KR102347311B1 - 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법 - Google Patents
역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102347311B1 KR102347311B1 KR1020190136900A KR20190136900A KR102347311B1 KR 102347311 B1 KR102347311 B1 KR 102347311B1 KR 1020190136900 A KR1020190136900 A KR 1020190136900A KR 20190136900 A KR20190136900 A KR 20190136900A KR 102347311 B1 KR102347311 B1 KR 102347311B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode pattern
- oxidation
- reduction reaction
- base sheet
- reverse electrodialysis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 title claims abstract description 179
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229940079593 drug Drugs 0.000 title claims description 118
- 239000003814 drug Substances 0.000 title claims description 118
- 230000000694 effects Effects 0.000 title description 6
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 claims abstract description 223
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 63
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 65
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 44
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 27
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 21
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 description 12
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 12
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 12
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 11
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 9
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 9
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 7
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M dihydrogenphosphate Chemical compound OP(O)([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 4
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SJIXRGNQPBQWMK-UHFFFAOYSA-N DEAEMA Natural products CCN(CC)CCOC(=O)C(C)=C SJIXRGNQPBQWMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 3
- 239000002492 water-soluble polymer binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 3
- AUZRCMMVHXRSGT-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropane-1-sulfonic acid;prop-2-enamide Chemical compound NC(=O)C=C.CC(C)CS(O)(=O)=O AUZRCMMVHXRSGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ASMQGLCHMVWBQR-UHFFFAOYSA-N Diphenyl phosphate Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(=O)(O)OC1=CC=CC=C1 ASMQGLCHMVWBQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UKWHYYKOEPRTIC-UHFFFAOYSA-N mercury(ii) oxide Chemical compound [Hg]=O UKWHYYKOEPRTIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 2
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 2
- 229920002338 polyhydroxyethylmethacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N propane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCS(O)(=O)=O KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006820 DNA synthesis Effects 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- WINBENDMTZYOIQ-UHFFFAOYSA-M F[Ag].[Zn] Chemical compound F[Ag].[Zn] WINBENDMTZYOIQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Polymers OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZFWJBSFWYMIJH-UHFFFAOYSA-M [Ag]Br.[Zn] Chemical compound [Ag]Br.[Zn] TZFWJBSFWYMIJH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MYEWIENCIRHSEY-UHFFFAOYSA-M [Ag]I.[Zn] Chemical compound [Ag]I.[Zn] MYEWIENCIRHSEY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FNXNMKSJMGWTDL-UHFFFAOYSA-M [Cl-].[Zn].[Ag+] Chemical compound [Cl-].[Zn].[Ag+] FNXNMKSJMGWTDL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000009056 active transport Effects 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920003180 amino resin Polymers 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010410 calcium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000648 calcium alginate Substances 0.000 description 1
- 229960002681 calcium alginate Drugs 0.000 description 1
- OKHHGHGGPDJQHR-YMOPUZKJSA-L calcium;(2s,3s,4s,5s,6r)-6-[(2r,3s,4r,5s,6r)-2-carboxy-6-[(2r,3s,4r,5s,6r)-2-carboxylato-4,5,6-trihydroxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylate Chemical compound [Ca+2].O[C@@H]1[C@H](O)[C@H](O)O[C@@H](C([O-])=O)[C@H]1O[C@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O2)C([O-])=O)O)[C@H](C(O)=O)O1 OKHHGHGGPDJQHR-YMOPUZKJSA-L 0.000 description 1
- 239000003010 cation ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940101209 mercuric oxide Drugs 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000474 mercury oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920006030 multiblock copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- HTQOEHYNHFXMJJ-UHFFFAOYSA-N oxosilver zinc Chemical compound [Zn].[Ag]=O HTQOEHYNHFXMJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000037368 penetrate the skin Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000671 polyethylene glycol diacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 235000010408 potassium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000737 potassium alginate Substances 0.000 description 1
- MZYRDLHIWXQJCQ-YZOKENDUSA-L potassium alginate Chemical compound [K+].[K+].O1[C@@H](C([O-])=O)[C@@H](OC)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C([O-])=O)O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O MZYRDLHIWXQJCQ-YZOKENDUSA-L 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N silver zinc Chemical compound [Zn].[Ag] BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 125000001174 sulfone group Chemical group 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 1
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 1
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 1
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 1
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/20—Applying electric currents by contact electrodes continuous direct currents
- A61N1/30—Apparatus for iontophoresis, i.e. transfer of media in ionic state by an electromotoric force into the body, or cataphoresis
- A61N1/303—Constructional details
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/04—Electrodes
- A61N1/0404—Electrodes for external use
- A61N1/0408—Use-related aspects
- A61N1/0428—Specially adapted for iontophoresis, e.g. AC, DC or including drug reservoirs
- A61N1/0432—Anode and cathode
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
- A61M2037/0007—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin having means for enhancing the permeation of substances through the epidermis, e.g. using suction or depression, electric or magnetic fields, sound waves or chemical agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/82—Internal energy supply devices
- A61M2205/8206—Internal energy supply devices battery-operated
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
본 발명은 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 베이스 시트와, 상기 베이스 시트의 일 영역에 배치되는 제1 전극 패턴과, 상기 베이스 시트의 타 영역에 배치되고, 서로 연속되게 연결되는 제2 전극 패턴과, 상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴 중 적어도 하나의 패턴 내부에 배치되는 제3 전극 패턴, 및 일단이 상기 제1 전극 패턴과 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 제2 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 전지부를 포함한다.
Description
본 발명은 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 화장품 분야에서 시트 마스크팩은, 손으로 바를 필요 없이 얼굴 형태로 제작된 시트 타입을 붙이는 것으로 보습 및 청정효과 등을 얻을 수 있는 제품으로, 얼굴 전체를 덮을 수 있는 디자인의 시트나 상, 하단의 2장으로 나뉜 시트, 눈밑, 눈가, 입가 등의 특정 부위에 맞춘 시트 등 다양한 형태로 시장에 나와 있다.
일반적인 마스크팩은 생리 활성 물질을 국소적으로 경피로 전달되므로, 피부에 유용한 물질들의 전달에 한계가 있다. 마스크팩을 이용하여 피부에 유용한 물질들의 전달을 위해서는 마스크팩이 피부에 잘 접착될 수 있도록 하는 것이 중요하다. 또한, 미용 효과를 더욱더 증진시기기 위한 다양한 시도들이 있어왔으며, 그 중 하나가 이온토포레시스 장치를 사용하는 것이다.
이온토포레시스는 전하를 띤 분자들이 조직을 쉽게 통과하도록 하는 약물전달방법이다. 이온토포레시스 장치는 직류 전류를 이용하여 이온 물질을 피부에 침투시키는 기술로서, 동일한 극성의 이온 사이에 작용하는 척력을 이용하기 위해 양의 특성을 갖는 이온 물질에는 '+'전극에 인가하며, 음의 특성을 가지는 이온 물질에는 '-'전극에 인가하여 이온 물질이 피부에 용이하게 침투되도록 한다. 약물이 수동적으로 흡수되는 전통적인 경피투여 방법과 달리, 이온토포레시스 장치에서는 전기장 내에서 능동적인 수송이 이루어진다. 본 발명의 배경기술은 한국 공개특허공보 제10-2017-0094220호(2017.08.17. 발명의 명칭: 개선된 상처 치유를 위한 방법 및 장치)에 개시되어 있다.
전기 자극 또는 약물을 흡수를 향상시키고 안정성이 향상된 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일측면은 베이스 시트와, 상기 베이스 시트의 일 영역에 배치되고, 서로 연속되게 연결되는 제1 전극 패턴과, 상기 베이스 시트의 타 영역에 배치되고, 서로 연속되게 연결되는 제2 전극 패턴과, 상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴 중 적어도 하나의 패턴 내부에 배치되는 제3 전극 패턴, 및 일단이 상기 제1 전극 패턴과 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 제2 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 전지부를 포함하는 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치를 제공한다.
또한, 상기 전지부가 활성화 되어 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴으로 전류가 전달되며, 상기 제1 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화 되거나, 상기 제2 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화될 수 있다.
또한, 상기 베이스 시트가 건조상태에서 산화-환원 반응이 활성화 되지 않으며, 상기 베이스 시트에 제1 활성화 용액이 주입되면, 상기 산화-환원 반응이 활성화될 수 있다.
또한, 상기 제1 활성화 용액은 약물을 포함하며, 상기 산화-환원 반응이 활성화 되면, 상기 약물이 대상체로 전달될 수 있다.
또한, 상기 전지부는 역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED) 전지이며, 상기 전지부에 제2 활성화 용액이 주입되면 상기 전지부가 활성화될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 패턴은 폐 루프(closed loop) 형상인 복수개가 상기 베이스 시트의 상기 일 영역에 서로 연결되게 배치되고, 상기 제2 전극 패턴은 폐 루프(closed loop) 형상인 복수개가 상기 베이스 시트의 상기 타 영역에 서로 연결되게 배치되며, 상기 제3 전극 패턴은 복수개가 상기 제1 전극 패턴 또는 상기 제2 전극 패턴의 폐 루프의 내부에 이격 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 패턴은 상기 베이스 시트의 일면에 배치되며, 상기 제2 전극 패턴은 상기 베이스 시트의 일면 또는 타면에 배치 될 수 있다.
또한, 상기 제3 전극 패턴은 상기 베이스 시트에서 상기 제1 전극 패턴 또는 상기 제2 전극 패턴과 같은 면에 배치되거나, 다른 면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 패턴, 상기 제2 전극 패턴 및 상기 제3 전극 패턴 중 적어도 하나는 상기 베이스 시트의 내부에 배치 될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴은 같은 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제3 전극 패턴은 상기 제1 전극 패턴의 내부에 배치되는 제3a 전극 패턴, 및 상기 제3a 전극 패턴과 다른 극성을 가지며, 상기 제2 전극 패턴의 내부에 배치되는 제3b 전극 패턴을 구비할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴은 다각 형상이나 원 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제3 전극 패턴은 복수개의 전극단이 방사형으로 배치 될 수 있다.
또한, 내부에 약물을 포함하며, 상기 베이스 시트의 일면에 부착되어 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴을 활성화 시키는 약물 시트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 베이스 시트를 보관하는 제1 저장 공간, 상기 베이스 시트에 주입되는 약물을 저장하는 제2 저장 공간, 및 상기 제1 저장 공간과 상기 제2 저장 공간을 선택적으로 연결하는 밸브를 구비하는 파우치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 약물 시트를 대상체에 부착하는 단계와, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치에 제2 활성화 용액을 주입하여 전지부를 활성화하는 단계와, 상기 전지부가 부착된 베이스 시트를 약물 시트에 부착하는 단계;를 포함하며, 상기 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치는상기 베이스 시트의 일 영역에 배치되고, 서로 연속되게 연결되는 제1 전극 패턴과, 상기 베이스 시트의 타 영역에 배치되고, 서로 연속되게 연결되는 제2 전극 패턴, 및 상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴 중 적어도 하나의 패턴 내부에 배치되는 제3 전극 패턴을 구비하고, 상기 역전기투석 전지부는 상기 베이스 시트에 배치되되, 일단이 상기 제1 전극 패턴과 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 제2 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 역전기 투석과 산화-환원 반응을 이용한 약물 전달 방법을 제공한다.
또한, 상기 약물 시트에 베이스 시트가 부착되면, 상기 제1 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화 되거나, 상기 제2 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화 되며, 상기 제2 활성화 용액이 상기 전지부에 주입되면, 상기 역전기투석 전지부가 활성화 되어 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴으로 전류가 전달될 수 있다.
또한, 상기 약물 시트는 제1 활성화 용액을 포함하며, 상기 제1 활성화 용액이 상기 베이스 시트에 흡수되어 상기 산화-환원 반응이 활성화 되면, 상기 약물이 대상체로 전달될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 패턴은 폐 루프(closed loop) 형상인 복수개가 상기 베이스 시트의 상기 일 영역에 서로 연결되게 배치되고, 상기 제2 전극 패턴은 폐 루프(closed loop) 형상인 복수개가 상기 베이스 시트의 상기 타 영역에 서로 연결되게 배치되며, 상기 제3 전극 패턴은 복수개가 상기 제1 전극 패턴 또는 상기 제2 전극 패턴의 폐 루프의 내부에 이격 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법은 전지부에서 공급되는 전류와, 산화-환원 반응으로 생성된 전위차에 의해서, 대상체의 피부(EP)에 전기 자극을 생성하고, 대상체의 피부(EP)로 약물을 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법은 전지부에서 상대적으로 높은 레벨의 전류를 공급받고, 전극 패턴의 산화-환원 반응에 의해서 상대적으로 낮은 레벨의 전류를 공급받을 수 있다. 다양한 레벨의 전류를 공급받으므로, 대상체에 다양한 강도의 전기 자극을 제공하고, 대상체의 피부로 다양한 종류의 약물을 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법은 전극 패턴의 배치에 의해서 지속적으로 전위 차이가 발생하므로, 장시간 동안 대상체에 약물을 전달하거나 전기 자극을 줄 수 있다. 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴은 각각 연속적으로 배치되고, 제3 전극 패턴은 제1 전극 패턴이나 제2 전극 패턴의 내부에 배치되므로, 제1 전극 패턴과 제3 전극 패턴 사이 또는 제2 전극 패턴과 제3 전극 패턴 사이에서 산화-환원 반응이 생성되더라도 다시 전위 차이를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법은 안전하게 활성화 될 수 있다. 베이스 시트가 건조 상태에서는 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화 되지 않으나, 제1 활성화 용액이 베이스 시트에 주입되면 산화-환원 반응이 활성화 되어 전위 차를 생성한다. 또한, 역전기투석 전지부가 건조 상태에서는 활성화되지 않으나, 제2 활성화 용액이 챔버에 주입되면, 전류가 생성된다. 따라서, 사용자는 활성화 용액을 주입하여 안전하고 신속하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 일부 영역을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 3은 도 1의 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치가 활성화되는 단면을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1의 역전기투석 전지부를 도시하는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 1의 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 1의 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치를 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치를 도시하는 단면도이다.
도 9는 도 8의 일부 영역을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치를 도시하는 단면도이다.
도 11은 도 10의 일부 영역을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치를 도시하는 단면도이다.
도 13은 도 9의 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴이 활성화 시에 생성되는 전위 차이를 도시하는 그래프이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 약물 전달 방법을 도시하는 순서도이다.
도 2는 도 1의 일부 영역을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 3은 도 1의 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치가 활성화되는 단면을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1의 역전기투석 전지부를 도시하는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 1의 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 1의 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치를 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치를 도시하는 단면도이다.
도 9는 도 8의 일부 영역을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치를 도시하는 단면도이다.
도 11은 도 10의 일부 영역을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치를 도시하는 단면도이다.
도 13은 도 9의 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴이 활성화 시에 생성되는 전위 차이를 도시하는 그래프이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 약물 전달 방법을 도시하는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)를 도시하는 도면이고, 도 2는 도 1의 일부 영역을 확대하여 도시하는 확대도이며, 도 3은 도 1의 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)가 활성화되는 단면을 도시하는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 전지부에서 공급된 전류와 산화-환원 반응에서 생성되는 전류를 이용하는 장치이다. 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 전지부가 활성화되면 상대적으로 높은 레벨의 전기장(high level electric field; HLEF)이 형성되거나, 상대적으로 높은 레벨의 미세 전류(high level micro-current; HLMC)가 형성되는 장치이다. 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 역전기투석 전지에서 생성되는 전기 에너지로 약물을 대상체에 전달할 수 있다.
또한, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 산화-환원 반응이 활성화 되면 상대적으로 낮은 레벨의 전기장(low level electric field; LLEF)를 형성하거나, 상대적으로 낮은 레벨의 미세 전류(low level micro-current; LLMC)를 형성하는 장치이다. 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 갈바니 전지(Galvanic cell)의 산화 반응과 환원 반응으로 생성되는 전기 에너지로 약물을 대상체에 전달할 수 있다.
이하에서, "활성화"는 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)에 전류가 공급되는 것으로 정의한다. 구체적으로 "전지부의 활성화"는 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)의 전지부에서 전류가 공급되는 것으로 정의한다. 또한, "산화-환원 반응의 활성화"는 전극 패턴에서 산화-환원 반응을 생성되는 것으로 정의한다.
이하에서, "제1 활성화 용액"은 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)에서 산화-환원 반응을 활성화 시킬 수 있는 용액으로 정의한다. 일 실시예로 제1 활성화 용액은 약물일 수 있으며, 다른 실시예로 약물 및 추가되는 용액일 수 있다.
이하에서, "제2 활성화 용액"은 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)에서 전지부로부터 전류를 공급받기 위해서, 전지부를 구동시키는 용액으로 정의한다.
이하에서, 대상체는 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)가 부착되며, 전기적 반응을 이용하여 약물을 전달하거나 피부에 전기 자극을 받는 대상으로, 예컨대 동물의 피부나 사람의 피부 일 수 있다.
역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 대상체에 부착되며, 활성화 시에 대상체에 약물을 전달할 수 있다. 또한, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 대상체의 피부를 전기 자극하여 약물의 흡수율을 높이고, 혈행 개선 및 단백질 합성을 증폭시킬 수 있다. 또한, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 대상체의 환부(wound)에 부착되어, 전기 자극으로 환부의 재생 속도를 향상시킬 수 있다.
이하의 도면에서는 이온이 베이스 시트로 이동하고, 전자는 대상체의 피부(EP)로 이동하는 것으로 도시하나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 활성화 상태의 베이스 시트와 피부(EP)는 모두 전기 전도성을 가지므로, 이온은 베이스 시트 및/또는 피부(EP)로 이동할 수 있으며, 전자는 베이스 시트 및/또는 피부(EP)로 이동할 수 있다. 또한, 이온과 전자는 베이스 시트와 피부(EP) 중 어느 하나에서 서로 반대 방향으로 이동할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 이온이 베이스 시트으로 이동하고, 전자는 대상체의 피부(EP)로 이동하는 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 베이스 시트(110), 제1 전극 패턴(120), 제2 전극 패턴(130) 및 제3 전극 패턴(140)을 구비할 수 있다.
베이스 시트(110)는 대상체의 피부에 부착될 수 있도록 형성된 기 설정된 두께를 갖는 시트로 이루어질 수 있다. 베이스 시트(110)의 일 면은 사용자의 피부에 밀착되고, 타 면은 외부로 노출되도록 이루어진다.
베이스 시트(110)는 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)가 부착되는 대상체의 위치에 따라 다양한 크기와 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)가 마스크 팩으로 사용되는 경우라면, 베이스 시트(110)에는 눈과 입에 대응하는 개구를 가지고, 절개 라인을 가질 수 있다. 다른 실시예로, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)가 의료 패치로 사용되는 경우라면, 베이스 시트는 전기 자극이 필요한 부분이나 약물 전달이 필요한 부분의 형상에 따라 다각형 또는 원형 등으로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 베이스 시트(110)가 마스크 팩의 형상을 가지는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
베이스 시트(110)는 생체 적합성을 가지는 재료로 형성될 수 있다. 베이스 시트(110)는 대상체의 피부와 접촉을 유지하므로, 생체 적합성을 가지는 안전한 물질로 형성될 수 있다.
베이스 시트(110)는 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)를 미사용 시에 건조한 상태로 보관되고, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)사용 시에 젖은 상태로 활성화 된다. 베이스 시트(110)는 제1 활성화 용액에 의해서 젖으며, 일정한 시간동한 젖은 상태로 유지될 수 있는 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 베이스 시트(110)는 직물재 또는 비직물재로 형성될 수 있다. 베이스 시트(110)는 통상적인 마스크 팩이나 의료 밴드로 사용하기 위한 일반적인 시트를 의미할 수 있다.
베이스 시트(110)는 플렉서블한 재료로 형성되고, 대상체의 피부에 부착된 상태로 형상이 변형될 수 있다. 베이스 시트(110)는 사용자에 의하여 인가되는 외력에 의하여 형상이 변형될 수 있는 재질로 형성될 수 있다.
베이스 시트(110)는 외력에 의하여 변형되고 복원력이 있는 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어 고분자로 천연고무, 폴리이소프렌, 폴리실목세인, 폴리부타디엔, 폴리아크릴아미드. 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이의 공중합체, 폴리에스테르, 불소수지, 폴리비닐피롤리돈 및 카르복시비닐폴리머, 폴리아크릴산(polyacrylic acid) 및 이의 공중합체, 폴리 히드록시메틸 셀룰로오스(poly(hydroxyl methyl cellulose)), 폴리 히드록시 알킬 메타크릴레이트(poly(hydroxyl alkylmethacrylate)) 및 이의 공중합체, 폴리에틸렌 글리콜(poly(ethylene glycoloxide)) 및 이의 공중합체, 폴리에틸렌 글리콜-폴리카프로락톤(polycaprolactone) 다중 블록 공중합체, 폴리카프로락톤(polycaprolactone) 및 이의 공중합체, 폴리 락티드(polylactide) 및 이의 공중합체, 폴리 글리콜리드(polyglycolide) 및 이의 공중합체, 폴리 메틸 메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate)) 및 이의 공중합체, 폴리 스티렌(polystyrene), PDMS(polydimethylsiloxane) 및 이의 공중합체 등 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
베이스 시트(110)는 전극 패턴의 배치에 따라서 일 영역인 제1 영역(S1)과 타 영역인 제2 영역(S2)으로 구분될 수 있다. 제1 영역(S1)은 제1 전극 패턴(120)이 배치되는 영역이며, 제2 영역(S2)은 제2 전극 패턴(130)이 배치되는 영역이다. 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)은 전극 패턴의 배치에 따라 다양하게 배치될 수 있다. 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)을 구분하도록, 분리영역(111)은 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2) 사이에 배치될 수 있다.
제1 전극 패턴(120)은 베이스 시트(110)의 제1 영역(S1)에 배치되고, 서로 연속되게 연결될 수 있다. 제1 전극 패턴(120)은 폐 루프(closed loop) 형상을 가질 수 있다. 도 2에서 제1 전극 패턴(120)은 각각 연속적으로 연결된 육각형의 폐 루프 형상을 가지며, 서로 이웃하는 다른 제1 전극 패턴(120)과 연결된다.
일 실시예에서, 도 1과 같이 제1 전극 패턴(120)은 복수개가 베이스 시트(110)의 제1 영역(S1)의 전체에 걸쳐서 배치될 수 있다. 제1 전극 패턴(120)과 제3 a 전극 패턴(141)에서 산화-환원 반응이 생성되면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 베이스 시트(110)의 제1 영역(S1)의 전체에 걸쳐서 대상체의 피부에 전기 자극 및 약물 전달을 할 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 전극 패턴(120)은 복수개가 제1 영역(S1)의 일부 영역에만 배치될 수 있다. 제1 전극 패턴(120)과 제3a 전극 패턴(141)에서 산화-환원 반응이 생성되며, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 베이스 시트(110)의 국소 부분에만 대상체의 피부에 전기 자극 및 약물 전달을 할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제1 전극 패턴(120)은 하나가 베이스 시트(110)의 제1 영역(S1)에 배치될 수 있다. 제1 전극 패턴(120)이 베이스 시트(110)의 제1 영역(S1)에 단수 개 배치되고, 그 내부에 제3a 전극 패턴(141)이 배치될 수 있다. 제1 전극 패턴(120)과 제3a 전극 패턴(141)에서 산화-환원 반응이 생성되며, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 베이스 시트(110)의 일부 영역에서 대상체의 피부에 전기 자극 및 약물 전달을 할 수 있다.
제2 전극 패턴(130)은 베이스 시트(110)의 제2 영역(S2)에 배치되고, 서로 연속되게 연결될 수 있다. 제2 전극 패턴(130)은 폐 루프(closed loop) 형상을 가질 수 있다. 일 실시예로, 도 2에서와 같이 제2 전극 패턴(130)은 제1 전극 패턴(120)과 같은 형상을 가질 수 있다. 제2 전극 패턴(130)은 각각 연속적으로 연결된 육각형의 폐 루프 형상을 가지며, 서로 이웃하는 다른 제2 전극 패턴(130)과 연결된다.
일 실시예에서, 도 1과 같이 제2 전극 패턴(130)은 복수개가 베이스 시트(110)의 제2 영역(S2)의 전체에 걸쳐서 배치될 수 있다. 제2 전극 패턴(130)과 제3 전극 패턴(140)에서 산화-환원 반응이 생성되면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 베이스 시트(110)의 제2 영역(S2)의 전체에 걸쳐서 대상체의 피부에 전기 자극 및 약물 전달을 할 수 있다.
다른 실시예에서, 제2 전극 패턴(130)은 복수개가 제2 영역(S2)의 일부 영역에만 배치될 수 있다. 제2 전극 패턴(130)과 제3b 전극 패턴(142)에서 산화-환원 반응이 생성되며, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 베이스 시트(110)의 국소 부분에만 대상체의 피부에 전기 자극 및 약물 전달을 할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제2 전극 패턴(130)은 하나가 베이스 시트(110)의 제2 영역(S2)에 배치될 수 있다. 제2 전극 패턴(130)이 베이스 시트(110)의 제2 영역(S2)에 단수 개 배치되고, 그 내부에 제3b 전극 패턴(142)이 배치될 수 있다. 제2 전극 패턴(130)과 제3b 전극 패턴(142)에서 산화-환원 반응이 생성되며, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 베이스 시트(110)의 일부 영역에서 대상체의 피부에 전기 자극 및 약물 전달을 할 수 있다.
제3 전극 패턴(140)은 제1 전극 패턴(120) 및 제2 전극 패턴(130) 중 적어도 하나의 패턴 내부에 배치될 수 있다. 제3 전극 패턴(140)은 복수개가 제1 전극 패턴(120) 또는 제2 전극 패턴(130)의 폐 루프의 내부에 이격배치 될 수 있다.
제3 전극 패턴(140)은 도 2를 보면 제1 전극 패턴(120) 또는 제2 전극 패턴(130)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 제3 전극 패턴(140)도 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(130)과 같이 육각형의 폐 루프 형상을 가질 수 있다.
제3 전극 패턴(140)은 제1 전극 패턴(120)의 내부에 배치되는 제3a 전극 패턴(141)과, 제2 전극 패턴(130)의 내부에 배치되는 제3b 전극 패턴(142)을 가질 수 있다. 제3a 전극 패턴(141)은 제1 영역(S1)에 배치되고, 제3b 전극 패턴(142)은 제2 영역(S2)에 배치되어, 제3a 전극 패턴(141)과 제3b 전극 패턴(142)은 서로 이격되게 배치될 수 있다.
제3a 전극 패턴(141)과 제3b 전극 패턴(142)은 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 제3a 전극 패턴(141)은 제1 전극 패턴(120)과 다른 극성을 가지고, 제3b 전극 패턴(142)은 제2 전극 패턴(130)과 서로 다른 극성을 가진다. 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(130)은 서로 다른 극성을 가지므로, 제3a 전극 패턴(141)과 제3b 전극 패턴(142)도 서로 다른 극성을 가진다.
제3 전극 패턴(140)은 제1 전극 패턴(120) 및 제2 전극 패턴(130)과 다르게 서로 이격되게 배치된다. 제3a 전극 패턴(141)은 제1 전극 패턴(120)과 연결되지 않으며, 기 설정된 간격으로 이격되면서, 제1 전극 패턴(120)의 내부에 배치된다. 제3b 전극 패턴(142)은 제2 전극 패턴(130)과 연결되지 않으며, 기 설정된 간격으로 이격되면서 제2 전극 패턴(130)의 내부에 배치된다.
제1 전극 패턴(120)과 제3 전극 패턴(140)에서 산화-환원 반응이 활성화 되거나, 제2 전극 패턴(130)과 제3 전극 패턴(140)에서 산화-환원 반응이 활성화 될 수 있다.
제1 전극 패턴(120)과 제3a 전극 패턴(141)에서 산화-환원 반응이 활성화되며, 이때, 제1 전극 패턴(120)과 제3a 전극 패턴(141)은 서로 다른 극성으로 활성화 된다. 또한, 도 3과 같이 제1 전극 패턴(120)과 제3a 전극 패턴(141)은 베이스 시트(110)의 일면에 배치되어, 대상체의 피부(EP)에 접촉할 수 있다. 제1 전극 패턴(120)과 제3a 전극 패턴(141)이 피부(EP)와 접촉하므로, 피부(EP)에 전기 자극을 효과적으로 생성할 수 있다.
제3a 전극 패턴(141)은 제1 전극 패턴(120)에 대응하는 개수로 배치된다. 제3a 전극 패턴(141)은 제1 전극 패턴(120)의 내부에 배치되므로 바람직하게 제1 전극 패턴(120)의 개수와 동일하게 배치될 수 있다.
제2 전극 패턴(130)과 제3b 전극 패턴(142)에서 산화-환원 반응이 활성화되며, 이때, 제2 전극 패턴(130)과 제3b 전극 패턴(142)은 서로 다른 극성으로 활성화 된다. 또한, 도 3과 같이 제2 전극 패턴(130)과 제3b 전극 패턴(142)은 베이스 시트(110)의 일면에 배치되어, 대상체의 피부(EP)에 접촉할 수 있다. 제2 전극 패턴(130)과 제3b 전극 패턴(142)이 피부(EP)와 접촉하므로, 피부(EP)에 전기 자극을 효과적으로 생성할 수 있다.
제3b 전극 패턴(142)은 제2 전극 패턴(130)에 대응하는 개수로 배치된다. 제3b 전극 패턴(142)은 제2 전극 패턴(130)의 내부에 배치되므로 바람직하게 제2 전극 패턴(130)의 개수와 동일하게 배치될 수 있다.
제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(130)은 베이스 시트(110)의 적어도 일면에 프린팅 된다. 제1 전극 패턴(120)은 베이스 시트(110)의 제1 영역(S1)에서 서로 연속하도록 프린팅되고, 제2 전극 패턴(130)은 베이스 시트(110)의 제2 영역(S2)에서 서로 연속하도록 프린팅 된다.
제1 전극 패턴(120)과 제3 전극 패턴(140)은 갈바닉 전지로 기전력을 생성할 수 있으며, 제2 전극 패턴(130)과 제3 전극 패턴(140)도 갈바닉 전지로 기전력을 생성할 수 있다. 제1 전극 패턴(120), 제2 전극 패턴(130) 및 제3 전극 패턴(140)은 특정 소재에 한정되지 않으며, 전위차를 생성할 수 있는 다양한 소재로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 전극 패턴(120), 제2 전극 패턴(130) 및 제3 전극 패턴(140)은 아연-은, 아연-산화은, 아연-할로겐화은, 아연-염화은, 아연-브롬화은, 아연-요오드화은 및 아연-불화은을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
전지부(150)는 일단이 제1 전극 패턴(120)과 전기적으로 연결되고, 타단이 제2 전극 패턴(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전지부(150)가 활성화되어 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(130)으로 전류가 전달될 수 있다. 전지부(150)는 베이스 시트(110)의 분리영역(111)에 설치되어, 제1 전극 패턴(120) 및 제2 전극 패턴(130)과 전기적으로 연결되고, 활성화 되면 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(130)은 서로 다른 극성을 가지게 된다.
일 실시예에서, 전지부(150)는 특정한 배터리에 한정되지 않으며, 전류를 생성할 수 있는 다양한 전지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 전지부는 역전기 투석 전지, 1차 전지, 또는 2차 전지를 포함할 수 있고, 상세하게는 플렉서블 배터리(flexible battery), 알칼리 전지, 건전지, 수은 전지, 리튬 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 리튬이온 이차 전지, 및 리튬이온폴리머 이차 전지로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 전지를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전지부(150)는 바람직하게 역전지투석 전지일 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서, 전지부(150)가 역전기투석 전지인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
도 4는 도 1의 역전기투석 전지부(150)를 도시하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 역전기투석 전지부(150)는 양이온 교환막(151), 음이온 교환막(152), 음극(153), 양극(154), 제1 챔버(C1) 및 제2 챔버(C2)를 포함한다. 또한, 역전기투석 전지부(150)는 중간 매개 시트(155)의 연결부(156)에 의해서 음극(153) 및 양극(154)에 각각 연결된다.
음극(153)과 양극(154)은 전도성이 있는 재질을 포함할 수 있으며, 예를 들면 은, 은에폭시, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 금, 티타늄, 팔라듐, 크롬, 니켈, 백금, 은/염화은, 은/은이온, 또는 수은/산화수은일 수 있다.
양이온 교환막(151)과 음이온 교환막(152)은 이격되어 배치되고, 이격되어 생성된 공간이 제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)가 된다. 즉, 제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)는 양이온 교환막(151) 및 음이온 교환막(152)에 의해서 정의된다.
전해질이 고농도로 포함된 제1 챔버(C1) 내 양이온(Na+)은 양이온 교환막(151)을 투과하여 전해질이 저농도로 포함된 제2 챔버(C2)로 이동한다. 이와 유사한 원리로, 전해질이 고농도로 포함된 제1 챔버(C1) 내 음이온(Cl-)은 음이온 교환막(112)을 투과하여 전해질이 저농도로 포함된 제2 챔버(C2)로 이동하게 된다. 이온의 이동이 양이온 교환막(151), 음이온 교환막(112), 제1 챔버(C1) 및 제2 챔버(C2)에서 일어나게 된다. 이러한 이온의 이동을 기전력으로 하여, 음극(153)에서는 상대적으로 부족한 양이온을 보충하기 위하여, 산화 반응이 일어나서 전자를 생산하게 되고, 양극(154)에서는 상대적으로 부족한 음이온을 보충하기 위하여, 환원 반응이 일어나서 전자를 소모하게 된다. 따라서, 역전기투석 전지부(150)에서는 이온 전류가 발생하여 전류를 출력하게 된다.
본 명세서에서 "역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED)"은 두 용액 사이의 염 농도(salt concentration)의 차이로부터 발생하는 염도 구배 에너지를 의미할 수 있다. 일 구체예에 있어서 역전기투석은 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(130)에 전류를 흐르게 하는 현상을 의미할 수 있다. 따라서 역전기투석 전지부(150)는 역전기투석을 사용하여 전류를 생성시키는 장치를 의미할 수 있다. 역전기투석 전지부(150)는 고농도 전해질 용액 및 저농도 전해질 용액 간의 용액 내 전해질의 이온 농도 차이에 의해 전류를 발생시키는 것일 수 있다.
본 명세서에서 "전해질(electrolyte)"은 물 등의 용매에 녹아서 이온으로 해리되어 전류를 흐르게 하는 물질을 의미할 수 있고, 상기 전해질 용액은 전해질이 녹아있는 물 등의 용액을 의미할 수 있다. 상기 전해질은 전해질 용액 중에 포함되어 있는 것일 수 있다. 역전기투석 전지부(150)는 고농도 전해질 용액과 저농도 전해질 용액과의 차이를 통해 전류가 발생되는데, 상기 전해질이 고농도로 포함된 제1 챔버(C1) 내의 전해질의 양은 상기 전해질이 저농도로 포함된 제2 챔버(C2) 내의 전해질의 양보다 보다 높은 것일 수 있다. 상기 전해질이 저농도로 포함된 제2 챔버(C2)는 전해질이 포함되어 있지 않은 것도 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전해질은 전해질 용액 중에 포함되어 있고, 상기 전해질이 고농도로 포함된 제1 챔버(C1)는 약 0.1 내지 약 20 mol/L, 약 0.5 내지 약 15 mol/L, 약 0.7 내지 약 10 mol/L, 약 1.0 내지 약 8.0 mol/L, 약 1.0 내지 약 2.0 mol/L, 또는 약 1.2 내지 약 1.8 mol/L의 전해질 용액의 이온 농도를 포함하고, 상기 전해질이 저농도로 포함된 제2 챔버(C2)는 전해질을 포함하지 않거나, 약 0.005 내지 약 10 mol/L, 약 0.005 내지 약 8 mol/L, 약 0.01 내지 약 6 mol/L, 약 0.05 내지 약 6.0 mol/L, 약 0.1 내지 약 4.0 mol/L, 또는 약 0.1 내지 약 2.0 mol/L의 전해질 용액의 이온 농도를 포함하며, 상기 전해질이 고농도로 포함된 제1 챔버(C1) 내의 전해질 용액의 이온 농도는 상기 전해질이 저농도로 포함된 제2 챔버(4) 내의 전해질 용액의 이온 농도보다 보다 높은 것일 수 있다.
다른 구체예에 있어서, 제1 챔버(C1) 및 제2 챔버(C2)는 전해질 페이스트(paste)를 포함하는 것일 수 있다. 전해질 페이스트는 수용성 고분자 바인더 및 전해질을 포함하는 것일 수 있다. 상기 수용성 고분자 바인더는 예를 들면, 셀룰로오스계 수지, 잔탄검, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 알코올, 수용성(메타)아크릴 수지, 폴리에테르-포리올, 및 폴리에테르우레아-폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 수용성 고분자 바인더와 전해질을 혼합하여 전해질 페이스트를 제조함으로써 전해질 페이스트를 포함하는 챔버를 제조할 수 있다. 전해질 페이스트를 적용하면, 역전기투석 전지부(150)의 내부 저항을 낮출 수 있으며 챔버 내의 전해질의 유동성을 향상시킬 수 있다.
또 다른 구체예에 있어서, 제1 챔버(C1) 및 제2 챔버(C2)는 전해질이 내포된 히드로겔을 수용하고 있는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 전해질이 고농도로 포함된 제1 챔버(C1)는 고농도의 전해질을 포함하는 고체 물질 또는 고농도의 전해질이 내포된 히드로겔을 수용하고 있거나, 상기 전해질이 저농도로 포함된 제2 챔버(C2)는 비어 있거나 저농도의 전해질을 포함하는 고체 물질 또는 저농도의 전해질이 내포된 히드로겔을 수용하고 있는 것일 수 있다. 상기 고체 물질 또는 히드로겔이 포함되어 있는 경우, 예를 들면, 고체 상태의 소금(NaCl)이 포함되어 있는 경우, 물이 챔버 내로 유입되면 상기의 고체 물질 또는 히드로겔은 물에 용해되어 전해질 수용액을 형성함으로써 이온의 흐름이 발생할 수 있다. 상기 고체 물질 또는 히드로겔은 수용성, 또는 이온성 물질의 투과성을 갖고, 적절한 기계적 특성을 갖는 물질이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 고체 물질 또는 히드로겔의 예는 한천(agar), PEGDA(poly ethylene glycol diacrylate), PHEMA(Poly(2-hydroxyethyl methacrylate)), 알긴산, 예를 들면, 소듐 알지네이트, 칼슘 알지네이트, 또는 포타슘 알지네이트를 포함할 수 있다. 또한, 상기 고체 물질 또는 히드로겔은 이온성 결합물질의 고형 파우더 제형을 포함할 수도 있다.
제1 챔버(C1) 및 제2 챔버(C2)는 수용액을 흡수할 수 있는 직물 또는 비-직물로 구성된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 비-직물은 부직포일 수 있다. 제1 챔버(C1) 및 제2 챔버(C2)가 수용액을 흡수할 수 있는 직물로 구성된 경우, 상기 전해질은 분말의 형태로 상기 챔버 내에 포함될 수 있다. 전해질이 직물 상에 분말의 형태로 존재하는 경우에서, 제2 활성화 용액, 예를 들면, 물이 챔버 내로 유입되면 전해질이 물에 용해되어 전해질 수용액을 형성함으로써 이온의 흐름이 발생할 수 있다. 또한, 제1 챔버(C1) 및 제2 챔버(C2)는 전해질이 함침된 직물 또는 비-직물일 수 있다. 상기 전해질 함침된 직물 또는 비-직물은 예를 들면, 부직포를 NaCl 용액에 넣은 후 열풍 롤링 공정을 통해 제조할 수 있다. 예를 들면 전해질을 고농도로 포함하는 제1 챔버(C1)는 NaCl 고농도 용액에 수용액을 흡수할 수 있는 직물 또는 비-직물을 넣은 후 열풍 롤링 공정을 통해 제조할 수 있고, 전해질을 저농도로 포함하는 제2 챔버(C2)는 NaCl 저농도 용액에 수용액을 흡수할 수 있는 직물 또는 비-직물을 넣은 후 열풍 롤링 공정을 통해 제조할 수 있다. 또한, 전해질을 저농도로 포함하는 제2 챔버(C2)는 NaCl을 함침하지 않고, 수용액을 흡수할 수 있는 직물 또는 비-직물로 구성할 수도 있다.
본 명세서에서 "이온 교환막(ion-exchange membrane)"은 양이온 또는 음이온 중 어느 하나를 통과시키는 경향이 강한 막을 의미할 수 있다. 상기 이온 교환막은 합성수지일 수 있으며, 예를 들면, 상기 합성수지는 가교된 것일 수 있다. 양이온 교환막(151)은 음전하를 띠고 있어, 음전하를 갖는 이온은 반발하여 통과시키지 않고 양전하를 갖는 이온을 통과시킬 수 있고, 예를 들면, 설폰기를 갖는 양이온 교환막(151)일 수 있다. 반대로 음이온 교환막(152)은 양전하를 띠고 있어, 양전하를 갖는 이온은 반발하여 통과시키지 않고 음전하를 갖는 이온을 통과시킬 수 있고, 예를 들면, 4가 암모늄을 갖는 음이온 교환막(152)일 수 있다. 상기 양이온 교환막(151)을 형성하는 단량체의 종류는 설폰산-타입 단량체, 예를 들면, 2-(메타)아크릴아마이드-2-메틸프로판설폰산(2-(meth)acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid), 3-설포프로판(메타)아크릴레이트(3-sulfopropane(meth)acrylate), 10-설포데카인(메타)아크릴레이트) 및 그들의 염; 카르복실산-타입 단량체, 예를 들면, 2-(메타)아크릴로일에틸프탈산(2-(meth)acryloylethylphthalic acid), 2-(메타)아크릴로일에틸숙신산(2-(meth)acryloylethylsuccinic acid), 2-(메타)아크릴로일에틸말레산(2-(meth)acryloylethylmaleic acid), 2-(메타)아크릴로일에틸-2-히드록시에틸프탈산(2-(meth)acryloylethyl-2-hydroxyethylphthalic acid), 11-(메타)아크릴로일옥시데실-1,1-디카르복실산(11-(meth)acryloyloxydecyl-1,1-dicarboxylic acid), 및 그들의 염; 및 황산-타입 단량체, 예를 들면, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸 디히드로겐포스페이트(2-(meth)acryloyloxyethyl dihydrogenphosphate), 2-(메타)아크릴로일옥시에틸 페닐 히드로겐포스페이트(2-(meth)acryloyloxyethyl phenyl hydrogenphosphate), 10-(메타)아클로일옥시데실 디히드로겐포스페이트(10-(meth)acryloyloxydecyl dihydrogenphosphate), 6-(메타)아크롤로일옥시헥시 디히드로겐포스페이트(6-(meth)acryloyloxyhexyl dihydrogenphosphate), 및 그들의 염을 포함할 수 있다. 상기 음이온 교환막(152)을 형성하는 단량체의 종류는 N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트(N,N-dimethylaminoethyl(meth)acrylate), N,N-디에틸아미노데틸(메타)아크릴레이트(N,N-diethylaminoethyl(meth)acrylate), N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트/메틸 클로라이드(N,N-dimethylaminoethyl(meth)acrylate/methyl chloride), 및 N,N-디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트/메틸 클로라이드(N,N-diethylaminoethyl(meth)acrylate/methyl chloride)를 포함할 수 있다. 상기 양이온 교환막(151) 또는 음이온 교환막(152)의 이온 교환능(Ion Exchange Capacity: IEC)은 약 0.5 meg/g 이상, 또는 약 1.0 meg/g 이상, 예를 들면, 약 0.5 내지 약 20.0 meg/g, 약 1.0 내지 약 10.0 meg/g, 약 2.0 내지 약 10.0 meg/g, 약 5.0 내지 약 10.0 meg/g일 수 있다. 또한 상기 양이온 교환막(151) 또는 음이온 교환막(152)의 투과선택성은 약 70% 또는 약 80% 이상, 예를 들면, 약 80 내지 약 100%, 약 90 내지 약 100%, 또는 약 95 내지 약 100%일 수 있다.
또 다른 구체예에서, 역전기투석 전지부(150)는 양이온 교환막(151) 및 음이온 교환막(152)을 이격시키기 위한 스페이서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 스페이서는 상기 전해질을 수용하는 제1 챔버(C1) 및 제2 챔버(C2)와 실질적으로 동일한 것일 수 있다. 상기 스페이서는 상기 이온 교환막들이 달라붙는 것을 방지하는 역할을 할 수 있으며, 예를 들면, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸론으로 이루어진 망체, 스폰지, 접착 테이프, 또는 직물, 예를 들면 천, 부직포 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 스페이서는 양이온 및 음이온 교환막(152), 제1 챔버(C1) 및 제2 챔버(C2)를 지지하기 위한 지지체 역할을 하는 것일 수 있다.
또 다른 구체예에서, 역전기투석 전지부(150)는 제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)를 수용하기 위한 용기를 더 포함할 수 있다. 용기는 역전기투석 전지부(150)를 활성화시키기 위한 제2 활성화 용액이 투여되기 위해 구멍을 포함하거나 역전기투석 전지부(150)의 일부가 노출되도록 구성된 것일 수 있다.
중간 매개 시트(155)는 상기 전지부(150)로부터 발생된 전류가 베이스 시트(110)로 흐르게 하도록 구성된 것일 수 있다. 중간 매개 시트(155)는 부분적으로 절연 부위를 포함하고 있고, 중간 매개 시트(155)의 절연 부위에 의해 역전기투석 전지부(150)의 음극(153) 및 양극(154)으로부터 발생된 전류가 전기적으로 연결되지 않는 것일 수 있다. 예를 들면, 중간 매개 시트(155)는 부분적으로 전도성 물질을 포함하는 메쉬 구조로 코팅 또는 인쇄되어, 회로를 형성할 수 있다. 상기 회로는 두 개의 구분된 회로를 형성할 수 있고, 하나의 회로는 양극에 연결되고, 다른 하나는 음극에 연결될 수 있다.
중간 매개 시트(155)는 적어도 부분적으로 전도성 물질을 포함하거나, 전도성 물질로 코팅되거나, 또는 전도성 직물(woven), 또는 전도성 비-직물(non-woven)(예를 들면, 부직포)로 구성된 것일 수 있다. 또한, 예를 들면, 상기 중간 매개 시트(155)는 건조 형태(dry form)일 수 있다.
중간 매개 시트(155)의 재질은 합성 수지, 예를 들면, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 스타이렌수지, 아닐린 수지, 아미노 수지, 아미노알키드 수지, 아세트산비닐 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 톨루엔수지, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 전도성 물질은 탄소, 금, 은, 알루미늄, 구리, SUS(Steel Use Stainless) 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
전도성 물질은 탄소 페이스트, 금 페이스트, 은 페이스트, 알루미늄 페이스트, 구리 페이스트, SUS 페이스트 및 그들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 페이스트를 사용할 수 있다. 전도성 물질의 코팅 또는 인쇄는 본 발명의 통상의 기술자에게 자명한 방법으로 코팅될 수 있으며, 예를 들면, 그라비아 인쇄, 옵셋 인쇄, 디지털 프린팅, 또는 전사 등의 방법에 의해 코팅될 수 있다. 통상의 기술자는 목적하는 도전성 값을 얻기 위해 중간 매개 시트 상에 인쇄되는 적절한 방식과 페이스트의 양을 결정할 수 있다.
중간 매개 시트(155)는 상기 역전기투석 전지부(150)와 전기적으로 연결되기 위한 연결부(156)를 더 포함할 수 있다. 일 구체예에 있어서, 중간 매개 시트(155)는 역전기투석 전지부(150)에서 발생된 전류가 베이스 시트(110)로 흐르게 하는 역할을 수행할 수 있다.
역전기투석 전지부(150)는 제2 활성화 용액이 주입되면 전지부가 활성화 될 수 있다. 제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)에 제2 활성화 용액이 주입되면, 제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)에서 이온의 흐름이 생성되고, 역전기투석 전지부(150)에서 전류가 생성된다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)에서 전지부에서 공급하는 전류와, 산화-환원 반응으로 생성된 전류에 의해서 대상체에 전기 자극을 주거나, 약물이 전달되는 것을 설명하면 아래와 같다.
<산화-환원 반응에 의한 전류 공급>
베이스 시트(110)가 건조상태에서는 제1 전극 패턴(120), 제2 전극 패턴(130) 및 제3 전극 패턴(140)은 활성화 되지 않는다. 베이스 시트(110)에 제1 활성화 용액이 주입되면, 베이스 시트(110)의 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)에서 각각 산화-환원 반응이 활성화 된다.
제1 영역(S1)을 보면, 제1 전극 패턴(120)과 제3a 전극 패턴(141)에서 산화-환원 반응이 생성된다. 제1 전극 패턴(120)은 캐소드(cathode) 전극이고, 제3a 전극 패턴(141)은 애노드(anode) 전극이다. 캐소드 전극으로 염화은(AgCl)을 사용하고, 애노드 전극으로 아연을 사용한다면 아래와 같이 산화-환원 반응이 생성된다.
(캐소드): AgCl(s) + e- -> Ag(s) + Cl- (aq)
(애노드): Zn(s) -> Zn2+ (S) + 2e-
제3a 전극 패턴(141)에서 생성되는 전자는 제1 전극 패턴(120)으로 이동하며, 제1 전극 패턴(120)에서 생성되는 염화 이온은 제3a 전극 패턴(141)으로 이동한다.
제2 영역(S2)을 보면, 제2 전극 패턴(130)과 제3b 전극 패턴(142)에서 산화-환원 반응이 생성된다. 제2 전극 패턴(130)은 애노드(anode) 전극이고, 제3a 전극 패턴(141)은 캐소드(cathode) 전극이다. 캐소드 전극으로 염화은(AgCl)을 사용하고, 애노드 전극으로 아연을 사용한다면 아래와 같이 산화-환원 반응이 생성된다.
(캐소드): AgCl(s) + e- -> Ag(s) + Cl- (aq)
(애노드): Zn(s) -> Zn2+ (S) + 2e-
제2 전극 패턴(130)에서 생성되는 전자는 제3b 전극 패턴(142)으로 이동하며, 제3b 전극 패턴(142)에서 생성되는 염화 이온은 제2 전극 패턴(130)으로 이동한다.
또한, 역전기투석 전지부(150)에 의해서 제1 영역(S1)으로는 전자가 유입되고, 제2 영역(S2)에서는 전자가 배출된다. 역전기투석 전지부(150)에 의해서, 제1 영역(S1)은 소스(Source) 영역으로 소스 전류를 공급하고, 제2 영역(S2)은 싱크(Sink) 영역으로 싱크 전류를 공급할 수 있다.
베이스 시트(110)에 약물이 저장되어 있는 경우에 제1 활성화 용액이 주입되면, 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)에 각각 산화-환원 반응이 활성화 되어, 약물(D)이 베이스 시트(110)에서 대상체의 피부(EP)로 전달될 수 있다. 또한, 제1 활성화 용액이 약물(D)을 포함하는 경우에도, 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)에 산화-환원 반응이 활성화 되면 약물(D)이 베이스 시트(110)에서 대상체의 피부(EP)로 전달될 수 있다.
제1 활성화 용액은 베이스 시트(110)에 주입되어 산화-환원 반응을 생성할 수 있는 용액으로 정의된다. 제1 활성화 용액은 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)의 목적에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 약물 전달을 위해서 사용되는 경우에는 활성화 용액에 의료용 약물, 미용 약물, 세포 내 단백질을 자극하는 약물이나, 세포 내 DNA 합성을 자극하는 약물 등이 포함될 수 있다. 또한, 환부에 전기 자극을 생성하기 위해서 사용하는 경우에는 산화-환원 반응을 생성하는 전해질이 포함될 수 있다.
제1 활성화 용액에 의해서 산화-환원 반응이 활성화 되면, 제1 전극 패턴(120)과 제3a 전극 패턴(141)은 각각 극성을 가지고, 제2 전극 패턴(130)과 제3b 전극 패턴(142)은 서로 다른 극성을 가지므로, 극성을 가지는 약물(D)이 반발력에 의해서 피부(EP)로 전달될 수 있다. 또한, 산화-환원 반응에 의해서 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)에서 전기장 및 자기장을 생성되고, 약물(D)이 전기장 및 자기장에 영향을 받아 피부(EP)로 전달될 수 있다. 또한, 극성을 띄고 있는 용질이 각 전극의 반발력에 의해서 피부로 들어가게 되면, 약물이 저장된 베이스 시트(110)와 피부(EP) 사이에는 삼투압이 생성될 수 있다. 상기 삼투압을 상쇄하고자 용매인 물이 피부로 이동하면서 무극성인 약물도 함께 이동할 수 있다.
다시 도 2를 보면, 산화-환원 반응으로 제3a 전극 패턴(141)에서 생성된 전자가 제1 전극 패턴(120)으로 이동하므로, 제3a 전극 패턴(141)에 인접한 제1 지점(P1)은 전자 밀도가 낮아지고, 제1 전극 패턴(120)을 따라서 전자 밀도가 높아진다. 특히, 이웃하는 제1 전극 패턴(120)이 교차하는 제2 지점(P2)에는 전자 밀도가 가장 높게 형성된다.
본 발명에 따른 제1 전극 패턴(120)과 제3a 전극 패턴(141)의 배치는 산화-환원 반응 이후에 다시 한번 전위 차이를 생성한다. 따라서, 제1 전극 패턴(120)과 제3a 전극 패턴(141)은 지속적으로 전위차를 생성할 수 있다. 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2) 사이의 전위차에 의해서 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 약물(D)을 지속적으로 피부(EP)로 전달 될 수 있으며, 전기 자극을 지속적으로 생성할 수 있다.
또한, 산화-환원 반응으로 제2 전극 패턴(130)에서 생성된 전자가 제3b 전극 패턴(142)으로 이동하므로, 제3b 전극 패턴(142)에 인접한 제4 영역(P4)은 전자 밀도가 높아지고, 제2 전극 패턴(130)을 따라서 전자 밀도가 낮아진다. 특히, 이웃하는 제2 전극 패턴(130)이 교차하는 제3 영역(P3)에는 전자 밀도가 가장 낮게 형성된다.
본 발명에 따른 제2 전극 패턴(130)과 제3b 전극 패턴(142)의 배치는 산화-환원 반응 이후에 다시 한번 전위 차이를 생성한다. 따라서, 제2 전극 패턴(130)과 제3b 전극 패턴(142)은 지속적으로 전위차를 생성할 수 있다. 제3 영역(P3)과 제4 영역(P4) 사이의 전위차에 의해서 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 약물(D)을 지속적으로 피부(EP)로 전달 될 수 있으며, 전기 자극을 지속적으로 생성할 수 있다.
<역전지투석 전지에 의한 전류 공급>
역전지투석 전지부(150)는 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(130)에 전류를 공급할 수 있다. 역전기투석 전지부(150)에서 전류가 생성되면, 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)에 전체에 걸쳐서 상대적으로 높은 전류가 공급된다.
역전기투석 전지부(150)는 제2 활성화 용액이 주입되면 활성화 될 수 있다. 제2 활성화 용액은 역전기투석 전지부(150)가 전류를 공급하도록 하는 용액으로 정의되며, 구체적으로 제1 챔버(C1)나 제2 챔버(C2)에 주입되어 이온 농도의 차이를 생성할 수 있는 용액이다.
역전기투석 전지부(150)는 제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)가 건조한 생태에서는 활성화 되지 않으나, 제2 활성화 용액이 주입되면, 제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)에서 이온 농도 차이가 생성되어 전류가 생성된다. 생성된 전류는 중간 매개 시트(155)의 연결부(156)를 통해서 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(130)으로 전달될 수 있다.
제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(130)에 전류가 공급되면, 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(130)은 서로 다른 극성을 가지게 된다. 극성을 가지는 약물(D)은 제1 전극 패턴(120) 또는 제2 전극 패턴(130)이 생성하는 반발력에 의해서 피부(EP)로 전달될 수 있다. 또한, 공급되는 전류에 의해서 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(130)에서 전기장 및 자기장을 생성되고, 약물(D)이 전기장 및 자기장에 영향을 받아 피부(EP)로 전달될 수 있다. 또한, 극성을 띄고 있는 용질이 각 전극의 반발력에 의해서 피부로 들어가게 되면, 약물이 저장된 베이스 시트(110)와 피부(EP) 사이에는 삼투압이 생성될 수 있다. 상기 삼투압을 상쇄하고자 용매인 물이 피부로 이동하면서 무극성인 약물도 함께 이동할 수 있다.
또한, 역전지투석 전지부(150)는 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)을 전기적으로 연결한다. 역전기투석 전지부(150)이 전자를 제1 전극 패턴(120)에 공급하므로, 제1 영역(S1)은 소스 영역으로 정의할 수 있다. 또한, 역전기투석 전지부(150)이 제2 전극 패턴(130)에서 전자를 공급받으므로, 제2 영역(S2)은 싱크 영역으로 정의할 수 있다. 소스 영역과 싱크 영역에 의해서 베이스 시트(110)의 전체 영역에서 전자의 이동을 활성화 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 전지부에서 공급되는 전류와, 산화-환원 반응으로 생성된 전위차에 의해서, 대상체의 피부(EP)에 전기 자극을 생성하고, 대상체의 피부(EP)로 약물을 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 전지부에서 상대적으로 높은 레벨의 전류를 공급받고, 전극 패턴의 산화-환원 반응에 의해서 상대적으로 낮은 레벨의 전류를 공급받을 수 있다. 다양한 레벨의 전류를 공급받으므로, 대상체에 다양한 강도의 전기 자극을 제공하고, 대상체의 피부로 다양한 종류의 약물을 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 전극 패턴의 배치에 의해서 지속적으로 전위 차이가 발생하므로, 장시간 동안 대상체에 약물을 전달하거나 전기 자극을 줄 수 있다. 제1 전극 패턴(120)과제2 전극 패턴(130)은 각각 연속적으로 배치되고, 제3 전극 패턴(140)은 제1 전극 패턴(120)이나 제2 전극 패턴(130)의 내부에 배치되므로, 제1 전극 패턴(120) 또는 제2 전극 패턴(130)과 제3 전극 패턴(140)사이에서 산화-환원 반응이 생성되더라도 다시 전위 차이를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 안전하게 활성화 될 수 있다. 베이스 시트(110)가 건조 상태에서는 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화 되지 않으나, 제1 활성화 용액이 베이스 시트에 주입되면 산화-환원 반응이 활성화 되어 전위 차를 생성한다. 또한, 역전기투석 전지부(150)가 건조 상태에서는 활성화되지 않으나, 제2 활성화 용액이 챔버에 주입되면, 전류가 생성된다. 따라서, 사용자는 활성화 용액을 주입하여 안전하고 신속하게 사용할 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 도 1의 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 5a를 보면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100a)는 제1 전극 패턴(120a)과 내부가 채워진 제3 전극 패턴(140a)을 구비할 수 있다. 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100a)는 제3 전극 패턴(140a)을 증가하여 산화-환원 반응을 지속적으로 유지할 수 있다.
도 5b를 보면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100b)는 제1 전극 패턴(120b)과 원형의 제3 전극 패턴(140b)을 구비할 수 있다. 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100b)는 서로 다른 형상을 가지는 제1 전극 패턴(120b)과 제3 전극 패턴(140b)을 가질 수 있다. 제1 전극 패턴(120b)과 제3 전극 패턴(140b) 사이의 인접 거리가 변화하므로, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100b)는 다양한 전위차를 형성할 수 있다.
도 5c를 보면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100c)는 제1 전극 패턴(120c)과 원형이며 내부가 채워진 제2 전극 패턴(120c)을 구비할 수 있다. 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100c)는 제3 전극 패턴(140c)을 증가하여 산화-환원 반응을 지속적으로 유지할 수 있다. 또한, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100c)는 제1 전극 패턴(120c)과 제3 전극 패턴(140c) 사이의 인접 거리가 변화하므로, 다양한 전위차를 형성할 수 있다.
도 5d를 보면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100d)는 원형의 제1 전극 패턴(120d)과 원형의 제3 전극 패턴(140d)을 구비할 수 있다. 이웃하는 제1 전극 패턴(120d)은 전기적으로 연결되고, 제3 전극 패턴(140d)은 제1 전극 패턴(120d)의 내부에 각각 배치될 수 있다. 제1 전극 패턴(120d)이 접촉구간과 비접촉 구간을 가지므로, 다양한 전위차를 형성할 수 있다.
도 5e를 보면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100e)는 원형의 제1 전극 패턴(120e)과 원형이며 내부가 제3 전극 패턴(140e)을 구비할 수 있다. 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100e)는 제3 전극 패턴(140e)을 증가하여 산화-환원 반응을 지속적으로 유지할 수 있다. 또한, 제1 전극 패턴(120e)이 접촉구간과 비접촉 구간을 가지므로, 다양한 전위차를 형성할 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 제1 전극 패턴이 캐소드(cathode) 전극이고, 제3 전극 패턴이 애노드(anode) 전극으로 도시하나, 반대로 배치될 수 있다. 또한, 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴은 다각 형상 및 원형상 등으로 다양하게 형성될 수 있다. 또한, 제2 전극 패턴으로 제1 전극 패턴이 대체될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 1의 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 6a를 참조하면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100-1)는 제1 전극 패턴(120-1)과 제3 전극 패턴(140-1)이 베이스 시트(110)의 타면에 배치될 수 있다. 산화-환원 반응이 생성되면, 베이스 시트(110)의 일면이 피부(EP)와 접촉하므로 약물(D)이 신속하게 피부(EP)로 전달 될 수 있다. 특히, 제1 전극 패턴(120-1)과 제3 전극 패턴(140-1) 사이에 배치되는 무거운 극성 약물(D)도 반발력에 의해서 신속하게 피부로 전달될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100-2)는 제1 전극 패턴(120)이 베이스 시트(110)의 일면에 배치되고, 제3 전극 패턴(140-2)이 베이스 시트(110)의 타면에 배치될 수 있다. 제1 전극 패턴(120)과 제3 전극 패턴(140-2)이 베이스 시트(110)의 서로 다른 면에 배치되어, 약물 전달 효과와 전기 자극 효과를 극대화 할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100-3)는 제1 전극 패턴(120-3) 및 제3 전극 패턴(140-3) 중 적어도 하나는 베이스 시트(110)의 내부에 배치될 수 있다. 제1 전극 패턴(120-3)과 제3 전극 패턴(140-3)이 베이스 시트(110)의 내부에 배치되어, 전극 패턴의 내구성을 높이고, 산화-환원 반응이 장시간 지속될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 제1 전극 패턴이 캐소드(cathode) 전극이고, 제3 전극 패턴이 애노드(anode) 전극으로 도시하나, 반대로 배치될 수 있다. 또한, 도 3, 도 6a 내지 도 6c의 전극 패턴의 배치를 조합하여, 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴이 배치될 수 있다. 또한, 제2 전극 패턴으로 제1 전극 패턴이 대체될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(200)를 도시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(200)는 약물 시트(260)를 더 포함할 수 있다. 약물 시트(260)는 내부에 약물(D)을 포함하며, 베이스 시트(110)의 일면에 부착되어 제1 전극 패턴(120), 제2 전극 패턴(130) 및 제3 전극 패턴(140)을 활성화 할 수 있다.
건조한 상태의 베이스 시트(110)에 약물 시트(260)를 부착하여, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(200)에서 산화-환원 반응이 활성화 할 수 있으며, 약물 시트(260)에 저장된 약물(D)이 피부(EP)로 전달 될 수 있다.즉, 약물 시트(260)에 있는 약물(D)이 제1 활성화 용액으로 작용하여, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(200)를 구동할 수 있다.
상세하게, 약물 시트(260)은 약물(D)을 포함하되, 젖은 상태로 유지될 수 있다. 약물 시트(260)을 대상체에 부착한 다음에, 건조한 베이스 시트(110)에 제2 활성화 용액을 투입하여 역전기투석 전지부(150)를 활성화시키고, 베이스 시트(110)를 약물 시트(260)에 부착하여 산화-환원 반응이 활성화 될 수 있다.
또한, 약물 시트(260)을 대상체에 부착한 다음에, 베이스 시트(110)를 약물 시트(260)에 부착하여 산화-환원 반응을 활성화 시키고, 이후에 전지부(150)를 활성화 시키기 위해서 제2 활성화 용액을 주입할 수 있다.
다른 실시예로, 약물 시트(260)는 약물(D)을 포함되어 있으며, 베이스 시트(110)에 제1 활성화 용액이 주입되면, 약물 시트(260)에서 약물(D)이 피부(EP)로 전달될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(300)를 도시하는 단면도이고, 도 9는 도 8의 일부 영역을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(300)는 베이스 시트(310), 제1 전극 패턴(320), 제2 전극 패턴(330), 제3 전극 패턴(340) 및 전지부(350)를 포함할 수 있다.
베이스 시트(310)는 분리영역(311)에 의해서 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)으로 구분되며, 전술한 일 실시예의 베이스 시트(110)와 실질적으로 동일하다. 전지부(350)는 전술한 일 실시예의 전지부(150)와 실질적으로 동일하다.
제1 전극 패턴(320)과 제3 전극 패턴(340)은 제1 영역(S1)에 배치되며, 전술한 제1 전극 패턴(120)과 제3a 전극 패턴(141)과 유사하게 산화-환원 반응이 생성된다. 제1 활성화 용액이 제1 영역(S1)에 주입되면 제1 전극 패턴(320)과 제3 전극 패턴(340)에서 산화-환원 반응이 생성되어, 제1 영역(S1)에서 전기 자극이 생성되거나, 약물(D)이 피부(EP)로 전달될 수 있다.
제2 전극 패턴(330)은 제2 영역(S2)에 배치될 수 있다. 제2 전극 패턴(330)은 전술한 일실시예의 제2 전극 패턴(130)과 유사한 패턴을 가진다. 그러나, 제2 전극 패턴(330)의 내부에서 추가적으로 전극 패턴이 배치되지 않는다. 따라서, 제2 영역에서는 산화-환원 반응이 생성되지 않는다.
즉, 제2 영역(S2)에서는 산화-환원 반응은 생성되지 않지만, 전지부(150)에서 공급되는 전류에 의해서 대상체에 전기 자극을 제공하거나, 대상체에 약물(D)을 전달할 수 있다.
다른 실시예로, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치는 제2 영역(S2)에서 산화-환원 반응이 활성화되고, 제1 영역(S1)에서 산화 환원 반응이 활성화 되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(300)는 대상체에 다양한 수준의 전기 자극을 제공하거나, 다양한 종류의 약물을 전달할 수 있다. 산화-환원 반응이 활성화되는 영역을 구분하여, 제1 영역(S1)은 산화-환원 반응과 전지부로부터 전류를 공급받고, 제2 영역(S2)은 전지부로부터 전류를 공급받을 수 있다. 각각의 영역에서 전달되는 전류량을 다르게 하여, 전기 자극의 크기나 약물 전달량을 조절할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(400)를 도시하는 단면도이고, 도 11은 도 10의 일부 영역을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(400)는 베이스 시트(410), 제1 영역(S1)에 배치되는 제1 전극 패턴(420), 제2 영역(S2)에 배치되는 제2 전극 패턴(430), 제1 전극 패턴(420) 또는 제2 전극 패턴(430)의 내부에 배치되는 제3 전극 패턴(440)을 구비한다. 제3 전극 패턴(440)은 제1 전극 패턴(420)의 내부에 배치되는 제3a 전극 패턴(441)과, 제2 전극 패턴(430)의 내부에 배치되는 제3b 전극 패턴(442)을 구비할 수 있다.
제3 전극 패턴(440)은 복수개의 전극단이 방사형으로 배치될 수 있다. 도 10에서는 전극단이 3개인 실시예를 도시하나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 제3 전극 패턴(440)의 전극단은 중심에서 단부로 갈수록 두께가 줄어들도록 형성될 수 있다.
제1 전극 패턴(420)이 캐소드(cathode) 전극으로 활성화 되고, 제3a 전극 패턴(441)이 애노드(anode) 전극으로 활성화 되면, 제3a 전극 패턴(441)에서 생성되는 전자는 제1 전극 패턴(420)으로 이동하며, 제1 전극 패턴(420)에서 생성되는 염화 이온은 제3a 전극 패턴(441)으로 이동한다.
제1 전극 패턴(420)과 제3a 전극 패턴(441)이 서로 다른 거리를 가지므로, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(400)는 다양한 전위차를 형성할 수 있다. 산화-환원 반응으로 제3a 전극 패턴(441)에서 생성된 전자가 제1 전극 패턴(420)으로 이동하므로, 제3a 전극 패턴(441)의 제1 지점(Q1)은 전자 밀도가 낮아진다.
한편, 제1 전극 패턴(420)과 제3a 전극 패턴(441) 사이의 거리에 의해서 제1 전극 패턴(420)에 배치되는 전자의 밀도가 달라진다. 제3a 전극 패턴(441)의 전극단과 제1 전극 패턴(420) 사이의 거리는 d1이고, 제3a 전극 패턴(441)의 중심과 제1 전극 패턴(420) 사이의 거리는 d2이다. 제2 지점(Q2)과 제3 지점(Q3)을 비교하면, 제1 전극 패턴(420)의 제2 지점(Q2)은 상대적으로 전자 밀도가 낮고, 제3 지점(Q3)은 상대적으로 전자 밀도가 높게 형성된다.
역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(400)는 제3a 전극 패턴(441)의 형상에 의해, 산화-환원 반응 이후에 다시 한번 전위 차이를 생성한다. 따라서, 제1 전극 패턴(420)과 제3a 전극 패턴(441)은 지속적으로 전위차를 생성할 수 있다. 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(400)는 약물(D)을 지속적으로 피부(EP)로 전달 될 수 있으며, 전기 자극을 지속적으로 생성할 수 있다.
제2 전극 패턴(430)이 애노드(anode) 전극으로 활성화 되고, 제3b 전극 패턴(442)이 캐소드(cathode) 전극으로 활성화 되면, 제2 전극 패턴(430)에서 생성된 전자는 제3b 전극 패턴(442)으로 이동하며, 제3b 전극 패턴(442)에서 생성된 염화 이온은 제2 전극 패턴(430)으로 이동한다.
전술한 바와 같이 제2 전극 패턴(430)과 제3b 전극 패턴(442)은 서로 다른 거리를 가지므로, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(400)는 다양한 전위차를 형성할 수 있다. 제4 지점(Q4)은 제5 지점(Q5)보다 전자 밀도가 더 낮게 형성되고, 제6 지점(Q6)은 전자를 받아 전자 밀도가 높게 형성된다.
역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(400)는 제3b 전극 패턴(442)의 형상에 의해, 산화-환원 반응 이후에 다시 한번 전위 차이를 생성한다. 따라서, 제2 전극 패턴(430)과 제3b 전극 패턴(442)은 지속적으로 전위차를 생성할 수 있다. 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(400)는 약물(D)을 지속적으로 피부(EP)로 전달 될 수 있으며, 전기 자극을 지속적으로 생성할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치를 도시하는 도면이다.
도 11를 참조하면, 저장 키트(1)는 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)를 저장하는 파우치(10)를 구비할 수 있다.
파우치(10)는 베이스 시트(110)를 보관하는 제1 저장 공간(11)과, 약물을 저장하는 제2 저장 공간(12)을 가지며, 제1 저장 공간(11)과 제2 저장 공간(12)은 분리벽(13)에 의해서 공간적으로 분리된다. 분리벽(13)은 제1 저장 공간(11)과 제2 저장 공간(12)을 선택적으로 연결하는 밸브(14)가 설치될 수 있다.
역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 파우치(10)에 저장되어 사용될 수 있다. 사용자가 밸브(14)를 열어 약물(D)을 제2 저장 공간(12)에서 제1 저장 공간(11)으로 이동시키면, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 산화-환원 반응이 활성화 된다. 사용자는 활성화된 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)를 간단하게 대상체의 피부(EP)에 부착하여, 약물(D)을 피부(EP)에 전달하거나 피부(EP)에 전기 자극을 생성할 수 있다.
다른 실시예로, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 파우치(10)에 베이스 시트(110)가 저장되고, 별도로 약물 시트(260)을 구비할 수 있다. 사용자가 밸브(14)를 열어 제1 활성화 용액을 제2 저장 공간(12)에서 제1 저장공간(11)으로 이동시키면, 베이스 시트(110)는 산화 환원 반응이 활성화 될 수 있다. 사용자는 약물 시트(260)을 베이스 시트(110)에 부착하여 약물 시트(260)에 존재하는 약물(D)을 대상체의 피부(EP)로 전달 할 수 있다. 특히, 약물 시트(260)가 건조한 상태로 보관되는 경우에는 파우치(10)에 저장된 제1 활성화 용액을 베이스 시트(110)에 주입하여 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)를 구동시킬 수 있다.
다른 실시예로, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)는 약물(D)의 흡수 여부에 따라 색상이 변화할 수 있다. 베이스 시트에는 약물의 흡수되면 색상이 변화하는 잉크를 구비할 수 있다. 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)의 색상 변화를 사용자가 인식하여, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)의 활성화 여부를 인지할 수 있다.
또 다른 실시예로, 베이스 시트에 시온 잉크가 함침되어 있을 수 있으며, 사용자가 파우치(10)의 제2 공간(12)에서 제1 공간(11)으로 약물(D)를 이동시키면, 베이스 시트는 온도의 변화에 의해서 변색된다. 이로써, 사용자는 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)의 준비상태를 확인할 수 있으며, 색상이 변한 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)를 피부(EP)에 부착하여 사용할 수 있다.
또 다른 실시예로, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)를 트레이(미도시)에 배치한 뒤에, 사용자가 약물을 트레이에 부어서 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(100)를 활성화 할 수 있다.
도 13은 도 9의 제1 전극 패턴(320)과 제2 전극 패턴(330)이 활성화 시에 생성되는 전위 차이를 도시하는 그래프이다
도 13을 참조하면, 활성화 용액을 베이스 시트(310)에 뿌려서, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치(300)가 활성화 되면, t1까지 전압이 급격하게 증가한다. 역전기투석 전지부(350)는 상대적으로 높은 전압을 가지고, 신속하게 전류를 공급하므로 t1까지 전압이 2.608V까지 급격하게 증가한다. 이후 t2까지 전압이 빠르게 감소하나 t2 이후 평균 1.059V로 안정적으로 유지된다.
역전지투석 전지부(350)는 상대적으로 높은 전류를 공급할 수 있으나, 지속적으로 전류를 공급하는데 한계가 있다. 그러나, 산화-환원 반응이 전극 패턴에서 활성화 되면, 전류가 안정적이고 지속적으로 공급할 수 있도록 한다. 산화-환원 반응에서 전류를 제공하고, 산화-환원 반응에서 생성된 전자를 다시 역전지투석 전지부(350)로 공급하여 역전지투석 전지부(350)의 사용시간을 증대할 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 약물 전달 방법을 도시하는 순서도이다.
도 14를 참조하면, 산화-환원 반응을 이용한 약물 전달 방법은 약물 시트를 대상체에 부착하는 단계(S10), 베이스 시트에 활성화 용액을 주입하는 단계(S20), 베이스 시트를 약물시트에 부착하는 단계(S30) 및 약물이 대상체로 전달되는 단계(S40)을 포함할 수 있다.
약물 시트를 대상체에 부착하는 단계(S10) 약물을 포함하는 약물 시트(260)을 대상체의 피부(EP)에 부착한다.
베이스 시트에 활성화 용액을 주입하는 단계(S20)는 제2 활성화 용액을 전지부(150)에 주입하여, 전지부(150)를 활성화시킬 수 있다.
베이스 시트를 약물 시트에 부착하는 단계(S30)는 베이스 시트(110)를 약물 시트(260)에 부착하여, 베이스 시트(110)에서 산화-환원 반응이 발생한다. 약물이 산화-환원반응을 활성화시키는 활성화 용액으로 작용할 수 있다. 다른 실시예로, 추가적으로 제1 활성화 용액을 베이스 시트(110)나 약물 시트(260)에 주입할 수 있다.
또 다른 실시예로, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치는 약물 시트 없이 베이스 시트에 약물을 주입하여 피부에 약물을 전달할 수 있다.
상세히, 베이스 시트에 약물을 포함하는 제1 활성화 용액을 주입하여, 제1 전극 패턴과 제3 전극 패턴 사이와 제2 전극 패턴과 제3 전극 패턴 사이에서 산화-환원 반응이 활성화 될 수 있다. 이후, 역전기투석 전지부(150)에 제2 활성화 용액을 주입하면, 역전기투석 전지부(150)에서 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴으로 전류가 전달된다. 이후, 약물이 베이스 시트에서 대상체의 피부로 전달될 수 있다.
역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치는 전술한 바와 같이, 베이스 시트, 베이스 시트의 제1 영역에서 서로 연속되게 연결되는 제1 전극 패턴, 베이스 시트의 제2 영역에서 서로 연속되게 연결되는 제2 전극 패턴, 제1 전극 패턴 및 제2 전극 패턴 중 적어도 하나의 내부에 배치되는 제3 전극 패턴, 및 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴에 연결되는 전지부를 구비할 수 있다.
제1 전극 패턴은 폐 루프(closed loop) 형상인 복수개가 베이스 시트의 제1 영역에 서로 연결되도록 배치되며, 제2 전극 패턴은 폐 루프(closed loop) 형상인 복수개가 베이스 시트의 제2 영역에 서로 연결되도록 배치된다.
제3 전극 패턴은 복수개가 제1 전극 패턴이나 제2 전극 패턴의 폐 루프의 내부에 이격 배치될 수 있다. 또한, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치는 제1 활성화 용액으로 제1 영역과 제2 영역에 배치된 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화될 수 있다.
베이스 시트에 제1 활성화 용액을 주입하는 단계(S20)는 제1 활성화 용액을 베이스 시트가 흡수하도록 주입하거나, 약물 시트를 베이스 시트에 부착하여 약물 시트에 포함된 제1 활성화 용액이 베이스 시트로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법은 전지부에서 공급되는 전류와, 산화-환원 반응으로 생성된 전위차에 의해서, 대상체의 피부(EP)에 전기 자극을 생성하고, 대상체의 피부(EP)로 약물을 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법은 전지부에서 상대적으로 높은 레벨의 전류를 공급받고, 전극 패턴의 산화-환원 반응에 의해서 상대적으로 낮은 레벨의 전류를 공급받을 수 있다. 다양한 레벨의 전류를 공급받으므로, 대상체에 다양한 강도의 전기 자극을 제공하고, 대상체의 피부로 다양한 종류의 약물을 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법은 전극 패턴의 배치에 의해서 지속적으로 전위 차이가 발생하므로, 장시간 동안 대상체에 약물을 전달하거나 전기 자극을 줄 수 있다. 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴은 각각 연속적으로 배치되고, 제3 전극 패턴은 제1 전극 패턴이나 제2 전극 패턴의 내부에 배치되므로, 제1 전극 패턴과 제3 전극 패턴 사이 또는 제2 전극 패턴과 제3 전극 패턴 사이에서 산화-환원 반응이 생성되더라도 다시 전위 차이를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법은 안전하게 활성화 될 수 있다. 베이스 시트가 건조 상태에서는 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화 되지 않으나, 제1 활성화 용액이 베이스 시트에 주입되면 산화-환원 반응이 활성화 되어 전위 차를 생성한다. 또한, 역전기투석 전지부가 건조 상태에서는 활성화되지 않으나, 제2 활성화 용액이 챔버에 주입되면, 전류가 생성된다. 따라서, 사용자는 활성화 용액을 주입하여 안전하고 신속하게 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치
110: 베이스 시트
120: 제1 전극 패턴
130: 제2 전극 패턴
140: 제3 전극 패턴
150: 전지부
110: 베이스 시트
120: 제1 전극 패턴
130: 제2 전극 패턴
140: 제3 전극 패턴
150: 전지부
Claims (19)
- 베이스 시트;
상기 베이스 시트의 일 영역에 배치되는 제1 전극 패턴;
상기 베이스 시트의 타 영역에 배치되는 제2 전극 패턴;
상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴 중 적어도 하나의 패턴 내부에 배치되는 제3 전극 패턴; 및
일단이 상기 제1 전극 패턴과 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 제2 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 전지부;를 포함하는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치로서,
상기 제1 전극 패턴은 폐 루프(closed loop) 형상인 복수개가 상기 베이스 시트의 상기 일 영역에 서로 연결되게 배치되고,
상기 제2 전극 패턴은 폐 루프(closed loop) 형상인 복수개가 상기 베이스 시트의 상기 타 영역에 서로 연결되게 배치되며,
상기 제3 전극 패턴은 복수개가 상기 제1 전극 패턴 또는 상기 제2 전극 패턴의 폐 루프의 내부에 이격 배치되는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 전지부가 활성화 되어 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴으로 전류가 전달되며,
상기 제1 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화 되거나, 상기 제2 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화 되는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 베이스 시트가 건조상태에서 산화-환원 반응이 활성화 되지 않으며, 상기 베이스 시트에 제1 활성화 용액이 주입되면, 상기 산화-환원 반응이 활성화 되는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 제1 활성화 용액은 약물을 포함하며, 상기 산화-환원 반응이 활성화 되면, 상기 약물이 대상체로 전달되는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 전지부는 역전기투석(Reversed ElectroDialysis: RED) 전지이며,
상기 전지부에 제2 활성화 용액이 주입되면 상기 전지부가 활성화 되는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 전극 패턴은 상기 베이스 시트의 일면에 배치되며,
상기 제2 전극 패턴은 상기 베이스 시트의 일면 또는 타면에 배치되는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제7 항에 있어서,
상기 제3 전극 패턴은
상기 베이스 시트에서 상기 제1 전극 패턴 또는 상기 제2 전극 패턴과 같은 면에 배치되거나, 다른 면에 배치되는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 전극 패턴, 상기 제2 전극 패턴 및 상기 제3 전극 패턴 중 적어도 하나는 상기 베이스 시트의 내부에 배치되는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴은 같은 형상을 가지는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제3 전극 패턴은
상기 제1 전극 패턴의 내부에 배치되는 제3a 전극 패턴; 및
상기 제3a 전극 패턴과 다른 극성을 가지며, 상기 제2 전극 패턴의 내부에 배치되는 제3b 전극 패턴;을 구비하는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴은 다각 형상이나 원 형상을 가지는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제12 항에 있어서,
상기 제3 전극 패턴은 복수개의 전극단이 방사형으로 배치되는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제1 항에 있어서,
내부에 약물을 포함하며, 상기 베이스 시트의 일면에 부착되어 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴을 활성화 시키는 약물 시트;를 더 포함하는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 베이스 시트를 보관하는 제1 저장 공간;
상기 베이스 시트에 주입되는 약물을 저장하는 제2 저장 공간; 및
상기 제1 저장 공간과 상기 제2 저장 공간을 선택적으로 연결하는 밸브;를 구비하는 파우치;를 더 포함하는, 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치. - 약물 시트를 대상체에 부착하는 단계;
역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치에 제2 활성화 용액을 주입하여 전지부를 활성화하는 단계;
상기 전지부가 부착된 베이스 시트를 약물 시트에 부착하는 단계;를 포함하며,
상기 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치는 상기 베이스 시트의 일 영역에 배치되는 제1 전극 패턴;
상기 베이스 시트의 타 영역에 배치되는 제2 전극 패턴;
상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴 중 적어도 하나의 패턴 내부에 배치되는 제3 전극 패턴; 및
역전기투석 전지부를 구비하고,
상기 역전기투석 전지부는 상기 베이스 시트에 배치되되, 일단이 상기 제1 전극 패턴과 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 제2 전극 패턴과 전기적으로 연결되는, 역전기 투석과 산화-환원 반응을 이용한 약물 전달 방법으로서,
상기 제1 전극 패턴은 폐 루프(closed loop) 형상인 복수개가 상기 베이스 시트의 상기 일 영역에 서로 연결되게 배치되고,
상기 제2 전극 패턴은 폐 루프(closed loop) 형상인 복수개가 상기 베이스 시트의 상기 타 영역에 서로 연결되게 배치되며,
상기 제3 전극 패턴은 복수개가 상기 제1 전극 패턴 또는 상기 제2 전극 패턴의 폐 루프의 내부에 이격 배치되는, 역전기 투석과 산화-환원 반응을 이용한 약물 전달 방법. - 제16 항에 있어서,
상기 약물 시트에 베이스 시트가 부착되면, 상기 제1 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화 되거나, 상기 제2 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴에서 산화-환원 반응이 활성화 되며,
상기 제2 활성화 용액이 상기 전지부에 주입되면, 상기 역전기투석 전지부가 활성화 되어 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴으로 전류가 전달되는, 역전기 투석과 산화-환원 반응을 이용한 약물 전달 방법. - 제17 항에 있어서,
상기 약물 시트는 제1 활성화 용액을 포함하며, 상기 제1 활성화 용액이 상기 베이스 시트에 흡수되어 상기 산화-환원 반응이 활성화 되면, 상기 약물이 대상체로 전달되는, 역전기 투석과 산화-환원 반응을 이용한 약물 전달 방법. - 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2020/014735 WO2021085979A1 (ko) | 2019-03-11 | 2020-10-27 | 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190027640 | 2019-03-11 | ||
| KR20190027640 | 2019-03-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200108765A KR20200108765A (ko) | 2020-09-21 |
| KR102347311B1 true KR102347311B1 (ko) | 2022-01-06 |
Family
ID=72707937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190136900A Active KR102347311B1 (ko) | 2019-03-11 | 2019-10-30 | 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102347311B1 (ko) |
| WO (1) | WO2021085979A1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102731309B1 (ko) * | 2023-10-31 | 2024-11-19 | 오더마 주식회사 | 배터리 인쇄기술을 적용시킨 미세 전류가 발생되는 마스크 팩 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102357602B1 (ko) * | 2020-10-13 | 2022-02-07 | (주) 레지에나 | 시트 마스크 장치 |
| CN113577554B (zh) * | 2021-07-05 | 2022-03-25 | 溥畅(杭州)智能科技有限公司 | 一种分离式纤维基原电池及其制备方法 |
| KR102715110B1 (ko) * | 2021-07-22 | 2024-10-11 | (주) 레지에나 | 시트 마스크 장치 |
| US11502322B1 (en) | 2022-05-09 | 2022-11-15 | Rahul S Nana | Reverse electrodialysis cell with heat pump |
| US11502323B1 (en) | 2022-05-09 | 2022-11-15 | Rahul S Nana | Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof |
| US12040517B2 (en) | 2022-11-15 | 2024-07-16 | Rahul S. Nana | Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell and methods of use thereof |
| US11855324B1 (en) | 2022-11-15 | 2023-12-26 | Rahul S. Nana | Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump |
| WO2024107873A1 (en) | 2022-11-15 | 2024-05-23 | Nana Rahul S | Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell and methods of use thereof |
| FR3149789A1 (fr) * | 2023-06-16 | 2024-12-20 | Feeligreen | Dispositif de traitement de la peau |
| FR3149795A1 (fr) * | 2023-06-16 | 2024-12-20 | Feeligreen | Dispositif de traitement de la peau |
| FR3149787A1 (fr) * | 2023-06-16 | 2024-12-20 | Feeligreen | Dispositif de traitement de la peau |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200455171Y1 (ko) * | 2008-10-02 | 2011-08-23 | 이생테크노팩 주식회사 | 마스크 팩용 포장대 |
| CA2968868C (en) * | 2014-12-17 | 2023-12-12 | Morton M. Mower | Method and apparatus for improved wound healing |
| WO2017119520A1 (ko) * | 2016-01-05 | 2017-07-13 | 바이오센서연구소 주식회사 | 역전기 투석을 이용한 마스크팩 및 그를 포함하는 키트 |
| WO2019088545A1 (ko) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 주식회사 엑소코바이오 | 엑소좀 키트 및 이를 이용한 엑소좀의 경피 투과 증진 방법 |
| KR20190104881A (ko) * | 2018-03-02 | 2019-09-11 | 주식회사 엑소코바이오 | 피부에 대한 레이저 빔 조사와 줄기세포 유래의 엑소좀 처리를 병용한 피부 미용방법 |
-
2019
- 2019-10-30 KR KR1020190136900A patent/KR102347311B1/ko active Active
-
2020
- 2020-10-27 WO PCT/KR2020/014735 patent/WO2021085979A1/ko active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102731309B1 (ko) * | 2023-10-31 | 2024-11-19 | 오더마 주식회사 | 배터리 인쇄기술을 적용시킨 미세 전류가 발생되는 마스크 팩 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200108765A (ko) | 2020-09-21 |
| WO2021085979A1 (ko) | 2021-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102347311B1 (ko) | 역전기투석과 산화-환원 반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법 | |
| CN108601935B (zh) | 安装在面膜上的装置以及包括该装置的面膜和成套工具 | |
| AU2002258186B2 (en) | Iontophoresis device | |
| CN100577235C (zh) | 离子电渗疗装置 | |
| US20030149393A1 (en) | Iontophoretic fluid delivery device | |
| JPWO2007023907A1 (ja) | 冷凍型イオントフォレーシス用電極構造体 | |
| WO2007038555A1 (en) | Iontophoretic device and method of delivery of active agents to biological interface | |
| US11684762B2 (en) | Energy self-sufficient real time bio-signal monitoring and nutrient delivery system based on salinity gradient power generation | |
| US20090299264A1 (en) | Electrode Assembly for Dry Type Iontophoresis | |
| US20100106075A1 (en) | Method for iontophoretic fluid delivery | |
| CA2587657A1 (en) | Iontophoresis device | |
| KR102347312B1 (ko) | 산화-환원반응을 이용한 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법 | |
| CA2589532A1 (en) | Iontophoresis device | |
| JP2007195607A (ja) | 薬物投与方法および薬物投与装置 | |
| JP4902543B2 (ja) | 形状記憶セパレータを有するイオントフォレーシス用電極構造体およびそれを用いたイオントフォレーシス装置 | |
| JP4833015B2 (ja) | 液晶スイッチングセパレータを有するイオントフォレーシス用電極構造体およびそれを用いたイオントフォレーシス装置 | |
| JP2007244700A (ja) | イオントフォレーシス装置 | |
| EP1944058A1 (en) | Iontophoresis apparatus sticking to mucosa | |
| JP2008086538A (ja) | イオントフォレーシス装置、イオン交換膜積層体及び両極性イオン交換膜 | |
| HK1110816B (en) | Ion-tophoretic apparatus | |
| WO2007119593A1 (ja) | イオントフォレーシス装置 | |
| HK1119610A (en) | Iontophoresis apparatus sticking to mucosa | |
| JP2007202759A (ja) | 浸透圧の作用を軽減したイオントフォレーシス用電極構造体 | |
| JP2007089821A (ja) | イオントフォレーシス装置 | |
| JP2007054288A (ja) | イオントフォレーシス用組成物および電極構造体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20191030 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20210315 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20211123 |
|
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20211231 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20220103 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |