KR20220107856A - 상처 치유용 미세전류 자극장치 - Google Patents

상처 치유용 미세전류 자극장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인체의 피부에 미세전류의 전류량을 각기 다르게 제공하여 상처가 심한 정도가 다른 상처들의 치유에 도움될 수 있다.
본 발명의 특징은, 전원을 공급하는 전원부(100)와, 전원부(100)에서 공급되는 전원으로 미세전류를 발생시키는 미세전류발생부(200)와, 미세전류발생부(200)에서 발생되는 미세전류를 피부에 전달하는 미세전류제공부(300)와, 미세전류제공부(300)를 피부에 부착시키는 패드고정부(400)와, 미세전류발생부(200)를 조작하는 미세전류조작부(500)와, 미세전류발생부(200)의 작동상태를 표시하는 작동상태표시부(600)와, 미세전류조작부(500)의 조작을 인식하고 미세전류발생부(200) 및 작동상태표시부(600)를 제어하는 제어부(700)를 포함한다.

Description

상처 치유용 미세전류 자극장치{Microcurrent stimulation apparatus for wound healing}
본 발명은 미세 전류 자극으로 피부 손상의 종류와 상관없이 빠르게 회복시킬 수 있는 상처 치유용 미세전류 자극장치에 관한 것이다.
피부는 인류의 신체 외부를 덮고 있는 가장 큰 장기로써 표피, 진피, 피하조직으로 이루어져 있다. 표피는 주로 중층편평상피의 각질 세포가 대부분을 구성하고 있다. 진피는 표피와 피하조직 사이의 층으로 콜라겐 섬유 및 탄력 섬유 같은 기질 단백질과 섬유아세포 등으로 이루어져 있으며, 혈관, 림프관, 신경이 존재하고, 한선, 피지선, 모발 등의 부속기관이 포함된다.
외부 환경으로부터 신체의 보호를 담당하는 피부는 빈번하게 외상 및 화상 등에 노출될 수 있으며, 이는 수술이 필요한 경우에도 마찬가지로 발생한다. 피부에 손상이 발생하였을 경우, 의학적으로는 드레싱을 통한 자연 치유를 유도하는 것을 우선적으로 고려하여 치유하지만 손상의 정도가 심한 경우에는 자가피부이식이나 피판술 등의 수술적 치유가 필요하다. 자가피부이식이나 피판술을 시행하는 경우 이식편이 필요하며, 이로 인해 일시적일 수도 있으나 피부 공여부에 새로운 손상을 만들게 되는 문제가 있다. 피부의 손상으로 인해 발생할 수 있는 반흔은 치유 속도에 따라 형성의 정도에 차이가 있다. 따라서 피부의 빠른 자연치유를 유도한다는 것은 수술이 필요한 피부 손상의 경우에도 수술 횟수와 면적을 줄일 수 있는 기회를 제공할 수 있으며, 궁극적으로 반흔의 형성을 줄일 수 있다는 점에서 매우 의미가 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허청에 공개번호 10-2020-0019672호가 공개되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 미세 전류 자극으로 피부 손상의 종류와 상관없이 빠르게 회복시킬 수 있는 상처 치유용 미세전류 자극장치을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상처 치유용 미세전류 자극장치는, 전원을 공급하는 전원부(100)와, 전원부(100)에서 공급되는 전원으로 미세전류를 발생시키는 미세전류발생부(200)와, 미세전류발생부(200)에서 발생되는 미세전류를 피부에 전달하는 미세전류제공부(300)와, 미세전류제공부(300)를 피부에 부착시키는 패드고정부(400)와, 미세전류발생부(200)를 조작하는 미세전류조작부(500)와, 미세전류발생부(200)의 작동상태를 표시하는 작동상태표시부(600)와, 미세전류조작부(500)의 조작을 인식하고 미세전류발생부(200) 및 작동상태표시부(600)를 제어하는 제어부(700)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 미세전류제공부(300)는 미세전류발생부(200)에 각각 연결되는 복수의 전선(310)과, 전선(310)들에 각각 연결되는 복수의 전극패드(320)를 포함하고, 패드고정부(400)는 전극패드(320)가 고정된 상태로 피부에 진공으로 고정되도록 내부공간이 하부로 개방되면서 신축성을 갖는 캡으로 구성되고, 캡은 내부공간에 수용된 상태로 수분이 적셔지면서 상부에 전극패드(320)가 접촉되고 하부에 피부가 접촉되는 스펀지(410)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 캡은 내부공간에서 하부에 분산되게 고정돌기(420)들이 형성되어 내부공간에 삽입된 스펀지(410)가 고정돌기(420)들에 걸려서 고정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 미세전류조작부(500)는 미세전류발생부(200)를 작동시키는 작동부(510)와, 미세전류발생부(200)에서 발생되는 미세전류의 전류량을 조절하는 전류량조절부(520)와, 미리 설정된 작동모드를 선택하는 작동모드선택부(530)를 포함하고, 작동부(510)는 미세전류발생부(200)가 작동되거나 정지시키는 온/오프스위치로 구성되고, 전류량조절부(520)는 미세전류의 전류량을 높이거나 낮출 수 있는 라디오버튼으로 구성되고, 작동모드선택부(530)는 미세전류가 규칙적으로 또는 불규칙적으로 발생되도록 설정된 작동모드를 선택할 수 있고, 작동상태표시부(600)는 미세전류발생부(200)가 작동되면 점등되고 미세전류발생부(200)가 작동되지 않으면 소등되는 엘이디로 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명은 미세전류발생부(200)에서 발생되어 미세전류제공부(300)로 제공되는 미세전류의 저항을 감지하는 저항감지부(800)를 포함하고, 제어부(700)는 미세전류조작부(500)의 조작을 인식하는 조작인식부(710)와, 미세전류조작부(500)의 작동부(510)를 조작하는 전류조작부(720)와, 작동상태표시부(600)를 작동시키는 표시작동부(730)와, 조작인식부(710)가 조작을 인식하면 전류조작부(720)를 조작하고, 전류조작부(720)가 미세전류조작부(500)의 작동부(510)를 조작시키면 표시작동부(730)를 조작하는 조작부(740)와, 저항감지부(800)에서 감지되는 저항을 인식하는 저항인식부(750)와, 기준저항이 저장되어서 관리되는 기준저항관리부(760)와, 인식되는 저항을 기준저항에 비교 및 판단하여 판단된 저항정보를 조작부(740)로 전송하는 정보전송부(770)를 포함하고, 조작부(740)는 전송되는 저항정보를 근거로 전류조작부(720)를 조작하도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 제어부(700)는 시간을 제공하는 클럭(780)과, 작동시간을 설정하는 시간설정부(790)와, 클럭(780)을 근거로 설정된 시간을 카운팅하고 시간카운팅부(900)를 포함하고, 조작부(740)는 시간카운팅부(900)가 카운팅을 완료하면 전류조작부(720)가 미세전류조작부(500)의 작동부(510)를 정지시키도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 미세전류는 1mA 내지 10mA의 2Hz 내지 20Hz인 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 인체의 피부에 미세전류의 전류량을 각기 다르게 제공하여 상처가 심한 정도가 다른 상처들의 치유에 도움될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상처 치유용 미세전류 자극장치를 보인 블록도.
도 2는 본 발명의 구성을 보인 도면.
도 3은 본 발명의 제어부를 보인 블록도.
도 4는 본 발명의 사용상태를 보인 도면.
도 5는 유전자의 발현을 알아보기 위해 realtime PCR을 수행한 결과를 보인 그래프.
도 6(a)(b)는 상처부위의 표피형성을 보인 사진.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 상처 치유용 미세전류 자극장치를 자세히 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 상처 치유용 미세전류 자극장치는, 전원을 공급하는 전원부(100)와, 전원부(100)에서 공급되는 전원으로 미세전류를 발생시키는 미세전류발생부(200)와, 미세전류발생부(200)에서 발생되는 미세전류를 피부에 전달하는 미세전류제공부(300)와, 미세전류제공부(300)를 피부에 부착시키는 패드고정부(400)와, 미세전류발생부(200)를 조작하는 미세전류조작부(500)와, 미세전류발생부(200)의 작동상태를 표시하는 작동상태표시부(600)와, 미세전류조작부(500)의 조작을 인식하고 미세전류발생부(200) 및 작동상태표시부(600)를 제어하는 제어부(700)를 포함한다.
전원부(100)는 외부로부터 입력되는 상용전원을 적정전원으로 변환하여서 미세전류발생부(200)로 공급한다.
미세전류발생부(200)는 입력되는 전원을 이용하여 교류전류에 의한 미세전류를 발생시킨다.
미세전류제공부(300)는 미세전류발생부(200)에 각각 연결되는 복수의 전선(310)과, 전선(310)들에 각각 연결되는 복수의 전극패드(320)를 포함한다.
전극패드(320)들은 전극이 각각 하나씩 구비되어 미세전류발생부(200)에서 인가되는 교류전류에 의해 +측 및 -측이 반복되면서 미세전류를 피부에 제공한다.
따라서, 전극패드(320)들이 피부에 접촉되면서 피부에 발생된 상처의 양측에 위치된 상태에서 미세전류를 인가한다. 이때, 전극패드(320)들에서 인가되는 미세전류가 상처를 지나서 흐르게 되므로, 상처에 미세한 자극을 주면서 상처의 혈류상태 등이 개선될 수 있어서 상처치유에 도움될 수 있다.
패드고정부(400)는 전극패드(320)를 피부에 밀착시키는 상태로 감싸면서 고정되는 밴드로 구성될 수 있다.
그리고, 패드고정부(400)는 둘레를 따라 형성되어 피부에 부착되는 접착테이프로 구성될 수도 있다.
또한, 패드고정부(400)는 전극패드(320)가 고정된 상태로 피부에 진공으로 고정되도록 신축성을 갖는 캡으로 구성될 수 있다.
이러한, 캡은 고무나 실리콘재질로 구성되면서 내부공간이 하부로 개방되고, 내부공간에 수용된 상태로 수분이 적셔지면서 상부에 전극패드(320)가 접촉되고 하부에 피부가 접촉되는 스펀지(410)를 포함한다.
그리고, 캡은 내부공간에서 하부에 분산되게 고정돌기(420)들이 형성되어 내부공간에 삽입된 스펀지(410)가 고정돌기(420)들에 걸려서 고정될 수 있다.
따라서, 사용자는 스펀지(410)에 수분을 적시게 한 후에 캡을 가압하여 내부공간이 축소되게 하면서 피부에 밀착한 상태로 캡의 가압을 해제하면 캡이 확장되면서 내부공간이 확장되어서 진공상태가 되므로 캡이 피부에 부착된다. 이때, 전극패드(320)에 인가되는 미세전류가 피부에 전달될 수 있다.
미세전류조작부(500)는 미세전류발생부(200)를 작동시키는 작동부(510)와, 미세전류발생부(200)에서 발생되는 미세전류의 전류량을 조절하는 전류량조절부(520)와, 미리 설정된 작동모드를 선택하는 작동모드선택부(530)를 포함한다.
작동부(510)는 온/오프스위치로 구성될 수 있다. 따라서, 사용자가 온/오프스위치를 조작하면 미세전류발생부(200)가 작동되거나 정지될 수 있다.
전류량조절부(520)는 주파수인 Hz를 조작하는 라디오버튼으로 구성될 수 있다. 따라서, 사용자가 직접 라디오버튼을 조작하여 미세전류의 전류량을 높이거나 낮출 수 있다. 즉, 전류량조절부(520)는 인버터를 포함하고 있어서 펄스폭 변조를 통해 2mA 내지 10mA의 2Hz 내지 20Hz으로 전류량을 조절할 수 있다.
이와 같이, 주파수를 변경하여서 단위 시간동안의 전류 펄스 수를 조절함으로써, 전류량을 변경하여 피부에 가해지는 전류에 의한 자극의 강도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상처가 경미한 경우에는 저주파수인 2Hz로 전류량이 작아지도록 조절하고 상처가 심한 경우에는 20Hz로 전류량이 많아지도록 조절할 수 있다.
아울러, 각기 다른 Hz에 의해 각기 다른 전류량이 발생될 수 있어서, 각기 다른 웨이브자극으로 피부를 자극하여 상처치유에 도움될 수 있다.
작동모드선택부(530)는 미세전류가 규칙적으로 또는 불규칙적으로 발생되도록 설정된 작동모드를 선택할 수 있다. 또는 미세전류의 전류량이 규칙적이거나 불규칙적으로 높여지거나 낮아지도록 설정된 작동모드를 선택할 수 있다. 따라서, 사용자의 선택에 의해 미세전류가 환자의 피부에 규칙적이거나 불규칙적으로 제공될 수 있고, 미세전류의 전류량이 높거나 낮게 변화되면서 규칙적이거나 불규칙적으로 제공될 수 있다.
작동상태표시부(600)는 미세전류발생부(200)가 작동되면 점등되고 미세전류발생부(200)가 작동되지 않으면 소등되는 엘이디로 구성될 수 있다. 따라서, 사용자는 엘이디를 육안으로 확인하여 미세전류발생부(200)의 작동상태를 알 수 있다.
그리고, 제어부(700)는 미세전류조작부(500)의 조작을 인식하는 조작인식부(710)와, 미세전류조작부(500)의 작동부(510)를 조작하는 전류조작부(720)와, 작동상태표시부(600)를 작동시키는 표시작동부(730)와, 조작인식부(710)가 조작을 인식하면 전류조작부(720)를 조작하고, 전류조작부(720)가 미세전류조작부(500)의 작동부(510)를 조작시키면 표시작동부(730)를 조작하는 조작부(740)를 포함한다.
이와 같이, 제어부(700)에 의해 사용자의 조작에 따라 미세전류발생부(200)가 조작될 수 있다.
또한, 본 발명은 미세전류발생부(200)에서 발생되어 미세전류제공부(300)로 제공되는 미세전류의 저항을 감지하는 저항감지부(800)를 포함한다. 이러한, 저항감지부(800)는 저항값을 감지하는 저항계로 구성될 수 있다.
그리고, 저항감지부(800)는 전극패드(320)들의 사이에 위치된 상태로 피부에 부착되어서 전류를 감지하는 패드와, 패드에서 감지된 전류변화로 저항값을 산출하는 전류계를 포함할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 저항감지부(800)에서 감지되는 저항을 인식하는 저항인식부(750)와, 기준저항이 저장되어서 관리되는 기준저항관리부(760)와, 인식되는 저항을 기준저항에 비교 및 판단하여 판단된 저항정보를 조작부(740)로 전송하는 정보전송부(770)를 포함한다.
전술한, 조작부(740)는 전송되는 저항정보를 근거로 전류조작부(720)를 조작하도록 설정된다.
따라서, 저항감지부(800)의 감지에 의해 미세전류발생부(200)가 제어되어서 전극패드(320)를 통해 피부로 전달되는 미세전류의 전류량이 조절될 수 있다.
한편, 제어부(700)는 시간을 제공하는 클럭(780)과, 작동시간을 설정하는 시간설정부(790)와, 클럭(780)을 근거로 설정된 시간을 카운팅하고 시간카운팅부(900)를 포함한다.
조작부(740)는 시간카운팅부(900)가 카운팅을 완료하면 전류조작부(720)가 미세전류조작부(500)의 작동부(510)를 정지시키도록 설정된다.
<실험예>
Rat의 등쪽에 2cmㅧ2cm의 넓이로 피부를 절제한 후에 표 1과 같이 2mA의 전류를 2개의 주파수를 이용하여 각각 매일 같은 시간대에 30분간 미세 전류 전극을 인가하였다.
2Hz 20Hz
2mA 실험예 1 실험예 2
<Realtime-PCR 결과>
1, 3, 7일 후에 쥐를 희생한 후 전층 절제한 실험 부위의 피부조직을 회수하여 조직으로부터 RNA를 분리정제한 후 다음과 같이 pro-inflammatory genes (interleukin-1β, -6, 12β, MCP-1)과 anti-inflammatory gene (interleukin-10) 유전자의 발현을 알아보기 위해 realtime PCR을 수행하여 도 5에 나타내었다.
그 결과 도 5에 도시된 바와 같이, 전층 절제를 시행한 후 7일간 미세전류(2Hz, 20Hz)를 흘려준 경우, 염증유발과 관련된 interleukin-6, 12β는 감소하고 항염증과 관련된 interleukin-10의 발현은 증가한 것을 확인할 수 있었다.
<H&E염색결과>
2mA의 전류로 2Hz, 20Hz의 자극을 7일차까지 인가한 후 동물을 희생하고 피부 조직을 염색하여 도 5에 나타내었다.
그리고, 정상 피부(normal skin)와 비교하였을 때 전기 자극을 주지 않은 전층 절제 부위의 조직의 경우는 3일차 및 7일차에서 혈관이 형성된 것을 확인할 수 없었다. 그러나 2, 20Hz의 자극을 인가한 경우는 혈관이 많이 형성된 것을 확인할 수 있었다.
이후 17일이 지난 후에도 전층 절제 부위의 조직에서 혈관이 형성된 것을 확인할 수 있었다.(결과 미도시)
<pan-cytokeratin 면역염색결과>
상처가 치유되고 피부의 표피층이 또한 잘 만들어졌는지를 확인해보고자 피부각질세포에 특이적인 pan-cytokeratin 항체를 이용하여 7일, 17일차 피부조직에 면역염색을 진행하여 도 8a, 도 8b에 각각 나타내었다.
도 6a 및 도 6b의 사진에서 확인할 있듯이 7일과 17일차 피부조직에서는 only FT(control)에 비해 미세전류를 흘려준 그룹에서의 상처부위로의 표피형성이 빨리 진행되는 것이 관찰되었으며, 특히 이러한 현상은 20Hz 그룹에서 뚜렷이 표피형성이 이루어진 것을 확인할 수 있었다.
이와 같은, 본 발명은 인체의 피부에 미세전류의 전류량을 각기 다르게 제공하여 다양한 정도의 상처들의 치유에 도움될 수 있어서, 해당 분야에서 널리 사용될 수 있는 매우 유용한 발명이라 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의의 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 전원부 200 : 미세전류발생부
300 : 미세전류제공부 310 : 전선
320 : 전극패드 400 : 패드고정부
410 : 스펀지 420 : 고정돌기
500 : 미세전류조작부 510 : 작동부
520 : 전류량조절부 530 : 작동모드선택부
600 : 작동상태표시부 700 : 제어부
710 : 조작인식부 720 : 전류조작부
730 : 표시작동부 740 : 조작부
750 : 저항인식부 760 : 기준저항관리부
770 : 정보전송부 780 : 클럭
790 : 시간설정부 800 : 저항감지부
900 : 시간카운팅부

Claims (7)

  1. 전원을 공급하는 전원부(100)와,
    전원부(100)에서 공급되는 전원으로 미세전류를 발생시키는 미세전류발생부(200)와,
    미세전류발생부(200)에서 발생되는 미세전류를 피부에 전달하는 미세전류제공부(300)와,
    미세전류제공부(300)를 피부에 부착시키는 패드고정부(400)와,
    미세전류발생부(200)를 조작하는 미세전류조작부(500)와,
    미세전류발생부(200)의 작동상태를 표시하는 작동상태표시부(600)와,
    미세전류조작부(500)의 조작을 인식하고 미세전류발생부(200) 및 작동상태표시부(600)를 제어하는 제어부(700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상처 치유용 미세전류 자극장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    미세전류제공부(300)는
    미세전류발생부(200)에 각각 연결되는 복수의 전선(310)과,
    전선(310)들에 각각 연결되는 복수의 전극패드(320)를 포함하고,
    패드고정부(400)는 전극패드(320)가 고정된 상태로 피부에 진공으로 고정되도록 내부공간이 하부로 개방되면서 신축성을 갖는 캡으로 구성되고,
    캡은 내부공간에 수용된 상태로 수분이 적셔지면서 상부에 전극패드(320)가 접촉되고 하부에 피부가 접촉되는 스펀지(410)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상처 치유용 미세전류 자극장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    캡은 내부공간에서 하부에 분산되게 고정돌기(420)들이 형성되어 내부공간에 삽입된 스펀지(410)가 고정돌기(420)들에 걸려서 고정되는 것을 특징으로 하는 상처 치유용 미세전류 자극장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    미세전류조작부(500)는
    미세전류발생부(200)를 작동시키는 작동부(510)와,
    미세전류발생부(200)에서 발생되는 미세전류의 전류량을 조절하는 전류량조절부(520)와,
    미리 설정된 작동모드를 선택하는 작동모드선택부(530)를 포함하고,
    작동부(510)는 미세전류발생부(200)가 작동되거나 정지시키는 온/오프스위치로 구성되고,
    전류량조절부(520)는 미세전류의 전류량을 높이거나 낮출 수 있는 라디오버튼으로 구성되고,
    작동모드선택부(530)는 미세전류가 규칙적으로 또는 불규칙적으로 발생되도록 설정된 작동모드를 선택할 수 있고,
    작동상태표시부(600)는 미세전류발생부(200)가 작동되면 점등되고 미세전류발생부(200)가 작동되지 않으면 소등되는 엘이디로 구성되는 것을 특징으로 하는 상처 치유용 미세전류 자극장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    미세전류발생부(200)에서 발생되어 미세전류제공부(300)로 제공되는 미세전류의 저항을 감지하는 저항감지부(800)를 포함하고,
    제어부(700)는
    미세전류조작부(500)의 조작을 인식하는 조작인식부(710)와,
    미세전류조작부(500)의 작동부(510)를 조작하는 전류조작부(720)와,
    작동상태표시부(600)를 작동시키는 표시작동부(730)와,
    조작인식부(710)가 조작을 인식하면 전류조작부(720)를 조작하고, 전류조작부(720)가 미세전류조작부(500)의 작동부(510)를 조작시키면 표시작동부(730)를 조작하는 조작부(740)와,
    저항감지부(800)에서 감지되는 저항을 인식하는 저항인식부(750)와,
    기준저항이 저장되어서 관리되는 기준저항관리부(760)와,
    인식되는 저항을 기준저항에 비교 및 판단하여 판단된 저항정보를 조작부(740)로 전송하는 정보전송부(770)를 포함하고,
    조작부(740)는 전송되는 저항정보를 근거로 전류조작부(720)를 조작하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 상처 치유용 미세전류 자극장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 제어부(700)는
    시간을 제공하는 클럭(780)과,
    작동시간을 설정하는 시간설정부(790)와,
    클럭(780)을 근거로 설정된 시간을 카운팅하고 시간카운팅부(900)를 포함하고,
    조작부(740)는 시간카운팅부(900)가 카운팅을 완료하면 전류조작부(720)가 미세전류조작부(500)의 작동부(510)를 정지시키도록 설정되는 것을 특징으로 하는 상처 치유용 미세전류 자극장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중의 어느 한 항에 있어서,
    미세전류는 1mA 내지 10mA의 2Hz 내지 20Hz인 것을 특징으로 하는 상처 치유용 미세전류 자극장치.
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