WO2023153615A1 - 마이크로 니들 센서 - Google Patents

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WO2023153615A1
WO2023153615A1 PCT/KR2022/020253 KR2022020253W WO2023153615A1 WO 2023153615 A1 WO2023153615 A1 WO 2023153615A1 KR 2022020253 W KR2022020253 W KR 2022020253W WO 2023153615 A1 WO2023153615 A1 WO 2023153615A1
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WO
WIPO (PCT)
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needle
hole
guide
skin
work
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/020253
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English (en)
French (fr)
Inventor
백재욱
우희제
김근회
Original Assignee
에스디바이오센서 주식회사
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Publication date
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    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
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    • A61B5/1468—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
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    • A61B5/15—Devices for taking samples of blood
    • A61B5/157—Devices characterised by integrated means for measuring characteristics of blood

Definitions

  • the present invention relates to a microneedle sensor, and more particularly, to a microneedle sensor attached to a skin surface and capable of continuously detecting a biological material contained in a bodily fluid located inside the skin.
  • a typical method of testing blood components in blood is a method of collecting a blood sample and measuring the collected blood sample using a dedicated tester. Although this method can secure reliable test results, there is a limit to testing blood components in real time because the process of collecting blood samples must be repeated in order to test blood components in real time.
  • the conventional blood component test method is not suitable for checking the user's health condition in real time.
  • a sensor for checking a user's health condition in real time is being actively developed.
  • a sensor that indirectly checks a health condition by using an infrared light source has advantages in that it is easy to use by being installed on the user's body in daily life and can check the user's health condition in real time.
  • this sensor has a problem in that the reliability of the measurement result is low because it cannot directly inspect the components of the bodily fluid.
  • the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a microneedle sensor for continuously detecting a biological material that is attached to a portion of the user's skin surface and can be contained in a body fluid located inside the skin. It aims to provide
  • an object of the present invention is to provide a microneedle sensor that is attached to the user's skin surface and can check the user's health condition in real time without causing the user to feel uncomfortable even in real life.
  • the microneedle sensor is a microneedle sensor for detecting a biological material that can be included in a body fluid located inside the skin by being attached to a portion of the skin surface, wherein the skin A plate-shaped first body with one surface in contact with a portion of the surface, a first hole formed through the first body, and a cusp formed at the tip so as to be inserted into the skin through the skin surface, and an edge of the first hole a guide needle unit including first guide needles and second guide needles protruding from one side and the other side of the unit toward the skin surface, respectively; A plate-shaped second body having one surface disposed on the other surface side of the first body, a second hole formed through the second body, and protruding from one side of the rim of the second hole toward the skin surface, the first A working terminal portion including a conductive working needle inserted into the hole and having a front end disposed inside the skin and coated with a reactive material capable of electrochemically
  • first guide needle and the second guide needle are disposed to face each other and may be formed such that a distance between the first guide needle and the second guide needle becomes closer as the distance from the first body increases.
  • the first guide needle is formed in a triangular shape with a base located on one side of the rim of the first hole
  • the second guide needle has a triangular shape with a base located on the other side of the rim of the first hole.
  • the first guide needle and the second guide needle may be formed of a non-conductive material.
  • the second body and the third body are formed of a conductive material
  • the work terminal part further includes a work terminal formed on one side of the second body
  • the reference terminal part is formed on one side of the third body.
  • the measuring unit can be energized connected to the work needle and the reference needle through the work terminal and the reference terminal, respectively.
  • a fourth plate-shaped body having one surface disposed on the other surface side of the third body, a fourth hole formed through the fourth body, and protruding from one side of the rim of the fourth hole toward the skin surface, the an auxiliary terminal unit including an auxiliary needle inserted into the first hole, the second hole, and the third hole and having a front end disposed inside the skin; and a power supply energized and connected to the reference needle so as to control a potential of the reference needle.
  • the measurement unit may detect the biological material by measuring a change in current between the working needle and the auxiliary needle as the power supply unit changes the potential of the reference needle.
  • the measurement unit may detect the biological material by recognizing a change in potential difference between the working needle and the auxiliary needle as the power supply unit changes the current passing through the reference needle.
  • the second body, the third body, and the fourth body are formed of a conductive material
  • the work terminal part further includes a work terminal formed on one side of the second body
  • the reference terminal part is formed of the third body.
  • the auxiliary terminal unit further includes an auxiliary terminal formed on one side of the fourth body, the measuring unit through the working terminal, the reference terminal and the auxiliary terminal, respectively It may be electrically connected to the work needle and the reference needle.
  • a plate-shaped fifth body having one surface disposed on the other surface side of the fourth body, a fifth hole formed through the fifth body, and protruding from one side of the rim of the fifth hole toward the skin surface, the a recognition terminal unit including a conductive recognition needle inserted into the first hole, the second hole, the third hole, and the fourth hole and having a front end disposed inside the skin; may further include.
  • the measuring unit may measure an electrical signal between the working needle and the auxiliary needle when the recognition needle detects an electrical signal as the power supply unit is connected to the working needle.
  • the recognition needle may be formed such that the front end of the recognition needle is further spaced apart from the front end of the first guide needle and the second guide needle than the front end of the work needle, the front end of the reference needle, and the front end of the auxiliary needle. there is.
  • the first hole is formed in a quadrangular shape
  • the second to fifth holes have a quadrangular shape similar to the first hole and are smaller than the first hole
  • the first body to the fifth hole The fifth body may be arranged so that the rectangular shapes of the first hole to the fifth hole correspond to each other.
  • the work needle has a square edge and is formed in a triangular shape located at one of the edges of the second hole
  • the reference needle has a square edge and is located at one of the edges of the third hole. It is formed in a triangular shape located at any corner except for the corner on the side where the work needle is disposed
  • the auxiliary needle has a square corner at the base of the edge of the fourth hole on the side where the work needle and the reference needle are disposed.
  • It is formed in a triangular shape located at any corner except for a corner
  • the recognition needle has a square corner at the base, and the corner of the edge of the fifth hole on the side where the work needle, the reference needle, and the auxiliary needle are disposed. It may be formed in the shape of a triangle located at the corner except for it.
  • a biocompatible material may be applied to surfaces of the first guide needle, the second guide needle, the work needle, the reference needle, the auxiliary needle, and the recognition needle disposed inside the skin.
  • the work needle, the reference needle, the auxiliary needle, and the recognition needle are in a space inside the skin formed as the first guide needle and the second guide needle are inserted into the skin through the skin surface. It may be smaller than the first guide needle and the second guide needle to be disposed.
  • the first guide needle, the second guide needle, the work needle, the reference needle, the auxiliary needle, and the recognition needle are respectively the first body, the second body, the third body, and the fourth body. And it may be formed in plurality in the fifth body.
  • the second body, the third body, the fourth body, and the fifth body are in a state in which an insulating material is applied to the other surface of the second body, the other surface of the third body, and the other surface of the fourth body. can be layered.
  • the microneedle sensor according to an embodiment of the present invention is provided with a first guide needle and a second guide needle to form a space inside the user's skin, so that it is attached to a portion of the user's skin surface and continuously positioned inside the skin. It can detect biomaterials that may be contained in body fluids.
  • the microneedle sensor according to an embodiment of the present invention even when attached to the user's skin surface using micro-scale needles, allows the user to check the user's health condition in real time without feeling uncomfortable in real life.
  • FIG. 1 is a view of a state in which a microneedle sensor according to an embodiment of the present invention is attached to a skin surface viewed from one side.
  • FIG. 2 is a view of a state in which a microneedle sensor according to an embodiment of the present invention is attached to a skin surface viewed from the other side.
  • FIG 3 is a perspective view of a microneedle sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a microneedle sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a portion of a cross section taken along the line A-A of FIG. 3;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a portion of a cross section taken along line B-B in FIG. 3;
  • FIG. 7 is a diagram showing a connection relationship of microneedle sensors according to an embodiment of the present invention.
  • Words and terms used in this specification and claims are not construed as limited in their ordinary or dictionary meanings, but in accordance with the principle that the inventors can define terms and concepts in order to best describe their inventions. It should be interpreted as a meaning and concept that corresponds to the technical idea.
  • a component being in the "front”, “rear”, “above” or “below” of another component means that it is in direct contact with another component, unless there are special circumstances, and is “in front”, “rear”, “above” or “below”. It includes not only those disposed at the lower part, but also cases in which another component is disposed in the middle.
  • the fact that certain components are “connected” to other components includes cases where they are not only directly connected to each other but also indirectly connected to each other unless there are special circumstances.
  • FIG. 1 is a view of a state in which a microneedle sensor according to an embodiment of the present invention is attached to a skin surface viewed from one side.
  • 2 is a view of a state in which a microneedle sensor according to an embodiment of the present invention is attached to a skin surface viewed from the other side.
  • 3 is a perspective view of a microneedle sensor according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is an exploded perspective view of a microneedle sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a portion of a cross section taken along the line A-A of FIG. 3;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a portion of a cross section taken along line B-B in FIG. 3;
  • 7 is a diagram showing a connection relationship of microneedle sensors according to an embodiment of the present invention.
  • the microneedle sensor 1 As shown in FIGS. 1 and 2 , the microneedle sensor 1 according to an embodiment of the present invention is used by being attached to a portion of the skin surface 2 .
  • the microneedle sensor 1 can detect whether or not a biological material is included in the body fluid by examining the body fluid located inside the skin 4, which is the inside of a portion of the skin surface 2.
  • the skin surface 2 to which the microneedle sensor 1 is attached is a living organism including a biological material to be sensed in a bodily fluid such as a human or an animal, but is not limited thereto.
  • the biological material may be a variety of target materials present in the body fluid, and the type of the biological material or the purpose of measuring the biological material is not limited.
  • a biological material is a disease factor for determining the presence or absence of diabetes, glucose, ketones, or cortisol present in a body fluid may be a disease factor as a biological material.
  • the microneedle sensor 1 includes a guide needle part 100, a working terminal part 200, and a measuring part 600.
  • the guide needle part 100 penetrates the skin surface 2 and forms a certain space inside the skin so that a work needle 220, a reference needle 320, etc., which will be described later, can be disposed inside the skin 4.
  • the guide needle unit 100 includes a first body 110, a first hole 111, a first guide needle 120 and a second guide needle 130.
  • the first body 110 is formed in a plate shape with one surface in contact with a portion of the skin surface 2 .
  • the first body 110 is not limited to a specific shape formed in a plate shape, and the size of the first body 110 may be formed differently as needed.
  • the first hole 111 is formed through the first body 110 .
  • the number of first holes 111 is not limited, and a plurality may be formed as in the present embodiment.
  • the first holes 111 may be arranged in a grid pattern.
  • the plurality of first holes 111 may be arranged at various positions according to the shape of the first body 110, and do not necessarily have to be arranged in a lattice shape.
  • the shape of the first hole 111 may be formed in various ways. For example, as shown in FIG. 4, it may be formed in a quadrangular shape.
  • the first guide needle 120 and the second guide needle 130 are formed on the rim of the first hole 111 .
  • the first guide needle 120 has one cusp formed at the tip so that the tip is inserted into the skin 4 through the skin surface 2 . That is, as shown in FIG. 5 , the first guide needle 120 may have a sharp tip and penetrate the skin surface 2 to be positioned inside the skin 4 .
  • the shape of the first guide needle 120 is not limited as long as a cusp is formed at the distal end located on the side of the skin surface 2 so as to easily penetrate the skin surface.
  • the first guide needle 120 may be formed in a triangular shape.
  • the first guide needle 120 may be formed to be longer in height than the length of the base. Through this, it is possible to secure a wider space inside the skin 4 to provide a sufficient space where the work needle 220 and the reference needle 320, which will be described later, are exposed to bodily fluid.
  • the length of the base of the first guide needle 120 and the second guide needle 130 formed in a triangle is 100 ⁇ m to 1000 ⁇ m, and the first guide needle 120 and the first guide needle 120 from one side of the first body 110
  • the distance to the apex of the second guide needle 130 may be 100 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the user does not feel uncomfortable even when living in a state where the microneedle sensor 1 is continuously attached in real life. It becomes possible to measure biological materials continuously without interruption.
  • the base of the first guide needles 120 may be located on one side of the rim of the first hole 111 . That is, the base of the first guide needle 120 may be formed to coincide with the corner of the square-shaped first hole 111 . Accordingly, the first guide needle 120 and the first body 110 are integrally formed and the first guide needle 120 is bent to one side so that the first guide needle 120 can easily protrude outward. be able to manufacture.
  • the second guide needle 130 is formed to correspond to the first guide needle 120 . That is, it is formed in the same shape as the first guide needle 120 . Accordingly, the description of the shape of the second guide needle 130 and the structure formed in the first hole 111 will be replaced with the description of the first guide needle 120 .
  • the first guide needle 120 and the second guide needle 130 are formed at two corners of the four corners of the first hole 111 that are opposite to each other and are disposed to face each other. can Accordingly, the first guide needles 120 and the second guide needles 130 penetrate the skin surface 2 so that a certain space can be formed inside the skin 4 .
  • the first guide needles 120 and the second guide needles 130 formed to be spaced apart from each other in order to easily penetrate the skin, the first guide needles 120 and the second guide needles 130 ) is formed so that the distance between the first guide needle 120 and the second guide needle 130 becomes closer as the distance from the first body 110 increases.
  • the first guide needle 120 and the second guide needle 130 are formed to be inclined at a predetermined angle with a plane extending one surface of the first body 110, and each The tips may be formed to be tilted so that they are disposed adjacent to each other. Accordingly, when the first guide needles 120 and the second guide needles 130 penetrate the skin surface 2, a square pyramid-shaped space is formed therein.
  • bodily fluid flows into a surface where the first guide needles 120 and the second guide needles 130 are not disposed in the above-mentioned quadrangular pyramid-shaped space.
  • the body fluid is disposed between the first guide needle 120 and the second guide needle 130, and the biological material included in the body fluid can be sensed.
  • first guide needles 120 and the second guide needles 130 may or may not have conductivity. However, the first guide needle 120 and the second guide needle 130 stably penetrate the skin surface 2, not for detecting electrical signals inside the body fluid, to provide a space for the needles described later to be exposed to the body fluid. Since it is intended to be prepared, it may be formed of a non-conductive material, and when it is formed of a non-conductive material, detection of biological material by preventing an unexpected current from flowing through the first guide needle 120 and the second guide needle 130 stability can be increased.
  • first guide needles 120 and the second guide needles 130 penetrate the skin surface 2 so that their front ends can be located inside the skin 4, the first guide needles 120 and the second guide needles ( 130), a biocompatible material may be applied to the surface of the skin 4 to prevent side effects caused by an antigen reaction.
  • the working terminal part 200 and the reference terminal part 300 are sequentially placed on the other side of the first body 110. are placed as At this time, the working terminal unit 200 includes a second body 210, a second hole 211, a working needle 220 and a working terminal 240.
  • the second body 210 is formed in a plate shape corresponding to the first body 110 .
  • One side of the second body 210 is disposed parallel to the other side of the first body 110.
  • the first body 110 and the second body (110) and the second body ( 210) is laminated.
  • the first body 110 and the second body are in contact with the other surface of the first body 110 and one surface of the second body 210. (210) is stacked.
  • the second body 210 insulated from the first body 110 is made of a conductive material. Accordingly, electrical signals may be transmitted along the second body 210 .
  • a second hole 211 is formed in a position corresponding to the first hole 111 in the second body 210 .
  • the second hole 211 is not limited in number like the first hole 111 . Accordingly, the number of second holes 211 is formed corresponding to the number of first holes 111 .
  • the shape of the second hole 211 is not limited. However, it may be formed to correspond to the shape of the first hole 111 so that the work needle 220 to be described later can be easily inserted into the first hole 111 .
  • the second hole 211 may also be formed in a quadrangular shape.
  • the square shape of the second hole 211 is formed as a square similar to the square shape of the first hole 111, and the second hole 211 is the mathematical center of gravity of the square shape of the second hole 211. It may be arranged to coincide with the mathematical center of gravity of the rectangular shape of the first hole 111 . That is, the direction of each vertex of the first hole 111 and each vertex of the second hole 211 may be aligned.
  • a work needle 220 is formed on the rim of the second hole 211 .
  • the work needle 220 is formed by passing the first guide needle 120 and the second guide needle 130 through the skin surface 2, so that the tip is disposed in a space inside the skin 4, the second hole 211 ) Is formed by protruding from one side of the edge toward the skin surface (2).
  • the surface of the work needle 220 is coated with a reactive material capable of electrochemically reacting with a biological material to be sensed. Accordingly, when the working needle 220 is disposed inside the skin 4, it comes into contact with bodily fluid and undergoes an electrochemical reaction with a biological material included in the bodily fluid, for example, an oxidation-reduction reaction.
  • the front end of the work needle 220 is disposed inside the skin 4 like the first guide needle 120 and the second guide needle 130, it is placed on the surface for biocompatibility.
  • a biocompatible material may be applied and formed.
  • the surface of the work needle 220 is first coated with a reactive material capable of electrochemically reacting with the biomaterial, and then coated with the biocompatible material.
  • the shape of the work needle 220 is not limited as long as it can be disposed within the space formed inside the skin 4 by the first guide needle 120 and the second guide needle 130 . That is, the size of the work needle 220 is smaller than the size of the first guide needle 120 and the second guide needle 130 .
  • the work needle 220 may be formed in a triangular shape.
  • the base of the triangular shape of the work needle 220 may be disposed at one of the quadrangular corners of the second hole 211 .
  • the work needle 220 can be disposed in the space inside the skin 4 of the triangular pyramid shape formed by the first guide needle 120 and the second guide needle 130, and the work needle 220
  • the work needle 220 can be easily manufactured by punching the second hole 211 except for the triangular shape and then bending it in one direction.
  • the number of work needles 220 is formed to correspond to the number of second holes 211, and is not limited thereto. That is, the work needle 220 is formed in the second hole 211 according to the number of second holes 211 formed.
  • a work terminal 240 is formed on one side of the second body 210 where the work needle 220 is formed.
  • the work terminal 240 is electrically connected to the work needle 220 .
  • the second body 210 may be formed of a conductive material, for example, metal, and the work terminal 240 and the work needle 220 may be energized through the second body 210 .
  • the working terminal 240 is formed on one side of the second body 210 and is not limited in shape as long as it can be electrically connected to the measuring unit 600 to be described later. For example, as shown in FIG. 4 , it may be integrally formed with the second body 210 and protrude outward from the second body 210 .
  • the reference terminal unit 300 includes a third body 310, a third hole 311, a reference needle 320, and a reference terminal 340.
  • the third body 310 is formed in a plate shape corresponding to the second body 210 .
  • One side of the third body 310 is disposed parallel to the other side of the second body 210.
  • the second body 210 and the third body (210) and the third body ( 310) is laminated.
  • the second body 210 and the third body are in contact with the other surface of the second body 210 and one surface of the third body 310.
  • 310 is stacked.
  • the third body 310 insulated from the second body 210 is formed of a conductive material. Accordingly, electrical signals may be transmitted along the third body 310 .
  • a third hole 311 is formed in a position corresponding to the second hole 211 in the third body 310 .
  • the third hole 311 is not limited in number like the second hole 211 . Accordingly, the number of third holes 311 corresponds to the number of second holes 211 .
  • the shape of the third hole 311 is not limited.
  • the reference needle 320 to be described later may be formed to correspond to the shape of the second hole 211 so that it can be easily inserted into the first hole 111 and the second hole 211 .
  • the third hole 311 may also be formed in a quadrangular shape.
  • the square shape of the third hole 311 is formed in the same square as the square shape of the second hole 211, and the third hole 311 is the mathematical center of gravity of the square shape of the third hole 311. It may be arranged to coincide with the mathematical center of gravity of the quadrangular shape of the second hole 211 . That is, each vertex of the second hole 211 and each vertex of the third hole 311 may be disposed at the same position in the direction in which the second body 210 and the third body 310 are stacked.
  • a reference needle 320 is formed at an edge of the third hole 311 .
  • the reference needle 320 is a space inside the skin 4 formed by passing the first guide needle 120 and the second guide needle 130 through the skin surface 2, and the front end together with the working needle 220 It is formed by protruding from one side of the rim of the third hole 311 toward the skin surface 2 so as to be disposed.
  • the reference needle 320 may be formed in the third hole 311 to face the work needle 220 .
  • the work needle 220, the first guide needle 120, the reference needle 320 and the second guide needle 130 are formed in the rectangular first hole 111. It may be formed sequentially along the outer circumferential surface.
  • the order in which they are arranged is not limited.
  • the front end of the reference needle 320 is disposed inside the skin 4 like the first guide needle 120 and the second guide needle 130, it is placed on the surface for biocompatibility.
  • a biocompatible material may be applied and formed.
  • the shape of the reference needle 320 is not limited as long as it can be disposed within the space formed inside the skin 4 by the first guide needle 120 and the second guide needle 130 . That is, the size of the reference needle 320 is smaller than the sizes of the first guide needle 120 and the second guide needle 130 . In this case, the reference needle 320 may have the same size as the working needle 220 .
  • the work needle 220 may be formed in a triangular shape.
  • the base of the triangular shape of the work needle 220 may be disposed at one of the corners of the rectangular shape of the third hole 311 .
  • the reference needle 320 can be disposed in the triangular pyramid-shaped space inside the skin 4 formed by the first guide needle 120 and the second guide needle 130, and the reference needle 320 When manufacturing, the reference needle 320 can be easily manufactured by punching the third hole 311 except for the triangular shape and then bending it in one direction.
  • the number of reference needles 320 is formed to correspond to the number of third holes 311, and is not limited thereto. That is, the reference needle 320 is formed in the third hole 311 according to the number of third holes 311 formed.
  • a reference terminal 340 is formed on one side of the third body 310 where the reference needle 320 is formed.
  • the reference terminal 340 is electrically connected to the reference needle 320 .
  • the third body 310 may be formed of a conductive material, for example, metal, and the reference terminal 340 and the reference needle 320 may be electrically connected through the third body 310 .
  • the reference terminal 340 is formed on one side of the third body 310 and is not limited in shape as long as it can be electrically connected to the measuring unit 600 to be described later. For example, as shown in FIG. 4 , it may be integrally formed with the third body 310 and protrude outward from the third body 310 . At this time, the reference terminal 340 may be formed at a position other than the side where the working terminal 240 is formed to facilitate connection with the measuring unit 600 .
  • the measurement unit 600 is electrically connected to the work needle 220 and the reference needle 320 through the work terminal 240 and the reference terminal 340 .
  • the measurement unit 600 may include a known processor to measure and analyze electrical signals. Through this, the measurement unit 600 measures an electrical signal between the working terminal 240 and the reference terminal 340 to determine whether the biological material is included in the body fluid.
  • the reference terminal 340 has a front end disposed inside the skin 4 formed by the first guide needle 120 and the second guide needle 130 together with the working terminal 240, It comes into contact with the body fluid inside the skin (4).
  • the biological material contained in the bodily fluid on the surface of the working terminal 240 causes an oxidation-reduction reaction, it passes from the working terminal 240 to the reference terminal 340 or from the reference terminal 340 through the body fluid containing the electrolyte.
  • a current flows through the working terminal 240 .
  • the measuring unit 600 can determine whether or not the disease factor is included in the bodily fluid by measuring the electrical signal, that is, the current, measured through the working terminal 240 .
  • the microneedle sensor 1 may further include an auxiliary terminal unit 400 and a power supply unit 700 .
  • the auxiliary terminal unit 400 configures a PotentioStat or GalvanoStat together with the working terminal unit 200 and the reference terminal unit 300 to detect biological substances included in body fluid.
  • the auxiliary terminal unit 400 includes a fourth body 410, a fourth hole 411, and an auxiliary needle 420.
  • the fourth body 410 is formed in a plate shape corresponding to the third body 310 .
  • One side of the fourth body 410 is disposed parallel to the other side of the third body 310.
  • the third body 310 and the fourth body (310) and the fourth body ( 410) is laminated.
  • the third body 310 and the fourth body are in contact with the other surface of the third body 310 and one surface of the fourth body 410.
  • 410 is stacked.
  • the fourth body 410 insulated from the third body 310 is made of a conductive material. Accordingly, electrical signals may be transmitted along the fourth body 410 .
  • a fourth hole 411 is formed at a position corresponding to the third hole 311 in the fourth body 410 .
  • the number of the fourth hole 411 is not limited. Accordingly, the number of fourth holes 411 is formed corresponding to the number of third holes 311 .
  • the shape of the fourth hole 411 is not limited.
  • the fourth hole 411 is a third hole 311 so that an auxiliary needle 420 to be described later can be easily inserted into the first hole 111, the second hole 211, and the third hole 311. It can be formed to correspond to the shape of.
  • the fourth hole 411 may also be formed in a quadrangular shape.
  • the square shape of the fourth hole 411 is formed in the same square as the square shape of the third hole 311, and the fourth hole 411 is the mathematical center of gravity of the square shape of the fourth hole 411.
  • the third hole 311 may be arranged to coincide with the mathematical center of gravity of the rectangular shape. That is, each vertex of the fourth hole 411 and each vertex of the third hole 311 may be disposed at the same position in the direction in which the third body 310 and the fourth body 410 are stacked.
  • an auxiliary needle 420 is formed at the edge of the fourth hole 411 .
  • the auxiliary needle 420 is a space inside the skin 4 formed by passing the first guide needle 120 and the second guide needle 130 through the skin surface 2, and the work needle 220 and the reference needle ( 320) is formed by protruding from one side of the edge of the fourth hole 411 toward the skin surface 2 so that the front end is disposed together.
  • the auxiliary needle 420 may be formed in the fourth hole 411 to be disposed on one side of the work needle 220 and the reference needle 320 .
  • the work needle 220 , the auxiliary needle 420 , and the reference needle 320 may be sequentially disposed along the outer circumferential surface of the rectangular first hole 111 . That is, as shown in FIG. 5 , the auxiliary needle 420 may be formed in the same direction as the second guide needle 130 .
  • the order in which the work needle 220, the first guide needle 120, the reference needle 320, the auxiliary needle 420 and the second guide needle 130 are spaced apart from each other is not limited.
  • a biocompatible material is applied to the surface for biocompatibility.
  • the auxiliary needle 420 is limited in shape if it can be disposed within the space formed inside the skin 4 by the first guide needle 120 and the second guide needle 130. It is not. That is, the size of the auxiliary needle 420 is smaller than that of the first guide needle 120 and the second guide needle 130 .
  • the auxiliary needle 420 may have the same size as the work needle 220 and the reference needle 320 .
  • the auxiliary needle 420 may be formed in a triangular shape.
  • the base of the triangular shape of the auxiliary needle 420 may be disposed at one of the corners of the quadrangular shape of the fourth hole 411 .
  • the auxiliary needle 420 may not only be disposed in the space inside the skin 4 of the triangular pyramid shape formed by the first guide needle 120 and the second guide needle 130, but also the auxiliary needle 420 It is possible to easily manufacture the auxiliary needle 420 by bending in one direction after punching the fourth hole 411 excluding the triangular shape during manufacture.
  • the number of auxiliary needles 420 is formed to correspond to the number of fourth holes 411, and is not limited thereto. That is, the auxiliary needle 420 is formed in each fourth hole 411 according to the number of fourth holes 411 formed.
  • An auxiliary terminal 440 is formed on one side of the fourth body 410 where the auxiliary needle 420 is formed, as shown in FIG. 4 .
  • the auxiliary terminal 440 is electrically connected to the auxiliary needle 420 .
  • the fourth body 410 may be formed of a conductive material, for example, metal, and the auxiliary terminal 440 and the auxiliary needle 420 may be energized through the fourth body 410 .
  • the auxiliary terminal 440 is formed on one side of the fourth body 410, and as shown in FIG. 7, the shape is not limited as long as it can be electrically connected to the measuring unit 600.
  • the shape may be integrally formed with the fourth body 410 and protrude outward from the fourth body 410 .
  • the power supply unit 700 is connected to the reference terminal 340 so as to control the potential of the reference needle 320 and is energized to the reference needle 320 .
  • the power supply 700 can provide a potential to the reference needle 320
  • various well-known parts for power supply can be used.
  • a battery can be used to secure portability
  • a flexible battery can be used to increase wearing comfort.
  • the power supply unit 700 may include a known circuit in order to control the potential of the reference needle 320 .
  • a circuit using an OP-amp may be provided.
  • the measuring part 600 changes the potential of the reference needle 320 through the power supply part 700.
  • the biological material contained in the bodily fluid undergoes an oxidation-reduction reaction in the working needle 220 and flows through the bodily fluid between the working needle 220 and the auxiliary needle 420 The biological material is sensed by measuring a change in current flowing between the needle 220 and the auxiliary needle 420 .
  • the measurement unit 600 measures the current passing through the reference needle 320 of the power supply unit 700.
  • the biological material contained in the bodily fluid undergoes an oxidation-reduction reaction in the work needle 220, and the potential difference between the work needle 220 and the auxiliary needle 420 By measuring the change of the biomaterial is sensed.
  • the microneedle sensor 1 may further include a recognition terminal unit 500 .
  • the recognition terminal unit 500 is additionally provided to the above-described work terminal unit 200, the reference terminal unit 300, and the auxiliary terminal unit 400, so that the measurement unit 600 is configured to work with the work terminal unit 200, the reference terminal unit 300, and the auxiliary terminal unit 300. Through the terminal unit 400, it is possible to determine whether or not to proceed with biomaterial measurement. To this end, the recognition terminal unit 500 includes a fifth body 510 , a fifth hole 511 and a recognition needle 520 .
  • the fifth body 510 is formed in a plate shape corresponding to the fourth body 410 .
  • One surface of the fifth body 510 is disposed parallel to the other surface of the fourth body 410 .
  • the fourth body 410 and the fifth body (410) and the fifth body ( 510) is laminated.
  • the fourth body 410 and the fifth body 410 are in contact with the other surface of the fourth body 410 and one surface of the fifth body 510.
  • Body 510 is laminated.
  • the fifth body 510 insulated from the fourth body 410 is made of a conductive material. Accordingly, electrical signals may be transmitted along the fifth body 510 .
  • a fifth hole 511 is formed in a position corresponding to the fourth hole 411 in the fifth body 510 .
  • the fifth hole 511 is not limited in number. Accordingly, the number of fifth holes 511 is formed corresponding to the number of fourth holes 411 .
  • the shape of the fifth hole 511 is not limited. However, the fifth hole 511 allows a recognition needle 520 to be described later to be easily inserted into the first hole 111, the second hole 211, the third hole 311, and the fourth hole 411. It may be formed to correspond to the shape of the fourth hole 411 so as to be. For example, as shown in FIG. 4 , when the fourth hole 411 is formed in a quadrangular shape, the fifth hole 511 may also be formed in a quadrangular shape.
  • the square shape of the fifth hole 511 is formed in the same square as the square shape of the fourth hole 411, and the fifth hole 511 is the mathematical center of gravity of the square shape of the fifth hole 511.
  • the fourth hole 411 may be arranged to coincide with the mathematical center of gravity of the rectangular shape. That is, each vertex of the fifth hole 511 and each vertex of the fourth hole 411 may be disposed at the same position in the direction in which the fourth body 410 and the fifth body 510 are stacked.
  • a recognition needle 520 is formed at the edge of the fifth hole 511 .
  • the recognition needle 520 is a space inside the skin 4 formed by the first guide needle 120 and the second guide needle 130 passing through the skin surface 2, and the work needle 220 and the reference needle ( 320) is formed protruding from one side of the rim of the fifth hole 511 toward the skin surface 2 so that the tip is disposed together.
  • the recognition needle 520 may be formed in the fifth hole 511 to be disposed on one side of the work needle 220 and the reference needle 320 . That is, the recognition needle 520 may be formed to face the auxiliary needle 420 .
  • the work needle 220, the auxiliary needle 420, the reference needle 320, and the recognition needle 520 are sequentially disposed along the outer circumferential surface of the rectangular first hole 111. can That is, as shown in FIG. 5 , the recognition needle 520 may be formed in the same direction as the first guide needle 120 .
  • the work needle 220, the first guide needle 120, the reference needle 320, the auxiliary needle 420, the second guide needle 130, and the recognition needle 520 are spaced apart from each other, they are arranged in the order in which they are arranged. There are no restrictions.
  • the shape of the recognition needle 520 is not limited as long as it can be disposed within the space formed inside the skin 4 by the first guide needle 120 and the second guide needle 130 . That is, the size of the recognition needle 520 is smaller than that of the first guide needle 120 and the second guide needle 130 .
  • the recognition needle 520 may have the same size as the work needle 220 , the reference needle 320 , and the auxiliary needle 420 .
  • the recognition needle 520 may have the same size as the work needle 220 , the reference needle 320 , and the auxiliary needle 420 .
  • the recognition needle 520 may be formed in a triangular shape.
  • the base of the triangular shape of the recognition needle 520 may be disposed at one of the quadrangular corners of the fifth hole 511 .
  • the recognition needle 520 may not only be disposed in the triangular pyramid-shaped space inside the skin 4 formed by the first guide needle 120 and the second guide needle 130, but also the recognition needle 520 When manufacturing the recognition needle 520, it is possible to easily manufacture the recognition needle 520 by punching the fifth hole 511 except for the triangular shape and then bending it in one direction.
  • the number of recognition needles 520 is formed to correspond to the number of fifth holes 511, and is not limited thereto. That is, the recognition needle 520 is formed in each fifth hole 511 according to the number of fifth holes 511 formed.
  • the front end of the recognition needle 520 is farther than the front end of the work needle 220, the front end of the reference needle 320, and the front end of the auxiliary needle 420. 2 may be formed to be spaced apart from the front end of the guide needle (130).
  • the fifth body 510 is disposed farthest from the first body 110, and the recognition needle 520 has the same size as the work needle 220, the reference needle 320, and the auxiliary needle 420.
  • the front end of the recognition needle 520 is further than the front end of the work needle 220, the front end of the reference needle 320, and the front end of the auxiliary needle 420, the first guide needle 120 and the second guide needle 130 ) is positioned away from the tip of the
  • the measuring unit 600 is electrically connected to the recognition needle 520 to sense an electrical signal flowing into the recognition needle 520 . That is, when confirming that an electrical signal flows into the recognition needle 520 as the power supply 700 is connected to the work needle 220, the electrical signal between the work needle 220 and the auxiliary needle 420 is measured and biomaterials are detected.
  • the front end of the recognition needle 520 is farther than the front end of the work needle 220, the front end of the reference needle 320, and the front end of the auxiliary needle 420.
  • the recognition needle 520 which comes into contact with the body fluid last, comes into contact with the body fluid.
  • the measurement unit 600 detects the biological material based on the electrical signal detected by the recognition needle 520, so that the work needle 220, the reference needle 320, and the auxiliary needle 420 are disposed in the body fluid can be checked. That is, since the measuring unit 600 detects a biological material only in a state in which the work needle 220, the reference needle 320, and the auxiliary needle 420 are disposed in the bodily fluid, the reliability of detecting the biological material can be improved. Power consumption can be minimized, and furthermore, the portable microneedle sensor 1 can be configured by reducing the size of the power supply unit 700 and turning it into a battery.
  • a recognition terminal 540 is formed on one side of the fifth body 510 where the recognition needle 520 is formed.
  • the recognition terminal 540 is electrically connected to the recognition needle 520 .
  • the fifth body 510 may be formed of a conductive material, for example, metal, and the recognition terminal 540 and the recognition needle 520 may be energized through the fifth body 510 .
  • the measuring unit 600 is electrically connected to the recognition needle 520 by being connected to the recognition terminal 540 .
  • the recognition terminal 540 is formed on one side of the fifth body 510, and as shown in FIG. 7, the shape is not limited as long as it can be electrically connected to the measuring unit 600. For example, as shown in FIG. 4 , it may be integrally formed with the fifth body 510 and protrude outward from the fifth body 510 .
  • the microneedle sensor according to various embodiments of the present invention can be applied only to a device for contacting human skin and continuously measuring biological substances in the body in real life. It is not, and those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs can clearly understand that a solution having electrical conductivity exists inside the surface and can be used as a target factor detection device for detecting target recognition in the solution. will be.

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Abstract

마이크로 니들 센서가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 마이크로 니들 센서는 피부 표면의 일 부분에 부착되어 피부 내부에 위치하는 체액에 포함될 수 있는 생체 물질을 감지하기 위한 마이크로 니들 센서에 있어서, 상기 피부 표면 측으로 각각 돌출되는 제1 가이드 니들 및 제2 가이드 니들을 포함하는 가이드 니들부; 상기 피부 표면 측으로 돌출되고 선단부가 상기 피부 내부에 배치되되 표면에 상기 생체 물질과 전기 화학적으로 반응할 수 있는 반응 물질이 코팅되는 전도성의 작업 니들을 포함하는 작업 단자부; 선단부가 상기 피부 내부에 배치되는 전도성의 기준 니들을 포함하는 기준 단자부; 및 상기 생체 물질과 상기 반응 물질이 전기 화학적으로 반응함에 따라 발생하는 전기적 신호를 인식하여 상기 생체 물질을 감지하는 측정부; 를 포함할 수 있다.

Description

마이크로 니들 센서
본 발명은 마이크로 니들 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피부 표면에 부착되어 피부 내부에 위치하는 체액에 포함되는 생체 물질을 연속적으로 감지할 수 있는 마이크로 니들 센서에 관한 것이다.
현재 혈액 속 혈액성분을 검사하는 대표적인 방식은 혈액 샘플을 채취하고 전용 검사기를 이용하여 채취된 혈액 샘플을 측정하는 방식이다. 이러한 방식은 신뢰도 있는 검사결과를 확보할 수 있지만, 실시간으로 혈액성분을 검사하기 위하여는 혈액 샘플을 채취하는 과정이 반복되어야 하므로, 실시간으로 혈액성분을 검사하는데 한계가 있다.
또한, 혈액을 채취하는 과정이 복잡하고 필요에 따라서는 숙련이 요구되므로 사용자에게 혈액 샘플을 채취하는 과정이 부담되는 행위가 된다. 따라서 종래의 혈액성분 검사 방식은 실시간으로 사용자의 건강상태를 확인하기에 적합하지 않았다.
이에 따라 최근 웨어러블 기기의 발달과 함께 사용자의 건강 상태를 실시간으로 확인하기 위한 센서가 활발하게 개발되고 있다. 예를 들면, 적외선 광원을 이용하여 간접적으로 건강 상태를 체크하는 센서가 있다. 이러한 센서는 사용자가 일상 생활 속에서 사용자의 몸에 설치되어 사용이 용이하고 실시간으로 사용자의 건강상태를 확인할 수 있다는 이점이 있다. 하지만, 이러한 센서는 직접 체액의 성분을 검사할 수 없기 때문에 측정 결과의 신뢰도가 낮다는 문제가 있다.
이에 따라, 혈액으로부터 직접 혈액성분을 확인하여 검사 결과를 신뢰할 수 있으면서도 사용자가 숙련도 없이 쉽게 사용할 수 있고, 사용자의 몸에 설치되어 실시간으로 사용자의 혈액성분을 검사할 수 있도록 하는 장치에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 사용자의 피부 표면의 일 부분에 부착되어 피부 내부에 위치하는 체액에 포함될 수 있는 생체 물질을 연속적으로 감지하기 위한 마이크로 니들 센서를 제공하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 사용자의 피부 표면에 부착되어 사용자가 실생활 중에도 불편함을 느끼지 않으며 실시간으로 사용자의 건강 상태를 확인할 수 있는 마이크로 니들 센서를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 마이크로 니들 센서는 피부 표면의 일 부분에 부착되어 피부 내부에 위치하는 체액에 포함될 수 있는 생체 물질을 감지하기 위한 마이크로 니들 센서에 있어서, 상기 피부 표면의 일 부분에 일면이 접하는 판상의 제1 몸체, 상기 제1 몸체에 관통 형성되는 제1 홀, 상기 피부 표면을 통해 상기 피부 내부로 삽입되도록 선단부에 하나의 첨점이 형성되고 상기 제1 홀의 테두리부의 일 측 및 타 측으로부터 상기 피부 표면 측으로 각각 돌출되는 제1 가이드 니들 및 제2 가이드 니들을 포함하는 가이드 니들부; 상기 제1 몸체의 타 면 측에 일 면이 배치되는 판상의 제2 몸체, 상기 제2 몸체에 관통 형성되는 제2 홀 및 상기 제2 홀의 테두리부의 일 측으로부터 상기 피부 표면 측으로 돌출되고 상기 제1 홀로 삽입되어 선단부가 상기 피부 내부에 배치되되 표면에 상기 생체 물질과 전기 화학적으로 반응할 수 있는 반응 물질이 코팅되는 전도성의 작업 니들을 포함하는 작업 단자부; 상기 제2 몸체의 타 면 측에 일 면이 배치되는 판상의 제3 몸체, 상기 제3 몸체에 관통 형성되는 제3 홀 및 상기 제3 홀의 테두리부의 일 측으로부터 상기 피부 표면 측으로 돌출되고 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀로 삽입되어 선단부가 상기 피부 내부에 배치되는 전도성의 기준 니들을 포함하는 기준 단자부; 및 상기 생체 물질과 상기 반응 물질이 전기 화학적으로 반응함에 따라 발생하는 전기적 신호를 인식하여 상기 생체 물질을 감지하는 측정부; 를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들은 대향하여 배치되고 상기 제1 몸체로부터 멀어짐에 따라 상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들 사이의 거리가 가까워지도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 가이드 니들은 밑변이 상기 제1 홀의 테두리부의 일 측에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성되고, 상기 제2 가이드 니들은 밑변이 상기 제1 홀의 테두리부의 타 측에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들은 비전도성 물질로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 몸체 및 상기 제3 몸체는 전도성 물질로 형성되고, 상기 작업 단자부는 상기 제2 몸체의 일측에 형성되는 작업 단자를 더 포함하고, 상기 기준 단자부는 상기 제3 몸체의 일측에 형성되는 기준 단자를 더 포함하고, 상기 측정부는 상기 작업 단자 및 상기 기준 단자를 통해 각각 상기 작업 니들 및 상기 기준 니들에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
이때, 상기 제3 몸체의 타 면 측에 일 면이 배치되는 판상의 제4 몸체, 상기 제4 몸체에 관통 형성되는 제4 홀 및 상기 제4 홀의 테두리부의 일 측으로부터 상기 피부 표면 측으로 돌출되고 상기 제1 홀, 상기 제2 홀 및 상기 제3 홀로 삽입되어 선단부가 상기 피부 내부에 배치되는 보조 니들을 포함하는 보조 단자부; 및 상기 기준 니들의 전위를 제어할 수 있도록 상기 기준 니들에 통전 가능하게 연결되는 전원공급부; 를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 측정부는 상기 전원공급부가 상기 기준 니들의 전위를 변화함에 따라 상기 작업 니들과 상기 보조 니들 사이의 전류의 변화를 측정함으로써 상기 생체 물질을 감지할 수 있다.
이때, 상기 측정부는 상기 전원공급부가 상기 기준 니들을 통과하는 전류를 변화함에 따라 상기 작업 니들과 상기 보조 니들 사이의 전위차의 변화를 인식하여 상기 생체 물질을 감지할 수 있다.
이때, 상기 제2 몸체, 상기 제3 몸체 및 제4 몸체는 전도성 물질로 형성되고, 상기 작업 단자부는 상기 제2 몸체의 일측에 형성되는 작업 단자를 더 포함하고, 상기 기준 단자부는 상기 제3 몸체의 일측에 형성되는 기준 단자를 더 포함하고, 상기 보조 단자부는 상기 제4 몸체의 일측에 형성되는 보조 단자를 더 포함하고, 상기 측정부는 상기 작업 단자, 상기 기준 단자 및 상기 보조 단자를 통해 각각 상기 작업 니들 및 상기 기준 니들에 통전 가능하게 연결될 수 있다.
이때, 상기 제4 몸체의 타 면 측에 일 면이 배치되는 판상의 제5 몸체, 상기 제5 몸체에 관통 형성되는 제5 홀 및 상기 제5 홀의 테두리부의 일 측으로부터 상기 피부 표면 측으로 돌출되고 상기 제1 홀, 상기 제2 홀, 상기 제3 홀 및 상기 제4 홀로 삽입되어 선단부가 상기 피부 내부에 배치되는 전도성의 인식 니들을 포함하는 인식 단자부; 를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 측정부는 상기 전원공급부가 상기 작업 니들에 연결됨에 따라 상기 인식 니들에서 전기적인 신호를 감지하면 상기 작업 니들과 상기 보조 니들 사이의 전기적 신호를 측정할 수 있다.
이때, 상기 인식 니들은 상기 인식 니들의 선단부가 상기 작업 니들의 선단부, 상기 기준 니들의 선단부 및 상기 보조 니들의 선단부보다 더 상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들의 선단부로부터 이격되도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 홀은 사각형의 형상으로 관통 형성되고, 상기 제2 홀 내지 상기 제5 홀은 상기 제1 홀과 닮은 사각형의 형상으로서 상기 제1 홀보다 작게 형성되고, 상기 제1 몸체 내지 상기 제5 몸체는 상기 제1 홀 내지 상기 제5 홀의 사각형의 형상이 대응되도록 배치될 수 있다.
이때, 상기 작업 니들은 밑변이 사각형의 모서리로서 상기 제2 홀의 테두리부 중 어느 한 모서리에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성되고, 상기 기준 니들은 밑변이 사각형의 모서리로서 상기 제3 홀의 테두리부 중 상기 작업 니들이 배치되는 측의 모서리를 제외한 어느 한 모서리에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성되고, 상기 보조 니들은 밑변이 사각형의 모서리로서 상기 제4 홀의 테두리부 중 상기 작업 니들 및 상기 기준 니들이 배치되는 측의 모서리를 제외한 어느 한 모서리에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성되고, 상기 인식 니들은 밑변이 사각형의 모서리로서 상기 제5 홀의 테두리부 중 상기 작업 니들, 상기 기준 니들 및 상기 보조 니들이 배치되는 측의 모서리를 제외한 모서리에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 피부 내부에 배치되는 상기 제1 가이드 니들, 상기 제2 가이드 니들, 상기 작업 니들, 상기 기준 니들, 상기 보조 니들 및 상기 인식 니들의 표면에는 생체적합성 물질이 도포될 수 있다.
이때, 상기 작업 니들, 상기 기준 니들, 상기 보조 니들 및 상기 인식 니들은 상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들이 상기 피부 표면을 통해 상기 피부 내부로 삽입됨에 따라 형성되는 상기 피부 내부의 일 공간에 배치되도록 상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들보다 작게 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 가이드 니들과 상기 제2 가이드 니들, 상기 작업 니들, 상기 기준 니들, 상기 보조 니들 및 상기 인식 니들은 각각 상기 제1 몸체, 상기 제2 몸체, 상기 제3 몸체, 상기 제4 몸체 및 상기 제5 몸체에 복수 개로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 몸체, 상기 제3 몸체, 상기 제4 몸체 및 상기 제5 몸체는 상기 제2 몸체의 타면, 상기 제3 몸체의 타면 및 상기 제4 몸체의 타면에 절연 물질이 도포된 상태로 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서는, 제1 가이드 니들 및 제2 가이드 니들을 구비하여 사용자의 피부 내부에 공간을 형성함으로써 사용자의 피부 표면의 일 부분에 부착되어 연속적으로 피부 내부에 위치하는 체액에 포함될 수 있는 생체 물질을 감지할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서는, 마이크로 스케일의 니들을 이용하여 사용자의 피부 표면에 부착되더라도 사용자가 실생활 중에 불편함을 느끼지 않으며 실시간으로 사용자의 건강 상태를 확인할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서가 피부 표면에 부착된 상태를 일 측에서 바라본 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서가 피부 표면에 부착된 상태를 타 측에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서의 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 A-A선을 따라 단면의 일부를 도시한 단면도이다.
도 6은 도 3의 B-B선을 따라 단면의 일부를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서가 피부 표면에 부착된 상태를 일 측에서 바라본 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서가 피부 표면에 부착된 상태를 타 측에서 바라본 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서의 분해 사시도이다. 도 5는 도 3의 A-A선을 따라 단면의 일부를 도시한 단면도이다. 도 6은 도 3의 B-B선을 따라 단면의 일부를 도시한 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서(1)는 피부 표면(2)의 일 부분에 부착되어 사용된다.
마이크로 니들 센서(1)는 피부 표면(2)의 일 부분의 내측인 피부 내부(4)에 위치하는 체액을 검사함으로써 체액에 생체 물질이 포함되는지 여부를 감지할 수 있다. 마이크로 니들 센서(1)가 부착되는 피부 표면(2)은 사람, 동물 등 체액에 감지의 대상인 생체 물질이 포함되는 생명체이고, 이에 제한이 있는 것은 아니다.
이때, 생체 물질은 체액 내에 존재하게 되는 다양한 표적 물질이 될 수 있으며 생체 물질의 종류나 생체 물질을 측정하는 목적에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면, 생체 물질이 당뇨병 유무를 판단하기 위한 질병 인자인 경우 체액 내에 존재하게 되는 포도당, 케톤 또는 코티솔 등이 질병 인자로서 생체 물질일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서(1)는 가이드 니들부(100), 작업 단자부(200) 및 측정부(600)를 포함한다.
가이드 니들부(100)는 피부 내부(4)에 후술할 작업 니들(220), 기준 니들(320) 등이 배치될 수 있도록 피부 표면(2)을 뚫고 피부 내부에 일정한 공간을 형성한다.
이를 위하여, 가이드 니들부(100)는 제1 몸체(110), 제1 홀(111), 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 몸체(110)는 피부 표면(2)의 일 부분에 일면이 접하는 판상으로 형성된다. 제1 몸체(110)는 판상으로 형성되는 구체적인 형상에 제한이 있는 것은 아니며, 제1 몸체(110)의 크기는 필요에 따라 다르게 형성될 수 있다.
제1 홀(111)은 제1 몸체(110)를 관통하여 형성된다. 이때, 제1 홀(111)의 개수에는 제한이 없으며, 본 실시예에서와 같이 복수 개가 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 홀(111)이 복수 개가 형성되는 경우에는 제1 홀(111)은 격자 형으로 배치될 수 있다. 다만, 복수 개의 제1 홀(111)은 제1 몸체(110)의 형상에 따라 다양한 위치에 배치될 수 있고, 반드시 격자 형으로 배치되어야 하는 것은 아니다.
제1 홀(111)의 형상은 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 사각형으로 형성될 수 있다.
이때, 제1 홀(111)의 테두리부에는 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)이 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 가이드 니들(120)은 피부 표면(2)의 통해 선단부가 피부 내부(4)로 삽입되도록 선단부에 하나의 첨점이 형성된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 가이드 니들(120)은 선단부가 뾰족하게 형성되어 피부 표면(2)을 관통하여 피부 내부(4)에 위치할 수 있다.
제1 가이드 니들(120)은 피부 표면(2) 측에 위치하는 선단부에 첨점이 형성되어 피부 표면을 용이하게 관통할 수 있으면 형상에는 제한이 없다. 예를 들면, 도 4에서와 같이 제1 가이드 니들(120)은 삼각형의 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 가이드 니들(120)은 밑변의 길이보다 높이가 길게 형성될 수 있다. 이를 통해 피부 내부(4)의 공간을 보다 넓게 확보하여 후술하는 작업 니들(220), 기준 니들(320)이 체액에 노출되는 공간을 충분히 제공할 수 있게 된다.
제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)이 피부 표면(2)을 관통하더라도 사용자가 피부에 통각을 느끼지 못하도록 하기 위해 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)과 제1 홀(111)은 마이크로 미터 스케일로 형성된다. 예를 들면, 삼각형으로 형성되는 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)의 밑변의 길이가 100μm~1000μm이고, 제1 몸체(110)의 일면으로부터 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)의 첨점까지의 거리가 100μm~1000μm일 수 있다. 이를 통해, 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)의 크기를 마이크로 미터 스케일로 구성함으로써, 사용자가 실생활에서 마이크로 니들 센서(1)를 지속적으로 붙인 상태로 생활하더라도 불편함을 느끼지 않고, 연속적으로 생체 물질을 측정할 수 있게 된다.
본 실시예에서와 같이 제1 가이드 니들(120)이 삼각형으로 형성되는 경우, 제1 가이드 니들(120)은 밑변이 제1 홀(111)의 테두리부의 일 측에 위치할 수 있다. 즉, 제1 가이드 니들(120)의 밑변이 사각형 형상의 제1 홀(111)의 모서리부와 일치하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 가이드 니들(120) 과 제1 몸체(110)를 일체로 형성하여 제1 가이드 니들(120)을 일측으로 절곡함으로써 용이하게 제1 가이드 니들(120)이 외측으로 돌출되는 구조를 제조할 수 있게 된다.
제2 가이드 니들(130)은 제1 가이드 니들(120)에 대응되도록 형성된다. 즉, 제1 가이드 니들(120)과 동일한 형상으로 형성된다. 이에 따라, 제2 가이드 니들(130)의 형상과 제1 홀(111)에 형성되는 구조에 대하여는 제1 가이드 니들(120)에 대한 설명으로 대체한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)은 제1 홀(111)의 네 모서리 중 서로 대변 관계인 두 모서리에 형성되어 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)이 피부 표면(2)을 관통하여 피부 내부(4)에 일정한 공간이 형성될 수 있도록 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 서로 이격되어 형성되는 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)이 피부를 용이하게 관통하기 위하여 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)은 제1 몸체(110)로부터 멀어짐에 따라 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130) 사이의 거리가 가까워지도록 형성된다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)은 제1 몸체(110)의 일면을 연장한 평면과 소정의 각도를 가지고 기울여지도록 형성되고 각각의 선단부가 서로 인접하게 배치되도록 기울여지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)이 피부 표면(2)을 관통하는 경우 내부에 사각뿔 형상의 공간이 형성된다.
이때, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 전술한 사각뿔 형상의 공간 중 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)이 배치되지 않는 면으로는 체액이 유입된다. 이를 통해 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130) 사이에 체액을 배치되며 체액에 포함된 생체 물질을 감지할 수 있게 된다.
제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)을 형성하는 물질은 전도성을 가져도 되고 가지지 않아도 무관하다. 다만, 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)은 체액 내부의 전기적 신호를 감지하기 위한 구성이 아닌 피부 표면(2)을 안정적으로 관통하여 후술하는 니들이 체액에 노출되기 위한 공간을 마련하기 위한 것이므로 비전도성 물질로 형성될 수 있으며, 비전도성 물질로 형성되는 경우, 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)을 통해 예상하지 못한 전류가 흐르는 것을 방지하여 생체 물질 감지 안정성을 높일 수 있다.
제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)은 피부 표면(2)을 관통하여 선단부가 피부 내부(4)에 위치될 수 있으므로, 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)의 표면에는 피부 내부(4)에서 항원 반응에 의한 부작용을 방지하기 위하여 생체적합성 물질이 도포될 수 있다.
제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130) 사이에 유입된 체액으로부터 생체 물질을 검출하기 위하여 작업 단자부(200)와 기준 단자부(300)가 제1 몸체(110)의 타면 측에 순차적으로 배치된다. 이때, 작업 단자부(200)는 제2 몸체(210), 제2 홀(211), 작업 니들(220) 및 작업 단자(240)를 포함한다.
제2 몸체(210)는 제1 몸체(110)에 대응되는 판상으로 형성된다. 제2 몸체(210)는 일 면이 제1 몸체(110)의 타 면 측과 평행하게 배치된다. 이때, 제1 몸체(110) 와 제2 몸체(210) 사이 제1 몸체(110)와 제2 몸체(210)가 통전되지 않도록 절연 물질이 배치된 채로 제1 몸체(110)와 제2 몸체(210)는 적층된다. 이를 위하여, 제2 몸체(210)의 일 면에 절연 물질을 도포한 후 제1 몸체(110)의 타면과 제2 몸체(210)의 일 면이 접하도록 제1 몸체(110)와 제2 몸체(210)가 적층된다.
제1 몸체(110)와 절연되어 있는 제2 몸체(210)는 전도성의 물질로 형성된다. 이에 따라 전기적 신호가 제2 몸체(210)를 따라 전달될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 몸체(210)에는 제1 홀(111)에 대응되는 위치에 제2 홀(211)이 형성된다. 제2 홀(211)은 제1 홀(111)과 마찬가지로 개수에 제한이 없다. 따라서, 제2 홀(211)의 개수는 제1 홀(111)의 개수에 대응하여 형성된다.
제2 홀(211)의 형상에는 제한이 없다. 다만, 후술하는 작업 니들(220)이 제1 홀(111)로 용이하게 삽입될 수 있도록 제1 홀(111)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 홀(111)이 사각형의 형상으로 형성되는 경우, 제2 홀(211)의 형상도 사각형으로 형성될 수 있다.
이때, 제2 홀(211)의 사각형의 형상은 제1 홀(111)의 사각형의 형상과 닮은 사각형으로 형성되고 제2 홀(211)은 제2 홀(211)의 사각형의 형상의 수학적 무게중심점이 제1 홀(111)의 사각형의 형상의 수학적 무게중심점과 일치하도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 홀(111)의 각 꼭지점과 제2 홀(211)의 각 꼭지점이 향하는 방향이 일치하도록 배치될 수 있다.
도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 홀(211)의 테두리부에는 작업 니들(220)이 형성된다. 작업 니들(220)은 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)이 피부 표면(2)을 통과함으로써 형성되는 피부 내부(4)의 일 공간으로 선단부가 배치되도록 제2 홀(211)의 테두리부 일측으로부터 피부 표면(2) 측으로 돌출되어 형성된다.
작업 니들(220)에는 표면에 감지 대상인 생체 물질과 전기 화학적으로 반응할 수 있는 반응 물질이 코팅된다. 이에 따라, 작업 니들(220)이 피부 내부(4)에 배치되면 체액과 접하게 되고 체액에 포함되는 생체 물질과 전기 화학적 반응, 예를 들면 산화 환원반응을 하게 된다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 작업 니들(220)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)과 마찬가지로 피부 내부(4)에 선단부가 배치되므로, 생체적합성을 위하여 표면에 생체적합성 물질이 도포되어 형성될 수 있다.
이때, 작업 니들(220)에 생체적합성 물질이 코팅되는 경우에는, 작업 니들(220)의 표면에 생체 물질과 전기 화학적 반응을 할 수 있는 반응 물질이 먼저 코팅되고 생체적합성 물질이 코팅된다. 작업 니들(220)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)에 의하여 피부 내부(4)에 형성되는 공간 내에 배치될 수 있으면 형상에 제한이 있는 것은 아니다. 즉, 작업 니들(220)의 크기는 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)의 크기보다 작게 형성된다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 작업 니들(220)은 삼각형의 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 작업 니들(220)의 삼각형의 형성 밑변이 제2 홀(211)의 사각형의 형상의 모서리 중 어느 한 모서리에 배치될 수 있다. 이에 따라, 작업 니들(220)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)에 의하여 형성되는 삼각뿔 형상의 피부 내부(4) 공간에 배치될 수 있을 뿐만 아니라, 작업 니들(220)을 제조 시 삼각형 모양의 형상을 제외한 제2 홀(211)을 펀칭 후 일 방향으로 절곡함으로써 작업 니들(220)을 쉽게 제조할 수 있게 된다.
작업 니들(220)의 개수는 제2 홀(211)의 개수에 대응되도록 형성되며, 제한이 있는 것은 아니다. 즉, 제2 홀(211)이 형성되는 개수에 따라 제2 홀(211)에 작업 니들(220)이 형성된다.
작업 니들(220)이 형성되는 제2 몸체(210)의 일측에는 도 4에 도시된 바와 같이 작업 단자(240)가 형성된다. 작업 단자(240)는 작업 니들(220)과 통전 가능하게 연결된다. 이때, 제2 몸체(210)는 전도성 물질, 예를 들면 금속으로 형성될 수 있고 작업 단자(240)와 작업 니들(220)은 제2 몸체(210)를 통하여 통전 가능하게 연결될 수 있다.
작업 단자(240)는 제2 몸체(210)의 일측에 형성되며, 후술하는 측정부(600)와 전기적으로 연결될 수 있으면 형상에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 몸체(210)와 일체로 형성되고 제2 몸체(210)으로부터 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다.
한편, 기준 단자부(300)는 제3 몸체(310), 제3 홀(311), 기준 니들(320) 및 기준 단자(340)를 포함한다.
제3 몸체(310)는 제2 몸체(210)에 대응되는 판상으로 형성된다. 제3 몸체(310)는 일 면이 제2 몸체(210)의 타 면 측과 평행하게 배치된다. 이때, 제2 몸체(210) 와 제3 몸체(310) 사이 제2 몸체(210)와 제3 몸체(310)가 통전되지 않도록 절연 물질이 배치된 채로 제2 몸체(210)와 제3 몸체(310)는 적층된다. 이를 위하여, 제3 몸체(310)의 일 면에 절연 물질을 도포한 후 제2 몸체(210)의 타면과 제3 몸체(310)의 일 면이 접하도록 제2 몸체(210)와 제3 몸체(310)가 적층된다.
제2 몸체(210)와 절연되어 있는 제3 몸체(310)는 전도성의 물질로 형성된다. 이에 따라 전기적 신호가 제3 몸체(310)를 따라 전달될 수 있다.
제3 몸체(310)에는 제2 홀(211)에 대응되는 위치에 제3 홀(311)이 형성된다. 제3 홀(311)은 제2 홀(211)과 마찬가지로 개수에 제한이 없다. 따라서, 제3 홀(311)의 개수는 제2 홀(211)의 개수에 대응하여 형성된다.
제3 홀(311)의 형상에는 제한이 없다. 다만, 후술하는 기준 니들(320)이 제1 홀(111) 및 제2 홀(211)로 용이하게 삽입될 수 있도록 제2 홀(211)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 홀(211)이 사각형의 형상으로 형성되는 경우, 제3 홀(311)의 형상도 사각형으로 형성될 수 있다.
이때, 제3 홀(311)의 사각형의 형상은 제2 홀(211)의 사각형의 형상과 동일한 사각형으로 형성되고 제3 홀(311)은 제3 홀(311)의 사각형의 형상의 수학적 무게중심점이 제2 홀(211)의 사각형의 형상의 수학적 무게중심점과 일치하도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 홀(211)의 각 꼭지점과 제3 홀(311)의 각 꼭지점이 제2 몸체(210)와 제3 몸체(310)가 적층되는 방향으로 동일한 위치에 배치될 수 있다.
도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제3 홀(311)의 테두리부에는 기준 니들(320)이 형성된다. 기준 니들(320)은 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)이 피부 표면(2)을 통과함으로써 형성되는 피부 내부(4)의 일 공간으로 작업 니들(220)과 함께 선단부가 배치되도록 제3 홀(311)의 테두리부 일측으로부터 피부 표면(2) 측으로 돌출되어 형성된다.
이때, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 기준 니들(320)은 작업 니들(220)과 대향하여 배치되도록 제3 홀(311)에 형성될 수 있다. 또한, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 작업 니들(220), 제1 가이드 니들(120), 기준 니들(320) 및 제2 가이드 니들(130)은 사각형의 제1 홀(111)의 외주면을 따라 순차적으로 형성될 수 있다. 다만, 작업 니들(220), 제1 가이드 니들(120), 기준 니들(320) 및 제2 가이드 니들(130)은 서로 이격되어 있으면 배치되는 순서에 제한이 있는 것은 아니다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 기준 니들(320)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)과 마찬가지로 피부 내부(4)에 선단부가 배치되므로, 생체적합성을 위하여 표면에 생체적합성 물질이 도포되어 형성될 수 있다.
기준 니들(320)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)에 의하여 피부 내부(4)에 형성되는 공간 내에 배치될 수 있으면 형상에 제한이 있는 것은 아니다. 즉, 기준 니들(320)의 크기는 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)의 크기보다 작게 형성된다. 이때, 기준 니들(320)의 크기는 작업 니들(220)과 동일한 크기로 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 작업 니들(220)은 삼각형의 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 작업 니들(220)의 삼각형의 형성 밑변이 제3 홀(311)의 사각형의 형상의 모서리 중 어느 한 모서리에 배치될 수 있다. 이에 따라, 기준 니들(320)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)에 의하여 형성되는 삼각뿔 형상의 피부 내부(4) 공간에 배치될 수 있을 뿐만 아니라, 기준 니들(320)을 제조 시 삼각형 모양의 형상을 제외한 제3 홀(311)을 펀칭 후 일 방향으로 절곡함으로써 기준 니들(320)을 쉽게 제조할 수 있게 된다.
기준 니들(320)의 개수는 제3 홀(311)의 개수에 대응되도록 형성되며, 제한이 있는 것은 아니다. 즉, 제3 홀(311)이 형성되는 개수에 따라 제3 홀(311)에 기준 니들(320)이 형성된다.
기준 니들(320)이 형성되는 제3 몸체(310)의 일측에는 도 4에 도시된 바와 같이 기준 단자(340)가 형성된다. 기준 단자(340)는 기준 니들(320)과 통전 가능하게 연결된다. 이때, 제3 몸체(310)는 전도성 물질, 예를 들면 금속으로 형성될 수 있고 기준 단자(340)와 기준 니들(320)은 제3 몸체(310)를 통하여 통전 가능하게 연결될 수 있다.
기준 단자(340)는 제3 몸체(310)의 일측에 형성되며, 후술하는 측정부(600)와 전기적으로 연결될 수 있으면 형상에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 몸체(310)와 일체로 형성되고 제3 몸체(310)으로부터 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이때, 기준 단자(340)는 측정부(600)와 연결을 용이하게 하기 위하여 작업 단자(240)가 형성되는 측이 아닌 위치에 형성될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 측정부(600)는 작업 단자(240)와 기준 단자(340)를 통해 작업 니들(220)과 기준 니들(320)에 통전 가능하게 연결된다. 측정부(600)는 전기적 신호를 측정하고 해석하기 위하여 공지된 프로세서를 구비할 수 있다. 이를 통해 측정부(600)는 작업 단자(240)와 기준 단자(340) 사이의 전기적 신호를 측정함으로써 생체 물질이 체액에 포함되어 있는지를 판별하게 된다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 기준 단자(340)는 작업 단자(240)와 함께 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)에 의하여 형성되는 피부 내부(4)에 선단부가 배치되며, 피부 내부(4)의 체액과 접촉하게 된다.
이때, 작업 단자(240)의 표면에서 체액 내부에 포함된 생체 물질이 산화 환원 반응을 일으키게 되면 전해질을 함유하는 체액을 통하여 작업 단자(240)에서 기준 단자(340)로 또는 기준 단자(340)에서 작업 단자(240)로 전류가 흐르게 된다. 측정부(600)는 작업 단자(240)를 통해 측정된 전기적 신호, 즉 전류를 측정함으로써 체액에 질병인자가 포함되는지 여부를 판별할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서(1)는 보조 단자부(400) 및 전원공급부(700)를 더 포함할 수 있다.
보조 단자부(400)는 작업 단자부(200)와 기준 단자부(300)와 함께 포텐시오스탯(PotentioStat) 또는 갈바노스탯(GalvanoStat)을 구성하여 체액 내에 포함된 생체 물질을 감지한다. 이를 위하여, 보조 단자부(400)는 제4 몸체(410), 제4 홀(411) 및 보조 니들(420)을 포함한다.
제4 몸체(410)는 제3 몸체(310)에 대응되는 판상으로 형성된다. 제4 몸체(410)는 일 면이 제3 몸체(310)의 타 면 측과 평행하게 배치된다. 이때, 제3 몸체(310)와 제4 몸체(410) 사이 제3 몸체(310)와 제4 몸체(410)가 통전되지 않도록 절연 물질이 배치된 채로 제3 몸체(310)와 제4 몸체(410)는 적층된다. 이를 위하여, 제4 몸체(410)의 일 면에 절연 물질을 도포한 후 제3 몸체(310)의 타면과 제4 몸체(410)의 일 면이 접하도록 제3 몸체(310)와 제4 몸체(410)가 적층된다.
제3 몸체(310)와 절연되어 있는 제4 몸체(410)는 전도성의 물질로 형성된다. 이에 따라 전기적 신호가 제4 몸체(410)를 따라 전달될 수 있다.
제4 몸체(410)에는 제3 홀(311)에 대응되는 위치에 제4 홀(411)이 형성된다. 제4 홀(411)은 제3 홀(311)과 마찬가지로 개수에 제한이 없다. 따라서, 제4 홀(411)의 개수는 제3 홀(311)의 개수에 대응하여 형성된다.
제4 홀(411)의 형상에는 제한이 없다. 다만, 제4 홀(411)은 후술하는 보조 니들(420)이 제1 홀(111), 제2 홀(211) 및 제3 홀(311)로 용이하게 삽입될 수 있도록 제3 홀(311)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 홀(311)이 사각형의 형상으로 형성되는 경우, 제4 홀(411)의 형상도 사각형으로 형성될 수 있다.
이때, 제4 홀(411)의 사각형의 형상은 제3 홀(311)의 사각형의 형상과 동일한 사각형으로 형성되고 제4 홀(411)은 제4 홀(411)의 사각형의 형상의 수학적 무게중심점이 제3 홀(311)의 사각형의 형상의 수학적 무게중심점과 일치하도록 배치될 수 있다. 즉, 제4 홀(411)의 각 꼭지점과 제3 홀(311)의 각 꼭지점이 제3 몸체(310)와 제4 몸체(410)가 적층되는 방향으로 동일한 위치에 배치될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제4 홀(411)의 테두리부에는 보조 니들(420)이 형성된다. 보조 니들(420)은 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)이 피부 표면(2)을 통과함으로써 형성되는 피부 내부(4)의 일 공간으로 작업 니들(220) 및 기준 니들(320)과 함께 선단부가 배치되도록 제4 홀(411)의 테두리부 일측으로부터 피부 표면(2) 측으로 돌출되어 형성된다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 보조 니들(420)은 작업 니들(220)과 기준 니들(320)의 일 측에 배치되도록 제4 홀(411)에 형성될 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 작업 니들(220), 보조 니들(420) 및 기준 니들(320)은 사각형의 제1 홀(111)의 외주면을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 보조 니들(420)은 제2 가이드 니들(130)과 같은 방향에 형성될 수 있다. 다만, 작업 니들(220), 제1 가이드 니들(120), 기준 니들(320), 보조 니들(420) 및 제2 가이드 니들(130)은 서로 이격되어 있으면 배치되는 순서에 제한이 있는 것은 아니다.
이때, 보조 니들(420)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)과 마찬가지로 피부 내부(4)에 선단부가 배치되므로, 생체적합성을 위하여 표면에 생체적합성 물질이 도포되어 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 보조 니들(420)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)에 의하여 피부 내부(4)에 형성되는 공간 내에 배치될 수 있으면 형상에 제한이 있는 것은 아니다. 즉, 보조 니들(420)의 크기는 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)의 크기보다 작게 형성된다.
이때, 보조 니들(420)의 크기는 작업 니들(220) 및 기준 니들(320)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 이를 통하여 동일한 몸체와 니들을 사용하되 측정부(600)에 연결되는 순서를 달리하여 작업 단자부(200), 기준 단자부(300) 및 보조 단자부(400)를 용이하게 구성할 수 있게 된다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 보조 니들(420)은 삼각형의 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 보조 니들(420)의 삼각형의 형성 밑변이 제4 홀(411)의 사각형의 형상의 모서리 중 어느 한 모서리에 배치될 수 있다. 이에 따라, 보조 니들(420)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)에 의하여 형성되는 삼각뿔 형상의 피부 내부(4) 공간에 배치될 수 있을 뿐만 아니라, 보조 니들(420)을 제조 시 삼각형 모양의 형상을 제외한 제4 홀(411)을 펀칭 후 일 방향으로 절곡함으로써 보조 니들(420)을 쉽게 제조할 수 있게 된다.
보조 니들(420)의 개수는 제4 홀(411)의 개수에 대응되도록 형성되며, 제한이 있는 것은 아니다. 즉, 제4 홀(411)이 형성되는 개수에 따라 제4 홀(411)마다 보조 니들(420)이 형성된다.
보조 니들(420)이 형성되는 제4 몸체(410)의 일측에는 도 4에 도시된 바와 같이 보조 단자(440)가 형성된다. 보조 단자(440)는 보조 니들(420)과 통전 가능하게 연결된다. 이때, 제4 몸체(410)는 전도성 물질, 예를 들면 금속으로 형성될 수 있고 보조 단자(440)와 보조 니들(420)은 제4 몸체(410)를 통하여 통전 가능하게 연결될 수 있다.
보조 단자(440)는 제4 몸체(410)의 일측에 형성되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 측정부(600)와 전기적으로 연결될 수 있으면 형상에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제4 몸체(410)와 일체로 형성되고 제4 몸체(410)으로부터 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 전원공급부(700)는 기준 니들(320)의 전위를 제어할 수 있도록 기준 단자(340)에 연결되어 기준 니들(320)에 통전 가능하게 연결된다.
전원공급부(700)는 기준 니들(320)에 전위를 제공할 수 있으면, 공지된 다양한 전원 공급을 위한 부품이 사용될 수 있다. 예를 들면, 휴대성을 확보하기 위하여 배터리가 사용될 수 있으면, 착용감을 높이기 위하여 플렉서블 배터리가 사용될 수 있다. 전원공급부(700)는 기준 니들(320)의 전위를 제어할 수 있도록 하기 위하여 공지된 회로를 구비할 수 있다. 예를 들면, OP-amp를 이용한 회로를 구비할 수 있다.
이때, 작업 단자부(200), 기준 단자부(300) 및 보조 단자부(400)가 포텐시오스탯을 구성하는 경우, 측정부(600)는 전원공급부(700)가 기준 니들(320)의 전위를 변화시킴에 따라 기준 니들(320)의 전위를 유지하기 위하여 체액에 포함된 생체 물질이 작업 니들(220)에서 산화 환원 반응을 하게 되고 작업 니들(220)과 보조 니들(420) 사이의 체액을 통해 흐르는 작업 니들(220)과 보조 니들(420) 사이에 흐르는 전류의 변화를 측정함으로써 생체 물질을 감지하게 된다.
반면, 작업 단자부(200), 기준 단자부(300) 및 보조 단자부(400)가 갈바노스탯을 구성하는 경우, 측정부(600)는 전원공급부(700)가 기준 니들(320)을 통과하는 전류를 변화시킴에 따라 기준 니들(320)을 통과하는 전류를 유지하기 위하여 체액에 포함된 생체 물질이 작업 니들(220)에서 산화 환원 반응을 하게 되고 작업 니들(220)과 보조 니들(420) 사이의 전위차의 변화를 측정함으로써 생체 물질을 감지하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 니들 센서(1)는 인식 단자부(500)를 더 포함할 수 있다.
전술한 작업 단자부(200), 기준 단자부(300) 및 보조 단자부(400)에 인식 단자부(500)가 부가적으로 구비됨으로써 측정부(600)가 작업 단자부(200), 기준 단자부(300) 및 보조 단자부(400)를 통하여 생체 물질 측정을 진행할 지 여부를 판단할 수 있게 된다. 이를 위하여, 인식 단자부(500)는 제5 몸체(510), 제5 홀(511) 및 인식 니들(520)을 포함한다.
제5 몸체(510)는 제4 몸체(410)에 대응되는 판상으로 형성된다. 제5 몸체(510)는 일 면이 제4 몸체(410)의 타 면 측과 평행하게 배치된다. 이때, 제4 몸체(410)와 제5 몸체(510) 사이 제4 몸체(410)와 제5 몸체(510)가 통전되지 않도록 절연 물질이 배치된 채로 제4 몸체(410)와 제5 몸체(510)는 적층된다. 이를 위하여, 제5 몸체(510)의 일 면에 절연 물질을 도포한 후 제4 몸체(410)의 타 면과 제5 몸체(510)의 일 면이 접하도록 제4 몸체(410)와 제5 몸체(510)가 적층된다.
제4 몸체(410)와 절연되어 있는 제5 몸체(510)는 전도성의 물질로 형성된다. 이에 따라 전기적 신호가 제5 몸체(510)를 따라 전달될 수 있다.
제5 몸체(510)에는 제4 홀(411)에 대응되는 위치에 제5 홀(511)이 형성된다. 제5 홀(511)은 제4 홀(411)과 마찬가지로 개수에 제한이 없다. 따라서, 제5 홀(511)의 개수는 제4 홀(411)의 개수에 대응하여 형성된다.
제5 홀(511)의 형상에는 제한이 없다. 다만, 제5 홀(511)은 후술하는 인식 니들(520)이 제1 홀(111), 제2 홀(211), 제3 홀(311) 및 제4 홀(411)로 용이하게 삽입될 수 있도록 제4 홀(411)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제4 홀(411)이 사각형의 형상으로 형성되는 경우, 제5 홀(511)의 형상도 사각형으로 형성될 수 있다.
이때, 제5 홀(511)의 사각형의 형상은 제4 홀(411)의 사각형의 형상과 동일한 사각형으로 형성되고 제5 홀(511)은 제5 홀(511)의 사각형의 형상의 수학적 무게중심점이 제4 홀(411)의 사각형의 형상의 수학적 무게중심점과 일치하도록 배치될 수 있다. 즉, 제5 홀(511)의 각 꼭지점과 제4 홀(411)의 각 꼭지점이 제4 몸체(410)와 제5 몸체(510)가 적층되는 방향으로 동일한 위치에 배치될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제5 홀(511)의 테두리부에는 인식 니들(520)이 형성된다. 인식 니들(520)은 제1 가이드 니들(120)과 제2 가이드 니들(130)이 피부 표면(2)을 통과함으로써 형성되는 피부 내부(4)의 일 공간으로 작업 니들(220) 및 기준 니들(320)과 함께 선단부가 배치되도록 제5 홀(511)의 테두리부 일측으로부터 피부 표면(2) 측으로 돌출되어 형성된다.
이때, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 인식 니들(520)은 작업 니들(220)과 기준 니들(320)의 일 측에 배치되도록 제5 홀(511)에 형성될 수 있다. 즉, 인식 니들(520)은 보조 니들(420)과 대향하여 배치되도록 형성될 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 작업 니들(220), 보조 니들(420), 기준 니들(320) 및 인식 니들(520)은 사각형의 제1 홀(111)의 외주면을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 인식 니들(520)은 제1 가이드 니들(120)과 같은 방향에 형성될 수 있다. 다만, 작업 니들(220), 제1 가이드 니들(120), 기준 니들(320), 보조 니들(420), 제2 가이드 니들(130) 및 인식 니들(520)은 서로 이격되어 있으면 배치되는 순서에 제한이 있는 것은 아니다.
이때, 인식 니들(520)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)과 마찬가지로 피부 내부(4)에 선단부가 배치되므로, 생체적합성을 위하여 표면에 생체적합성 물질이 도포되어 형성될 수 있다.
인식 니들(520)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)에 의하여 피부 내부(4)에 형성되는 공간 내에 배치될 수 있으면 형상에 제한이 있는 것은 아니다. 즉, 인식 니들(520)의 크기는 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)의 크기보다 작게 형성된다.
이때, 인식 니들(520)의 크기는 작업 니들(220), 기준 니들(320) 및 보조 니들(420)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 이를 통하여 동일한 몸체와 니들을 사용하되 측정부(600)에 연결되는 순서를 달리하여 작업 단자부(200), 기준 단자부(300), 보조 단자부(400) 및 인식 단자부(500)를 용이하게 구성할 수 있게 된다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 인식 니들(520)은 삼각형의 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 인식 니들(520)의 삼각형의 형성 밑변이 제5 홀(511)의 사각형의 형상의 모서리 중 어느 한 모서리에 배치될 수 있다. 이에 따라, 인식 니들(520)은 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)에 의하여 형성되는 삼각뿔 형상의 피부 내부(4) 공간에 배치될 수 있을 뿐만 아니라, 인식 니들(520)을 제조 시 삼각형 모양의 형상을 제외한 제5 홀(511)을 펀칭 후 일 방향으로 절곡함으로써 인식 니들(520)을 쉽게 제조할 수 있게 된다.
인식 니들(520)의 개수는 제5 홀(511)의 개수에 대응되도록 형성되며, 제한이 있는 것은 아니다. 즉, 제5 홀(511)이 형성되는 개수에 따라 제5 홀(511)마다 인식 니들(520)이 형성된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 인식 니들(520)의 선단부가 작업 니들(220)의 선단부, 기준 니들(320)의 선단부 및 보조 니들(420)의 선단부보다 더 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)의 선단부로부터 이격되도록 형성될 수 있다. 이때, 제5 몸체(510)가 제1 몸체(110)로부터 가장 멀리 배치되고, 인식 니들(520)이 작업 니들(220), 기준 니들(320) 및 보조 니들(420)과 동일한 크기의 형상으로 형성되면, 인식 니들(520)의 선단부가 작업 니들(220)의 선단부, 기준 니들(320)의 선단부 및 보조 니들(420)의 선단부보다 더 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)의 선단부로부터 이격되어 위치된다.
이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 측정부(600)는 인식 니들(520)에 통전 가능하게 연결됨으로써 인식 니들(520)로 유입되는 전기적 신호를 감지하게 된다. 즉, 전원공급부(700)가 작업 니들(220)에 연결됨에 따라 인식 니들(520)에 전기적인 신호가 유입되는 것을 확인하면 작업 니들(220)과 보조 니들(420) 사이의 전기적 신호를 측정하여 생체 물질을 검출하게 된다.
또한, 전술한 바와 같이, 인식 니들(520)의 선단부가 작업 니들(220)의 선단부, 기준 니들(320)의 선단부 및 보조 니들(420)의 선단부보다 더 제1 가이드 니들(120) 및 제2 가이드 니들(130)의 선단부로부터 이격되도록 형성됨으로써, 체액에 가장 마지막으로 접촉되는 인식 니들(520)이 체액에 접촉하게 된다.
이때, 인식 니들(520)이 감지한 전기적 신호를 기준으로 측정부(600)가 생체 물질을 검출하게 됨으로써 작업 니들(220), 기준 니들(320) 및 보조 니들(420)이 체액 내에 배치되어 있음을 확인할 수 있게 된다. 즉, 작업 니들(220), 기준 니들(320) 및 보조 니들(420)이 체액 내에 배치된 상태에서만 측정부(600)가 생체 물질을 검출하게 됨으로써 생체 물질 감지의 신뢰도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 전력 소모를 최소화할 수 있으며, 나아가 전원공급부(700)의 크기를 줄이고 배터리화 하여 휴대 가능한 마이크로 니들 센서(1)를 구성할 수 있게 된다.
인식 니들(520)이 형성되는 제5 몸체(510)의 일측에는 도 4에 도시된 바와 같이 인식 단자(540)가 형성된다. 인식 단자(540)는 인식 니들(520)과 통전 가능하게 연결된다. 이때, 제5 몸체(510)는 전도성 물질, 예를 들면 금속으로 형성될 수 있고 인식 단자(540)와 인식 니들(520)은 제5 몸체(510)를 통하여 통전 가능하게 연결될 수 있다. 따라서, 측정부(600)는 인식 단자(540)에 연결됨으로써 인식 니들(520)과 통전 가능하게 연결된다.
인식 단자(540)는 제5 몸체(510)의 일측에 형성되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 측정부(600)와 전기적으로 연결될 수 있으면 형상에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제5 몸체(510)와 일체로 형성되고 제5 몸체(510)으로부터 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 따른 마이크로 니들 센서에 대하여 설명하였으나, 본 실시예에 따른 마이크로 니들 센서는 사람의 피부에 접촉되어 실생활에서 연속적으로 체내의 생체 물질을 측정하기 위한 장치에만 적용될 수 있는 것은 아니며, 표면 내부에 전기 전도성이 있는 용액이 존재하고 용액 내에 표적 인지를 감지하기 위한 표적 인자 감지 장치로 사용될 수도 있음을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

Claims (18)

  1. 피부 표면의 일 부분에 부착되어 피부 내부에 위치하는 체액에 포함될 수 있는 생체 물질을 감지하기 위한 마이크로 니들 센서에 있어서,
    상기 피부 표면의 일 부분에 일면이 접하는 판상의 제1 몸체, 상기 제1 몸체에 관통 형성되는 제1 홀, 상기 피부 표면을 통해 상기 피부 내부로 삽입되도록 선단부에 하나의 첨점이 형성되고 상기 제1 홀의 테두리부의 일 측 및 타 측으로부터 상기 피부 표면 측으로 각각 돌출되는 제1 가이드 니들 및 제2 가이드 니들을 포함하는 가이드 니들부;
    상기 제1 몸체의 타 면 측에 일 면이 배치되는 판상의 제2 몸체, 상기 제2 몸체에 관통 형성되는 제2 홀 및 상기 제2 홀의 테두리부의 일 측으로부터 상기 피부 표면 측으로 돌출되고 상기 제1 홀로 삽입되어 선단부가 상기 피부 내부에 배치되되 표면에 상기 생체 물질과 전기 화학적으로 반응할 수 있는 반응 물질이 코팅되는 전도성의 작업 니들을 포함하는 작업 단자부;
    상기 제2 몸체의 타 면 측에 일 면이 배치되는 판상의 제3 몸체, 상기 제3 몸체에 관통 형성되는 제3 홀 및 상기 제3 홀의 테두리부의 일 측으로부터 상기 피부 표면 측으로 돌출되고 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀로 삽입되어 선단부가 상기 피부 내부에 배치되는 전도성의 기준 니들을 포함하는 기준 단자부; 및
    상기 생체 물질과 상기 반응 물질이 전기 화학적으로 반응함에 따라 발생하는 전기적 신호를 인식하여 상기 생체 물질을 감지하는 측정부; 를 포함하는, 마이크로 니들 센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들은 대향하여 배치되고 상기 제1 몸체로부터 멀어짐에 따라 상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들 사이의 거리가 가까워지도록 형성되는, 마이크로 니들 센서.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 가이드 니들은 밑변이 상기 제1 홀의 테두리부의 일 측에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성되고,
    상기 제2 가이드 니들은 밑변이 상기 제1 홀의 테두리부의 타 측에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성되는, 마이크로 니들 센서.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들은 비전도성 물질로 형성되는, 마이크로 니들 센서.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 몸체 및 상기 제3 몸체는 전도성 물질로 형성되고,
    상기 작업 단자부는 상기 제2 몸체의 일측에 형성되는 작업 단자를 더 포함하고,
    상기 기준 단자부는 상기 제3 몸체의 일측에 형성되는 기준 단자를 더 포함하고,
    상기 측정부는 상기 작업 단자 및 상기 기준 단자를 통해 각각 상기 작업 니들 및 상기 기준 니들에 통전 가능하게 연결되는, 마이크로 니들 센서.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 몸체의 타 면 측에 일 면이 배치되는 판상의 제4 몸체, 상기 제4 몸체에 관통 형성되는 제4 홀 및 상기 제4 홀의 테두리부의 일 측으로부터 상기 피부 표면 측으로 돌출되고 상기 제1 홀, 상기 제2 홀 및 상기 제3 홀로 삽입되어 선단부가 상기 피부 내부에 배치되는 보조 니들을 포함하는 보조 단자부; 및
    상기 기준 니들의 전위를 제어할 수 있도록 상기 기준 니들에 통전 가능하게 연결되는 전원공급부; 를 더 포함하는, 마이크로 니들 센서.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 전원공급부가 상기 기준 니들의 전위를 변화함에 따라 상기 작업 니들과 상기 보조 니들 사이의 전류의 변화를 측정함으로써 상기 생체 물질을 감지하는, 마이크로 니들 센서.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 전원공급부가 상기 기준 니들을 통과하는 전류를 변화함에 따라 상기 작업 니들과 상기 보조 니들 사이의 전위차의 변화를 인식하여 상기 생체 물질을 감지하는, 마이크로 니들 센서.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 몸체, 상기 제3 몸체 및 제4 몸체는 전도성 물질로 형성되고,
    상기 작업 단자부는 상기 제2 몸체의 일측에 형성되는 작업 단자를 더 포함하고,
    상기 기준 단자부는 상기 제3 몸체의 일측에 형성되는 기준 단자를 더 포함하고,
    상기 보조 단자부는 상기 제4 몸체의 일측에 형성되는 보조 단자를 더 포함하고,
    상기 측정부는 상기 작업 단자, 상기 기준 단자 및 상기 보조 단자를 통해 각각 상기 작업 니들 및 상기 기준 니들에 통전 가능하게 연결되는, 마이크로 니들 센서.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 제4 몸체의 타 면 측에 일 면이 배치되는 판상의 제5 몸체, 상기 제5 몸체에 관통 형성되는 제5 홀 및 상기 제5 홀의 테두리부의 일 측으로부터 상기 피부 표면 측으로 돌출되고 상기 제1 홀, 상기 제2 홀, 상기 제3 홀 및 상기 제4 홀로 삽입되어 선단부가 상기 피부 내부에 배치되는 전도성의 인식 니들을 포함하는 인식 단자부; 를 더 포함하는, 마이크로 니들 센서.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 전원공급부가 상기 작업 니들에 연결됨에 따라 상기 인식 니들에서 전기적인 신호를 감지하면 상기 작업 니들과 상기 보조 니들 사이의 전기적 신호를 측정하는, 마이크로 니들 센서.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 인식 니들은 상기 인식 니들의 선단부가 상기 작업 니들의 선단부, 상기 기준 니들의 선단부 및 상기 보조 니들의 선단부보다 상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들의 선단부로부터 더 이격되도록 형성되는, 마이크로 니들 센서.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 홀은 사각형의 형상으로 관통 형성되고,
    상기 제2 홀 내지 상기 제5 홀은 상기 제1 홀과 닮은 사각형의 형상으로서 상기 제1 홀보다 작게 형성되고,
    상기 제1 몸체 내지 상기 제5 몸체는 상기 제1 홀 내지 상기 제5 홀의 사각형의 형상이 대응되도록 배치되는, 마이크로 니들 센서.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 작업 니들은 밑변이 사각형의 모서리로서 상기 제2 홀의 테두리부 중 어느 한 모서리에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성되고,
    상기 기준 니들은 밑변이 사각형의 모서리로서 상기 제3 홀의 테두리부 중 상기 작업 니들이 배치되는 측의 모서리를 제외한 어느 한 모서리에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성되고,
    상기 보조 니들은 밑변이 사각형의 모서리로서 상기 제4 홀의 테두리부 중 상기 작업 니들 및 상기 기준 니들이 배치되는 측의 모서리를 제외한 어느 한 모서리에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성되고,
    상기 인식 니들은 밑변이 사각형의 모서리로서 상기 제5 홀의 테두리부 중 상기 작업 니들, 상기 기준 니들 및 상기 보조 니들이 배치되는 측의 모서리를 제외한 모서리에 위치하는 삼각형의 형상으로 형성되는, 마이크로 니들 센서.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 피부 내부에 배치되는 상기 제1 가이드 니들, 상기 제2 가이드 니들, 상기 작업 니들, 상기 기준 니들, 상기 보조 니들 및 상기 인식 니들의 표면에는 생체적합성 물질이 도포되는, 마이크로 니들 센서.
  16. 제10 항에 있어서,
    상기 작업 니들, 상기 기준 니들, 상기 보조 니들 및 상기 인식 니들은 상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들이 상기 피부 표면을 통해 상기 피부 내부로 삽입됨에 따라 형성되는 상기 피부 내부의 일 공간에 배치되도록 상기 제1 가이드 니들 및 상기 제2 가이드 니들보다 작게 형성되는, 마이크로 니들 센서.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 가이드 니들과 상기 제2 가이드 니들, 상기 작업 니들, 상기 기준 니들, 상기 보조 니들 및 상기 인식 니들은 각각 상기 제1 몸체, 상기 제2 몸체, 상기 제3 몸체, 상기 제4 몸체 및 상기 제5 몸체에 복수 개로 형성되는, 마이크로 니들 센서.
  18. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 몸체, 상기 제3 몸체, 상기 제4 몸체 및 상기 제5 몸체는 상기 제2 몸체의 타면, 상기 제3 몸체의 타면 및 상기 제4 몸체의 타면에 절연 물질이 도포된 상태로 적층되는, 마이크로 니들 센서.
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