KR20020019063A - 방사선 조사에 의한 조직회복 - Google Patents

Abstract

교원질 함유 구조체는 목표 구조체의 온도 상승을 일으키는 방사선 조사로써 목표 구조체를 조사하는 것에 의해서 자극된다. 이 방사선은 특히 목표 조직에서의 정확한 소정의 염증성 반응을 유도하도록 제어되어 목표물에 투여한다. 목표 조직 구조체는 조사 방사선이 외부 조직을 확실히 통과함이 없이, 직접적으로 조사된다.

Description

방사선 조사에 의한 조직회복{TISSUE REJUVENATION BY ILLUMINATING RADIATION}

인간의 신체는 다양한 여러 가지 형태의 교원질을 갖는데, 이것은 근본적으로 신체의 세포외 기질을 구성한다. 이 기질은 세표를 결합하여 지지하는 물질이며, 다세포 생물체의 생존을 위해서는 필수적인 것이다. 교원질은 조직에 신축 강도를 제공한다.

체내의 여러 가지 교원질 함유 구조체는 뼈, 이빨의 상아질, 연골, 자궁 및 혈액 순환계의 큰 혈관을 포함한다. 인간의 몸은 나이를 먹어감에 따라 교원질의 비율이 자연적으로 감소되어 조직 및 기관의 구조와 기능이 쇠약해진다. 교원질 생성의 억제로 인한 다른 여러 가지 문제는 조직 또는 기관의 구조를 악화시키거나 더욱 심화시킬 수 있다.

본 발명은 조직회복에 관한 것으로, 특히 목표위치에서의 교원질의 선택적인 생성에 의한 조직회복에 관한 것이다.

이하, 단지 예시의 목적으로 첨부한 도면을 참조하여 특수 실시예로써 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따르는 기술의 제 1실시예를 개략적으로 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 따르는 기술의 제 2실시예를 개략적으로 나타내는 도면,

도 3은 본 발명에 따르는 기술의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따르는 기술의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 따르는 기술의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면,

도 6은 본 발명에 따르는 기술의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면.

본 발명의 제 1태양에 따르면, 구조체를 함유하는 교원질을 자극하기 위한 기술을 포함하며, 이 기술은 목표 구조체의 온도 상승을 일으키는 방사선 조사로써 목표 구조체를 조사하는 것을 포함하고, 방사선은 목표 조직에서의 정확한 소정의 염증성 반응을 유도하도록 제어되어 목표물에 투여한다.

(목표 구조체 조직의 염증성 반응을 가져오는) 소정의 저(低) 레벨에서의 제어 투여로 목표 구조체에 의한 방사선의 흡수는 교원질의 재생을 촉진시킨다.

목표 조직 구조체에 과열이 발생하지 않도록 보증하기 위해서는 방사선 투여의 제어가 중요하다. 에너지(방사선)의 과잉 투여는 염증성 위상을 억제하여 보다 적은 최적의 교원질 생성을 가져오는 열적 손상으로 이어진다. 그러므로, 투여 전달된 방사선 에너지가 조직의 파괴를 피하기에 충분히 낮은 세기 및 출력을 갖는 것이 중요하다. 따라서, 방사선 투여는 조사되는 신체의 구조나 조직에 따라서 제어되어야 하지만, 모든 경우에 있어서 조사 방사선의 세기 및 지속시간은 목표 구조체나 조직의 손상을 막기 위해서 비교적 낮은 레벨을 갖는다.

조사 방사선의 파장은 목표 구조체나 조직에 의해 적어도 일부 흡수되도록 선택된다.

바람직한 실시예에 있어서, 전달된 방사선은 전자기 에너지이며, 바람직하게는 실질적으로 400-1500㎚의 적절한 대역폭(보다 바람직하게는 500-1000㎚의 대략폭)을 갖는 광이다.

조사 방사선은 레이저, 레이저 다이오드, 발광 다이오드, 광대역 백색광원에의해 생성된다. 조사 방사선은 이산 파장 또는 비교적 협대역 파장을 갖는다. 광대역 백색광원인 경우에는 적절한 필터를 구비하는 것이 바람직하다.

조사 방사선이 레이저 방사선인 경우에, 이 레이저는 가령, 펄스 다이 레이저(585㎚), 아르곤 이온 레이저(514㎚), Ti:사파이어 레이저(400㎚-1100㎚), 루비 레이저(694㎚), Nd:YAG 레이저(1064㎚), 또는 주파수 2배 Nd:YAG 레이저(532㎚)를 포함한다.

적절한 레이저 다이오드는 630㎚-690㎚ 또는 790㎚-980㎚의 비소화 칼륨 레이저(Gallium Arsenide laser) 다이오드이다.

실질적으로 550-1000㎚범위의 파장을 갖는 LED가 적합하다.

이 기술은 구조체로의 직접적인 외부 조사나 방사선을 (가령, 적절한 도파관을 따라) 몸속으로 직접 조사하여 목표 구조체의 내부위치로 전달하는 것에 의해서 여러 신체 조직의 구조체 상에서 이용할 수 있다.

본 발명의 제 2태양에 따르면, 조직 및/또는 조직 구조체의 개량을 달성하는데 사용하기 위한 장치가 제공되며, 이 장치는:

ⅰ) 방사선 조사원(照射原); 및

ⅱ) 조사 방사선을 목표 위치로 전달하기 위한 수단을 구비한다.

조사 방사선을 목표 위치로 전달하기 위한 수단은 집속수단(가령, 광학 집속수단)을 구비하는 것이 바람직하다. 조사 방사선을 목표 위치로 전달하기 위한 수단은 목표 구조체를 조사하기 위해서 방사선이 방출되는 끝단부를 포함하는 플렉시블 광라인(optical line)을 구비하는 것이 바람직하다. 광라인은 광섬유 다발과 같은 광도파관을 포함할 수 있다.

조사 방사선을 목표 위치로 전달하기 위한 수단은 수동 조종을 가능케 하여 목표 위치와 함께 방사선 침투영역을 수동으로 변경하는 것이 가능하도록 배열되는 것이 바람직하다. 또한, 이 장치는 자동 구동설비를 구비할 수도 있다.

조사 방사선은 실질적으로 1마이크로초-10㎳범위의 펄스 지속시간을 적절히 갖도록 펄스화되는 것이 좋다. 또한, 조사 방사선의 스캐닝은, 적절한 에너지 투여를 전달하기에 앞서서 요구되는 짧은 시간 동안만 국부 조직이 조사되는 바와 유사한 효과를 만들 수 있다.

도면을 참조하면, 먼저 도 1에는 550-1000㎚ 범위의 협대역 파장을 갖는 (적절한 필터를 구비한) LED, 레이저 다이오드, 다른 레이저 또는 백색 광원과 같은 광원(2)을 구비하며, 집속광(4)을 통해 광섬유 도파관(5)으로 빔(3)을 전달하는 설비(1)의 조직 회복기술이 도시되어 있다. 광섬유 도파관(5)의 끝단으로부터 방출된 광은, 조직 구조체(7)의 표면을 조사하도록 안내하는 조준 렌즈(6)를 통과한다.

도 2에 도시된 실시예에 있어서, 광원(2)으로부터 방출된 빔(3)은 조직 구조체(7)상에 빔을 집속시키는 집속 렌즈(16)를 직접 통과한다.

도 3에 도시한 실시예에 있어서, 광원(2)으로부터의 빔(3)은 조직(7)상에서 직각인 X-Y방향으로 빔을 스캐닝하도록 배열된 회전 스캐닝 미러(9, 10)를 포함하는 스캐닝 광학설비로 보내진다.

도 1 내지 도 3에 도시한 각 실시예에 있어서, 해당 조직 구조체(7)는 신체의 외부로부터 직접적으로 조사된다(추가 신체 조사).

조직(7)을 조사하는 광속(光束)의 세기 및 지속시간은, 조직의 구조적인 완전성이 쇠퇴할 정도로 조직이 "손상"됨이 없이, 조직에 투여된 에너지가 교원질 형성을 촉진하는 레벨로 제어된다. 염증성, 증식 및 개조 위상에서의 조사 촉진 교원질 생성 반사식 상처 치료술은 교원질의 생성 및 조직의 구조적인 완전성의 강화를 가져온다.

조직을 조사하는 광의 파장이 적어도 해당 조직에 의해서 필요한 정도로 선택적으로 흡수되는 구성요소를 갖도록 선택된다. 조직에 의해 흡수되는 파장 또는조직 표면 아래 또는 그 표면에서의 발색단의 적절한 선택으로 목표 위치를 목표로 하는 조직 표면 아래 또는 그 표면에서 목표 위치를 이산시킬 수 있다.

도 4 내지 도 6에 도시한 설비는, 추가 신체 광원(2)이 내부 세포 구조체(11, 12)를 목표로하는 신체 표면 인터페이스를 통해서 전달될 수 있는 빔(3)을 생성하는 동질의 회복시술과 관련된다.

도 4에 도시한 실시예에 있어서, 광속(3)은 피복 카테테르(13)를 통해 연장되는 광섬유 도파관(5)내로 집속된다. 광섬유 도파관(5)의 끝단으로부터 방출되는 광은 신체 표면(14)아래의 목표 구조체(11)를 조사한다.

도 5와 도 6에 도시한 실시예에 있어서, 광섬유 도파관(5)은 (가령, 동맥과 같은) 신체의 혈액 순환계를 포함하는 목표관(12)을 따라서 연장된다.

도 5의 실시예에 있어서, 광은 미러 끝단(15)에서 반사되어 내부 관벽(12)의 원하는 "목표"부를 조사한다.

도 6에 도시한 실시예에 있어서, 광섬유 도파관(5)은 광을 확산시켜 관벽(12)의 전체 "목표"부를 방사상으로 조사하도록 배열된 확산단(16)을 구비한다. 요구되는 파장 및 투여량의 조사 방사선에 의한 해당 조직 목표 구조체의 조사는 최대 교원질 형성도를 촉진시키는 염증성/상처 치료반응을 만든다. 목표 위치에서의 교원질의 촉진은 목표 조직/구조체를 효과적으로 회복시킨다.

본 발명의 효능을 시험하기 위해서, 레이저 방사 및 Ⅲ타입 교원질 생성의 측정을 사용한 실시예가 행해졌다.

Ⅲ타입 교원질의 실행시에, 분자는 양단에 2개의 터미널을 갖는 긴 사슬형태를 갖는다. 3개의 교원질 분자가 만들어졌다면, 분자는 서로 결합되고 체인 양단의 터미널은 분리되어 진피 간질액(dermal interstitial fluid)으로 방출된다. 간질액 내의 터미널의 양을 측정함으로써, 교원질 생성률을 측정할 수 있다.

이 기술의 실시예로서, 생화학 연구는 피부 진피영역에서의 Ⅲ타입 교원질의 생성률이 플렉시블 광섬유를 통한 피부 표면으로의 전달에 있어서, 다음의 레이저 파라미터의 적용에 의해서 증가될 수 있음을 보여준다.

파장: 585㎚

펄스 지속시간: 350μsec

에너지 밀도: 2.4J/㎠

스폿(spot) 크기: 5㎜직경.

피부가 이들 파라미터로 치료되면, 피부 내의 Ⅲ타입 교원질의 생성률은 84%증가한다.

다음의 파라미터로 작동되는 주파수 2배 Nd:YAG레이저로 실행한 유사한 실험에서 Ⅲ타입 교원질의 생성률이 22% 와 44%의 사이에서 증가되는 것으로 나타났다.

파장: 532㎚

펄스 지속시간: 2msec 내지 20msec

에너지 밀도: 2-20J/㎠

스폿 크기:3㎜(직경)

2가지 시험은 상술한 레이저 파라미터로 피부의 선택영역을 치료하고 치료 및 비치료 제어영역 상에서 흡인 물집이 돋아나기 전에 72시간을 대기한 다음 실행된다. 흡인 물집으로부터 모아진 간질액은 Ⅲ타입 교원질 분자(PⅢNP)의 아미노-프로펩티드(amino-propeptide) 터미널의 양을 측정하기 위해서 면역 형광검사 기술을 사용하여 분석하였다.

물집액에서 발견된 PⅢNP의 양은 연구 위치에서 만들어지는 Ⅲ타입 교원질의 양과 관계가 있다. 인용 도면에서의 비율의 증가는 인접한 제어 위치와 관계가 있다.

Claims (27)

1. 구조체를 함유하는 교원질을 자극하기 위한 방법에 있어서, 목표 구조체의 온도 상승을 일으키는 방사선 조사로써 목표 구조체를 조사하는 것을 포함하고, 상기 방사선은 목표 조직에서의 염증성 반응을 유도하도록 제어되어 목표물에 투여되는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   목표 조직 구조체는, 조사 방사선이 외부 조직을 확실히 통과함이 없이, 직접적으로 조사되는 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   목표 조직 구조체에 대한 조직 외부는 회피되는 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   조사 방사선은, 조직 구조체가 일부를 형성하는 신체의 내부에서 조사 방사장치에 존재하는 방법.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   조사 방사선은, 조직 구조체가 일부를 형성하는 신체 또는 생물체의 내부에서 조사 방사장치에 존재하는 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   조사 방사선은, 목표 조직 구조체의 내부에서 조사 방사장치에 존재하는 방법.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   소정의 저 레벨 제어 투여에서 목표 구조체에 의한 방사선의 흡수는 교원질의 재생을 촉진시키는 방법.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   조사 방사선은 목표 조직 구조체의 과잉 투여가 발생하지 않도록 보증하기 위해 제어되는 방법.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

   조사 방사선의 파장은 적어도 목표 구조체나 조직에 의해 흡수되도록 선택되는 방법.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    전달된 방사선은, 실질적으로 400-1500㎚ 파장 대역폭을 갖는 광인 방법.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,

    전달된 방사선은, 실질적으로 500-1000㎚의 파장 대역폭을 갖는 방법.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

    조사 방사선은 이산 파장 또는 비교적 협대역폭 파장인 방법.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,

    조사 방사선은 이산 또는 비교적 협대역폭 파장으로 여파된 비교적 광대역 광원인 방법.
14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,

    조사 방사선은 레이저 방사선인 방법.
15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,

    조사 방사선은 LED로부터 얻어지는 방법.
16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

    조사 방사선은 광대역 백색 광원으로부터 얻어지는 방법.
17. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,

    신체 조직 구조체는, 구조체의 직접적인 외부 조사에 의해 조사되는 방법.
18. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

    조사 방사선은 신체 내로 보내져 내부 목표 조직 구조체의 위치로 전달되는 방법.
19. 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,

    목표 구조체로 전달되는 조사 방사선의 에너지 밀도는 실질적으로 2 내지 20j/㎠인 방법.
20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,

    뼈

    이빨의 상아질,

    연골

    자궁

    큰 정맥 및 동맥: 중 하나 이상의 교원질 함유 구조체에서, 제어된 염증성 반응을 유도하기 위한 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항의 방법.
21. 구조체를 함유하는 교원질을 자극하는데 사용하는 장치에 있어서,

    ⅰ) 방사선 조사원(照射原); 및

    ⅱ) 조사 방사선을 목표 위치로 전달하기 위한 수단을 구비하는 장치.
22. 제 21항에 있어서,

    조사 방사선을 목표 위치로 전달하기 위한 수단은:

    (a) 집속수단, 및/또는

    (b) 광학 전달라인, 및,

    (c) 목표 구조체를 조사하기 위해 방사선이 방출되는 (광학 전달라인 또는 그와의 결합을 포함하는) 방출부를 구비하는 장치.
23. 제 21항 또는 제 22항에 있어서,

    조사 방사선을 목표 위치로 전달하기 위한 수단은, 수동 조종을 가능케 하여 목표 위치와 함께 방사선 침투영역을 수동으로 변경하는 것이 가능하도록 배열되는 장치.
24. 제 21항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서,

    조사 방사선을 목표 위치로 전달하기 위한 수단은 자동 구동설비를 구비하는 장치.
25. 제 21항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서,

    바람직하게 실질적으로 1마이크로초-100㎳ 범위의 펄스 방사선을 갖는, 조사 방사선을 펄스화하기 위한 맥동수단을 구비하는 장치.
26. 제 21항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서,

    목표 조직 구조체 상의 조사 방사선을 스캐닝하기 위한 스캐닝 수단을 구비하는 장치.
27. ⅰ) 이산 또는 상대적으로 협대역폭을 갖는 실질적으로 400㎚ 내지 1100㎚ 내의 파장,

    ⅱ) 빔 내에 2 내지 20J/㎠의 에너지 밀도를 가지며,

    목표 조직 구조체를 직접적으로 조사하기 위한 조사 방사선의 빔에 있어서,목표 조직 구조체에 대해 조직 외부는 우회되고, 이 빔은 실질적으로 1 내지 10㎜ 직경 범위의 조직에서 조사 스폿을 생성하는 빔.