WO2019203584A1 - 마이크로젯 약물 전달 시스템 - Google Patents

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WO2019203584A1
WO2019203584A1 PCT/KR2019/004667 KR2019004667W WO2019203584A1 WO 2019203584 A1 WO2019203584 A1 WO 2019203584A1 KR 2019004667 W KR2019004667 W KR 2019004667W WO 2019203584 A1 WO2019203584 A1 WO 2019203584A1
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WO
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drug
drug chamber
chamber
delivery system
microjet
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/004667
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English (en)
French (fr)
Inventor
이석순
최진규
강한빈
탁승민
백인석
Original Assignee
경상대학교산학협력단
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    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178—Syringes
    • A61M5/30—Syringes for injection by jet action, without needle, e.g. for use with replaceable ampoules or carpules
    • A61M5/3007—Syringes for injection by jet action, without needle, e.g. for use with replaceable ampoules or carpules with specially designed jet passages at the injector's distal end
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    • A61M2205/8275—Mechanical
    • A61M2205/8287—Mechanical operated by an external magnetic or electromagnetic field

Definitions

  • the present invention relates to a microjet drug delivery system, and more particularly, to a device for delivering a drug by rapidly increasing the pressure in the drug chamber by inducing the Lorentz force and inducing the microjet thereby.
  • a syringe with a needle As a drug delivery system for injecting drugs into the body, a syringe with a needle has traditionally been used.
  • these traditional syringes have been feared by patients due to pain during injection, and have inevitable problems such as fear of infection due to wounds.
  • a drug delivery system such as a needle-free injector is being developed.
  • the drug is rapidly jetted by the microjet method and penetrated directly into the body through the epidermis of the skin.
  • a drug delivery system is proposed.
  • Korean Patent Publication No. 10-2009-0051246 includes a chamber for holding a substance to be injected, a nozzle in fluid communication with the chamber, and a non-percutaneous transdermal delivery device including a medication reservoir for storing the substance to be transferred to the chamber.
  • the needleless transdermal delivery device also includes a controllable magnet and coil electromagnet actuator in communication with the chamber. The actuator accepts electrical inputs and generates forces in response. The force causes material to be transported from the chamber to the living body.
  • Japanese Patent No. 05934710 is filled with a reservoir for storing a fluid, a nozzle and a solid connected to the reservoir, a cartridge separated from the reservoir connected to the nozzle and a controllable electronic actuator in communication with the reservoir.
  • a needleless transport apparatus is provided.
  • the actuator receives an electrical power input and generates a mechanical force according to the electrical power input, which generates a pressure in the reservoir. The magnitude of the pressure varies with mechanical force, and the fluid is needlelessly sprayed from the reservoir through the nozzle to the cartridge to send solids from the cartridge into the living body.
  • Patent No. 10-1500568, Patent No. 10-1834773, etc. by rapidly vaporizing the pressure generating liquid using a laser to increase the pressure to the elastic membrane disposed between the drug and the pressure generating liquid in the direction of the drug.
  • a laser bubble type microjet drug delivery device by rapidly vaporizing the pressure generating liquid using a laser to increase the pressure to the elastic membrane disposed between the drug and the pressure generating liquid in the direction of the drug.
  • the present invention is to improve the above-described problems, to provide a microjet drug delivery system of a new method that uses the force of the charged particles in the electric field, that is, Lorentz force, as a pressurizing means, the structure is simple and easy to miniaturize.
  • the purpose is to improve the above-described problems, to provide a microjet drug delivery system of a new method that uses the force of the charged particles in the electric field, that is, Lorentz force, as a pressurizing means, the structure is simple and easy to miniaturize. The purpose.
  • the present invention relates to a drug delivery system, comprising: an actuation coil configured to form a magnetic field when an electric current flows;
  • a drug delivery system includes a drug chamber having a modified wall disposed adjacently, a case containing the drug chamber, a micro nozzle in communication with the drug chamber, and a power supply connected to the actuation coil.
  • the drug delivery system of the present invention is characterized in that when the current flows in the working coil, the deformation wall is deformed by Lorentz force, the pressure in the drug chamber is increased, and the drug stored in the drug chamber is discharged through the micro nozzle. It is done.
  • the power supply device the power source, at least one capacitor charged by the power source, and selectively connects the capacitor with the power source or the operating coil, to charge or discharge the capacitor It provides a microjet drug delivery system comprising a switching circuit configured to.
  • the switching circuit may further include a charge switch installed in a path connecting the capacitor with the power source, and a discharge switch installed in a path connecting the capacitor with the working coil. To provide.
  • the deformable wall provides a microjet drug delivery system, characterized in that it is thinner than other walls of the drug chamber.
  • the actuation coil provides a microjet drug delivery system, characterized in that it surrounds the drug chamber.
  • the actuation coil provides a microjet drug delivery system, characterized in that installed in the case.
  • the drug chamber provides a microjet drug delivery system, characterized in that the cartridge form that can be mounted to the case.
  • the microjet drug delivery system according to the present invention is very simple in structure because Lorentz forces act directly on the drug chamber. Therefore, it is possible to miniaturize and to be manufactured at low cost, which is suitable for mass production such as use as a prophylactic vaccine syringe.
  • the power supply can be used semi-permanently, so that the effect of environmental protection and resource saving can be expected.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of one embodiment of a microjet drug delivery system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method of operating the microjet drug delivery system shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view of the actuation coil shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a power supply method of the microjet drug delivery system shown in FIG. 1.
  • FIG 5 is a view showing a state in which the drug chamber shown in Figure 1 is separated from the case.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of another embodiment of a microjet drug delivery system according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic view for explaining a method of operating the microjet drug delivery system shown in FIG. 6.
  • FIG 8 is a view showing a state in which the drug chamber shown in Figure 6 is separated from the case.
  • FIG. 9 is a perspective view of the actuation coil shown in FIG. 6.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of one embodiment of a microjet drug delivery system according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a method of operating the microjet drug delivery system shown in FIG. 1.
  • one embodiment of a microjet drug delivery system includes a case 10, an operating coil 20, a drug chamber 30, a micro nozzle 40 and a power supply ( 50).
  • the microjet drug delivery system according to the present invention delivers the drug (D) into the body through the skin using the force that the charged particles receive in the magnetic field, ie Lorentz force.
  • the microjet drug delivery system according to the present invention transforms the drug chamber 30 to deliver the drug D by applying an electromagnetic force without physical contact with the drug chamber 30.
  • the case 10 serves to support the actuation coil 20 and the drug chamber 30.
  • the case 10 is made of an insulator such as plastic.
  • the case 10 includes a body portion 11 and a drug chamber receiving portion 12.
  • the working coil 20 is entered inside the body portion 11.
  • the actuation coil 20 may be inserted into the body portion 11 by an insert injection method.
  • the drug chamber receiver 12 is a tubular portion extending from the body portion 11 to accommodate the drug chamber 30 in the interior of the barrel.
  • the drug chamber 30 may be fitted to the drug chamber receiver 12 through an open side of the drug chamber receiver 12.
  • a support 13 protruding inward of the drug chamber receiver 12 is formed to support the drug chamber 30.
  • the support 13 prevents the drug chamber 30 from being pushed to the bottom of the drug chamber receiver 13 when Lorentz force is applied to the drug chamber 30.
  • the actuating coil 20 is wound around a linear material having good electrical conductivity.
  • a current flows through the actuation coil 20
  • a magnetic field is formed around the actuation coil 20.
  • the magnetic force line is made according to Enfer's right-screw law.
  • an operative coil 20 wound in a spiral shape is used.
  • the drug chamber 30 stores the drug D to be delivered to the body through the skin of a patient or the like.
  • the drug chamber 30 includes walls for forming an internal space in which the drug D is stored. At least some of the walls of the drug chamber 30 must be deformable wall surfaces 31 through which induced current flows and can be deformed by Lorentz forces.
  • the upper wall of the walls of the drug chamber 30 is the deformable wall 31.
  • the deformable wall surface is preferably thinner than the remaining wall surface 32 so that it is easily deformed.
  • the remaining wall surfaces 32 are thick enough so that they are not deformed by Lorentz forces.
  • the drug chamber 30 may be made of a metal that can be easily deformed while having excellent electrical conductivity, such as aluminum and copper, for example.
  • the inner surface 35 of the drug chamber 30 is inclined such that the inner surface 35 is closer to each other as it proceeds downward so that the drug D can be easily discharged.
  • the micro nozzle 40 is installed in the minute hole 36 formed at the lower end of the drug chamber 30.
  • a coating layer (not shown) may be formed on the inner surface of the micro nozzle 40.
  • the coating layer for example, a fluororesin may be used.
  • the coating layer may reduce the friction coefficient of the inner surface of the micro nozzle 40, thereby reducing the friction force between the drug (D) and the micro nozzle 40.
  • the coating layer may help to improve the spraying efficiency by making the inner surface of the micro nozzle 40 hydrophobic.
  • the micro nozzle 40 may be integrally formed in the drug chamber 30.
  • the power supply device 50 is a device for instantaneously applying a high voltage current to the actuation coil 20.
  • 4 is a circuit diagram illustrating a power supply method of the microjet drug delivery system shown in FIG. 1.
  • the power supply 50 includes a power source 51, a capacitor bank 52, and a switching circuit 53.
  • the power source 51 serves to supply electrical energy for charging the capacitor bank 52.
  • a DC voltage source can be used.
  • the capacitor bank 52 may include at least one capacitor or a plurality of capacitors connected in parallel.
  • the switching circuit 53 functions to selectively connect the power source 51 and the capacitor bank 52, the capacitor bank 52, and the operation coil 20.
  • the switching circuit 53 includes a power source 51, a capacitor bank 52, a conductive line 55 connecting the actuation coil 20, and a charge switch 56 and a discharge switch 57 installed on the conductive line 55. do.
  • the charge switch 56 is installed in a path connecting the power source 51 and the capacitor bank 52.
  • the discharge switch 57 is installed in a path connecting the capacitor bank 52 and the working coil 20.
  • electrical energy stored in the capacitor bank 52 is transferred to the working coil 20, and a high voltage current flows in the working coil 20.
  • the drug chamber 30 is inserted into the drug chamber storage part 12 of the case 10 in a state where the cartridge-type drug chamber 30 is separated from the case 10.
  • the charge switch 56 is turned on with the discharge switch 57 of the power supply 50 turned off.
  • the capacitor bank 52 is charged (see FIG. 4).
  • the charge switch 56 of the power supply 50 is turned off and the discharge switch 57 is turned on to operate the energy stored in the capacitor bank 52 for a short time within 1 ms.
  • the coil 20 is instantaneously discharged, a current flows in the working coil 20, and a very strong magnetic field B is generated around the working coil 20.
  • the approximate shape of the magnetic lines of force is as shown in FIG. 2.
  • the induced current I by the changing magnetic field B flows on the deformation wall 31 of the drug chamber 30 adjacent to the actuation coil 20.
  • the induced current I flows clockwise in the form of concentric circles on the deforming wall 31 in accordance with Fleming's right hand law.
  • a very strong Lorentz force F is instantaneously applied to the deformation wall 31.
  • the Lorentz force F deforms the deformation wall 31 away from the actuation coil 20 in accordance with Fleming's left hand law.
  • the pressure in the drug chamber 30 rapidly rises, and the drug D in the form of a microjet is injected through the micro nozzle 40 so that the drug D quickly and accurately penetrates into the skin of the subject.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of another embodiment of a microjet drug delivery system according to the present invention
  • FIG. 7 is a schematic view for explaining a method of operating the microjet drug delivery system shown in FIG. 6, and FIG. 8 is shown in FIG. 6.
  • the drug chamber is separated from the case.
  • this embodiment includes a case 110, an actuation coil 120, a drug chamber 130, a micro nozzle 140, and a power supply 150. Since the micro nozzle 140 and the power supply device 150 do not differ from the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, only the remaining configuration will be described.
  • the case 110 serves to support the actuation coil 120 and the drug chamber 130.
  • the case 110 is made of an insulator such as plastic.
  • the case 110 includes a body 111 and a drug chamber receiver 112.
  • the actuation coil 120 enters the drug chamber accommodating part 112 of the case 110.
  • both side surfaces of the drug chamber 130 are the deformation wall surface 131.

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Abstract

본 발명은 마이크로젯 약물 전달 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로렌츠 힘을 이용하여 약물 챔버를 변형시킴으로써 약물 챔버 내의 약물의 압력을 급속히 상승시키고 이로 인한 마이크로젯을 유도하여 약물을 전달하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 약물 전달 시스템으로서, 전류가 흐르면 자기장을 형성하도록 구성된 작동 코일과, 약물이 저장되며 상기 작동 코일에 의해서 형성된 자기장에 의한 유도 전류가 흐르도록 상기 작동 코일에 인접하여 배치된 변형 벽면을 구비한 약물 챔버와, 상기 약물 챔버를 수용하는 케이스와, 상기 약물 챔버와 연통된 마이크로 노즐과, 상기 작동 코일과 연결된 전원을 포함하는 약물 전달 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템은 로렌츠 힘이 약물 챔버가 직접 작용하기 때문에 구조가 매우 간단하다. 따라서 저비용으로 제작할 수 있다. 또한, 마이크로젯의 압력이나 속도 등을 용이하게 제어할 수 있다.

Description

마이크로젯 약물 전달 시스템
본 발명은 마이크로젯 약물 전달 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로렌츠 힘을 이용하여 약물 챔버를 변형시킴으로써 약물 챔버 내의 압력을 급속히 상승시키고 이로 인한 마이크로젯을 유도하여 약물을 전달하는 장치에 관한 것이다.
체내에 약물을 주입하는 약물 전달 시스템(Drug Delivery System)으로는, 전통적으로 바늘을 가진 주사기를 사용하여 왔다. 그러나 이러한 전통적인 주사기는 주사 시의 통증으로 인해 환자들에게 공포의 대상이 되어 왔으며, 상처로 인한 감염의 우려 등의 피할 수 없는 문제점을 안고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 바늘 없는 주사기(Needle-free injector)와 같은 약물 전달 시스템의 개발이 진행되고 있으며, 이러한 연구의 일환으로 약물을 마이크로젯 방식으로 고속 분사하여 피부의 표피를 통해 직접 체내에 침투시키는 방식의 약물 전달 시스템이 제시되고 있다.
이와 같은 마이크로젯 방식의 고속 분사를 일으키기 위해서는 약물을 정밀하고 강력하게 외부(즉, 피부)로 분사할 필요가 있다. 이러한 분사 방식은, 1930년대 이래로 다양하게 개발되어 왔는데, 최근 들어 압전 세라믹 소자를 이용한 분사 방식, 알루미늄 포일에 레이저 빔을 가함으로써 유발되는 충격파를 통한 분사방식, 로렌츠 힘(Lorentz force)을 이용한 분사방식 등의 다양한 분사방식이 개발되었다.
예를 들어, 공개특허 10-2009-0051246에는 주사될 물질을 유지하기 위한 챔버와, 상기 챔버와 유체 연통되는 노즐, 및 상기 챔버로 이송될 물질을 저장하는 약제 저장기를 포함하는 무침 경피성 이송 장치가 개시되어 있다. 이 무침 경피성 이송 장치는 또한, 상기 챔버와 연통되는 제어 가능한 자석과 코일 전자석 작동기를 포함한다. 작동기는 전기적 인풋을 수용하며 그에 응답하여 힘을 생성한다. 상기 힘은 물질을 챔버로부터 생체로 무침 이송되게 한다.
또한, 일본등록특허 05934710에는 유체를 저장하는 저장부와 이 저장부에 연결된 노즐과 고형물이 충진되며, 노즐에 연결된 저장부로부터 분리된 카트리지(cartridge)와 저장부에 연통된 제어 가능한 전자식의 액추에이터를 구비하는 무 바늘식 수송 장치가 개시되어 있다. 액추에이터는 전기 입력(electrical power input)을 받아 전기 입력(electrical power input)에 따른 기계적인 힘을 생성하고, 기계적인 힘은 저장부 내에 압력을 발생시킨다. 압력의 크기는 기계적인 힘에 따라 변화하고, 저장부로부터 노즐을 통해 유체를 카트리지(cartridge)에 무 바늘 분사시켜 고형물을 카트리지(cartridge)로부터 생체 내에 보낸다.
상술한 방법들은 코일 전자석 작동기나 액추에이터와 같이 약제 저장부에 압력을 가하기 위한 별도의 복잡한 구조를 포함하므로 소형화가 쉽지 않다는 문제가 있었다.
또한, 최근에는 기존의 마이크로젯 방식의 분사와는 달리, 분사되는 약물의 양, 약물의 분사속도를 미세하게 조절할 수 있으면서도 연속적인 주사가 가능하며, 재사용이 가능한 레이저-버블(Laser-Bubble) 방식의 마이크로젯 분사 방식이 개발되었다.
예를 들어, 등록특허 10-1500568, 등록특허 10-1834773 등에는 레이저를 이용하여 압력 발생용 액체를 급격하게 기화시켜서 압력을 증가시킴으로써 약물과 압력 발생용 액체를 사이에 배치되는 탄성막을 약물 방향으로 변형시키는 레이저 버블 방식의 마이크로젯 약물 전달 장치가 개시되어 있다. 하지만, 레이저 장비의 크기와 비용의 문제로 소형화 및 보급화에 있어 제한이 있다.
[선행기술문헌]
공개특허 10-2009-0051246
일본등록특허 05934710
등록특허 10-1500568
등록특허 10-1834773
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 가압수단으로서 하전입자가 전기장에서 받는 힘, 즉 로렌츠 힘을 사용하며, 구조가 간단하여 소형화가 용이한 새로운 방식의 마이크로젯 약물 전달 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 약물 전달 시스템으로서, 전류가 흐르면 자기장을 형성하도록 구성된 작동 코일과, 약물이 저장되며 상기 작동 코일에 의해서 형성된 자기장에 의한 유도 전류가 흐르도록 상기 작동 코일에 인접하여 배치된 변형 벽면을 구비한 약물 챔버와, 상기 약물 챔버를 수용하는 케이스와, 상기 약물 챔버와 연통된 마이크로 노즐과, 상기 작동 코일과 연결된 전원 장치를 포함하는 약물 전달 시스템을 제공한다.
본 발명의 약물 전달 시스템은 상기 작동 코일에 전류가 흐르면, 상기 변형 벽면이 로렌츠 힘에 의해서 변형되며 상기 약물 챔버 내의 압력이 상승하고, 상기 약물 챔버에 저장된 약물이 상기 마이크로 노즐을 통해서 배출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전원 장치는, 전력원과, 상기 전력원에 의해서 충전되는 적어도 하나의 커패시터와, 상기 커패시터를 상기 전력원 또는 상기 작동 코일과 선택적으로 연결하여, 상기 커패시터를 충전 또는 방전시키도록 구성된 스위칭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템을 제공한다.
또한, 상기 스위칭 회로는 상기 커패시터를 상기 전력원과 연결하는 경로에 설치되는 충전 스위치와, 상기 커패시터를 상기 작동 코일과 연결하는 경로에 설치되는 방전 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템을 제공한다.
또한, 상기 변형 벽면은 상기 약물 챔버의 다른 벽면에 비해서 얇은 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템을 제공한다.
또한, 상기 작동 코일은 상기 약물 챔버를 감싸는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템을 제공한다.
또한, 상기 작동 코일은 상기 케이스에 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템을 제공한다.
또한, 상기 약물 챔버는 상기 케이스에 장착할 수 있는 카트리지 형태인 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템은 로렌츠 힘이 약물 챔버에 직접 작용하기 때문에 구조가 매우 간단하다. 따라서 소형화가 가능하며, 저비용으로 제작할 수 있어서, 예방 백신 주사기로의 사용과 같은 대량 생산에도 적합하다.
또한, 본 발명에서는 작동 코일과 약물 챔버 사이에 직접적인 물리적 접촉이 없으므로, 이에 따른 약물 챔버 및 약물의 오염이 없다는 장점도 있다.
또한, 압력을 가하기 위한 구성과 약물 챔버가 직접적으로 접촉하지 않기 때문에 약물 챔버만 간단하게 교체할 수 있으므로, 위생문제 및 환경 보호, 자원절약의 효과가 있다.
또한, 작동 코일에 흐르는 전류를 제어하여 마이크로젯의 압력이나 속도 등을 용이하게 제어할 수 있다.
또한, 전원 장치는 반 영구적으로 사용할 수 있어 환경 보호 및 자원 절약의 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템의 일실시예의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마이크로젯 약물 전달 시스템의 작동 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 작동 코일의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 마이크로젯 약물 전달 시스템의 전원 공급 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 도 1에 도시된 약물 챔버가 케이스에서 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 7은 도 6에 도시된 마이크로젯 약물 전달 시스템의 작동 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 도 6에 도시된 약물 챔버가 케이스에서 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 6에 도시된 작동 코일의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 일실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태들로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템의 일실시예의 개략도이며, 도 2는 도 1에 도시된 마이크로젯 약물 전달 시스템의 작동 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1과 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템의 일실시예는 케이스(10), 작동 코일(20), 약물 챔버(30), 마이크로 노즐(40) 및 전원 장치(50)를 포함한다.
본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템은 하전입자가 자기장 속에서 받는 힘, 즉 로렌츠 힘을 사용하여 피부를 통해서 체내로 약물(D)을 전달한다. 본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템은 약물 챔버(30)에 물리적 접촉 없이 전자기력을 작용하여 약물 챔버(30)를 변형하여 약물(D)을 전달한다.
도 1과 2에 도시된 바와 같이, 케이스(10)는 작동 코일(20)과 약물 챔버(30)를 지지하는 역할을 한다. 케이스(10)는 플라스틱과 같은 부도체로 제작된다. 케이스(10)는 몸체부(11)와 약물 챔버 수용부(12)를 포함한다. 몸체부(11)의 내부에는 작동 코일(20)이 들어가 있다. 작동 코일(20)은 인서트 사출 방법으로 몸체부(11)의 내부에 삽입될 수 있다. 약물 챔버 수용부(12)는 몸체부(11)로부터 연장된 통 형태의 부분으로서 통의 내부에 약물 챔버(30)가 수용된다. 약물 챔버(30)는 약물 챔버 수용부(12)의 개방된 일측면을 통해서 약물 챔버 수용부(12)에 끼워질 수 있다. 약물 챔버 수용부(12)의 하단에는 약물 챔버(30)를 지지하기 위해 약물 챔버 수용부(12)의 내측으로 돌출된 지지부(13)가 형성된다. 지지부(13)는 로렌츠 힘이 약물 챔버(30)에 가해질 때 약물 챔버(30)가 밀려서 약물 챔버 수용부(13)의 하단으로 빠지는 것을 방지한다.
작동 코일(20)은 전기 전도성이 좋은 선형 재료를 감은 것으로서, 작동 코일(20)에 전류를 흘리면 작동 코일(20)의 주위에 자기장이 형성된다. 이때, 자력선은 앙페르의 오른나사 법칙에 따라서 만들어진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 나선형(모기향 형태)으로 감은 작동 코일(20)이 사용된다.
약물 챔버(30)에는 환자 등의 피부를 통해서 체내로 전달될 약물(D)이 보관된다. 약물 챔버(30)는 약물(D)이 저장되는 내부 공간을 형성하기 위한 벽멱들을 포함한다. 약물 챔버(30)의 벽면들 중에서 적어도 일부는 유도 전류가 흐르며, 로렌츠 힘에 의해서 변형될 수 있는 변형 벽면(31)이어야 한다. 본 실시예에서는 약물 챔버(30)의 벽면들 중에서 상부 벽면이 변형 벽면(31)이다. 변형 벽면은 쉽게 변형되도록 나머지 벽면(32)에 비해서 얇게 형성되는 것이 바람직하다. 나머지 벽면(32)들은 로렌츠 힘에 의해서 변형되지 않도록 충분히 두껍다. 약물 챔버(30)는 예를 들어, 알루미늄, 구리와 같이, 전기 전도성이 뛰어나면서, 쉽게 변형될 수 있는 금속으로 이루어질 수 있다. 약물 챔버(30)의 내면(35)은 약물(D)이 용이하게 배출될 수 있도록, 아래로 진행할수록 내면(35)이 서로 가까워지도록 경사진다.
마이크로 노즐(40)은 약물 챔버(30)의 하단에 형성된 미세한 구멍(36)에 설치된다. 마이크로 노즐(40)의 내면에는 코팅층(미도시)이 형성될 수 있다. 코팅층으로는 예를 들어, 불소 수지가 사용될 수 있다. 코팅층은 마이크로 노즐(40)의 내면의 마찰 계수를 줄여서, 약물(D)과 마이크로 노즐(40) 사이의 마찰력을 줄일 수 있다. 또한, 코팅층은 마이크로 노즐(40)의 내면이 소수성을 가지도록 하여 분사 효율 향상에 도움이 될 수도 있다. 마이크로 노즐(40)은 약물 챔버(30)에 일체로 형성될 수도 있다.
전원 장치(50)는 작동 코일(20)에 순간적으로 고전압의 전류를 인가하기 위한 장치이다. 도 4는 도 1에 도시된 마이크로젯 약물 전달 시스템의 전원 공급 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전원 장치(50)는 전력원(51), 커패시터 뱅크(52) 및 스위칭 회로(53)를 포함한다. 전력원(51)은 커패시터 뱅크(52)를 충전하기 위한 전기에너지를 공급하는 역할을 한다. 전력원(51)으로는 직류 전압원을 사용할 수 있다. 커패시터 뱅크(52)는 적어도 하나의 커패시터 또는 병렬로 연결된 복수의 커패시터를 포함할 수 있다. 스위칭 회로(53)는 전력원(51)과 커패시터 뱅크(52), 커패시터 뱅크(52)와 작동 코일(20)을 선택적으로 연결하는 기능을 한다. 스위칭 회로(53)는 전력원(51), 커패시터 뱅크(52), 작동 코일(20)을 연결하는 도선(55)과 도선(55)에 설치된 충전 스위치(56) 및 방전 스위치(57)를 포함한다. 충전 스위치(56)는 전력원(51)과 커패시터 뱅크(52)를 연결하는 경로에 설치된다. 충전 스위치(56)가 온되면 커패시터 뱅크(52)에 전기에너지가 저장된다. 방전 스위치(57)는 커패시터 뱅크(52)와 작동 코일(20)을 연결하는 경로에 설치된다. 방전 스위치(57)가 온되면 커패시터 뱅크(52)에 저장된 전기에너지가 작동 코일(20)로 전달되어, 작동 코일(20)에 고전압의 전류가 흐른다.
이하에서는 상술한 마이크로젯 약물 전달 시스템의 작용에 대해서 설명한다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 카트리지 형태의 약물 챔버(30)가 케이스(10)에서 분리된 상태에서 케이스(10)의 약물 챔버 저장부(12)에 약물 챔버(30)를 끼운다.
약물 챔버(30)가 케이스(10)에 결합된 상태에서, 마이크로젯 약물 전달 시스템을 가동하면, 전원 장치(50)의 방전 스위치(57)가 오프된 상태에서, 충전 스위치(56)가 온되어 커패시터 뱅크(52)가 충전된다(도 4 참조).
약물 주입 버튼(미도시)을 누르면, 전원 장치(50)의 충전 스위치(56)가 오프되고, 방전 스위치(57)가 온되면서, 1ms 이내의 짧은 시간 동안 커패시터 뱅크(52)에 저장된 에너지가 작동 코일(20)에 순간적으로 방전되면서 작동 코일(20)에 전류가 흐르고, 작동 코일(20) 주변에 매우 강한 자기장(B)이 발생한다. 자력선의 대략적인 형태는 도 2에 도시된 바와 같다.
그리고 동시에 작동 코일(20)에 인접한 약물 챔버(30)의 변형 벽면(31)에 변화하는 자기장(B)에 의한 유도전류(I)가 흐른다. 도 1에 도시된 바와 같이, 유도전류(I)는 플레밍의 오른손 법칙에 따라서 변형 벽면(31)에 동심원 형태로 시계방향으로 흐른다.
그리고 생성된 자기장(B)과 유도전류(I)의 상호작용으로 순간적으로 매우 강한 로렌츠 힘(F)이 변형 벽면(31)에 가해진다. 도 2에 도시된 바와 같이, 로렌츠 힘(F)은 플레밍의 왼손 법칙에 따라서 변형 벽면(31)을 작동 코일(20)로부터 멀어지는 방향으로 변형시킨다. 이로 인해 약물 챔버(30) 내의 압력이 급속하게 상승하고, 마이크로젯 형태의 약물(D)이 마이크로 노즐(40)을 통해서 분사되어 피시술자의 피부 내로 약물(D)이 신속하고 정확하게 침투된다.
도 6은 본 발명에 따른 마이크로젯 약물 전달 시스템의 다른 실시예의 개략도이며, 도 7은 도 6에 도시된 마이크로젯 약물 전달 시스템의 작동 방법을 설명하기 위한 개략도이며, 도 8은 도 6에 도시된 약물 챔버가 케이스에서 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 케이스(110), 작동 코일(120), 약물 챔버(130), 마이크로 노즐(140) 및 전원 장치(150)를 포함한다. 마이크로 노즐(140)과 전원 장치(150)는 도 1과 2에 도시된 실시예와 차이가 없으므로, 나머지 구성에 대해서만 설명한다.
케이스(110)는 작동 코일(120)과 약물 챔버(130)를 지지하는 역할을 한다. 케이스(110)는 플라스틱과 같은 부도체로 제작된다. 케이스(110)는 몸체부(111)와 약물 챔버 수용부(112)를 포함한다. 본 실시예에서는 도 1과 2에 도시된 실시예와 달리, 케이스(110)의 약물 챔버 수용부(112)에 작동 코일(120)이 들어가 있다.
본 실시예에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 선재를 나선형으로 감아서 만든 원통형의 코일이 작동 코일(120)이 사용된다. 또한, 본 실시예에서는 약물 챔버(130)의 양쪽 측면이 변형 벽면(131)이 된다.
본 실시예에서는 도 1과 2에 도시된 실시예와 달리, 로렌츠 힘(F)에 의해서 약물 챔버(130)의 양쪽 측면이 변형되면서, 약물 챔버(130) 내의 압력이 급속하게 상승하고, 마이크로젯 형태의 약물(D)이 마이크로 노즐(140)을 통해서 분사된다. 본 실시예에서는 약물 챔버(130)의 양쪽 측면에 로렌츠 힘(F)이 가해지므로, 로렌츠 힘(F)에 의해서 약물 챔버(130)가 케이스(110)로부터 분리되지 않는다. 따라서 도 1과 2에 도시된 실시예와 달리 별로의 지지부를 형성할 필요가 없다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (7)

  1. 약물 전달 시스템으로서,
    전류가 흐르면 자기장을 형성하도록 구성된 작동 코일과,
    약물이 저장되며, 상기 작동 코일에 의해서 형성된 자기장에 의한 유도 전류가 흐르도록, 상기 작동 코일에 인접하여 배치된 변형 벽면을 구비한 약물 챔버와,
    상기 약물 챔버를 수용하는 케이스와,
    상기 약물 챔버와 연통된 마이크로 노즐과,
    상기 작동 코일과 연결된 전원 장치를 포함하며,
    상기 작동 코일에 전류가 흐르면, 상기 변형 벽면이 로렌츠 힘에 의해서 변형되며 상기 약물 챔버 내의 압력이 상승하고, 상기 약물 챔버에 저장된 약물이 상기 마이크로 노즐을 통해서 배출되는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 장치는,
    전력원과,
    상기 전력원에 의해서 충전되는 적어도 하나의 커패시터와,
    상기 커패시터를 상기 전력원 또는 상기 작동 코일과 선택적으로 연결하여, 상기 커패시터를 충전 또는 방전시키도록 구성된 스위칭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 상기 커패시터를 상기 전력원과 연결하는 경로에 설치되는 충전 스위치와, 상기 커패시터를 상기 작동 코일과 연결하는 경로에 설치되는 방전 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변형 벽면은 상기 약물 챔버의 다른 벽면에 비해서 얇은 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 작동 코일은 상기 약물 챔버를 감싸는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 작동 코일은 상기 케이스에 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 약물 챔버는 상기 케이스에 장착할 수 있는 카트리지 형태인 것을 특징으로 하는 마이크로젯 약물 전달 시스템.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102538410B1 (ko) * 2020-09-29 2023-06-01 큐어스트림(주) 약물 주입 기기
KR102513098B1 (ko) 2020-11-06 2023-03-23 주식회사 제이시스메디칼 무침 주사기
KR102517517B1 (ko) * 2021-01-27 2023-04-05 주식회사 엔스퀘어 유도전류형 무바늘 약물 분사장치
KR102480640B1 (ko) * 2021-09-30 2022-12-23 바즈바이오메딕(주) 약물 주입 성능의 조절이 가능한 무바늘 주사 시스템
KR102565598B1 (ko) 2021-11-08 2023-08-10 주식회사 엔스퀘어 약액 수용량의 조절이 가능한 마이크로젯 주입 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013163105A (ja) * 2006-09-01 2013-08-22 Massachusetts Inst Of Technology <Mit> 無針経皮移送装置
KR20140118339A (ko) * 2013-03-29 2014-10-08 가천대학교 산학협력단 자기장에 의해 구동되는 마이크로칩 및 이를 포함하는 무선 약물 전달장치
KR20140125249A (ko) * 2013-04-18 2014-10-28 (의료)길의료재단 호흡을 이용한 능동형 약물 투입기
US20150122338A1 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 Massachusetts Institute Of Technology Automated method for simultaneous bubble detection and expulsion
KR20160049791A (ko) * 2014-10-28 2016-05-10 연세대학교 산학협력단 인덕터코일을 이용한 복합약물전달장치 및 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6258062B1 (en) * 1999-02-25 2001-07-10 Joseph M. Thielen Enclosed container power supply for a needleless injector
US7833189B2 (en) * 2005-02-11 2010-11-16 Massachusetts Institute Of Technology Controlled needle-free transport
CN103298507B (zh) 2010-10-07 2015-08-26 麻省理工学院 采用线性洛仑兹力致动的无针射流注射系统递送固体和/或流体
KR101500568B1 (ko) 2013-05-30 2015-03-09 일진전기 주식회사 마이크로젯 약물 전달 장치의 약물 공급 제어 방법 및 이를 이용한 마이크로젯 약물 전달 시스템
KR101834773B1 (ko) 2017-08-31 2018-03-06 제이에스케이바이오메드(주) 마이크로젯 약물 주사 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013163105A (ja) * 2006-09-01 2013-08-22 Massachusetts Inst Of Technology <Mit> 無針経皮移送装置
KR20140118339A (ko) * 2013-03-29 2014-10-08 가천대학교 산학협력단 자기장에 의해 구동되는 마이크로칩 및 이를 포함하는 무선 약물 전달장치
KR20140125249A (ko) * 2013-04-18 2014-10-28 (의료)길의료재단 호흡을 이용한 능동형 약물 투입기
US20150122338A1 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 Massachusetts Institute Of Technology Automated method for simultaneous bubble detection and expulsion
KR20160049791A (ko) * 2014-10-28 2016-05-10 연세대학교 산학협력단 인덕터코일을 이용한 복합약물전달장치 및 방법

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