제공하는 단계;Mixing the first mixture and the core material to provide a second mixture;
    상기 제2 혼합물을 필터링하여 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 제공하는 단계; 및Filtering the second mixture to provide bubbles having a radius of 3 to 450 um; And
    상기 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 기포를 크기별로 분리하는 단계를 포함하는 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법.Method of producing a bubble to facilitate the delivery of the functional material comprising the step of separating the bubble having a size of the radius of 3 ~ 450um by size.
  2. 제1항에 있어서, 상기 쉘 물질은 알부민인 것을 특징으로 하는 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the shell material is albumin.
  3. 제2항에 있어서, 상기 코어 물질은 액화 과불화부탄(perfluorobutane)이고, The method of claim 2, wherein the core material is liquefied perfluorobutane,
    상기 제1 혼합물을 제공하는 단계는,Providing the first mixture,
    일정량의 알부민을 제1 부피의 식염수에 희석시키는 단계;Diluting an amount of albumin in a first volume of saline;
    상기 희석된 혼합물에서 제2 부피의 혼합물을 발췌하는 단계; 및Extracting a second volume of the mixture from the diluted mixture; And
    상기 제2 부피의 혼합물을 일정 온도 이하로 냉각하여 상기 제1 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고,Cooling the second volume of mixture to below a predetermined temperature to provide the first mixture,
    상기 제2 혼합물을 제공하는 단계는,Providing the second mixture,
    상기 냉각된 혼합물에 제3 부피의 액화 과불화부탄을 첨가하여 상기 제2 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고Adding a third volume of liquefied perfluorobutane to the cooled mixture to provide the second mixture;
    상기 기포를 제공하는 단계는,Providing the bubble,
    상기 제2 혼합물을 적어도 하나의 박막 필터를 이용하여 필터링하는 단계를 포함하고,Filtering the second mixture using at least one thin film filter,
    상기 기포를 크기별로 분리하는 단계는 상기 필터링된 제2 혼합물을 원심 분리기를 이용하여 크기별로 분류하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법. The step of separating the bubbles by size is characterized in that the filtered second mixture is classified by size using a centrifugal separator to facilitate the delivery of the functional material of the foam manufacturing method.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 혼합물을 제공하는 단계는,The method of claim 3, wherein providing the second mixture comprises:
    상기 액화 과불화부탄이 첨가된 혼합물을 분당 회전이 일정회수 이상인 쉐이커로 혼합하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법.Method for producing a bubble to facilitate the delivery of the functional material, characterized in that the mixture is added to the liquefied perfluorobutane is added to a shaker having a predetermined number of revolutions per minute.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2 혼합물을 제공하는 단계는,The method of claim 3, wherein providing the second mixture comprises:
    상기 액화 과불화부탄이 첨가된 혼합물에 초음파를 인가하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법. Method for producing a bubble for promoting the delivery of the functional material, characterized in that carried out by applying an ultrasonic wave to the mixture liquefied perfluorobutane.
  6. 제1항에 있어서, 상기 쉘 물질은 리피드(lipid) 계열인 것을 특징으로 하는 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the shell material is lipid based.
  7. 제6항에 있어서, 상기 코어 물질은 액화 과불화부탄이고,The method of claim 6, wherein the core material is liquefied perfluorobutane,
    상기 제1 혼합물을 제공하는 단계는,Providing the first mixture,
    제1 부피의 글리세롤(glecerol)과 제2 부피의 프로필렌 글리콜(propylene glycol)을 제3 부피의 식염수에 희석시키는 단계;Diluting a first volume of glycerol and a second volume of propylene glycol in a third volume of saline;
    상기 희석된 혼합물에 제1 중량의 DPPC분말과 제2 중량의 DPPA분말을 첨가하는 단계;Adding a first weight of DPPC powder and a second weight of DPPA powder to the diluted mixture;
    상기 분말이 첨가된 혼합물을 일정한 온도 범위에서 가열하여 상기 분말을 용해시키는 단계; Dissolving the powder by heating the mixture to which the powder is added at a constant temperature range;
    상기 분말이 용해된 첨가물에서 제4 부피의 혼합물을 발췌하는 단계; 및Extracting a fourth volume of the mixture from the additive in which the powder is dissolved; And
    상기 제4 부피의 혼합물을 일정온도 이하로 냉각하여 상기 제1 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고,Cooling said fourth volume of mixture to below a predetermined temperature to provide said first mixture,
    상기 제2 혼합물을 제공하는 단계는,Providing the second mixture,
    상기 냉각된 혼합물에 제5부피의 액화 과불화부탄을 첨가하여 상기 제2 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고Adding a fifth volume of liquefied perfluorobutane to the cooled mixture to provide the second mixture;
    상기 기포를 제공하는 단계는,Providing the bubble,
    상기 제2 혼합물을 적어도 하나의 박막 필터를 이용하여 필터링하는 단계를 포함하고,Filtering the second mixture using at least one thin film filter,
    상기 기포를 크기별로 분리하는 단계는 상기 필터링된 제2 혼합물을 원심 분리기를 이용하여 크기별로 분류하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법.The step of separating the bubbles by size is characterized in that the filtered second mixture is classified by size using a centrifugal separator to facilitate the delivery of the functional material of the foam manufacturing method.
  8. 제1항에 있어서, 상기 쉘 물질은 인지질(phosphorlipid) 계열인 것을 특징으로 하는 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the shell material is phospholipid.
  9. 제8항에 있어서, 상기 코어 물질은 액화 과불화부탄이고,The method of claim 8, wherein the core material is liquefied perfluorobutane,
    상기 제1 혼합물을 제공하는 단계는,Providing the first mixture,
    제1 중량의 DPPC 분말을 제1 부피의 클로로프롬에 용해시키는 단계;Dissolving a first weight of DPPC powder in a first volume of chloroform;
    상기 용해된 용액을 용기에 넣어 진공실에서 증발시키는 단계;Placing the dissolved solution in a container and evaporating in a vacuum chamber;
    상기 용기 표면에 형성된 소낭에 제2 부피의 인삼염이 버퍼링된 염분(saline)을 첨가하는 단계;Adding a saline buffered with a second volume of ginseng salt to the vesicle formed on the surface of the container;
    상기 염분이 첨가된 물질에서 제3 부피의 혼합물을 발췌하는 단계; 및Extracting a third volume of the mixture from the salt added material; And
    상기 제3 부피의 혼합물을 일정온도 이하로 냉각하여 상기 제1 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고,Cooling the third volume of the mixture to a predetermined temperature or less to provide the first mixture,
    상기 제2 혼합물을 제공하는 단계는,Providing the second mixture,
    상기 냉각된 혼합물에 제4 부피의 액화 과불화부탄을 첨가하여 밀폐시키는 단계;Sealing by adding a fourth volume of liquefied perfluorobutane to the cooled mixture;
    상기 밀폐된 혼합물을 46℃로 가열하여 모노레이어(monolayer)로 상변환시키는 단계; 및Heating the closed mixture to 46 ° C. to phase convert it into a monolayer; And
    상기 상변환된 물질을 분당 회전이 일정회수 이상인 쉐이커로 혼합하여 혼합하여 상기 제2 혼합물을 제공하는 단계를 포함하고,Mixing the phase-converted material with a shaker having at least a predetermined number of revolutions per minute to provide the second mixture,
    상기 기포를 제공하는 단계는,Providing the bubble,
    상기 제2 혼합물을 적어도 하나의 박막 필터를 이용하여 필터링하는 단계를 포함하고,Filtering the second mixture using at least one thin film filter,
    상기 기포를 크기별로 분리하는 단계는 상기 필터링된 제2 혼합물을 원심 분리기를 이용하여 크기별로 분류하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질의 전달을 촉진하는 기포의 제조 방법.The step of separating the bubbles by size is characterized in that the filtered second mixture is classified by size using a centrifugal separator to facilitate the delivery of the functional material of the foam manufacturing method.
  10. 기능성 물질과 혼합되어 혼합물로서 대상체에 전달되는 기포의 크기와 연동되는 파장을 갖는 초음파 발진을 출력하는 본체부; 및A main body portion which is mixed with a functional material and outputs an ultrasonic wave having a wavelength that is interlocked with the size of bubbles delivered to the object as a mixture; And
    상기 본체부와 연결되고, 상기 본체부로부터 전송된 초음파 발진을 상기 혼합물이 도포된 대상체와 접촉하여 상기 대상체에 인가하는 프로부를 구비하고, A pro part connected to the main body part and contacting the object to which the mixture is applied to the ultrasonic wave oscillation transmitted from the main body part, and having a pro part,
    상기 기포의 크기와 연동되는 파장을 갖는 초음파 발진은 상기 대상체에 도포된 상기 기포에 공동화 현상을 발생시키는 것을 특징으로 하는 기능성 물질 전달 장치.Ultrasonic oscillation having a wavelength associated with the size of the bubble generates a cavitation phenomenon in the bubble applied to the object.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기포는 반지름이 3~450um의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 기능성 물질 전달 장치.11. The functional material delivery device according to claim 10, wherein the bubble has a radius of 3 to 450 um.
  12. 제10항에 있어서, 상기 혼합물은 상기 기능성 물질, 상기 기포 및 증류수를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질 전달 장치.The apparatus of claim 10, wherein the mixture comprises the functional material, the bubble, and distilled water.
  13. 제10항에 있어서, 상기 기능성 물질은 비타민 C, 비타민 A, 주름개선제, 미백제, 제모제 및 탈모방지제 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기능성 물질 전달 장치.11. The functional substance delivery device according to claim 10, wherein the functional substance is any one of vitamin C, vitamin A, anti-wrinkle agent, whitening agent, depilatory agent and anti-hair loss agent.
  14. 제10항에 있어서, 상기 본체부는 상기 초음파의 파장이 상기 기포의 크기와 연동되는 파장을 갖도록 상기 초음파의 파장을 설정할 수 있는 입력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질 전달 장치.The apparatus of claim 10, wherein the main body includes an input unit configured to set the wavelength of the ultrasonic wave such that the wavelength of the ultrasonic wave has a wavelength that is linked to the size of the bubble.
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