WO2021230582A1 - 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치 - Google Patents

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WO2021230582A1
WO2021230582A1 PCT/KR2021/005761 KR2021005761W WO2021230582A1 WO 2021230582 A1 WO2021230582 A1 WO 2021230582A1 KR 2021005761 W KR2021005761 W KR 2021005761W WO 2021230582 A1 WO2021230582 A1 WO 2021230582A1
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needle
drug
circumferential surface
skin
movable plate
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PCT/KR2021/005761
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서석배
김자영
서호준
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주식회사 제이시스메디칼
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Definitions

  • the present invention relates to a drug injection device, and more particularly, to a drug injection device having a reciprocating needle into which a drug is injected when a movable plate is retracted in a state in which the needle is penetrated into the skin.
  • a method of penetrating a drug into the skin is used as a treatment method for skin beauty, health, obesity treatment, etc., such as wrinkles, acne removal, keratin removal, and hair loss treatment.
  • Examples of such a treatment method include a method of maximizing drug efficacy by making a hole in the skin and applying a drug or cosmetic on it so that the drug penetrates quickly and in large amount, and stimulates the skin with a needle, resulting in the body's reflex. There are methods for inducing the formation of collagen.
  • micropores When a plurality of micropores are made in the skin of the human body, new flesh sprouts by the autogenous force of the damaged skin tissue, and when a therapeutic drug is applied to the area where the micropores are formed, the drug can quickly penetrate into the skin through the micropores.
  • An object of the present invention is to solve the above problems, and to inject a drug in the process of detaching the needle from the skin.
  • the above object is a main body, an injection hole formed through the outer circumferential surface of the main body, a drug chamber communicated to inject a drug through the injection hole, and a reciprocating movement along the longitudinal direction of the main body with a part inserted inside the main body Actuator, a movable plate coupled to one end of the actuator located inside the body and installed in close contact with the inner wall of the body, is formed on the movable plate, and the movable plate is moved away from the skin by the actuator It can be achieved by a drug injection device comprising a one-way valve that is opened when moving and a needle communicating with the one-way valve and injecting the drug by penetrating the skin.
  • the one-way valve is elastically deformed and opened toward the skin side when pressure is applied from the through-hole, and when pressure is applied from the skin side, the inner circumferential surface of the one-way valve is in close contact with the outer circumferential surface of the needle and may be closed.
  • An RF generator electrically connected to the needle is further included, and electrical energy generated from the RF generator may be generated from the needle.
  • the RF generator may be operated in a state in which the cut part of the needle penetrates the skin.
  • the one-way valve may include an inner cap formed to surround an outer circumferential surface of the needle in a longitudinal direction and an outer cap formed to surround the inner cap with a larger diameter than the inner cap.
  • the movable plate may include a plurality of through-holes formed through the movable plate and formed in an area projected between the outer circumferential surface of the needle and the inner circumferential surface of the inner cap.
  • the inner cap When pressure is applied from the through hole, the inner cap is elastically deformed toward the skin side and is opened, and when pressure is applied from the skin side, the inner circumferential surface of the inner cap is in close contact with the outer circumferential surface of the needle and may be closed.
  • It may include a plurality of flow holes formed through the outer circumferential surface of the needle and formed in the outer circumferential surface between the inner cap and the outer cap.
  • a control valve installed in the injection port and opened when the movable plate moves in a direction to approach the skin side may be further included.
  • the drug is administered while the needle is infiltrated into the skin and released to the outside, the negative pressure generated in the skin is minimized, so that the drug can be smoothly discharged.
  • a separate driving energy source for the drug contained in the drug chamber is omitted by generating positive or negative pressure using a movable plate movable in a vacuum state inside the body in which the needle is installed. Even if it is, energy efficiency can be increased because it is discharged naturally.
  • the negative pressure generated in the skin can be minimized, thereby minimizing the feeling of heterogeneity in the skin.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a drug injection device having a reciprocating needle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 and 3 show a state while moving the actuator of FIG. 1 toward the skin.
  • FIG. 4 and 5 show a state while moving the actuator of FIG. 1 in a direction away from the skin side.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a drug injection device having a reciprocating needle according to another embodiment of the present invention.
  • 9 and 10 show a state while moving the actuator of FIG. 6 in a direction away from the skin side.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a drug injection device having a reciprocating needle according to an embodiment of the present invention.
  • the drug injection device having a reciprocating needle according to an embodiment of the present invention through the main body 100, the injection hole 101 formed through the outer peripheral surface of the body 100, the injection hole 101
  • the drug chamber 110 communicated to inject the drug, the actuator 120 reciprocating along the longitudinal direction of the main body 100 with a part inserted inside the main body 100, located inside the main body 100
  • the movable plate 130 coupled to one end of the actuator 120 and installed in a state in close contact with the inner wall surface of the main body 100, is formed on the movable plate 130, and the movable plate by the driving force of the actuator 120
  • the one-way valve 140 is opened when the 130 moves in a direction away from the skin, and the needle 150 communicates with the one-way valve 140 and penetrates the skin to inject the drug.
  • the body 100 is to form the outer shape of the drug injection device, it may be formed in a cylindrical hollow shape.
  • the cross-sectional shape of the body 100 may be a hollow cylindrical shape.
  • a part of the actuator 120 is moved in a state where it is located, and the movable plate 130 is in close contact with the inner wall surface of the body 100 and can be moved along the axial direction of the actuator 120. space can be provided.
  • the cross-sectional shape of the body 100 may be formed in a polygonal shape other than a circular shape, but a circular shape suitable for shape processing of the movable plate 130 will be described as an example.
  • the injection port 101 is located on the upper left side of the main body 100 as shown in the accompanying drawings of this embodiment, but if the drug can be injected into the main body 100, any of the side wall or the upper wall surface of the main body 100 It may be formed through the wall.
  • the drug chamber 110 which will be described later, communicates through the injection hole 101 that is formed through this way.
  • control valve (not shown) may be installed in the inlet 101 .
  • the control valve may control the fluid flow by opening and closing the communication state between the drug chamber 110 and the pressure chamber (P). That is, when the control valve is opened in the process of the movable plate 130 descending, the drug L of the drug chamber 110 may be sucked by the negative pressure formed in the pressure chamber P. On the contrary, when the control valve is closed while the movable plate 130 is rising, it means to control so that a positive pressure is formed in the pressure chamber P.
  • control valve can be controlled to open so that the drug (L) of the drug chamber 110 is sucked by the negative pressure generated in the pressure chamber P while the movable plate 130 moves toward the skin (S) side. have.
  • control valve may be controlled to close so that positive pressure is generated in the pressure chamber P while the movable plate 130 moves in a direction away from the skin S side.
  • the control valve may be omitted when used for a one-time use, such as when only a function of sucking and discharging a drug accommodated in the drug chamber 110 is performed.
  • the drug chamber 110 provided inside the drug chamber 110 contains a drug such as a liquid or gel state, or a polymer such as Sculptra in a crystalline powder form may be mixed with the drug,
  • a drug such as a liquid or gel state, or a polymer such as Sculptra in a crystalline powder form may be mixed with the drug,
  • the drug accommodated in the drug chamber 110 is injected into the interior of the body 100 through the injection port 101 .
  • the drug accommodated in the interior of the drug chamber 110 generates an external force exceeding the pressure of the pressure chamber P provided inside the main body 100 to be injected into the pressure chamber P by a syringe (syringe) or an injector ( Injerctor), etc., may be used, but in this embodiment, energy efficiency is increased as well as the number of components required for implementation by allowing the pressure chamber P to be naturally sucked by the pressure change of the pressure chamber P as will be described later. to achieve a reduction effect.
  • the pressure chamber P when the pressure chamber P is formed in a vacuum state and the pressure of the pressure chamber P is changed according to the movement of the movable plate 130 coupled to the end of the actuator 120 , the pressure chamber generated thereby The drug in the drug chamber 110 is sucked toward the pressure chamber P by the negative or positive pressure in (P), or the drug introduced into the pressure chamber P is extruded through the needle 150.
  • a portion of one side of the actuator 120 in the longitudinal direction may be located inside the body 100 , and a portion of the opposite side may be installed in a state exposed to the outside of the body 100 .
  • the actuator 120 reciprocates along its axial direction by an external force, but a part of the actuator 120 is located inside the main body 100, and a part along the longitudinal direction of the actuator 120 moves in and out. This is repeated, and a portion of the opposite side may be coupled to a driving device not shown.
  • the driving device may be a driving device such as a solenoid valve that is fixedly coupled to the actuator 120 and can be driven to reciprocate along the longitudinal direction of the actuator 120, but the actuator 120 is a cam interlocked to reciprocate.
  • a driving device such as a solenoid valve that is fixedly coupled to the actuator 120 and can be driven to reciprocate along the longitudinal direction of the actuator 120, but the actuator 120 is a cam interlocked to reciprocate.
  • the solenoid valve is not limited to the above-mentioned solenoid valve and may be a driving device of various types.
  • the upper surface of the movable plate 130 is coupled to the lower end of the actuator 120 so as to move integrally.
  • the movable plate 130 may have a predetermined thickness and may be formed to be in close contact with the inner wall surface of the body 100 .
  • the outer circumferential shape of the movable plate 130 must be circular, and when the cross-sectional shape of the body 100 is polygonal, the outer circumferential shape of the movable plate 130 must be polygonal. of course it is
  • the shape of the outer circumferential surface of the movable plate 130 is formed to correspond to the shape of the body 100 , and the diameter or width and length of the movable plate 130 is preferably formed to be at least equal to the inner diameter of the body 100 .
  • a sealing member (not shown) may be disposed on the outer circumferential surface of the movable plate 130 .
  • the sealing member may be made of a rubber material that is elastically deformed, and the air or fluid inside the pressure chamber P secures airtightness with the outside of the pressure chamber P due to this sealing member. It is possible to increase the efficiency of negative pressure or positive pressure.
  • Through-holes 131 that are radially spaced apart from the axis of movement of the actuator 120 may be formed in the movable plate 130 .
  • a through hole 131 may be formed so that the fluid may pass in the thickness direction of the movable plate 130 .
  • a plurality of through-holes 131 may be formed to flow toward the one-way valve 140 to be described later.
  • the one-way valve 140 may be formed so that air or a fluid may selectively pass in the thickness direction of the movable plate 130 .
  • the potion flowing through the through hole 131 may be configured to flow along the outer circumferential surface of the needle 150 .
  • the potion flows along the outer circumferential surface of the needle 150, but when a guide groove (not shown) is formed on the outer circumferential surface of the needle 150 from one end to the other end in the longitudinal direction, the potion flows along the guide groove. ) may be guided from one end to the other end. In this case, a guide groove passing through the arrival point of the potion sprayed from the one-way valve 140 is formed.
  • one-way valves 140 when there are two one-way valves 140 to be disposed, it means that two guide grooves are formed, and a number of guide grooves corresponding to the number of installed one-way valves 140 may be formed.
  • the one-way valve 140 is shown in an inclined form to have a length in the needle 150 side direction (up and down in the drawing), but this shape is only an exaggerated shape to help understanding, , may be formed in various shapes to have a shorter length according to a design value applied to the negative or positive pressure formed in the pressure chamber P.
  • any structure such as a valve structure capable of performing a function of guiding a fluid consisting of a liquid or a gas to flow in only one direction in the pressure chamber P may be applied.
  • the one-way valve 140 may be formed of a thin rubber material, preferably silicone rubber. Since the silicone rubber has excellent elasticity and low thermal conductivity, when a function such as a laser or RF radio frequency is additionally applied as described below, it effectively shields heat generated by laser irradiation, etc. It has the advantage of preventing deterioration and damage.
  • any material having elasticity and liquid impermeability according to selection such as nitrile butadiene rubber (NBR) may be used.
  • NBR nitrile butadiene rubber
  • the one-way valve 140 is opened when pressure is applied from the through-hole 131, and when pressure is applied from the skin (S) side, it may be formed in a shape that is easy to adhere to the outer circumferential surface of the needle 150.
  • the end of the one-way valve 140 in contact with the outer circumferential surface of the needle 150 is preferably curved convexly toward the needle 150 .
  • the needle 150 allows the drug (L) passing through the one-way valve 140 to flow along the inner space, and then to be injected toward the skin (S) along the outer circumferential surface of the needle 150.
  • a plurality of needles 150 may be radially arranged around the axis of movement of the actuator 120 . However, in this embodiment, as shown in the accompanying drawings for convenience of description, it is assumed that one or two needles 150 are provided in the cross-sectional view.
  • the needle 150 when an RF generator (not shown) electrically connected to the needle 150 is further included, the needle 150 is in a state in which an environment in which electricity does not flow inside the drug is implemented by applying an insulation coating to the needle. It may be configured so that electric energy generated from the RF generator in a state that has penetrated into the skin S can be supplied into the skin through the needle 150 .
  • FIG. 2 and 3 show a state while moving the actuator of FIG. 1 toward the skin.
  • the drug introduced into the pressure chamber (P) in the process of continuously descending the movable plate 130 is maintained in a vacuum state by the one-way valve 140, so that the state in which the drug is temporarily accommodated on the movable plate 130 is maintained.
  • the air is discharged through the vent hole 102 formed through the outer wall of the body 100 .
  • FIG. 3 is a state in which the movable plate 130 of the state shown in FIG. 2 is further lowered, and a larger amount of the drug (L) is temporarily accommodated on the movable plate 130, and is movable. It is located at H2, which is the maximum descending height of the plate 130 .
  • the position of the vent 102 is defined as the maximum moving distance from H1, which is the initial position of the movable plate 130, to H2, the distance between H1 and H2 is 2-3 mm as the movable plate 130 is shown as an example. may be, and the movable plate 130 may be set to a position passing through H2. This is because, if the position of the vent 102 is the position of H1-H2, the drug (L) temporarily accommodated in the movable plate 130 may leak to the outside.
  • FIG. 4 and 5 show a state while moving the actuator of FIG. 1 in a direction away from the skin side.
  • the needle 150 starts to rise by the upward driving force applied to the actuator 120 in the state that it penetrates the skin S.
  • a positive pressure is generated in the pressure chamber P, whereby the drug L temporarily accommodated on the movable plate 130 is discharged through the through hole 131 .
  • a flow path F may be defined between the inner circumferential surface of the one-way valve 140 and the outer circumferential surface of the needle 150 .
  • a gap C is formed between the inner circumferential surface of the one-way valve 140 and the outer circumferential surface of the needle 150 by the positive pressure acting to push the one-way valve 140 .
  • the drug (L) injected from the one-way valve 140 passes through the flow path (F) and the drug (L) passes through the gap (C), and is introduced along the outer peripheral surface of the needle 150 .
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a drug injection device having a reciprocating needle according to another embodiment of the present invention.
  • the drug injection device having a reciprocating needle according to another embodiment of the present invention through the main body 200, the injection hole 201 formed through the outer peripheral surface of the body 200, the injection hole 201
  • the drug chamber 210 communicated to inject the drug, the actuator 220 reciprocating along the longitudinal direction of the main body 200 with a part inserted inside the main body 200, located inside the main body 200
  • FIG. 6 The configuration shown in FIG. 6 is compared with the configuration of FIG. 1 , the one-way valve 140 of FIG. 1 is composed of an inner cap 241 and an outer cap 242 as shown in FIG. 6 , and FIG. 1 There is a difference in that a plurality of flow holes 251 are additionally formed in the needle 150 of the bar, and a detailed description of other overlapping configurations will be omitted.
  • the one-way valve 240 may be formed so that air or fluid may selectively pass in the thickness direction of the movable plate 230 . That is, the one-way valve 240 is opened when pressure is applied from the through-hole 231 , and when pressure is applied from the skin (S) side, it can be formed in a shape that is easy to adhere to the outer circumferential surface of the needle 250 .
  • the through hole 231 may be formed at a position where the fluid inside the pressure chamber P can be guided between the inner peripheral surface of the inner cap 241 and the outer peripheral surface of the needle 150 .
  • the one-way valve 240 has a larger diameter than the inner cap 241 and the inner cap 241 that are formed to surround the outer circumferential surface along the longitudinal direction of the needle 250 and are spaced apart from the outer side of the inner cap 241 to wrap. It may include an outer cap 242 formed.
  • the inner cap 241 may be formed in a hollow conical shape in which one end having a relatively small diameter is in close contact with the outer circumferential surface of the needle 250 .
  • the outer cap 242 is formed in a hollow conical shape having a larger diameter than the inner cap 241 and is disposed to surround the inner cap 241 radially outwardly, thereby forming the outer circumferential surface of the inner cap 241 and the outer cap.
  • a flow path F may be defined between the inner peripheral surfaces of 242 .
  • the inner cap 241 and the outer cap 242 are thin films having elastic restoring force, and may form a boundary between the pressure between the pressure chamber P and the drug chamber 210 .
  • the inner cap 241 and the outer cap 242 may be formed of a thin rubber material, preferably silicone rubber. Since the silicone rubber has excellent elasticity and low thermal conductivity, when a function such as a laser or RF radio frequency is additionally applied as described below, it effectively shields heat generated by laser irradiation, etc. It has the advantage of preventing deterioration and damage.
  • any material having elasticity and liquid impermeability according to selection of nitrile butadiene rubber (NBR) may be used.
  • the inner cap 241 is opened when pressure is applied from the through hole 231 , and when pressure is applied from the skin (S) side, it may be formed in a shape that is easy to adhere to the outer circumferential surface of the needle 250 .
  • the end of the inner cap 241 in contact with the outer circumferential surface of the needle 250 is preferably curved convexly toward the needle 250 .
  • the needle 250 is discharged into the skin (S) through the cut portion 252 formed at the end of the needle 250 so that it can be discharged into the skin (S). do.
  • a plurality of needles 250 may be radially arranged around the axis of movement of the actuator 220 . However, in this embodiment, for convenience of description, it is assumed that one or two needles 250 are provided as shown in the accompanying drawings.
  • the needle 250 may include a plurality of flow holes 251 .
  • the flow hole 251 may be formed on the outer peripheral surface of the needle 250 exposed between the inner cap 241 and the outer cap 242 .
  • the flow hole 251 has a function of guiding that, when the inner cap 241 is opened and the drug L is introduced, the introduced drug L is introduced into the inner space of the needle 250 through the flow hole 251 .
  • the skin-side end of the needle 250 is formed with a cut portion 252 processed to form a sharp shape, if necessary, to facilitate penetration while in contact with the patient's skin.
  • the introduced drug (L) passes through the inner space of the needle 250 and is guided along its longitudinal direction, the needle ( By being discharged from the cut part 252 of the 250), the drug (L) is injected into the skin (S).
  • the needle 250 when an RF generator (not shown) electrically connected to the needle 250 is further included, an environment in which electricity does not flow inside the drug is implemented by applying an insulation coating to the needle, the needle 250 In a state in which the cut portion 252 penetrates the skin S, the electrical energy generated from the RF generator may be configured to be supplied into the skin through the needle 250 .
  • the injection port 201 is opened, or when a control valve is installed to control the opening of the injection port 201 , the drug contained in the drug chamber 210 is sucked into the pressure chamber P.
  • the drug introduced into the pressure chamber P while the movable plate 230 continuously descends is maintained in a vacuum state by the inner cap 241 of the one-way valve 240, so that the drug is temporarily placed on the movable plate 230. Acceptable state can be maintained.
  • the air is discharged through the vent 202 formed through the outer wall of the body 200 .
  • FIG. 3 is a state in which the movable plate 230 of the state shown in FIG. 2 is further lowered, and a larger amount of the drug (L) is temporarily accommodated on the movable plate 230, and the movable plate 230 is moved. It is located at H2, which is the maximum descending height of the plate 230 .
  • the position of the vent 202 is defined as the maximum movement distance from H1, which is the initial position of the movable plate 230, to H2 as shown in the movable plate 230 as an example, the distance between H1 and H2 is 2-3 mm may be, and the movable plate 230 may be set to a position passing through H2. This is because, if the position of the vent 202 is the position of H1-H2, the drug (L) temporarily accommodated in the movable plate 230 may leak to the outside.
  • 9 and 10 show a state while moving the actuator of FIG. 6 in a direction away from the skin side.
  • the cut part 252 of the needle 250 starts to rise by the upward driving force applied to the actuator 220 in the state that it penetrates into the skin (S).
  • a positive pressure is generated in the pressure chamber P, whereby the drug L temporarily accommodated on the movable plate 230 is discharged through the through hole 231 .
  • a pressure to push the inner cap 241 by the positive pressure acts on the inner circumferential surface of the inner cap 241 and A gap (C) is formed between the outer peripheral surface of the needle (250).
  • the drug (L) passes through the gap (C), and is introduced into the flow hole (251) of the needle (250).
  • the drug (L) accommodated in the movable plate 230 gradually flows through the needle 250, and cuts the cut 252 formed at the end of the needle 250.
  • the drug supply proceeds through the process of being discharged into the skin (S).
  • the drug is administered while the needle is infiltrated into the skin and escaped to the outside, the negative pressure generated in the skin is minimized, so that the drug can be smoothly discharged.
  • a separate driving energy source for the drug contained in the drug chamber is omitted by generating positive or negative pressure using a movable plate movable in a vacuum state inside the body in which the needle is installed. Even if it is, energy efficiency can be increased because it is discharged naturally.
  • the negative pressure generated in the skin can be minimized, thereby minimizing the feeling of heterogeneity in the skin.

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Abstract

본 발명은 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치에 관한 것으로서, 본체, 상기 본체의 외주면에 관통형성되는 주입구, 상기 주입구를 통해 약물이 주입되도록 연통되는 약물 챔버, 상기 본체의 내측에 일부분이 삽입된 상태로 상기 본체의 길이 방향을 따라 왕복운동되는 액추에이터, 상기 본체의 내부에 위치하는 액추에이터의 일단에 결합되고, 상기 본체의 내벽에 밀착된 상태로 설치되는 가동 플레이트, 상기 가동 플레이트에 형성되고, 상기 액추에이터에 의해 상기 가동 플레이트가 피부로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 경우에 개방되는 일방향 밸브 및 상기 일방향 밸브와 연통되고, 상기 피부를 침투하여 상기 약물을 주입하는 니들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치
본 발명은 약물 주입 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 니들이 피부에 침투된 상태에서 가동 플레이트의 후퇴시에 약물이 주입되는 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치에 관한 것이다.
일반적으로 주름, 여드름 제거, 각질 제거, 탈모 치료 등과 같은 피부 미용 및 건강, 비만 치료 등을 위한 치료 방법으로 약물을 피부에 침투시키는 방법이 사용되고 있다.
이러한 치료방법의 예로는 피부에 구멍을 낸 후 그 위에 약물 또는 화장품을 발라 약물이 빠르고 많은 양이 침투되도록 하여 약효를 극대화하는 방법과, 피부에 바늘로 자극을 주고, 이에 따른 인체의 반사작용으로 콜라겐의 형성을 유도하는 방법이 있다.
상기 인체 피부에 복수의 미세구멍을 내면 손상된 피부 조직의 자생력에 의해 새살이 돋아나고, 미세한 구멍이 생긴 부위에 치료용 약물을 도포하면 상기 약물이 상기 미세한 구멍을 통해 피부속으로 빠르게 침투할 수 있다.
즉, 다수의 바늘이 피부에 침투되면서 발생하는 자연적 상처 치유 작용으로 진피조직이 새로이 구성되고, 재배열되기 때문에 흉터가 얕아지고, 피부가 팽팽하게 당겨지면서 잔주름이 감소하고 색소침착이 개선되어 건강하고 깨끗한 피부로 되살아날 수 있게 된다.
근래에는 바늘을 이용한 피부개선방법의 시술을 용이하게 하기 위해 피부용 약물주입장치가 다수 공급되었다.
그런데, 바늘을 피부에 침투시킨 상태에서 약물을 고속으로 주입하게 되면 피부 내에 부압이 형성되어 약물이 원활하게 공급되지 못하고, 환부에도 이질감을 주게되는 문제가 있다.
따라서, 약물 주입 시 부압이 발생되지 않는 상태로 원활한 약물 주입이 가능하게 하며, 바늘을 통한 약물 주입 시 가해지는 압력에 의한 이질감을 최소화시킬 수 있는 새로운 구조의 약물 주입 장치에 관한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 바늘을 피부로부터 이탈되는 과정에서 약물이 주입되도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적은, 본체, 본체의 외주면에 관통형성되는 주입구, 상기 주입구를 통해 약물이 주입되도록 연통되는 약물 챔버, 상기 본체의 내측에 일부분이 삽입된 상태로 상기 본체의 길이 방향을 따라 왕복운동되는 액추에이터, 상기 본체의 내부에 위치하는 액추에이터의 일단에 결합되고, 상기 본체의 내벽에 밀착된 상태로 설치되는 가동 플레이트, 상기 가동 플레이트에 형성되고, 상기 액추에이터에 의해 상기 가동 플레이트가 피부로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 경우에 개방되는 일방향 밸브 및 상기 일방향 밸브와 연통되고, 상기 피부를 침투하여 상기 약물을 주입하는 니들을 포함하는 약물 주입 장치에 의해 달성될 수 있다.
상기 가동 플레이트에 관통형성되고, 상기 니들의 외주면과 상기 일방향 밸브의 내주면 사이에 투영되는 면적에 복수개로 형성되는 관통홀을 포함할 수 있다.
상기 일방향 밸브는 상기 관통홀로부터 압력이 가해질 경우, 상기 피부 측으로 탄성변형되며 개방되고, 상기 피부 측으로부터 압력이 가해질 경우, 상기 일방향 밸브의 내주면이 상기 니들의 외주면에 밀착되어 폐쇄될 수 있다.
상기 니들에 전기적으로 연결되는 RF발생기가 더 포함되고, 상기 RF발생기로부터 발생되는 전기에너지가 상기 니들로부터 발생될 수 있다.
상기 니들의 절단부가 피부에 침투된 상태에서 상기 RF발생기가 작동될 수 있다.
상기 일방향 밸브는 상기 니들의 길이 방향을 따라 외주면을 감싸도록 형성되는 이너 캡 및 상기 이너 캡보다 큰 직경을 갖고 감싸도록 형성되는 아우터 캡을 포함할 수 있다.
상기 가동 플레이트에 관통형성되고, 상기 니들의 외주면과 상기 이너 캡의 내주면 사이에 투영되는 면적에 복수개로 형성되는 관통홀을 포함할 수 있다.
상기 이너 캡은 상기 관통홀로부터 압력이 가해질 경우, 상기 피부 측으로 탄성변형되며 개방되고, 상기 피부 측으로부터 압력이 가해질 경우, 상기 이너 캡의 내주면이 상기 니들의 외주면에 밀착되어 폐쇄될 수 있다.
상기 니들의 외주면에 관통형성되고, 상기 이너 캡과 아우터 캡 사이의 외주면에 형성되는 복수의 유동홀을 포함할 수 있다.
상기 주입구에 설치되고, 상기 가동 플레이트가 상기 피부측으로 근접하는 방향으로 이동하는 경우에 개방되는 제어 밸브가 더 포함될 수 있다.
본 발명에 따르면, 니들이 피부 속에 침투된 상태에서 외부로 이탈되는 과정에서 약물이 투여되므로 피부 내에서 발생되는 부압이 최소화되어 약물의 배출이 원활해질 수 있다.
또한, 니들을 환자의 피부에 침투시켜 약물을 투여하고자 하는 경우 니들이 설치된 본체 내부에서 진공상태로 이동 가능한 가동 플레이트를 이용하여 양압 또는 음압을 발생시킴으로써 약물 챔버에 수용된 약물이 별도의 구동 에너지원이 생략되더라도 자연적으로 배출되도록 하므로 에너지 효율이 증대될 수 있다.
또한, 니들이 피부 속에서 이탈되면서 약물이 배출되므로 피부 속에 발생되는 부압을 최소화하여 피부에 발생되는 이질감을 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치의 단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 액추에이터를 피부 측으로 이동시키는 중의 상태를 나타낸 것이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 액추에이터를 피부 측으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 중의 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치의 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 6의 액추에이터를 피부 측으로 이동시키는 중의 상태를 나타낸 것이다.
도 9 및 도 10은 도 6의 액추에이터를 피부 측으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 중의 상태를 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치는 본체(100), 본체(100)의 외주면에 관통형성되는 주입구(101), 주입구(101)를 통해 약물이 주입되도록 연통되는 약물 챔버(110), 본체(100)의 내측에 일부분이 삽입된 상태로 본체(100)의 길이 방향을 따라 왕복운동되는 액추에이터(120), 본체(100)의 내부에 위치하는 액추에이터(120)의 일단에 결합되고, 본체(100)의 내측 벽면에 밀착된 상태로 설치되는 가동 플레이트(130), 가동 플레이트(130)에 형성되고, 액추에이터(120)의 구동력에 의해 가동 플레이트(130)가 피부로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 경우에 개방되는 일방향 밸브(140) 및 일방향 밸브(140)와 연통되고 상기 피부를 침투하여 상기 약물을 주입하는 니들(150)을 포함할 수 있다.
본체(100)는 약물 주입 장치의 외형을 형성하는 것으로서, 원통형의 중공 형태로 형성될 수 있다.
본체(100)의 횡단면 형상은 중공의 원기둥 형상일 수 있다. 본체(100)의 내부 공간에는 액추에이터(120)의 일부가 위치한 상태로 이동되고, 가동 플레이트(130)가 본체(100)의 내측 벽면에 밀착된 상태로 액추에이터(120)의 축 방향을 따라 이동 가능하도록 공간을 구비할 수 있다.
본체(100)의 횡단면 형상은 원형 이외에 다각형 등의 형상으로 형성될 수도 있지만, 가동 플레이트(130)의 형상 가공에 적합한 형상인 원형을 일 예로서 설명한다.
주입구(101)는 본 실시예의 첨부된 도면에 나타난 바와 같이 본체(100)의 좌측 상단에 위치하고 있지만, 본체(100)의 내부에 약물을 주입할 수 있다면 본체(100)의 측벽 또는 상측 벽면 중 어떠한 벽면을 관통하여 형성될 수 있다. 이와 같이 관통되어 형성되는 주입구(101)를 통해서 후술하는 약물 챔버(110)가 연통되도록 한다.
또한, 주입구(101)에는 제어 밸브(미도시)가 설치될 수 있다.
상기 제어 밸브는 약물 챔버(110)와 압력 챔버(P) 사이의 연통 상태를 개폐함으로써 유체 유동을 제어할 수 있다. 즉, 가동 플레이트(130)가 하강하는 과정에서 상기 제어 밸브를 개방하면 압력 챔버(P)에 형성되는 음압에 의해 약물 챔버(110)의 약물(L)이 흡인되도록 할 수 있다. 이와 반대로, 가동 플레이트(130)가 상승하는 과정에서 상기 제어 밸브를 폐쇄하면 압력 챔버(P)에 양압이 형성되도록 제어하는 것을 의미한다.
구체적으로, 가동 플레이트(130)가 피부(S) 측으로 이동하는 과정에서 압력 챔버(P) 내에 발생되는 음압에 의해 약물 챔버(110)의 약물(L)이 흡인되도록 상기 제어 밸브가 개방 제어될 수 있다. 이와 반대로, 가동 플레이트(130)가 피부(S) 측으로 멀어지는 방향으로 이동하는 과정에서 압력 챔버(P) 내에 양압이 발생되도록 상기 제어 밸브가 폐쇄 제어될 수 있다. 여기서, 약물 챔버(110)에 수용된 약물이 흡인되어 배출되는 기능만 수행되는 경우와 같이, 일회성으로 사용되는 경우에는 상기 제어 밸브가 생략될 수도 있음은 물론이다.
약물 챔버(110)의 내부에 마련된 약물 챔버(110)에는 액상, 또는 젤(gel) 상태 등의 약물이 수용되거나 이러한 약물에 결정 상태의 가루 형태인 스컬트라 등의 폴리머 등이 혼입될 수 있고, 약물 챔버(110)에 수용된 약물은 주입구(101)를 통해 본체(100)의 내부로 주입되도록 한다.
약물 챔버(110)의 내부에 수용된 약물은 본체(100)의 내부에 마련된 압력 챔버(P)의 압력을 상회하는 외력을 발생시켜 압력 챔버(P)로 분사할 수 있는 시린지(syringe) 또는 인젝터(injerctor) 등의 분사 장치를 사용할 수도 있으나, 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 압력 챔버(P)의 압력 변화에 의해 자연적으로 흡인되도록 함으로써, 에너지 효율을 증대시킬 뿐만 아니라, 구현을 위한 필요 구성 개수도 저감되는 효과를 도모하게 된다.
즉, 압력 챔버(P)를 진공 상태로 형성하고, 액추에이터(120)의 단부에 결합된 가동 플레이트(130)의 이동에 따라 압력 챔버(P)의 압력이 변화하게 되면, 이로 인해 발생되는 압력 챔버(P) 내의 음압 또는 양압에 의해 약물 챔버(110)의 약물이 압력 챔버(P) 측으로 흡인되거나, 압력 챔버(P) 내에 유입된 약물이 니들(150)을 통해 압출되도록 할 수 있다.
액추에이터(120)의 길이 방향을 따른 일측 일부분은 본체(100)의 내측에 위치하고, 반대측 일부는 본체(100)의 외부로 노출된 상태로 설치될 수 있다. 다시 말해, 액추에이터(120)는 외력에 의해 그 축방향을 따라 왕복운동하되, 액추에이터(120)의 일부분은 본체(100)의 내측에 위치한 상태에서 액추에이터(120)의 길이방향을 따른 일부분이 출몰을 반복하게 되고, 반대측 일부분이 도시하지 않은 구동 장치에 결합될 수 있다.
상기 구동 장치는 액추에이터(120)에 고정 결합되고, 액추에이터(120)의 길이방향을 따라 왕복운동되도록 구동할 수 있는 솔레노이드 밸브 등의 구동장치일 수 있지만, 액추에이터(120)가 왕복운동되도록 연동되는 캠 또는 기어 결합 등의 연결 구조도 가능하므로 여기서 언급된 솔레노이드 밸브에 국한되지 않고 다양한 방식의 구동 장치일 수 있다.
본 실시예에 첨부된 도면 상, 액추에이터(120)의 하단에는 가동 플레이트(130)의 상면이 결합되어 일체로 이동되도록 한다.
가동 플레이트(130)는 소정 두께를 갖고 본체(100)의 내측 벽면에 밀착되는 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 본체(100)의 횡단면 형상이 원형인 경우에는 가동 플레이트(130)의 외주면 형상이 원형이어야 하고, 본체(100)의 횡단면 형상이 다각형인 경우에는 가동 플레이트(130)의 외주면 형상이 다각형이어야 함은 물론이다.
가동 플레이트(130)의 외주면 형상은 본체(100)의 형상에 대응되도록 형성되되, 가동 플레이트(130)의 직경 또는 폭 길이는 적어도 본체(100)의 내경과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
추가적으로, 가동 플레이트(130)의 외주면에는 실링 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 실링 부재는 탄력적으로 변형되는 고무 재질 등으로 이루어질 수 있고, 이러한 실링 부재로 인해 압력 챔버(P) 내부의 공기 또는 유체가 압력 챔버(P) 외부와의 기밀성을 확보함으로써 압력 챔버(P)의 음압 또는 양압의 효율을 증대시킬 수 있게 된다.
액추에이터(120)의 이동축을 중심으로 방사형으로 이격되는 관통홀(131)이 가동 플레이트(130)에 형성될 수 있다. 가동 플레이트(130)의 두께 방향으로 유체가 통과할 수 있도록 관통홀(131)이 형성될 수 있다. 관통홀(131)은 후술하는 일방향 밸브(140) 측으로 유동할 수 있도록 복수개 형성될 수 있다.
가동 플레이트(130)의 두께 방향으로 공기 또는 유체가 선택적으로 통과될 수 있도록 일방향 밸브(140)가 형성될 수 있다.
일방향 밸브(140)가 개방되는 경우, 관통홀(131)을 통해 유동하는 물약이 니들(150)의 외주면을 따라 유동하도록 구성할 수 있다. 여기서, 니들(150)의 외주면을 따라 물약이 유동하되, 니들(150)의 외주면에 그 길이 방향을 따라 일단으로부터 타단까지 안내홈(미도시)이 형성되면 물약이 상기 안내홈을 따라 니들(150)의 일단으로부터 타단까지 안내되도록 할 수도 있다. 이 경우, 일방향 밸브(140)로부터 분사되는 물약의 도착점을 경유하는 안내홈이 형성되도록 한다.
아울러, 배치되는 일방향 밸브(140)가 2개인 경우에는 2개의 안내홈이 형성되는 것을 의미하는 바, 일방향 밸브(140)의 설치 개수에 대응하는 개수의 안내홈이 형성될 수 있다.
본 실시예에 첨부된 도면에는 일방향 밸브(140)가 니들(150) 측 방향(도면 상 하측)으로 길이를 갖도록 경사진 형태로 도시되어 있지만, 이러한 형상은 이해를 돕기 위해 과장을 한 형상일 뿐이고, 압력 챔버(P)에 형성되는 음압 또는 양압에 적용되는 설계값에 따라 보다 짧은 길이를 갖도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 아울러, 도시된 일방향 밸브(140)의 구조 이외에도 압력 챔버(P) 내에서 액체 또는 기체로 이루어지는 유체가 일방향으로만 유동하도록 안내하는 기능을 수행할 수 있는 판막 구조 등 어떠한 구조도 적용될 수 있을 것이다.
일방향 밸브(140)는 박막의 고무 재질로 형성될 수 있고, 바람직하게 실리콘 고무가 사용될 수 있다. 상기 실리콘 고무는 신축성이 우수할 뿐만 아니라, 낮은 열 전도도를 가지므로 후술하는 바와 같이 레이저 또는 RF 고주파 등의 기능이 추가적으로 적용될 경우, 레이저 조사 등으로 인해 생성된 열을 효과적으로 차폐하여 열 전달에 의한 약물 변질 및 손상도 방지할 수 있는 장점이 있다.
이외에도 일방향 밸브(140)의 재질로는 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 등의 선택에 따라 탄성력을 가지고 액체 비투과성을 가진 어떠한 재료라도 사용될 수 있다.
일방향 밸브(140)는 관통홀(131)로부터 압력이 가해질 경우에는 개방되고, 피부(S) 측으로부터 압력이 가해질 경우에는 니들(150)의 외주면에 밀착되기 쉬운 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 니들(150)의 외주면에 접촉되는 일방향 밸브(140)의 단부는 니들(150) 측으로 볼록하게 만곡 형성되는 형상이 바람직하다.
니들(150)은 일방향 밸브(140)를 통과하는 약물(L)이 내부 공간을 따라 유동된 후, 니들(150)의 외주면을 따라 피부(S) 측으로 분사될 수 있도록 한다.
니들(150)은 액추에이터(120)의 이동축을 중심으로 방사형으로 복수개 배열될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 설명의 편의 상 첨부된 도면에 나타난 바와 같이 단면도 상 하나 또는 두개의 니들(150)이 구비되는 것으로 가정하여 설명한다.
이에 더하여, 니들(150)에 전기적으로 연결되는 RF발생기(미도시)가 더 포함되는 경우에는 니들에 절연 코팅처리가 됨으로써 약물 내부에 전기가 흐르지 않는 환경이 구현된 상태로, 니들(150)이 피부(S)에 침투된 상태에서 상기 RF발생기로부터 발생되는 전기에너지가 니들(150)을 통해 피부 속으로 공급될 수 있도록 구성할 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 2 및 도 3은 도 1의 액추에이터를 피부 측으로 이동시키는 중의 상태를 나타낸 것이다.
우선, 도 2를 참조하면 액추에이터(120)에 피부 측을 향한 구동력이 가해지면 액추에이터(120)가 도면 상 하측으로 이동된다.
액추에이터(120)와 일체로 이동되는 가동 플레이트(130)의 외주면이 본체(100)의 내측 벽면에 밀착된 상태로 하강함에 따라 압력 챔버(P)에는 음압이 발생한다.
이때, 주입구(101)가 개방되어 있는 경우, 또는 제어 밸브가 설치되어 주입구(101)가 개방 제어되는 경우에는 약물 챔버(110)에 수용된 약물이 압력 챔버(P) 내부로 흡인된다.
가동 플레이트(130)가 지속적으로 하강하는 과정에서 압력 챔버(P)로 유입된 약물은 일방향 밸브(140)에 의해 진공 상태가 유지되므로 가동 플레이트(130) 상에 약물이 일시적으로 수용되는 상태가 유지될 수 있다.
이와 동시에, 피부(S)와 가동 플레이트(130) 사이의 공간에 부압이 형성되는 것을 방지하기 위하여 본체(100)의 외벽에 관통 형성된 통기공(102)을 통하여 공기가 배출되도록 한다.
여기서, 일부의 압력은 폐쇄된 상태를 유지하고 있는 일방향 밸브(140)에 의해 상기 공간에 존재하는 대부분의 내부 압력은 통기공(102)을 통하여 배출된다.
도 3을 참조하면, 도 3은 도 2에 도시된 상태의 가동 플레이트(130)가 더욱 하강된 상태로서, 보다 많은 양의 약물(L)이 가동 플레이트(130) 상에 일시적으로 수용되고, 가동 플레이트(130)의 최대 하강 높이인 H2에 위치한다.
이때, 통기공(102)의 위치는 가동 플레이트(130)가 일례로 나타낸 바와 같이 가동 플레이트(130)의 초기 위치인 H1로부터 H2로 최대 이동거리로 정의되는 경우, H1과 H2의 거리는 2~3mm일 수 있고, 가동 플레이트(130)가 H2를 통과하여 지나가는 위치로 설정될 수 있다. 만약, 통기공(102)의 위치가 H1-H2의 위치인 경우에는 가동 플레이트(130)에 일시적으로 수용된 약물(L)이 외부로 유출될 수 있기 때문이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 액추에이터를 피부 측으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 중의 상태를 나타낸 것이다.
우선, 도 4를 참조하면 니들(150)이 피부(S)에 침투된 상태에서 액추에이터(120)에 가해지는 상승 구동력에 의해 상승하기 시작한다.
가동 플레이트(130)가 상승하기 시작하면서 압력 챔버(P)에는 양압이 발생되고, 이로 인해 가동 플레이트(130) 상에 일시적으로 수용된 약물(L)이 관통홀(131)을 통해 배출된다. 이때, 일방향 밸브(140)의 내주면과 니들(150)의 외주면 사이에 유로(F)가 정의될 수 있다. 또한, 상기 양압에 의해 일방향 밸브(140)를 밀어내는 압력이 작용함으로써 일방향 밸브(140)의 내주면과 니들(150)의 외주면 사이에 간극(C)이 형성된다. 일방향 밸브(140)로부터 분사되는 약물(L)이 유로(F)를 경유하고 간극(C)을 통하여 약물(L)이 통과하고, 니들(150)의 외주면을 따라 유입된다.
가동 플레이트(130)가 점진적으로 상승함과 동시에 가동 플레이트(130)에 수용되어 있던 약물(L)은 점진적으로 니들(150)의 외주면을 따라 유동하고, 니들(150)의 단부에 의해 침습되어 형성된 홀을 통하여 피부(S) 속으로 배출되는 과정을 통하여 약물 공급이 진행된다.
이때, 피부(S) 속에 침투되어 있던 니들(150)이 빠져나가면서 발생되는 피부(S) 내부의 음압을 상쇄시킬 수 있는 약물 공급이 동시에 이루어지므로 약물(L)이 원활하게 공급됨과 동시에 환부에 대한 이질감이 최소화되는 효과를 기대할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 니들(150)의 절단부(520)가 피부(S)로부터 완전히 이탈하게 되면 전술한 바와 같은 방식으로 압력 챔버(P) 내부의 양압에 의해 약물(L)이 완전히 배출되어 가동 플레이트(130) 상에는 잔여 약물이 존재하지 않게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치는 본체(200), 본체(200)의 외주면에 관통형성되는 주입구(201), 주입구(201)를 통해 약물이 주입되도록 연통되는 약물 챔버(210), 본체(200)의 내측에 일부분이 삽입된 상태로 본체(200)의 길이 방향을 따라 왕복운동되는 액추에이터(220), 본체(200)의 내부에 위치하는 액추에이터(220)의 일단에 결합되고, 본체(200)의 내측 벽면에 밀착된 상태로 설치되는 가동 플레이트(230), 가동 플레이트(230)에 형성되고, 액추에이터(220)의 구동력에 의해 가동 플레이트(230)가 피부로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 경우에 개방되는 일방향 밸브(240) 및 일방향 밸브(240)와 연통되고 상기 피부를 침투하여 상기 약물을 주입하는 니들(250)을 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 구성은 도 1의 구성과 비교하여 볼 때, 도 1의 일방향 밸브(140)가 도 6에 도시한 바와 같이 이너 캡(241) 및 아우터 캡(242)로 이루어지고, 도 1의 니들(150)에 복수의 유동홀(251)이 추가로 형성되는 점에서 차이가 있는 바, 이 외의 중복되는 구성에 관한 자세한 설명은 생략한다.
가동 플레이트(230)의 두께 방향으로 공기 또는 유체가 선택적으로 통과될 수 있도록 일방향 밸브(240)가 형성될 수 있다. 즉, 일방향 밸브(240)는 관통홀(231)로부터 압력이 가해질 경우에는 개방되고, 피부(S) 측으로부터 압력이 가해질 경우에는 니들(250)의 외주면에 밀착되기 쉬운 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 관통홀(231)은 압력 챔버(P) 내부의 유체가 이너 캡(241)의 내주면과 니들(150)의 외주면 사이로 안내될 수 있는 위치에 형성될 수 있다.
일방향 밸브(240)는 니들(250)의 길이 방향을 따라 외주면을 감싸도록 형성되는 이너 캡(241) 및 이너 캡(241)보다 큰 직경을 갖고 이너 캡(241)의 외측에서 이격되어 감싸는 형태로 형성되는 아우터 캡(242)을 포함할 수 있다.
이너 캡(241)은 상대적으로 작은 직경을 갖는 일단부가 니들(250)의 외주면에 밀착되는 중공의 원추형으로 형성될 수 있다. 이때, 아우터 캡(242)은 이너 캡(241)보다 큰 직경을 갖는 중공의 원추형으로 형성되고, 이너 캡(241)의 반경 방향 외측으로 감싸는 형태로 배치됨으로써 이너 캡(241)의 외주면과 아우터 캡(242)의 내주면 사이에 유로(F)가 정의될 수 있다.
이너 캡(241) 및 아우터 캡(242)은 탄성 복원력을 가진 얇은 막으로서, 압력 챔버(P)와 약물 챔버(210) 사이의 압력 간의 경계를 형성할 수 있다.
특히, 이너 캡(241) 및 아우터 캡(242)은 박막의 고무 재질로 형성될 수 있고, 바람직하게 실리콘 고무가 사용될 수 있다. 상기 실리콘 고무는 신축성이 우수할 뿐만 아니라, 낮은 열 전도도를 가지므로 후술하는 바와 같이 레이저 또는 RF 고주파 등의 기능이 추가적으로 적용될 경우, 레이저 조사 등으로 인해 생성된 열을 효과적으로 차폐하여 열 전달에 의한 약물 변질 및 손상도 방지할 수 있는 장점이 있다.
이외에도 이너 캡(241) 및 아우터 캡(242)의 재질로는 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 등의 선택에 따라 탄성력을 가지고 액체 비투과성을 가진 어떠한 재료라도 사용될 수 있다.
이너 캡(241)은 관통홀(231)로부터 압력이 가해질 경우에는 개방되고, 피부(S) 측으로부터 압력이 가해질 경우에는 니들(250)의 외주면에 밀착되기 쉬운 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 니들(250)의 외주면에 접촉되는 이너 캡(241)의 단부는 니들(250) 측으로 볼록하게 만곡 형성되는 형상이 바람직하다.
니들(250)은 일방향 밸브(240)를 통과하는 약물(L)이 내부 공간을 따라 유동된 후, 니들(250)의 단부에 형성된 절단부(252)를 통해 피부(S) 속으로 배출될 수 있도록 한다.
니들(250)은 액추에이터(220)의 이동축을 중심으로 방사형으로 복수개 배열될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 설명의 편의 상 첨부된 도면에 나타난 바와 같이 하나 또는 두개의 니들(250)이 구비되는 것으로 가정하여 설명한다.
아울러, 니들(250)은 복수의 유동홀(251)을 포함할 수 있다. 유동홀(251)은 이너 캡(241)과 아우터 캡(242) 사이에서 노출된 니들(250)의 외주면에 형성될 수 있다.
유동홀(251)은 이너 캡(241)이 개방되어 약물(L)이 유입되면, 유입된 약물(L)이 유동홀(251)을 통해 니들(250)의 내부 공간으로 유입되도록 안내하는 기능을 수행하게 된다.
또한, 니들(250)의 피부 측 단부에는 필요에 따라 첨예한 형상을 이루도록 가공된 절단부(252)가 형성되어, 환자의 피부에 접촉하면서 침투하기 용이하도록 한다.
일방향 밸브(240)의 이너 캡(241)이 개방되어 약물(L)이 유입되고, 유입된 약물(L)이 니들(250)의 내부 공간을 통과하며 그 길이 방향을 따라 안내된 후, 니들(250)의 절단부(252)로부터 배출됨으로써 약물(L)이 피부(S)의 내측으로 분사되도록 한다.
이에 더하여, 니들(250)에 전기적으로 연결되는 RF발생기(미도시)가 더 포함되는 경우에는 니들에 절연 코팅처리가 됨으로써 약물 내부에 전기가 흐르지 않는 환경이 구현된 상태로, 니들(250)의 절단부(252)가 피부(S)에 침투된 상태에서 상기 RF발생기로부터 발생되는 전기에너지가 니들(250)을 통해 피부 속으로 공급될 수 있도록 구성할 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 7 및 도 8은 도 6의 액추에이터를 피부 측으로 이동시키는 중의 상태를 나타낸 것이다.
우선, 도 7을 참조하면 액추에이터(220)에 피부 측을 향한 구동력이 가해지면 액추에이터(220)가 도면 상 하측으로 이동된다.
액추에이터(220)와 일체로 이동되는 가동 플레이트(230)의 외주면이 본체(200)의 내측 벽면에 밀착된 상태로 하강함에 따라 압력 챔버(P)에는 음압이 발생한다.
이때, 주입구(201)가 개방되어 있는 경우, 또는 제어 밸브가 설치되어 주입구(201)가 개방 제어되는 경우에는 약물 챔버(210)에 수용된 약물이 압력 챔버(P) 내부로 흡인된다.
가동 플레이트(230)가 지속적으로 하강하는 과정에서 압력 챔버(P)로 유입된 약물은 일방향 밸브(240)의 이너 캡(241)에 의해 진공 상태가 유지되므로 가동 플레이트(230) 상에 약물이 일시적으로 수용되는 상태가 유지될 수 있다.
이와 동시에, 피부(S)와 가동 플레이트(230) 사이의 공간에 부압이 형성되는 것을 방지하기 위하여 본체(200)의 외벽에 관통 형성된 통기공(202)을 통하여 공기가 배출되도록 한다.
여기서, 일부의 압력은 니들(250)의 유동홀(251)을 통하여 전달될 수도 있지만, 폐쇄된 상태를 유지하고 있는 이너 캡(241)에 의해 상기 공간에 존재하는 대부분의 공기는 통기공(202)을 통하여 배출된다.
도 8을 참조하면, 도 3은 도 2에 도시된 상태의 가동 플레이트(230)가 더욱 하강된 상태로서, 보다 많은 양의 약물(L)이 가동 플레이트(230) 상에 일시적으로 수용되고, 가동 플레이트(230)의 최대 하강 높이인 H2에 위치한다.
이때, 통기공(202)의 위치는 가동 플레이트(230)가 일례로 나타낸 바와 같이 가동 플레이트(230)의 초기 위치인 H1로부터 H2로 최대 이동거리로 정의되는 경우, H1과 H2의 거리는 2~3mm일 수 있고, 가동 플레이트(230)가 H2를 통과하여 지나가는 위치로 설정될 수 있다. 만약, 통기공(202)의 위치가 H1-H2의 위치인 경우에는 가동 플레이트(230)에 일시적으로 수용된 약물(L)이 외부로 유출될 수 있기 때문이다.
도 9 및 도 10은 도 6의 액추에이터를 피부 측으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 중의 상태를 나타낸 것이다.
우선, 도 9를 참조하면 니들(250)의 절단부(252)가 피부(S)에 침투된 상태에서 액추에이터(220)에 가해지는 상승 구동력에 의해 상승하기 시작한다.
가동 플레이트(230)가 상승하기 시작하면서 압력 챔버(P)에는 양압이 발생되고, 이로 인해 가동 플레이트(230) 상에 일시적으로 수용된 약물(L)이 관통홀(231)을 통해 배출된다. 이때, 이너 캡(241)과 아우터 캡(242)의 사이에 형성된 유로(F)를 유동하는 과정에서 상기 양압에 의해 이너 캡(241)을 밀어내는 압력이 작용함으로써 이너 캡(241)의 내주면과 니들(250)의 외주면 사이에 간극(C)이 형성된다. 이러한 간극(C)을 통하여 약물(L)이 통과하고, 니들(250)의 유동홀(251)로 유입된다.
가동 플레이트(230)가 점진적으로 상승함과 동시에 가동 플레이트(230)에 수용되어 있던 약물(L)은 점진적으로 니들(250)을 통하여 유동하고, 니들(250)의 단부에 형성된 절단부(252)를 통하여 피부(S) 속으로 배출되는 과정을 통하여 약물 공급이 진행된다.
이때, 피부(S) 속에 침투되어 있던 니들(250)이 빠져나가면서 발생되는 피부(S) 내부의 음압을 상쇄시킬 수 있는 약물 공급이 동시에 이루어지므로 약물(L)이 원활하게 공급됨과 동시에 환부에 대한 이질감이 최소화되는 효과를 기대할 수 있다.
도 10에 도시한 바와 같이, 니들(250)의 절단부(252)가 피부(S)로부터 완전히 이탈하게 되면 전술한 바와 같은 방식으로 압력 챔버(P) 내부의 양압에 의해 약물(L)이 완전히 배출되어 가동 플레이트(230) 상에는 잔여 약물이 존재하지 않게 된다.
따라서, 본 발명에 따르면 니들이 피부 속에 침투된 상태에서 외부로 이탈되는 과정에서 약물이 투여되므로 피부 내에서 발생되는 부압이 최소화되어 약물의 배출이 원활해질 수 있다.
또한, 니들을 환자의 피부에 침투시켜 약물을 투여하고자 하는 경우 니들이 설치된 본체 내부에서 진공상태로 이동 가능한 가동 플레이트를 이용하여 양압 또는 음압을 발생시킴으로써 약물 챔버에 수용된 약물이 별도의 구동 에너지원이 생략되더라도 자연적으로 배출되도록 하므로 에너지 효율이 증대될 수 있다.
또한, 니들이 피부 속에서 이탈되면서 약물이 배출되므로 피부 속에 발생되는 부압을 최소화하여 피부에 발생되는 이질감을 최소화 할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 본체;
    상기 본체의 외주면에 관통형성되는 주입구;
    상기 주입구를 통해 약물이 주입되도록 연통되는 약물 챔버;
    상기 본체의 내측에 일부분이 삽입된 상태로 상기 본체의 길이 방향을 따라 왕복운동되는 액추에이터;
    상기 본체의 내부에 위치하는 액추에이터의 일단에 결합되고, 상기 본체의 내벽에 밀착된 상태로 설치되는 가동 플레이트;
    상기 가동 플레이트에 형성되고, 상기 액추에이터에 의해 상기 가동 플레이트가 피부로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 경우에 개방되는 일방향 밸브; 및
    상기 일방향 밸브와 연통되고, 상기 피부를 침투하여 상기 약물을 주입하는 니들을 포함하는, 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가동 플레이트에 관통형성되고, 상기 니들의 외주면과 상기 일방향 밸브의 내주면 사이에 투영되는 면적에 복수개로 형성되는 관통홀을 포함하는, 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일방향 밸브는 상기 관통홀로부터 압력이 가해질 경우, 상기 피부 측으로 탄성변형되며 개방되고, 상기 피부 측으로부터 압력이 가해질 경우, 상기 일방향 밸브의 내주면이 상기 니들의 외주면에 밀착되어 폐쇄되는, 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 니들에 전기적으로 연결되는 RF발생기가 더 포함되고, 상기 RF발생기로부터 발생되는 전기에너지가 상기 니들로부터 발생되는, 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 니들의 단부가 피부에 침투된 상태에서 상기 RF발생기가 작동되는, 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 일방향 밸브는 상기 니들의 길이 방향을 따라 외주면을 감싸도록 형성되는 이너 캡 및 상기 이너 캡보다 큰 직경을 갖고 감싸도록 형성되는 아우터 캡을 포함하는, 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가동 플레이트에 관통형성되고, 상기 니들의 외주면과 상기 이너 캡의 내주면 사이에 투영되는 면적에 복수개로 형성되는 관통홀을 포함하는, 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이너 캡은 상기 관통홀로부터 압력이 가해질 경우, 상기 피부 측으로 탄성변형되며 개방되고, 상기 피부 측으로부터 압력이 가해질 경우, 상기 이너 캡의 내주면이 상기 니들의 외주면에 밀착되어 폐쇄되는, 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 니들의 외주면에 관통형성되고, 상기 이너 캡과 아우터 캡 사이의 외주면에 형성되는 복수의 유동홀을 포함하는, 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치.
  10. 제1항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주입구에 설치되고, 상기 가동 플레이트가 상기 피부측으로 근접하는 방향으로 이동하는 경우에 개방되는 제어 밸브가 더 포함되는, 왕복운동하는 니들을 갖는 약물 주입 장치.
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