WO2018004182A1 - Biosensing device and drug delivery device - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a biosensing device and a drug delivery device.
- the present invention provides a highly reliable bio-sensing device.
- the present invention provides a highly sensitive bio-sensing device.
- the present invention provides a bio-sensing device that can manage the homeostasis of blood sugar.
- the present invention provides a biosensing device capable of accurately measuring the concentration of glucose in the human body in a non-invasive manner.
- the present invention provides a drug delivery device that can inject drugs into the human body.
- the present invention provides a drug delivery device that can control the type of drugs to be injected into the human body.
- the present invention provides a drug delivery device having elasticity.
- the present invention provides a drug delivery device that can inject glucose control drugs into the human body.
- the biosensing device includes a support layer and a biosensor disposed on the support layer.
- the biosensor may include a vertically aligned carbon nanotube and an electrode layer disposed on a surface of the vertically aligned carbon nanotube.
- the vertically aligned carbon nanotubes may have metal nanoparticles on the surface thereof.
- the metal nanoparticles may be gold nanoparticles.
- the biosensor may include a glucose sensor, and the electrode layer of the glucose sensor may include a hydrogen peroxide decomposition layer and a glucose decomposition layer disposed on the hydrogen peroxide decomposition layer.
- the biosensor may include a pH sensor, and the electrode layer of the pH sensor may be formed of polyaniline.
- the biosensor may include a lactic acid sensor, and the electrode layer of the lactic acid sensor may include a hydrogen peroxide decomposition layer and a lactic acid decomposition layer disposed on the hydrogen peroxide decomposition layer.
- the biosensor may comprise a cortisol sensor, and the electrode layer of the cortisol sensor may comprise an anticortisol antibody.
- the biosensor may include a humidity sensor, and the electrode layer of the humidity sensor may be formed of PEDOT.
- the biosensor may include a reference electrode, and the electrode layer of the reference electrode may include a silver layer and a silver chloride layer disposed on the silver layer.
- the biosensor may further include a graphene layer disposed under the vertically aligned carbon nanotubes and a metal mesh pattern disposed under the graphene layer.
- the metal mesh pattern may be a gold mesh pattern.
- the biosensor may further include a catalyst layer disposed between the vertically aligned carbon nanotubes and the graphene layer, and the catalyst layer may include an aluminum layer and an iron layer disposed on the aluminum layer.
- the biosensor may include a glucose sensor.
- the biosensor is disposed adjacent to the glucose sensor, and may further include one or two or more of a humidity sensor, a pH sensor, a temperature sensor, a lactic acid sensor, and a cortisol sensor.
- the glucose sensor may measure the glucose concentration in the sweat
- the humidity sensor may measure the amount of sweat required to measure the glucose concentration
- the pH sensor may measure the pH of the sweat
- the temperature The sensor can measure the temperature of the sweat.
- the glucose concentration measured by the glucose sensor may be corrected by one or two of the pH of the sweat measured by the pH sensor and the temperature of the sweat measured by the temperature sensor.
- the glucose sensor may measure glucose concentration in sweat
- the lactic acid sensor may measure glucose concentration in sweat
- the cortisol sensor may measure cortisol concentration in sweat.
- the drug delivery device includes a heating unit and a drug delivery unit disposed on the heating unit.
- the heating unit may include a support layer and a heater disposed on the support layer, wherein the support layer includes a first support layer, a second support layer disposed adjacent to the first support layer, and the first support layer and the second support layer. It may include a first support layer connecting pattern having a connecting and curved shape.
- the heater may include a first heater disposed on the first support layer and a second heater disposed on the second support layer.
- the heater may include a first heater connection pattern disposed on the first support layer connection pattern to connect the first heater and the second heater and have a curved shape.
- the drug delivery unit may include a first drug delivery unit disposed on the first heater and including a first glucose control drug, and a second drug delivery unit disposed on the second heater and including a second glucose control drug.
- the first glucose modifying drug may be glucose
- the second glucose modifying drug may be metformin, insulin, or glymepiride.
- the heating unit may further include a lower insulating layer disposed between the support layer and the heater and an upper insulating layer disposed between the heater and the drug delivery unit, wherein the lower insulating layer is disposed on the first support layer.
- the upper insulating layer may include a first upper insulating layer disposed on the first heater, a second upper insulating layer disposed on the second heater, and the first insulating layer.
- a first upper insulating layer connection pattern may be disposed on the lower insulating layer connection to connect the first upper insulating layer and the second upper insulating layer and have a curved shape.
- the support layer may include: a third support layer in which the second support layer is disposed adjacent to the second support layer; a fourth support layer disposed in proximity to the third support layer;
- the pattern may include a third support layer connection pattern connecting the third support layer and the fourth support layer and having a curved shape.
- the heater may include a third heater disposed on the third support layer, a fourth heater disposed on the fourth support layer, and disposed on the second support layer connection pattern to connect and bend the second heater and the third heater. And a third heater connection pattern having a second heater connection pattern, and a third heater connection pattern disposed on the third support layer connection pattern to connect the third heater and the fourth heater and having a curved shape.
- the heating unit may include a first heating unit, a second heating unit, a third heating unit, and a fourth heating unit disposed adjacent to each other, and the drug delivery unit is disposed on the first heating unit and controls the first glucose.
- a first drug delivery portion comprising a drug, a second drug delivery portion disposed on the second heating portion and comprising a second glucose control drug, a third drug disposed on the third heating portion and comprising a third glucose controlling drug
- a fourth drug delivery unit disposed on the fourth heating unit and including a fourth glucose controlling drug.
- the first glucose controlling drug may be glucose
- the second glucose controlling drug may be metformin
- the third glucose controlling drug may be insulin
- the fourth glucose controlling drug may be glymepiride.
- the drug delivery unit may include a microneedle, a microneedle binding layer that couples to the microneedle to support the microneedle, a phase change layer coated on the surface of the microneedle, and a glucose control drug disposed in the microneedle. have.
- the drug delivery unit may include two or more types of glucose regulating drugs.
- the glucose regulating drug may include a drug for increasing glucose concentration and a drug for decreasing glucose concentration.
- the biosensing device according to embodiments of the present invention may have excellent reliability.
- the bio-sensing device can accurately diagnose disease or measure biological signals.
- Biosensing device is excellent in sensitivity.
- the bio-sensing device can accurately measure low concentrations of glucose as well as high concentrations of glucose in sweat.
- the biosensing device can accurately measure low concentrations of cortisol in sweat.
- the biosensing device may manage homeostasis of blood glucose.
- the bio-sensing device may maintain a constant blood sugar in response to both a high blood sugar state and a low blood sugar state.
- the biosensing device may more effectively manage blood sugar homeostasis in consideration of changes in blood sugar caused by stress or exercise.
- Biosensing device can accurately measure the glucose concentration of the human body in a non-invasive manner.
- the bio-sensing device may check whether sweat collected for glucose sensing is collected by a humidity sensor.
- the biosensing device can measure the glucose concentration more accurately by measuring the glucose concentration measured by the glucose sensor by the pH sensor and / or the temperature sensor.
- Drug delivery device can inject drugs into the human body.
- the drug delivery device may adjust the type of drug injected into the human body. Therefore, the drug optimized for the user's condition can be injected into the human body.
- the drug delivery device may inject glucose control drugs into the human body.
- the drug delivery device may adjust the type of glucose regulating drug introduced into the human body according to the glucose concentration in the human body of the user.
- the drug delivery device makes it possible to maintain homeostasis of blood glucose.
- the drug delivery device according to the embodiments of the present invention may have elasticity and may be stably attached to a human body.
- FIG. 1 is a plan view of a bio-sensing device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a partial perspective view of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is an exploded perspective view of the glucose sensor of FIG. 2.
- FIG. 4 is a partial perspective view of a pH sensor according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a partial perspective view of the lactic acid sensor according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a partial perspective view of a cortisol sensor in accordance with one embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a partial perspective view of a humidity sensor according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a partial perspective view of a reference electrode according to an embodiment of the present invention.
- FIGS. 9 to 15 are perspective views illustrating a method of forming a biosensing device according to embodiments of the present invention.
- FIG. 16 is a perspective view of a drug delivery device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 17 is an exploded perspective view of the drug delivery device of FIG. 16.
- FIG. 18 is an enlarged partial view of a drug delivery unit according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 19 is a view illustrating elasticity of a heating unit according to an embodiment of the present invention.
- 20 is a plan view of a drug delivery device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 21 is a partially exploded perspective view of the drug delivery device of FIG. 20.
- 22 to 24 illustrate a method of forming a drug delivery unit according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 25 illustrates a wearable bio system according to an embodiment of the present invention.
- first and second are used herein to describe various elements, the elements should not be limited by such terms. These terms are only used to distinguish the elements from one another. Again, where an element is said to be above another element it means that it can be formed directly on another element or a third element can be interposed therebetween.
- the bio-sensing device and the drug delivery device measure glucose concentration in sweat, and use the same to control the glucose in the human body as an example, but the present disclosure is not limited thereto.
- FIG. 1 is a plan view of a bio-sensing device according to an embodiment of the present invention.
- the biosensor 100 may include a wiring pattern 102, a wiring pad 104, and a support layer 110.
- the biosensor 100 may be electrically connected to an external device through the wiring pattern 102 and the wiring pad 104.
- the wiring pattern 102 and the wiring pad 104 may be formed simultaneously with the metal mesh pattern of the biosensor 100 to be described later.
- the biosensor 100 includes a glucose sensor 100a, a pH sensor 100b, a lactic acid sensor 100c, a cortisol sensor 100d, a humidity sensor 100e, a first reference electrode 100f, and a second reference electrode 100g. ), And a temperature sensor 100h.
- the humidity sensor 100e is disposed in the fifth region E to measure the amount of sweat.
- the humidity sensor 100e sets a threshold amount of sweat (critical humidity) that reliably measures the glucose concentration measurement by the glucose sensor 100a, and monitors the amount of sweat. If the humidity value measured by the humidity sensor 100e is equal to or greater than the threshold humidity value, the glucose sensor 100a, the pH sensor 100b, the lactic acid sensor 100c, the cortisol sensor 100d, and the temperature sensor 100h are Start the measurement.
- the glucose sensor 100a is disposed in the first region A to measure the glucose concentration in the sweat, and the pH sensor 100b is disposed in the second region B to measure the pH in the sweat and the temperature sensor 100h. Is placed in the eighth region (H) to measure the temperature of the sweat.
- the glucose concentration value measured by the glucose sensor 100a may be corrected according to the pH value measured by the pH sensor 100b and the temperature value measured by the temperature sensor 100h.
- the lactic acid sensor 100c is disposed in the third region C to measure lactic acid concentration in the sweat, and the cortisol sensor 100d measures the cortisol concentration in the sweat.
- the first reference electrode 100f is disposed in the sixth region F and used as a reference electrode of the glucose sensor 100a and the pH sensor 100b.
- the second reference electrode 100g is disposed in the seventh region G and used as a reference electrode of the lactic acid sensor 100c and the cortisol sensor 100d.
- the support layer 110 is disposed under the biosensor 100, the wiring pattern 102, and the wiring pad 104 to support the biosensor 100, the wiring pattern 102, and the wiring pad 104.
- the support layer 110 may be formed of a silicone polymer, for example, polydimethylsiloxane (PDMS).
- PDMS polydimethylsiloxane
- the support layer 110 may be a silicon patch.
- FIG. 2 is a partial perspective view of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention
- FIG. 3 is an exploded perspective view of the glucose sensor of FIG. 2.
- the glucose sensor 100a is disposed on the support layer 110 of the first region A.
- An insulating layer 120 may be disposed between the glucose sensor 100a and the support layer 110.
- the insulating layer 120 may be formed of, for example, silicon oxide.
- the glucose sensor 100a may include a metal mesh pattern 130a, a graphene layer 140a, a catalyst layer 150a, a vertically aligned carbon nanotube 160a, metal nanoparticles 165a, and an electrode layer 170a. .
- the metal mesh pattern 130a may be, for example, a gold mesh pattern.
- the graphene layer 140a is disposed on the metal mesh pattern 130a, and the catalyst layer 150a is disposed on the graphene layer 140a.
- the catalyst layer 150a is used as a catalyst for forming the vertically aligned carbon nanotubes 160a and may be formed as a double layer of aluminum (Al) / iron (Fe).
- the vertically aligned carbon nanotubes 160a are disposed on the catalyst layer 150a and have metal nanoparticles 165a on their surfaces.
- the metal nanoparticle 165a may be, for example, gold nanoparticles.
- the electrode layer 170a is disposed on the surface of the vertically aligned carbon nanotubes 160a.
- the electrode layer 170a may include a hydrogen peroxide decomposition layer 171a and a glucose decomposition layer 172a.
- the glucose decomposing layer 172a may include glucose oxidase, a glucose degrading enzyme, and may form hydrogen peroxide by decomposing glucose in sweat.
- the hydrogen peroxide decomposition layer 171a may include Prussian blue, which serves as a catalyst for hydrogen peroxide decomposition, and may decompose hydrogen peroxide formed by decomposition of glucose in the glucose decomposition layer 172a.
- the vertically aligned carbon nanotubes 160a having the metal nanoparticles 165a may trap electrons generated by decomposition of hydrogen peroxide. That is, when glucose is present in the sweat, the glucose decomposition layer 172a decomposes the glucose to generate hydrogen peroxide, and the hydrogen peroxide decomposition layer 171a decomposes the hydrogen peroxide to generate electrons, and vertically aligned carbon nanotubes 160a. ) Captures the generated electrons to generate an electrical signal. Glucose concentration may be measured by the electrical signal.
- the vertically aligned carbon nanotubes 160a having the metal nanoparticles 165a may maximize the electrochemically active surface, thereby accurately measuring the concentration of hydrogen peroxide decomposed by the hydrogen peroxide decomposition layer 171a. Therefore, the reliability of the glucose sensor 100a can be improved.
- the sensitivity of the glucose sensor 100a can be improved to measure not only the glucose concentration in the high blood sugar state but also the glucose concentration in the low blood sugar state.
- a glucose control drug capable of lowering the glucose concentration in the human body may be injected.
- glucose in the human body is measured.
- Glucose-modulating drugs can be added that can raise the concentration. Therefore, it can be managed to maintain the homeostasis of blood sugar.
- a coating layer formed using Nafion® may be disposed on the surface of the glucose decomposition layer 172a.
- the coating layer may filter out foreign substances (including drugs) that may interfere with sensing glucose from sweat.
- the spaces between the vertically aligned carbon nanotubes 160a may be filled with the glucose decomposition layer 172a as shown in the figure.
- FIG. 4 is a partial perspective view of a pH sensor according to an embodiment of the present invention.
- the pH sensor 100b is disposed on the support layer 110 of the second region B.
- An insulating layer 120 may be disposed between the pH sensor 100b and the support layer 110.
- the insulating layer 120 may be formed of, for example, silicon oxide.
- the pH sensor 100b may include a metal mesh pattern 130b, a graphene layer 140b, a catalyst layer 150b, a vertically aligned carbon nanotube 160b, metal nanoparticles 165b, and an electrode layer 170b. .
- the metal mesh pattern 130b may be, for example, a gold mesh pattern.
- the graphene layer 140b is disposed on the metal mesh pattern 130b, and the catalyst layer 150b is disposed on the graphene layer 140b.
- the catalyst layer 150b is used as a catalyst for forming the vertically aligned carbon nanotubes 160b and may be formed as a double layer of aluminum (Al) / iron (Fe).
- the vertically aligned carbon nanotubes 160b are disposed on the catalyst layer 150b and have metal nanoparticles 165b on their surfaces.
- the metal nanoparticle 165b may be, for example, gold nanoparticles.
- the electrode layer 170b is disposed on the surface of the vertically aligned carbon nanotubes 160b.
- the electrode layer 170b may be formed of polyaniline.
- FIG. 5 is a partial perspective view of the lactic acid sensor according to an embodiment of the present invention.
- the lactic acid sensor 100c is disposed on the support layer 110 of the third region C.
- An insulating layer 120 may be disposed between the lactic acid sensor 100c and the support layer 110.
- the insulating layer 120 may be formed of, for example, silicon oxide.
- the lactic acid sensor 100c may include a metal mesh pattern 130c, a graphene layer 140c, a catalyst layer 150c, a vertically aligned carbon nanotube 160c, metal nanoparticles 165c, and an electrode layer 170c. .
- the metal mesh pattern 130c may be, for example, a gold mesh pattern.
- the graphene layer 140c is disposed on the metal mesh pattern 130c, and the catalyst layer 150c is disposed on the graphene layer 140c.
- the catalyst layer 150c is used as a catalyst for forming the vertically aligned carbon nanotubes 160c and may be formed as a double layer of aluminum (Al) / iron (Fe).
- the vertically aligned carbon nanotubes 160c are disposed on the catalyst layer 150c and have metal nanoparticles 165c on their surfaces.
- the metal nanoparticle 165c may be, for example, gold nanoparticles.
- the electrode layer 170c is disposed on the surface of the vertically aligned carbon nanotubes 160c.
- the electrode layer 170c may include a hydrogen peroxide decomposition layer 171c and a lactic acid decomposition layer 172c.
- the lactic acid decomposing layer 172c may include lactate oxidase, which is a lactic acid decomposing enzyme, and may form hydrogen peroxide by decomposing lactic acid in sweat.
- the hydrogen peroxide decomposition layer 171c may include Prussian blue, which serves as a catalyst for hydrogen peroxide decomposition, and may decompose hydrogen peroxide formed by decomposition of lactic acid in the lactic acid decomposition layer 172c.
- the vertically aligned carbon nanotubes 160c having the metal nanoparticles 165c may trap electrons generated by decomposition of hydrogen peroxide. That is, when lactic acid is present in the sweat, the lactic acid decomposition layer 172c decomposes the lactic acid to generate hydrogen peroxide, and the hydrogen peroxide decomposition layer 171c decomposes the hydrogen peroxide to generate electrons, and vertically aligned carbon nanotubes 160c. ) Captures the generated electrons to generate an electrical signal. Lactic acid concentration may be measured by the electrical signal.
- the vertically aligned carbon nanotubes 160c having the metal nanoparticles 165c may maximize the electrochemically active surface, thereby accurately measuring the concentration of hydrogen peroxide decomposed by the hydrogen peroxide decomposition layer 171c. Therefore, the reliability of the lactic acid sensor 100c can be improved.
- Lactic acid is a substance produced by the eccrine sweat glands and secreted through sweat, and is formed as a result of anaerobic respiration of the muscles around the skin. The lactic acid thus formed is discharged through the sweat of the eccrine sweat glands, the stronger the exercise intensity, the deeper its concentration, and in general, the concentration in sweat is known as 5 ⁇ 60mM.
- proper exercise is often recommended along with diet during blood sugar management. However, excessive exercise may increase the cortisol concentration, which may interfere with blood sugar control, so that the lactic acid sensor 100c accurately measures the lactic acid in the sweat so that the excessive exercise may not be reached.
- a coating layer formed using Nafion or the like may be disposed on the surface of the lactic acid decomposition layer 172c.
- the coating layer may filter out foreign substances (including drugs) that may interfere with the detection of lactic acid from sweat.
- the space between the vertically aligned carbon nanotubes (160c) can be filled with the lactic acid decomposition layer (172c), as shown in the figure.
- FIG. 6 is a partial perspective view of a cortisol sensor in accordance with one embodiment of the present invention.
- the cortisol sensor 100d is disposed on the support layer 110 in the fourth region D.
- An insulating layer 120 may be disposed between the cortisol sensor 100d and the support layer 110.
- the insulating layer 120 may be formed of, for example, silicon oxide.
- the cortisol sensor 100d may include a metal mesh pattern 130d, a graphene layer 140d, a catalyst layer 150d, vertically aligned carbon nanotubes 160d, metal nanoparticles 165d, and an electrode layer 170d. .
- the metal mesh pattern 130d may be, for example, a gold mesh pattern.
- the graphene layer 140d is disposed on the metal mesh pattern 130d, and the catalyst layer 150d is disposed on the graphene layer 140d.
- the catalyst layer 150d is used as a catalyst for forming the vertically aligned carbon nanotubes 160d and may be formed of a double layer of aluminum (Al) / iron (Fe).
- the vertically aligned carbon nanotubes 160d are disposed on the catalyst layer 150d and have metal nanoparticles 165d on their surfaces.
- the metal nanoparticle 165d may be, for example, gold nanoparticles.
- the electrode layer 170d is disposed on the surface of the vertically aligned carbon nanotubes 160d.
- the electrode layer 170d is connected to the metal nanoparticles 165d and includes an anticortisol antibody capable of reacting with cortisol.
- the vertically aligned carbon nanotubes 160d having the metal nanoparticles 165d can maximize the electrochemically active surface, thereby accurately measuring the cortisol concentration in the sweat by the anticortisol antibody bound to the electrode layer 170d. Therefore, the reliability of the cortisol sensor 100d can be improved. In addition, the cortisol sensor 100d has improved sensitivity and can measure low concentrations of cortisol. Cortisol is a stress hormone that can weaken the body's immune function and temporarily raise blood sugar levels. Thus, the cortisol concentration measured in the cortisol sensor 100d can be used to maintain and manage blood glucose homeostasis.
- Cortisol concentrations in sweat are associated with cortisol concentrations in the blood, but the concentration is very low, on the order of tens of nM.
- Cortisol sensor (100d) is improved sensitivity can also accurately measure the concentration of cortisol in the sweat.
- FIG. 7 is a partial perspective view of a humidity sensor according to an embodiment of the present invention.
- the humidity sensor 100e is disposed on the support layer 110 of the fifth region E.
- FIG. An insulating layer 120 may be disposed between the humidity sensor 100e and the support layer 110.
- the insulating layer 120 may be formed of, for example, silicon oxide.
- the humidity sensor 100e may include a metal mesh pattern 130e, a graphene layer 140e, a catalyst layer 150e, a vertically aligned carbon nanotube 160e, metal nanoparticles 165e, and an electrode layer 170e.
- the metal mesh pattern 130e may be, for example, a gold mesh pattern.
- the graphene layer 140e is disposed on the metal mesh pattern 130e, and the catalyst layer 150e is disposed on the graphene layer 140e.
- the catalyst layer 150e is used as a catalyst for forming vertically aligned carbon nanotubes 160e and may be formed as a double layer of aluminum (Al) / iron (Fe).
- the vertically aligned carbon nanotubes 160e are disposed on the catalyst layer 150e and have metal nanoparticles 165e on their surfaces.
- the metal nanoparticle 165e may be, for example, gold nanoparticles.
- the electrode layer 170e is disposed on the surface of the vertically aligned carbon nanotubes 160e.
- the electrode layer 170e may be formed of PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)).
- FIG. 8 is a partial perspective view of a reference electrode according to an embodiment of the present invention.
- the first reference electrode 100f is disposed on the support layer 110 in the sixth region F.
- An insulating layer 120 may be disposed between the first reference electrode 100f and the support layer 110.
- the insulating layer 120 may be formed of, for example, silicon oxide.
- the first reference electrode 100f may include a metal mesh pattern 130f, a graphene layer 140f, a catalyst layer 150f, a vertically aligned carbon nanotube 160f, metal nanoparticles 165f, and an electrode layer 170f. Can be.
- the metal mesh pattern 130f may be, for example, a gold mesh pattern.
- the graphene layer 140f is disposed on the metal mesh pattern 130f, and the catalyst layer 150f is disposed on the graphene layer 140f.
- the catalyst layer 150f is used as a catalyst for forming vertically aligned carbon nanotubes 160f and may be formed of a double layer of aluminum (Al) / iron (Fe).
- the vertically aligned carbon nanotubes 160f are disposed on the catalyst layer 150f and have metal nanoparticles 165f on their surfaces.
- the metal nanoparticle 165f may be, for example, gold nanoparticles.
- the electrode layer 170f is disposed on the surface of the vertically aligned carbon nanotubes 160f.
- the electrode layer 170f may include a silver layer 171f and a silver chloride layer 172f.
- the second reference electrode 100g has the same configuration as the first reference electrode 100f except for the position where the second reference electrode 100g is disposed, a description thereof is omitted here.
- FIGS. 9 to 15 are perspective views illustrating a method of forming a biosensing device according to embodiments of the present invention.
- a sacrificial layer 410 is formed on the sacrificial substrate 400.
- the sacrificial substrate 400 may be, for example, a silicon substrate.
- the sacrificial layer 410 may be formed of, for example, Ni.
- the first insulating layer 120 is formed on the sacrificial layer 410.
- the first insulating layer 120 may be formed of silicon oxide by performing a PECVD process.
- a metal mesh pattern 130 is formed on the first insulating layer 120.
- the metal mesh pattern 130 is formed by, for example, sequentially forming a chromium (Cr) layer and a gold (Au) layer on the first insulating layer 120, and then patterning the same using a photolithography process and an etching process. Can be.
- the graphene layer 140 is formed on the metal mesh pattern 130.
- the graphene layer 140 is formed by, for example, forming a graphene layer on the copper layer by using a CVD process and transferring the graphene layer onto the sacrificial substrate 400 on which the metal mesh pattern 130 is formed and then patterned. Can be.
- the catalyst layer 150 is formed on the graphene layer 140.
- the catalyst layer 150 may be formed by, for example, forming an aluminum layer (Al) and an iron (Fe) layer on the graphene layer 150 using a thermal evaporation process, and then patterning a 20 ⁇ m ⁇ 20 ⁇ m square. have.
- the catalyst layer 150 may be formed in a grid of the metal mesh pattern 130.
- a wiring pattern (102 in FIG. 1) and a wiring pad (104 in FIG. 1) may also be formed.
- vertically aligned carbon nanotubes 160 are formed on the catalyst layer 150.
- the vertically aligned carbon nanotubes 160 may be formed by, for example, performing a water-assisted CVD (WACVD) process.
- WACVD water-assisted CVD
- the second insulating layer 125 is formed on the sacrificial substrate 400 on which the vertical alignment carbon nanotubes 160 are formed.
- the second insulating layer 125 may be formed by forming an insulating layer on the sacrificial substrate 400 and then patterning the insulating layer.
- the second insulating layer 125 exposes the graphene layer 140 on which the vertically aligned carbon nanotubes 160 are formed.
- the second insulating layer 125 covers the temperature sensor (100h in FIG. 1) and the wiring pattern (102 in FIG. 1) to expose the wiring pad (104 in FIG. 1).
- the resultant on the sacrificial layer 410 formed up to the second insulating layer 125 is transferred to the support layer 110.
- the resultant may be separated from the sacrificial substrate 400 by performing a wet etching process to remove the sacrificial layer 410 and then transferred onto the support layer 110.
- metal nanoparticles 165 are formed on the surface of the vertically aligned carbon nanotubes 160.
- the metal nanoparticle 165 may be, for example, gold nanoparticles.
- the metal nanoparticles 165 include 0.5 mM H 2 SO 4 solution containing 2 mM HAuCl 4 and mixed 1: 1 with acetonitrile on the graphene layer 140 on which the vertically aligned carbon nanotubes 160 are formed. After the electroplating process using a rapid cyclic voltammetry can be formed electrochemically.
- the metal nanoparticles 165 may be formed on the surface of the graphene layer 140 as well as the surface of the vertically aligned carbon nanotubes 160.
- an electrode layer 170a including a hydrogen peroxide decomposition layer 171a and a glucose decomposition layer 172a is formed on the surface of the vertically aligned carbon nanotube 160a of the first region A.
- FIG. . As a result, the glucose sensor 100a is formed.
- the hydrogen peroxide decomposition layer 171a is a 0.01M HCl solution containing 0.1M KCl, 5mM K 3 [Fe (CN) 6 ], and 5mM FeCl 3 in the first region A in which the vertically aligned carbon nanotubes 160a are formed. It can be formed into a Prussian blue by performing an electroplating process.
- the glucose decomposition layer 172a is a hydrogen peroxide decomposition layer 171a, which is a mixture of 0.1 M KCl and 0.1 g / mL glucose oxidase, and 4 ⁇ l of a mixed solution of 4% glutaraldehyde in a ratio of 3: 2. By drop casting).
- 2 ⁇ l of Nafion solution may be drop cast onto the glucose decomposition layer 172a to further form a coating layer.
- the second electrode layer 170b is formed on the surface of the vertically aligned carbon nanotubes 160b of the second region B. Referring to FIGS. As a result, the pH sensor 100b is formed.
- the second electrode layer 170b is formed of polyaniline by providing a mixed solution of 0.1M aniline and 1H HCl in the second region B on which the vertically aligned carbon nanotubes 160b are formed, and then performing an electroplating process. Can be.
- an electrode layer 170c including a hydrogen peroxide decomposition layer 171c and a lactic acid decomposition layer 172c is formed on the surface of the vertically aligned carbon nanotube 160c of the third region C. .
- the lactic acid sensor 100c is formed.
- Hydrogen peroxide decomposition layer 171c is 0.01M HCl solution containing 0.1M KCl, 5mM K 3 [Fe (CN) 6 ], and 5mM FeCl 3 in the third region (C) where the vertically aligned carbon nanotubes (160a) is formed It can be formed into a Prussian blue by performing an electroplating process.
- the lactic acid decomposition layer 172c is a hydrogen peroxide decomposition layer (2 ⁇ l of a mixed solution of 0.1 M KCl and 0.1 g / mL lactate oxidase and 4% glutaraldehyde solution in a ratio of 3: 2). By drop casting to 171c).
- 2 ⁇ l of Nafion solution may be drop cast onto the lactic acid decomposition layer 172c to form a coating layer.
- the electrode layer 170d is formed on the surface of the vertically aligned carbon nanotubes 160d of the fourth region D. Referring to FIGS. As a result, the cortisol sensor 100d is formed.
- a self-assembled layer is formed on the vertically aligned carbon nanotubes 160d.
- NaBH 4 aqueous solution is mixed with acetone solution in which dithiobis (succinimidyl propionate) is dissolved and then supplied to vertically aligned carbon nanotubes (160d)
- DSP is reduced to react with metal nanoparticles (165d) to form the self-assembled layer.
- Providing the anti-cortisol antibody binds the anti-cortisol antibody to the metal nanoparticle 165d by binding the amino group of the anti-cortisol antibody to the activated succinimidyl group on the DSP surface bound to the metal nanoparticle 165d.
- the electrode layer 170d may be formed.
- a second electrode layer 170e is formed on the surface of the vertically aligned carbon nanotubes 160e of the fifth region E. Referring to FIGS. As a result, the humidity sensor 100e is formed.
- the second electrode layer 170e provides an acetonitrile solution containing 0.01M 3,4-ethylenedioxythiophene and 0.1M LiClO 4 in the fifth region E in which the vertically aligned carbon nanotubes 160e are formed. It can then be formed into PEDOT by performing an electroplating process.
- the second electrode layer 170f including the silver layer 171f and the silver chloride layer 172f is formed on the surface of the vertically aligned carbon nanotube 160f of the sixth region F. Referring to FIGS. As a result, the first reference electrode 100f is formed.
- the silver layer may be formed by performing an electroplating process by providing an aqueous solution of 5 mM AgNO 3 and 1 M KNO 3 in the sixth region (F).
- the silver chloride layer may be formed by providing an aqueous solution of 0.1M KCl and 0.01M HCl in a region where the silver layer is formed and chlorinating the upper portion of the silver layer by performing an electroplating process.
- the second electrode layer 170f may be formed by drop casting an Ag / AgCl ink solution in the sixth region F. Referring to FIG.
- the forming method of the second reference electrode (170g of FIG. 1) is the same as that of the first reference electrode 170f except for the position where the second reference electrode (170g) is formed, description thereof will be omitted.
- FIG. 16 is a perspective view of a drug delivery device according to an embodiment of the present invention
- FIG. 17 is an exploded perspective view of the drug delivery device of FIG. 16
- FIG. 18 is a partially enlarged view of the drug delivery unit according to an embodiment of the present invention. Indicates.
- the drug delivery device 20 may include a heating part 200 and a drug delivery part 250.
- the heating unit 200 may separate the support layer 210, the lower insulating layer 220, the heater 230, and the upper insulating layer 240.
- the support layer 210 may include two or more support layers.
- the support layer 210 may include a first support layer 211, a second support layer 212, a third support layer 213, and a fourth support layer 214.
- the first support layer 211 and the second support layer 212 may be connected to each other by the first support layer connection pattern 215, and the second support layer 212 and the third support layer 213 may be connected to the second support layer connection pattern 216.
- the third support layer 213 and the fourth support layer 214 may be connected to each other by the third support layer connection pattern 217.
- the first support layer connection pattern 215, the second support layer connection pattern 216, and the third support layer connection pattern 217 may have a curved shape, whereby the support layer 210 may have elasticity.
- the support layer 210 may be formed of a silicone polymer, for example, PDMS.
- the lower insulating layer 220 may be disposed on the support layer 210 and may include two or more lower insulating layers.
- the lower insulating layer 220 may include a first lower insulating layer 221, a second lower insulating layer 222, a third lower insulating layer 223, and a fourth lower insulating layer 224.
- the first lower insulating layer 221 may be disposed on the first support layer 211
- the second lower insulating layer 222 may be disposed on the second support layer 212
- the third lower insulating layer 223 may be disposed on the first support layer 211.
- May be disposed on the third support layer 213, and the fourth lower insulating layer 224 may be disposed on the fourth support layer 214.
- the first to fourth lower insulating layers 221, 222, 223, and 224 may be separated from each other, but are not limited thereto, and may be connected to each other in the same shape as the support layer 210.
- the lower insulating layer 220 may be formed of, for example, polyimide.
- the heater 230 may be disposed on the lower insulating layer 220 and may include two or more heaters.
- the heater 230 may include a first heater 231, a second heater 232, a third heater 233, and a fourth heater 234.
- the first heater 231 may be disposed on the first lower insulating layer 221
- the second heater 232 may be disposed on the second lower insulating layer 222
- the third heater 233 may be disposed on the first lower insulating layer 221.
- 3 may be disposed on the lower insulating layer 223
- the fourth heater 224 may be disposed on the fourth lower insulating layer 224.
- the heater 230 may be formed of, for example, copper.
- the upper insulating layer 240 may be disposed on the lower insulating layer 220 to cover the heater 230, and may include two or more upper insulating layers.
- the upper insulating layer 240 may include a first upper insulating layer 241, a second upper insulating layer 242, a third upper insulating layer 243, and a fourth upper insulating layer 244. Can be.
- the first upper insulating layer 241 may be disposed on the first lower insulating layer 221 to cover the first heater 231, and the second upper insulating layer 242 may cover the second heater 232.
- the third upper insulating layer 243 may be disposed on the second lower insulating layer 222, and the third upper insulating layer 243 may be disposed on the third lower insulating layer 233 to cover the third heater 233.
- the layer 244 may be disposed over the fourth lower insulating layer 224 to cover the fourth heater 234.
- the first to fourth upper insulating layers 241, 242, 243, and 244 may be separated from each other but are not limited thereto, and may be connected to each other in the same shape as the support layer 210.
- the upper insulating layer 240 may be formed of, for example, epoxy.
- the drug delivery unit 250 may include a microneedle bonding layer 251, a microneedle 252, and a micromodulation drug 254.
- the microneedle bonding layer 251 may be combined with the microneedle 252 to support the microneedle 252.
- the microneedle 252 may be arranged in two dimensions on the microneedle bonding layer 251.
- the microneedle bonding layer 251 and the microneedle 252 may be integrally formed using the same material, and the microneedle bonding layer 251 may stably support the microneedle 252.
- the microneedle bonding layer 251 and the microneedle 252 may be formed of, for example, polyvinyl pyrrolidone.
- the surface of the microneedle 252 may be coated with a phase change layer 253.
- the phase change layer 253 may be formed of a material, for example, tridecanoic acid, in which phase change may occur at a predetermined temperature or more. In the phase change layer 253, when the temperature rises above a predetermined temperature, a phase change occurs in a liquid state, and the glucose regulating drug 254 inside the microneedles 252 may be released to the outside.
- Glucose modulating drug 341 may include a drug capable of increasing glucose concentration in the human body, for example, glucose, and a drug capable of lowering glucose concentration in the human body, such as metformin. Insulin, or glymepiride may be included.
- the drug delivery unit 250 may include two or more drug delivery units.
- the drug delivery unit 250 may include a first drug delivery unit 250a, a second drug delivery unit 250b, a third drug delivery unit 250c, and a fourth drug delivery unit 250d.
- the first drug delivery unit 250a may include a first glucose control drug 254a stored in the first microneedle 252a, and the first glucose control drug 254a may be, for example, glucose.
- the second drug delivery unit 250b may include a second glucose control drug 254b stored in the second microneedle 252b, and the second glucose control drug 254b may be, for example, metformin. .
- the third drug delivery unit 250c may include a third glucose control drug 254c stored in the third microneedle 252c, and the third glucose control drug 254c may be, for example, insulin.
- the fourth drug delivery unit 250d may include a fourth glucose control drug 254d stored in the fourth microneedle 252d, and the fourth glucose control drug 254d may be, for example, glymepiride. . That is, the first drug delivery unit 250a, the second drug delivery unit 250b, the third drug delivery unit 250c, and the fourth drug delivery unit 250d may include different glucose control drugs.
- the first drug delivery unit 250a may be disposed on the first heater 231, the second drug delivery unit 250b may be disposed on the second heater 232, and the third drug delivery unit 250c may be disposed on the first heater 231. May be disposed on the third heater 233, and the fourth drug delivery unit 250d may be disposed on the fourth heater 234.
- the first drug delivery unit 250a, the second drug delivery unit 250b, the third drug delivery unit 250c, and the fourth drug delivery unit 250d may be disposed on different heaters to form glucose-controlling drugs. Release can be controlled. Therefore, when the measured glucose concentration in the human body is low, the first heater 231 may heat the first drug delivery unit 250a to release the first glucose control drug 254a.
- any one of the second to fourth drug delivery units 250b, 250c, and 250d disposed by one of the second to fourth heaters 232, 233, and 234 may be heated.
- the glucose concentration in a human body can go down to normal.
- the drug delivery unit 250 may control the glucose concentration in the human body not only for the hyperglycemic state but also for the hypoglycemic state by including the drug capable of lowering the glucose concentration as well as the drug capable of raising the glucose concentration. Thereby, the blood sugar homeostasis in the human body can be maintained and managed.
- FIG. 19 is a view illustrating elasticity of a heating unit according to an embodiment of the present invention.
- the support layer 210 may include a first support layer 211, a second support layer 212, a third support layer 213, and a fourth support layer 214, and the heater 230 may be The first heater 231, the second heater 232, the third heater 233, and the fourth heater 234 may be included.
- the first heater 231 may be disposed on the first support layer 211
- the second heater 232 may be disposed on the second support layer 212
- the third heater 233 may be disposed on the third support layer 213.
- the fourth heater 234 may be disposed on the fourth support layer 214.
- the first support layer 211 and the second support layer 212 may be connected to each other by the first support layer connection pattern 215, and the second support layer 212 and the third support layer 213 may be connected to the second support layer connection pattern 216.
- the third support layer 213 and the fourth support layer 214 may be connected to each other by the third support layer connection pattern 217.
- the first support layer connection pattern 215, the second support layer connection pattern 216, and the third support layer connection pattern 217 may have a curved shape, whereby the support layer 210 may have elasticity.
- each of the first to fourth support layers 211, 212, 213, and 214 may be stably deformed in response to the stretched skin by the first to third support layer connection patterns 215, 216, 217.
- FIG. 20 is a plan view of a drug delivery device according to another embodiment of the present invention
- Figure 21 is a partially exploded perspective view of the drug delivery device of FIG.
- the drug delivery device 20 may include a heating part 200 and a drug delivery part 250.
- the heating unit 200 may include two or more heating units, for example, the first heating unit 200a, the second heating unit 200b, the third heating unit 200c, and the fourth heating unit 200d. have.
- the first heating unit 200a may include a support layer 210a, a lower insulating layer 220a, a heater 230a, and an upper insulating layer 240a.
- the support layer 210a may include two or more support layers.
- the support layer 210a may include a first support layer 211a, a second support layer 212a, a third support layer 213a, and a fourth support layer 214a.
- the first support layer 211a and the second support layer 212a may be connected to each other by the first support layer connection pattern 215a, and the second support layer 212a and the third support layer 213a may be connected to the second support layer connection pattern 216a.
- the third support layer 213a and the fourth support layer 214a may be connected to each other by the third support layer connection pattern 217a.
- the first support layer connection pattern 215a, the second support layer connection pattern 216a, and the third support layer connection pattern 217a may have a curved shape, whereby the support layer 210a may have elasticity.
- the support layer 210a may be formed of a silicone polymer, for example, PDMS.
- the lower insulating layer 220a may be disposed on the support layer 210a and may include two or more lower insulating layers.
- the lower insulating layer 220a may include a first lower insulating layer 221a, a second lower insulating layer 222a, a third lower insulating layer 223a, and a fourth lower insulating layer 224a.
- the first lower insulating layer 221a may be disposed on the first support layer 211a
- the second lower insulating layer 222a may be disposed on the second support layer 212
- the third lower insulating layer 223a May be disposed on the third support layer 213a
- the fourth lower insulating layer 224a may be disposed on the fourth support layer 214a.
- the first lower insulating layer 221a and the second lower insulating layer 222a may be connected to each other by the first lower insulating layer connection pattern 225a, and the second lower insulating layer 222a and the third lower insulating layer (
- the 223a may be connected to each other by the second lower insulating layer connection pattern 226a, and the third lower insulating layer 223a and the fourth lower insulating layer 224a may be connected by the third lower insulating layer connection pattern 227a.
- the first lower insulating layer connection pattern 225a, the second lower insulating layer connection pattern 226a, and the third lower insulating layer connection pattern 227a may have a curved shape, whereby the lower insulating layer 220a ) May have elasticity.
- the lower insulating layer 220 may be formed of, for example, polyimide.
- the heater 230a may be disposed on the lower insulating layer 220a and may include two or more heaters.
- the heater 230a may include a first heater 231a, a second heater 232a, a third heater 233a, and a fourth heater 234a.
- the first heater 231a may be disposed on the first lower insulating layer 221a
- the second heater 232a may be disposed on the second lower insulating layer 222a
- the third heater 233a may be disposed on the first lower insulating layer 221a.
- 3 may be disposed on the lower insulating layer 223a
- the fourth heater 224a may be disposed on the fourth lower insulating layer 224a.
- the first heater 231a and the second heater 232a may be connected to each other by the first heater connection pattern 215a, and the second heater 232a and the third heater 233a may be connected to the second heater connection pattern 236a.
- the third heater 233a and the fourth heater 234a may be connected to each other by the third heater connection pattern 237a.
- the first heater connection pattern 235a, the second heater connection pattern 236a, and the third heater connection pattern 237a may have a curved shape, whereby the heater 230a may have elasticity.
- the heater 230 may be formed of, for example, copper.
- the upper insulating layer 240a may be disposed on the lower insulating layer 220a to cover the heater 230a, and may include two or more upper insulating layers.
- the upper insulating layer 240a may include a first upper insulating layer 241a, a second upper insulating layer 242a, a third upper insulating layer 243a, and a fourth upper insulating layer 244a.
- the first upper insulating layer 241a may be disposed on the first lower insulating layer 221a to cover the first heater 231a
- the second upper insulating layer 242a may cover the second heater 232a.
- the third upper insulating layer 243a may be disposed on the second lower insulating layer 222a, and the third upper insulating layer 243a may be disposed on the third lower insulating layer 233a to cover the third heater 233a.
- the layer 244a may be disposed on the fourth lower insulating layer 224a to cover the fourth heater 234a.
- the first upper insulating layer 241a and the second upper insulating layer 242a may be connected to each other by the first upper insulating layer connection pattern 245a, and the second upper insulating layer 242a and the third upper insulating layer ( 243a may be connected to each other by the second upper insulating layer connection pattern 246a, and the third upper insulating layer 243a and the fourth upper insulating layer 244a may be connected by the third upper insulating layer connection pattern 247a. Can be connected to each other.
- the first upper insulating layer connection pattern 245a, the second lower insulating layer connection pattern 246a, and the third upper insulating layer connection pattern 247a may have a curved shape, whereby the upper insulating layer 240a ) May have elasticity.
- the upper insulating layer 240 may be formed of, for example, epoxy.
- the first support layer connection pattern 215a, the first lower insulation layer connection pattern 225a, the first heater connection pattern 235a, and the first upper insulation layer connection pattern 245a may be formed to correspond to each other.
- the second support layer connection pattern 216a, the second lower insulation layer connection pattern 226a, the second heater connection pattern 236a, and the second upper insulation layer connection pattern 246a may be formed to correspond to each other, and the third The support layer connection pattern 217a, the third lower insulating layer connection pattern 227a, the third heater connection pattern 237a, and the third upper insulating layer connection pattern 247a may be formed to correspond to each other.
- the supporting layers of the first heating part 200a, the second heating part 200b, the third heating part 200c, and the fourth heating part 200d may be connected to each other in a curved pattern. have.
- the second heating unit 200b, the third heating unit 200c, and the fourth heating unit 200d have the same configuration as the first heating unit 200a except for the region where they are disposed, the description thereof will be omitted herein. .
- the drug delivery unit 250 may include two or more heating units, for example, a first drug delivery unit 250a, a second drug delivery unit 250b, a third drug delivery unit 250c, and a fourth drug delivery unit ( 250d).
- the first drug delivery unit 250a may include a first glucose controlling drug, and the first glucose controlling drug may be, for example, glucose.
- the second drug delivery unit 250b may include a second glucose control drug, and the second glucose control drug may be, for example, metformin.
- the third drug delivery unit 250c may include a third glucose controlling drug, and the third glucose controlling drug may be, for example, insulin.
- the fourth drug delivery unit 250d may include a fourth glucose control drug, and the fourth glucose control drug may be, for example, glymepiride. That is, the first drug delivery unit 250a, the second drug delivery unit 250b, the third drug delivery unit 250c, and the fourth drug delivery unit 250d may include different glucose control drugs.
- the first drug delivery unit 250a may be disposed on the first heating unit 200a
- the second drug delivery unit 250b may be disposed on the second heating unit 200b
- the third drug delivery unit ( 250c may be disposed on the third heating unit 200c
- the fourth drug delivery unit 250d may be disposed on the fourth heating unit 200d.
- the first drug delivery unit 250a, the second drug delivery unit 250b, the third drug delivery unit 250c, and the fourth drug delivery unit 250d are disposed on different heating units, respectively, to control glucose control drugs.
- the release of can be controlled. Therefore, when the measured glucose concentration in the human body is low, the first heating unit 200a may heat the first drug delivery unit 250a to release the first glucose controlling drug. Thereby, the glucose concentration in a human body can rise to normal.
- any one of the second to fourth drug delivery units 250b, 250c, and 250d disposed thereon is any one of the second to fourth heating units 200b, 200c, and 200d. May be heated to release any one of the second to fourth glucose controlling drugs. Thereby, the glucose concentration in a human body can go down to normal.
- the drug delivery unit 250 may control the glucose concentration in the human body not only for the hyperglycemic state but also for the hypoglycemic state by including the drug capable of lowering the glucose concentration as well as the drug capable of raising the glucose concentration. Thereby, the blood sugar homeostasis in the human body can be maintained and managed.
- 22 to 24 illustrate a method of forming a drug delivery unit according to an embodiment of the present invention.
- a vinylpyrrolidone solution 250s including a glucose control drug is provided to a mold 500.
- the mold 500 has a groove 500h arranged two-dimensionally.
- the groove 500h may have a diameter of about 250 ⁇ m and a height of about 1 mm.
- the mold 500 may be, for example, a PDMS mold.
- an AIBN initiator is added to a vinylpyrrolidone solution 250s provided in a mold 500 to polymerize vinylpyrrolidone to form polyvinylpyrrolidone, and the polyvinylpyrrolidone is UV To harden to form the microneedle bonding layer 251 and the microneedle 252.
- the microneedle bonding layer 251 and the microneedle 252 may be integrally formed.
- the microneedle 252 is formed in the groove 500h of the mold 500, and is arranged two-dimensionally in the microneedle bonding layer 251.
- the microneedle 252 may have a diameter of about 250 ⁇ m and a height of about 1 mm.
- the microneedle bonding layer 251 and the microneedle 252 are separated from the mold 500.
- the microneedle bonding layer 251 and the microneedle 252 may be separated from the mold 500 by attaching a heating part 200 (200 of FIG. 16) to the microneedle bonding layer 310.
- the drug delivery unit may be completely formed and then combined with the heating unit.
- the glucose control drug may include one or two or more of glucose, metformin, insulin, and glymepiride.
- the glucose, the metformin, the insulin, and the glimepiride may be provided in the grooves 500h disposed in different regions of the mold 500 to be disposed in the microneedle of different regions of one drug delivery unit.
- the glucose, the metformin, the insulin, and the glimepiride may be disposed in the microneedle of the separate drug delivery unit, respectively.
- the surface of the microneedle 252 is coated with a phase change material 253s.
- the surface of the microneedle 252 may be coated with a phase change material 253s by performing a process such as spray coating, dip coating, or drop casting.
- the phase change material 253s may be, for example, a tridecanoic acid.
- FIG. 25 illustrates a wearable bio system according to an embodiment of the present invention.
- the wearable bio system 1 may include a bio sensing device 10, a drug delivery device 20, and a control device 30. Since the biosensing device 10 and the drug delivery device 20 are the same as the biosensing device and the drug delivery device described in the above-described embodiments, the overlapping description may be omitted.
- the bio sensing device 10 may include a bio sensing communication unit 11, the drug delivery device 20 may include a drug delivery communication unit 21, and the control device 30 may control the control communication unit 31. It may include.
- the bio-sensing communication unit 11, the drug delivery communication unit 21, and the control communication unit 31 may be connected to each other at least two by wire or wirelessly, and may transmit and receive electrical signals to each other.
- the control device 30 may transmit and receive an electrical signal with the biosensing device 10 and the drug delivery device 20, and may control the biosensing device 10 and the drug delivery device 20.
- control device 30 is illustrated separately from the bio-sensing device 10 and the drug delivery device 20, but is not limited thereto.
- the control device 30 may include the bio-sensing device 10 or the drug delivery device ( 20).
- the control device 30 collects a signal from the humidity sensor 100e and measures humidity to check whether a certain amount of sweat is absorbed before analyzing the glucose concentration in the human body. .
- the control device 30 collects a signal from the glucose sensor 100a to measure the glucose concentration in the sweat.
- the control device 30 collects a signal from the pH sensor 100b to measure the pH of the sweat, and collects a signal from the temperature sensor 100h to measure the temperature of the sweat.
- the controller 30 corrects the measured glucose concentration value by using the measured pH value and the temperature value.
- signals may be distorted due to changes in pH or temperature, thereby causing measurement errors.
- the control device 30 can more accurately correct the measured glucose concentration value by using the measured pH value and the temperature value.
- the biosensor 100 may further include a strain sensor, and may correct signal distortion that may be caused by a user's movement.
- the control device 30 diagnoses the user's blood glucose state as a hypoglycemic state or a hyperglycemic state according to the corrected glucose concentration.
- the control device 30 When the blood glucose state of the user is diagnosed as a hypoglycemic state, the control device 30 operates the first heater 231 of the heating unit 200 to introduce the first glucose control drug 254a, for example, glucose into the human body. Input.
- the control device 30 operates any one of the second to fourth heaters 232, 233, and 234 of the heating unit 200 to operate the second to fourth glucose control drugs ( 254b, 254c, 254d), for example, any one of metformin, insulin, or glimepiride is introduced into the human body.
- glucose control drugs may be injected in response to the hypoglycemic state and the hyperglycemic state, thereby maintaining and managing the blood glucose homeostasis of the user.
- the control device 30 collects a signal from the lactic acid sensor (100c) to measure the lactic acid concentration in the sweat.
- Lactic acid is a substance produced by the eccrine sweat glands and secreted through sweat, and is formed as a result of anaerobic respiration of the muscles around the skin. The lactic acid thus formed is discharged through the sweat of the eccrine glands.
- proper exercise is often recommended along with diet during blood sugar management.
- excessive exercise may increase the cortisol concentration, which may interfere with blood sugar control, so that the lactic acid sensor 100c accurately measures the lactic acid in the sweat so that the excessive exercise may not be reached.
- the control device 30 collects a signal from the cortisol sensor 100d to measure the concentration of cortisol in the sweat.
- Cortisol is a stress hormone that can weaken the body's immune function and temporarily raise blood sugar levels.
- the cortisol concentration measured in the cortisol sensor 100d can be used to maintain and manage blood glucose homeostasis.
- control device 30 may determine the user's status diagnosed through the control communication unit 31 or a separate network device connected to the control communication unit 31, the user's wireless terminal or the family's wireless terminal, a specific hospital, It can be sent to a first aid center or service provider, and managed so that the user's status is not at risk.
- the biosensing device according to embodiments of the present invention may have excellent reliability.
- the bio-sensing device can accurately diagnose disease or measure biological signals.
- Biosensing device is excellent in sensitivity.
- the bio-sensing device can accurately measure low concentrations of glucose as well as high concentrations of glucose in sweat.
- the biosensing device can accurately measure low concentrations of cortisol in sweat.
- the biosensing device may manage homeostasis of blood glucose.
- the bio-sensing device may maintain a constant blood sugar in response to both a high blood sugar state and a low blood sugar state.
- the biosensing device may more effectively manage blood sugar homeostasis in consideration of changes in blood sugar caused by stress or exercise.
- Biosensing device can accurately measure the glucose concentration of the human body in a non-invasive manner.
- the bio-sensing device may check whether sweat collected for glucose sensing is collected by a humidity sensor.
- the biosensing device can measure the glucose concentration more accurately by measuring the glucose concentration measured by the glucose sensor by the pH sensor and / or the temperature sensor.
- Drug delivery device can inject drugs into the human body.
- the drug delivery device may adjust the type of drug injected into the human body. Therefore, the drug optimized for the user's condition can be injected into the human body.
- the drug delivery device may inject glucose control drugs into the human body.
- the drug delivery device may adjust the type of glucose regulating drug introduced into the human body according to the glucose concentration in the human body of the user.
- the drug delivery device makes it possible to maintain homeostasis of blood glucose.
- the drug delivery device according to the embodiments of the present invention may have elasticity and may be stably attached to a human body.
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Abstract
Description
본 발명은 바이오 센싱 장치 및 약물 전달 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a biosensing device and a drug delivery device.
의료 장치가 발달하고 건광 관리 및 치료를 보다 편하고 효과적으로 하는데 관심이 증대하면서 웨어러블 바이오 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 종래의 웨어러블 바이오 장치는 다양한 센서들을 고집적화하기가 어렵고, 여러가지 요인에 의해 질병 진단이나 생체 신호 측정을 정확하게 할 수 없어 신뢰성이 떨어지고 상용화하는데 한계가 있다.With the development of medical devices and increasing interest in making dry light management and treatment more convenient and effective, research on wearable bio devices is being actively conducted. Conventional wearable bio devices are difficult to highly integrate a variety of sensors, and due to various factors, it is impossible to accurately diagnose disease or measure bio signals, resulting in low reliability and limitations in commercialization.
한편, 고령화 사회, 잘못된 생활 습관 등으로 당뇨병의 유병률이 증가하고 있다. 당뇨병은 장기적으로 적절한 혈당 조절이 안 될 경우, 체내 주요 장기에 합병증을 일으킨다. 따라서, 혈당을 정상적으로 유지하는 것은 중요하다. Meanwhile, the prevalence of diabetes is increasing due to an aging society and wrong lifestyles. Diabetes can lead to major organ complications in the long term if proper blood sugar control is not performed. Therefore, it is important to maintain blood sugar normally.
이와 같이, 적절한 혈당 조절을 하기 위해서는 정확한 혈당 측정이 중요하나, 기존의 혈당 측정기의 대부분은 침습적인 방식으로 혈액을 채취하여 혈당을 측정하기 때문에 환자에게 고통과 불편함을 줄 수 있다. 따라서, 채혈을 하지 않고 혈당을 측정하는 비침습적 혈당 측정기의 개발이 요구되고 있다. 그리고, 땀 속에는 글루코오스가 많이 존재하지 않아 저혈당의 글루코오스 농도를 측정하기가 어렵고, 혈당은 여러 가지 이유로 변하기 때문에 혈당의 항상성을 관리하기가 어렵다.As such, accurate blood glucose measurement is important for proper blood sugar control, but most of the existing blood glucose meters may cause pain and discomfort to the patient because blood glucose is measured by taking blood in an invasive manner. Therefore, there is a need for the development of a non-invasive blood glucose meter for measuring blood glucose without blood collection. In addition, it is difficult to measure the glucose level of hypoglycemia because there is not much glucose in sweat, and it is difficult to manage the homeostasis of blood glucose because blood glucose changes for various reasons.
또, 정확한 혈당 농도의 측정뿐만 아니라 동시에 혈당을 조절할 수 있는 혈당 조절 장치의 개발도 필요하다. In addition, it is necessary to develop a blood glucose control device that can control blood glucose at the same time as well as accurate measurement of blood glucose levels.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 신뢰성이 우수한 바이오 센싱 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a highly reliable bio-sensing device.
본 발명은 고감도의 바이오 센싱 장치를 제공한다.The present invention provides a highly sensitive bio-sensing device.
본 발명은 혈당의 항상성을 관리할 수 있는 바이오 센싱 장치를 제공한다.The present invention provides a bio-sensing device that can manage the homeostasis of blood sugar.
본 발명은 비침습적인 방식으로 인체의 글루코오스 농도를 정확하게 측정할 수 있는 바이오 센싱 장치를 제공한다.The present invention provides a biosensing device capable of accurately measuring the concentration of glucose in the human body in a non-invasive manner.
본 발명은 인체에 약물을 투입할 수 있는 약물 전달 장치를 제공한다.The present invention provides a drug delivery device that can inject drugs into the human body.
본 발명은 인체에 투입되는 약물의 종류를 조절할 수 있는 약물 전달 장치를 제공한다.The present invention provides a drug delivery device that can control the type of drugs to be injected into the human body.
본 발명은 신축성을 갖는 약물 전달 장치를 제공한다.The present invention provides a drug delivery device having elasticity.
본 발명은 인체에 글루코오스 조절 약물을 투입할 수 있는 약물 전달 장치를 제공한다.The present invention provides a drug delivery device that can inject glucose control drugs into the human body.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.Other objects of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치는, 지지층 및 상기 지지층 위에 배치되는 바이오 센서를 포함한다.The biosensing device according to the embodiments of the present invention includes a support layer and a biosensor disposed on the support layer.
상기 바이오 센서는, 수직배향 탄소나노튜브 및 상기 수직배향 탄소나노튜브 표면 위에 배치되는 전극층을 포함할 수 있다. The biosensor may include a vertically aligned carbon nanotube and an electrode layer disposed on a surface of the vertically aligned carbon nanotube.
상기 수직배향 탄소나노튜브는 표면에 금속 나노입자를 가질 수 있다. 상기 금속 나노입자는 금 나노입자일 수 있다.The vertically aligned carbon nanotubes may have metal nanoparticles on the surface thereof. The metal nanoparticles may be gold nanoparticles.
상기 바이오 센서는 글루코오스 센서를 포함할 수 있고, 상기 글루코오스 센서의 상기 전극층은, 과산화수소 분해층 및 상기 과산화수소 분해층 위에 배치되는 글루코오스 분해층을 포함할 수 있다.The biosensor may include a glucose sensor, and the electrode layer of the glucose sensor may include a hydrogen peroxide decomposition layer and a glucose decomposition layer disposed on the hydrogen peroxide decomposition layer.
상기 바이오 센서는 pH 센서를 포함할 수 있고, 상기 pH 센서의 상기 전극층은 폴리아닐린으로 형성될 수 있다.The biosensor may include a pH sensor, and the electrode layer of the pH sensor may be formed of polyaniline.
상기 바이오 센서는 젖산 센서를 포함할 수 있고, 상기 젖산 센서의 상기 전극층은, 과산화수소 분해층 및 상기 과산화수소 분해층 위에 배치되는 젖산 분해층을 포함할 수 있다.The biosensor may include a lactic acid sensor, and the electrode layer of the lactic acid sensor may include a hydrogen peroxide decomposition layer and a lactic acid decomposition layer disposed on the hydrogen peroxide decomposition layer.
상기 바이오 센서는 코르티솔 센서를 포함할 수 있고, 상기 코르티솔 센서의 상기 전극층은 항코르티솔 항체를 포함할 수 있다.The biosensor may comprise a cortisol sensor, and the electrode layer of the cortisol sensor may comprise an anticortisol antibody.
상기 바이오 센서는 습도 센서를 포함할 수 있고, 상기 습도 센서의 상기 전극층은 PEDOT으로 형성될 수 있다.The biosensor may include a humidity sensor, and the electrode layer of the humidity sensor may be formed of PEDOT.
상기 바이오 센서는 기준 전극을 포함할 수 있고, 상기 기준 전극의 상기 전극층은, 은층과 상기 은층 위에 배치되는 염화은층을 포함할 수 있다.The biosensor may include a reference electrode, and the electrode layer of the reference electrode may include a silver layer and a silver chloride layer disposed on the silver layer.
상기 바이오 센서는, 상기 수직배향 탄소나노튜브 아래에 배치되는 그래핀층 및 상기 그래핀층 아래에 배치되는 금속 메시 패턴을 더 포함할 수 있다. 상기 금속 메시 패턴은 금 메시 패턴일 수 있다.The biosensor may further include a graphene layer disposed under the vertically aligned carbon nanotubes and a metal mesh pattern disposed under the graphene layer. The metal mesh pattern may be a gold mesh pattern.
상기 바이오 센서는 상기 수직배향 탄소나노튜브와 상기 그래핀층 사이에 배치되는 촉매층을 더 포함할 수 있고, 상기 촉매층은, 알루미늄층 및 상기 알루미늄층 위에 배치되는 철층을 포함할 수 있다.The biosensor may further include a catalyst layer disposed between the vertically aligned carbon nanotubes and the graphene layer, and the catalyst layer may include an aluminum layer and an iron layer disposed on the aluminum layer.
상기 바이오 센서는, 글루코오스 센서를 포함할 수 있다. 상기 바이오 센서는, 상기 글루코오스 센서와 인접하게 배치되고, 습도 센서, pH 센서, 온도 센서, 젖산 센서, 및 코르티솔 센서 중에서 하나 또는 둘 이상을 더 포함할 수 있다.The biosensor may include a glucose sensor. The biosensor is disposed adjacent to the glucose sensor, and may further include one or two or more of a humidity sensor, a pH sensor, a temperature sensor, a lactic acid sensor, and a cortisol sensor.
상기 글루코오스 센서는 땀 속의 글루코오스 농도를 측정할 수 있고, 상기 습도 센서는 상기 글루코오스 농도 측정에 필요한 상기 땀의 양을 측정할 수 있고, 상기 pH 센서는 상기 땀의 pH를 측정할 수 있으며, 상기 온도 센서는 상기 땀의 온도를 측정할 수 있다. 상기 글루코오스 센서에 의해 측정된 상기 글루코오스 농도는, 상기 pH 센서에 의해 측정된 상기 땀의 pH 및 상기 온도 센서에 의해 측정된 상기 땀의 온도 중에서 하나 또는 둘에 의해 보정될 수 있다.The glucose sensor may measure the glucose concentration in the sweat, the humidity sensor may measure the amount of sweat required to measure the glucose concentration, the pH sensor may measure the pH of the sweat, the temperature The sensor can measure the temperature of the sweat. The glucose concentration measured by the glucose sensor may be corrected by one or two of the pH of the sweat measured by the pH sensor and the temperature of the sweat measured by the temperature sensor.
상기 글루코오스 센서는 땀 속의 글루코오스 농도를 측정할 수 있고, 상기 젖산 센서는 상기 땀 속의 글루코오스 농도를 측정할 수 있으며, 상기 코르티솔 센서는 상기 땀 속의 코르티솔 농도를 측정할 수 있다.The glucose sensor may measure glucose concentration in sweat, the lactic acid sensor may measure glucose concentration in sweat, and the cortisol sensor may measure cortisol concentration in sweat.
본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 장치는, 가열부 및 상기 가열부 위에 배치되는 약물 전달부를 포함한다.The drug delivery device according to the embodiments of the present invention includes a heating unit and a drug delivery unit disposed on the heating unit.
상기 가열부는, 지지층 및 상기 지지층 위에 배치되는 히터를 포함할 수 있고, 상기 지지층은, 제1 지지층, 상기 제1 지지층과 인접하게 배치되는 제2 지지층, 및 상기 제1 지지층과 상기 제2 지지층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 지지층 연결 패턴을 포함할 수 있다.The heating unit may include a support layer and a heater disposed on the support layer, wherein the support layer includes a first support layer, a second support layer disposed adjacent to the first support layer, and the first support layer and the second support layer. It may include a first support layer connecting pattern having a connecting and curved shape.
상기 히터는, 상기 제1 지지층 위에 배치되는 제1 히터 및 상기 제2 지지층 위에 배치되는 제2 히터를 포함할 수 있다. 상기 히터는, 상기 제1 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제1 히터와 상기 제2 히터를 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 히터 연결 패턴을 포함할 수 있다.The heater may include a first heater disposed on the first support layer and a second heater disposed on the second support layer. The heater may include a first heater connection pattern disposed on the first support layer connection pattern to connect the first heater and the second heater and have a curved shape.
상기 약물 전달부는, 상기 제1 히터 위에 배치되고 제1 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제1 약물 전달부, 및 상기 제2 히터 위에 배치되고 제2 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제2 약물 전달부를 포함할 수 있다. 상기 제1 글루코오스 조절 약물은 글루코오스일 수 있고, 상기 제2 글루코오스 조절 약물은 메트포르민, 인슐린, 또는 글리메피리드일 수 있다.The drug delivery unit may include a first drug delivery unit disposed on the first heater and including a first glucose control drug, and a second drug delivery unit disposed on the second heater and including a second glucose control drug. have. The first glucose modifying drug may be glucose, and the second glucose modifying drug may be metformin, insulin, or glymepiride.
상기 가열부는, 상기 지지층과 상기 히터 사이에 배치되는 하부 절연층 및 상기 히터와 상기 약물 전달부 사이에 배치되는 상부 절연층을 더 포함할 수 있고, 상기 하부 절연층은, 상기 제1 지지층 위에 배치되는 제1 하부 절연층, 상기 제2 지지층 위에 배치되는 제2 하부 절연층, 및 상기 제1 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제1 하부 절연층과 상기 제2 하부 절연층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 하부 절연층 연결 패턴을 포함할 수 있다, 상기 상부 절연층은, 상기 제1 히터 위에 배치되는 제1 상부 절연층, 상기 제2 히터 위에 배치되는 제2 상부 절연층, 및 상기 제1 하부 절연층 연결 위에 배치되어 상기 제1 상부 절연층과 상기 제2 상부 절연층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제1 상부 절연층 연결 패턴을 포함할 수 있다.The heating unit may further include a lower insulating layer disposed between the support layer and the heater and an upper insulating layer disposed between the heater and the drug delivery unit, wherein the lower insulating layer is disposed on the first support layer. The first lower insulating layer, the second lower insulating layer disposed on the second support layer, and the first support layer connection pattern disposed on the first lower insulating layer and the second lower insulating layer to form a curved shape. The upper insulating layer may include a first upper insulating layer disposed on the first heater, a second upper insulating layer disposed on the second heater, and the first insulating layer. A first upper insulating layer connection pattern may be disposed on the lower insulating layer connection to connect the first upper insulating layer and the second upper insulating layer and have a curved shape.
상기 지지층은, 상기 제2 지지층가 인접하게 배치되는 제3 지지층, 상기 제3 지지층과 인접하게 배치되는 제4 지지층, 상기 제2 지지층과 상기 제3 지지층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제2 지지층 연결 패턴, 및 상기 제3 지지층과 상기 제4 지지층을 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제3 지지층 연결 패턴을 포함할 수 있다.The support layer may include: a third support layer in which the second support layer is disposed adjacent to the second support layer; a fourth support layer disposed in proximity to the third support layer; The pattern may include a third support layer connection pattern connecting the third support layer and the fourth support layer and having a curved shape.
상기 히터는, 상기 제3 지지층 위에 배치되는 제3 히터, 상기 제4 지지층 위에 배치되는 제4 히터, 상기 제2 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제2 히터와 상기 제3 히터를 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제2 히터 연결 패턴, 및 상기 제3 지지층 연결 패턴 위에 배치되어 상기 제3 히터와 상기 제4 히터를 연결하고 굴곡된 형상을 갖는 제3 히터 연결 패턴을 더 포함할 수 있다.The heater may include a third heater disposed on the third support layer, a fourth heater disposed on the fourth support layer, and disposed on the second support layer connection pattern to connect and bend the second heater and the third heater. And a third heater connection pattern having a second heater connection pattern, and a third heater connection pattern disposed on the third support layer connection pattern to connect the third heater and the fourth heater and having a curved shape.
상기 가열부는 서로 인접하게 배치되는 제1 가열부, 제2 가열부, 제3 가열부, 및 제4 가열부를 포함할 수 있고, 상기 약물 전달부는, 상기 제1 가열부 위에 배치되고 제1 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제1 약물 전달부, 상기 제2 가열부 위에 배치되고 제2 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제2 약물 전달부, 상기 제3 가열부 위에 배치되고 제3 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제3 약물 전달부, 및 상기 제4 가열부 위에 배치되고 제4 글루코오스 조절 약물을 포함하는 제4 약물 전달부를 포함할 수 있다.The heating unit may include a first heating unit, a second heating unit, a third heating unit, and a fourth heating unit disposed adjacent to each other, and the drug delivery unit is disposed on the first heating unit and controls the first glucose. A first drug delivery portion comprising a drug, a second drug delivery portion disposed on the second heating portion and comprising a second glucose control drug, a third drug disposed on the third heating portion and comprising a third glucose controlling drug And a fourth drug delivery unit disposed on the fourth heating unit and including a fourth glucose controlling drug.
상기 제1 글루코오스 조절 약물은 글루코오스일 수 있고, 상기 제2 글루코오스 조절 약물은 메트포르민일 수 있고, 상기 제3 글루코오스 조절 약물은 인슐린일 수 있으며, 상기 제4 글루코오스 조절 약물은 글리메피리드일 수 있다. The first glucose controlling drug may be glucose, the second glucose controlling drug may be metformin, the third glucose controlling drug may be insulin, and the fourth glucose controlling drug may be glymepiride.
상기 약물 전달부는, 마이크로니들, 상기 마이크로니들과 결합하여 상기 마이크로니들을 지지하는 마이크로니들 결합층, 상기 마이크로니들 표면에 코팅된 상변화층, 및 상기 마이크로니들 내에 배치되는 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있다. The drug delivery unit may include a microneedle, a microneedle binding layer that couples to the microneedle to support the microneedle, a phase change layer coated on the surface of the microneedle, and a glucose control drug disposed in the microneedle. have.
상기 약물 전달부는 2종류 이상의 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있다. 상기 글루코오스 조절 약물은, 글루코오스 농도를 올리는 약물 및 글루코오스 농도를 내리는 약물을 포함할 수 있다.The drug delivery unit may include two or more types of glucose regulating drugs. The glucose regulating drug may include a drug for increasing glucose concentration and a drug for decreasing glucose concentration.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치는 우수한 신뢰성을 가질 수 있다. 상기 바이오 센싱 장치는 질병 진단이나 생체 신호 측정을 정확하게 할 수 있다.The biosensing device according to embodiments of the present invention may have excellent reliability. The bio-sensing device can accurately diagnose disease or measure biological signals.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치는 감도가 우수하다. 상기 바이오 센싱 장치는 땀 속의 고농도의 글루코오스뿐만 아니라 저농도의 글루코오스도 정확하게 측정할 수 있다. 상기 바이오 센싱 장치는 땀 속의 저농도의 코르티솔도 정확하게 측정할 수 있다.Biosensing device according to embodiments of the present invention is excellent in sensitivity. The bio-sensing device can accurately measure low concentrations of glucose as well as high concentrations of glucose in sweat. The biosensing device can accurately measure low concentrations of cortisol in sweat.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치는 혈당의 항상성을 관리할 수 있다. 상기 바이오 센싱 장치는 고혈당 상태와 저혈당 상태에 모두 대응하여 혈당을 일정하게 유지할 수 있다. 또, 상기 바이오 센싱 장치는 스트레스나 운동 등에 의한 혈당 변화를 고려하여 혈당 항상성을 더욱 효과적으로 관리할 수 있다.The biosensing device according to embodiments of the present invention may manage homeostasis of blood glucose. The bio-sensing device may maintain a constant blood sugar in response to both a high blood sugar state and a low blood sugar state. In addition, the biosensing device may more effectively manage blood sugar homeostasis in consideration of changes in blood sugar caused by stress or exercise.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치는 비침습적인 방식으로 인체의 글루코오스 농도를 정확하게 측정할 수 있다. 상기 바이오 센싱 장치는 습도 센서에 의해 글루코오스 센싱에 필요한 땀의 수집 여부를 확인할 수 있다. 상기 바이오 센싱 장치는 상기 글루코오스 센서에 의해 측정된 글루코오스 농도가 pH 센서 및/또는 온도 센서에 의해 보정될 수 있어 글루코오스 농도를 더욱 정확하게 측정할 수 있다. Biosensing device according to embodiments of the present invention can accurately measure the glucose concentration of the human body in a non-invasive manner. The bio-sensing device may check whether sweat collected for glucose sensing is collected by a humidity sensor. The biosensing device can measure the glucose concentration more accurately by measuring the glucose concentration measured by the glucose sensor by the pH sensor and / or the temperature sensor.
본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 장치는 인체에 약물을 투입할 수 있다. 상기 약물 전달 장치는 인체에 투입되는 약물의 종류를 조절할 수 있다. 따라서, 사용자의 상태에 최적화된 약물을 인체에 투입할 수 있다.Drug delivery device according to embodiments of the present invention can inject drugs into the human body. The drug delivery device may adjust the type of drug injected into the human body. Therefore, the drug optimized for the user's condition can be injected into the human body.
본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 장치는 인체에 글루코오스 조절 약물을 투입할 수 있다. 상기 약물 전달 장치는 사용자의 인체 내 글루코오스 농도에 따라 인체에 투입되는 글루코오스 조절 약물의 종류를 조절할 수 있다. 상기 약물 전달 장치는 혈당의 항상성을 유지할 수 있게 한다.The drug delivery device according to the embodiments of the present invention may inject glucose control drugs into the human body. The drug delivery device may adjust the type of glucose regulating drug introduced into the human body according to the glucose concentration in the human body of the user. The drug delivery device makes it possible to maintain homeostasis of blood glucose.
본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 장치는 신축성을 가질 수 있어 인체에 부착되어 안정적으로 사용될 수 있다.The drug delivery device according to the embodiments of the present invention may have elasticity and may be stably attached to a human body.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 센싱 장치의 평면도이다.1 is a plan view of a bio-sensing device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 글루코오스 센서의 부분 사시도이다.2 is a partial perspective view of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 글루코오스 센서의 분해 사시도이다.3 is an exploded perspective view of the glucose sensor of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 pH 센서의 부분 사시도이다.4 is a partial perspective view of a pH sensor according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 젖산 센서의 부분 사시도이다.5 is a partial perspective view of the lactic acid sensor according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코르티솔 센서의 부분 사시도이다.6 is a partial perspective view of a cortisol sensor in accordance with one embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서의 부분 사시도이다.7 is a partial perspective view of a humidity sensor according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전극의 부분 사시도이다.8 is a partial perspective view of a reference electrode according to an embodiment of the present invention.
도 9 내지 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 사시도이다.9 to 15 are perspective views illustrating a method of forming a biosensing device according to embodiments of the present invention.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달 장치의 사시도이다.16 is a perspective view of a drug delivery device according to an embodiment of the present invention.
도 17은 도 16의 약물 전달 장치의 분해 사시도이다.17 is an exploded perspective view of the drug delivery device of FIG. 16.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달부의 부분 확대도를 나타낸다.18 is an enlarged partial view of a drug delivery unit according to an embodiment of the present invention.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부의 신축성을 나타낸다.19 is a view illustrating elasticity of a heating unit according to an embodiment of the present invention.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물 전달 장치의 평면도이다.20 is a plan view of a drug delivery device according to another embodiment of the present invention.
도 21은 도 20의 약물 전달 장치의 부분 분해 사시도이다.21 is a partially exploded perspective view of the drug delivery device of FIG. 20.
도 22 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달부의 형성 방법을 나타낸다.22 to 24 illustrate a method of forming a drug delivery unit according to an embodiment of the present invention.
도 25은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 바이오 시스템을 나타낸다.25 illustrates a wearable bio system according to an embodiment of the present invention.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. The objects, features and advantages of the present invention will be readily understood through the following examples. The invention is not limited to the embodiments described herein, but may be embodied in other forms. The embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently delivered to those skilled in the art. Therefore, the present invention should not be limited by the following examples.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 요소들(elements)을 기술하기 위해서 사용되었지만, 상기 요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 상기 요소들을 서로 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 또, 어떤 요소가 다른 요소 위에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 요소 위에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. Although terms such as first and second are used herein to describe various elements, the elements should not be limited by such terms. These terms are only used to distinguish the elements from one another. Again, where an element is said to be above another element it means that it can be formed directly on another element or a third element can be interposed therebetween.
도면들에서 요소의 크기, 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 더욱 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the drawings, the size of elements, or the relative sizes between elements, may be somewhat exaggerated for a clearer understanding of the present invention. In addition, the shape of the elements shown in the drawings may be somewhat changed by variations in the manufacturing process. Accordingly, the embodiments disclosed herein are not to be limited to the shapes shown in the drawings unless specifically stated, it should be understood to include some modification.
본 명세서에서 바이오 센싱 장치와 약물 전달 장치는 땀 속의 글루코오스 농도를 측정하고, 이를 이용하여 사용자의 인체 내 글루코오스를 조절하는 내용을 예로 들어 설명하고 있으나 이에 한정되지 않고 다양하게 활용될 수 있다.In the present specification, the bio-sensing device and the drug delivery device measure glucose concentration in sweat, and use the same to control the glucose in the human body as an example, but the present disclosure is not limited thereto.
[바이오 [Bio 센싱Sensing 장치] Device]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 센싱 장치의 평면도이다.1 is a plan view of a bio-sensing device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 바이오 센싱 장치(10)는 바이오 센서(100)는 배선 패턴(102), 배선 패드(104), 및 지지층(110)을 포함할 수 있다. 바이오 센서(100)는 배선 패턴(102)과 배선 패드(104)를 통하여 외부 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 배선 패턴(102)과 배선 패드(104)는 후술하는 바이오 센서(100)의 금속 메시 패턴과 동시에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
바이오 센서(100)는 글루코오스 센서(100a), pH 센서(100b), 젖산 센서(100c), 코르티솔 센서(100d), 습도 센서(100e), 제1 기준 전극(100f), 제2 기준 전극(100g), 및 온도 센서(100h)를 포함할 수 있다.The
습도 센서(100e)는 제5 영역(E)에 배치되어 땀의 양을 측정한다. 습도 센서(100e)는 글루코오스 센서(100a)에 의한 글루코오스 농도 측정값을 신뢰할 수 있게 하는 땀의 임계 양(임계 습도)을 설정하고, 땀의 양을 모니터한다. 습도 센서(100e)에 의해 측정된 습도값이 상기 임계 습도값 이상이면, 글루코오스 센서(100a), pH 센서(100b), 젖산 센서(100c), 코르티솔 센서(100d), 및 온도 센서(100h)가 측정을 시작한다.The
글루코오스 센서(100a)는 제1 영역(A)에 배치되어 땀 속의 글루코오스 농도를 측정하고, pH 센서(100b)는 제2 영역(B)에 배치되어 땀 속의 pH를 측정하며, 온도 센서(100h)는 제8 영역(H)에 배치되어 땀의 온도를 측정한다. pH 센서(100b)에 의해 측정된 pH값과 온도 센서(100h)에 의해 측정된 온도값에 따라 글루코오스 센서(100a)에 의해 측정된 글루코오스 농도값이 보정될 수 있다.The
젖산 센서(100c)는 제3 영역(C)에 배치되어 땀 속의 젖산 농도를 측정하고, 코르티솔 센서(100d)는 땀 속의 코르티솔 농도를 측정한다.The
제1 기준 전극(100f)은 제6 영역(F)에 배치되어 글루코오스 센서(100a)와 pH 센서(100b)의 기준 전극으로 사용된다. 제2 기준 전극(100g)은 제7 영역(G)에 배치되어 젖산 센서(100c)와 코르티솔 센서(100d)의 기준 전극으로 사용된다.The
지지층(110)은 바이오 센서(100), 배선 패턴(102), 및 배선 패드(104) 아래에 배치되어 바이오 센서(100), 배선 패턴(102), 및 배선 패드(104)를 지지한다. 지지층(110)은 실리콘 고분자(silicone polymer), 예를 들어, PDMS(polydimethylsiloxane)로 형성될 수 있다. 지지층(110)은 실리콘 패치(silicone patch)일 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 글루코오스 센서의 부분 사시도이고, 도 3은 도 2의 글루코오스 센서의 분해 사시도이다.2 is a partial perspective view of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the glucose sensor of FIG. 2.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 글루코오스 센서(100a)는 제1 영역(A)의 지지층(110) 위에 배치된다. 글루코오스 센서(100a)와 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다. 1, 2 and 3, the
글루코오스 센서(100a)는 금속 메시 패턴(130a), 그래핀층(140a), 촉매층(150a), 수직배향 탄소나노튜브(160a), 금속 나노입자(165a), 및 전극층(170a)을 포함할 수 있다.The
금속 메시 패턴(130a)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130a) 위에 그래핀층(140a)이 배치되고, 그래핀층(140a) 위에 촉매층(150a)이 배치된다. 촉매층(150a)은 수직배향 탄소나노튜브(160a)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.The
수직배향 탄소나노튜브(160a)는 촉매층(150a) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165a)를 갖는다. 금속 나노입자(165a)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.The vertically aligned
전극층(170a)은 수직배향 탄소나노튜브(160a) 표면 위에 배치된다. 전극층(170a)은 과산화수소 분해층(171a) 및 글루코오스 분해층(172a)을 포함할 수 있다. 글루코오스 분해층(172a)은 글루코오스 분해 효소인 글루코오스 옥시다아제를 포함할 수 있고, 땀 속의 글루코오스를 분해하여 과산화수소를 형성할 수 있다. 과산화수소 분해층(171a)은 과산화수소 분해의 촉매 역할을 하는 프러시안 블루(Prussian blue)를 포함할 수 있고, 글루코오스 분해층(172a)에서 글루코오스가 분해되어 형성된 과산화수소를 분해할 수 있다. 금속 나노입자(165a)를 갖는 수직배향 탄소나노튜브(160a)는 과산화수소의 분해에 의해 발생하는 전자를 포획할 수 있다. 즉, 땀 속에 글루코오스가 존재하면, 글루코오스 분해층(172a)이 상기 글루코오스를 분해하여 과산화수소를 생성하고, 과산화수소 분해층(171a)이 상기 과산화수소를 분해하여 전자를 생성하며, 수직배향 탄소나노튜브(160a)는 생성된 전자를 포획하여 전기 신호를 발생한다. 상기 전기 신호에 의해 글루코오스 농도가 측정될 수 있다.The
금속 나노입자(165a)를 갖는 수직배향 탄소나노튜브(160a)는 전기화학적 활성 표면을 최대화할 수 있어 과산화수소 분해층(171a)에 의해 분해된 과산화수소의 농도를 정확하게 측정할 수 있다. 따라서, 글루코오스 센서(100a)의 신뢰성이 향상될 수 있다. 또, 글루코오스 센서(100a)는 감도가 향상되어 고혈당 상태의 글루코오스 농도뿐만 아니라 저혈당 상태의 글루코오스 농도도 측정할 수 있다. 글루코오스 센서(100a)에 의해 글루코오스 농도가 고혈당 상태로 측정되면 인체 내 글루코오스 농도를 내릴 수 있는 글루코오스 조절 약물이 투입될 수 있고, 글루코오스 센서(100a)에 의해 글루코오스 농도가 고혈당 상태로 측정되면 인체 내 글루코오스 농도를 올릴 수 있는 글루코오스 조절 약물이 투입될 수 있다. 따라서, 혈당의 항상성이 유지되도록 관리될 수 있다.The vertically aligned
도면에 도시되지 않았지만, 글루코오스 분해층(172a)의 표면에 나피온(Nafion®) 등을 이용하여 형성된 코팅층이 배치될 수 있다. 상기 코팅층은 땀에서 글루코오스를 센싱하는데 방해가 될 수 있는 이물질(약물 등 포함)을 걸러낼 수 있다.Although not shown in the drawings, a coating layer formed using Nafion® may be disposed on the surface of the
또, 도면에 도시된 바와 다르게 수직배향 탄소나노튜브(160a) 사이의 공간은 글루코오스 분해층(172a)으로 채워질 수 있다.In addition, the spaces between the vertically aligned
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 pH 센서의 부분 사시도이다.4 is a partial perspective view of a pH sensor according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 4를 참조하면, pH 센서(100b)는 제2 영역(B)의 지지층(110) 위에 배치된다. pH 센서(100b)와 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다. 1 and 4, the
pH 센서(100b)는 금속 메시 패턴(130b), 그래핀층(140b), 촉매층(150b), 수직배향 탄소나노튜브(160b), 금속 나노입자(165b), 및 전극층(170b)을 포함할 수 있다.The
금속 메시 패턴(130b)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130b) 위에 그래핀층(140b)이 배치되고, 그래핀층(140b) 위에 촉매층(150b)이 배치된다. 촉매층(150b)은 수직배향 탄소나노튜브(160b)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.The
수직배향 탄소나노튜브(160b)는 촉매층(150b) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165b)를 갖는다. 금속 나노입자(165b)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.The vertically aligned
전극층(170b)은 수직배향 탄소나노튜브(160b) 표면 위에 배치된다. 전극층(170b)은 폴리아닐린으로 형성될 수 있다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 젖산 센서의 부분 사시도이다.5 is a partial perspective view of the lactic acid sensor according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 5를 참조하면, 젖산 센서(100c)는 제3 영역(C)의 지지층(110) 위에 배치된다. 젖산 센서(100c)와 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다. 1 and 5, the
젖산 센서(100c)는 금속 메시 패턴(130c), 그래핀층(140c), 촉매층(150c), 수직배향 탄소나노튜브(160c), 금속 나노입자(165c), 및 전극층(170c)을 포함할 수 있다.The
금속 메시 패턴(130c)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130c) 위에 그래핀층(140c)이 배치되고, 그래핀층(140c) 위에 촉매층(150c)이 배치된다. 촉매층(150c)은 수직배향 탄소나노튜브(160c)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.The
수직배향 탄소나노튜브(160c)는 촉매층(150c) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165c)를 갖는다. 금속 나노입자(165c)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.The vertically aligned
전극층(170c)은 수직배향 탄소나노튜브(160c) 표면 위에 배치된다. 전극층(170c)은 과산화수소 분해층(171c) 및 젖산 분해층(172c)을 포함할 수 있다. 젖산 분해층(172c)은 젖산 분해 효소인 락테이트 옥시다아제를 포함할 수 있고, 땀 속의 젖산을 분해하여 과산화수소를 형성할 수 있다. 과산화수소 분해층(171c)은 과산화수소 분해의 촉매 역할을 하는 프러시안 블루를 포함할 수 있고, 젖산 분해층(172c)에서 젖산이 분해되어 형성된 과산화수소를 분해할 수 있다. 금속 나노입자(165c)를 갖는 수직배향 탄소나노튜브(160c)는 과산화수소의 분해에 의해 발생하는 전자를 포획할 수 있다. 즉, 땀 속에 젖산이 존재하면, 젖산 분해층(172c)이 상기 젖산을 분해하여 과산화수소를 생성하고, 과산화수소 분해층(171c)이 상기 과산화수소를 분해하여 전자를 생성하며, 수직배향 탄소나노튜브(160c)는 생성된 전자를 포획하여 전기 신호를 발생한다. 상기 전기 신호에 의해 젖산 농도가 측정될 수 있다.The
금속 나노입자(165c)를 갖는 수직배향 탄소나노튜브(160c)는 전기화학적 활성 표면을 최대화할 수 있어 과산화수소 분해층(171c)에 의해 분해된 과산화수소의 농도를 정확하게 측정할 수 있다. 따라서, 젖산 센서(100c)의 신뢰성이 향상될 수 있다. 젖산은 에크린 땀샘에서 생겨 땀을 통해 분비되는 물질로, 피부 주위의 근육의 무산소 호흡의 결과로 형성된다. 이렇게 형성된 젖산은 에크린 땀샘의 땀을 통해 배출되는데, 운동 강도가 강할수록 그 농도가 짙어지며 일반적으로 땀에서의 농도는 5 ~ 60mM로 알려져 있다. 당뇨병 환자의 경우, 혈당 관리 과정에서 식이요법과 함께 적절한 운동이 권장되는 경우가 많다. 그러나, 과도한 운동은 코르티솔 농도를 높여 오히려 혈당 조절에 방해될 수 있으므로, 젖산 센서(100c)를 통해 땀 속의 젖산을 정확하게 측정함으로써 과도한 운동에 도달하지 않도록 조절할 수 있다.The vertically aligned
도면에 도시되지 않았지만, 젖산 분해층(172c)의 표면에 나피온 등을 이용하여 형성된 코팅층이 배치될 수 있다. 상기 코팅층은 땀에서 젖산을 센싱하는데 방해가 될 수 있는 이물질(약물 등 포함)을 걸러낼 수 있다.Although not shown in the drawings, a coating layer formed using Nafion or the like may be disposed on the surface of the lactic
또, 도면에 도시된 바와 다르게 수직배향 탄소나노튜브(160c) 사이의 공간은 젖산 분해층(172c)으로 채워질 수 있다.In addition, the space between the vertically aligned carbon nanotubes (160c) can be filled with the lactic acid decomposition layer (172c), as shown in the figure.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코르티솔 센서의 부분 사시도이다.6 is a partial perspective view of a cortisol sensor in accordance with one embodiment of the present invention.
도 1 및 도 6을 참조하면, 코르티솔 센서(100d)는 제4 영역(D)의 지지층(110) 위에 배치된다. 코르티솔 센서(100d)와 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다. 1 and 6, the
코르티솔 센서(100d)는 금속 메시 패턴(130d), 그래핀층(140d), 촉매층(150d), 수직배향 탄소나노튜브(160d), 금속 나노입자(165d), 및 전극층(170d)을 포함할 수 있다.The
금속 메시 패턴(130d)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130d) 위에 그래핀층(140d)이 배치되고, 그래핀층(140d) 위에 촉매층(150d)이 배치된다. 촉매층(150d)은 수직배향 탄소나노튜브(160d)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.The
수직배향 탄소나노튜브(160d)는 촉매층(150d) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165d)를 갖는다. 금속 나노입자(165d)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.The vertically aligned
전극층(170d)은 수직배향 탄소나노튜브(160d) 표면 위에 배치된다. 전극층(170d)은 금속 나노입자(165d)에 연결되고, 코르티솔과 반응할 수 있는 항코르티솔 항체를 포함한다.The
금속 나노입자(165d)를 갖는 수직배향 탄소나노튜브(160d)는 전기화학적 활성 표면을 최대화할 수 있어 전극층(170d)에 결합된 항코르티솔 항체에 의해 땀 속의 코르티솔 농도를 정확하게 측정할 수 있다. 따라서, 코르티솔 센서(100d)의 신뢰성이 향상될 수 있다. 또, 코르티솔 센서(100d)는 감도가 향상되어 저농도의 코르티솔 농도도 측정할 수 있다. 코르티솔은 스트레스 호르몬으로, 몸 전체의 면역 기능을 약화시키고 혈당 수치를 일시적으로 높일 수 있다. 따라서, 코르티솔 센서(100d)에 측정된 코르티솔 농도는 혈당 항상성을 유지하고 관리하는데 이용될 수 있다. 땀 속의 코르티솔 농도는 혈액 속의 코르티솔 농도와 연관성이 있지만, 그 농도가 수십 nM 정도의 수준으로 매우 낮다. 코르티솔 센서(100d)는 감도가 향상되어 땀 속의 코르티솔 농도도 정확하게 측정할 수 있다.The vertically aligned
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서의 부분 사시도이다. 7 is a partial perspective view of a humidity sensor according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 7을 참조하면, 습도 센서(100e)는 제5 영역(E)의 지지층(110) 위에 배치된다. 습도 센서(100e)와 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다. 1 and 7, the
습도 센서(100e)는 금속 메시 패턴(130e), 그래핀층(140e), 촉매층(150e), 수직배향 탄소나노튜브(160e), 금속 나노입자(165e), 및 전극층(170e)을 포함할 수 있다.The
금속 메시 패턴(130e)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130e) 위에 그래핀층(140e)이 배치되고, 그래핀층(140e) 위에 촉매층(150e)이 배치된다. 촉매층(150e)은 수직배향 탄소나노튜브(160e)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.The
수직배향 탄소나노튜브(160e)는 촉매층(150e) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165e)를 갖는다. 금속 나노입자(165e)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.The vertically aligned
전극층(170e)은 수직배향 탄소나노튜브(160e) 표면 위에 배치된다. 전극층(170e)은 PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene))로 형성될 수 있다.The
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전극의 부분 사시도이다.8 is a partial perspective view of a reference electrode according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 8을 참조하면, 제1 기준 전극(100f)은 제6 영역(F)의 지지층(110) 위에 배치된다. 제1 기준 전극(100f)과 지지층(110) 사이에 절연층(120)이 배치될 수 있다. 절연층(120)은, 예를 들어, 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.1 and 8, the
제1 기준 전극(100f)은 금속 메시 패턴(130f), 그래핀층(140f), 촉매층(150f), 수직배향 탄소나노튜브(160f), 금속 나노입자(165f), 및 전극층(170f)을 포함할 수 있다.The
금속 메시 패턴(130f)은, 예를 들어, 금 메시 패턴일 수 있다. 금속 메시 패턴(130f) 위에 그래핀층(140f)이 배치되고, 그래핀층(140f) 위에 촉매층(150f)이 배치된다. 촉매층(150f)은 수직배향 탄소나노튜브(160f)를 형성하기 위한 촉매로 사용되는 것으로 알루미늄(Al)/철(Fe)의 이중층으로 형성될 수 있다.The
수직배향 탄소나노튜브(160f)는 촉매층(150f) 위에 배치되고, 그 표면에 금속 나노입자(165f)를 갖는다. 금속 나노입자(165f)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다.The vertically aligned
전극층(170f)은 수직배향 탄소나노튜브(160f) 표면 위에 배치된다. 전극층(170f)은 은층(171f)과 염화은층(172f)을 포함할 수 있다.The
제2 기준 전극(100g)은 배치되는 위치를 제외하고 제1 기준 전극(100f)과 구성이 동일하므로 여기서는 그에 대한 설명을 생략한다.Since the second reference electrode 100g has the same configuration as the
도 9 내지 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 사시도이다.9 to 15 are perspective views illustrating a method of forming a biosensing device according to embodiments of the present invention.
도 9를 참조하면, 희생 기판(400) 위에 희생층(410)을 형성한다. 희생 기판(400)은, 예를 들어, 실리콘 기판일 수 있다. 희생층(410)은, 예를 들어, Ni로 형성될 수 있다.9, a
희생층(410) 위에 제1 절연층(120)을 형성한다. 제1 절연층(120)은, 예를 들어, PECVD 공정을 수행하여 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.The first insulating
도 10을 참조하면, 제1 절연층(120) 위에 금속 메시 패턴(130)을 형성한다. 금속 메시 패턴(130)은, 예를 들어, 제1 절연층(120) 위에 크롬(Cr)층과 금(Au)층을 차례로 형성한 후 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 이용하여 패터닝하는 것에 의해 형성될 수 있다.Referring to FIG. 10, a
도 11을 참조하면, 금속 메시 패턴(130) 위에 그래핀층(140)을 형성한다. 그래핀층(140)은, 예를 들어, CVD 공정을 이용하여 구리층 위에 그래핀층을 형성하고 상기 그래핀층을 금속 메시 패턴(130)이 형성된 희생 기판(400) 위로 전사한 후 패터닝하는 것에 의해 형성될 수 있다.Referring to FIG. 11, the
도 12를 참조하면, 그래핀층(140) 위에 촉매층(150)을 형성한다. 촉매층(150)은, 예를 들어, 열증착 공정을 이용하여 그래핀층(150) 위에 알루미늄층(Al)과 철(Fe)층을 형성한 후 20㎛×20㎛ 정사각형으로 패터닝하는 것에 형성될 수 있다. 촉매층(150)은 금속 메시 패턴(130)의 그리드(grid) 내에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 12, the
금속 메시 패턴(130)과 그래핀층(140)이 형성될 때, 배선 패턴(도 1의 102)과 배선 패드(도 1의 104)도 함께 형성될 수 있다.When the
도 13을 참조하면, 촉매층(150) 위에 수직배향 탄소나노튜브(160)를 형성한다. 수직배향 탄소나노튜브(160)는, 예를 들어, WACVD(water-assisted CVD) 공정을 수행하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 13, vertically aligned
수직배향 탄소나노튜브(160)가 형성된 희생 기판(400) 위에 제2 절연층(125)을 형성한다. 제2 절연층(125)은 희생 기판(400) 위에 절연층을 형성한 후 패터닝하는 것에 의해 형성될 수 있다. 제2 절연층(125)은 수직배향 탄소나노튜브(160)가 형성된 그래핀층(140)을 노출시킨다. 또, 제2 절연층(125)은 온도 센서(도 1의 100h)와 배선 패턴(도 1의 102)을 덮고, 배선 패드(도 1의 104)를 노출시킨다.The second
도 14를 참조하면, 제2 절연층(125)까지 형성된 희생층(410) 위의 결과물을 지지층(110)으로 전사한다. 상기 결과물은 습식 식각 공정을 수행하여 희생층(410)을 제거하는 것에 의해 희생 기판(400)으로부터 분리될 수 있고, 이어서 지지층(110) 위로 전사될 수 있다.Referring to FIG. 14, the resultant on the
도 15를 참조하면, 수직배향 탄소나노튜브(160) 표면에 금속 나노입자(165)를 형성한다. 금속 나노입자(165)는, 예를 들어, 금 나노입자일 수 있다. 금속 나노입자(165)는 수직배향 탄소나노튜브(160)가 형성된 그래핀층(140) 위에 2mM HAuCl4를 포함하고 아세토니트릴(acetonitrile)과 1:1로 혼합된 0.5M H2SO4 용액을 제공한 후 빠른 순환 전압전류법을 이용한 전기도금 공정을 수행하여 전기화학적으로 형성될 수 있다. 금속 나노입자(165)는 수직배향 탄소나노튜브(160) 표면뿐만 아니라 그래핀층(140) 표면에도 형성될 수 있다.Referring to FIG. 15,
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 영역(A)의 수직배향 탄소나노튜브(160a) 표면 위에 과산화수소 분해층(171a)과 글루코오스 분해층(172a)을 포함하는 전극층(170a)을 형성한다. 이에 의해 글루코오스 센서(100a)가 형성된다.Referring back to FIGS. 1 and 2, an
과산화수소 분해층(171a)은 수직배향 탄소나노튜브(160a)가 형성된 제1 영역(A)에 0.1M KCl, 5mM K3[Fe(CN)6], 및 5mM FeCl3를 포함하는 0.01M HCl 용액을 제공하여 전기도금 공정을 수행하는 것에 의해 프러시안 블루로 형성될 수 있다.The hydrogen
글루코오스 분해층(172a)은 0.1M KCl과 0.1g/mL 글루코오스 옥시다아제가 섞인 용액과 4% 글루타르알데이드(glutaraldehyde) 용액을 3:2의 비율로 혼합한 혼합 용액 2㎕를 과산화수소 분해층(171a)에 드랍 캐스팅하는 것에 의해 형성될 수 있다. The
도면에 도시되지 않았지만, 나피온 용액 2㎕를 글루코오스 분해층(172a)에 드랍 캐스팅하여 코팅층을 추가적으로 형성할 수 있다. Although not shown in the drawing, 2 μl of Nafion solution may be drop cast onto the
다시 도 1 및 도 4를 참조하면, 제2 영역(B)의 수직배향 탄소나노튜브(160b) 표면 위에 제2 전극층(170b)을 형성한다. 이에 의해 pH 센서(100b)가 형성된다.1 and 4, the
제2 전극층(170b)은 수직배향 탄소나노튜브(160b)가 형성된 제2 영역(B)에 0.1M 아닐린과 1H HCl을 혼합한 혼합 용액을 제공한 후 전기도금 공정을 수행하는 것에 의해 폴리아닐린으로 형성될 수 있다. The
다시 도 1 및 도 5를 참조하면, 제3 영역(C)의 수직배향 탄소나노튜브(160c) 표면 위에 과산화수소 분해층(171c)과 젖산 분해층(172c)을 포함하는 전극층(170c)을 형성한다. 이에 의해 젖산 센서(100c)가 형성된다.Referring back to FIGS. 1 and 5, an
과산화수소 분해층(171c)는 수직배향 탄소나노튜브(160a)가 형성된 제3 영역(C)에 0.1M KCl와 5mM K3[Fe(CN)6], 및 5mM FeCl3를 포함하는 0.01M HCl 용액을 제공하여 전기도금 공정을 수행하는 것에 의해 프러시안 블루로 형성될 수 있다.Hydrogen
젖산 분해층(172c)는 0.1M KCl과 0.1g/mL 락테이트 옥시다아제가 섞인 용액과 4% 글루타르알데이드(glutaraldehyde) 용액을 3:2의 비율로 혼합한 혼합 용액 2㎕를 과산화수소 분해층(171c)에 드랍 캐스팅하는 것에 의해 형성될 수 있다. The lactic
도면에 도시되지 않았지만, 나피온 용액 2㎕를 젖산 분해층(172c)에 드랍 캐스팅하여 코팅층을 추가적으로 형성할 수 있다. Although not shown in the drawings, 2 μl of Nafion solution may be drop cast onto the lactic
다시 도 1 및 도 6을 참조하면, 제4 영역(D)의 수직배향 탄소나노튜브(160d) 표면 위에 전극층(170d)을 형성한다. 이에 의해, 코르티솔 센서(100d)가 형성된다.Referring back to FIGS. 1 and 6, the
먼저, 수직배향 탄소나노튜브(160d)에 자기조립층을 형성한다. DSP(Dithiobis(succinimidyl propionate))를 녹인 아세톤 용액에 NaBH4 수용액을 혼합한 후 수직배향 탄소나노튜브(160d)에 제공하면 DSP가 환원되면서 금속 나노입자(165d)와 반응하여 상기 자기조립층이 형성될 수 있다. 항코르티솔 항체를 제공하면 항코르티솔 항체의 아미노기가 금속 나노입자(165d)와 결합된 DSP 표면의 활성화된 석시니미딜기와 결합하여 항코르티솔 항체가 금속 나노입자(165d)에 결합된다. 이에 의해, 전극층(170d)이 형성될 수 있다.First, a self-assembled layer is formed on the vertically aligned
다시 도 1 및 도 7을 참조하면, 제5 영역(E)의 수직배향 탄소나노튜브(160e) 표면 위에 제2 전극층(170e)을 형성한다. 이에 의해 습도 센서(100e)가 형성된다.Referring back to FIGS. 1 and 7, a
제2 전극층(170e)은 수직배향 탄소나노튜브(160e)가 형성된 제5 영역(E)에 0.01M 3,4-에틸렌디옥시티오펜(ethylenedioxythiophene)과 0.1M LiClO4을 포함하는 아세토니트릴 용액을 제공한 후 전기도금 공정을 수행하는 것에 의해 PEDOT로 형성될 수 있다.The
다시 도 1 및 도 8을 참조하면, 제6 영역(F)의 수직배향 탄소나노튜브(160f) 표면 위에 은층(171f)과 염화은층(172f)을 포함하는 제2 전극층(170f)을 형성한다. 이에 의해 제1 기준 전극(100f)이 형성된다.1 and 8, the
상기 은층은 제6 영역(F)에 5mM AgNO3와 1M KNO3의 수용액을 제공하여 전기도금 공정을 수행하는 것에 의해 형성될 수 있다. 상기 염화은층은 상기 은층이 형성된 영역에 0.1M의 KCl과 0.01M의 HCl의 수용액을 제공하고 전기도금 공정을 수행하여 상기 은층의 상부를 염소화하는 것에 의해 형성될 수 있다.The silver layer may be formed by performing an electroplating process by providing an aqueous solution of 5 mM AgNO 3 and 1 M KNO 3 in the sixth region (F). The silver chloride layer may be formed by providing an aqueous solution of 0.1M KCl and 0.01M HCl in a region where the silver layer is formed and chlorinating the upper portion of the silver layer by performing an electroplating process.
이와 달리, 제2 전극층(170f)은 제6 영역(F)에 Ag/AgCl 잉크 용액을 드랍 캐스팅하는 것에 의해 형성될 수도 있다.Alternatively, the
제2 기준 전극(도 1의 170g)은 형성되는 위치를 제외하고 제1 기준 전극(170f)과 형성 방법이 동일하므로 여기서는 그에 대한 설명을 생략한다. Since the forming method of the second reference electrode (170g of FIG. 1) is the same as that of the
[약물 전달 장치][Drug delivery device]
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달 장치의 사시도이고, 도 17은 도 16의 약물 전달 장치의 분해 사시도이며, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달부의 부분 확대도를 나타낸다.16 is a perspective view of a drug delivery device according to an embodiment of the present invention, FIG. 17 is an exploded perspective view of the drug delivery device of FIG. 16, and FIG. 18 is a partially enlarged view of the drug delivery unit according to an embodiment of the present invention. Indicates.
도 16 내지 도 18을 참조하면, 약물 전달 장치(20)는 가열부(200)와 약물 전달부(250)를 포함할 수 있다.16 to 18, the
가열부(200)는 지지층(210), 하부 절연층(220), 히터(230), 및 상부 절연층(240)을 분리할 수 있다.The
지지층(210)은 둘 이상의 지지층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지층(210)은 제1 지지층(211), 제2 지지층(212), 제3 지지층(213), 및 제4 지지층(214)을 포함할 수 있다. 제1 지지층(211)과 제2 지지층(212)은 제1 지지층 연결 패턴(215)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 지지층(212)과 제3 지지층(213)은 제2 지지층 연결 패턴(216)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 지지층(213)과 제4 지지층(214)은 제3 지지층 연결 패턴(217)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 지지층 연결 패턴(215), 제2 지지층 연결 패턴(216), 및 제3 지지층 연결 패턴(217)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 지지층(210)은 신축성을 가질 수 있다. 지지층(210)은 실리콘 고분자(silicone polymer), 예를 들어, PDMS로 형성될 수 있다. The
하부 절연층(220)은 지지층(210) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 하부 절연층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하부 절연층(220)은 제1 하부 절연층(221), 제2 하부 절연층(222), 제3 하부 절연층(223), 및 제4 하부 절연층(224)을 포함할 수 있다. 제1 하부 절연층(221)은 제1 지지층(211) 위에 배치될 수 있고, 제2 하부 절연층(222)은 제2 지지층(212) 위에 배치될 수 있고, 제3 하부 절연층(223)은 제3 지지층(213) 위에 배치될 수 있으며, 제4 하부 절연층(224)은 제4 지지층(214) 위에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 내지 제4 하부 절연층(221,222,223,224)은 서로 분리되어 배치되나 이에 제한되지 않으며, 지지층(210)과 동일한 형상으로 서로 연결될 수 있다. 하부 절연층(220)은, 예를 들어, 폴리이미드로 형성될 수 있다.The lower
히터(230)는 하부 절연층(220) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(230)는 제1 히터(231), 제2 히터(232), 제3 히터(233), 및 제4 히터(234)를 포함할 수 있다. 제1 히터(231)는 제1 하부 절연층(221) 위에 배치될 수 있고, 제2 히터(232)는 제2 하부 절연층(222) 위에 배치될 수 있고, 제3 히터(233)는 제3 하부 절연층(223) 위에 배치될 수 있으며, 제4 히터(224)는 제4 하부 절연층(224) 위에 배치될 수 있다. 히터(230)는, 예를 들어, 구리로 형성될 수 있다.The
상부 절연층(240)은 히터(230)를 덮도록 하부 절연층(220) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 상부 절연층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 절연층(240)은 제1 상부 절연층(241), 제2 상부 절연층(242), 제3 상부 절연층(243), 및 제4 상부 절연층(244)을 포함할 수 있다. 제1 상부 절연층(241)은 제1 히터(231)를 덮도록 제1 하부 절연층(221) 위에 배치될 수 있고, 제2 상부 절연층(242)은 제2 히터(232)를 덮도록 제2 하부 절연층(222) 위에 배치될 수 있고, 제3 상부 절연층(243)은 제3 히터(233)를 덮도록 제3 하부 절연층(233) 위에 배치될 수 있으며, 제4 상부 절연층(244)은 제4 히터(234)를 덮도록 제4 하부 절연층(224) 위에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 내지 제4 상부 절연층(241,242,243,244)은 서로 분리되어 배치되나 이에 제한되지 않으며, 지지층(210)과 동일한 형상으로 서로 연결될 수 있다. 상부 절연층(240)은, 예를 들어, 에폭시로 형성될 수 있다.The upper insulating
약물 전달부(250)는 마이크로니들 결합층(251), 마이크로니들(252), 및 마이크로 조절 약물(254)를 포함할 수 있다. The
마이크로니들 결합층(251)은 마이크로니들(252)과 결합하여 마이크로니들(252)을 지지할 수 있다. 마이크로니들(252)은 마이크로니들 결합층(251) 위에 2차원으로 배열될 수 있다. 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)은 같은 물질을 이용하여 일체로 형성될 수 있고, 마이크로니들 결합층(251)은 마이크로니들(252)을 안정적으로 지지할 수 있다. 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)은, 예를 들어, 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone) 등으로 형성될 수 있다.The
마이크로니들(252) 표면은 상변화층(253)으로 코팅될 수 있다. 상변화층(253)은 일정 온도 이상에서 상변화가 일어날 수 있는 물질, 예를 들어, 트리데카노익 애시드(tridecanoic acid)로 형성될 수 있다. 상변화층(253)은 온도가 일정 온도 이상으로 올라가면 액체 상태로 상변화가 일어나고, 마이크로니들(252) 내부에 있는 글루코오스 조절 약물(254)이 외부로 방출될 수 있다.The surface of the
글루코오스 조절 약물(341)은, 인체 내 글루코오스 농도를 올릴 수 있는 약물, 예를 들어, 글루코오스(Glucose)를 포함할 수 있고, 인체 내 글루코오스 농도를 내릴 수 있는 약물, 예를 들어, 메트포르민(Metformin), 인슐린(Insulin), 또는 글리메피리드(Glimepiride)를 포함할 수 있다.Glucose modulating drug 341 may include a drug capable of increasing glucose concentration in the human body, for example, glucose, and a drug capable of lowering glucose concentration in the human body, such as metformin. Insulin, or glymepiride may be included.
약물 전달부(250)는 둘 이상의 약물 전달부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 약물 전달부(250)는 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c), 및 제4 약물 전달부(250d)를 포함할 수 있다. 제1 약물 전달부(250a)는 제1 마이크로니들(252a) 내에 저장된 제1 글루코오스 조절 약물(254a)을 포함할 수 있고, 제1 글루코오스 조절 약물(254a)은, 예를 들어, 글루코오스일 수 있다. 제2 약물 전달부(250b)는 제2 마이크로니들(252b) 내에 저장된 제2 글루코오스 조절 약물(254b)을 포함할 수 있고, 제2 글루코오스 조절 약물(254b)은, 예를 들어, 메트포르민일 수 있다. 제3 약물 전달부(250c)는 제3 마이크로니들(252c) 내에 저장된 제3 글루코오스 조절 약물(254c)을 포함할 수 있고, 제3 글루코오스 조절 약물(254c)은, 예를 들어, 인슐린일 수 있다. 제4 약물 전달부(250d)는 제4 마이크로니들(252d) 내에 저장된 제4 글루코오스 조절 약물(254d)을 포함할 수 있고, 제4 글루코오스 조절 약물(254d)은, 예를 들어, 글리메피리드일 수 있다. 즉, 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c) 및 제4 약물 전달부(250d)는 서로 다른 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있다. The
제1 약물 전달부(250a)는 제1 히터(231) 위에 배치될 수 있고, 제2 약물 전달부(250b)는 제2 히터(232) 위에 배치될 수 있고, 제3 약물 전달부(250c)는 제3 히터(233) 위에 배치될 수 있으며, 제4 약물 전달부(250d)는 제4 히터(234) 위에 배치될 수 있다. 이와 같이, 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c) 및 제4 약물 전달부(250d)는 각각 서로 다른 히터 위에 배치되어 글루코오스 조절 약물의 방출이 제어될 수 있다. 따라서, 측정된 인체 내 글루코오스 농도가 낮은 경우, 제1 히터(231)는 제1 약물 전달부(250a)를 가열하여 제1 글루코오스 조절 약물(254a)을 방출할 수 있다. 이에 의해, 인체 내 글루코오스 농도는 정상으로 올라갈 수 있다. 측정된 인체 내 글루코오스 농도가 높은 경우, 제2 내지 제4 히터(232,233,234) 중 어느 하나가 그 위에 배치된 제2 내지 제4 약물 전달부(250b,250c,250d) 중 어느 하나를 가열하여 제2 내지 제4 글루코오스 조절 약물(254b,254c,254d) 중 어느 하나를 방출할 수 있다. 이에 의해, 인체 내 글루코오스 농도는 정상으로 내려갈 수 있다.The first
이와 같이 약물 전달부(250)는 글루코오스 농도를 내릴 수 있는 약물뿐만 아니라 글루코오스 농도를 올릴 수 있는 약물도 포함함으로써 고혈당 상태뿐만 아니라 저혈당 상태에 대해서도 인체 내 글루코오스 농도를 조절할 수 있다. 이에 의해 인체 내 혈당 항상성이 유지 및 관리될 수 있다.As such, the
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부의 신축성을 나타낸다.19 is a view illustrating elasticity of a heating unit according to an embodiment of the present invention.
도 19를 참조하면, 지지층(210)은 제1 지지층(211), 제2 지지층(212), 제3 지지층(213), 및 제4 지지층(214)을 포함할 수 있고, 히터(230)는 제1 히터(231), 제2 히터(232), 제3 히터(233), 및 제4 히터(234)를 포함할 수 있다. 제1 히터(231)는 제1 지지층(211) 위에 배치될 수 있고, 제2 히터(232)는 제2 지지층(212) 위에 배치될 수 있고, 제3 히터(233)는 제3 지지층(213) 위에 배치될 수 있으며, 제4 히터(234)는 제4 지지층(214) 위에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 19, the
제1 지지층(211)과 제2 지지층(212)은 제1 지지층 연결 패턴(215)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 지지층(212)과 제3 지지층(213)은 제2 지지층 연결 패턴(216)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 지지층(213)과 제4 지지층(214)은 제3 지지층 연결 패턴(217)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 지지층 연결 패턴(215), 제2 지지층 연결 패턴(216), 및 제3 지지층 연결 패턴(217)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 지지층(210)은 신축성을 가질 수 있다. 약물 전달 장치가 인체에 부착된 후 피부가 신장하더라도 제1 내지 제4 지지층(211,212,213,214) 각각은 제1 내지 제3 지지층 연결 패턴(215,216,217)에 의해 신장하는 피부에 대응하여 안정적으로 변형될 수 있다. The
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물 전달 장치의 평면도이고, 도 21은 도 20의 약물 전달 장치의 부분 분해 사시도이다.20 is a plan view of a drug delivery device according to another embodiment of the present invention, Figure 21 is a partially exploded perspective view of the drug delivery device of FIG.
도 20 및 도 21을 참조하면, 약물 전달 장치(20)는 가열부(200)와 약물 전달부(250)를 포함할 수 있다. 20 and 21, the
가열부(200)는 둘 이상의 가열부, 예를 들어, 제1 가열부(200a), 제2 가열부(200b), 제3 가열부(200c) 및 제4 가열부(200d)를 포함할 수 있다.The
제1 가열부(200a)는 지지층(210a), 하부 절연층(220a), 히터(230a), 및 상부 절연층(240a)을 포함할 수 있다.The
지지층(210a)은 둘 이상의 지지층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지층(210a)은 제1 지지층(211a), 제2 지지층(212a), 제3 지지층(213a), 및 제4 지지층(214a)을 포함할 수 있다. 제1 지지층(211a)과 제2 지지층(212a)은 제1 지지층 연결 패턴(215a)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 지지층(212a)과 제3 지지층(213a)은 제2 지지층 연결 패턴(216a)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 지지층(213a)과 제4 지지층(214a)은 제3 지지층 연결 패턴(217a)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 지지층 연결 패턴(215a), 제2 지지층 연결 패턴(216a), 및 제3 지지층 연결 패턴(217a)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 지지층(210a)은 신축성을 가질 수 있다. 지지층(210a)은 실리콘 고분자(silicone polymer), 예를 들어, PDMS로 형성될 수 있다. The
하부 절연층(220a)은 지지층(210a) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 하부 절연층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하부 절연층(220a)은 제1 하부 절연층(221a), 제2 하부 절연층(222a), 제3 하부 절연층(223a), 및 제4 하부 절연층(224a)을 포함할 수 있다. 제1 하부 절연층(221a)은 제1 지지층(211a) 위에 배치될 수 있고, 제2 하부 절연층(222a)은 제2 지지층(212) 위에 배치될 수 있고, 제3 하부 절연층(223a)은 제3 지지층(213a) 위에 배치될 수 있으며, 제4 하부 절연층(224a)은 제4 지지층(214a) 위에 배치될 수 있다. 제1 하부 절연층(221a)과 제2 하부 절연층(222a)은 제1 하부 절연층 연결 패턴(225a)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 하부 절연층(222a)과 제3 하부 절연층(223a)은 제2 하부 절연층 연결 패턴(226a)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 하부 절연층(223a)과 제4 하부 절연층(224a)은 제3 하부 절연층 연결 패턴(227a)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 하부 절연층 연결 패턴(225a), 제2 하부 절연층 연결 패턴(226a), 및 제3 하부 절연층 연결 패턴(227a)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 하부 절연층(220a)은 신축성을 가질 수 있다. 하부 절연층(220)은, 예를 들어, 폴리이미드로 형성될 수 있다.The lower insulating
히터(230a)는 하부 절연층(220a) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(230a)는 제1 히터(231a), 제2 히터(232a), 제3 히터(233a), 및 제4 히터(234a)를 포함할 수 있다. 제1 히터(231a)는 제1 하부 절연층(221a) 위에 배치될 수 있고, 제2 히터(232a)는 제2 하부 절연층(222a) 위에 배치될 수 있고, 제3 히터(233a)는 제3 하부 절연층(223a) 위에 배치될 수 있으며, 제4 히터(224a)는 제4 하부 절연층(224a) 위에 배치될 수 있다. 제1 히터(231a)와 제2 히터(232a)는 제1 히터 연결 패턴(215a)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 히터(232a)와 제3 히터(233a)는 제2 히터 연결 패턴(236a)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 히터(233a)와 제4 히터(234a)는 제3 히터 연결 패턴(237a)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 히터 연결 패턴(235a), 제2 히터 연결 패턴(236a), 및 제3 히터 연결 패턴(237a)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 히터(230a)은 신축성을 가질 수 있다. 히터(230)는, 예를 들어, 구리로 형성될 수 있다.The
상부 절연층(240a)은 히터(230a)를 덮도록 하부 절연층(220a) 위에 배치될 수 있고, 둘 이상의 상부 절연층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 절연층(240a)은 제1 상부 절연층(241a), 제2 상부 절연층(242a), 제3 상부 절연층(243a), 및 제4 상부 절연층(244a)을 포함할 수 있다. 제1 상부 절연층(241a)은 제1 히터(231a)를 덮도록 제1 하부 절연층(221a) 위에 배치될 수 있고, 제2 상부 절연층(242a)은 제2 히터(232a)를 덮도록 제2 하부 절연층(222a) 위에 배치될 수 있고, 제3 상부 절연층(243a)은 제3 히터(233a)를 덮도록 제3 하부 절연층(233a) 위에 배치될 수 있으며, 제4 상부 절연층(244a)은 제4 히터(234a)를 덮도록 제4 하부 절연층(224a) 위에 배치될 수 있다. 제1 상부 절연층(241a)과 제2 상부 절연층(242a)은 제1 상부 절연층 연결 패턴(245a)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제2 상부 절연층(242a)과 제3 상부 절연층(243a)은 제2 상부 절연층 연결 패턴(246a)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 제3 상부 절연층(243a)과 제4 상부 절연층(244a)은 제3 상부 절연층 연결 패턴(247a)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제1 상부 절연층 연결 패턴(245a), 제2 하부 절연층 연결 패턴(246a), 및 제3 상부 절연층 연결 패턴(247a)은 굴곡된 형상을 가질 수 있고, 이에 의해, 상부 절연층(240a)은 신축성을 가질 수 있다. 상부 절연층(240)은, 예를 들어, 에폭시로 형성될 수 있다.The upper insulating
제1 지지층 연결 패턴(215a), 제1 하부 절연층 연결 패턴(225a), 제1 히터 연결 패턴(235a), 및 제1 상부 절연층 연결 패턴(245a)은 서로 대응하도록 형성될 수 있고, 제2 지지층 연결 패턴(216a), 제2 하부 절연층 연결 패턴(226a), 제2 히터 연결 패턴(236a), 및 제2 상부 절연층 연결 패턴(246a)은 서로 대응하도록 형성될 수 있으며, 제3 지지층 연결 패턴(217a), 제3 하부 절연층 연결 패턴(227a), 제3 히터 연결 패턴(237a), 및 제3 상부 절연층 연결 패턴(247a)은 서로 대응하도록 형성될 수 있다.The first support
도면에 도시되지 않았지만, 제1 가열부(200a), 제2 가열부(200b), 제3 가열부(200c), 및 제4 가열부(200d)의 지지층들은 굴곡된 형상의 패턴으로 서로 연결될 수 있다. Although not shown in the drawings, the supporting layers of the
제2 가열부(200b), 제3 가열부(200c), 및 제4 가열부(200d)는 배치되는 영역을 제외하고 제1 가열부(200a)와 구성이 동일하므로 여기서는 그에 대한 설명을 생략한다.Since the
약물 전달부(250)는 둘 이상의 가열부, 예를 들어, 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c), 및 제4 약물 전달부(250d)를 포함할 수 있다.The
제1 약물 전달부(250a)는 제1 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있고, 상기 제1 글루코오스 조절 약물은, 예를 들어, 글루코오스일 수 있다. 제2 약물 전달부(250b)는 제2 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있고, 상기 제2 글루코오스 조절 약물은, 예를 들어, 메트포르민일 수 있다. 제3 약물 전달부(250c)는 제3 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있고, 상기 제3 글루코오스 조절 약물은, 예를 들어, 인슐린일 수 있다. 제4 약물 전달부(250d)는 제4 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있고, 상기 제4 글루코오스 조절 약물은, 예를 들어, 글리메피리드일 수 있다. 즉, 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c) 및 제4 약물 전달부(250d)는 서로 다른 글루코오스 조절 약물을 포함할 수 있다.The first
제1 약물 전달부(250a)는 제1 가열부(200a) 위에 배치될 수 있고, 제2 약물 전달부(250b)는 제2 가열부(200b) 위에 배치될 수 있고, 제3 약물 전달부(250c)는 제3 가열부(200c) 위에 배치될 수 있으며, 제4 약물 전달부(250d)는 제4 가열부(200d) 위에 배치될 수 있다. 이와 같이, 제1 약물 전달부(250a), 제2 약물 전달부(250b), 제3 약물 전달부(250c) 및 제4 약물 전달부(250d)는 각각 서로 다른 가열부 위에 배치되어 글루코오스 조절 약물의 방출이 제어될 수 있다. 따라서, 측정된 인체 내 글루코오스 농도가 낮은 경우, 제1 가열부(200a)는 제1 약물 전달부(250a)를 가열하여 상기 제1 글루코오스 조절 약물을 방출할 수 있다. 이에 의해, 인체 내 글루코오스 농도는 정상으로 올라갈 수 있다. 측정된 인체 내 글루코오스 농도가 높은 경우, 제2 내지 제4 가열부(200b,200c,200d) 중 어느 하나가 그 위에 배치된 제2 내지 제4 약물 전달부(250b,250c,250d) 중 어느 하나를 가열하여 상기 제2 내지 제4 글루코오스 조절 약물 중 어느 하나를 방출할 수 있다. 이에 의해, 인체 내 글루코오스 농도는 정상으로 내려갈 수 있다. The first
이와 같이 약물 전달부(250)는 글루코오스 농도를 내릴 수 있는 약물뿐만 아니라 글루코오스 농도를 올릴 수 있는 약물도 포함함으로써 고혈당 상태뿐만 아니라 저혈당 상태에 대해서도 인체 내 글루코오스 농도를 조절할 수 있다. 이에 의해 인체 내 혈당 항상성이 유지 및 관리될 수 있다.As such, the
도 22 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 전달부의 형성 방법을 나타낸다.22 to 24 illustrate a method of forming a drug delivery unit according to an embodiment of the present invention.
도 22를 참조하면, 몰드(500)에 글루코오스 조절 약물을 포함하는 비닐피롤리돈 용액(250s)을 제공한다. 몰드(500)는 2차원적으로 배열되는 홈(500h)을 갖는다. 홈(500h)은 약 250㎛의 직경과 약 1mm의 높이를 가질 수 있다. 몰드(500)는, 예를 들어, PDMS 몰드일 수 있다. 몰드(500)를 이용하는 것에 의해 복잡한 공정 없이 약물 전달부(250)의 형성 과정을 단순화할 수 있다. Referring to FIG. 22, a
도 23을 참조하면, 몰드(500)에 제공된 비닐피롤리돈 용액(250s)에 AIBN 개시제를 첨가하여 비닐피롤리돈을 중합하여 폴리비닐피롤리돈을 형성하고, 상기 폴리비닐피롤리돈을 자외선을 경화시켜 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)을 형성한다. 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)은 일체로 형성될 수 있다. 마이크로니들(252)은 몰드(500)의 홈(500h)에 형성되고, 마이크로니들 결합층(251)에 2차원으로 배열된다. 마이크로니들(252)은 약 250㎛의 직경과 약 1mm의 높이를 가질 수 있다. 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)을 몰드(500)로부터 분리한다.Referring to FIG. 23, an AIBN initiator is added to a
도면에는 도시되지 않았지만, 마이크로니들 결합층(310)에 가열부(도 16의 200)를 부착하여 마이크로니들 결합층(251)과 마이크로니들(252)을 몰드(500)로부터 분리할 수 있다. 또, 이와 달리, 약물 전달부를 완전히 형성한 후에 상기 가열부와 결합시킬 수 있다. Although not shown in the drawings, the
상기 글루코오스 조절 약물은 글루코오스, 메트포르민, 인슐린, 및 글리메피리드 중에서 하나 또는 둘 이상 포함할 수 있다. 상기 글루코오스, 상기 메트포르민, 상기 인슐린, 및 상기 글리메피리드는 각각 몰드(500)의 서로 다른 영역에 배치된 홈(500h)에 제공되어 하나의 약물 전달부의 서로 다른 영역의 마이크로니들 내에 배치될 수 있다. 또는 상기 글루코오스, 상기 메트포르민, 상기 인슐린, 및 상기 글리메피리드는 각각 분리된 약물 전달부의 마이크로니들 내에 배치될 수 있다. The glucose control drug may include one or two or more of glucose, metformin, insulin, and glymepiride. The glucose, the metformin, the insulin, and the glimepiride may be provided in the
도 24를 참조하면, 마이크로니들(252) 표면을 상변화 물질(253s)로 코팅한다. 스프레이 코팅(spray coating), 딥 코팅(dip coating), 또는 드랍 캐스팅(drop casting) 등의 공정을 수행하여 마이크로니들(252) 표면이 상변화 물질(253s)로 코팅될 수 있다. 상변화 물질(253s)은, 예를 들어, 트리데카노익 애시드일 수 있다.Referring to FIG. 24, the surface of the
[웨어러블 바이오 시스템][Wearable Bio System]
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 바이오 시스템을 나타낸다.25 illustrates a wearable bio system according to an embodiment of the present invention.
도 1, 도 16, 도 17, 및 도 25를 참조하면, 웨어러블 바이오 시스템(1)은 바이오 센싱 장치(10), 약물 전달 장치(20), 및 제어 장치(30)를 포함할 수 있다. 바이오 센싱 장치(10) 및 약물 전달 장치(20)는 각각 전술한 실시예들에서 설명한 바이오 센싱 장치 및 약물 전달 장치와 동일하므로 중복되는 설명은 생략될 수 있다.1, 16, 17, and 25, the
바이오 센싱 장치(10)는 바이오 센싱 통신부(11)를 포함할 수 있고, 약물 전달 장치(20)는 약물 전달 통신부(21)를 포함할 수 있으며, 제어 장치(30)는 제어 통신부(31)를 포함할 수 있다. 바이오 센싱 통신부(11), 약물 전달 통신부(21), 및 제어 통신부(31)는 적어도 둘 이상 서로 유선 또는 무선으로 연결될 수 있고, 서로 전기 신호를 송수신할 수 있다. The
제어 장치(30)는 바이오 센싱 장치(10) 및 약물 전달 장치(20)와 전기 신호를 송수신할 수 있고, 바이오 센싱 장치(10)와 약물 전달 장치(20)를 제어할 수 있다.The
도 25에는 제어 장치(30)가 바이오 센싱 장치(10) 및 약물 전달 장치(20)와 구분되어 도시되어 있으나 이에 제한되지 않으며, 제어 장치(30)는 바이오 센싱 장치(10)나 약물 전달 장치(20)에 포함될 수 있다.In FIG. 25, the
바이오 센싱 장치(10)가 인체에 부착되면, 제어 장치(30)는 인체 내 글루코오스 농도를 분석하기 전에 일정량의 땀이 흡수되었는지를 확인하기 위해 습도 센서(100e)로부터 신호를 수집하여 습도를 측정한다.When the
일정 습도 이상이 되었을 때, 제어 장치(30)는 글루코오스 센서(100a)로부터 신호를 수집하여 땀 속의 글루코오스 농도를 측정한다. 또, 제어 장치(30)는 pH 센서(100b)로부터 신호를 수집하여 땀의 pH를 측정하고, 온도 센서(100h)로부터 신호를 수집하여 땀의 온도를 측정한다.When a certain humidity or more, the
제어 장치(30)는 측정된 pH값과 온도값을 이용하여 측정된 글루코오스 농도값을 보정한다. 효소 기반의 전기화학 센서는 pH나 온도의 변화에 따라 신호가 왜곡될 수 있고, 이에 의해 측정 오류가 발생할 수 있다. 제어 장치(30)는 측정된 pH값과 온도값을 이용하여 측정된 글루코오스 농도값을 더욱 정밀하게 보정할 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 바이오 센서(100)는 스트레인 센서를 더 포함할 수 있고, 사용자의 움직임에 따라 야기될 수 있는 신호 왜곡도 보정할 수 있다.The
제어 장치(30)는 보정된 글루코오스 농도에 따라 사용자의 체내 혈당 상태를 저혈당 상태 또는 고혈당 상태로 진단한다.The
사용자의 체내 혈당 상태가 저혈당 상태로 진단되면, 제어 장치(30)는 가열부(200)의 제1 히터(231)을 동작시켜 제1 글루코오스 조절 약물(254a), 예를 들어, 글루코오스를 인체 내로 투입한다. When the blood glucose state of the user is diagnosed as a hypoglycemic state, the
사용자의 체내 혈당 상태가 고혈당 상태로 진단되면, 제어 장치(30)는 가열부(200)의 제2 내지 제4 히터(232,233,234) 중 어느 하나를 동작시켜 인체 내로 제2 내지 제4 글루코오스 조절 약물(254b,254c,254d), 예를 들어, 메트포르민, 인슐린, 또는 글리메피리드 중 어느 하나를 인체 내로 투입한다.If the user's blood glucose state is diagnosed as a hyperglycemic state, the
이와 같이, 저혈당 상태와 고혈당 상태에 대하여 대응하여 글루코오스 조절 약물을 투입할 수 있어 사용자의 혈당 항상성이 유지 및 관리될 수 있다.As such, glucose control drugs may be injected in response to the hypoglycemic state and the hyperglycemic state, thereby maintaining and managing the blood glucose homeostasis of the user.
일정 습도 이상이 되었을 때, 제어 장치(30)는 젖산 센서(100c)로부터 신호를 수집하여 땀 속의 젖산 농도를 측정한다. 젖산은 에크린 땀샘에서 생겨 땀을 통해 분비되는 물질로, 피부 주위의 근육의 무산소 호흡의 결과로 형성된다. 이렇게 형성된 젖산은 에크린 땀샘의 땀을 통해 배출된다. 당뇨병 환자의 경우, 혈당 관리 과정에서 식이요법과 함께 적절한 운동이 권장되는 경우가 많다. 그러나, 과도한 운동은 코르티솔 농도를 높여 오히려 혈당 조절에 방해될 수 있으므로, 젖산 센서(100c)를 통해 땀 속의 젖산을 정확하게 측정함으로써 과도한 운동에 도달하지 않도록 조절할 수 있다.When a certain humidity or more, the
일정 습도 이상이 되었을 때, 제어 장치(30)는 코르티솔 센서(100d)로부터 신호를 수집하여 땀 속의 코르티솔 농도를 측정한다. 코르티솔은 스트레스 호르몬으로, 몸 전체의 면역 기능을 약화시키고 혈당 수치를 일시적으로 높일 수 있다. 따라서, 코르티솔 센서(100d)에 측정된 코르티솔 농도는 혈당 항상성을 유지하고 관리하는데 이용될 수 있다. When a certain humidity or more, the
도면에 도시되지 않았지만, 제어 장치(30)는 제어 통신부(31)나 제어 통신부(31)에 연결된 별도의 네트워크 장치를 통하여 진단된 사용자의 상태를 사용자의 무선 단말이나 가족의 무선 단말, 특정 병원, 구급 센터, 또는 서비스 제공 업체로 전송할 수 있고, 사용자의 상태가 위험해지지 않도록 관리될 수 있다.Although not shown in the drawing, the
이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, specific embodiments of the present invention have been described. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치는 우수한 신뢰성을 가질 수 있다. 상기 바이오 센싱 장치는 질병 진단이나 생체 신호 측정을 정확하게 할 수 있다.The biosensing device according to embodiments of the present invention may have excellent reliability. The bio-sensing device can accurately diagnose disease or measure biological signals.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치는 감도가 우수하다. 상기 바이오 센싱 장치는 땀 속의 고농도의 글루코오스뿐만 아니라 저농도의 글루코오스도 정확하게 측정할 수 있다. 상기 바이오 센싱 장치는 땀 속의 저농도의 코르티솔도 정확하게 측정할 수 있다.Biosensing device according to embodiments of the present invention is excellent in sensitivity. The bio-sensing device can accurately measure low concentrations of glucose as well as high concentrations of glucose in sweat. The biosensing device can accurately measure low concentrations of cortisol in sweat.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치는 혈당의 항상성을 관리할 수 있다. 상기 바이오 센싱 장치는 고혈당 상태와 저혈당 상태에 모두 대응하여 혈당을 일정하게 유지할 수 있다. 또, 상기 바이오 센싱 장치는 스트레스나 운동 등에 의한 혈당 변화를 고려하여 혈당 항상성을 더욱 효과적으로 관리할 수 있다.The biosensing device according to embodiments of the present invention may manage homeostasis of blood glucose. The bio-sensing device may maintain a constant blood sugar in response to both a high blood sugar state and a low blood sugar state. In addition, the biosensing device may more effectively manage blood sugar homeostasis in consideration of changes in blood sugar caused by stress or exercise.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 센싱 장치는 비침습적인 방식으로 인체의 글루코오스 농도를 정확하게 측정할 수 있다. 상기 바이오 센싱 장치는 습도 센서에 의해 글루코오스 센싱에 필요한 땀의 수집 여부를 확인할 수 있다. 상기 바이오 센싱 장치는 상기 글루코오스 센서에 의해 측정된 글루코오스 농도가 pH 센서 및/또는 온도 센서에 의해 보정될 수 있어 글루코오스 농도를 더욱 정확하게 측정할 수 있다. Biosensing device according to embodiments of the present invention can accurately measure the glucose concentration of the human body in a non-invasive manner. The bio-sensing device may check whether sweat collected for glucose sensing is collected by a humidity sensor. The biosensing device can measure the glucose concentration more accurately by measuring the glucose concentration measured by the glucose sensor by the pH sensor and / or the temperature sensor.
본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 장치는 인체에 약물을 투입할 수 있다. 상기 약물 전달 장치는 인체에 투입되는 약물의 종류를 조절할 수 있다. 따라서, 사용자의 상태에 최적화된 약물을 인체에 투입할 수 있다.Drug delivery device according to embodiments of the present invention can inject drugs into the human body. The drug delivery device may adjust the type of drug injected into the human body. Therefore, the drug optimized for the user's condition can be injected into the human body.
본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 장치는 인체에 글루코오스 조절 약물을 투입할 수 있다. 상기 약물 전달 장치는 사용자의 인체 내 글루코오스 농도에 따라 인체에 투입되는 글루코오스 조절 약물의 종류를 조절할 수 있다. 상기 약물 전달 장치는 혈당의 항상성을 유지할 수 있게 한다.The drug delivery device according to the embodiments of the present invention may inject glucose control drugs into the human body. The drug delivery device may adjust the type of glucose regulating drug introduced into the human body according to the glucose concentration in the human body of the user. The drug delivery device makes it possible to maintain homeostasis of blood glucose.
본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 장치는 신축성을 가질 수 있어 인체에 부착되어 안정적으로 사용될 수 있다.The drug delivery device according to the embodiments of the present invention may have elasticity and may be stably attached to a human body.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111543961A (en) * | 2020-05-11 | 2020-08-18 | 清华大学 | Wireless flexible patch type temperature sensor and preparation method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050086556A (en) * | 2002-11-26 | 2005-08-30 | 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. | Healthcare monitoring system |
| JP2006326337A (en) * | 2000-02-29 | 2006-12-07 | Zars Inc | Controlled heat to regulate transdermal delivery of medical substance |
| KR20090128499A (en) * | 2007-03-19 | 2009-12-15 | 인슐린 메디컬 엘티디 | Drug delivery devices |
| JP2014215150A (en) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | 大日本印刷株式会社 | Electrode for biosensor, biosensor, conductive resin composition for biosensor |
-
2017
- 2017-06-21 WO PCT/KR2017/006508 patent/WO2018004182A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006326337A (en) * | 2000-02-29 | 2006-12-07 | Zars Inc | Controlled heat to regulate transdermal delivery of medical substance |
| KR20050086556A (en) * | 2002-11-26 | 2005-08-30 | 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. | Healthcare monitoring system |
| KR20090128499A (en) * | 2007-03-19 | 2009-12-15 | 인슐린 메디컬 엘티디 | Drug delivery devices |
| JP2014215150A (en) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | 大日本印刷株式会社 | Electrode for biosensor, biosensor, conductive resin composition for biosensor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| LEE, HYUN JAE ET AL.: "A Grapbene-Based Electrochemical Device with Thermoresponsive Microneedles for Diabetes Monitoring and Therapy", NATURE NANOTECHNOLOGY, vol. 11, 21 March 2016 (2016-03-21), pages 566 - 574, XP055451020 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111543961A (en) * | 2020-05-11 | 2020-08-18 | 清华大学 | Wireless flexible patch type temperature sensor and preparation method thereof |
| CN111543961B (en) * | 2020-05-11 | 2021-03-09 | 清华大学 | Wireless flexible patch type temperature sensor and preparation method thereof |
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