KR102604909B1 - 마이크로니들 테라피 장치, 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른, 니들 커버를 포함하는 마이크로니들 테라피 장치는, 공압 펌프와, 공압 펌프의 니들 커버 내로의 압축 공기 공급을 개폐하는 밸브와, 니들 커버 내에 배치되어, 니들 커버의 개구를 통해 돌출 내지 인입되도록 이동하는 마이크로 니들과, 상기 밸브의 개폐 및 마이크로 니들의 이동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 사용자로부터의 입력 정보를 기초로 상기 밸브의 개방 시점을 제어하도록 구성될 수 있다.
Description
본 발명은 마이크로니들 테라피 장치, 시스템 및 이를 이용하여 유효성분을 피부에 주입하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로니들(Microneedle)을 이용하여 피부에 미세 구멍을 형성한 후 이를 통해 약물 등의 유효성분을 주입시키고 섬유아세포 자극을 통한 콜라겐 생성을 유도할 때, 음압과 양압을 교대로 형성시키면서 압축 공기 공급을 통해 유효성분을 공압으로 직접 밀어 넣어 유효성분의 피부 침투를 양호하게 하여 통증은 완화시키면서 유효성분 주입 특성은 우수하게 하여 피부 재생치료 및 재생효과를 높일 수 있도록 개선된 마이크로니들 테라피 장치 및 이를 이용한 유효성분 주입방법에 관한 것이다.
일반적으로, 피부의 건강상태는 외모에 미치는 영향이 크기 때문에 현재는 피부질환의 치료목적 외에도 피부의 미백, 주름개선, 보습, 탄력성 증가 등을 목적으로 다양한 방법이 시행되고 있다.
그리고, 주지된 바와 같이 인체의 피부는 표피층(epidermis), 진피층(dermis) 및 지방조직층(fat layer)으로 크게 구분될 수 있다.
이 중 피부의 상당 부분을 차지하고 있는 진피층은 유두층과 망상층으로 구성되며, 유두층에는 모세혈관 및 림프관 등이 배치되어 있고, 망상층에는 피부의 주름과 관련된 교원섬유인 콜라겐, 피부에 탄력성을 부여하는 탄력섬유인 엘라스틴 및 기질 등이 포함된다.
이와 같이 피부의 시각적인 상태는 진피층의 건강상태에 따라 크게 좌우되므로 피부의 상태개선을 위하여 시행되는 다양한 방법들은 진피층을 대상으로 하는 경우가 대부분이다.
진피층은 상술한 바와 같이 표피층에 의해 보호되고 있으므로 진피층에 전달하고자 하는 약물을 피부에 도포하더라도 진피층까지 도달되는 양과 속도는 현저히 저하되는 경우가 많다.
이에 표피층에 도포된 약물이 진피층에 신속히 전달되도록 하기 위하여 압력이나 초음파 진동을 가하는 방안이 제안된 바 있다. 이는 표피층을 손상시키지 않는다는 장점은 있으나 목적하는 압력이나 초음파 진동을 발생시키는 수단을 구비하기 위하여 비용이 상승되고 체적이 증가되는 단점이 있다.
이러한 단점을 극복하고자, 1995년 미세침을 이용한 상처 치료 효과가 발표된 이후부터 마이크로니들로 표피층에 통로를 형성한 다음 목적하는 효과를 갖는 약물을 피부에 도포함으로써 약물이 진피층에 전달되도록 하는 방안(MTS:Microneedle Therapy System)이 널리 사용되고 있다.
이와 같은 MTS는 두께가 0.2mm 이하, 길이가 2mm 이하의 마이크로니들을 이용하여 표피층과 진피층에 물리적 손상을 일으켜 섬유아세포를 자극함으로써 콜라겐 생성을 유도하고, 비타민이나 히알루론산 등의 약물을 주입시켜 약물 흡수를 전격적으로 유도해 치료 효과를 향상시키기 위한 방법으로 활용되고 있으며, [선행기술문헌]을 비롯한 다수의 특허기술들이 개시된 바 있다.
그런데, 마이크로니들 방식은 마이크로니들이 침습 후 빠진 자리로 약물이 잘 흘러 들어가지 못해 치료 및 재생효과가 떨어지고, 시술받는 피부의 상태에 따라 최적화된 침투 효과를 제공할 수 없는 단점이 있다.
이를 개량한 물광주사(Mesotherapy Gun) 방식은 주사방식으로 약물을 직접 주입하는 것이기 때문에 주입효과는 좋지만 균일하지 못하고, 무엇보다도 주사방식이기 때문에 의료법에 규제를 받아 정해진 약물만 주입할 수밖에 없어 다양한 스킨부스터를 시술할 수 없다는 한계를 가진다.
이에, 최근에는 마이크로니들과 고주파 기술을 결합하여 침습시 진공을 형성함과 동시에 고주파를 발진시켜 피부를 자극하고, 이 상태에서 양압을 주면 주변에 있던 약물이 침습된 통로 속으로 주입되어 주입 효과를 높이도록 한 기술이 개시되고 있다.
하지만, 고주파 기술을 결합시켜야 하므로 고주파 발진을 위해 설비를 갖추어야 해서 구조적으로 복잡해지고, 조작과 제어도 번거롭고 불편할 뿐만 아니라, 기존 기술에 비해 약물의 침투율은 좋지만, 침투 깊이가 깊지 않아 효율적인 약물 전달을 위해서는 좀 더 새로운 개념의 기술개발이 필요한 상황이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술 상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 마이크로니들(Microneedle)을 이용하여 피부에 미세 구멍을 형성한 후 이를 통해 약물 등의 유효성분을 주입시키고 섬유아세포 자극을 통한 콜라겐 생성을 유도할 때, 음압과 양압을 교대로 형성시키면서 압축공기 공급을 통해 유효성분을 공압으로 직접 밀어 넣어 유효성분의 피부 침투를 양호하게 하여 통증은 완화시키면서 유효성분 주입 특성은 우수하게 하여 피부 재생치료 및 재생효과를 높일 수 있도록 개선된 마이크로니들 테라피 장치 및 이를 이용한 유효성분 주입방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 니들 커버를 포함하는 마이크로니들 테라피 장치는, 공압 펌프와, 공압 펌프의 니들 커버 내로의 압축 공기 공급을 개폐하는 밸브와, 니들 커버 내에 배치되어, 니들 커버의 개구를 통해 돌출 내지 인입되도록 이동하는 마이크로 니들과, 상기 밸브의 개폐 및 마이크로 니들의 이동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 사용자로부터의 입력 정보를 기초로 상기 밸브의 개방 시점을 제어하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 사용자로부터의 입력 정보를 기초로 상기 공압 펌프의 세기를 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 밸브는 마이크로니들이 피부에 침투하는 동안에 개방되거나, 마이크로니들이 최종 침투 깊이에 도달한 후 피부에서 후퇴하는 동안에 개방될 수 있다.
상기 밸브는 마이크로 니들이 피부로부터 완전히 빠지게 된 이후에도 소정 기간동안 개방될 수 있다.
또한, 상기 사용자로부터의 입력 정보는 사용자가 원하는 밸브 개방 시의 마이크로니들의 침투 깊이일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 테라피 시스템은 상술한 마이크로니들 테라피 장치와, 상기 마이크로니들 테라피 장치의 제어부와 통신하며, 마이크로니들 테라피 장치의 동작에 대한 설정을 사용자로부터 입력받기 위한 사용자 인터페이스를 제공하며, 사용자로부터 입력된 설정 정보를 마이크로니들 테라피 장치의 제어부로 송신하도록 구성된 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 상술한 마이크로니들 테라피 장치를 이용하여 유효성분을 피부에 주입하는 방법은, 사용자 입력 정보를 기초로 제어부에 의해 밸브 개방 시점을 설정하는 단계와, 공압 펌프를 개시하여 마이크로니들 테라피 장치의 소정 공간 내에 공압을 형성하는 단계와, 니들 커버 내에 배치된 마이크로 니들이 니들 커버의 개구를 통해 돌출 내지 인입되도록 마이크로 니들을 이동시키는 단계를 포함하고, 상기 이동 단계 중에, 상기 설정된 밸브 개방 시점을 기초로, 상기 형성된 공압이 니들 커버 내에 적용되도록 상기 공간과 니들 커버 사이의 밸브가 개방되도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 공압 펌프와 솔레노이드 밸브를 이용하여 음압과 양압을 교대로 형성시키면서 압축공기 공급을 통해 마이크로니들 속에 들어 있는 유효성분을 공압으로 직접 밀어 넣어 유효성분의 피부 침투를 양호하게 한다.
둘째, 밸브의 개폐 시점, 공압 펌프의 세기 중 하나 이상을 제어함으로써, 유효성분이 깊이에 따라 피부에 주입되는 프로파일(profile)을 달리할 수 있게 함으로써, 유효성분의 피부 침투를, 시술받는 피부에 따라 최적화시킨다.
셋째, 통증을 완화시켜 환자 시술 편의성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 테라피 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로니들 테라피 장치의 외관을 보인 예시적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 일부를 절개하여 보인 예시적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로니들 테라피 장치를 구성하는 마이크로니들 유닛의 예시적인 단면도이다.
도 5는 도 4의 마이크로니들 유닛을 구성하는 니들 커버 선단부를 발췌하여 보인 예시도 및 그 변형예이다.
도 6은 본 발명에 따른 마이크로니들 유닛을 구성하는 중공형 마이크로니들로 유효성분의 주입예를 설명하는 모식도이다.
도 7은 본 발명에 따른 마이크로니들을 포함하는 마이크로니들 테라피 장치의 사용예를 보인 예시도이다.
도 8 및 도 9는 각각 본 발명에 따른 마이크로니들유닛을 구성하는 마이크로니들이 중공형 및 중실형으로 형성된 예를 설명하는 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 펌프의 작동 및 솔레노이드 밸브(154) 개폐 제어의 순서를 설명한다.
도11a는 최종 침투 깊이가 4mm이며 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들이 3mm 전진한 상태를 도시하며, 도11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들이 최종 침투 깊이인 4mm까지 침투 후 1mm 후퇴한 상태를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 테라피 장치를 이용하여 유효성분을 피부에 주입하는 방법의 순서를 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로니들 테라피 장치의 외관을 보인 예시적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 일부를 절개하여 보인 예시적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로니들 테라피 장치를 구성하는 마이크로니들 유닛의 예시적인 단면도이다.
도 5는 도 4의 마이크로니들 유닛을 구성하는 니들 커버 선단부를 발췌하여 보인 예시도 및 그 변형예이다.
도 6은 본 발명에 따른 마이크로니들 유닛을 구성하는 중공형 마이크로니들로 유효성분의 주입예를 설명하는 모식도이다.
도 7은 본 발명에 따른 마이크로니들을 포함하는 마이크로니들 테라피 장치의 사용예를 보인 예시도이다.
도 8 및 도 9는 각각 본 발명에 따른 마이크로니들유닛을 구성하는 마이크로니들이 중공형 및 중실형으로 형성된 예를 설명하는 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 펌프의 작동 및 솔레노이드 밸브(154) 개폐 제어의 순서를 설명한다.
도11a는 최종 침투 깊이가 4mm이며 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들이 3mm 전진한 상태를 도시하며, 도11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들이 최종 침투 깊이인 4mm까지 침투 후 1mm 후퇴한 상태를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 테라피 장치를 이용하여 유효성분을 피부에 주입하는 방법의 순서를 설명한다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 테라피 시스템(1)의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로니들 테라피 시스템(1)은 마이크로니들 테라피 장치(10), 디스플레이 장치(30), 및 양자를 연결하는 케이블(300)을 포함할 수 있다.
마이크로니들 테라피 시스템(1)에 대해서는, 아래에서 보다 상세히 설명한다. 디스플레이 장치(30)는 마이크로니들 테라피 장치(10)의 동작에 대한 설정을 사용자로부터 입력받기 위한 사용자 인터페이스(35)(예컨대, 터치 스크린)를 제공하며, 사용자로부터 입력된 설정 정보를 케이블(300)을 통해 마이크로니들 테라피 장치(10)의 제어부(142; 도 3에 도시됨)로 송신한다. 이러한 설정 정보로서는, 마이크로니들 최종 침투 깊이뿐만 아니라, 양압 생성 시점(양압 생성 시의 마이크로니들의 침투 깊이), 공압 펌프의 세기 등이 있을 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 테라피 장치(10)에 대해 먼저 기술한 후, 그 제어 방법에 대해 기술한다.
1.
마이크로니들 테라피 장치
본 발명에 따른 마이크로니들 테라피 장치(10)는 도 2 및 도 3의 예시와 같이, 본체하우징(100)을 포함한다.
상기 본체하우징(100)은 본 발명에 따른 테라피 장치의 외관을 구성한다. 이때, 상기 본체하우징(100)의 선단에는 마이크로니들 유닛(200)이 조립되고, 상기 본체하우징(100)의 후단에는 케이블(300)이 연결된다. 그리고, 상기 본체하우징(100)의 일부에는 조절버튼(110)이 마련되고, 또한 본체하우징(100)의 다른 일부에는 통기부(120)가 구비된다. 여기에서, 상기 조절버튼(110)은 전원을 켜고 끄는 것은 물론 동작 개시, 모드절환, 강도 조절 등 다양한 기능을 설정하거나 조절할 수 있다.
또한, 상기 통기부(120)는 외부공기를 본체하우징(100) 내부로 공급할 수 있는 통로이며, 필요한 경우 필터가 사용될 수 있다.
아울러, 상기 본체하우징(100) 내부에는 구동원(130)이 구비된다. 상기 구동원(130)은 공지된 리니어 모터를 사용함이 바람직하다. 이 경우, 리니어 모터는 통상의 전동기가 고정자 내를 회전자가 도는 것과 달리, 전개 배치된 고정자의 연선상을 틈새를 갖고 이동자가 직선 운동하도록 설계된 모터이다. 따라서, 이 리니어 모터를 사용하면 좁은 공간 내에서 모터를 사용하면서도 회전운동이 아닌 직선 왕복 운동이 가능한 구조를 갖출 수 있게 된다. 그리고, 상기 구동원(130)에는 이동자에 해당하는 이동 로드(132)가 돌출되어 일정거리 내에서 왕복 직선 운동할 수 있도록 구비된다.
또한, 상기 본체하우징(100) 내부에는 상기 구동원(130)과 간격을 두고 메인기판(140)이 설치되고, 상기 메인기판(140)에는 제어부(142)가 실장된다.
이때, 상기 메인기판(140)은 인쇄회로기판(PCB)으로서 조절버튼(110)과 연결되어 탑재된 제어부(142)의 제어신호에 따라 본 발명에 따른 마이크로니들 테라피 장치의 구동, 제어, 설정 등을 위한 기능을 제공하는 일종의 마이콤이다. 때문에, 상기 구동원(130)도 상기 제어부(142)에 의해 구동이 제어된다.
아울러, 상기 메인기판(140)의 하부에는 상기 구동원(130)과 간격을 두고 공압 펌프(150)가 설치된다. 상기 공압 펌프(150)는 공기를 일정 압으로 압축하여 공급하는 펌프로서 상기 본체하우징(100)의 선단에 조립된 마이크로니들 유닛(200)으로 압축 공기를 공급하도록 구성된다. 이를 위해, 상기 공압 펌프(150)와 마이크로니들 유닛(200) 사이에는 공압 호스(152)가 연결된다. 특히, 상기 공압 펌프(150)에는 솔레노이드 밸브(154)가 설치되어 필요한 시점에만 일정량의 압축 공기를 공급할 수 있도록 제어된다. 이 경우, 상기 솔레노이드 밸브(154)는 상기 제어부(142)와 전기적으로 연결되어 제어부(142)의 제어신호에 따라 그 동작이 제어된다.
한편, 상기 마이크로니들 유닛(200)은 도 4 및 도 5의 예시와 같이, 니들 커버(210)를 포함한다. 상기 니들 커버(210)는 상기 본체하우징(100)의 선단에 조립되며, 선단으로부터 후단에 이르도록 내경이 제1 내경(212)-제2 내경(214)-제3 내경(216)-제4 내경(218)과 같이 단차를 두고 형성된다.
이때, 상기 본체하우징(100)에 조립되는 제4 내경(218)이 가장 크고, 그 다음이 제3 내경(216), 제2 내경(214) 순으로 크며, 제1 내경(212)이 가장 작다. 특히, 상기 제2 내경(214)의 일측은 내측 보스(222)가 돌출되어 내측 보스(222)의 외경과 제3 내경(216) 사이에 일정 크기의 걸림 홈(224)을 형성한다.
이 경우, 상기 걸림 홈(224)은 단면 상으로 볼 때 대략 'ㄷ' 형상이 되며, 상기 내측 보스(222)의 단부 내경, 즉 제2 내경(214)의 단부는 모따기 형태로 테이퍼진 테이퍼 가공면(226)이 형성된다. 이 테이퍼 가공면(226)은 후술될 제3 오링(O3)에 의한 밀폐력을 높이기 위한 것이다.
그리고, 상기 제3 내경(216)에는 코일 스프링(230)이 삽입되고, 상기 코일 스프링(230)의 선단은 상기 걸림 홈(224)에 걸림된다. 또한, 상기 코일 스프링(230)의 후단은 플런저(240)에 걸림된다. 따라서, 상기 플런저(240)는 상기 코일 스프링(230)에 의해 탄성적으로 밀리도록 구성된다.
이러한 플런저(240)는 내부에 중공부(242)를 갖는 원통 형상의 부재로서, 후단은 연결통(250)의 일단에 플랜지 고정된다. 뿐만 아니라, 상기 연결통(250)의 후단은 이동 로드(132)의 선단과 연결 고정된다. 때문에, 상기 이동 로드(132)가 전후진 왕복 운동을 하게 되면 상기 연결통(250)도 함께 움직이고, 결국 상기 플런저(240)가 전후진 왕복 운동하게 된다.
아울러, 상기 연결통(250)을 관통하여 공압 호스(152)가 배관되고, 공압 호스(152)의 단부는 상기 플런저(240)의 중공부(242)와 연통되게 연결 고정된다. 이때, 상기 연결통(250)을 관통하여 배관되는 공압 호스(152)는 플렉시블하게 구성되어 연결통(250)이 움직일 때 공압 호스(152)가 끊어지지 않고 연결통(250)의 유동을 원활하게 하도록 안내한다. 물론, 상기 연결통(250)의 유동범위가 작기 때문에 크게 문제가 되지는 않는다.
또한, 상기 플런저(240)의 둘레에는 배기공(244)이 형성되는데, 상기 배기공(244)은 상기 중공부(242)와 연통된다. 특히, 상기 배기공(244)은 상기 플런저(240)가 홈포지션 위치일 때 상기 내측 보스(222)의 단부와 간격을 두고 바깥쪽에 위치된다. 즉, 상기 플런저(240)의 둘레는 선단으로부터 후단을 향해 상기 제1 내경(212)에 대응되는 제1 외경(D1)과, 상기 제2 내경(214)에 대응되는 제2 외경(D2)을 가지며, 상기 배기공(244)은 상기 제2 외경(D2) 상에 형성되어 상기 제2 외경(D2)이 제2 내경(214) 속으로 삽입되기 직전 위치가 홈포지션이다.
따라서, 홈포지션일 때 상기 배기공(244)의 위치는 제2 내경(214) 속으로 삽입되지 않은 채 상기 테이퍼 가공면(226)과 간격을 둔 위치에 있게 된다.
그리고, 상기 배기공(244)과 간격을 두고 제3 오링(O3)이 상기 제2 외경(D2)에 고정된다.
상기 제3 오링(O3)은 제2 외경(D2)에 형성된 오링 홈(도면번호 생략) 상에 끼워져 고정되는 방식으로 구비되며, 상기 배기공(244)으로부터 연결통(250) 방향으로 간격을 두고 형성된다.
아울러, 상기 플런저(240)의 선단에는 도 4 및 도 5의 (a)에 예시한 바와 같은 원통 형상의 고정구(260)가 체결된다.
이때, 상기 고정구(260)의 내경에는 밀폐판(270)이 내장되어 상기 플런저(240)의 선단 개구를 밀폐할 수 있도록 구성된다.
이를 위해, 상기 고정구(260)의 선단측 내경에는 턱이 형성되어 있어 상기 밀폐판(270)이 이탈되지 않고 걸린 상태로 플런저(240)의 선단에 긴밀하게 조립 고정될 수 있도록 하여 준다.
뿐만 아니라, 상기 밀폐판(270)에는 다수의 마이크로니들(N)이 고정되는데, 상기 마이크로니들(N)은 내부 중공 형상이고, 후단은 상기 밀폐판(270)을 관통하여 상기 중공부(242)와 연통되게 구비된다. 이에 따라, 공기는 상기 중공부(242)를 통해 상기 마이크로니들(N)을 거쳐 제1 내경(212) 속으로 입출입할 수 있게 된다.
또한, 상기 고정구(260)의 선단 둘레면에는 제2 오링(O2)이 구비되어 상기 제1 내경(212)과의 사이에서 기밀을 유지시킨다. 나아가, 상기 니들 커버(210)의 선단면에도 제1오링(O1)이 매립 설치되어 선단면과 피부 사이의 기밀을 유지시킨다.
아울러, 상기 밀폐판(270)에는 다수의 배출홀(272)이 더 형성될 수 있다. 상기 배출홀(272)은 중공부(242)와 연통되도록 밀폐판(270)을 관통하여 형성되며, 이 또한 공기의 유출입을 위해 존재할 수 있다. 물론, 도 5의 (b)와 같이 고정구(260)를 두지 않고 밀폐판(270)을 플런저(240)의 선단에 직접 고정할 수 있으며, 이 경우에는 마이크로니들(N)만 설치하고 배출홀(272)을 형성하지 않는 형태로도 구현할 수 있다. 이 경우에는 공기의 유출입이 오직 마이크로니들(N)을 통해서만 이루어진다.
2.
마이크로니들 테라피 장치의 작동관계 및 그 사용방법
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 마이크로니들 테라피 장치(10)의 작동관계 및 그 사용방법은 다음과 같다.
먼저, 구체적인 작동관계 및 사용방법에 대한 설명에 앞서 본 발명에 따른 마이크로니들 테라피 장치(10)가 기존 기술과 명백하게 다른 점에 대해 개념적으로 부연 설명한다.
도 6의 예시와 같이, 본 발명은 마이크로니들(N)을 사용하되, 주사액을 사용하는 것이 아니고 약물 등의 유효성분을 피부에 바른 상태에서 이를 마이크로니들(N)로 피부의 진피층 내부로 주입시키는 방법이다. 도 6은 중공형 마이크로니들(N)을 사용한 예시이다.
이와 같이, 주사액을 주입하는 방식이 아니기 때문에 의료법에 규제를 받지 않으므로 정해진 약물 이외의 다양한 스킨부스터를 시술할 수 있다는 장점을 갖는다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 피부에 유효성분인 스킨부스터를 먼저 발라놓은 후 마이크로니들(N)을 전진시켜 마이크로니들(N)이 유효성분을 중공 속에 머금은 채 피부 속으로 진입하게 하고, 마이크로니들(N)이 피부 침투 시작 시 또는 피부 침투 이후에 압축 공기를 마이크로니들(N)의 중공 속으로 불어넣어 마이크로니들(N)만 빠지고 유효성분은 피부 속에 남아 있도록 하는 방법으로 유효성분을 주입시킨다.
그러면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 테라피 장치(10)의 구체적인 작동관계 및 이에 따른 사용 방법을 설명하기로 한다.
도 7의 예시와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용 방법은 피부밀착단계, 음압형성단계, 양압형성단계로 진행된다. 이하에서는 도 7에 예시된 사용 방법을, 도 8의 중공형 마이크로니들(N)에 관한 일 예시와 함께 참고하여 설명한다.
먼저, 피부밀착단계는 피부에 유효성분을 도포한 상태에서 마이크로니들 유닛(200)의 니들 커버(210) 선단을 피부에 밀착시켜 폐쇄공간을 형성하는 단계이다.
그러면, 니들 커버(210) 선단면에 구비된 제1오링(O1)이 피부에 밀착되면서 밀폐공간을 형성하게 된다. 이때, 마이크로니들(N)은 홈포지션 상태에 있는데, 홈포지션 상태란 마이크로니들(N)이 니들 커버(210) 선단과 간격을 두고 위치해 있으며, 제2 외경(D2)이 제2 내경(214) 속으로 삽입되기 직전 위치이다.
또한, 공압 펌프(150)가 가동되어 압축공기는 생성되지만, 솔레노이드 밸브(154)에 의해 압축 공기의 공급이 차단되고 있는 상태이다.
그리고, 음압형성단계는 플런저(240)를 전진시키면서 피부와 플런저(240) 선단 사이의 밀폐된 공간상의 공기를 플런저(240)의 배기공(244)과 내측 보스(222)의 테이퍼 가공면(226)을 통해 제3 내경(216) 속 공간으로 배출시켜 밀폐된 공간이 음압을 형성하도록 하는 단계이다.
이 경우, 밀폐된 공간 상의 공기는 마이크로니들(N)의 중공을 통해 플런저(240) 내부의 중공부(242)로 이동된 후 제3 오링(O3)이 상기 테이퍼 가공면(226)을 씰링하기 전까지 빠져나가게 된다.
아울러, 플런저(240)는 리니어모터인 구동원(130)의 가동에 의해 이동된다.
또한, 이렇게 밀폐된 공간 상에 음압이 형성되면 피부에 도포되어 있던 유효성분이 마이크로니들(N)의 중공 내부로 유입되기 쉬워진다. 물론, 이 경우에도 압축공기는 솔레노이드 밸브(154)에 의해 차단되고 있는 상태이다.
나아가, 양압형성단계는 플런저(240)를 더 전진시켜 마이크로니들(N)이 유효성분을 머금은 상태로 피부 속으로 침투되고, 제3 오링(O3)이 테이퍼 가공면(226)을 밀폐함과 동시에 솔레노이드 밸브(154)를 열어 압축공기를 공급하여 유효성분이 피부 속으로 침투되게 한 후 플런저(240)를 후퇴시켜 마이크로니들(N)을 빼내면서 수초간 압축공기가 더 공급되게 하여 밀폐된 공간이 양압으로 유지되게 하는 단계이다.
이렇게 하면, 유효성분을 직접 니들로 주입하는 것과 대등한 효과를 갖기 때문에 유효성분이 원활하고 효과적으로 주입될 수 있게 된다.
이때, 코일 스프링(230)은 플런저(240)의 홈포지션으로의 복귀를 더욱 원활하게 하도록 탄성 동작하게 된다.
다른 한편, 본 발명에 따른 마이크로니들(N)은 상기에서 설명한 도 8의 중공 형태가 아닌, 도 9의 예시와 같이 중실 형태로도 구현할 수 있다.
예컨대, 도시된 바에 따르면 마이크로니들(N)은 내부가 채워진 중실형(solid)으로 구성되고, 밀폐판(270)에는 마이크로니들(N)이 관통한 사이 공간에 다수의 배출홀(272)이 형성된 구조를 갖는다.
그리하여, 도 9와 같은 작동이 이루어지는데, 이러한 작동은 앞서 설명한 바와 대부분 대동소이하기 때문에 마이크로니들(N)이 중실형으로 교체됨으로 인해 달라지는 동작에 대해서만 보충설명하기로 한다.
즉, 피부에 유효성분을 도포한 상태에서 니들 커버(210) 선단을 피부에 밀착시키면 피부와 니들 커버(210) 사이에 밀폐공간이 형성되면서 밀폐공간상의 공기는 배출홀(272)을 통해 플런저(240) 내부의 중공부(242)로 이동된 후 테이퍼 가공면(226)을 따라 빠져나가면서 도 9a과 같이 밀폐공간을 음압 상태로 유지시킨다.
이 상태에서 도 9b와 같이 플런저(240)가 전진하면서 마이크로니들(N)이 피부 속으로 침투되고, 제3 오링(O3)이 테이퍼 가공면(226)을 밀폐함과 동시에 플런저(240) 내부의 중공부(242)로 압축공기를 공급하면 밀폐공간은 양압 상태로 바뀌면서 피부에 묻어 있던 유효성분을 피부 속으로 침투시키는데 마이크로니들(N) 둘레 사이의 틈새를 파고들게 되며, 이와 함께 플런저(240)를 후퇴시켜 마이크로니들(N)을 빼내면서 수초간 압축공기가 더 공급되게 하여 밀폐된 공간이 여전히 양압으로 유지되게 하면 마이크로니들(N)이 빠진 자리로 유효성분이 원활하고 효과적으로 주입되어 채워지게 된다.
이렇게 하면, 유효성분을 직접 니들로 주입하는 것과 대등한 효과를 갖기 때문에 유효성분을 원활하고 효과적으로 주입시킬 수 있게 된다.
이때, 코일 스프링(230)은 플런저(240)의 홈포지션으로의 복귀를 더욱 원활하게 하도록 탄성 동작하게 된다.
3.
마이크로니들 테라피 장치의 제어(양압 생성 시점 제어)
상술한 바와 같이, 본 발명에서는, 플런지를 상하로 이동시킴에 따른 체적 변화로 양압을 생성하는 것이 아니라, 공압 펌프(150) 및 솔레노이드 밸브(154)를 통해 양압을 생성함으로써, 플런지 상하 이동과는 독립적으로 양압 생성 시점을 설정할 수 있다. 즉, 공압 펌프(150)의 작동 및 솔레노이드 밸브(154) 개폐 시점을 제어함으로써, 플런지 상하 이동과는 독립적으로 양압 생성 시점을 설정할 수 있다. 이에 따라, 시술받는 피부의 상태에 따라, 유효성분의 피부 주입 프로파일(피부 깊이에 따라 유효성분이 주입된 프로파일)을 최적화시킬 수 있다. 예컨대, 피부 깊이에 따라 유효성분이 균일하게 주입되게 할 수도 있으며, 타겟 깊이에 유효성분이 집중적으로 주입되게 할 수도 있다. 또한, 이러한 효과는, 공압 펌프(150)의 세기를 조절할 수 있게 함으로써, 보다 극대화될 수 있다.
즉, 마이크로니들(N)이 피부에 침투하기 시작하자마자 (또는 그 전부터) 소정의 양압을 생성하여 유지함으로써, 피부 깊이에 따라 유효성분을 균일하게 주입시킬 수 있으며, 마이크로니들(N)이 타겟 깊이에 이르렀을 때, 상대적으로 고압의 압축 공기를 마이크로니들(N)에 불어 넣어 유효성분을 타겟 깊이에 집중적으로 주입시킬 수도 있다. 여기서, 타겟 깊이는 마이크로니들(N)이 피부에 최종적으로 침투하게 되는 깊이(이하, 최종 침투 깊이)와는 다르다.
도 1 및 도 3을 참고하여 상술한 바와 같이, 사용자는 디스플레이 장치(30)의 사용자 인터페이스(35)를 통해 원하는 양압 생성 시점(양압 생성 시의 마이크로니들의 침투 깊이, 즉 타겟 깊이), 원하는 공압 펌프의 세기를 설정 정보로서 입력할 수 있으며, 이러한 설정 정보는 마이크로니들 테라피 장치(10)의 제어부(142)로 송신된다. 제어부(142)는 상기 설정 정보를 기초로 솔레노이드 밸브(154)의 개폐, 공압 펌프의 세기를 제어한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 펌프(150)의 작동 및 솔레노이드 밸브(154) 개폐 제어의 순서를 설명한다.
마이크로니들 테라피 장치(10)는 사용자가 조절버튼(110)을 누름으로써 동작을 개시한다.
사용자가 조절버튼(110)을 누르기 전의 마이크로니들 테라피 장치(10)의 초기 상태는 공압 펌프(150)는 OFF되어 있으며, 솔레노이드 밸브(154)도 OFF(밸브가 닫혀 있음)되어 있는 상태이다. 사용자가 조절버튼(110)을 누르면, 공압 펌프(150)가 ON되어 가동되고 압축 공기를 생성하며, 이러한 압축 공기의 공급은 솔레노이드 밸브(154)에 의해 차단되고 있는 상태이다. 마이크로니들(N)은 홈포지션 상태에 있다(예컨대, 마이크로니들(N)이 니들 커버 선단으로부터 2mm 선단 내측으로 오프셋되어 있음).
조절버튼(110)이 눌러지고 소정 시간(대략 10초 이내) 후에는 마이크로니들(N)이 전진을 시작한다. 리니어 모터는 펄스 당 이동 로드(132)의 이동량이 정해져 있으며, 따라서 펄스 횟수를 통해 이동 로드(132)의 이동 거리, 즉 마이크로니들(N)의 이동 거리를 알 수 있다.
마이크로니들(N)이 오프셋된 거리만큼 이동하게 되면, 마이크로니들(N)은 피부와 접촉하게 되고, 이후에는 피부에 침투하게 된다. 이 때 오프셋된 거리는 0 초과 7 mm 이하에서 마이크로니들 유닛의 구성과 사용자가 원하는 바에 따라 다양할 수 있다. 예컨대 상기 거리는 0 초과 7 mm 이하에서 0.25 mm 만큼씩 차이가 나는 깊이, 예컨대 0 초과 1 mm 이하로 설정한다면, 0.25, 0.5, 0.75, 1 mm로 설정할 수 있다. 나머지 범위 1 mm 이상 7 mm 이하의 거리 역시 이와 동일한 방식으로 설정될 수 있다.
본 발명에서, 양압은 솔레노이드 밸브(154)를 ON하여 개방함으로써 생성된다. 즉, 솔레노이드 밸브(154)의 ON 시점이 양압 생성 시점이 된다.
유효성분이 피부 깊이에 따라 주입되는 프로파일은 양압 생성 시점, 양압의 크기, 유효성분(즉, 스킨부스터)의 종류 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 시술받는 부위의 피부 상태(예컨대, 표피층 위치 내지 상태, 진피층 위치 내지 상태 등)는 시술받는 자에 따라, 그리고 시술받는 자의 피부 부위(이마 부위, 눈 부위 등)에 따라 다르다.
본 발명에서는, 사용자가 스킨부스터의 종류, 시술받는 부위의 피부 상태 등을 고려하여, 원하는 유효성분 주입 프로파일을 얻도록 양압 생성 시점 내지 양압의 크기를 설정할 수 있다.
예컨대, 시술받는 피부 부위의 표피층 위치 내지 진피층 위치를 고려하여 3mm의 타겟 깊이에 유효성분이 집중적으로 주입되기를 원한다면, 그에 따라 양압 생성 시점 내지 양압의 크기를 조절할 수 있다. 단, 상기 언급된 타겟 깊이 3 mm는 일 예시일 뿐이며, 타겟 깊이는 0 초과 7 mm 이하에서 설정될 수 있다. 예컨대 상기 깊이는 0.25 mm 만큼씩 차이가 나는 깊이, 예컨대 0 초과 1 mm 이하를 타겟으로 한다면, 0.25, 0.5, 0.75, 1 mm를 타겟 깊이로 할 수 있다. 나머지 범위 1 mm 이상 7 mm 이하의 깊이 역시 이와 동일한 방식으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자가 양압 생성 시점을 직관적으로 설정할 수 있도록 양압 생성 시점을 양압 생성 시점의 마이크로니들(N)의 침투 깊이로 설정하도록 할 수 있다. 예컨대, 사용자가 양압 생성 시점(양압 생성 시점의 마이크로니들(N)의 침투 깊이)으로서 3mm를 설정하면, 마이크로니들(N)의 침투 깊이가 3mm 일 때 솔레노이드 밸브(154)가 개방되어 양압이 생성된다.
또한, 원하는 유효성분 주입 프로파일에 따라, 양압 생성 시점은 마이크로니들(N)이 전진하는 과정에서 발생하도록 설정될 수도 있고, 마이크로니들(N)이 후퇴하는 과정에서 발생하도록 설정될 수도 있다.
예컨대, 도11a는 최종 침투 깊이는 4mm인데, 마이크로니들(N)이 3mm 전진한 상태를 도시하며, 도11b는 최종 침투 깊이는 4mm인데, 마이크로니들(N)이 최종 침투 깊이인 4mm까지 침투 후 1mm 후퇴한 상태를 도시한다. 도11a, 도11b 모두 마이크로니들(N)이 침투 깊이가 3mm인 상태이지만, 마이크로니들(N) 침투에 의해 피부에 난 형상은 서로 다르며, 따라서 유효성분 주입 프로파일은 달라지게 된다.
예컨대, 도11b에 도시된 바와 같이, 마이크로니들(N)이 최종 침투 깊이인 4mm까지 침투한 후 1mm 후퇴한 상태에서 양압이 생성되는 경우, 마이크로니들(N)이 빠진 직후이기 때문에 마이크로니들(N)이 빠진 자리가 여전히 남아있게 되어서 유효성분이 잘 주입되며, 특히 3mm 근방에서 유효성분이 집중적으로 주입되게 된다.
또한, 생성된 양압을 언제까지 유지할 것인지와 관련하여서는, 마이크로니들(N)이 피부로부터 완전히 빠진 후에도 일정 시간 동안 양압이 유지되도록 할 수 있다. 이를 통해, 마이크로니들(N)이 피부로부터 완전히 빠진 후에도 표피층에 남아 있게 되는 마이크로니들(N)이 빠진 자리로 유효성분이 보다 잘 주입되게 할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로니들 테라피 장치를 이용하여 유효성분을 피부에 주입하는 방법의 순서를 설명한다.
도 12에 도시된 바와 같이, (디스플레이 장치를 통해 입력되어 제어부로 전송된) 사용자 입력 정보를 기초로 제어부는 밸브 개방 시점 내지 공압 펌프의 세기를 설정한다(S1). 사용자가 조절버튼을 누르면, 공압 펌프가 가동되어, 마이크로니들 테라피 장치의 소정 공간 내에 공압이 형성된다(S2). 니들 커버 내에 배치된 마이크로니들은 니들 커버의 개구를 통해 돌출 내지 인입되도록 마이크로니들을 이동시킨다(S3). 상기 이동 단계(S3) 중에, 상기 설정된 밸브 개방 시점을 기초로, 상기 형성된 공압이 니들 커버 내에 적용되도록 상기 공간과 니들 커버 사이의 밸브가 개방된다(S4).
100: 본체하우징
200: 마이크로니들유닛
300: 케이블
200: 마이크로니들유닛
300: 케이블
Claims (12)
- 니들 커버를 포함하는 마이크로니들 테라피 장치이며,
압축 공기를 생성하여 니들 커버 내로 상기 압축 공기를 공급하도록 구성된 공압 펌프와,
공압 펌프의 니들 커버 내로의 압축 공기 공급을 개폐하는 밸브와,
니들 커버 내에 배치되어, 니들 커버의 개구를 통해 돌출 내지 인입되도록 이동하는 마이크로니들과,
상기 밸브의 개폐 및 마이크로니들의 이동을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 사용자로부터의 입력 정보를 기초로 상기 밸브의 개방 시점을 제어하도록 구성되고,
상기 니들 커버의 선단이 피부에 밀착시 폐쇄 공간이 형성되고,
상기 밸브가 개방되면 압축 공기가 니들 커버 내로 공급되어 상기 폐쇄 공간에 양압이 생성되고,
상기 사용자로부터의 입력 정보는 사용자가 원하는 양압 생성 시점 또는 양압 생성 시점의 마이크로니들의 침투 깊이이며,
상기 마이크로니들의 침투 깊이는 0 초과 7 mm 이하이며,
상기 마이크로니들 테라피 장치는 상기 피부에 도포된 유효성분을 피부 내로 주입시키기 위한 것인,
마이크로니들 테라피 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부는 사용자로부터의 입력 정보를 기초로 상기 공압 펌프의 세기를 제어하도록 구성되는,
마이크로니들 테라피 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 밸브는 마이크로니들이 피부에 침투하는 동안에 개방되도록 구성되는,
마이크로니들 테라피 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 밸브는 마이크로니들이 최종 침투 깊이에 도달한 후 피부에서 후퇴하는 동안에 개방되도록 구성되는,
마이크로니들 테라피 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 밸브는 마이크로 니들이 피부로부터 완전히 빠지게 된 이후에도 소정 기간동안 개방되도록 구성되는,
마이크로니들 테라피 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 폐쇄 공간에 상기 양압 생성 이전에는 음압이 형성되는 것인, 마이크로니들 테라피 장치.
- 제1항에 기재된 마이크로니들 테라피 장치와,
상기 마이크로니들 테라피 장치의 제어부와 통신하며, 마이크로니들 테라피 장치의 동작에 대한 설정을 사용자로부터 입력받기 위한 사용자 인터페이스를 제공하며, 사용자로부터 입력된 설정 정보를 마이크로니들 테라피 장치의 제어부로 송신하도록 구성된 디스플레이 장치를 포함하는,
마이크로니들 테라피 시스템.
- 삭제
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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2023
- 2023-03-22 KR KR1020230037330A patent/KR102604909B1/ko active IP Right Grant
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