WO2023163532A1 - 공기 충전형 약액 펌핑 장치 및 약액 주입 장치 - Google Patents

공기 충전형 약액 펌핑 장치 및 약액 주입 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 공기 충전형 약액 펌핑 장치는, 공기가 채워진 내부 공간과 외부를 연결하는 주입 유로를 형성하고, 상기 내부 공간의 상단을 한정하는 내측 상단면과, 상기 내측 상단면에서 하측으로 돌출되고 돌출 말단에 상기 주입 유로의 일단인 연결 홀이 형성된 이너 돌출부를 가진 챔버; 및 상기 챔버와 함께 상기 내부 공간을 형성하고, 상기 내부 공간의 볼륨을 변경하도록 상하 방향으로 상기 챔버의 내측면을 따라 이동 가능하게 구성되고, 상기 이너 돌출부가 삽입 가능하도록 하측으로 함몰된 삽입 홈을 형성하는 상측면을 가진 플런저를 포함하고, 상기 내측 상단면과 상기 상측면은 서로 이격되어 있다.

Description

공기 충전형 약액 펌핑 장치 및 약액 주입 장치
본 개시는 공기 충전형 약액 펌핑 장치, 약액 주입 장치 및 공기 충전형 약액 펌핑 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
환자에게 약액을 공급하기 위해, 환자에게 액상의 약액(예를 들어, 주사액)을 주입하는 약액 주입 장치가 알려져 있다. 상기 약액 주입 장치를 이용하여, 소정의 저장 공간 내에 있는 약액이 환자와 연결되는 통로(예를 들어, 관 및 주사 바늘의 내부 공간)를 통과하여, 환자의 체내로 유입된다.
종래의 약액 주입 장치는 내부에 상술한 저장 공간을 형성하는 챔버와, 상기챔버의 내측면을 따라 슬라이딩하며 상술한 저장 공간의 볼륨(volume)을 변경시키는 플런저를 포함한다. 플런저가 챔버에 대해 소정의 가압 방향으로 슬라이딩하여 저장 공간의 볼륨이 작아짐으로써, 저장 공간 내의 약액은 상술한 통로를 따라 이동하고 환자의 체내로 유입된다. 플런저가 챔버에 대해 상술한 가압 방향으로 최대한 슬라이딩한 상태에서 상술한 통로에 약액이 잔류하게 되고, 잔류된 약액은 환자의 체내로 주입되지 못하고 일반적으로 폐기 처분될 수 있다. 즉, 약액 주입 장치의 저장 공간에 있던 약액의 전체 양 중 일부는 환자의 체내로 유입되나, 나머지 일부는 상술한 통로에 잔류하여 사용하지 못하게 된다.
상술한 종래의 약액 주입 장치의 경우, 상술한 통로에 잔류한 상당량의 약액이 낭비되는 문제가 있다. 본 개시는 이와 같은 종래의 약액 주입 장치의 문제점을 해결하는 것이다.
본 개시의 일 측면은 공기 충전형 약액 펌핑 장치의 실시예들을 제공한다. 대표적인 실시예에 따른 약액 주입 장치는, 공기가 채워진 내부 공간과 외부를 연결하는 주입 유로를 형성하고, 상기 내부 공간의 상단을 한정하는 내측 상단면과, 상기 내측 상단면에서 하측으로 돌출되고 돌출 말단에 상기 주입 유로의 일단인 연결 홀이 형성된 이너 돌출부를 가진 챔버; 및 상기 챔버와 함께 상기 내부 공간을 형성하고, 상기 내부 공간의 볼륨을 변경하도록 상하 방향으로 상기 챔버의 내측면을 따라 이동 가능하게 구성되고, 상기 이너 돌출부가 삽입 가능하도록 하측으로 함몰된 삽입 홈을 형성하는 상측면을 가진 플런저를 포함하고, 상기 내측 상단면과 상기 상측면은 서로 이격되어 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 플런저의 상단은 상기 이너 돌출부의 하단보다 하측에 위치할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 챔버는, 상기 이너 돌출부의 둘레를 따라 상측으로 함몰되어 형성되고 상기 내부 공간의 일부를 구성하는 공기 포집 홈을 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 플런저는, 상기 삽입 홈의 둘레를 따라 상측으로 돌출되어 형성되고 상기 플런저가 상측으로 이동 시 상기 공기 포집 홈에 맞물림 가능하게 구성되는 삽입부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 내부 공간에 충전된 공기는 멸균된 공기일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 내부 공간에 공기가 충전된 상태로 제조될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 플런저가 상측으로 이동하도록 상기 플런저를 가압 가능하게 구성되는 가압 동작부를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 일 측면은 약액 주입 장치의 실시예들을 제공한다. 대표적인 실시예에 따른 약액 주입 장치는 상기 공기 충전형 약액 펌핑 장치; 환자의 피부에 삽입되어 약액을 주입하도록 구성된 주사부가 결합 가능하게 구성되고, 상기 주사부로 상기 약액의 흐름을 안내하도록 구성된 안내 유로를 형성하는 주사부 고정 장치; 상기 주사부 고정 장치에 결합되고, 상기 안내 유로의 상류측 말단에 연결되어 상기 안내 유로로 상기 약액의 흐름을 안내하도록 구성된 필터 유로를 형성하고, 상기 약액 내 공기를 필터링하여 외부로 배출하도록 구성되는 공기 필터; 및 상기 공기 충전형 약액 펌핑 장치의 상기 주입 유로의 하류측 말단과 상기 공기 필터의 상기 필터 유로의 상류측 말단을 연결하고 상기 약액의 흐름을 안내하도록 구성된 연결 유로를 형성하는 연결관부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 이너 돌출부의 상기 돌출 말단에 접하는 가상의 수평선을 기준으로 상측에 위치한 상기 내부 공간의 볼륨은, 상기 주입 유로의 볼륨 및 상기 연결 유로의 볼륨의 합보다 크거나 같을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 필터 유로의 볼륨 및 상기 안내 유로의 볼륨의 합은 상기 주입 유로의 볼륨 및 상기 연결 유로의 볼륨의 합보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 주사부 고정 장치는, 상기 안내 유로를 형성하는 고정 바디; 및 환자의 피부에 대해 상기 고정 바디를 지지하도록 구성된 지지 레그를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 연결관 내의 잔류하는 약액을 공기가 밀어낼 수 있도록 하는 약액 펌핑 장치의 구조를 통해, 약액 펌핑 장치의 사용 이후 연결관 내에 잔류되는 약액의 양을 현저히 저감시킬 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 내부 공간에 공기가 채워진 상태의 공기 충전형 약액 펌핑 장치를 제공함으로써, 약액이 상기 내부 공간으로 주입될 때에도, 약액 주입 장치의 사용 이후 연결관 내에 잔류하는 약액을 밀어줄 수 있는 공기가 내부 공간에 반드시 존재하게 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 챔버에 대해 플런저가 상측으로 슬라이딩 되어도, 챔버의 공기 포집 홈에 공기가 트랩(trap)된 상태를 유지하게 하여, 약액이 약액 펌핑 장치의 내부 공간으로부터 유출된 이후 트랩된 공기가 상기 내부 공간으로부터 유출되면서, 연결관 내에 잔류한 약액을 밀어주게 유도할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 챔버에 대해 플런저가 상측으로 최대한 슬라이딩되기 직전에, 플런저에 의해 내부 공간 내의 공기가 가압되도록 유도할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치에 의하면, 챔버 내부의 이너 돌출부 둘레에 트랩된 공기가 상기 챔버의 상기 주입 유로 및 상기 연결관부의 상기 연결 유로 내의 약액을 최대한 밀어낼 수 있고, 약액을 밀어낸 공기가 환자의 체내로 들어가기 전에 상기 공기 필터로 필터링할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 약액 주입 장치에 의하면, 상기 이너 돌출부의 상기 돌출 말단에 접하는 가상의 수평선을 기준으로 상측에 위치한 상기 내부 공간의 볼륨이 상기 주입 유로의 볼륨 및 상기 연결 유로의 볼륨의 합보다 크거나 같게 함으로써, 상기 공기 필터보다 상류측의 유로인 상기 주입 유로 및 상기 연결 유로 내의 약액을 챔버 내부의 이너 돌출부 둘레에 트랩된 공기로 모두 밀어낼 수 있다.
도 1은 약액 주입 세트(1, 2)의 전체 시스템을 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1의 공기 충전형 약액 펌핑 장치의 확대 단면도이다.
도 3은 도 2의 공기 충전형 약액 펌핑 장치에 약액이 채워진 상태를 보여주는 확대 단면도이다.
도 4는 도 3의 플런저가 상측 방향으로 이동한 상태를 보여주는 확대 단면도이다.
도 5는 공기 충전형 약액 펌핑 장치의 작동 방법을 설명하는 흐름도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "결합되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 "상류" 및 "하류"는, 공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)가 약액을 가압할 때 약액이 흐르는 방향을 기준으로 정의된다. 구체적으로, 도 1의 화살표 F의 방향이 하류 방향으로 정의되고, 상기 하류 방향의 반대 방향이 상류 방향으로 정의된다.
본 개시에서 사용되는 "상측", "상" 등의 방향지시어는 첨부된 도면에서 약액 펌핑 장치의 내부 공간의 볼륨을 감소시키도록 챔버에 대해 플런저가 슬라이딩하는 방향을 기준으로 하고, "하측", "하" 등의 방향지시어는 그 반대 방향을 의미한다. 도면들에는 상측 방향(U) 및 하측 방향(D)이 도시된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여될 수 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 약액 주입 세트(1, 2)의 전체 시스템을 보여주는 개념도이다. 도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 약액 주입 세트(1, 2)는 약액 주입 장치(1)와 약액 주입 장치(1)에 결합 가능하게 구성된 주사부(2)를 포함한다. 예를 들어, 후술할 주사부 고정 장치(700)에 소수성 필터를 가진 엔드 캡(미도시)을 결합한 상태로 후술할 연결관부(300) 내에 프라이밍용 액체를 채운 후, 상기 엔드 캡을 주사부 고정 장치(700)로부터 분리시키고, 주사부 고정 장치(700)와 주사부(2)를 연결할 수 있다.
주사부(2)는 환자의 피부에 삽입되어 약액을 주입하도록 구성된다. 주사부(2)는 주사 바늘(2a)이나 카테터(catheter) 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 주사부(2)는 주사 바늘(2a) 및 주사 바늘(2a)을 지지하는 주사 지지부(2b)를 포함한다. 주사부(2)은 주사부 고정 장치(700)의 주사 결합부(710)와 결합 가능하게 구성되는 대응 결합부(2c)를 포함한다. 주사부(2)는 주사 바늘(2a), 주사 지지부(2b) 및 대응 결합부(2c)가 순차적으로 연결되어 구성될 수 있다.
약액 주입 장치(1)는 공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)를 포함한다. 약액 주입 장치(1)는 공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)의 후술할 주입 유로(110p)와 연결되는 연결관부(300)을 포함한다. 약액 주입 장치(1)는 연결관부(300)의 하류측 말단과 결합하는 공기 필터(500)를 더 포함할 수 있다. 약액 주입 장치는 공기 필터(500)의 하류측 말단과 결합하는 주사부 고정 장치(700)를 더 포함할 수 있다.
공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)에서의 가압에 따라 약액이 환자의 체내로 유입된다. 상기 약액은 공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)로부터 연결관부(300), 공기 필터(500), 주사부 고정 장치(700), 및 주사부(2)를 순차적으로 거쳐 환자의 체내로 유입될 수 있다.
공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)는 약액을 수용 가능하도록 구성된 챔버(110)를 포함한다. 챔버(110)는 플런저(130)와 함께 내부 공간(100s)을 형성한다. 상기 내부 공간(100s)에 약액이 저장될 수 있다. 챔버(110)는 연결관부(300)와 결합되는 결합부(114)를 포함할 수 있다. 결합부(114)는 포트부(330)의 포트 연결부(333)에 결합될 수 있다. 결합부(114)는 챔버(110)의 상측에 형성될 수 있다. 결합부(114)는 상하 방향으로 연장된 관형 부재로 이루어질 수 있다. 결합부(114)는 주입 유로(110p)를 형성할 수 있다.
공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)는 약액을 가압하도록 구성된다. 공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)는 챔버(110) 내부의 약액을 가압하는 플런저(130)를 포함한다. 플런저(130)는, 상측 방향으로 이동함으로써, 챔버(110) 내부의 약액을 가압할 수 있다. 챔버(110) 내부로 약액이 충전되는 중일 때, 플런저(130)는 하측 방향으로 이동한다.
연결관부(300)는 약액의 흐름을 안내하도록 구성된 연결 유로(300p)를 형성한다. 연결관부(300)는 공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)로부터 공기 필터(500)까지 약액의 이동을 안내할 수 있다. 연결관부(300)은 공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)에서의 가압에 따라 공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)로부터 유출되는 약액이 흐르도록 구성된다. 연결 유로(300p)는 공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)의 주입 유로(110p)의 하류측 말단과 공기 필터(500)의 필터 유로(500p)의 상류측 말단을 연결한다.
연결관부(300)는 연결 유로(300p)의 적어도 일부를 형성하는 연결관(310)을 포함한다. 연결관부(300)는 연결 유로(300p)의 일부를 형성하는 포트부(330)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 포트부(330)는 연결 유로(300p) 중 상류측 부분의 일부 유로를 형성하고, 연결관(310)은 연결 유로(300p)의 나머지 부분을 형성할 수 있다.
포트부(330)는 약액 펌핑 장치(100) 내로 약액을 충전 가능하도록 구성된다. 약액이 외부로부터 포트부(330)를 통해 약액 펌핑 장치(100) 내로 유입될 수 있다. 약액은 포트부(330)를 통해 약액 펌핑 장치(100)의 내부 공간(100s)으로 유입될 수 있다. 포트부(330)는 외부로부터 약액이 유입 가능하도록 구성된 포트 유입부(331)를 포함할 수 있다. 포트 유입부(331)를 통해 약액 펌핑 장치(100)의 내부 공간(100s)으로 약액이 충전되고, 플런저(130)는 하측 방향으로 이동할 수 있다.
포트부(330)는 챔버(110) 및 연결관(310)에 연결될 수 있다. 포트부(330)는 챔버(110)와 연결관(310) 사이에 배치되어 챔버(110)와 연결관(310)을 서로 연결할 수 있다. 포트부(330)는 후술할 연결관(310)의 제1 연결부(310) 상류 측 말단에 연결되는 포트 연장부(332)를 포함할 수 있다. 챔버(110)의 내부 공간(100s)의 약액은 포트부(330)의 포트 연장부(332)를 통해 연결관(310)으로 유입될 수 있다.
포트부(330)는 챔버(110)와 연결되는 포트 연결부(333)를 포함할 수 있다. 포트 연결부(333)는 챔버(110)의 결합부(114)에 결합될 수 있다. 포트 연결부(333)는 원기둥 형상으로 상하 방향으로 연장되어 구성될 수 있다. 결합부(114)가 포트 연결부(333)에 결합된 상태에서, 결합부(114)의 외측면과 포트 연결부(333)의 내측면이 접촉한 상태일 수 있다.
포트부(330)는 포트 유입부(331)의 약액 유입을 조절하는 유입 개폐부(미도시)를 포함할 수 있다. 챔버(110)의 내부 공간(100s)의 약액이 포트부(330)의 포트 연장부(332)를 통해 연결관(310)으로 유입될 때, 상기 유입 개폐부는 포트 유입부(331)를 닫아 약액의 외부로의 유출을 방지할 수 있다.
연결관(310)의 상류측 말단은 포트부(330)의 포트 연장부(332)에 연결되어 챔버(110)의 내부 공간(100s)의 약액을 연결관(310)의 하류측 방향으로 이동시킬 수 있다. 연결관(310)은 포트부(330)와 공기 필터(500)를 연결한다.
공기 필터(500)는 약액 내 공기를 필터링하여 외부로 배출하도록 구성된다. 공기 필터(500)는 연결관(310)의 하류측 말단과 결합한다. 공기 필터(500)는 주사부 고정 장치(700)에 결합된다. 공기 필터(500)는 필터 유로(500p)를 형성한다. 필터 유로(500p)는 주사부 고정 장치(700)의 후술할 안내 유로(700p)의 상류측 말단에 연결되어 안내 유로(700p)로 약액의 흐름을 안내하도록 구성된다. 필터 유로(500p)의 상류측 말단은 연결 유로(300p)의 하류측 말단과 연결된다.
공기 필터(500)는 연결관(310)과 연결되는 필터 케이싱(510)과, 필터 케이싱(510) 내에 배치되는 소수성 필터(520)를 포함할 수 있다. 소수성 필터(520)는 공기를 통과시키되 액체의 통과를 막도록 구성된다. 공기 필터(500)에는, 소수성 필터(520)에서 걸러진 공기가 외부로 배출되도록 구성된 에어 벤트(미도시)가 형성된다.
주사부 고정 장치(700)는 주사부(2)가 결합 가능하게 구성된다. 예를 들어, 주사부 고정 장치(700)와 주사부(2)는 스크류에 의해 서로 결합될 수 있다. 주사부 고정 장치(700)는 주사부(2)로 약액의 흐름을 안내하도록 구성된 안내 유로(700p)를 형성한다. 안내 유로(700p)의 상류측 말단은 필터 유로(500p)의 하류측 말단과 연결된다.
주사부 고정 장치(700)는, 안내 유로(700p)를 형성하는 고정 바디(720)를 포함한다. 주사부 고정 장치(700)는 공기 필터(500)와 결합하는 필터 결합부(730)를 포함한다. 주사부 고정 장치(700) 는 주사부(2)와 결합 가능하게 구성된 주사 결합부(700)를 포함한다. 주사부 고정 장치(700)는 환자의 피부에 대해 고정 바디(720)를 지지하도록 구성된 지지 레그(750)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 레그(750)는 환자의 피부에 부착된 부재(미도시)에 고정되어, 주사부 고정 장치(700)가 환자의 피부에 대해 일정한 위치와 일정한 각도로 배치되게 할 수 있다.
도 2는 도 1의 공기 충전형 약액 펌핑 장치의 확대 단면도이다. 도 2를 참조하면, 공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)는 챔버(110) 및 플런저(130)를 포함할 수 있다.
챔버(110)는 공기가 채워진 내부 공간(100s)과 챔버(110)의 외부를 연결하는 주입 유로(110p)를 형성할 수 있다. 주입 유로(110p)는 챔버(110)의 결합부(114)에 의해 형성될 수 있다. 주입 유로(110p)는 연결관부(300)와 연결된다. 주입 유로(110p)의 상류측 말단은 챔버(110)의 내부 공간(100s)에 연결된다. 주입 유로(110p)의 상류측 말단은 후술할 연결 홀(111h)이다. 주입 유로(110p)의 하류측 말단은 연결 유로(300p)의 상류측 말단과 연결된다. 주입 유로(110p)는 포트부(330)를 통해 연결관(310)과 연결될 수 있다. 포트부(330)의 포트 유입부(331)를 통해 유입된 약액은 주입 유로(110p)를 통해 챔버(110)의 내부 공간(100s)으로 유입될 수 있다. 주입 유로(110p)는 챔버(110)의 상측에 위치할 수 있다. 주입 유로(110p)는 상하 방향으로 연장된 관형으로 형성될 수 있다.
챔버(110)는 내부 공간(100s)의 상단을 한정하는 내측 상단면(113)을 가질 수 있다. 챔버(110)는 내측 상단면(113)에서 하측으로 돌출된 이너 돌출부(111)를 가질 수 있다. 이너 돌출부(111)는 내측 상단면(113)의 중앙 부분에서 하측으로 돌출될 수 있다. 이너 돌출부(111)는 주입 유로(110p)의 일단인 연결 홀(111h)이 형성될 수 있다. 연결 홀(111h)은 이너 돌출부(111)의 돌출 말단에 형성될 수 있다. 연결 홀(111h)을 통해 외부의 약액이 챔버(110)의 내부 공간(100s)으로 유입될 수 있다. 연결 홀(111h)을 통해 내부 공간(100s)의 약액이 외부로 유출될 수 있다.
챔버(110)는 내부 공간(100s)의 일부를 구성하는 공기 포집 홈(111g)을 형성할 수 있다. 공기 포집 홈(111g)은 이너 돌출부(111)의 둘레를 따라 상측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 공기 포집 홈(111g)은 이너 돌출부(111)를 에워쌀 수 있다. 공기 포집 홈(111g)을 형성하는 내측 상단면(113)의 레벨은 내측 상단면(113)의 중앙 바깥 방향(OR)으로 향함에 따라 낮아질 수 있다. 본 개시에서 설명의 편의를 위해, 연결 홀(111h)을 상하 방향으로 관통하며 연장된 가상의 중심축(C)을 정의하고, 중앙 바깥 방향(OR)은 중심축(C)으로부터 멀어지는 방향으로 정의한다. 챔버(110)의 내부 공간(100s)에 공기(A)와 약액(L)이 존재할 때, 플런저(130)가 상측으로 최대한 이동하기 직전까지 공기 포집 홈(111g)에 공기(A)가 트랩(trap)될 수 있다.
플런저(130)는 챔버(110)와 함께 내부 공간(100s)을 형성할 수 있다. 플런저(130)는 챔버(110)의 내측면을 따라 이동 가능하게 구성될 수 있다. 플런저(130)는 내부 공간(100s)의 볼륨을 변경하도록 상하 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 내부 공간(100s)으로 약액이 유입될 때, 플런저(130)는 하측 방향으로 이동하여 내부 공간(100s)의 볼륨을 증가시킬 수 있다. 내부 공간(100s)에서 약액이 유출될 때, 플런저(130)는 상측 방향으로 이동하여 내부 공간(100s)의 볼륨을 감소시킬 수 있다.
플런저(130)는 삽입 홈(131g)을 형성하는 상측면(131)을 가질 수 있다. 삽입 홈(131g)은 하측으로 함몰될 수 있다. 삽입 홈(131g)은 이너 돌출부(111)가 삽입 가능하도록 함몰될 수 있다. 삽입 홈(131g)은 플런저(130)의 상측면(131)의 중앙 부분에 형성될 수 있다.
플런저(130)의 상측면(131)은 챔버(110)의 내측 상단면(113)과 서로 이격되어 형성될 수 있다. 플런저(130)의 상측면(131)과 챔버(110)의 내측 상단면(113)이 서로 이격되어 내부 공간(100s)을 형성할 수 있다. 내부 공간(100s)에는 포트부(330)를 통해 공기가 충전될 수 있다. 충전된 공기는 공기 포집 홈(111g)에 위치할 수 있다.
챔버(110)의 내측 상단면(113)과 플런저(130)는 내부 공간(100s)을 한정할 수 있다. 내부 공간(100s)의 상단은 내측 상단면(113)이 한정할 수 있다. 내부 공간(100s)의 하단은 플런저(130)의 상측면(131)이 한정할 수 있다. 내부 공간(100s)에 공기가 충전된 상태로 공기 충전형 약액 펌핑 장치가 제조될 수 있다. 내부 공간(100s)에 약액이 유입될 때, 내부 공간(100s)에는 공기와 약액이 공존할 수 있다. 내부 공간(100s)에 충전된 공기 중 일부는 연결관(310)으로 유출되어 공기 필터(500)로 유입되어 외부로 배출될 수 있다. 공기는 챔버(110)의 공기 포집 홈(111g)에 트랩될 수 있다. 공기 포집 홈(111g)에 트랩된 공기는 후술하는 바와 같이 연결관에 잔류하는 약액을 밀어주기 위해 이용될 수 있다.
내부 공간(100s)에 충전된 공기는 멸균된 공기일 수 있다. 이를 통해, 약액을 주입하는 환자에게 건강상의 문제를 야기할 가능성을 낮출 수 있다.
플런저(130)는 공기 포집 홈(111g)에 맞물림 가능하게 구성되는 삽입부(131a)를 포함할 수 있다. 삽입부(131a)는 삽입 홈(131g)의 둘레를 따라 상측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 삽입부(131a)는 삽입 홈(131g)을 에워쌀 수 있다. 삽입부(131a)의 레벨은 중앙 바깥 방향(OR)으로 향함에 따라 낮아질 수 있다. 삽입부(131a)는 플런저(130)가 상측으로 이동 시 공기 포집 홈(111g)과 맞물림 가능하게 구성될 수 있다. 플런저(130)가 상측으로 이동하여 공기 포집 홈(111g)과 맞물릴 경우 내부 공간(100s)에 존재하는 공기는 주입 유로(110p)를 따라 유출될 수 있다.
내부 공간에 공기가 채워진 상태로 제조 완료된 상태에서, 플런저(130)의 상단은 이너 돌출부(111)의 하단보다 하측에 위치하는 것이 바람직하다. 이를 통해, 공기 포집 홈(111g)의 볼륨을 충분히 유지하여, 공기 포집 홈(111g)에 충분한 공기가 트랩되도록 할 수 있다. 공기 포집 홈(111g)에 충분히 트랩된 공기에 의해 잔류 약액을 밀어내는 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 공기 충전형 약액 펌핑 장치(100)는 플런저(130)가 상측 방향으로 이동하도록 동력을 제공하는 가압 동작부(150)를 포함할 수 있다. 일 예로, 가압 동작부(150)는, 가스 활성(gas activation)에 의한 부피 팽창을 이용하여 챔버(110) 내의 약액을 가압하도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 가압 동작부(150)는 사용자가 잡을 수 있는 부분을 제공하여, 사용자의 힘으로 플런저(130)를 상기 상측 방향으로 이동시킬 수 있다.
도시되지는 않았으나, 다른 예로, 플런저(130)는, 벌룬(balloon) 등의 탄성체의 탄성력을 이용하여 약액을 가압하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 플런저(130)는 상기 벌룬 내의 약액이 가압되도록 구성될 수 있다.
도 1에는 가압 동작부(150)가 도시되었으나, 공기 충전형 약액 펌핑 장치는 가압 동작부를 포함하지 않을 수 있다. 일 예로, 공기 충전형 약액 펌핑 장치는 가압 동작부를 포함하지 않는 상태로 제조될 수 있다. 이 경우, 약액 제조사나 사용자가 별도의 가압 동작부를 직접 연결하여 사용하는 것도 가능하다.
공기 충전형 약액 펌핑 장치의 제조 방법은 챔버(110)의 내부 공간(100s)에 공기를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 챔버(110)의 내부 공간(100s)에 공기가 채워지도록, 챔버(110)의 내측 상단면(113)과 플런저(130)의 상측면(131)은 이격된 상태로 제조될 수 있다.
내부 공간(100s)에 공기가 채워진 상태에서 약액이 내부 공간(100s)으로 주입되면, 내부 공간(100s)에는 공기가 반드시 존재하게 된다. 플런저(130)가 상승하여 내부 공간(100s) 내의 약액의 일부를 주입 유로(110p)로 유출시킬 때, 내부 공간(100s) 내의 공기의 일부는 주입 유로(110p)를 통해 유출되더라도, 내부 공간(100s) 내의 공기의 나머지 일부는 공기 포집 홈(111g)에 트랩되어 내부 공간(100s)에 잔류한다. 약액이 내부 공간(100s)으로부터 모두 유출되었을 때, 공기 포집 홈(111g)에 잔류한 공기는 플런저(130)의 삽입부(131a)에 의해 밀림으로써 공기 포집 홈(111g)으로부터 주입 유로(110p)로 유출될 수 있다(도 4의 화살표 참조). 공기 포집 홈(111g)에 잔류한 공기는 주입 유로(110p) 및 연결 유로(300p)의 잔류하는 약액을 밀어줄 수 있다. 이에 따라, 약액 주입 장치 사용 후 연결관 내에 잔류되는 약액의 양을 현저히 저감시킬 수 있다. 공기 포집 홈(111g)의 볼륨 및 충전되는 공기의 양은 연결관의 유로의 볼륨을 근거로 조절될 수 있다. 이에 따른 구체적인 내용은 후술한다.
플런저(130)의 상단은 이너 돌출부(111)의 하단보다 하측에 위치하도록 제조될 수 있다. 플런저(130)의 상단은 이너 돌출부(111)의 하단보다 하측에 위치하여 내부 공간(100s)에 충분한 공기가 채워지도록 함으로써, 이너 돌출부(111)의 하단보다 상측에 위치하는 공기 포집 홈(111g)에 충분한 양의 공기가 트랩되도록 유도할 수 있다.
도 3은 공기 충전형 약액 펌핑 장치을 설명하는 확대 단면도이다. 도 4는 도 3의 플런저가 상측 방향으로 이동한 상태를 보여주는 확대 단면도이다.
이하, 도1 내지 도 5를 참고하여, 공기 충전형 약액 펌핑 장치의 작동 방법을 설명한다.
공기 충전형 약액 펌핑 장치의 작동 방법은 내부 공간(100s)에 약액을 주입하는 단계(S1), 내부 공간(100s)에서 약액이 유출되는 단계(S2) 및 잔류 공기가 약액을 밀어내는 단계(S3)를 포함할 수 있다.
상기 단계(S1)에서, 포트부(330)를 통해 유입된 약액은 주입 유로(110p)를 거쳐 챔버(110)의 내부 공간(100s) 내로 약액이 유입될 수 있다. 챔버(110)의 내부 공간(100s)은 약액과 공기가 공존할 수 있다. 챔버(110)의 내부 공간(100s)으로 약액이 충전되는 중일 때, 플런저(130)는 하측 방향으로 이동하고, 내부 공간(100s)의 볼륨은 커진다.
상기 단계(S2)에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 플런저(130)가 상측 방향으로 이동하고, 내부 공간(100s)의 약액은 주입 유로(110p)를 통해 외부로 유출된다. 플런저(130)가 상측 방향으로 이동하여도, 공기 포집 홈(111g)에 위치하는 공기는 주입 유로(110p)를 통해 외부로 유출되지 못하고 잔류하게 된다.
상기 단계(S2)에서, 약액이 외부로 유출될 때, 내부 공간(100s)에 존재하는 공기 중 일부(즉, 공기 포집 홈에 트랩되지 않은 공기)는 약액과 함께 연결 유로(300p)로 유출될 수 있다. 약액과 함께 유출된 공기는 연결관부(300)을 통해 공기 필터(500)로 흘러들어갈 수 있다. 공기 필터(500)로 흘러들어간 기체는 전술한 에어 벤트에 의해 외부로 배출될 수 있다. 공기의 일부가 내부 공간(100s)로부터 유출되어도, 내부 공간(100s)의 공기 포집 홈(111g)에 공기(A)가 트랩된 상태가 유지될 수 있다.
상기 단계(S2)에서, 플런저(130)가 상측 방향으로 계속 이동하면, 내부 공간(100s)의 모든 약액이 주입 유로(110p)를 통해 유출될 수 있다. 이 때에도, 내부 공간(100s)의 공기 포집 홈(111g)에는 공기가 잔류한다.
상기 단계(S3)에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 플런저(130)가 상측 방향으로 이동하며, 내부 공간(100s)에 있는 잔류 공기를 주입 유로(110p)로 유출시킬 수 있다(도 4의 화살표 참조). 주입 유로(110p)로 유출된 공기는 주입 유로(110p) 내에 잔류하는 약액을 밀어 내고, 주입 유로(110p) 및 연결 유로(300p) 내의 잔류하는 약액을 밀어낼 수 있다. 이에 따라, 약액 주입 장치(100)의 사용자는 주입 유로(110p) 및 연결관(310) 내의 잔류하는 약액을 사용할 수 있게 되고, 손실되는 약액을 현저히 저감할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참고하여, 일 실시예에서, 이너 돌출부(111)의 상기 돌출 말단에 접하는 가상의 수평선을 기준으로 상측에 위치한 내부 공간(110s)의 볼륨(이하, 트랩 볼륨)은, 주입 유로(110p)의 볼륨 및 연결 유로(300p)의 볼륨의 합보다 크거나 같을 수 있다. 여기서, 상기 가상의 수평선은 예를 들어 도 3의 약액(L)의 수면선과 같은 선을 의미하고, 상기 트랩 볼륨은 예를 들어 도 3에서 공기 포집 홈(111g)에 포집된 공기의 볼륨과 같은 볼륨을 의미한다. 이를 통해, 약액을 환자에게 주입하는 마지막 단계에서 트랩 볼륨에 해당하는 공기가 주입 유로(110p) 및 연결 유로(300p)에 잔류하는 약액을 모두 밀어줄 수 있으면서도, 약액을 밀어낸 공기가 환자의 체내로 들어가기 전에 공기 필터(500)에 의해 필터링될 수 있다.
또한, 공기 필터(500)의 필터 유로(500p)의 볼륨 및 주사부 고정 장치(700)의 안내 유로(700p)의 볼륨의 합은 주입 유로(110p)의 볼륨 및 연결 유로(300p)의 볼륨의 합보다 작을 수 있다. 공기 필터(500)가 공기를 외부로 배출하므로 공기 필터(500)를 기준으로 하류의 약액의 유로 상에 잔류된 약액은 상술한 트랩된 공기에 의해 밀어낼 수 없는데, 이러한 필터 유로(500p)의 볼륨 및 안내 유로(700p)의 볼륨을 작게 함으로써, 유로 내에 잔류되어 버리게 되는 약액의 양을 최소화할 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

Claims (11)

  1. 공기가 채워진 내부 공간과 외부를 연결하는 주입 유로를 형성하고, 상기 내부 공간의 상단을 한정하는 내측 상단면과, 상기 내측 상단면에서 하측으로 돌출되고 돌출 말단에 상기 주입 유로의 일단인 연결 홀이 형성된 이너 돌출부를 가진 챔버; 및
    상기 챔버와 함께 상기 내부 공간을 형성하고, 상기 내부 공간의 볼륨을 변경하도록 상하 방향으로 상기 챔버의 내측면을 따라 이동 가능하게 구성되고, 상기 이너 돌출부가 삽입 가능하도록 하측으로 함몰된 삽입 홈을 형성하는 상측면을 가진 플런저를 포함하고,
    상기 내측 상단면과 상기 상측면은 서로 이격되어 있는,
    공기 충전형 약액 펌핑 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플런저의 상단은 상기 이너 돌출부의 하단보다 하측에 위치하는,
    공기 충전형 약액 펌핑 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 챔버는, 상기 이너 돌출부의 둘레를 따라 상측으로 함몰되어 형성되고 상기 내부 공간의 일부를 구성하는 공기 포집 홈을 형성하는,
    공기 충전형 약액 펌핑 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 플런저는, 상기 삽입 홈의 둘레를 따라 상측으로 돌출되어 형성되고 상기 플런저가 상측으로 이동 시 상기 공기 포집 홈에 맞물림 가능하게 구성되는 삽입부를 포함하는,
    공기 충전형 약액 펌핑 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부 공간에 충전된 공기는 멸균된 공기인,
    공기 충전형 약액 펌핑 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내부 공간에 공기가 충전된 상태로 제조된,
    공기 충전형 약액 펌핑 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플런저가 상측으로 이동하도록 상기 플런저를 가압 가능하게 구성되는 가압 동작부를 더 포함하는,
    공기 충전형 약액 펌핑 장치.
  8. 제1항에 따른 공기 충전형 약액 펌핑 장치;
    환자의 피부에 삽입되어 약액을 주입하도록 구성된 주사부가 결합 가능하게 구성되고, 상기 주사부로 상기 약액의 흐름을 안내하도록 구성된 안내 유로를 형성하는 주사부 고정 장치;
    상기 주사부 고정 장치에 결합되고, 상기 안내 유로의 상류측 말단에 연결되어 상기 안내 유로로 상기 약액의 흐름을 안내하도록 구성된 필터 유로를 형성하고, 상기 약액 내 공기를 필터링하여 외부로 배출하도록 구성되는 공기 필터; 및
    상기 공기 충전형 약액 펌핑 장치의 상기 주입 유로의 하류측 말단과 상기 공기 필터의 상기 필터 유로의 상류측 말단을 연결하고 상기 약액의 흐름을 안내하도록 구성된 연결 유로를 형성하는 연결관부를 포함하는,
    약액 주입 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이너 돌출부의 상기 돌출 말단에 접하는 가상의 수평선을 기준으로 상측에 위치한 상기 내부 공간의 볼륨은, 상기 주입 유로의 볼륨 및 상기 연결 유로의 볼륨의 합보다 크거나 같은,
    약액 주입 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 필터 유로의 볼륨 및 상기 안내 유로의 볼륨의 합은 상기 주입 유로의 볼륨 및 상기 연결 유로의 볼륨의 합보다 작은,
    약액 주입 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 주사부 고정 장치는,
    상기 안내 유로를 형성하는 고정 바디; 및
    환자의 피부에 대해 상기 고정 바디를 지지하도록 구성된 지지 레그를 포함하는,
    약액 주입 장치.
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