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KR102414314B1 - 코팅층을 포함하는 안질환용 임플란트 - Google Patents

코팅층을 포함하는 안질환용 임플란트 Download PDF

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KR102414314B1
KR102414314B1 KR1020190023214A KR20190023214A KR102414314B1 KR 102414314 B1 KR102414314 B1 KR 102414314B1 KR 1020190023214 A KR1020190023214 A KR 1020190023214A KR 20190023214 A KR20190023214 A KR 20190023214A KR 102414314 B1 KR102414314 B1 KR 102414314B1
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eye
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기창원
한종철
이연
강선아
박소현
백인수
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사회복지법인 삼성생명공익재단
서울대학교 산학협력단
(주)솔시온바이오메디칼
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Abstract

본 발명은 임플란트 기재의 외부에 형성되는 코팅층을 포함하는 안압 조절을 위한 안질환용 임플란트에 관한 것이다. 본 발명은 구체적으로 임플란트 기재의 외부에 형성되는 아크릴레이트계 단량체 및 (메트)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체를 포함하는 조성물의 중합물의 경화물인 코팅층을 포함하여 임플란트 주변에서 발생하는 이물 반응을 억제시킬 수 있는 임플란트에 관한 것이다.

Description

코팅층을 포함하는 안질환용 임플란트 {IMPLANT FOR OPHTHALMOPATHY COMPRISING COATING LAYER}
본 발명은 코팅층을 포함하는 안압 조절을 위한 안질환용 임플란트에 관한 것으로, 구체적으로 임플란트 주변의 섬유화를 방지할 수 있는 안압 조절을 위한 안질환용 임플란트에 관한 것이다.
녹내장은 안압의 상승으로 인해 시신경이 눌리거나 혈액 공급에 장애가 생겨 시신경의 기능에 이상을 초래하는 질환이다. 시신경은 눈으로 받아들인 빛을 뇌로 전달하여 보게 하는 신경이므로 여기에 장애가 생기면 시야 결손이 나타나고, 말기에는 시력을 상실하게 된다. 녹내장의 발병의 주요 원인은 안압 상승으로 인한 시신경의 손상이다. 안압은 주로 안방수(눈 안에서 만들어지는 물을 말하며, 눈의 형태를 유지하고 눈 내부에 영양분을 공급하는 역할을 담당한다)에 의해 결정된다.
이러한 녹내장의 치료 방법에는 안압하강제를 점안 또는 복용하거나, 레이저를 통해 홍채에 작은 구멍을 뚫어 안방수의 순환 및 배출을 돕는 녹내장 여과술 등이 있는데, 이러한 약물 치료 및 여과술이 실패하거나 약물 치료 및 여과술 이후 안압의 상승을 예방하기 위해 안내에 안방수의 양을 조절하여 안압을 일정 수준 유지하기 위한 임플란트를 삽입하는 수술을 진행한다.
그러나, 수술이 잘 시행된 경우에도 임플란트 주변에서 이물 반응으로 주변 조직이 딱딱하게 굳어지는 섬유화가 발생하여 결국 안압이 다시 조절되지 않는 경우가 있다. 따라서 안질환용 임플란트에 있어서, 이물 반응을 억제하고 최소화하는 것은 가장 중요한 숙제라고 할 수 있다.
그러므로, 안질환용 임플란트의 기계적 물성을 유지하면서 이물 반응 즉, 체내 단백질이 흡착 및 변성되는 것을 방지할 수 있는 안질환용 임플란트가 필요한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이물 반응을 방지할 수 있는 안압 조절을 위한 안질환용 임플란트를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시상태는 임플란트 기재; 및 상기 임플란트 기재의 외부에 형성되는 코팅층을 포함하는 안압 조절을 위한 안질환용 임플란트로서, 상기 코팅층은 2 개 이상 6 개 이하의 아크릴레이트기를 포함하는 아크릴레이트계 단량체; 및 (메트)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체;를 포함하는 조성물의 중합물의 경화물인 안질환용 임플란트를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 안질환용 임플란트는 주변에서 발생하는 이물 반응을 방지할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따른 안질환용 임플란트는 임플란트에 단백질 및 세포가 흡착되고 변성되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 코팅층을 포함하는 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트가 안내에 삽입된 것을 나타낸 모식도이다.
도 2는 코팅층을 포함하는 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트의 일 예를 나타낸 투시도이다.
도 3은 코팅층을 포함하는 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 코팅층을 포함하는 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트의 또 다른 일 예를 나타낸 투시도이다.
도 5는 코팅층을 포함하는 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트의 또 다른 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 6은 포어(pore)가 형성된 코팅층을 포함하는 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트를 나타낸 사시도이다.
도 7은 실시예 1의 임플란트가 삽입된 우안 및 비교예 1의 임플란트가 삽입된 좌안의 결막을 임플란트 삽입한 날로부터 2주 후에 카메라로 찍은 사진이다.
도 8은 실시예 1의 임플란트가 삽입된 표본의 광학현미경 사진에 섬유아세포의 수와 섬유화막 두께의 측정 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는 임플란트 기재; 및 상기 임플란트 기재의 외부에 형성되는 코팅층을 포함하는 안압 조절을 위한 안질환용 임플란트로서, 상기 코팅층은 2 개 이상 6 개 이하의 아크릴레이트기를 포함하는 아크릴레이트계 단량체; 및 (메트)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체;를 포함하는 조성물의 중합물의 경화물인 안질환용 임플란트를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 임플란트를 안내에 삽입하는 경우 생체 적합성이 높아 임플란트 주변에서 발생하는 이물 반응을 방지할 수 있다. 구체적으로, 단백질 및 세포가 임플란트에 흡착되고 변성되는 것을 방지하여, 안질환 환자에게 발생할 수 있는 부작용, 예를 들어, 섬유화, 혈전 형성, 염증, 조직 괴사 등을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 안질환에는 안압 상승으로 인해 발생하는 녹내장 등이 포함될 수 있으며, 이러한 녹내장에는 선천성 녹내장, 외상성 녹내장, 녹내장 의증, 고안압증, 원발성 개방우각 녹내장, 정상안압 녹내장, 수정체의 가성낙설을 동반한 수정체낭성 녹내장, 만성 단순 녹내장, 저안압 녹내장, 색소성 녹내장, 원발성 폐쇄우각 녹내장, 급성 폐쇄우각 녹내장, 만성 폐쇄우각 녹내장, 간헐성 폐쇄우각 녹내장, 눈의 외상에 속발된 녹내장, 눈의 염증에 속발된 녹내장, 약물에 속발된 녹내장, 신생혈관 녹내장 또는 포도막염에 의한 이차녹내장 등이 포함될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 임플란트는 녹내장용 임플란트일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 임플란트 기재의 소재는 상기 조성물에 포함되는 (메트)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체의 아크릴레이트기의 C=C 결합과 반응하여 공유 결합을 형성할 수 있는 라디칼을 제공할 수 있는 작용기를 포함하는 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 임플란트 기재의 소재는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)계, 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite; HA)계, 폴리락트산(polylactic acid; PLA)계, 폴리글리콜산(polyglycolic acid; PGA)계, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE)계, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate; PET)계, 폴리프로필렌(polypropylene)계, 폴리아미드(polyamides)계, 폴리아세탈(polyacetal)계, 폴리에스테르(polyester)계 및 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl metacrylate)계 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 이 경우, 코팅층과 임플란트 기재의 소재가 공유 결합을 형성하여 본 발명의 일 실시상태에 따른 임플란트는 코팅층의 코팅 강도가 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 임플란트 기재의 외부에 형성되는 코팅층의 원료로 상기 2개 이상 6개 이하의 아크릴레이트기를 포함하는 아크릴레이트계 단량체와 (메트)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체를 동시에 포함하는 조성물을 이용함으로써 주변에서 발생하는 이물 반응을 억제하면서 코팅 강도가 우수한 임플란트를 제공할 수 있다. 이는 상기 2개 이상 6개 이하의 아크릴레이트기를 포함하는 아크릴레이트계 단량체가 가교제로 작용하여, 상기 (메타)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체와 중합하기 때문이다. 즉, 상기 2개 이상 6개 이하의 아크릴레이트기를 포함하는 아크릴레이트계 단량체는 상기 (메타)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체와 그물 구조와 같이 가교되면서 중합된다. 상기 중합은 광개시제 또는 열개시에에 의하여 형성되는 라디칼에 의하여 개시(initiation)될 수 있다. 상기 광개시제는 벤조페논(benzophenone), 벤조일퍼옥사이드(benzoyl peroxide), 아조비스이소부티로니트릴(azobisisobutyronitrile, AIBN) 및 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논(2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, DMPA) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴레이트계 단량체 및 (메타)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체를 포함하는 조성물의 중합물은 코팅층에 친수성을 부여할 수 있다. 이에 따라, 상기 중합물의 경화물인 코팅층은 물에 대한 접촉각이 10 ° 이상 50 ° 이하일 수 있다. 상기 코팅층의 물에 대한 접촉각이 상기 범위 내인 경우, 단백질 및 세포가 임플란트에 흡착되는 것을 방지하여, 안질환 환자에게 발생할 수 있는 부작용인 섬유화, 혈전 형성, 염증 및 조직 괴사를 방지할 수 있다. 한편, 상기 코팅층은 상기 중합물이 광경화 또는 열경화된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 2 개 이상 6 개 이하의 아크릴레이트기를 포함하는 아크릴레이트계 단량체는 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 및 에틸렌글리콜 디아크릴레이트 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 이 경우, 아크릴레이트계 단량체 및 (메타)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체가 그물 구조로 가교되어 본 발명의 일 실시상태에 따른 임플란트의 코팅층은 코팅 강도가 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 2개 이상 6개 이하의 아크릴레이트기를 포함하는 아크릴레이트계 단량체는 상기 (메트)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 5 중량부 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적으로 상기 아크릴레이트계 단량체의 함량음 상기 (메트)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체 100 중량부에 대하여, 1 중량부 이상 4 중량부 이하, 1 중량부 이상 3 중량부 이하, 2 중량부 이상 5 중량부 이하, 3 중량부 이상 5 중량부 이하, 2 중량부 이상 4 중량부 이하일 수 있다. 상기 아크릴레이트계 단량체의 함량이 상기 범위 내인 경우, 본 발명의 일 실시상태에 따른 임플란트는 주변에서 발생하는 이물 반응을 억제할 수 있다. 또한, 임플란트의 코팅층은 아크릴레이트계 단량체와 (메타)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체의 가교가 충분히 형성되어 강도가 우수할 수 있다. 그리고, 임플란트 기재의 외부에 상기 코팅층이 고르게 코팅될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 코팅층은 두께가 100 nm 이상 300 nm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층의 두께는 100 nm 이상 250 nm 이하, 150 nm 이상 300 nm 이하, 150 nm 이상 250 nm 이하, 200 nm 이상 250 nm 이하일 수 있다. 상기 코팅층의 두께가 상기 범위 내인 경우, 임플란트를 안내에 삽입하였을 때 임플란트 주변에서 발생하는 이물 반응(섬유화)을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 이물감을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 임플란트 기재는 안압 조절을 위해 안방수가 유입되는 제 1 튜브; 및 상기 제 1 튜브의 내부에 형성되는 제 2 튜브;를 포함할 수 있고, 상기 제 2 튜브는 안(eye)내부로 삽입된 이후 소정의 시간이 흐름에 따라 안내에서 분해되는 생분해성 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 튜브 및 제 2 튜브는 안구의 전방(anterior chamber)으로부터의 거리에 따라 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분 가능할 수 있고, 상기 제 1 튜브 및 제 2 튜브의 제 2 영역은 상기 제 1 튜브 및 제 2 튜브의 제 1 영역에 비해 직경이 넓고 상기 안방수가 유입됨에 따라 팽창 가능한 구조일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 코팅층을 포함하는 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트가 안내에 삽입된 것을 나타낸 모식도이다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 안질환용 임플란트(100)는 안구의 결막조직 또는 테논조직(4)을 박리시켜 삽입될 수 있으며, 삽입된 이후에는 다시 결막조직 또는 테논조직(4)을 덮는 방식으로 안내에 배치될 수 있다. 도 1을 참조하면, 안질환용 임플란트(100)가 삽입될 시, 임플란트의 일측이 안구의 전방에 삽입되고 반대편 일측이 결막조직 또는 테논조직(4)에 삽입될 수 있으며, 이를 통해 전방에서 생성되는 안방수가 안질환용 임플란트(100)를 통해 결막조직 또는 테논조직(4)으로 배출될 수 있도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트(100)의 일 예를 나타낸 투시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트(100)의 일 예를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 안질환용 임플란트(100)는 안질환으로 인해 안압이 상승하여 시신경이 손상되는 것을 막기 위하여 안구의 전방(anterior chamber)에서 생성되는 안방수(aqueous humor)의 배출량을 조절하여 안압을 조절하는 튜브 형태의 임플란트를 의미할 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트(100)는, 안압의 조절을 위해 안방수가 유입되는 제 1 튜브(10) 및 제 1 튜브(10)의 내부에 형성되는 제 2 튜브(20)를 포함하고, 제 1 튜브(10)의 외부에 상기 코팅층(30)이 형성되며, 제 2 튜브(20)는 안(eye)내부로 삽입된 이후 소정의 시간이 흐름에 따라 안내에서 분해되는 생분해성 물질로 형성되고, 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)는 안구의 전방(anterior chamber)으로부터의 거리에 따라 제 1 영역(11, 21) 및 제 2 영역(12, 22)으로 구분 가능하고, 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)의 제 2 영역(12, 22)은 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)의 제 1 영역에 비해 직경이 넓고 안방수가 유입됨에 따라 팽창 가능한 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 안질환용 임플란트(100)는 외부에 코팅층(30)이 형성된 제 1 튜브(10)의 내부에 형성된 제 2 튜브(20)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 튜브(20)는 소정의 시간 흐름에 따라 안내에서 분해되는 생분해성 물질로 형성될 수 있다. 이 때, 생분해성 물질은 콜라겐(collagen), 키틴(chitin) 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 생체 내에서 분해될 수 있으며 분해가 된 이후에도 각종 질병을 일으키지 않고 부작용이 없는 생분해성 고분자 물질 등을 모두 포함할 수 있다. 또한, 제 2 튜브(20)는 바람직하게는 한 달 동안 완전히 분해가 이루어질 수 있도록 형성될 수 있으며, 안질환의 정도, 안구의 상태 등에 따라 제 2 튜브(20)가 완전히 분해 되는데 까지 걸리는 시간이 달라지도록 제 2 튜브(20)를 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 임플란트는 시간이 흐름에 따라 안방수의 배출량을 조절할 수 있고, 효율적으로 안압을 조절할 수 있다.
또한, 제 1 튜브(10)의 제 2 영역(12)은 전술한 제 2 튜브(20)와 마찬가지로 소정의 시간의 흐름에 따라 안내에서 분해되는 생분해성 물질로 형성될 수 있다. 즉, 제 1 튜브(10)의 제 1 영역(11)은 실리콘 등과 같이 분해되지 않는 물질로 형성되고, 제 2 영역(12)은 콜라겐, 키틴 등과 같은 생분해성 물질로 형성됨으로써 제 1 영역(11)과 제 2 영역(12)은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 이는 안방수의 배출량을 조절하여 안압을 효과적으로 조절하기 위한 목적에 따른 것으로, 제 1 튜브(10)의 제 1 영역(11)은 분해되지 않는 물질로 형성되어 지속적으로 안방수가 배출될 수 있도록 지지하는 통로의 역할을 할 수 있으며, 제 1 튜브(10)의 제 2 영역(12)이 제 2 튜브(20)와 같이 생분해성 물질로 형성되면 별도의 조작 없이도 소정의 시간 흐름에 따라 제 2 영역(12, 22)이 분해됨으로써 안방수의 조절이 더욱 용이하게 이루어질 수 있다.
도 3을 참조하면, 안구의 전방으로부터 거리가 상대적으로 가까운 영역을 제 1 영역(11, 21), 제 1 영역(11, 21)과 연결되며 안구의 전방으로부터 거리가 상대적으로 먼 영역을 제 2 영역(12, 22)으로 구분할 수 있는데, 제 2 영역(12, 22)은 유입되는 안방수의 압력을 조절하여 안방수가 적절한 유속 및 유량으로 배출될 수 있도록 하기 위함에 그 목적이 있다. 제 1 튜브(10)의 제 2 영역(12)은 전술한 바와 같은 목적이 달성되어 더 이상 필요성이 없어진 시점인 제 2 튜브(20)가 완전히 분해되는 시점에 임상의 등에 의해 주사침 등으로 열어주는 것과 같은 방식으로 제거될 수 있으며, 제 2 영역(22)이 제거된 이후에는 안내에서 제 1 튜브(10)의 제 1 영역(11)만이 남아 일정한 양의 안방수를 배출하도록 하여 안압이 조절될 수 있다.
도 3의 (a)는 안질환용 임플란트(100)를 도 2의 X축 방향으로 다른 단면도를 나타낸다. 즉, 도 2 및 도 3의 (a)를 참조하면 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)의 제 2 영역(12, 22)은 Y축 방향으로 제 1 영역(11, 21)에 비해 직경이 넓은 형태로 형성될 수 있으며, 안방수가 유입됨에 따라 Z축 방향으로 팽창될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)의 제 1 영역(11, 21)의 단면은 원형일 수 있고, 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)의 제 2 영역(12, 22)의 단면은 타원형일 수 있다. 전술한 바에 따라 타원형으로 형성될 수 있는 제 2 영역(12, 22)의 단면에 있어서, 긴 지름은 Y축 방향으로 형성될 수 있고, 짧은 지름은 Z축 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 제 2 영역(12, 22)이 Z축 방향으로 용이하게 팽창 가능하도록 하기 위해 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)의 제 2 영역(12, 22)의 두께는 제 1 영역(11, 21)에 비해 상대적으로 얇게 형성될 수 있다. 제 2 영역(12, 22)이 팽창 가능한 구조를 가지는 것은 안방수가 유입되어 튜브 내부에서 형성하는 압력을 조절하기 위함이므로, 이러한 목적에 부합하여 제 2 영역(12, 22)이 팽창되기 위해 안방수가 고정되어 흐를 수 있도록 소정의 두께로 형성되는 제 1 영역(11, 21)과 비교하여 제 2 영역(12, 22)의 두께는 상대적으로 얇게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제 1 튜브(10)의 제 1 영역(11)과 제 2 영역(12)이 만나는 접점에 구멍이 형성될 수 있으며, 구멍을 통해 의료용 실 등이 연결되어 안질환용 임플란트(100)가 안내에서 용이하게 고정될 수 있다. 즉, 안질환용 임플란트(100)가 안내에 삽입된 이후 제 1 튜브(10)의 임상의 등에 의해 제 1 영역(11)과 제 2 영역(12)이 만나는 접점에 형성된 구멍이 의료용 실 등을 통해 안내의 조직과 연결됨으로써, 안질환용 임플란트(100)가 안방수의 압력 또는 안내의 섬유조직 등에 의해 삽입된 영역에서 다른 영역으로 이동하거나 흔들리는 등의 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 안질환용 임플란트(100)의 일면은 안구의 곡면과 유사한 형태로 형성될 수 있다. 이때, 안질환용 임플란트(100)의 일면이라 함은 안질환용 임플란트(100)가 안내에 삽입되었을 때 안구의 유리체 방향으로 배치된 부분을 말하는 것으로, 이러한 일면이 안구의 곡면과 유사한 형태로 형성되는 경우 임플란트(100)가 더욱 안정적으로 안내에서 고정될 수 있다.
도 3의 (b) 및 (c)를 참조하면, 안방수는 제 1 영역(11, 21)으로 유입되어 제 2 영역(12, 22)을 통과하여 배출되며, 유입되는 안방수의 압력을 이용하여 안방수가 효과적으로 배출되도록 하기 위하여 제 1 영역(11, 21)에 비해 제 2 영역(12, 22)의 직경을 더 넓게 할 수 있다. 이 때, 제 1 튜브(10)의 제 1 영역(11)의 직경(r2)은 100 ㎛ 이상일 수 있으며, 제 2 튜브(20)의 제 1 영역(21)의 직경(r1)은 30 ㎛ 이상 100 ㎛ 미만일 수 있다. 바람직하게는 분해되기 전 제 2 튜브(20)의 제 1 영역(21)의 직경(r1)은 45 ㎛의 직경을 가지도록 형성될 수 있다. 앞서 설명하였듯이 제 2 영역(12, 22)의 직경이 제 1 영역(11, 21)의 직경보다 넓을 수 있으므로, 제 2 튜브(20)의 제 2 영역(22)의 직경(r3)는 제 1 튜브(10)의 제 1 영역(11)의 직경(r1)보다 넓을 수 있다.
또한, 안방수가 배출되는 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)의 제 2 영역(12, 22)의 배출구와 안방수가 유입되는 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)의 제 1 영역(11, 21)의 유입구는 직경이 동일하거나 더 넓을 수 있다. 다시 말해서, 배출구의 직경은 최종적으로 안질환용 임플란트(100)를 통해 배출되는 안방수의 유속을 결정하므로, 안질환의 정도, 안구의 상태 등에 따라 안방수의 배출 속도 및 배출량을 조절하기 위해 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)의 제 2 영역(12, 22)의 배출구의 직경이 제 1 영역(11, 21)의 유입구의 직경과 동일하거나 더 넓도록 선택적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)의 제 1 영역(11, 21)의 길이는 7 mm 이상 10 mm 이하일 수 있다. 즉, 앞서 설명하였듯이 제 2 영역(12)이 임상의 등에 의해 제거되고 나면 제 1 영역(11)만을 통해 안방수를 안구의 전방으로부터 결막조직 또는 테논조직으로 배출해야 하므로, 안정적으로 안방수를 배출하기 위해 제 1 영역(11, 21)은 상기한 범위의 길이를 가지도록 형성될 수 있다.
전술한 수치 범위 내에서 임상적으로 효과(ex. 적정 안방수 유지 또는 안방수 유출 등)가 두드러지게 나타날 수 있으나, 이러한 수치에 반드시 한정되는 것은 아니다. 환자의 안구 크기, 치료 시기, 기간(period) 등에 의하여 미리 결정된 직경 또는 길이 값을 갖도록 제작될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트(100)의 또 ㄹ다른 일 예를 나타낸 투시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시상태에 따른 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트(100)의 또 다른 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 제 2 튜브(20)는 제 2 튜브(20)의 제 2 영역(22)과 연결되며, 제 2 튜브(20)의 제 1 영역(21)과 동일하거나 더 좁은 직경으로 형성되는 후방 튜브(23)를 더 포함하며, 제 1 튜브(10)는 제 1 튜브(10)의 제 2 영역(12)과 연결되며, 후방 튜브(23)를 보호하기 위해 후방 튜브(23)를 외부에서 감싸는 형태로 형성되는 후방 보호 튜브(13)를 더 포함할 수 있다.
다시 말해서, 도 5를 참조하면 제 2 튜브(20)의 후방 튜브(23)는 효과적인 안방수의 압력 조절을 위해 제 2 튜브(20)의 제 2 영역(22)과 연결되어 추가적으로 형성되는 것으로, 안질환의 정도, 안구의 상태 등에 따라 안방수의 배출량, 배출속도 등을 결정하여 후방 튜브(23)의 직경(r4)을 제 2 튜브(20)의 제 1 영역(21)의 직경(r1)과 동일하거나 더 좁은 직경으로 형성할 수 있다.
또한, 도 5의 (a)를 참조하면 제 1 튜브(10)의 후방 보호 튜브(13)는 섬유조직에 의해 제 2 튜브(20)의 후방 튜브(23)가 섬유조직에 의해 막히거나 손상되는 경우를 방지하기 위해 후방 튜브(23)를 외부에서 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 후방 보호 튜브(13)는 제 1 튜브(10)의 제 2 영역(12)과 연결되도록 형성되며, 후방 튜브(23)를 섬유조직으로부터 보호하기 위한 것이므로 제 1 튜브(10)의 제 2 영역(12)보다 두꺼운 두께로 형성될 수 있다. 또한, 후방 보호 튜브(13) 및 후방 튜브(23)는 제 1 튜브(10) 및 제 2 튜브(20)의 제 2 영역(12, 22)과 마찬가지로 제 2 튜브(20)가 완전히 분해되는 시점에 임상의 등에 의해 주사침 등으로 열어주는 것과 같은 방식으로 제거될 수 있다. 전술한 바와 같이 제거되는 방식이 아니더라도, 후방 보호 튜브(13) 및 후방 튜브(23)가 전술한 바와 같은 생분해성 물질로 형성되는 경우 소정의 시간 흐름에 따라 자연스럽게 분해되어 안방수의 유압 및 배출량을 용이하게 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시상태에 따른 포어(pore)(40)가 형성된 안압의 조절을 위한 안질환용 임플란트(100)를 나타낸 사시도이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 제 1 튜브(10)의 제 2 영역(12)에 안질환용 임플란트(100)의 고정을 위한 포어(40)가 형성될 수 있다. 즉, 제 1 튜브(10)의 제 2 영역(12)에 포어(40)가 형성되는 경우, 안질환용 임플란트(100)가 안내에 삽입된 이후에 시간이 흐름에 따라 자라난 안구의 섬유조직이 포어(40)로 유입되어 안질환용 임플란트(100)를 고정시킬 수 있다. 제 2 튜브(20)에 포어(40)가 형성되면 섬유조직이 튜브 내부로 유입되어 안방수의 이동을 방해할 수 있으므로, 포어(40)는 제 1 튜브(10)에 형성되는 것이 바람직하나 목적에 따라 제 2 튜브(20)에도 형성될 수 있다.
또한, 도 6의 (b)와 같이 후방 튜브(23) 및 후방 보호 튜브(13)가 추가로 형성된 경우에도 제 1 튜브(10)의 제 2 영역(12) 또는 후방 보호 튜브(13) 중 적어도 하나에 안질환용 임플란트(100)의 고정을 위한 포어(40)가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 후방 보호 튜브(13)의 경우 제 1 튜브(10)의 제 2 영역(12)보다 후방 튜브(23)의 보호를 위해 상대적으로 두꺼운 두께로 형성되므로 후방 보호 튜브(13)에 포어(40)가 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1
3*3*0.4 mm 크기의 임플란트 기재(소재: 폴리디메틸실록산 또는 폴리테트라플루오로에틸렌)를 준비하였다.
아크릴레이트계 단량체로서 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 1 중량부 및 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 2 중량부, 메트아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체 100 중량부, 광개시제로서 벤조페논을 포함하는 조성물을 준비하였다.
상기 조성물을 임플란트 기재 상에 도포하고 UV를 조사하여, 상기 조성물의 광중합물의 광경화물인 코팅층이 형성된 안압 조절을 위한 안질환용 임플란트를 제조하였다.
비교예 1
임플란트로서 코팅층이 형성되지 않은 3*3*0.4 mm 크기의 임플란트 기재(소재: 폴리디메틸실록산 또는 폴리테트라플루오로에틸렌)를 준비하였다.
실험 동물 모델 제작 및 결막 관찰
1.5 kg 내지 2.0kg의 체중을 갖는 토끼(New Zealand white rabbit) 12 마리의 우안에 실시예 1의 임플란트를 삽입하고, 좌안에 비교예 1의 임플란트를 삽입하였다.
실시예 1의 임플란트가 삽입된 우안 및 비교예 1의 임플란트가 삽입된 좌안의 결막을 임플란트 삽입한 날로부터 2주 후, 육안으로 관찰하였다. 도 7은 실시예 1의 임플란트가 삽입된 우안 및 비교예 1의 임플란트가 삽입된 좌안의 결막을 임플란트 삽입한 날로부터 2주 후에 카메라로 찍은 사진이다.
섬유아세포 수 및 섬유화막 두께 확인
임플란트를 삽입하고 2주 후 8 ml/Kg Tiletamine/Zolazepham 1:1 mixture를 토끼 12 마리에 주사하여 마취시킨 후 안구를 적출하였다. 안구 적출 시 윤부 주위 결막과 테논 조직이 떨어지지 않도록 포함시켜 박리하였으며, 이후 0.4 M 포스페이트 버퍼(PB: pH 7.4)로 희석한 4 % 파라포름알데히드에 3 시간 동안 담가 고정시켰다. 고정액에서 꺼내어 면도날로 axial 절개면(axial section)으로 나눈 후 0.1M PB에 담가 세척하였다. 일련의 단계별 에탄올로 탈수 시킨 후 왁스 (polyethylene glycol 400 disterate; Polysciences, Warrington, PA)를 입혔다. 미세절개도로 안구를 5 μm 크기의 sagittal 절개면(sagittal section) 으로 자른 다음 젤라틴이 칠해진 슬라이드 위에 올려 표본을 만들었다. 왁스를 제거한 후 재수화시키고 H & E(Hematoxylin & Eosin) 염색을 시행하였다.
광학현미경으로 X 200 확대 하에서 테논 조직 속에 있는 섬유아세포(fibroblast)의 개수 및 섬유화막의 두께를 측정하였다. 도 8은 실시예 1의 임플란트가 삽입된 표본의 광학현미경 사진에 섬유아세포의 수와 섬유화막 두께의 측정 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 구체적으로, 섬유화가 관찰된 부분(도 8(a)의 사각형 부분) 중 결막 부위 3부분과 공막 부위 3부분(도 8(b)의 사각형 부분)에서 각각 임의로 100 X 100 μm 크기의 사각형 부분(도 8(c)의 사각형 부분)을 두 군데 정하여 사각형에서 관찰되는 세포수를 측정하였다. 또한, 사각형 근처의 임의 지점에서 섬유화막의 두께를 측정하였다. 결막 부위 3부분과 공막 부위 3부분의 세포수와 섬유화막 두께의 평균값을 하기 표 1에 나타내었다.
섬유아세포 수의 평균값
(수)		 섬유화막 두께의 평균값
(㎛)
실시예 1 17.7 130.7
비교예 1 33.8 263.3
도 7에 따라 실시예 1의 임플란트를 삽입한 우안이 비교예 1의 임플란트를 삽입한 좌안보다 충혈 정도가 감소한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 표 1에 따라 실시예 1의 임플란트를 삽입한 우안의 임플란트 주변의 섬유아세포의 수 및 섬유화막 두께가 비교예 1의 임플란트를 삽입한 좌안의 임플란트 주변의 섬유아세포의 수 및 섬유화막 두께보다 적고 얇은 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 안질환용 임플란트는 임플란트 기재의 외부에 2 개 이상 6 개 이하의 아크릴레이트기를 포함하는 아크릴레이트계 단량체; 및 (메트)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체;를 포함하는 조성물의 중합물의 경화물인 코팅층을 포함함으로써, 세포 및 단백질이 흡착되고 변성되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 섬유화, 혈전 형성, 염증, 조직 괴사 같은 이물 반응도 방지할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
1: 눈의 각막 2: 눈의 수정체
3: 눈의 망막 4: 눈의 결막조직 또는 테논조직
10: 제 1 튜브 11: 제 1 튜브의 제 1 영역
12: 제 1 튜브의 제 2 영역 13: 제 1 튜브의 후방 보호 튜브
20: 제 2 튜브 21: 제 2 튜브의 제 1 영역
22: 제 2 튜브의 제 2 영역 23: 제 2 튜브의 후방 튜브
30: 코팅층 40: 포어(pore)
100: 안질환용 임플란트

Claims (10)

  1. 임플란트 기재; 및
    상기 임플란트 기재의 외부에 형성되는 코팅층을 포함하는 안압 조절을 위한 안질환용 임플란트로서,
    상기 코팅층은 2 개 이상 6 개 이하의 아크릴레이트기를 포함하는 아크릴레이트계 단량체; 및 (메트)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체;를 포함하는 조성물의 중합물의 경화물이고,
    상기 임플란트 기재는 안압 조절을 위해 안방수가 유입되는 제 1 튜브; 및
    상기 제 1 튜브의 내부에 형성되는 제 2 튜브;를 포함하고,
    상기 제 2 튜브는 안(eye)내부로 삽입된 이후 소정의 시간이 흐름에 따라 안내에서 분해되는 생분해성 물질로 형성되며,
    상기 제 1 튜브 및 제 2 튜브는 안구의 전방(anterior chamber)으로부터의 거리에 따라 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분 가능하고, 상기 제 1 튜브 및 제 2 튜브의 제 2 영역은 상기 제 1 튜브 및 제 2 튜브의 제 1 영역에 비해 직경이 넓고 상기 안방수가 유입됨에 따라 팽창 가능한 구조이고,
    상기 제 1 튜브의 제 1 영역은 분해되지 않는 물질인 실리콘으로 형성되며, 상기 제 1 튜브의 제 2 영역은 안(eye)내부로 삽입된 이후 소정의 시간의 흐름에 따라 안내에서 분해되는 생분해성 물질인 콜라겐 또는 키틴으로 형성된 것인 안질환용 임플란트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층은 물에 대한 접촉각이 10 ° 이상 50 ° 이하인 안질환용 임플란트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 단량체는 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 및 에틸렌글리콜 디아크릴레이트 중에서 선택된 1종 이상인 안질환용 임플란트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 단량체는 상기 (메트)아크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 단량체 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 5 중량부 이하의 함량으로 포함되는 안질환용 임플란트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층은 두께가 100 nm 이상 300 nm 이하인 안질환용 임플란트.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 튜브 및 제 2 튜브의 제 1 영역의 단면은 원형이고, 상기 제 1 튜브 및 제 2 튜브의 제 2 영역의 단면은 타원형인 안질환용 임플란트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 튜브의 제 1 영역은 직경이 100 ㎛ 이상이며, 상기 제 2 튜브의 제 1 영역은 직경이 30 ㎛ 이상 100 ㎛ 미만인 안질환용 임플란트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 튜브 및 제 2 튜브의 제 1 영역은 길이가 7mm 이상 10mm 이하인 안질환용 임플란트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 튜브는 상기 제 2 튜브의 제 2 영역과 연결되며, 상기 제 2 튜브의 제 1 영역과 동일하거나 더 좁은 직경으로 형성되는 후방 튜브를 더 포함하며,
    상기 제 1 튜브는 상기 제 1 튜브의 제 2 영역과 연결되며, 상기 후방 튜브를 보호하기 위해 상기 후방 튜브를 외부에서 감싸는 형태로 형성되는 후방 보호 튜브를 더 포함하는 안질환용 임플란트.
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