WO2019139232A1 - 피부유효성분 흡수촉진을 위한 피부자극장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 피부자극장치는, 주파수 대역 1~2.5KHz의 범위에서 선택된 특정 주파수를 가진 제1 펄스를 생성하는 제1 펄스생성부; 주파수대역 2~40KHz 범위에서 시간에 따라 주파수가 변조되는 제2 펄스를 생성하는 제2 펄스생성부; 상기 제1 펄스 및 상기 제2 펄스를 중첩시켜 합성펄스를 생성하는 펄스합성부; 및 상기 펄스합성부에서 생성된 상기 합성펄스를 방출하는 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

피부유효성분 흡수촉진을 위한 피부자극장치

본 발명은 인체의 피부에 유효성분을 흡수시키기 위한 피부자극장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 전기천공법을 이용하여 인체의 피부에 유효성분을 경피흡수시키기 위한 피부자극장치에 관한 것이다.

인체 피부의 노화와 탄력성을 유지 및 개선하기 위하여, 유효성분을 함유한 약물 또는 기능성 화장품을 통해 생물학적 변화를 일으키도록 할 수 있다. 이러한 약물 또는 화장품에 포함된 효능성분을 인체의 피부 내로 흡수시켜 주름 개선, 미백, 보습 등을 유지할 수 있다. 여기서, 효능성분을 피부 내로 전달하기 위한 방법으로는, 마이크로니들(Microneedle), 전기이온영동법(Iontophoresis), 초음파영동법(Sonophoresis), 전기천공법(Electroporation) 등을 들 수 있다.

이 중에서, 전기천공법은 피부에 전압을 인가하여 세포의 지질 이중층을 가역적으로 훼손함과 동시에, 지질 이중층에 세포간극을 형성하여 이를 물질 전달 통로로 사용하는 방법이다. 피부에 인가된 전압이 사라지면, 세포의 지질 이중층은 원상 복구되는데, 일시적으로 형성되었던 물질 전달 통로를 통해 목표 물질인 효능 물질을 피부에 흡수시킬 수 있다.

본 발명의 목적은, 종래의 경피흡수를 위한 전기천공법의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 보습성분의 경피흡수에 사용되는 저주파수 대역의 펄스를 인가할 때 발생되는 피부통증을 완화시키면서, 동시에 각기 다른 기능을 발현하는 피부유효물질들을 동시에 경피흡수시킬 수 있는, 피부유효성분의 흡수촉진을 위한 피부자극장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 사용자의 피부상태에 적합한 출력전압을 산출하여 물질 전달 동력으로 사용되는 펄스를 생성하므로, 사용자의 피부상태에 따라 피부유효물질의 경피흡수율을 최적화할 수 있는 피부유효성분의 흡수촉진을 위한 피부자극방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 피부자극장치는, 주파수 대역 1~2.5KHz의 범위에서 선택된 특정 주파수를 가진 제1 펄스를 생성하는 제1 펄스생성부; 주파수대역 2~40KHz 범위에서 시간에 따라 주파수가 변조되는 제2 펄스를 생성하는 제2 펄스생성부; 상기 제1 펄스 및 상기 제2 펄스를 중첩시켜 합성펄스를 생성하는 펄스합성부; 및 상기 펄스합성부에서 생성된 상기 합성펄스를 방출하는 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 본 피부자극장치는, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나와 상기 펄스합성부 사이에 연결되어 인체피부저항을 측정하는 전류센서를 더 포함할 수 있다.

특히, 상기 펄스합성부에서 생성된 상기 합성펄스는 진폭이 일정한 방현파인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 펄스는 서로 다른 주파수를 가진 복수의 펄스가 시간 순서에 따라 인가되는 펄스로 생성되는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명에 따른 피부자극장치를 이용하여 피부유효물질을 피부에 경피흡수시키기 위한 피부자극방법은, 테스트 펄스로서 일정 크기의 전압을 가지는 기준 펄스를 제1 전극 및 제2 전극을 통해 인가하는 단계; 인가된 상기 기준 펄스에 대한 인체피부저항값을 전류센서를 통해 측정하는 단계; 측정된 상기 인체피부저항값을 기준으로 출력전압을 산출하는 단계; 산출된 출력전압에 따라, 주파수 대역 1~2.5KHz의 범위에서 선택된 특정 주파수를 가진 제1 펄스, 및 주파수대역 2~40KHz 범위에서 시간에 따라 주파수가 변조되는 제2 펄스를 생성한 후, 상기 제1 펄스 및 상기 제2 펄스를 중첩시켜 합성펄스를 생성하는 단계; 및 생성된 상기 합성펄스를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통해 방출하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 피부자극장치를 이용하면, 약물 또는 기능성 화장품 등에 포함된 다양한 피부유효성분들에 대해 경피흡수의 동력을 제공하는 각기 다른 펄스가 하나의 합성펄스를 통해 제공되므로, 다양한 피부유효성분들의 피부 전달을 동시에 수행할 수 있으며, 그 결과 보다 효율적이고 능동적으로 피부유효물질의 경피흡수를 수행할 수 있다. 특히, 경피흡수에 사용되는 약물 또는 기능성 화장품 등에 포함된 보습 성분을 경피흡수시키기 위한 저주파 펄스로 인한 피부통증을 완화시킬 수 있으며, 동시에 중주파수 대역의 펄스를 물질 전달 동력으로 사용하는 다양한 피부유효물질에 대한 흡수율을 촉진시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 피부자극장치를 도시한 도면으로서, 주요 구성요소들을 개요적으로 도시한 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 피부자극장치에 있어서 펄스발생회로부의 세부구성을 도시한 개요도이다.

본 발명에 따른 피부자극장치는, 주파수 대역 1~2.5KHz의 범위에서 선택된 특정 주파수를 가진 제1 펄스를 생성하는 제1 펄스생성부; 주파수대역 2~40KHz 범위에서 시간에 따라 주파수가 변조되는 제2 펄스를 생성하는 제2 펄스생성부; 상기 제1 펄스 및 상기 제2 펄스를 중첩시켜 합성펄스를 생성하는 펄스합성부; 및 상기 펄스합성부에서 생성된 상기 합성펄스를 방출하는 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 본 피부자극장치는, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나와 상기 펄스합성부 사이에 연결되어 인체피부저항을 측정하는 전류센서를 더 포함할 수 있다.

특히, 상기 펄스합성부에서 생성된 상기 합성펄스는 진폭이 일정한 방현파인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 펄스는 서로 다른 주파수를 가진 복수의 펄스가 시간 순서에 따라 인가되는 펄스로 생성되는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명에 따른 피부자극장치를 이용하여 피부유효물질을 피부에 경피흡수시키기 위한 피부자극방법은, 테스트 펄스로서 일정 크기의 전압을 가지는 기준 펄스를 제1 전극 및 제2 전극을 통해 인가하는 단계; 인가된 상기 기준 펄스에 대한 인체피부저항값을 전류센서를 통해 측정하는 단계; 측정된 상기 인체피부저항값을 기준으로 출력전압을 산출하는 단계; 산출된 출력전압에 따라, 주파수 대역 1~2.5KHz의 범위에서 선택된 특정 주파수를 가진 제1 펄스, 및 주파수대역 2~40KHz 범위에서 시간에 따라 주파수가 변조되는 제2 펄스를 생성한 후, 상기 제1 펄스 및 상기 제2 펄스를 중첩시켜 합성펄스를 생성하는 단계; 및 생성된 상기 합성펄스를 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통해 방출하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.

먼저, 도 1에서 보듯이, 본 발명에 따른 피부자극장치는, 제어회로부(10), 펄스발생회로부(20), 및 중전압발생회로부(30)을 주요 구성으로 포함할 수 있다. 여기서, 제어회로부(10)는 예컨대, 마이크로 콘트롤러 유닛(Micro Controller Unit; MCU)으로 구성될 수 있으며, 이하에서 설명할 구성요소들을 제어하여 피부자극장치가 가진 기능을 수행한다. 제어회로부(10)를 구성하는 MCU에는 후술할 다양한 기능을 수행하는 소프트웨어가 이식되어, 입력된 정보에 따라 펄스발생회로부(20) 및 중전압발생회로부(30)를 동작시킨다.

다음으로, 펄스발생회로부(20)는, 도 2에서 보듯이, 제1 펄스(A)를 생성하는 제1 펄스생성부(21), 제2 펄스(B)를 생성하는 제2 펄스생성부(22), 및 제1 펄스(A) 및 제2 펄스(B)를 중첩시켜 합성펄스(C)를 생성하는 펄스합성부(23)를 포함하여 구성된다. 여기서, 제1 펄스(A)는 주파수 대역 1~2.5KHz의 범위에서 선택된 특정 주파수를 가진 펄스인 것이 바람직하고, 제2 펄스(B)는 주파수대역 2~40KHz 범위에서 시간에 따라 주파수가 변조된 펄스인 것이 바람직하다. 그리고, 펄스합성부(23)에서 생성된 합성펄스(C)는 펄스발생회로부(20)에 연결된 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 통해 방출된다.

중전압발생회로부(30)는 전원(40)을 통해 입력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 펄스발생회로부(20)에 공급한다. 이때, 중전압발생회로부(30)에서 발생되는 교류전압은 약 ±20V의 전압크기를 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 피부자극장치는 이상에서 설명하지 않은 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 이에 대하여는 상술한 구성의 피부자극장치를 이용하여 효능물질을 인체 피부에 효과적으로 흡수시키는 방법을 설명함으로써 더욱 자세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 피부자극장치를 통해 흡수시키고자 하는 효능 물질은, 피부 노화 방지, 보습, 미백, 주름개선 등에 효과가 입증된 인체에 무해한 유효물질을 말하며, 피부에 도포되는 약물 또는 기능성 화장품에 사용되고 있는 물질을 말한다. 이러한 유효물질로는, 예컨대 하이알루론산, 글리세린, 비타민C와 그 유도체, 레티놀, 아데노신 등의 화합물, 아세틸 헥사펩타이드, 팔미토일 펜타펩타이드 등의 펩타이드를 이용할 수 있다. 이들 유효물질들은 생화학적 특징 및 화학적 구조가 모두 상이하므로, 능동적인 피부 흡수를 위한 세부 조건들 역시 모두 상이하다.

이러한 약물 또는 기능성 화장품 등에 함유된 다양한 유효물질들 각각의 경피흡수를 원활하게 하는 각기 다른 주파수를 가진 펄스가 물질 전달 동력으로 사용되는데, 본 발명에 따른 피부자극장치는 다양한 주파수를 가진 하나의 합성펄스를 통해 여러 유효물질들을 동시에 경피흡수되게 할 수 있다.

다시 도 1로 돌아가서, 사용자가 입력부(70)를 통해 장치를 구동하면, 제어회로부(10)는 일정 전압크기를 갖는 테스트 펄스를 발생시키도록 중전압발생회로부(30) 및 펄스발생회로부(20)를 구동한다. 여기서, 테스트 펄스는 인체에 큰 자극이 없는 정도의 전압크기를 갖는 기준 펄스를 의미하며, 펄스발생회로부(20)를 통해 생성된 기준 펄스가 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 통해 인체의 피부에 인가된다.

제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 통해 인가된 펄스는 피부 임피던스에 의한 전류흐름을 유도하고, 사용자의 피부 상태에 따른 인체피부저항값이 전류센서(60)에 의해 측정된다. 여기서, 전류센서(60)는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52) 중 어느 하나와 펄스발생회로부(20) 사이에 연결되어 있다. 전류센서(60)는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 통한 펄스 인가에 따라 전류흐름이 유도되는지 여부를 확인함으로써 장치의 정상적인 동작을 확인한다. 또한, 전류센서(60)는 사용자의 피부 상태에 따른 인체피부저항값을 측정하고, 이렇게 측정된 전기적인 아날로그량을 가진 인체피부저항값은 아날로그디지털 변환기(Analog-Digital Converter; ADC)(62)통해 디지털량으로 변환되어 제어회로부(10)에 입력된다.

제어회로부(10)는 입력된 인체피부저항값을 기초로 사용자가 입력한 기능, 예컨대 미백, 노화방지, 보습, 주름개선 등의 기능에 따라 미리 저장된 인가 전압-전류, 인가 펄스량에 도달할 수 있도록 적정한 출력전압을 산출한다. 그 후, 제어회로부(10)는, 산출된 적정 출력전압을 발생시키도록 중전압발생회로부(30)를 제어하고, 또한 사용자가 선택한 기능에 따라 제1 펄스(A) 및 제2 펄스(B)가 생성되도록 펄스발생회로부(20)를 제어한다.

여기서, 제1 펄스(A)는 피부에 도포할 약물 또는 기능성 화장품의 종류(사용자가 선택한 기능에 따라 결정됨)에 따라 주파수, 펄스지속시간, 전압크기와 같은 세부조건이 결정되는데, 주로 수분, 하이알루론산, C-glucose 등과 같이 약물 또는 기능성 화장품에서 상당한 용량을 차지하는 보습성분을 유효하게 흡수시키기 위한 것이다. 저주파수 대역을 갖는 제1 펄스(A)는 진피층에 작용하여 해당 보습성분을 능동적으로 전달할 수 있으나, 근육까지 전달되는 저주파의 특성상 약한 전류세기에도 불구하고 피부층에 통증을 유발할 수 있다.

한편, 상술한 피부 통증 문제를 해결함과 동시에 약물 또는 기능성 화장품에 포함된 다른 유효성분들의 경피흡수를 위해 제2 펄스(B)를 제1 펄스(A)와 중첩시켜 합성펄스(C)를 생성한다. 여기서, 제2 펄스(B)는 주파수대역 2~40KHz 범위에서 시간에 따라 주파수가 변조된 펄스로서, 예컨대 도 2에서와 같이 서로 다른 주파수를 가지는 복수의 주파수로서 제1 내지 제4 주파수가 시간 순서에 따라 인가되는 펄스로 구성될 수 있다. 일례로, 제2 펄스(B)는 미백에 사용되는 유효성분의 흡수를 위해 25~30KHz 범위에서 선택된 복수의 주파수를 가진 펄스로 형성될 수 있고, 노화방지에 사용되는 유효성분의 흡수를 위해서 30~40KHz의 범위에서 선택된 복수의 주파수를 가진 펄스로 형성될 수 있다.

이렇게 주파수가 시계열적으로 변조되는 제2 펄스(B)를 생성하여 제1 펄스(A)와 중첩시킴으로써 복합 주파수를 가진 합성펄스(C)가 생성된다. 합성펄스(C)는 저주파 펄스의 온듀티(On-Ducy)가 세분화되어 있어서 인체의 피부에 인가되더라도 피부통증이 발생하지 않는다. 특히, 합성펄스(C)는 진폭(즉, 전압크기)이 일정한 방형파(Square-Wave)인 것이 바람직하고, 사용자가 선택한 기능에 따라 진폭이 변조된 펄스일 수도 있다.

위와 같이 생성된 합성펄스(C)가 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 통해 방출된다. 따라서, 다양한 유효성분들에 대해 경피흡수의 동력을 제공하는 각기 다른 펄스가 하나의 합성펄스를 통해 제공되므로, 약물 또는 기능성 화합물에 함유된 여러 유효 성분들의 피부 전달을 보다 효율적이고 능동적으로 수행할 수 있다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (3)

1. 피부유효성분 흡수촉진을 위한 피부자극장치로서,

   주파수 대역 1~2.5KHz의 범위에서 선택된 특정 주파수를 가진 제1 펄스를 생성하는 제1 펄스생성부;

   주파수대역 2~40KHz 범위에서 선택된 서로 다른 주파수를 가진 복수의 펄스가 시간 순서에 따라 인가됨으로써 시간에 따라 주파수가 변조되는 제2 펄스를 생성하는 제2 펄스생성부;

   상기 제1 펄스 및 상기 제2 펄스를 중첩시켜 합성펄스를 생성하는 펄스합성부; 및

   상기 펄스합성부에서 생성된 상기 합성펄스를 방출하는 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하는 피부자극장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나와 상기 펄스합성부 사이에 연결되어 인체피부저항을 측정하는 전류센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 피부자극장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 펄스합성부에서 생성된 상기 합성펄스는 진폭이 일정한 방형파인 것을 특징으로 하는, 피부자극장치.

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