경피형 약물전달을 위한 나노리터급 열공압 마이크로펌프의 제작과 시험
Fabrication and Test of a Nanoliter-level Thermopneumatic Micropump for Transdermal Drug Delivery
- 발행기관 亞洲大學校 大學院
- 지도교수 梁翔植
- 발행년도 2005
- 학위수여년월 2005. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
최근 MEMS (Micro Electromechanical Systems) 기술의 발달로 미세 유체 소자에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 약물 전달 시스템 분야에서는 기존의 주사투약으로 인한 초기내 약물 농도의 과도한 변화를 최소화하고 효능 및 효과를 극대화하도록 필요한 양의 약물을 지속적으로 투여하기 위해 소량의 약물을 정확하게 제어할 수 있는 마이크로펌프가 요구된다. 본 논문의 열공압형 마이크로펌프는 패치 (Patch)형으로 피부에 부착해서 약물을 전달하는 방식의 펌프이며, 생체 적합한 소재로 제작이 가능하고 구조가 간단하고 제작이 용이해 다른 구동방식의 마이크로펌프에 비해 제작비가 저렴하고, 낮은 전압에서도 구동 가능한 것이 장점이다. 제작된 펌프의 상부기판은 파이렉스 유리 기판을 사용하여 크롬과 금으로 마이크로히터를 제작하고 음성후막감광제 (SU-8-2100)로 채널과 공기챔버, 정지밸브등을 사진식각공정으로 제작한다. 하부기판은 실리콘 웨이퍼에 산화막을 성장시켜 제작한다. 최종적으로 두 기판은 열압착방식으로 접합해서 제작한다. 적절한 양의 약물분사가 이루어지도록 공기챔버의 부피와 히터를 설계하고 모세관힘으로 자가 충전이 가능하도록 채널 구조를 설계하였다. 제작된 펌프는 인가전압에 따른 유체의 토출 속도와 시간을 측정하였다. 인가전압을 일정하게 증가시켜 채널내에서 기포의 확장을 비디오와 연결된 고속카메라로 데이터를 저장한 후 프레임별로 관찰해서 측정하였다. 측정결과 토출속도는 20 V까지는 증가하고, 그 이후의 전압에서는 일정하다. 토출량은 15 V 이상의 전압에서는 100 nl 로 거의 일정했다.
more초록/요약
This paper presents fabrication and drive test of a micropump by the thermopneumatic force. The micropump consists of the two air chambers wtih microheaters on the glass substrate and a microchannel connecting the chambers and the inlet/outlet port. The micropump is fabricated by the spin-coating process, the lithograph process, the molding process using negative photoresist (SU-8-2100), and the bonding process and etc. The total size and heater resistivity is 13 × 9 ㎜, about 690 Ω, respectively. The meniscus motion in the microchannel is observed with a high speed camera and discharge volume of the micropump is calculated through the frame analysis of the recorded video data. The discharge liquid volume of the micropump is about 0.1 ㎕/for 3 sec when input voltage is 15 V and about 0.1 ㎕/for 1.8 sec when input voltage is 20 V. Therefore, Discharge velocity at 20 V is about half 15 V. But discharge velocity same above 20 V. The discharge volume of the micropump is about 0.1 ㎕ form 15 V to 30 V.
more목차
목차
제 1 장 서론 = 1
제 2 장 마이크로펌프의 구조 및 동작원리 = 4
제 3 장 마이크로 펌프의 설계 = 8
3-1 채널 설계 = 8
3-2 공기챔버 설계 = 12
3-3 마이크로 히터 설계 = 16
제 4 장 제작공정 = 18
제 5 장 실험결과 = 23
제 6 장 결론 = 31
참고문헌 = 32
Abstract = 35
