BIOMETRIC INFORMATION MEASUREMENT DEVICE

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 일부 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 도면 설명과 관련하여서, 유사한 구성요소에 대해서 동일 또는 유사한 참조부호가 사용될 수 있다.

'제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, '전면', '후면', '상면', '하면' 등과 같은 도면에 보이는 것을 기준으로 기술된 상대적인 용어들은 '제1', '제2' 등과 같은 서수들로 대체될 수 있다. '제1', '제2' 등의 서수들에 있어서 그 순서는 언급된 순서나 임의로 정해진 것으로서, 필요에 따라 임의로 변경될 수 있다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명에서 전자 장치는 터치 패널을 구비하는 임의의 장치일 수 있으며, 전자 장치는 단말, 휴대 단말, 이동 단말, 통신 단말, 휴대용 통신 단말, 휴대용 이동 단말, 디스플레이 장치 등으로 칭할 수 있다.

예를 들어, 전자 장치는 스마트폰, 휴대폰, 내비게이션 장치, 게임기, TV, 차량용 헤드 유닛, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) 컴퓨터, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등일 수 있다. 전자 장치는 무선 통신 기능을 갖는 포켓 사이즈의 휴대용 통신 단말로서 구현될 수도 있다. 또한, 전자 장치는 플렉서블 장치 또는 플렉서블 디스플레이 장치일 수 있다.

전자 장치는 서버 등의 외부 전자 장치와 통신하거나, 외부 전자 장치와의 연동을 통해 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 카메라에 의해 촬영된 영상 및/또는 센서부에 의해 검출된 위치 정보를 네트워크를 통해 서버로 전송할 수 있다. 네트워크는, 이에 한정되지 않지만, 이동 또는 셀룰러 통신망, 근거리 통신망(Local Area Network: LAN), 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network: WLAN), 광역 통신망(Wide Area Network: WAN), 인터넷, 소지역 통신망(Small Area Network: SAN) 등일 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)의 개략적인 사시도이다. 도 2는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)의 분리 사시도이다. 도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)의 개략적인 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)는, 센서부(110)와, 니들부(140)를 포함할 수 있으며, 상기 생체 정보 측정 장치(100)를 제작하는 공정과정에서 니들부(140)를 형성하도록 몰드부(150)가 더 포함될 수 있다.

상기 센서부(110)는 상기 니들부(140)를 통해 검출되는 사용자(H: human, 도 11 참조)의 생체 정보를 전달 받아 이에 대해 다양한 생체 정보를 검출하도록 구비될 수 있다. 센서부(110)는 후술하는 니들부(140)가 상기 센서부(110)의 내측에서 상기 센서부(110)의 일면으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 상기 센서부(110)의 내측에는 상기 니들부(140)의 베이스(140Ⅰ+140Ⅱ)가 구비되는 공간들이 형성될 수 있고, 상기 니들부(140)의 베이스(140Ⅰ+140Ⅱ)를 통해 센서부(110)들과 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있다. 후술하나, 니들부(140, '니들부재'라고도 함.)는 효소부재(142)와 전도성 폴리머(143)가 혼한된(mixed) 생체 적합성 유기물(141)로 이루어질 수 있다. 또한, 니들부(140)는 효소부재(142)와 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)을 중합함에 따라 상기 센서부(110)의 내측에서부터 상기 센서부(110)의 일면으로 돌출되게 성형될 수 있다. 도시되진 않았으나, 센서부(110)는 커넥터 등을 통해 회로부, 예컨대 통신 모듈과 연결되어 센서부(110)로부터 측정된 생체 정보를 별도의 전자 장치, 예를 들어 휴대 단말기 등에 전달하거나, 전달 받도록 구비될 수 있다. 상기 전자 장치의 경우, 회로부를 통해 전달 받은 정보를 저장하거나, 저장된 정보를 생체 정보 측정 장치(100)로 송신할 수도 있다. 이러한 전자 장치는 디스플레이 모듈을 구비하여 생체 정보, 예를 들어 검출자의 혈당 정보를 표시할 수 있고, 이를 통해 다양한 정보, 예컨대 사용자(H, 도 11 참조)의 혈당 농도에 따른 음식 섭취 등을 표시할 수 도 있다. 또한, 전자 장치는 생체 정보 측정 장치(100)에서 검출된 정보를 실시간 또는 날짜 별이나, 또는 수치 상으로 데이터화하여 이를 사용자(H, 도 11 참조)가 확인할 수 있도록 구비될 수 도 있다.

상기 센서부(110)는 기판부(120)와, 하우징(130)을 포함할 수 있다.

상기 기판부(120)는 상기 하우징(130)의 하부에 배치될 수 있고, 후술하는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141) 또는 효소부재(142)는 혼합되지 않고 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)이 주입되어 채워져 성형되도록 제1공간부(125)를 형성할 수 있다. 기판부(120)는 메인 기판(121)과 전극부(122, 123), 예컨대 제1전극(122)과 제2전극(123)을 포함할 수 있다. 메인 기판(121)은 하우징(130)의 하부에 배치되고, 메인 기판(121)의 적어도 하나의 일면에 전극부(122, 123)를 배치할 수 있다. 예컨대, 전극부(122, 123)는 본 발명의 일 실시 예에서와 같이 메인 기판(121)의 상, 하부로 배치되는 제1전극(122)과 제2전극(123)을 포함할 수 있다. 그러나, 전극부(122, 123)는 메인 기판(121)의 상부에만 배치되거나, 또는 메인 기판(121)의 하부로만 배치될 수도 있다. 본 발명의 일 실시 예에서와 같이, 메인 기판(121)의 상, 하부에 제1전극(122)과 제2전극(123)이 배치되는 경우, 하우징(130)은 하면에서부터 제2전극(123), 메인 기판(121), 제1전극(122)의 순서로 적층될 수 있다. 또한, 니들부(140)의 베이스(140Ⅰ+140Ⅱ)는 제1전극(122)과 제2전극(123)과 연결되는데, 니들부(140)에 포함된 전도성 폴리머(143)가 니들부(140)의 베이스(140Ⅰ+140Ⅱ)에서 제1전극(122)과 제2전극(123)과 접촉되어 연결되면서 효소부재(142)의 반응에 의해 발생된 전기 신호(또는 전류)를 전극부(122, 123)로 전달될 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)에서, 메인 기판(121)을 나타내는 도면이다. 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)에서, 리저버(126a)의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.

도 4 내지 도 5d를 참조하면, 메인 기판(121)에는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 인입되어 채워진 상태에서 성형되는 수용부(126)가 구비될 수 있다. 메인 기판(121)의 상, 하면에는 상술한 상기 제1, 2전극(122, 123)이 배치될 수 있다. 후술하나 수용부(126)는 제1전극(122)에 형성되는 제1개구부(127)와 제2전극(123)에 형성되는 제2개구부(128)와 연결되게 구비될 있다. 수용부(126)에는 리저버(126a)(reservoir)가 구비될 수 있다. 리저버(126a)는 수용부(126)로 유입된 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)가 성형될 때 발생되는 부피의 변화를 완충하기 위한 구성물이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 리저버(126a)는 후술하는 제2개구부(128)와 소정 간격 이격되어 상기 제2개구부(128)와 동일 크기를 가지는 수용부(126)에서 제1개구부(127) 측에 넓은 공간을 형성하도록 구비되는 것을 예를 들어 설명한다(도 4 참조). 그러나, 리저버(126a)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어 리저버(126a)는 제1개구부(127)와 제2개구부(128) 사이에 구비되되, 수용부(126) 자체를 제2개구부(128)보다 크게 형성하고, 제1개구부(127)를 수용부(126)와 대응되는 크기로 형성되도록 구비할 수도 있다(도 5a 참조). 이와는 달리 리저버(126a)는 제1개구부(127)와 제2개구부(128) 사이에 구비되되, 수용부(126) 자체를 제1개구부(127)와 제2개구부(128)보다 크게 형성되도록 구비할 수도 있다(5b). 이와는 달리 리저버(126a)는 수용부(126)의 상, 하면은 제1개구부(127)와 제2개구부(128)와 동일 크기로 연결되며, 리저버(126a)가 제1개구부(127)와 제2개구부(128) 사이에서 제1개구부(127)와 제2개구부(128)에서 각각 이격된 부분에 넓은 공간을 형성하도록 구비될 수도 있다(도 5c 참조). 또한 이와 달리 리저버(126a)는 제1개구부와 제2개구부 사이에 배치되되, 수용부(126)의 일측면에서 일방향으로 돌출되어 공간을 형성하도록 구비될 수도 있다(도 5D 참조).

도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)에서, 2전극 또는 3전극으로 구비되는 전극부(122, 123)를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 전극부(122, 123)(도 1 내지 도 3 함께 참조)는 메인 기판(121)에 구비되며, 메인 기판(121)의 상, 하부로 실장될 수 있도록 제1전극(122)과 제2전극(123)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극부(122, 123)는 생체 정보 신호를 검출하기 위해 2전극 또는 3전극으로 구비될 수 있다. 전극부(122, 123)가 2전극으로 구비되는 경우, 작동 전극(W.E, 122W, 123W)(working electrode)과, 상기 작동 전극(W.E, 122W, 123W)의 둘레로 구비되는 상대 전극(C.E, 122C, 123C)(counter electrode)으로 구비될 수 있고, 전극부(122, 123)가 3전극으로 구비되는 경우, 작동 전극(W.E, 122W, 123W)(working electrode)과, 상기 작동 전극(W.E, 122W, 123W)의 둘레로 구비되는 상대 전극(C.E, 122C, 123C)(counter electrode) 및 상기 작동 전극(W.E, 122W, 123W)의 둘레로 상기 상대 전극(C.E, 122C, 123C)의 단부와 이웃하게 구비되는 기준 전극(R.E, 122R, 123R)(reference electrode)으로 구비될 수 있다. 후술하나 전극부(122, 123)가 2전극으로 구비되는 경우 니들부(140)는 2전극의 각각의 위치에 대응되어 연결되게 구비될 수도 있으나, 본 발명에서는 2전극 중 작동 전극(W.E, 122W, 123W)과 대응되어 연결될 수 있게 센서부(110) 상에 형성되는 것을 예를 들어 설명할 수 있다. 또한,전극부(122, 123)가 3전극으로 구비되는 경우 니들부(140)는 3전극의 각각의 위치에 대응되어 연결되게 구비될 수 있으나, 본 발명에서는 3전극 중 작동 전극(W.E, 122W, 123W)과 대응되어 연결될 수 있게 센서부(110) 상에 형성되는 것을 예를 들어 설명한 수 있다

간단하게 작동 전극(W.E)은 목적하는 반응을 일으키기 위해 사용되는 전극으로서, 동작 전극, 작업 전극, 시험 전극이라고도 한다. 작동 전극(W.E)은 니들부(140)를 통해 얻어진 생체 신호를 통해 다양한 생체 정보, 예컨대 포도당(Glucose), 젖산(lactic acid), 체온, 혈압, 피부의 전도도, 심박동, 심전도, 콜레스테롤, 미네랄, 질병 바이오마커(BIO-Marker), 사이토카인(Cytokine), 호르몬, 바이러스 또는 바이러스 유래물질, 세균 또는 세균 유래물질 중 적어도 어느 하나를 검출하여 측정할 수 있을 것이다.

상대 전극(C.E)은 대향 전극이라고도 하며, 작동 전극(W.E)에서 전류를 흐르게 하기 위해 작동 전극(W.E)에 대향하도록 설치한 전극이다. 기준 전극(R.E)은 전위차를 측정하는 등의 실용상의 기준이 되는 전극으로서, 예컨대 용액과 금속 사이에서 발생되는 전극 전위를 측정할 경우, 그의 절대치는 측정하지 못하기 때문에 용액과의 사이의 전위차는 변화하지 않는 것을 기준으로 하여 전극과 조합함에 따라 상대치를 측정할 수 있도록 하는 것으로, 비교 전극 또는 참고 전극이라고도 한다. 전극부(122, 123)가 2전극으로 구비될 때, 작동 전극(W.E)과 상대 전극(C.E) 사이의 전위차를 두어 발생하는 전류를 측정하여 생체 정보 신호를 계산할 수 있다. 이와 달리 전극부(122, 123)가 3전극으로 구비될 때, 작동 전극(W.E)은 전기 신호를 측정하기 위해 구비되고, 상대 전극(C.E)은 작동 전극(W.E)의 둘레로 작동 전극(W.E)과 전기적으로 연결되게 구비되고, 기준 전극(R.E)은 상대 전극(C.E)의 단부 쪽으로 작동 전극(W.E)에 기준 전위를 공급하도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서와 같이 전극부(122, 123)가 메인 기판(121)의 상면 및 하면에 각각 배치되는 경우, 제1전극(122)은 메인 기판(121)의 일면에 구비될 수 있으며, 니들부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2전극(123)은 메인 기판(121)의 타면에 구비될 수 있으며, 생체 정보 측정 장치(100)의 외부 커넥터 단자와 연결될 수 있도록 구비될 수 있다.

상술하였듯이 메인 기판(121)과 제1,2전극(122, 123)을 포함하는 기판부(120)에는 제1공간부(125)가 구비될 수 있다(도 3 및 도 4 참조). 제1공간부(125)는 수용부(126)와 제1개구부(127)와 제2개구부(128)로 구비될 수 있다.

제1전극(122), 메인 기판(121), 제2전극(123)이 적층된 상태에서 제1개구부(127)와 수용부(126) 및 제2개구부(128)는 서로가 연결되어 하나의 제1공간부(125)를 형성하는 것이다. 제1공간부(125)에는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 채워져 성형되는데, 제1공간부(125)에 채워진 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)에 의해 상기 제1전극(122)과 제2전극(123)을 통전되게 구비될 수 있다.

수용부(126)는 앞서도 언급하였듯이 메인 기판(121) 내측을 관통하며 공간을 형성하는 구성물이다. 수용부(126)는 후술하는 제1개구부(127)나 제2개구부(128)와 동일 형상으로 구비될 수도 있다. 수용부(126)에는 수용부(126)로 주입되어 성형되는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)나 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)의 부피 변화를 위해 소정의 공간을 가지도록 리저버(126a)가 구비될 수도 있는 것은 앞서서 설명하였다.

제1개구부(127)는 제1전극(122)의 일면과 타면을 관통하도록 형성되고, 수용부(126)의 위치에 대응되게 구비될 수 있다. 제1개구부(127)는 제2공간부(135)와 상기 수용부(126)를 연결할 수 있게 형성될 수 있다. 제1개구부(127)는 상기 생체 정보 측정 장치(100)의 제작 시 제2개구부(128)와 수용부(126)를 통해 주입된 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)을 제2공간부(135)로 주입하기 위해 구비될 수 있다. 제1개구부(127)는 전극부(122, 123)에 각 한 쌍씩 구비될 수 있다. 예를 들어, 전극부(122, 123)가 2전극으로 형성되는 경우, 제1개구부(127)는 작동 전극(W.E)에 두 개, 상대 전극(C.E)에 두 개씩 각각 형성될 수 있다. 이는 후술하는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 센서부(110)에 주입되어 니들부(140) 또는 후술하는 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)를 형성할 때, 한 쌍으로 구비되는 제1개구부(127) 중 하나는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 유입되는 주입구(127Wa, 127Ca)로 구비될 수 있으며, 한 쌍으로 구비되는 제1개구부(127) 중 나머지 하나는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 채워질 때 제1공간부(125)나 제2공간부(135)에 채워져 있는 공기가 배출될 수 있는 공기의 배출구(127Wb, 127Cb)로서 구비될 수 있는 것이다. 또한, 전극부(122, 123)가 3전극으로 형성되는 경우, 제1개구부(127)는 작동 전극(W.E)에 두 개, 상대 전극(C.E)에 두 개 및 기준 전극(R.E)에 두 개씩 각각 형성될 수 있다. 이는 앞서도 언급하였듯이 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 센서부(110)에 주입되어 니들부(140) 또는 후술하는 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)를 형성할 때, 한 쌍으로 구비되는 제1개구부(127) 중 하나는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 유입되는 주입구(127Wa, 127Ca, 127Ra) 로 구비될 수 있고, 한 쌍으로 구비되는 제1개구부(127) 중 나머지 하나는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 채워질 때 제1공간부(125)나 제2공간부(135)에 채워져 있는 공기가 배출될 수 있는 공기의 배출구(127Wb, 127Cb, 127Rb)로서 구비될 수 있다.

제1개구부(127)에 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 채워져 성형되면, 성형된 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)은 제1전극(122)과 전기적으로 연결될 수 있을 것이다.

제2개구부(128)는 제2전극(123) 상에 형성될 수 있다. 제2개구부(128)는 수용부(126)와 대응되는 위치로 수용부(126)와 연결될 수 있도록 구비되며, 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)을 주입할 수 있도록 구비될 수 있다. 제2개구부(128)는 전극부(122, 123)에 각각 한 쌍씩 구비될 수 있다. 예를 들어, 전극부(122, 123)가 2전극으로 형성되는 경우, 제2개구부(128)는 작동 전극(W.E)에 두 개, 상대 전극(C.E)에 두 개씩 각각 형성될 수 있다. 이는 후술하는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 센서부(110)에 주입되어 니들부(140) 또는 후술하는 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)를 형성할 때, 한 쌍으로 구비되는 제2개구부(128) 중 하나는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 유입되는 주입구(128Wa, 128Ca)로 구비될 수 있고, 한 쌍으로 구비되는 제2개구부(128) 중 나머지 하나는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 채워질 때 제1공간부(125)나 제2공간부(135)에 채워져 있는 공기가 배출될 수 있는 공기의 배출구(128Wb, 128Cb)로 구비될 수 있다. 또한, 전극부(122, 123)가 3전극으로 형성되는 경우, 제2개구부(128)는 작동 전극(W.E)에 두 개, 상대 전극(C.E)에 두 개 및 기준 전극(R.E)에 두 개씩 각각 형성될 수 있다. 이는 앞서도 언급하였듯이 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 센서부(110)에 주입되어 니들부(140) 또는 후술하는 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)를 형성할 때, 한 쌍으로 구비되는 제2개구부(128) 중 하나는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 유입되는 주입구(128Wa, 128Ca, 128Ra)로 구비될 수 있고, 한 쌍으로 구비되는 제2개구부(128) 중 나머지 하나는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 채워질 때 제1공간부(125)나 제2공간부(135)에 채워져 있는 공기가 배출될 수 있는 공기의 배출구(128Wb, 128Cb, 128Rb)로 구비될 수 있다.

제2개구부(128)에 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 제1공간부(125) 및 제2공간부(135)를 채워 성형되면, 성형된 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)은 제1전극(122)과 전기적으로 연결될 수 있을 것이다.

후술하나 니들부(140)를 통해 생체 정보가 유입되면, 예컨대 니들부(140)에 구비된 효소부재(142)는 체내의 분석물질과 반응하고, 반응한 정보는 제1전극(122)과 제2전극(123)으로 전달되는데, 이때, 제1개구부(127)를 채우고 있는 니들부(140)의 베이스(140Ⅰ+140Ⅱ)와 제2개구부(128)를 채우고 있는 니들부(140)의 베이스(140Ⅰ+140Ⅱ)와 각각 전기적으로 연결됨에 따라 효소부재(142)의 반응 정보가 전극부(122, 123)로 전달될 수 있는 것이다.

하우징(130)은 기판부(120) 상부에 적층되는 구성이며, 그 내측으로 제1공간부(125)와 연결되는 제2공간부(135)를 형성할 수 있고, 이와 더불어 제2공간부(135)를 통해 니들부(140) 또는 후술하는 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)가 하우징(130)의 일면으로 돌출 형성될 수 있다.

하우징(130)은 제1바디(131)와 제2바디(132)를 포함할 수 있다. 제1바디(131)는 구획틀이라고도 할 수 있으며, 제2바디(132)는 고정틀이라고도 할 수 있다.

제1바디(131)는 기판부(120), 구체적으로 제1전극(122) 상부에 적층되고, 제1공간부(125)와 연결되는 제2공간부(135)를 형성할 수 있다.

제2바디(132)는 제1바디(131)의 상측으로 적층되고, 제2공간부(135)와 연결되는 복수개의 개구들(132a)을 구비하며, 복수개의 니들부(140)를 상기 제1바디(131)에서 고정하도록 구비될 수 있다. 이에, 제2공간부(135)에 채워진 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 개구들(132a)을 통해 센서부(110)의 일측으로 돌출될 수 있다. 후술하나 제2바디(132)에 구비된 복수개의 개구들(132a)은 니들부(140)와 동일한 위치나 동일한 개수로 구비될 필요는 없다. 즉, 제2바디(132)는 메쉬 형상의 플레이트로 구비될 수도 있는 것과 같이 제2공간부(135)에 채워진 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 니들 팁(151)으로 유입될 수 있으며, 니들 팁(151)에 채워진 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 중합을 통해 성형된 후 제2공간부(135)에서 분리되거나 이탈되는 등을 방지할 수 있도록 하는 구성이라면 제2바디(132) 및 제2바디(132)에 구비된 개구들(132a)은 얼마든지 변형이나 변경이 가능 할 것이다.

제2공간부(135)는 전극부(122, 123)의 구성에 따라 2구획 또는 3구획으로 나뉠 수 있다. 즉, 제2공간부(135)는 작동 전극(W.E)의 위치에 대응되는 영역과, 작동 전극(W.E) 이외의 전극에 대응되는 영역으로 구획되는 구획 공간으로 분리될 수 있다.

예를 들어, 앞서 언급한 바와 같이 전극부(122, 123)가 작동 전극(W.E)과 상대 적극의 2전극으로 구비되면, 상기 제2공간부(135)는 두 개의 구획 공간, 구체적으로 제1구획 공간(135W)과 제2구획 공간(135C)으로 분리될 수 있다. 제1구획 공간(135W)은 작동 전극(W.E)의 위치에 대응되게 구비되고, 작동 전극(W.E) 위치 상으로 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 채워질 수 있도록 구획된 공간이다. 제2구획 공간(135C)은 상기 제1구획 공간(135W)과 이웃하고, 상기 상대 전극(C.E) 상으로 상기 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 상기 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 채워질 수 있도록 구획된 공간이다.

또한, 예를 들어 전극부(122, 123)가 작동 전극(W.E)과, 상대 전극(C.E) 및 기준 전극(R.E)의 3전극으로 구비되면, 상기 제2공간부(135)는 세 개의 구획 공간, 구체적으로 제1구획 공간(135W)과 제2구획 공간(135C) 및 제3구획 공간(135R)으로 분리될 수 있다.

제1구획 공간(135W)은 작동 전극(W.E)의 위치에 대응되게 구비되고, 작동 전극(W.E) 위치 상으로 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 채워질 수 있도록 구획된 공간이다. 제2구획 공간(135C)은 상기 제1구획 공간(135W)의 주변 둘레에 배치되고, 상기 상대 전극(C.E) 상으로 상기 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 상기 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 채워질 수 있도록 구획된 공간이다. 제3구획 공간(135R)은 상기 제 1구획 공간 및 상기 제2구획 공간(135C)과 이웃하게 배치되면서, 예컨대 제2구획 공간(135C)의 일단부 측에 배치되면서 상기 기준 전극(R.E) 상으로 상기 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 상기 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 채워질 수 있도록 구획된 공간이다.

따라서, 제1바디(131)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)을 통해 니들부(140) 또는 후술하는 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)를 성형함에 있어서, 전극부(122, 123) 기능별로 구획을 나눌 수 있도록 구비되는 구성물이다.

또한, 제2바디(132)는 각 전극부(122, 123)에 대응되는 위치로 복수개의 개구들(132a)이 구비되는데, 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 제2공간부(135)를 통해 유입된 후, 개구를 통해 상부로 돌출되어 성형되면서 각 전극부(122, 123)의 위치에 대응되게 니들부(140)가 돌출될 수 있도록 하면서, 센서부(110) 내측에 배치된 니들부(140)의 베이스(140Ⅰ+140Ⅱ), 예를 들어 제2공간부(135)의 구획 공간 내에 구비되는 니들부(140)의 베이스(140Ⅰ+140Ⅱ)가 기판부(120) 및 하우징(130)에서 이탈되지 않도록 고정하거나 지지하도록 구비될 수 있는 것이다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 니들부(140)는, 센서부(110)의 내측의 제1공간부(125) 및 제2공간부(135)에서부터 채워지고(이하 '니들부 베이스(140Ⅰ+140Ⅱ)'라고 함.), 센서부(110), 예컨대 하우징(130)의 일면으로 돌출되게(이하 '마이크로 니들부(140Ⅲ)'이라고 함.) 구비될 수 있다.

니들부(140), 예컨대 마이크로 니들부(140Ⅲ)는 사용자(H, 도 11 참조)의 진피층(H2)에 침투되도록 센서부(110)에서 돌출 구비되며, 제1,2공간부(125, 135)에 채워져 성형되는 니들부 베이스(140Ⅰ+140Ⅱ)와 마이크로 니들부(140Ⅲ)는 전체적으로 일몸체(one-body)로 구현될 수 있다, 니들부(140), 특히나 마이크로 니들부(140Ⅲ)는 사용자(H, 도 11 참조)의 피부, 구체적으로 진피층(H2)에 침투하여 센서부(110)에서 분리되거나 이탈되어 진피층(H2)에 남아있어도, 피부에서 녹아 없어질 수 있는 생체 적합성유기물(141a)을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.

앞서 언급했지만, 니들부(140)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)로 구현될 수 있으며, 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 중합되어, 성형됨으로써 형성될 수 있다

이러한 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)은 액상으로서, 센서부(110) 상에 몰드부(150)를 적층 한 후 센서부(110)의 후면에 배치된 개구부를 통해 주입한 후 중합 함으로써 센서부(110)의 내측에서 일면으로 돌출된 니들부(140) 또는 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)를 형성할 수 있다. 니들부(140) 또는 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)를 제조하는 공정은 추후 구체적으로 후술할 수 있다.

상술하였듯이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 니들부(140)는 작동 전극(W.E)과 연결되는 작동 전극 영역(W.E.A)부분에 배치되는 것을 예를 들어 설명함에 따라, 그 재질은 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)로 이루어지는 것이다. 구체적으로, 작동 전극(W.E)은 효소부재(142)가 체액과 반응하여 발생되는 정보를 검출하는 구성으로, 작동 전극(W.E) 상에 배치되어 작동 전극(W.E)과 연결되는 니들부(140)는 효소부재(142)가 포함되어야 한다. 따라서, 작동 전극(W.E)의 위치에 대응되는 니들부(140)는 생체 적합성(141a) 및 전도성 폴리머(143)에 효소부재(142)가 포함되는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)로 이루어져야 한다. 그러나, 후술하나 작동 전극(W.E) 이외의 위치, 예를 들어 상대 전극(C.E)이나 기준 전극(R.E)의 위치에 구비되는 제1니들부(140C)나 제2니들부(1410R)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)로 이루어질 수도 있고, 효소부재(142)가 혼합되지 않으며 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)로 구비될 수도 있을 것이다.

본 발명에서 작동 전극(W.E)의 위치에 구비되는 니들부(140)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)이 일몸체로 성형되는 것을 예를 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 후술하나 작동 전극(W.E)에 위치되는 니들부(140)가 효소부재(142)는 혼합되지 않으며 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)로만 일몸체로 성형되고, 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)로만 성형된 성형체의 외측면으로 효소부재(142) 또는 효소부재(142)나 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)을 코팅하여 구비될 수도 있는 것과 같이 작동 전극(W.E) 상에 배치되는 니들부(140)는 체내의 반응물질과 반응할 수 있는 효소부재(142)가 구비되는 구성이라면 얼마든지 변형이나 변경이 가능할 것이다.

이와는 달리, 상대 전극(C.E)이나 기준 전극(R.E) 상에 배치되는 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R) 효소부재(142)와 체내의 반응물질과 별도로 반응을 필요로 하지 않으며, 마이크로 니들(140Ⅲ)이 뿌러져 체내에 잔류 시, 체내에서 녹는 등의 안정적인 재질이면서 단지 작동 전극(W.E)의 전위차 등을 위해 제공되므로, 상대 전극(C.E)이나 기준 전극(R.E) 상에 배치되는 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)는 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성(141a)로만 이루어질 수도 있다. 본 발명에서 상대 전극(C.E)이나 기준 전극(R.E)에 배치되는 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)로 이루어지는 것을 예를 들어 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다. 작동 전극(W.E)이나 작동 전극(W.E) 이외의 전극 모두 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)로 성형하여 일몸체로 구비할 수 있는 것과 같이 얼마든지 변형이나 변경이 가능할 것이다.

니들부(140)는 전극부(122, 123)의 기능에 따라, 예컨대 작동 전극(W.E)과 작동 전극(W.E) 이외의 전극의 위치에 배치될 수도 있고, 이와는 달리 본 발명의 니들부(140)는 작동 전극(W.E)의 위치에 배치되고, 작동 전극(W.E) 이외의 전극의 위치에는 니들부(140)와 별도의 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)가 니들부(140)와 별도로 구획될 수 있다.

예를 들어 상기 전극부(122, 123)가 2전극으로 구비되면, 작동 전극(W.E)과 상대 전극(C.E) 위치 상으로 상기 니들부(140)가 배치될 수 있고, 이와는 달리 작동 전극(W.E)의 위치 상으로 상기 니들부(140)가 배치되고, 상대 전극(C.E)의 위치 상으로 제1니들부(140C)가 배치될 수 있다.

전극부(122, 123)가 2전극으로 구비되면, 상기 하우징(130)의 상면은 상기 작동 전극(W.E)과 연결되는 작동 전극 영역(W.E.A)과, 작동 전극 영역(W.E.A)과 이웃하고, 상대 전극(C.E) 위치와 대응되는 위치로 상대 전극 영역(C.E.A)으로 구획될 수 있다.

니들부(이하 '작동니들부(140W)'라 함.)는 작동 전극 영역(W.E.A)에서 돌출되도록 구비될 수 있다. 또한, 작동 니들부(140W)는 작동 전극 영역(W.E.A) 상으로 제1구획 공간(135W)과 연결될 수 있다. 작동 니들부(140W)는 효소 부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)이 성형되어 센서부(110) 내측에서부터 센서부(110) 일측으로 돌출될 수 있으며, 작동 니들부(140W) 전체, 즉 니들부 베이스(140Ⅰ, 140Ⅱ)와 마이크로 니들부(140Ⅲ)가 일몸체로 구비될 수 있다. 작동 니들부(140W)는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)로 이루어진 일몸체의 성형체인 것을 예를 들었으나, 이와는 달리 작동 니들부(140W)는 생체 적합성(141a) 및 전도성 폴리머(143)f를 포함한 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)가 성형되어 센서부(110) 내측에서부터 센서부(110) 일측으로 돌출된 작동 니들부(140W) 전체가 일몸체로 구비되고, 센서부(110) 일측으로 돌출된 작동 니들부(140W)(마이크로 니들부(140Ⅲ)에 해당됨)의 외측면으로 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 코팅되어 구비될 수 있다.

상기 제1니들부(140C)는 상대 전극 영역(C.E.A)에서 돌출되게 구비될 수 있다. 또한, 제1니들부(140C)는 상대 전극 영역(C.E.A) 상으로 제2구획 공간(135C)과 연결될 수 있다. 제1니들부(140C)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)이 성형되어 센서부(110) 내측에서부터 센서부(110) 일측으로 돌출될 수 있으며, 제1니들부(140C)도 앞서 설명한 니들부(140)와 같이 전체가 일몸체로 구비될 수 있다.

또한, 예를 들어 전극부(122, 123)가 3전극으로 구비되면, 작동 전극(W.E)과 상대 전극(C.E) 및 기준 전극(R.E) 위치 상으로 상기 니들부(140)가 배치될 수 있고, 이와는 달리 작동 전극(W.E)의 위치 상으로 상기 니들부(140)가 배치되고, 상대 전극(C.E)의 위치 상으로 제1니들부(140C)가 배치될 수 있으며, 기준 전극(R.E)의 위치 상으로 제2니들부(140R)가 배치될 수 있다.

전극부(122, 123)가 3전극으로 구비되면, 상기 하우징(130)의 상면은 상기 작동 전극(W.E)과 연결되는 작동 전극 영역(W.E.A)과, 작동 전극 영역(W.E.A)의 주변둘레로 상대 전극(C.E) 위치와 대응되는 위치로 상대 전극 영역(C.E.A) 및 상기 작동 전극 영역(W.E.A)과 이웃하며, 상대 전극 영역(C.E.A)의 일단부와 이웃하게 배치될 수 있으며, 기준 전극(R.E)의 위치에 대응되는 기준 전극 영역(R.E.A)으로 구획될 수 있다.

작동 니들부(140W)는 작동 전극 영역(W.E.A)에서 돌출되도록 구비될 수 있다. 또한, 작동 니들부(140W)는 작동 전극 영역(W.E.A) 상으로 제1구획 공간(135W)과 연결될 수 있다. 작동 니들부(140W)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)이 성형되어 센서부(110) 내측에서부터 센서부(110) 일측으로 돌출될 수 있으며, 작동 니들부(140W) 전체가 일몸체로 구비될 수 있다. 작동 니들부(140W)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)로 이루어진 일몸체의 성형체인 것을 예를 들었으나, 이와는 달리 작동 니들부(140W)는 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)이 성형되어 센서부(110) 내측에서부터 센서부(110) 일측으로 돌출되게 구비되고, 이의 외측면으로 효소부재(142) 또는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)이 코팅되어 구비될 수 있다.

상기 제1니들부(140C)는 상대 전극 영역(C.E.A)에서 돌출되게 구비될 수 있다. 또한, 제1니들부(140C)는 상대 전극 영역(C.E.A) 상으로 제2구획 공간(135C)과 연결될 수 있다. 제1니들부(140C)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)이 성형되어 센서부(110) 내측에서부터 센서부(110) 일측으로 돌출될 수 있으며, 제1니들부(140C) 전체가 일몸체로 구비될 수 있다. 제1니들부(140C)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141) 만으로 성형되는 것을 예를 들어 설명하나, 효소부재(142)가 혼합되지 않고 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)로 이루어질 수도 있을 것이다.

상기 제2니들부(140R)는 기준 전극 영역(R.E.A)에서 돌출되게 구비될 수 있다. 또한, 제2니들부(140R)는 기준 전극 영역(R.E.A) 상으로 제3구획 공간(135R)과 연결될 수 있다. 제2니들부(140R)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)가 성형되어 센서부(110) 내측에서부터 센서부(110) 일측으로 돌출될 수 있으며, 제2니들부(140R) 전체가 일몸체로 구비될 수 있다. 제2니들부(140R)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)로 성형되는 것을 예를 들어 설명하나, 상기 제1니들부(140C)와 마찬가지로 효소부재가 혼합되지 않은 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)로 이루어질 수도 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)의 제작 공정을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)에서, 니들부(140)를 성형하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 니들부(140)는 앞서서 언급한 것과 같이 센서부(110)의 내측, 구체적으로 제1공간부(125)와 제2공간부(135) 및 센서부(110)의 일측으로 돌출된 니들들이 일몸체의 구성물이다. 니들부(140)는 센서부(110)의 일면에 형성된 복수개의 개구들(132a)로부터 돌출 구비될 수 있는 것이다.

니들부(140)(이하, 니들부(140)는 작동 니들부(140W), 제1니들부(140C) 및 제2니들부(140R)를 모두 통칭함)를 센서부(110)에 일몸체로 형성하기 위해서, 기판부(120)와 하우징(130)이 적층된 센서부(110)의 상부로 몰드부(150)를 적층하고, 센서부(110)의 후면의 개구부를 통해 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)을 주입한 후, 이를 중합하여 일몸체의 성형체로 구비되는 니들부(140)를 형성할 수 있다.

센서부(110)에 니들부(140)를 성형하기 위해, 먼저 기판부(120)와 하우징(130)이 적층된 상태에서 하우징(130) 상부로 몰드부(150)를 적층시킬 수 있다. 몰드부(150)의 내측면, 구체적으로 몰드부(150)와 하우징(130)이 대면되는 면으로는 전극부(122, 123)의 위치와 대응되며 니들부(140)의 형상을 성형할 수 있도록 복수개의 오목한 니들 팁(151)이 구비될 수 있다. 몰드부(150)에 형성된 니들 팁(151)은 전극부(122, 123) 예를 들어 2전극 또는 3전극의 배치에 따라 니들 팁(151)의 배치 영역들이 구획될 것이다. 몰드부(150)는 제1공간부(125) 및 제2공간부(135)를 통해 주입되는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)을 센서부(110)의 일측면으로 돌출시켜 니들부(140)를 형성한 후, 센서부(110)에서 제거되는 구성물이다. 니들 팁(151)의 크기는 니들부(140)가 센서부(110)의 표면에서 밑변의 크기가 30-300um의 크기를 가지도록 구비될 수 있으며, 니들부(140)의 높이가 200-1,000um의 크기를 가지도록 구비될 수 있다.

센서부(110) 상부로 몰드부(150)가 적층되면, 제2전극(123), 메인 기판(121), 제1전극(122), 제1바디(131), 제2바디(132) 및 몰드부(150)의 순서대로 적층되어 있다. 또한, 상기와 같이 센서부(110)와 몰드부(150)가 적층되면, 제2전극(123)에 구비된 제2개구부(128)에서부터 수용부(126), 제1개구부(127), 제2공간부(135) 및 니들 팁(151)까지 서로 연결되어 관통되도록 구비될 수 있다.

이에, 제2개구부(128)를 통해 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)을 주입하면, 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)은 수용부(126), 제1개구부(127) 및 제2공간부(135)에 주입되고, 센서부(110)의 내측의 제1공간부(125)와 제2공간부(135)를 채우게 된다. 또한, 제1공간부(125)와 제2공간부(135)를 모두 채운 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)은 하우징(130)의 개구를 통해 니들 팁(151)으로 주입될 수 있다.

효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 제1공간부(125)와 제2공간부(135) 및 니틀 팁에 채워진 후, 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)을 중합하여 센서부(110)와 센서부(110)의 일측에서 돌출된 니들부(140)의 성형체를 형성할 수 있다.

유동 상태의 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)은 전기 중합, 열 중합, 광 중합, 산 중합 또는 염기 중합 중 적어도 하나로 성형될 수 있다. 특히 생체 적합성 유기물(141)에 효소부재(142)가 혼합되어 잇는 경우, 중합 과정에서 효소부재(142)의 손상을 방지할 수 있도록 상기의 중합 방법 중 전기 중합으로 성형체를 형성할 수 있을 것이다.

중합이 완료되면, 니들부(140)는 센서부(110)의 내측, 제1공간부(125)와 제2공간부(135)에 채워진 상태에서 센서부(110)의 일측으로 돌출된 상태로 구비될 수 있는 것이다.

전도성 폴리머(143)는 폴로피롤((Poly)pyrrole), 폴리 아닐릴((Poly)aniline), 폴리아세틸렌((Poly)acetylene), 폴리페닐렌((Poly)phenylene), 폴리페닐렌 비닐렌((Poly)phenylene vinylene), 폴리티오펜((Poly)thiophene), 폴리다이아세틸렌((Poly)diacetylene), 폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT) 중 적어도 하나의 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 니들부(140)에 포함된 전도성 폴리머(143)는 마이크로 니들부(140Ⅲ)의 표면에서 센서 전극으로 활용될 수 있고, 전도성 폴리머(143)는 마이크로 니들부(140Ⅲ)의 표면에서 전극부(122, 123)간 전기적으로 연결될 수 있도록 구비될 수 있다. 또한, 효소부재(142)는 생체 정보 중 측정하고나 하는 물질과 선택성이 있는 물질을 사용할 수 있다.

또한, 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)에는 필러(filler)가 더 포함될 수 있다.

상기 필러의 재질로는 부피를 차지하는 생체에 거부반응을 일으키지 않는(biocompatible) 재료라면 모두 가능하고, 예를 들어, 상기 필러의 재질로는 poly(lactic acid)(PLA), poly(D, L-lactic acid)(PDLLA), poly(lactic-co-glycolic)(PLGA), poly(ethylene glycol)(PEG), poly(dimethylsiloxane)(PDMS), polycaprolactone 등의 유기물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)이 제1공간부(125), 제2공간부(135) 및 니틀 팁에 채워져 중합될 때, 부피 변화가 발생될 수 있다. 필러는 이러한 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)의 중합과정에서 발생되는 부피 변화를 조절하기 위해 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)에 첨가될 수 있는 것이다.

또한, 앞서 언급한 수용부(126), 예컨대 수용부(126)에 형성된 리저버(126a)는 제1공간부(125)에 채워진 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)를 중합하는 과정에서 부피 변화를 조절할 수 있을 것이다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)에서, 니들부(140)의 다른 형상을 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 니들부(140)는 효소부재(142)는 제외되고 전도성 폴리머(143)가 포함하는 생체 적합성 유기물(141)로 성형될 수 있는데, 이 경우, 제1니들부(140C)나 제2니들부(140R)는 상기의 재질로만 이루어질 수 있으나, 작동 니들부(140W)에는 체내의 반응물질과 반응할 수 있는 효소부재(142)가 혼합되어야 한다. 이에, 작동 니들부(140W)의 경우, 센서부(110)의 일측으로 돌출된 전도성 폴리머(143)가 포함하는 생체 적합성 유기물(141)로 형성된 마이크로 니들부(140Ⅲ)의 외측면으로 효소부재(142) 또는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)를 코팅하여 구비될 수 있다. 효소부재(142)가 코팅된 마이크로 니들부(140Ⅲ)이 구비된 부분은 작동 전극 영역(W.E.A) 상에 배치된 부부일 수 있다.

따라서, 센서부(110)에 니들부(140)의 공정 시, 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)을 주입하여 니들들을 성형한 후, 작동 전극 영역(W.E.A) 상의 니들들에만 효소 부재(142) 또는 효소 부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)를 구현할 수 있을 것이다.

도 10은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)에서, 생체 정보 측정 장치(100)가 사용자(H, 도 11 참조)의 진피층(H2)에 침습된 상태를 나타내는 도면이다. 도 11은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)에서 생체 정보 측정 장치(100)가 사용자(H, 도 11 참조)의 신체에 부착되고, 생체 정보 측정 장치(100)와 외부 전자 기기와 연동될 수 있는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 니들부(140)가 사용자(H)의 피부 중 최외각층에 존재하는 표피층(H1)의 표면에 위치될 수 있다. 니들부(140)가 피부 표면에 배치된 상태에서 생체 정보 측정 장치(100)에 소정 힘으로 가압하면, 니들들은 표피층(H1)과 진피층(H2)으로 침투시킬 수 있다. 이때, 표피층(H1)이나 진피층(H2)에는 신경이 분포하지 않기 때문에 진피층(H2)까지만 미세바늘 전극이 침투할 경우, 피시험자는 니들들의 침투로 인한 고통을 감지하지 못할 것이다. 한편, 피부에서 가장 최외각층에 존재하는 표피층(H1)이 가장 큰 임피던스를 가지므로, 표피층(H1)에만 니들들이 투과되어도 보다 정확한 측정이 가능하나, 상기한 바와 같이, 상기 니들들을 표피층(H1)과 진피층(H2)에 침투시킴으로써 보다 정확한 측정값을 얻을 수 있다. 여기서, 보다 정확한 생체 정보의 측정값을 얻기 위하여 니들들을 진피층(H2)의 아래에 있는 피하조직(H3)까지 침투시킬 경우, 니들들의 두께는 매우 미세하기 때문에 니들들에 의한 신경의 최초 자극, 통증, 고통은 매우 적을 수 있다.

상기한 바와 같이, 상기 생체 정보 측정 장치(100)를 피부에 적용하여 생체의 피하조직(H3)에서 측정되는 생체 신호는 니들들과 전극들을 거쳐 외부 전자기기, 예컨대 휴대 단말기로 전달될 수 있을 것이다. . 상기 별도의 전자 장치는 상기 생체 정보 측정 장치(100)로부터 송신 받은 생체 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 별도의 전자 장치에 디스플레이 모듈이 구비되는 경우 생체 정보, 예를 들면, 사용자(H)의 혈당의 농도를 표시할 수 있고, 송신받은 생체 정보들을 그래프 또는 통계로 나타내어 사용자(H)가 자신의 생체 정보를 다양한 방법 예컨대 시간 또는 날짜별로 생체 정보의 변화를 확인할 수 있을 것이다.

이하에서는 생체 정보 측정 장치(100)의 제작 방법을 살펴볼 수 있다. 생체 정보 측정 장치(100)의 제작 방법을 설명함에 있어, 앞서 언급한 구성물이나 기능, 동작 등은 앞서 설명한 내용을 준용할 수 있을 것이다.

도 12는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)의 제작 공정을 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 12를 참조하면(이하 도 7 함께 참조), 본 발명의 일실 시 예에 따른 생체 정보 측정 장치(100)는 적층된 센서부(110)에 액상의 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141)을 주입한 후 중합하여 성형하여 니들부(140)를 형성하여 구현될 수 있다.

예를 들어, 제1공간부(125)를 구비하는 기판부(120)와, 상기 기판부(120) 상에 상기 제1공간부(125)와 연결되는 제2공간부(135)를 구비하는 하우징(130)을 적층할 수 있다(S10). 구체적으로 메인 기판(121) 상부로 제1전극(122)이 배치된 상태에서 제1바디(131)와 제2바디(132)를 순서대로 적층 구비할 수 있다. 또한, 제2바디(132)의 상부로 오목한 니들 팁(151) 형상을 구비한 몰드부(150)를 적층할 수 있다. 제2전극(123)은 상기 메인 기판(121)에 제1전극(122)을 실장 시 메인 기판(121)의 하부에 실장할 수도 있고, 이와는 달리 추후 몰드부(150)를 제2바디(132)의 상부로 적층한 후 상기와 같이 적층된 구성물을 뒤집어 메인 기판(121)의 후면으로 제2전극(123)을 수용부(126)의 위치에 대응되게 적층시킬 수도 있다.

이와 같이 하부에서부터 제2전극(123), 메인 기판(121), 제1전극(122), 제1바디(131), 제2바디(132) 및 몰드부(150)의 순서로 적층된 구성물(이하 '제1적층세트'라고 함.)을 뒤집으면, 제1적층세트의 일면으로 제2개구부(128)가 노출될 수 있다. 전극부(122, 123)가 2전극으로 구비되는 경우, 제2전극(123)의 작동 전극(W.E) 위치 및 상대 전극(C.E)에 배출구(123Wb, 123Cb) 및 주입구(123Wa, 123Ca)의 제2개구부(128)가 각각 노출되어 4개의 개구부가 노출될 수 있다. 이와는 달리 전극부(122, 123)가 3전극으로 구비되는 경우 제2전극(123)의 작동 전극(W.E), 상대 전극(C.E) 및 기준 전극(R.E)에 배출구(123Wb, 123Cb, 123Rb) 및 주입구(123Wa, 123Ca, 123Rb)의 제2개구부(128)가 각각 노출되어 6개의 제2개구부(128)가 노출될 수 있다.

이와 같이 노출된 제2개구부(128) 중 주입구에 해당되는 위치로 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)를 주입할 수 있다(S20).

예를 들어 작동 전극(W.E)의 제2개구부(128)에는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)가 주입되고, 작동 전극(W.E) 이외의 전극, 예를 들어 상대 전극(C.E)이나 기준 전극(R.E)의 제2개구부(128)에는 효소부재(142)가 혼합될 수도 있고, 효소부재(142)가 혼합되지 않을 수 도 있는 전도성 폴리머(143)가 혼합된 생체 적합성 유기물(141) 중 적어도 하나가 주입될 수 있다.

또한, 작동 전극 영역(W.E.A), 상대 전극 영역(C.E.A) 및 기준 전극 영역(R.E.A) 상에 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)을 주입 할 수 있다. 이 경우에는 중합 단계를 거친 후, 작동 전극 영역(W.E.A)의 위치에 형성된 니들들의 외측면 상에 효소부재(142) 또는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)을 코팅되게 구비되는 단계를 포함할 수 있을 것이다.

제2개구부(128)를 통해 주입되는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)은 수용부(126)를 채우고, 제1개구부(127)를 통해 제2공간부(135)로 유입되어 전극부(122, 123)의 형상으로 구획 공간을 형성하는 제2공간부(135) 내측을 채우게 된다. 또한, 제2공간부(135)를 모두 채운 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)은 제2바디(132)의 복수개의 개구를 관통하여 몰드부(150)의 니들 팁(151)에 채워질 수 있다.

이와 같이 몰드부(150)의 니들 팁(151)까지 주입되어 모두 채워진 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)은 전기 중합, 열 중합, 광 중합, 산 중합 또는 염기 중합 중 적어도 하나를 이용하여 성형할 수 있다(S30). 이 때, 효소부재(142)가 포함된 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)를 중합할 때는 효소부재(142)가 중합과정에서 파괴를 방지하기 위하여 상기의 중합 중 전기 중합을 이용할 수 있을 것이다.

효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)을 중합하면, 이들은 센서부(110)의 내측, 구체적으로 제1공간부(125) 및 제2공간부(135)와 센서부(110)의 일측으로 돌출된 니들들이 일체형으로 성형될 수 있다(S40). 몰드부(150)는 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)을 중합한 후 제거할 수 있다(S50).

또한, 앞서서도 언급하였듯이 작동 전극(W.E) 및 작동 전극(W.E) 이외의 전극의 위치로 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)로만 니들들이 형성되는 경우라면, 몰드부(150)를 제거한 후 작동 전극(W.E) 위치에 돌출되는 상기 니들들의 표면으로 효소부재(142)를 포함하는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)를 코팅하여 체내의 반응물질과 과 반응할 수 있도록 구비될 수 있다.

이와 같이, 니들부(140)는 센서부(110)가 적층된 상태에서 효소부재(142) 및 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141) 또는 전도성 폴리머(143)를 포함하는 생체 적합성 유기물(141)를 주입하고 중합함에 따라 형성될 수 있어 제작 공정이 간단하고, 용이하다. 또한, 니들부(140)가 센서부(110) 내측의 공간에서부터 센서부(110)의 일측으로 돌출된 니들까지 일체형으로 형성됨에 따라 니들들의 내측이나 외측이 동일 조성물로 구비될 수 있어, 니들들의 외측이 탈락되거나 또는 흠이 발생하여도 항상 동일한 생체 정보를 구현할 수 있다. 또한, 일체형으로 형성된 니들들은 생체 적합성(141a) 재질로 구비됨에 따라 만일의 경우 니들들이 진피층(H2)에 침습된 상태에서 탈락되어 진피층(H2)에 남아있는 경우, 니들들은 진피층(H2)에서 녹아버림에 따라 사용 위험성을 저하시킬 수 있을 것이다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.