[go: up one dir, main page]

WO2017179763A1 - Wearable biodevice and manufacturing method therefor - Google Patents

Wearable biodevice and manufacturing method therefor Download PDF

Info

Publication number
WO2017179763A1
WO2017179763A1 PCT/KR2016/006474 KR2016006474W WO2017179763A1 WO 2017179763 A1 WO2017179763 A1 WO 2017179763A1 KR 2016006474 W KR2016006474 W KR 2016006474W WO 2017179763 A1 WO2017179763 A1 WO 2017179763A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
biological tissue
insulating layer
wiring layer
wearable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2016/006474
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
권용준
최헌진
홍민호
나주관
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Agency for Defence Development
Original Assignee
Agency for Defence Development
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency for Defence Development filed Critical Agency for Defence Development
Publication of WO2017179763A1 publication Critical patent/WO2017179763A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/685Microneedles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/12Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements
    • A61B2562/125Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements characterised by the manufacture of electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a wearable biological device for sensing an electrical signal inside a living tissue and a method of manufacturing the same.
  • bio devices widely known to the general public have a function of detecting physical changes such as temperature or pressure by attaching them to the outside of the body and enclosing them in a band form, and bio devices that detect ions and biological factors occurring in the body are widely used. It is unknown.
  • bio-elements have been developed to detect the cell signal described above finely, one of which is a microneedle is inserted into the human tissue or microscopic extracellular matrix and the other is the human body of the same site It is inserted into tissue and diagnosed through cellular signals sensed by ions and biological factors present therein.
  • One object of the present invention is to provide a wearable bioelement and a method for manufacturing the same, which can effectively detect ions and biological factors constituting biological tissues in the body without undergoing an incision procedure.
  • the wearable biological device of the present invention the substrate located outside the biological tissue; At least one pillar portion extending in one direction on the substrate and having a needle-shaped end portion to be inserted into the biological tissue; And a conductive material so as to sense an electrical signal inside the biological tissue from the outside of the biological tissue, and formed on the end portion and the substrate provided at the pillar portion to electrically connect between the end portion and the substrate.
  • a wearable biodevice comprising a wiring layer.
  • the wearable bio device is made of an insulator so as to block an electrical signal of the biological tissue in contact with a region other than the end portion, and is formed to surround the remaining region of the wiring layer except for the end portion and the substrate. It may further include an insulating layer.
  • the wearable biological device may include an insulating material and further include a second insulating layer formed to surround the substrate and the pillar, and the wiring layer may be disposed between the first insulating layer and the second insulating layer.
  • the first insulating layer and the second insulating layer may be formed of any one selected from the group consisting of silica (SiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), and parylene.
  • the cross section of the pillar portion may be formed in a circular or quadrangular shape, and the diameter or the length of one side of the pillar portion may be formed to 20 micrometers or more and 400 micrometers or less.
  • the height of the pillar portion may be formed to 50 micrometers or more and 1000 micrometers or less.
  • An angle formed by the end portion may be formed to 10 degrees or more and 20 degrees or less.
  • the pillar portion is composed of first and second pillars arranged on the substrate, and the wiring layer includes first and second wirings formed on the first and second pillars, respectively, and the first and second wirings. Each may be configured to detect different kinds of electrical signals from inside the biological tissue.
  • the pillar portion is composed of first and second pillars arranged on the substrate, and the wiring layer includes first and second wirings formed on the first and second pillars, respectively, and the first and second wirings.
  • the first and second wires may be configured to detect electrical signals of the same type from inside the biological tissue.
  • the pillar portion is composed of first and second pillars having first and second ends, respectively, and is arranged on the substrate, and the wiring layer includes first and second wirings formed on the first and second pillars, respectively.
  • the first and second pillars may be formed to have different heights so that the first and second ends are positioned at different portions in the biological tissue.
  • a method of manufacturing a wearable biological device Disclosed is a method of manufacturing a wearable biological device.
  • the method of manufacturing the wearable biodevice further includes depositing a second insulating layer formed of an insulator on the pillar part and the substrate after the second step, wherein the third step comprises depositing the wiring layer on the second layer.
  • An insulating layer may be formed between the end portion of the substrate and the substrate.
  • a substrate positioned outside the biological tissue a pillar portion formed on the substrate and having a needle-shaped end portion, and made of a conductive material and formed on the substrate and the end portion of the pillar portion,
  • a wiring layer is electrically connected between the end portion and the substrate. Accordingly, the wiring layer formed on the substrate located outside the biological tissue can effectively detect the ions and biological factors constituting the biological tissue in the body without undergoing an incision procedure, and reduce the physical and economic burden on the subject.
  • the advantage is that early screening of the disease can be made more popular.
  • the pillar portion is provided with a plurality of first and second pillars are arranged on the substrate, the wiring layer has a first and second wiring formed on the first and second pillars, respectively.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a wearable biological device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating a cross section of the wearable biodevice illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a wearable biodevice according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process according to the method of manufacturing the wearable biodevice shown in FIG. 3 step by step.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a wearable biodevice 100 according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view conceptually illustrating a cross section of the wearable biodevice 100 illustrated in FIG. 1.
  • the wearable bio device 100 includes a substrate 110, a pillar 120, and a wiring layer 130.
  • the substrate 110 may be formed in a flat plate shape and may provide a space for arranging at least one pillar 120 to be described later.
  • the substrate 110 is located outside the living tissue, and the living tissue mainly refers to skin tissue of the human body, but may refer to a specific organ located in the body.
  • the substrate 110 may be formed to be elastically deformable so that the surface facing the living tissue is in close contact.
  • the pillar portion 120 extends in one direction on the substrate 110 and has a needle-shaped end portion 121, and may be formed to be inserted into the biological tissue, and on the substrate 110. At least one may be formed.
  • the pillar portion 120 may be formed to have a cylindrical or square column shape to have a circular or rectangular cross section, and the diameter or the length of one side of the pillar portion 120 is 20 micrometers or more and 400 micrometers or less. Can be, The height of the pillar portion 120 may be formed to 50 micrometers or more and 1000 micrometers or less.
  • the skin tissue of the human body is composed of the stratum corneum of 10 ⁇ m to 20 ⁇ m, the epidermal layer of 70 ⁇ m to 120 ⁇ m, the dermal layer in which the blood vessel is located has a thickness of 500 ⁇ m to 3,000 ⁇ m.
  • the pillar portion 120 of the present invention can invade to the depth where the dermis layer is located.
  • the height of the pillar portion 120 is formed to be at least 50 micrometers or more, the depth of the outer wall of the organ 50 ⁇ m thickness of the organ that does not perform a normal function when the internal organs are exposed to the air by incision to diagnose the inevitable disease Invasion is possible.
  • the angle formed by the end portion 121 of the pillar part 120 may be formed to 10 degrees or more and 20 degrees or less. Note that, In the micro unit, the force acting on the volume (gravity and inertia) that dominated the phenomenon in the macro unit is relatively small, and the force acting on the surface area (friction and surface tension) which was negligible in the macro unit dominates the phenomenon. Accordingly, the pillar portion 120 of the present invention has an advantage that it can effectively invade the skin tissue or internal organs having a large surface tension.
  • the wiring layer 130 is made of a conductive material, and is formed on the end 121 and the substrate 110 provided in the pillar part 110 to be electrically connected between the end 121 and the substrate 110.
  • the conductive material may be made of any one material of Au, Ag, Cu, Pt.
  • the electrical signal inside the biological tissue from the outside of the biological tissue through the wiring layer 130 formed on the substrate 110 positioned outside the biological tissue without undergoing an incision for example
  • the wearable biological device 100 may further include a first insulating layer 140.
  • the first insulating layer 140 is made of an insulator so as to block an electrical signal of the body tissue in contact with the remaining area except the end 121 provided in the pillar part 120, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the substrate may be formed to surround the remaining area of the wiring layer 130 except for the end portion 121 and the portion of the substrate 110.
  • the pillar portion 120 except for the end 121 in the inside or outside of the biological tissue and the other portion of the substrate 110 except for the portion of the substrate 110 is the first insulating layer 140 The electrical signal transmission of the body tissue through the wiring layer 130 is blocked.
  • the first insulating layer 140 may be formed of any one selected from the group consisting of silica (SiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), and parylene.
  • the wearable biological device 100 may further include a second insulating layer 150.
  • the second insulating layer 150 may be made of an insulating material, and may be formed to surround the substrate 110 and the pillar part 120.
  • the wiring layer 130 may be disposed between the first insulating layer 140 and the second insulating layer 150. Accordingly, the wiring layer 130 is configured in such a manner that the outer surface of the wiring layer 130 is entirely covered by the insulator by the first insulating layer 140 and the second insulating layer 150, thereby forming the end 121 of the pillar part 120. It has the advantage that it can effectively detect only the electrical signal of the biological tissue through.
  • the second insulating layer 150 may be formed of any one selected from the group consisting of silica (SiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), and parylene, like the first insulating layer 140.
  • the pillar part 120 may include the first pillar 120a and the second pillar 120b and may be arranged on the substrate 110.
  • the wiring layer 130 may include a first wiring 130a and a second wiring 130b formed to correspond to the first pillar 120a and the second pillar 120b, respectively.
  • the first and second wires 130a and 130b may be configured to detect different types of electrical signals from inside the biological tissue, respectively.
  • the first wire 130a may be configured to acquire an electrical signal related to cholera from inside the living tissue or the internal organs
  • the second wire 130b may be configured to acquire an electrical signal related to diabetes.
  • first and second wirings 130a and 130b may be configured to cross-check the electrical signal detected through the first and second wirings 130a and 130b. It can be configured to sense the same kind of electrical signals from inside.
  • the electronic device may be configured to acquire an electrical signal related to diabetes through the first wiring 130a and the second wiring 130b.
  • first wire 130a and the second wire 130b exposed on the substrate 110 may be configured to meet each other at one point and be exposed to the outside. That is, an electrical signal may be acquired through each end of the first pillar 120a and the second pillar 120b through one point of the wiring layer 130 exposed on the substrate 110.
  • the electrical signal to the internal organs or internal organs can be detected by dividing the signal into a plurality of areas. Reduces the physical pain of the, there is an advantage that can ensure a sufficient cross-sectional area of the contact portion with the end 121 for the detection of the electrical signal.
  • the pillar portion 120 is provided with a plurality of first and second pillars (120a, 120b) arranged on the substrate 110, the wiring layer 130 is the first and second pillars First and second wirings 130a and 130b are formed on the 120a and 120b, respectively. Accordingly, the same or different types of electrical signals may be detected from the same or different biological tissues through the first and second wirings 130a and 130b and the first and second wirings 130a and 130b may be used. Cross-check of the detected electrical signals is possible, and several types of electrical signals can be detected at the same time, further reducing the time required for inspection.
  • the pillar portion is composed of the first and second pillars (120a, 120b) having a first and a second end (not shown), respectively, is arranged on the substrate 110, the wiring layer 130 is the first First and second wires 130a and 130b formed on the first and second pillars 120a and 120b, respectively, wherein the first and second ends are located at different portions within the biological tissue.
  • the first and second pillars 120a and 120b may be formed to have different heights.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a wearable biodevice according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a step-by-step view illustrating a manufacturing process according to the method of manufacturing the wearable biodevice shown in FIG. 3.
  • At least one pillar portion 120 extending in one direction as shown in FIG. 3A is formed on a substrate 110. Needle end (121) of the pillar portion 120, so that the pillar portion 120 can be inserted into the biological tissue as shown in (b) of FIG.
  • the third step (S130) to form a wiring layer 130 between the end 121 and the substrate 110 to electrically connect between the end 121 is provided and the substrate 110 located outside the biological tissue (S130) ) And a first insulating layer 140 made of an insulator on the wiring layer 130 as shown in FIG.
  • the pillar 120 may be processed by a deep reactive ion etching (DRIE) process.
  • the processing of the end 121 may be performed by polishing using an ion beam.
  • DRIE deep reactive ion etching
  • the fourth step (S140) may be performed to deposit the first insulating layer 140 by an insulator such as silica (SiO 2) or parylene by chemical vapor deposition (CVD).
  • the fifth step S150 may be performed by etching a portion of the first insulating layer 140 by laser or plasma.
  • the method of manufacturing the wearable biological device as shown in FIG. 3C, after the second step S120, the pillar part 120 and the second insulating layer 150 made of an insulator are formed.
  • the method further includes a step (S160) of depositing on the substrate 110, wherein the third step (S130) is the end portion 121 and the second insulating layer 150 is deposited on the wiring layer 130 and the It may be made to form between the substrate (110).
  • the second insulating layer 150 may be formed of an insulating material such as silica (SiO 2) or parylene.
  • Embodiments of the present invention by providing a wearable bio-device and a method of manufacturing the same having a substrate having a columnar structure having a needle-shaped end portion on one surface to effectively perform the examination of the biological tissue in the body without the incision procedure It can be applied to various industries.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

Disclosed is a wearable biodevice comprising: a substrate located on the outside of a biological tissue; at least one pillar part extending in one direction on the substrate, and formed so as to be inserted into the biological tissue by having a needle-shaped end portion; and a wiring layer made of a conductive material so as to sense an electrical signal inside the biological tissue from the outside of the biological tissue, and formed on the end portion, provided in the pillar part, and on the substrate so as to electrically connect the end portion and the substrate.

Description

웨어러블 생체소자 및 그 제조 방법Wearable biological device and manufacturing method thereof

본 발명은 생체조직 내부의 전기적 신호를 감지하는 웨어러블 생체소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wearable biological device for sensing an electrical signal inside a living tissue and a method of manufacturing the same.

최근 고령화되고 있는 사회에서 국민 건강복지 증진을 위해서는 지속적인 건강 모니터링 기술의 중요성이 그 어느 때보다 더 커지고 있으며, 치료뿐만 아니라 조기 진단을 통해 질병을 예방하는 방법을 강구하는 것은 사회적으로도 매우 중요한 과제이다.The importance of continuous health monitoring technology is more important than ever to promote national health welfare in an aging society, and finding ways to prevent disease through early diagnosis as well as treatment is a very important social issue. .

이와 같은 과제를 해결하기 위한 방법 중 하나로, 생체소자(biodevice)를 이용하는 방법이 주목받고 있으며, 이러한 방법이 의학적으로 보다 더 활발하게 채택되고 있다.As one of methods for solving such a problem, a method of using a biodevice has been attracting attention, and such a method has been actively adopted medically.

상술한 생체소자를 이용한 조기 진단을 통한 예방이라 함은 일반적으로 절개술 이후 조직의 막(membrane) 부위에 부착하여, 그 부분 또는 세포외 기질(extracellular matrix)을 통해 세포 신호(cell signaling)를 감지하거나, 혈액을 추출하여 장시간 이루어지는 시험 결과에 따라 진단하는 것을 말한다.Prevention through early diagnosis using the above-mentioned biodevices is generally attached to the membrane portion of the tissue after incision and detects cell signaling through a portion or an extracellular matrix. In other words, the blood is extracted and diagnosed according to the long-term test results.

지금까지 일반인들에게 널리 알려진 생체소자는 체외에 부착 및 밴드 형태로 둘러 온도나 압력 등의 물리적 변화만을 감지하는 기능을 보유하고 있으며, 실제 체내에서 발생하는 이온 및 생물학적 인자를 감지하는 생체소자는 널리 알려지지 않은 실정이다.Until now, the bio devices widely known to the general public have a function of detecting physical changes such as temperature or pressure by attaching them to the outside of the body and enclosing them in a band form, and bio devices that detect ions and biological factors occurring in the body are widely used. It is unknown.

한편, 상기 제시한 세포 신호를 미세하게 감지하기 위한 생체소자들이 개발되고 있는데 그 중 대표적인 것은 하나의 미세침(microneedle)을 인체조직 또는 미세하게는 세포외 기질에 삽입하고 나머지 하나는 같은 부위의 인체조직에 삽입하여 그 속에 존재하는 이온 및 생물학적 인자에 의해 감지된 세포 신호를 통하여 진단을 하는 것이다.On the other hand, bio-elements have been developed to detect the cell signal described above finely, one of which is a microneedle is inserted into the human tissue or microscopic extracellular matrix and the other is the human body of the same site It is inserted into tissue and diagnosed through cellular signals sensed by ions and biological factors present therein.

하지만, 이러한 생체소자는 실시간 분석이 불가능하여, 검사 대상자의 조직을 떼어내어 생체외(ex vivo) 상태에서 분석해야하기 때문에, 조기 진단이 어렵다는 문제점을 안고 있다. 또한, 어느 부위의 인체조직이냐에 따라 절개술을 필요로 하는 경우가 있기 때문에, 치료의 단계가 늘어나 수술 담당자들의 노동시간 증가는 물론이고 절개술에 의한 환자의 고통 및 그로 인한 상처가 남아 육체적 고통뿐만 아니라 정신적 고통도 느껴야 하며, 경제적 손실도 큰 이유로 아직까지 대중화되지 못하고 있는 상황에 있다.However, such bio-devices cannot be analyzed in real time, and thus, since the tissues of the subjects to be removed must be removed and analyzed in an ex vivo state, there is a problem that early diagnosis is difficult. In addition, depending on which part of the human tissue may require an incision, the stage of treatment is increased to increase the labor time of the personnel in charge, as well as the pain of the patient due to the incision and the resulting wound remains physical pain, Mental pain must be felt, and economic losses are not yet popularized for a large reason.

본 발명의 일 목적은, 절개술의 과정을 거치지 않고 체외에서 체내의 생체조직을 구성하는 이온 및 생물학적 인자를 효과적으로 감지할 수 있는 웨어러블 생체소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 있다.One object of the present invention is to provide a wearable bioelement and a method for manufacturing the same, which can effectively detect ions and biological factors constituting biological tissues in the body without undergoing an incision procedure.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 웨어러블 생체소자는, 생체조직의 외부에 위치하는 기판; 상기 기판 상에서 일 방향으로 연장되고, 바늘(needle) 형상의 단부를 구비하여 상기 생체조직의 내부로 삽입 가능하도록 형성되는 적어도 하나의 기둥부; 및 상기 생체조직의 외부에서 상기 생체조직 내부의 전기적 신호를 감지하도록, 전도성 재질로 이루어지고, 상기 기둥부에 구비되는 상기 단부 및 상기 기판 상에 형성되어 상기 단부와 상기 기판 사이를 전기적으로 연결하는 배선층을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자를 개시한다.In order to achieve the above object of the present invention, the wearable biological device of the present invention, the substrate located outside the biological tissue; At least one pillar portion extending in one direction on the substrate and having a needle-shaped end portion to be inserted into the biological tissue; And a conductive material so as to sense an electrical signal inside the biological tissue from the outside of the biological tissue, and formed on the end portion and the substrate provided at the pillar portion to electrically connect between the end portion and the substrate. Disclosed is a wearable biodevice comprising a wiring layer.

상기 웨어러블 생체소자는, 상기 단부를 제외한 나머지 영역과 접하는 상기 생체조직의 전기적 신호를 차단하도록, 절연물로 이루어지며, 상기 단부 및 상기 기판의 일부분을 제외한 상기 배선층의 나머지 영역을 감싸도록 형성되는 제1 절연층을 더 포함할 수 있다.The wearable bio device is made of an insulator so as to block an electrical signal of the biological tissue in contact with a region other than the end portion, and is formed to surround the remaining region of the wiring layer except for the end portion and the substrate. It may further include an insulating layer.

상기 웨어러블 생체소자는, 절연물로 이루어지며, 상기 기판 및 상기 기둥부를 감싸도록 형성되는 제2 절연층을 더 포함하고, 상기 배선층은 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 배치될 수 있다.The wearable biological device may include an insulating material and further include a second insulating layer formed to surround the substrate and the pillar, and the wiring layer may be disposed between the first insulating layer and the second insulating layer. .

상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층은 실리카(SiO2), 산화 알루미늄(Al2O3), 파릴렌(parylene)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로 구성될 수 있다.The first insulating layer and the second insulating layer may be formed of any one selected from the group consisting of silica (SiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), and parylene.

상기 기둥부의 단면은 원형 또는 사각형으로 형성되고, 상기 기둥부의 지름 또는 한 변의 길이는, 20 마이크로미터 이상 400 마이크로미터 이하로 형성될 수 있다.The cross section of the pillar portion may be formed in a circular or quadrangular shape, and the diameter or the length of one side of the pillar portion may be formed to 20 micrometers or more and 400 micrometers or less.

상기 기둥부의 높이는, 50 마이크로미터 이상 1000 마이크로미터 이하로 형성될 수 있다.The height of the pillar portion may be formed to 50 micrometers or more and 1000 micrometers or less.

상기 단부가 이루는 각도는, 10도 이상 20도 이하로 형성될 수 있다.An angle formed by the end portion may be formed to 10 degrees or more and 20 degrees or less.

상기 기둥부는 제1 및 제2 기둥으로 구성되어 상기 기판 상에 배열되며, 상기 배선층은 상기 제1 및 제2 기둥에 각각 형성되는 제1 및 제2 배선을 구비하고, 상기 제1 및 제2 배선은 각각 상기 생체조직 내부로부터 서로 다른 종류의 전기적 신호를 감지하도록 구성될 수 있다.The pillar portion is composed of first and second pillars arranged on the substrate, and the wiring layer includes first and second wirings formed on the first and second pillars, respectively, and the first and second wirings. Each may be configured to detect different kinds of electrical signals from inside the biological tissue.

상기 기둥부는 제1 및 제2 기둥으로 구성되어 상기 기판 상에 배열되며, 상기 배선층은 상기 제1 및 제2 기둥에 각각 형성되는 제1 및 제2 배선을 구비하고, 상기 제1 및 제2 배선을 통해 감지되는 상기 전기적 신호의 크로스 체크(cross-check)를 위하여, 상기 제1 및 제2 배선은 상기 생체조직 내부로부터 서로 같은 종류의 전기적 신호를 감지하도록 구성될 수 있다.The pillar portion is composed of first and second pillars arranged on the substrate, and the wiring layer includes first and second wirings formed on the first and second pillars, respectively, and the first and second wirings. In order to cross-check the electrical signal detected through the first and second wires, the first and second wires may be configured to detect electrical signals of the same type from inside the biological tissue.

상기 기둥부는 각각 제1 및 제2 단부를 구비하는 제1 및 제2 기둥으로 구성되어 상기 기판 상에 배열되며, 상기 배선층은 상기 제1 및 제2 기둥에 각각 형성되는 제1 및 제2 배선을 구비하고, 상기 제1 및 제2 단부가 상기 생체조직 내부에서 서로 다른 부분에 위치하도록, 상기 제1 및 제2 기둥은 서로 다른 높이를 갖도록 형성될 수 있다.The pillar portion is composed of first and second pillars having first and second ends, respectively, and is arranged on the substrate, and the wiring layer includes first and second wirings formed on the first and second pillars, respectively. The first and second pillars may be formed to have different heights so that the first and second ends are positioned at different portions in the biological tissue.

아울러 본 발명은, 일 방향으로 연장되는 적어도 하나의 기둥부를 기판 상에 형성시키는 제1 단계; 상기 기둥부가 생체조직의 내부로 삽입 가능하도록, 상기 기둥부의 단부를 바늘(needle) 형상으로 가공하는 제2 단계; 상기 생체조직의 외부에서 상기 생체조직 내부의 전기적 신호의 감지가 가능하도록, 상기 단부와 상기 생체조직의 외부에 위치하는 상기 기판 사이를 전기적으로 연결하는 배선층을 상기 단부 및 상기 기판 사이에 형성시키는 제3 단계; 절연물로 이루어지는 제1 절연층을 상기 배선층 상에 증착시키는 제4 단계; 및 상기 단부를 제외한 나머지 영역과 접하는 상기 생체조직의 전기적 신호를 차단하도록, 상기 단부와 상기 기판의 일부분에 형성된 상기 제1 절연층을 제거하여 상기 배선층을 외부로 노출시키는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자 제조 방법을 개시한다.In addition, the present invention, the first step of forming at least one pillar portion extending in one direction on the substrate; A second step of processing an end portion of the pillar portion into a needle shape so that the pillar portion can be inserted into the biological tissue; A wiring layer formed between the end portion and the substrate to electrically connect the end portion and the substrate positioned outside the biological tissue to enable sensing of an electrical signal inside the biological tissue outside of the biological tissue. Three steps; Depositing a first insulating layer made of an insulator on the wiring layer; And a fifth step of exposing the wiring layer to the outside by removing the first insulating layer formed on the end portion and the portion of the substrate so as to block an electrical signal of the biological tissue in contact with a region other than the end portion. Disclosed is a method of manufacturing a wearable biological device.

상기 웨어러블 생체소자 제조 방법은, 상기 제2 단계 이후, 절연물로 이루어는 제2 절연층을 상기 기둥부 및 상기 기판 상에 증착시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제3 단계는 상기 배선층을 상기 제2 절연층이 증착된 상기 단부 및 상기 기판 사이에 형성시킬 수 있다.The method of manufacturing the wearable biodevice further includes depositing a second insulating layer formed of an insulator on the pillar part and the substrate after the second step, wherein the third step comprises depositing the wiring layer on the second layer. An insulating layer may be formed between the end portion of the substrate and the substrate.

본 발명에 의하면, 생체조직의 외부에 위치하는 기판과, 기판 상에 형성되되 바늘(needle) 형상의 단부를 구비하는 기둥부와, 전도성 재질로 이루어지고 기둥부의 상기 단부와 기판 상에 형성되어 상기 단부와 기판 사이를 전기적으로 연결하는 배선층을 구비한다. 이에 따라, 절개술의 과정을 거치지 않고도 생체조직 외부에 위치하는 기판 상에 형성된 배선층을 통하여 체내의 생체조직을 구성하는 이온 및 생물학적 인자들을 효과적으로 감지할 수 있으며, 검사 대상자의 신체적, 경제적인 부담을 줄여 질병의 조기 검진을 보다 대중화시킬 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, a substrate positioned outside the biological tissue, a pillar portion formed on the substrate and having a needle-shaped end portion, and made of a conductive material and formed on the substrate and the end portion of the pillar portion, A wiring layer is electrically connected between the end portion and the substrate. Accordingly, the wiring layer formed on the substrate located outside the biological tissue can effectively detect the ions and biological factors constituting the biological tissue in the body without undergoing an incision procedure, and reduce the physical and economic burden on the subject. The advantage is that early screening of the disease can be made more popular.

아울러 본 발명은, 기둥부가 제1 및 제2 기둥으로 복수로 구비되어 기판 상에 배열되며, 배선층은 제1 및 제2 기둥에 각각 형성되는 제1 및 제2 배선을 구비한다. 이와 같은 구성에 의하면, 제1 및 제2 배선을 통해 동일하거나 서로 다른 생체조직으로부터 서로 같은 종류 또는 서로 다른 종류의 전기적 신호를 감지하여 제1 및 제2 배선을 통해 감지되는 전기적 신호의 크로스 체크(cross-check)가 가능하며, 동시에 여러 종류의 전기적 신호의 감지가 가능하므로 검사에 소요되는 시간을 보다 줄일 수 있다는 장점을 갖는다.In addition, the present invention, the pillar portion is provided with a plurality of first and second pillars are arranged on the substrate, the wiring layer has a first and second wiring formed on the first and second pillars, respectively. According to this configuration, by detecting the same or different types of electrical signals from the same or different biological tissues through the first and second wirings, the cross-check of the electrical signals detected through the first and second wirings ( It is possible to cross-check and to detect several kinds of electrical signals at the same time, which can reduce the time required for inspection.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 생체소자를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a wearable biological device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 웨어러블 생체소자의 단면을 개념적으로 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating a cross section of the wearable biodevice illustrated in FIG. 1.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 웨어러블 생체소자 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a wearable biodevice according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 웨어러블 생체소자 제조 방법에 따른 제조 과정을 단계별로 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a manufacturing process according to the method of manufacturing the wearable biodevice shown in FIG. 3 step by step.

이하, 본 발명에 관련된 웨어러블 생체소자 및 그 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a wearable biological device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

서로 다른 실시예라고 하더라도, 앞선 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일·유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Even if different embodiments, the same or similar reference numerals are given to the same or similar components as the foregoing embodiments, and redundant description thereof will be omitted.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the embodiments disclosed herein, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The accompanying drawings are only for easily understanding the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes and equivalents included in the spirit and technical scope of the present invention are included. It should be understood to include water or substitutes.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 생체소자(100)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 웨어러블 생체소자(100)의 단면을 개념적으로 나타낸 도면이다.1 is a perspective view illustrating a wearable biodevice 100 according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view conceptually illustrating a cross section of the wearable biodevice 100 illustrated in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 웨어러블 생체소자(100)는 기판(110), 기둥부(120) 및 배선층(130)을 포함한다.1 and 2, the wearable bio device 100 includes a substrate 110, a pillar 120, and a wiring layer 130.

기판(110)은 평판 형상으로 이루어질 수 있으며, 후술할 적어도 하나의 기둥부(120)의 배열을 위한 공간을 제공한다. 기판(110)은 생체조직 외부에 위치하고, 상기 생체조직은 주로 인체의 피부 조직을 의미하지만, 체내에 위치하는 특정 기관을 의미할 수 있다. 또한, 기판(110)은 상기 생체조직과 마주하는 면이 밀착되도록 탄성 변형 가능하게 형성될 수 있다.The substrate 110 may be formed in a flat plate shape and may provide a space for arranging at least one pillar 120 to be described later. The substrate 110 is located outside the living tissue, and the living tissue mainly refers to skin tissue of the human body, but may refer to a specific organ located in the body. In addition, the substrate 110 may be formed to be elastically deformable so that the surface facing the living tissue is in close contact.

기둥부(120)는 기판(110) 상에서 일 방향으로 연장되며, 바늘(needle) 형상의 단부(121)를 구비하여, 상기 생체조직 내부로 삽입 가능하도록 형성될 수 있으며, 기판(110) 상에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 또한, 기둥부(120)는 원기둥 또는 사각기둥 형태로 이루어져 원형 또는 사각형의 단면을 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 기둥부(120)의 지름 또는 한 변의 길이는 20 마이크로미터 이상 400 마이크로미터 이하로 형성될 수 있고, 기둥부(120)의 높이는 50 마이크로미터 이상 1000 마이크로미터 이하로 형성될 수 있다. 참고로, 인체의 피부 조직은 각질층이 10 μm 내지 20 μm로 이루어지고, 표피층은 70 μm 내지 120 μm으로 이루어지며, 혈관이 위치하는 진피층이 500 μm ~ 3,000 μm의 두께로 이루어진다.The pillar portion 120 extends in one direction on the substrate 110 and has a needle-shaped end portion 121, and may be formed to be inserted into the biological tissue, and on the substrate 110. At least one may be formed. In addition, the pillar portion 120 may be formed to have a cylindrical or square column shape to have a circular or rectangular cross section, and the diameter or the length of one side of the pillar portion 120 is 20 micrometers or more and 400 micrometers or less. Can be, The height of the pillar portion 120 may be formed to 50 micrometers or more and 1000 micrometers or less. For reference, the skin tissue of the human body is composed of the stratum corneum of 10 μm to 20 μm, the epidermal layer of 70 μm to 120 μm, the dermal layer in which the blood vessel is located has a thickness of 500 μm to 3,000 μm.

이에 따라, 본 발명의 기둥부(120)는 상기 진피층이 위치하는 깊이까지 침습이 가능하다. 또한, 상기 기둥부(120)의 높이는 최소 50 마이크로미터 이상으로 형성되어, 불가피한 질병 진단을 위하여 절개술에 의해 체내 기관이 공기 중에 노출되었을 경우, 정상적인 기능을 수행하지 못하는 상기 기관의 외벽 50μm 두께 이상의 깊이까지 침습이 가능하다.Accordingly, the pillar portion 120 of the present invention can invade to the depth where the dermis layer is located. In addition, the height of the pillar portion 120 is formed to be at least 50 micrometers or more, the depth of the outer wall of the organ 50μm thickness of the organ that does not perform a normal function when the internal organs are exposed to the air by incision to diagnose the inevitable disease Invasion is possible.

또한, 상기 기둥부(120)의 단부(121)가 이루는 각도는, 10도 이상 20도 이하로 형성될 수 있다. 참고로, 마이크로 단위에서는 마크로 단위에서 현상을 지배하던 체적(중력 및 관성력)에 작용하는 힘은 상대적으로 작아지고, 마크로 단위에서 무시할 수 있었던 표면적에 작용하는 힘(마찰력 및 표면장력)이 크게 현상을 지배한다. 이에 따라, 본 발명의 기둥부(120)는 표면 장력이 큰 피부 조직 또는 체내 기관에 효과적으로 침습이 가능하다는 장점이 있다.In addition, the angle formed by the end portion 121 of the pillar part 120 may be formed to 10 degrees or more and 20 degrees or less. Note that, In the micro unit, the force acting on the volume (gravity and inertia) that dominated the phenomenon in the macro unit is relatively small, and the force acting on the surface area (friction and surface tension) which was negligible in the macro unit dominates the phenomenon. Accordingly, the pillar portion 120 of the present invention has an advantage that it can effectively invade the skin tissue or internal organs having a large surface tension.

배선층(130)은 전도성 재질로 이루어지고, 기둥부(110)에 구비되는 상기 단부(121) 및 기판(110) 상에 형성되어 단부(121)와 기판(110) 사이를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 상기 전도성 재질은 Au, Ag, Cu, Pt 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.The wiring layer 130 is made of a conductive material, and is formed on the end 121 and the substrate 110 provided in the pillar part 110 to be electrically connected between the end 121 and the substrate 110. Can be. The conductive material may be made of any one material of Au, Ag, Cu, Pt.

이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 절개술의 과정을 거치지 않고도 상기 생체조직 외부에 위치하는 기판(110) 상에 형성된 배선층(130)을 통하여 상기 생체조직의 외부에서 상기 생체조직 내부의 전기적 신호, 예를 들어, 체내 또는 체내 기관 내부에 존재하는 특정 이온이나 특정 생물학적 인자들을 효과적으로 감지할 수 있으며, 이러한 감지 방법을 통하여 콜레라, 당뇨와 같은 각종 질병들을 검진할 수 있다. 또한, 검사 대상자의 신체적, 경제적인 부담을 줄여 질병의 조기 검진을 보다 대중화시킬 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention described above, the electrical signal inside the biological tissue from the outside of the biological tissue through the wiring layer 130 formed on the substrate 110 positioned outside the biological tissue without undergoing an incision, for example For example, it is possible to effectively detect specific ions or specific biological factors present in the body or internal organs, and through this detection method, various diseases such as cholera and diabetes can be screened. In addition, there is an advantage that can reduce the physical and economic burden of the test subject to more popularized early screening of the disease.

한편, 웨어러블 생체소자(100)는 제1 절연층(140)을 더 포함할 수 있다.The wearable biological device 100 may further include a first insulating layer 140.

제1 절연층(140)은 기둥부(120)에 구비되는 상기 단부(121)를 제외한 나머지 영역과 접하는 상기 신체조직의 전기적 신호를 차단하도록, 절연물로 이루어지며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 단부(121) 및 상기 기판(110)의 일부분을 제외한 배선층(130)의 나머지 영역을 감싸도록 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 상기 생체조직의 내부 또는 외부에서 단부(121)를 제외한 기둥부(120)와 상기 기판(110)의 일부분을 제외한 기판(110)의 다른 부분은 제1 절연층(140)과 접하게 되어 배선층(130)을 통한 상기 신체조직의 전기적 신호 전달이 차단된다. 이에 따라, 검사의 대상이 아닌 상기 신체조직의 다른 영역에 대한 불필요한 전기적 신호가 차단되고, 기둥부(120)에 구비되는 상기 단부(121)를 통한 전기적 신호만 획득하여 검진 결과에 대한 신뢰성을 보다 높일 수 있다. 또한, 상기 제1 절연층(140)은 실리카(SiO2), 산화 알루미늄(Al2O3), 파릴렌(parylene)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로 구성될 수 있다.The first insulating layer 140 is made of an insulator so as to block an electrical signal of the body tissue in contact with the remaining area except the end 121 provided in the pillar part 120, as shown in FIGS. 1 and 2. As described above, the substrate may be formed to surround the remaining area of the wiring layer 130 except for the end portion 121 and the portion of the substrate 110. According to this structure, the pillar portion 120 except for the end 121 in the inside or outside of the biological tissue and the other portion of the substrate 110 except for the portion of the substrate 110 is the first insulating layer 140 The electrical signal transmission of the body tissue through the wiring layer 130 is blocked. Accordingly, unnecessary electrical signals to other areas of the body tissue that are not subject to the examination are blocked, and only electrical signals through the end 121 provided in the pillar part 120 are obtained to increase reliability of the examination result. It can increase. In addition, the first insulating layer 140 may be formed of any one selected from the group consisting of silica (SiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), and parylene.

한편, 웨어러블 생체소자(100)는 제2 절연층(150)을 더 포함할 수 있다.The wearable biological device 100 may further include a second insulating layer 150.

제2 절연층(150)은 절연물로 이루어지며, 기판(110) 및 기둥부(120)를 감싸도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 배선층(130)은 제1 절연층(140)과 제2 절연층(150) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 배선층(130)은 제1 절연층(140)과 제2 절연층(150)에 의해 외면이 절연물에 의해 전체적으로 감싸진 형태로 구성되어, 기둥부(120)의 단부(121)를 통한 상기 생체조직의 전기적 신호만을 효과적으로 감지할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 상기 제2 절연층(150)은 제1 절연층(140)과 같이 실리카(SiO2), 산화 알루미늄(Al2O3), 파릴렌(parylene)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로 구성될 수 있다.The second insulating layer 150 may be made of an insulating material, and may be formed to surround the substrate 110 and the pillar part 120. Here, the wiring layer 130 may be disposed between the first insulating layer 140 and the second insulating layer 150. Accordingly, the wiring layer 130 is configured in such a manner that the outer surface of the wiring layer 130 is entirely covered by the insulator by the first insulating layer 140 and the second insulating layer 150, thereby forming the end 121 of the pillar part 120. It has the advantage that it can effectively detect only the electrical signal of the biological tissue through. In addition, the second insulating layer 150 may be formed of any one selected from the group consisting of silica (SiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), and parylene, like the first insulating layer 140.

한편, 기둥부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 기둥(120a) 및 제2 기둥(120b)으로 구성되어 기판(110) 상에 배열될 수 있다. 또한, 배선층(130)은, 상기 제1 기둥(120a) 및 제2 기둥(120b)에 각각 대응되게 형성되는 제1 배선(130a)과 제2 배선(130b)을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 배선(130a,130b)은 각각 상기 생체조직 내부로부터 서로 다른 종류의 전기적 신호를 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 배선(130a)은 상기 생체조직 내부 또는 체내 기관으로부터 콜레라에 관한 전기적 신호를 획득하도록 이루어질 수 있으며, 제2 배선(130b)은 당뇨에 관한 전기적 신호를 획득하도록 이루어질 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 1, the pillar part 120 may include the first pillar 120a and the second pillar 120b and may be arranged on the substrate 110. In addition, the wiring layer 130 may include a first wiring 130a and a second wiring 130b formed to correspond to the first pillar 120a and the second pillar 120b, respectively. The first and second wires 130a and 130b may be configured to detect different types of electrical signals from inside the biological tissue, respectively. For example, the first wire 130a may be configured to acquire an electrical signal related to cholera from inside the living tissue or the internal organs, and the second wire 130b may be configured to acquire an electrical signal related to diabetes.

또한, 상기 제1 배선(130a) 및 제2 배선(130b)을 통해 감지되는 상기 전기적 신호의 크로스 체크(cross-check)를 위하여, 상기 제1 및 제2 배선(130a,130b)은 상기 생체조직 내부로부터 서로 같은 종류의 전기적 신호를 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 배선(130a) 및 제2 배선(130b)을 통하여 당뇨에 관한 전기적 신호를 획득하도록 구성될 수 있다.In addition, the first and second wirings 130a and 130b may be configured to cross-check the electrical signal detected through the first and second wirings 130a and 130b. It can be configured to sense the same kind of electrical signals from inside. For example, the electronic device may be configured to acquire an electrical signal related to diabetes through the first wiring 130a and the second wiring 130b.

또한, 본 도면에서는 도시되지 않았으나, 기판(110) 상에 노출되는 제1 배선(130a) 및 제2 배선(130b)은 하나의 지점에서 서로 만나 외부로 노출되도록 구성될 수 있다. 즉, 기판(110) 상에 노출된 배선층(130)의 하나의 지점을 통하여 제1 기둥(120a) 및 제2 기둥(120b)의 각각의 단부를 통한 전기적 신호의 획득이 이루어질 수 있다. In addition, although not shown in the drawing, the first wire 130a and the second wire 130b exposed on the substrate 110 may be configured to meet each other at one point and be exposed to the outside. That is, an electrical signal may be acquired through each end of the first pillar 120a and the second pillar 120b through one point of the wiring layer 130 exposed on the substrate 110.

이와 같은 구조에 의하면, 동일한 생체조직 내부 또는 체내 기관에 대한 검진을 실시함에 있어, 동일한 생체조직 내부 또는 체내 기관에 대한 전기적 신호를 복수 영역으로 나누어 감지할 수 있으므로, 바늘 형상의 단부(121)를 보다 미세하게 형성하여 검진 대상자의 신체적 고통을 줄여주며, 전기적 신호의 감지를 위한 상기 단부(121)와 접하는 부위의 단면적을 충분히 확보할 수 있다는 장점이 있다.According to this structure, the same In performing the examination of the internal organs or internal organs, the electrical signal to the internal organs or internal organs can be detected by dividing the signal into a plurality of areas. Reduces the physical pain of the, there is an advantage that can ensure a sufficient cross-sectional area of the contact portion with the end 121 for the detection of the electrical signal.

이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 기둥부(120)가 제1 및 제2 기둥(120a,120b)으로 복수로 구비되어 기판(110) 상에 배열되며, 배선층(130)은 제1 및 제2 기둥(120a,120b)에 각각 형성되는 제1 및 제2 배선(130a,130b)을 구비한다. 이에 따라, 제1 및 제2 배선(130a,130b)을 통해 동일하거나 서로 다른 상기 생체조직으로부터 서로 같은 종류 또는 서로 다른 종류의 전기적 신호를 감지하여 제1 및 제2 배선(130a,130b)을 통해 감지되는 전기적 신호의 크로스 체크(cross-check)가 가능하며, 동시에 여러 종류의 전기적 신호의 감지가 가능하므로 검사에 소요되는 시간을 보다 줄일 수 있다.According to the present invention described above, the pillar portion 120 is provided with a plurality of first and second pillars (120a, 120b) arranged on the substrate 110, the wiring layer 130 is the first and second pillars First and second wirings 130a and 130b are formed on the 120a and 120b, respectively. Accordingly, the same or different types of electrical signals may be detected from the same or different biological tissues through the first and second wirings 130a and 130b and the first and second wirings 130a and 130b may be used. Cross-check of the detected electrical signals is possible, and several types of electrical signals can be detected at the same time, further reducing the time required for inspection.

한편, 상기 기둥부는 각각 제1 및 제2 단부(미도시)를 구비하는 제1 및 제2 기둥(120a,120b)으로 구성되어 기판(110) 상에 배열되며, 상기 배선층(130)은 상기 제1 및 제2 기둥(120a,120b)에 각각 형성되는 제1 및 제2 배선(130a,130b)을 구비하고, 여기서, 상기 제1 및 제2 단부가 상기 생체조직 내부에서 서로 다른 부분에 위치하도록, 제1 및 제2 기둥(120a,120b)은 서로 다른 높이를 갖도록 형성될 수 있다.On the other hand, the pillar portion is composed of the first and second pillars (120a, 120b) having a first and a second end (not shown), respectively, is arranged on the substrate 110, the wiring layer 130 is the first First and second wires 130a and 130b formed on the first and second pillars 120a and 120b, respectively, wherein the first and second ends are located at different portions within the biological tissue. The first and second pillars 120a and 120b may be formed to have different heights.

이하, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 웨어러블 생체소자 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a wearable biodevice manufacturing method according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 웨어러블 생체소자 제조 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 4는 도 3에 도시된 웨어러블 생체소자 제조 방법에 따른 제조 과정을 단계별로 나타낸 도면이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a wearable biodevice according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a step-by-step view illustrating a manufacturing process according to the method of manufacturing the wearable biodevice shown in FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 웨어러블 생체소자 제조 방법은 먼저, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 일 방향으로 연장되는 적어도 하나의 기둥부(120)를 기판(110) 상에 형성시키는 제1 단계(S110)와, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 기둥부(120)가 상기 생체조직의 내부로 삽입 가능하도록, 기둥부(120)의 단부(121)를 바늘(needle) 형상으로 가공하는 제2 단계(S120)와, 상기 생체조직의 외부에서 상기 생체조직 내부의 전기적 신호의 감지가 가능하도록, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이 상기 기둥부(120)에 구비되는 상기 단부(121)와 상기 생체조직의 외부에 위치하는 기판(110) 사이를 전기적으로 연결하는 배선층(130)을 상기 단부(121) 및 기판(110) 사이에 형성시키는 제3 단계(S130)와, 도 3의 (e)에 도시된 바와 같이 절연물로 이루어지는 제1 절연층(140)을 상기 배선층(130) 상에 증착시키는 제4 단계(S140)와, 마지막으로, 상기 단부(121)를 제외한 나머지 영역과 접하는 상기 생체조직의 전기적 신호를 차단하도록, 도 3의 (f)에 도시된 바와 같이 상기 단부(121)와 상기 기판(110)의 일부분에 형성된 제1 절연층(140)을 제거하여 상기 배선층(130)을 외부로 노출시키는 제5 단계(S150)를 포함한다.3 and 4, in the method of manufacturing a wearable biodevice, first, at least one pillar portion 120 extending in one direction as shown in FIG. 3A is formed on a substrate 110. Needle end (121) of the pillar portion 120, so that the pillar portion 120 can be inserted into the biological tissue as shown in (b) of FIG. In the second step (S120) of processing to a shape, and to enable the detection of electrical signals inside the biological tissue from the outside of the biological tissue, as shown in (d) of Figure 3 to the pillar portion 120 The third step (S130) to form a wiring layer 130 between the end 121 and the substrate 110 to electrically connect between the end 121 is provided and the substrate 110 located outside the biological tissue (S130) ) And a first insulating layer 140 made of an insulator on the wiring layer 130 as shown in FIG. The end 121 as shown in (f) of FIG. 3 to block the electrical signal of the biological tissue in contact with the remaining area except the end 121, and finally, the fourth step (S140) to attach. And a fifth step S150 of exposing the wiring layer 130 to the outside by removing the first insulating layer 140 formed on a portion of the substrate 110.

또한, 상기 제1 단계(S110)에서 상기 기둥부(120)의 가공은 고종횡비 반응성 이온 식각(DRIE: deep reactive ion etching) 공정으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제2 단계(S120)에서 상기 단부(121)의 가공은 이온 빔을 이용한 연마 가공으로 이루어질 수 있다.In addition, in the first step S110, the pillar 120 may be processed by a deep reactive ion etching (DRIE) process. In addition, in the second step S120, the processing of the end 121 may be performed by polishing using an ion beam.

또한, 상기 제4 단계(S140)는 화학기상증착법(CVD: Chemical Vapor Deposition)으로 실리카(SiO2) 또는 파릴렌(parylene)과 같은 절연물로 상기 제1 절연층(140)을 증착시키도록 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제5 단계(S150)는 제1 절연층(140)의 일부를 레이저 또는 플라즈마로 식각하여 제거하도록 이루어질 수 있다.In addition, the fourth step (S140) may be performed to deposit the first insulating layer 140 by an insulator such as silica (SiO 2) or parylene by chemical vapor deposition (CVD). . In addition, the fifth step S150 may be performed by etching a portion of the first insulating layer 140 by laser or plasma.

한편, 상기 웨어러블 생체 소자 제조 방법은, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 단계(S120) 이후, 절연물로 이루어는 제2 절연층(150)을 상기 기둥부(120) 및 상기 기판(110) 상에 증착시키는 단계(S160)를 더 포함하고, 상기 제3 단계(S130)는 상기 배선층(130)을 상기 제2 절연층(150)이 증착된 상기 단부(121) 및 상기 기판(110) 사이에 형성시키도록 이루어질 수 있다. 또한 상기 제2 절연층(150)은 실리카(SiO2) 또는 파릴렌(parylene)과 같은 절연물로 이루어질 수 있다.Meanwhile, in the method of manufacturing the wearable biological device, as shown in FIG. 3C, after the second step S120, the pillar part 120 and the second insulating layer 150 made of an insulator are formed. The method further includes a step (S160) of depositing on the substrate 110, wherein the third step (S130) is the end portion 121 and the second insulating layer 150 is deposited on the wiring layer 130 and the It may be made to form between the substrate (110). In addition, the second insulating layer 150 may be formed of an insulating material such as silica (SiO 2) or parylene.

본 발명의 실시 예들은 절개술의 과정 없이 체내 생체조직에 대한 검사를 효과적으로 수행할 수 있도록 바늘 형상을 단부를 갖는 기둥 구조들이 일면 상에 형성되는 기판을 구비하는 웨어러블 생체소자 및 그 제조 방법을 제안함으로써, 이와 관련된 다양한 산업 분야에 적용될 수 있다.Embodiments of the present invention by providing a wearable bio-device and a method of manufacturing the same having a substrate having a columnar structure having a needle-shaped end portion on one surface to effectively perform the examination of the biological tissue in the body without the incision procedure It can be applied to various industries.

Claims (12)

생체조직의 외부에 위치하는 기판;A substrate located outside the biological tissue; 상기 기판 상에서 일 방향으로 연장되고, 바늘(needle) 형상의 단부를 구비하여 상기 생체조직의 내부로 삽입 가능하도록 형성되는 적어도 하나의 기둥부; 및At least one pillar portion extending in one direction on the substrate and having a needle-shaped end portion to be inserted into the biological tissue; And 상기 생체조직의 외부에서 상기 생체조직 내부의 전기적 신호를 감지하도록, 전도성 재질로 이루어지고, 상기 기둥부에 구비되는 상기 단부 및 상기 기판 상에 형성되어 상기 단부와 상기 기판 사이를 전기적으로 연결하는 배선층을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자.A wiring layer made of a conductive material and formed on the end portion and the substrate to electrically detect an electrical signal inside the biological tissue outside the biological tissue and electrically connecting the end portion and the substrate. Wearable biological device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단부를 제외한 나머지 영역과 접하는 상기 생체조직의 전기적 신호를 차단하도록, 절연물로 이루어지며, 상기 단부 및 상기 기판의 일부분을 제외한 상기 배선층의 나머지 영역을 감싸도록 형성되는 제1 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자.And a first insulating layer formed of an insulator so as to block an electrical signal of the biological tissue in contact with the remaining areas except for the end, and covering the remaining area of the wiring layer except for the end and a portion of the substrate. Wearable bio device, characterized in that. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 절연물로 이루어지며, 상기 기판 및 상기 기둥부를 감싸도록 형성되는 제2 절연층을 더 포함하고,It is made of an insulator, and further comprises a second insulating layer formed to surround the substrate and the pillar portion, 상기 배선층은 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자.The wiring layer may be disposed between the first insulating layer and the second insulating layer. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층은 실리카(SiO2), 산화 알루미늄(Al2O3), 파릴렌(parylene)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자.The first insulating layer and the second insulating layer is wearable biological device, characterized in that composed of any one selected from the group consisting of silica (SiO2), aluminum oxide (Al2O3), parylene (parylene). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기둥부의 단면은 원형 또는 사각형으로 형성되고, 상기 기둥부의 지름 또는 한 변의 길이는, 20 마이크로미터 이상 400 마이크로미터 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자.The cross section of the pillar portion is formed in a circular or rectangular shape, the diameter of the pillar portion or the length of one side, wearable bio-element, characterized in that formed in 20 micrometers or more and 400 micrometers or less. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기둥부의 높이는, 50 마이크로미터 이상 1000 마이크로미터 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자.Wearable bio-device, the height of the pillar portion is formed to 50 micrometers or more and 1000 micrometers or less. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단부가 이루는 각도는, 10도 이상 20도 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자.Wearable bio-device, characterized in that the angle formed by the end is formed at 10 degrees or more and 20 degrees or less. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기둥부는 제1 및 제2 기둥으로 구성되어 상기 기판 상에 배열되며,The pillar portion is composed of first and second pillars arranged on the substrate, 상기 배선층은 상기 제1 및 제2 기둥에 각각 형성되는 제1 및 제2 배선을 구비하고,The wiring layer has first and second wirings formed on the first and second pillars, respectively. 상기 제1 및 제2 배선은 각각 상기 생체조직 내부로부터 서로 다른 종류의 전기적 신호를 감지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자.The first and second wires may be configured to sense different types of electrical signals from inside the biological tissue, respectively. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기둥부는 제1 및 제2 기둥으로 구성되어 상기 기판 상에 배열되며,The pillar portion is composed of first and second pillars arranged on the substrate, 상기 배선층은 상기 제1 및 제2 기둥에 각각 형성되는 제1 및 제2 배선을 구비하고,The wiring layer has first and second wirings formed on the first and second pillars, respectively. 상기 제1 및 제2 배선을 통해 감지되는 상기 전기적 신호의 크로스 체크(cross-check)를 위하여, 상기 제1 및 제2 배선은 상기 생체조직 내부로부터 서로 같은 종류의 전기적 신호를 감지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자.In order to cross-check the electrical signals sensed through the first and second wires, the first and second wires are configured to sense electrical signals of the same kind from inside the biological tissue. Wearable bio device, characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기둥부는 각각 제1 및 제2 단부를 구비하는 제1 및 제2 기둥으로 구성되어 상기 기판 상에 배열되며,The pillar portion is composed of first and second pillars having first and second ends respectively arranged on the substrate, 상기 배선층은 상기 제1 및 제2 기둥에 각각 형성되는 제1 및 제2 배선을 구비하고,The wiring layer has first and second wirings formed on the first and second pillars, respectively. 상기 제1 및 제2 단부가 상기 생체조직 내부에서 서로 다른 부분에 위치하도록, 상기 제1 및 제2 기둥은 서로 다른 높이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자.The first and second pillars are formed to have different heights so that the first and second ends are located at different portions in the biological tissue. 일 방향으로 연장되는 적어도 하나의 기둥부를 기판 상에 형성시키는 제1 단계;A first step of forming at least one pillar portion extending in one direction on a substrate; 상기 기둥부가 생체조직의 내부로 삽입 가능하도록, 상기 기둥부의 단부를 바늘(needle) 형상으로 가공하는 제2 단계;A second step of processing an end portion of the pillar portion into a needle shape so that the pillar portion can be inserted into the biological tissue; 상기 생체조직의 외부에서 상기 생체조직 내부의 전기적 신호의 감지가 가능하도록, 상기 단부와 상기 생체조직의 외부에 위치하는 상기 기판 사이를 전기적으로 연결하는 배선층을 상기 단부 및 상기 기판 사이에 형성시키는 제3 단계;A wiring layer formed between the end portion and the substrate to electrically connect the end portion and the substrate positioned outside the biological tissue to enable sensing of an electrical signal inside the biological tissue outside of the biological tissue. Three steps; 절연물로 이루어지는 제1 절연층을 상기 배선층 상에 증착시키는 제4 단계; 및Depositing a first insulating layer made of an insulator on the wiring layer; And 상기 단부를 제외한 나머지 영역과 접하는 상기 생체조직의 전기적 신호를 차단하도록, 상기 단부와 상기 기판의 일부분에 형성된 상기 제1 절연층을 제거하여 상기 배선층을 외부로 노출시키는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자 제조 방법.And a fifth step of exposing the wiring layer to the outside by removing the first insulating layer formed on the end portion and the portion of the substrate so as to block an electrical signal of the biological tissue in contact with the remaining region except the end portion. Wearable biodevice manufacturing method. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제2 단계 이후, 절연물로 이루어는 제2 절연층을 상기 기둥부 및 상기 기판 상에 증착시키는 단계를 더 포함하고,After the second step, further comprising depositing a second insulating layer made of an insulator on the pillar and the substrate, 상기 제3 단계는 상기 배선층을 상기 제2 절연층이 증착된 상기 단부 및 상기 기판 사이에 형성시키는 것을 특징으로 하는 웨어러블 생체소자 제조 방법.In the third step, the wiring layer is formed between the substrate on which the second insulating layer is deposited and the substrate.
PCT/KR2016/006474 2016-04-11 2016-06-17 Wearable biodevice and manufacturing method therefor Ceased WO2017179763A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0044250 2016-04-11
KR1020160044250A KR101887073B1 (en) 2016-04-11 2016-04-11 Wearable biodevice and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017179763A1 true WO2017179763A1 (en) 2017-10-19

Family

ID=60042616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/006474 Ceased WO2017179763A1 (en) 2016-04-11 2016-06-17 Wearable biodevice and manufacturing method therefor

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101887073B1 (en)
WO (1) WO2017179763A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102505313B1 (en) * 2021-09-23 2023-03-06 주식회사 알비티 Manufacturing method for micro needle bio sensor with passive layer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200418215Y1 (en) * 2006-03-25 2006-06-09 양태유 Acupuncture needles
US20060264716A1 (en) * 2005-04-25 2006-11-23 Dennis Zander Microneedle with glucose sensor and methods thereof
JP2007534343A (en) * 2003-03-13 2007-11-29 ボストン サイエンティフィック リミテッド Multimode operation of surface electrodes
KR20130091917A (en) * 2012-02-09 2013-08-20 광주과학기술원 Hybrid type microelectrode array and fabrication method thereof
JP2014073293A (en) * 2012-10-05 2014-04-24 O Well Corp Biomedical micro nerve electrode needle body and method for manufacturing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007534343A (en) * 2003-03-13 2007-11-29 ボストン サイエンティフィック リミテッド Multimode operation of surface electrodes
US20060264716A1 (en) * 2005-04-25 2006-11-23 Dennis Zander Microneedle with glucose sensor and methods thereof
KR200418215Y1 (en) * 2006-03-25 2006-06-09 양태유 Acupuncture needles
KR20130091917A (en) * 2012-02-09 2013-08-20 광주과학기술원 Hybrid type microelectrode array and fabrication method thereof
JP2014073293A (en) * 2012-10-05 2014-04-24 O Well Corp Biomedical micro nerve electrode needle body and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101887073B1 (en) 2018-08-09
KR20170116458A (en) 2017-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230103690A1 (en) Encapsulated flexible electronics for long-term implantation
ES2741356T3 (en) Intracranial detection and monitoring device with macro and micro electrodes
ES2621013T3 (en) Biomedical sensor system and method of detecting a variable signal in time
Stavrinidis et al. SU-8 microneedles based dry electrodes for Electroencephalogram
EP0839496A1 (en) Non-invasive fetal probe having improved mechanical and electrical properties
WO2016167626A1 (en) Biometric information measuring sensor, biometric information measuring system, and method of measuring biometric information using the sensor
JP2002031617A5 (en)
WO2011053018A2 (en) Skin diagnosis tester having a needle for allergen identification
Moon et al. Soft, conformal PDMS-based ECoG electrode array for long-term in vivo applications
KR20110106234A (en) Skin insertion type biosignal measuring electrode
Xia et al. Scalable, flexible carbon fiber electrode thread arrays for three-dimensional probing of neurochemical activity in deep brain structures of rodents
US20130190586A1 (en) Multi-Terminal Nanoelectrode Array
WO2017179763A1 (en) Wearable biodevice and manufacturing method therefor
WO2018004313A1 (en) Surface electromyogram sensor having multi-channel
Lin et al. Needle-integrated ultrathin bioimpedance microsensor array for early detection of extravasation
US7709246B2 (en) Device and method for detecting bioelectric signals from electrophysiologically active regions in spheroids
US11478180B2 (en) Probe response signals
US12290353B2 (en) Thread-based real-time monitoring of bodily fluids
Bocchino et al. Development and characterization of passivation methods for microneedle-based biosensors
CN103630579A (en) Cell impedance analysis chip and apparatus
WO2011118917A2 (en) Electrode implanted into the skin for measuring a biosignal
CN109998544A (en) The preparation method of ultrathin flexible array surface myoelectric electrode
Yan et al. Self-assembled origami neural probes for scalable, multifunctional, three-dimensional neural interface
EP3879582B1 (en) System of graphene transistors for measuring electrophysiological signals
JP2003287513A (en) Array electrode for biological sample and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16898726

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16898726

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1