KR101730376B1

KR101730376B1 - 기능성 물질 경피 전달 복합 패치

Info

Publication number: KR101730376B1
Application number: KR1020150091403A
Authority: KR
Inventors: 임용세
Original assignee: (주)메타네트웍스
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2017-04-26
Also published as: KR20170001426A

Abstract

본 발명은 다수의 서로 연결된 멤스 초음파 진동자(100), 저주파 펄스 전달을 위한 다수의 서로 연결된 미세전류 인가부(110), 기능성 물질 패드(200), 전력공급부(300), 구동부(310), 제2도전부재(120), 몸체(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질 경피 전달 복합 패치에 관한 것이다. 본 발명의 구성으로 경피 기능성 물질의 전달 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 저주파 펄스 치료도 병행하여 진행할 수 있다.

Description

기능성 물질 경피 전달 복합 패치{COMPLEX PATCH FOR TRANSDEMAL DELIVERY OF FUNCTIONAL MATERIALS}

본 발명은 기능성 물질 경피 전달 복합 패치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기능성 물질의 진피층 전달 효율을 향상시키면서 인체에 저주파 자극을 전달하기 위한 패치에 관한 것이다.

초음파는 진동 주파수가 17,000 내지 20,000Hz 이상으로 높아서 인간의 귀로 들을 수 없는 음파이다. 초음파는 의료용 치료 및 진단은 물론 군사용 등으로 널리 사용되고 있으며, 초음파 치료는 0.5 내지 5MHz, 통상적으로는 1MHz 내외의 초음파를 사용한다. 치료용 초음파는 주로 열 효과를 이용하여 조직손상의 회복 또는 수술 및 종양조직 파괴용에 사용되며 진단용은 초음파 영상기록 등에 사용되고, 약물 또는 기능성 물질 전달용은 경피 기능성 물질을 피부를 통해서 전달하는데 사용된다

통상 의료용으로 사용하는 초음파는 초음파 진동자를 구비하고 있는데, 대부분의 의료용 초음파 진동자는 압전 효과를 이용한 초음파 진동자이다. 어떤 종류의 결정을 특정한 방향으로 압축과 비압축을 반복하면 한쪽에는 양전하(+)가 다른 한쪽에는 음전하(-)가 발생하며, 이러한 현상을 압전 효과(Piezoelectric effect)라 한다. 반대로 결정에 교류를 부가하면 결정이 압축과 비압축을 반복하여 기계적인 진동이 발생하는데, 특정한 교류의 범위에서 초음파 진동이 발생할 수 있다. 이러한 효과를 역압전 효과(Reverse Piezoelectirc effect)라 한다.

압전 박막을 MEMS(Micro-electro-mechanical system)에 적용하여 압력센서, 가속도 센서와 같은 고부가 가치를 갖는 전자소재를 제조할 수 있기 때문에 MEMS 기술은 90년대 중반부터 미국, 일본, 유럽 등에서 활발하게 연구가 진행되어 왔다. 최근 출시되는 휴대전화 등에는 각종 가속도계, RF MEMS 필터, 줌 작동기 및 자동 포커스, RF MEMS 스위치, 압력센서, 자이로스코프 등의 초소형 소자가 사용되고 있다.

압전체 박막 세라믹을 이용한 MEMS 초음파 트랜스튜서는 크기가 작고 높은 분해능을 구현할 수 있는 장점이 있으며 이를 2차원적으로 배열하여 어레이를 구성하는 것도 알려져 있다(물리학과 첨단기술, 2013년 1/2월호, 14 내지 18면 참조).

본 발명에서 사용하는 MEMS 초음파 진동자는 특별히 한정하는 것은 아니며 이와 관련된 기술은 이미 공개된 자료에 기재되어 있다(미국 특허 제8,004,373호, 미국 특허 2014/0157904호 참조).

한편 인체의 피부를 통해 기능성 물질을 투여하는 방법으로는, 패치를 이용하는 방법, 초음파를 이용하는 방법, 화학제제의 혼합물을 이용하는 방법, 인체에 전압을 인가함으로써 전류를 흐르게 하여 기능성 물질의 이동성을 증진시키는 전리 요법(ionotophoresis) 및 전기천공법(electroporation) 등이 있다.

본 발명에 사용된 저주파 치료기는 신체에 저주파 전류를 인가하도록 된 장치로서 근육을 강제로 운동시켜 뭉친 근육을 풀어주는데 사용된다. 저주파 치료기는 저주파를 발생시키는 장치와 상기 저주파를 발생시키는 장치로부터 발생된 저주파를 신체의 특정부위에 전달하기 위한 쌍으로 된 전극으로 구성되었다.

넓은 범위에서 초음파와 전압 인가를 동시에 적용할 경우 기능성 물질의 이동성을 높일 수 있고 전압을 인가할 때 저주파 전류로 인가하면 추가의 저주파 치료 효과를 얻을 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명과 관련하여, 대한민국 등록특허공보 10-0872270호에서는 초음파 발생을 위한 압전 소자, 진동 모터, 구동 전자부, 전지를 내부에 부착 또는 함침하여 결합한 실리콘 고무 재질의 몸체와 접착 밴드를 부착하여 제작한 초음파 밴드를 제시하고 있다. 그러나 상기 초음파 밴드는 신경통, 근육통, 및 관절염 등의 치료를 위하여 사용되며 기능성 물질의 진피층 전달 효율을 위해서 사용되는 본 발명과는 목적에 있어서 차이가 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 10-1261469호에서는 폴리비닐리덴플루오라이드 압전 필름을 이용한 경피투과용 초음파 약물 전달 시스템을 제시하고 있다. 상기 특허에서는 저주파 초음파를 사용하여 약물의 경피 흡수율을 높이고자 하였으나, 본 발명의 기술적 특징인 초음파와 전압을 동시에 인가하여 기능성 물질의 경피 흡수율을 높이고자 하는 기술적 사항에 대해서는 인지하지 못하고 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 10-1200249호에서는 초음파와 전압을 동시에 인가하여 피부각질층의 약물 투과율을 증진하고자 하였으나, 본 발명에서 개시하고 있는 넓은 면적을 동시에 조사하는 특징과 초음파와 전압을 동시에 인가하는 것 외에 저주파를 인가하여 인체의 근육통 등에 동시에 대응하고자 하는 기술적 사항에 대해서는 인지하지 못하고 있다.

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 장시간 착용이 가능하며, 두께가 얇으며, 초음파 진동자, 전압인가, 저주파를 동시에 부가하여 기능성 물질 전달 뿐만 아니라 증상 치료 또는 완화에 복합적으로 대응할 수 있는 기능성 물질 경피 전달 복합 패치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다중 곡면 특성을 갖는 인체 피부에 접촉하여 기능성 물질을 피부로 전달할 수 있는 패치에 있어서, 다수의 서로 연결된 멤스(MEMS) 초음파 진동자; 저주파 펄스 전달을 위한 다수의 서로 연결된 미세전류 인가부; 기능성 물질을 함유하고 있으며 상기 초음파 진동자 및 미세전류 인가부와 피부 사이에 개재되는 기능성 물질 패드; 상기 초음파 진동자와 미세전류 인가부를 구동하기 위한 전력을 공급하는 전력공급부; 상기 초음파 진동자와 미세전류 인가부를 구동시키는 구동부; 상기 다수의 미세전류 인가부와 대응하면서 피부에 접하는 제2도전부재; 상기 초음파 진동자, 미세전류 인가부, 제2도전부재를 고정하고 전기적 접촉 상태를 견고히 유지하기 위한 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질 경피 전달 복합 패치를 제공한다.

상기 구동부는 초음파 진동자 및 미세전류 인가부를 동시에 구동할 수 있는 신호 및 전류를 발생할 수 있고 상기 미세전류 인가부 중 일부와 제2도전부재는 피부와 직접적으로 접촉한다.

상기 제2도전부재는 상기 미세전류 인가부와 일정 거리가 이격된 위치에서 피부에 접하여 구성되며, 상기 기능성 물질 패드는 다공성 구조를 가지는 친수성 고분자로 이루어진 고형상의 재질인 것으로서, 바람직하게는 하이드로겔일 수 있다.

본 발명에 따른 기능성 물질 경피 전달 복합 패치는 초음파 요법과 전리 요법을 복합적으로 이용하여 경피 기능성 물질 전달 효율을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명은 초음파를 피부에 방사하여 피부 각질층의 기능성 물질 투과율을 증대시킴과 동시에 기능성 물질을 포함하는 패드와 접촉하고 있는 피부에 전압을 인가함으로써, 이온화된 기능성 물질의 이동성을 증진시켜 기능성 물질의 전달 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 기능성 물질 전달과 동시에 저주파 자극을 부여하여 저주파 치료 효과를 동시에 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기능성 물질 경피 전달 복합 패치의 개략적인 구조를 나타낸 것이다.

본 발명은 다수의 서로 연결된 멤스 초음파 진동자(100), 저주파 펄스 전달을 위한 다수의 서로 연결된 미세전류 인가부(110), 기능성 물질 패드(200), 전력공급부(300), 구동부(310), 제2도전부재(120), 몸체(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질 경피 전달 복합 패치에 관한 것이다.

이하 본 발명에 따른 기능성 물질 경피 전달 복합 패치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1과 같이, 본 발명에 따른 기능성 물질 경피 전달 복합 패치는 멤스 초음파 진동자(100), 저주파 펄스 전달을 위한 다수의 서로 연결된 미세전류 인가부(110), 기능성 물질 패드(200), 전력공급부(300), 구동부(310), 제2도전부재(120), 몸체(400)를 포함한다.

멤스 초음파 진동자(100)는 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상적으로 압전체 박막 세라믹을 이용한 멤스(MEMS) 초음파 트랜스듀서를 사용할 수 있다. 멤스 초음파 진동자(100)는 몸체(400)에 2차원 어레이를 구성하여 배치되는 것이 바람직하며, 이에 대해서는 발명의 배경기술에서 설명한 바와 같다.

저주파 펄스 전달 및 전리 요법을 통한 경피 기능성 물질의 전달 효율 향상을 동시에 얻기 위해서 미세전류 인가부(110) 또한 몸체(400)에 어레이를 구성하여 배치된다. 다만, 각각 멤스 초음파 진동자(100)와 미세전류 인가부(110)의 연결선은 서로 독립적으로 분리되어 있다.

저주파 펄스 전달을 위해서 미세전류 인가부(110)의 일부는 피부와 접촉이 필요한바, 미세전류 인가부(110) 중 일부는 기능성 물질 패드(200)를 통과하여 피부에 접촉이 가능할 만큼 피부 대향면으로 연장되어 있다.

미세전류 인가부(110)의 대응되는 전극에 해당하는 제2도전부재(120)는 피부에 직접적으로 접촉하여 저주파 펄스 및 전리 요법의 공동 전극으로 사용된다. 따라서 제2도전부재는 기능성 물질 패드(200)를 통과하여 피부에 접촉이 가능할 만큼 피부 대향면으로 연장되어 있거나 기능성 물질 패드(200)에 의해서 피부와의 접촉이 가려져서는 안된다.

기능성 물질 패드(200)는 기능성 물질을 함유하고 있으며 멤스 초음파 진동자(100) 및 미세전류 인가부(110)와 피부 사이에 게재되어 있다. 기능성 물질은 약물, 화장품, 의약외품 등 인체에 사용 가능한 경피투과용 물질이면 가능하며, 고분자, 극성, 이온성 및 수용성 약물 등 각종 약물을 대부분 함유할 수 있다.

상기 기능성 물질 패드(200)에는 피부 보호제를 포함할 수 있다. 일반적인 경피 투과용 기능성 물질을 사용할 때, 피부에 직접 닿는 면에서 피부 질환이 야기될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 피부에 닿는 부분인 패드에 피부 보호제를 포함하도록 함으로써 피부자극, 피부 질환을 낮추거나 예방할 수 있다.

전력공급부(300)는 멤스 초음파 진동자(100) 및 미세전류 인가부(110)에 전력을 공급하기 위한 구성이다. 전력공급부(300)에서 공급된 전력은 구동부(310)을 통해 일부는 멤스 초음파 진동자(100)를 구동하는데 사용되며, 일부는 미세전류 인가부(110) 및 제2도전부재(120)를 통해 저주파 펄스 및 피부에 전압을 인가하게 된다.

전력공급부(300) 및 구동부(310)는 전선을 몸체 외부로 연장하여 별도의 구성을 이룰 수도 있으며, 몸체 상단에 탈부착이 가능한 별도의 상부 몸체(도면 미도시)에 삽입 고정하여 하나의 일체로 이루어진 기능성 물질 경피 전달 복합 패치를 구성할 수 있다.

본 발명은 이와 같은 구성으로 기능성 초음파 및 전압을 동시에 인가할 수있으므로 기능성 물질의 피부 각질층 투과율이 높아질 뿐만 아니라 저주파 펄스를 통해 추가의 효과를 얻을 수 있다.

몸체(400)는 초음파 진동자(100), 미세전류 인가부(110), 제2도전부재(120)를 고정하고 전기적 접촉 상태를 견고히 유지하기 위해서 사용된다. 접촉 상태를 견고히 유지하기 위해서 고무 재질로 된 몸체(400)의 안쪽 요부에 구성 부품을 포함할 수 있으며, 상기 부품들은 초음파 전달 효율 및 전류 전달을 위해서 몸체(400) 중 피부에 대향하는 면에 배치되는 것이 바람직하다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

100: 멤스 초임파 진동자 110: 미세전류 인가부
120: 제2도전부재 200: 기능성 물질 패드
300: 전력공급부 310: 구동부
400: 몸체

Claims

다중 곡면 특성을 갖는 인체 피부에 접촉하여 기능성 물질을 피부로 전달할 수 있는 패치에 있어서,
다수의 서로 연결된 멤스(MEMS) 초음파 진동자;
저주파 펄스 전달을 위한 다수의 서로 연결된 미세전류 인가부;
기능성 물질을 함유하고 있으며 상기 초음파 진동자 및 미세전류 인가부와 피부 사이에 개재되는 기능성 물질 패드;
상기 초음파 진동자와 미세전류 인가부를 구동하기 위한 전력을 공급하는 전력공급부;
상기 초음파 진동자와 미세전류 인가부를 구동시키는 구동부;
상기 다수의 미세전류 인가부와 대응하면서 피부에 접하는 제2도전부재;
상기 초음파 진동자, 미세전류 인가부, 제2도전부재를 고정하고 전기적 접촉 상태를 견고히 유지하기 위한 몸체;를 포함하여
상기 구동부는 초음파 진동자 및 미세전류 인가부를 동시에 구동할 수 있는 신호 및 전류를 발생할 수 있고 상기 미세전류 인가부 중 일부와 제2도전부재는 피부와 직접적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질 경피 전달 복합 패치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제2도전부재는 상기 미세전류 인가부와 일정 거리가 이격된 위치에서 피부에 접하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 물질 경피 전달 복합 패치.
청구항 1에 있어서,
상기 기능성 물질 패드는 다공성 구조를 가지는 친수성 고분자로 이루어진 고형상의 재질인 것을 특징으로 하는 기능성 물질 경피 전달 복합 패치.
청구항 4에 있어서,
상기 다공성 구조를 가지는 친수성 고분자는 하이드로겔인 것을 특징으로 하는 기능성 물질 경피 전달 복합 패치.