KR101406370B1 - 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경 - Google Patents

광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경에 관한 것이다. 본 발명은 내시경 몸체; 내시경 몸체의 외면에 구비되고, 서로 다른 파장의 광 및 초음파를 조사하는 광 및 초음파 조사부; 및 내시경 몸체의 외면에 연결되고, 광 및 초음파 역학 치료를 위한 물질을 포함하는 광 및 초음파 역학 치료부를 포함하고, 광 및 초음파 조사부에서 조사되는 광 및 초음파에 의해 상기 광 및 초음파 역학 치료부가 활성화될 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 캡슐 내시경 본연의 기능인 진단 뿐만 아니라 캡슐 내시경이 체내를 통과하면서 치료도 가능하기 때문에, 별도의 치료가 필요없으며 환자도 편안하게 치료까지 받을 수 있는 효과가 있다.

Description

광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경{Capsule endoscope for photodynamic and sonodynamic therapy}
본 발명은 캡슐 내시경에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체의 내부에 삽입되어 악성 종양이나 국소 세균감염을 치료하기 위해 특정 파장의 광 및 초음파를 조사하여 광 및 초음파 감작제를 활성화시킴으로써, 진단용뿐만 아니라 치료용으로도 사용이 가능한 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경에 관한 것이다.
과거로부터 세균을 비롯한 여러 병원체에 대한 치료는 주로 항생제를 사용하고 있다. 그러나, 최근에 사용하고 있는 여러 항생제에 대한 내성을 나타내는 여러 세균(이른바 슈퍼 박테리아) 등의 병원체에 의한 감염으로 인한 사망률이 증가하고 있다.
예를 들면, 소화기 감염에서 위막성 대장염(Clostridium difficile infection, CDI)의 경우에 기존에 사용하고 있는 항생제인 metronidazole 과 vancomycin 등에 저항이 있는 내성균으로 인한 사망률이 증가하고 있으며, 선진국에서 주로 문제가 되고 있지만 우리나라에서도 이로 인한 감염이 발견되었다. 세균 감염증에서 항생제의 치료의 다른 문제는 환자의 순응도이며 환자가 항생제를 복용하지 못하는 경우나 항생제에 대한 알러지로 인해 복용하지 못하는 경우도 있다. 이에 병원균에 대한 치료로서 항생제를 대체할 수 있는 치료법의 개발이 요구된다.
광 및 초음파를 이용하는 광역학, 초음파 역학 치료(photodynamic therapy, PDT, sonodynamic therapy, SDT)는 악성 종양이나 국소 세균감염 시에 사용하고 있는 치료 방법으로서 특정 파장의 광 및 초음파 감작제(photosensitizer, PS)를 이용하여 병원균을 치료하는 방법이며 광이나 초음파와 PS 의 작용에 의해 반응성 산소종(reactive oxygen species, ROS)이 발생하여 세포벽, 세포막, 또는 핵산의 손상을 초래함으로써 살균 효과와 항 종양효과를 나타낸다.
초음파, 광감작제는 크게 두 종류로 나누어 cationic PS 와 non-cationic PS 로 구분한다. 이 치료법은 주로 공간적으로 국한되어 있는 감염의 치료에 사용되고 있으며 피부과 영역이나 치과에서 주로 사용한다. 인체 내에서 집락 및 번식을 이루는 병원균들은 광 및 초음파에 의한 영향을 거의 받지 않으므로 광 및 초음파에 의한 손상 시에 이를 치유하는 유전자가 퇴화되어 거의 없고 더욱이 아직까지 이러한 치료에 대한 내성 유전자는 발견되고 있지 않다.
따라서, 이들 인체내의 병원균에 대한 광 및 초음파 역학 치료는 효과가 클 것으로 생각되며 이와 더불어 항생제의 사용을 감소시킴으로서 경제적으로나 항생제 내성균의 발생을 감소시킬 수 있고, 또한 항생제를 투여하기 전에 PDT, SDT를 먼저 사용 함으로서 적어도 병원체의 로딩(bacterial loading)을 줄이고 항생제와 같이 사용함으로서 경제적 효과와 더불어 병원균 감염으로 인한 사망률의 감소 효과를 가져올 수 있다.
종래에는 인체의 내부에 삽입되는 캡슐 내시경은 단지 진단에만 사용되는 것이 일반적이었다. 국내공개특허 제2004-0108277호 및 국내공개특허 제2010-0069192호에는 이러한 캡슐 내시경에 대해서 개시되어 있다.
따라서, 캡슐 내시경이 단지 진단용으로만 사용되지 않고 상술한 광역학, 초음파 역학 치료가 가능한 치료용으로도 활용할 수 있는 캡슐 내시경을 제시하고자 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 예를 들면 장염의 치료를 위해 대장으로 삽입되어 특정 파장의 광 및 초음파를 조사하여 광 및 초음파 감작제를 활성화시킴으로써 광 및 초음파 역학 치료가 가능한 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내시경 몸체; 상기 내시경 몸체의 외면에 구비되고, 서로 다른 파장의 광 및 초음파를 조사하는 광 및 초음파 조사부; 및 상기 내시경 몸체의 외면에 연결되고, 광 및 초음파 역학 치료를 위한 물질을 포함하는 광 및 초음파 역학 치료부를 포함하고, 상기 광 및 초음파 조사부에서 조사되는 광 및 초음파에 의해 상기 광 및 초음파 역학 치료부가 활성화될 수 있다.
상기 광 및 초음파 역학 치료부는 대장 내 pH 조건에서 분해되는 연결 섬유에 의해 상기 내시경 몸체에 연결될 수 있다.
상기 광 및 초음파 조사부는 상기 내시경 몸체의 외면을 감싸도록 구비되는 밴드 형태일 수 있다.
상기 내시경 몸체는 원통 형상 또는 럭비공 형상일 수 있다.
상기 광 및 초음파 역학 치료부는 마이크로 캡슐 형태이며, 광 및 초음파 감작제, 항생제 및 나노 물질을 포함할 수 있다.
상기 내시경 몸체의 전단부 및 후단부에는 카메라가 구비될 수 있다.
상기 광 및 초음파 조사부, 및 카메라는 체외에서 온/오프 되도록 제어가 가능할 수 있다.
본 발명에서는 체내에 삽입되는 캡슐 내시경에 특정 파장의 광 및 초음파를 조사하고 광 및 초음파에 의해 연결 섬유에 의해 분리된 광 및 초음파 감작제가 활성화됨으로써, 반응성 산소종(ROS)에 의해 항균 효과를 나타내는 광역학, 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경을 제공하고 있다.
따라서, 캡슐 내시경 본연의 기능인 진단 뿐만 아니라 캡슐 내시경이 체내를 통과하면서 치료도 가능하기 때문에, 별도의 치료가 필요없으며 환자도 편안하게 치료까지 받을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경을 보인 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수개의 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경이 연결된 것으로 보인 구성도.
이하에서는 본 발명에 의한 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경을 보인 구성도이다.
이에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 의한 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경은 내시경 몸체(10); 상기 내시경 몸체(10)의 외면에 구비되고, 서로 다른 파장의 광 및 초음파를 조사하는 광 및 초음파 조사부(12); 및 상기 내시경 몸체(10)의 외면에 연결되고, 광역학, 초음파 치료를 위한 물질을 포함하는 광역학 초음파 역학 치료부(20)를 포함한다.
내시경 몸체(10)는 도 1에 잘 도시된 바와 같이, 럭비공 형상의 캡슐로 구성된다. 물론, 내시경 몸체(10)는 도 1에 도시된 형상뿐만 아니라 원통 형상, 사각형 형상 등 다양한 형상으로 만들어질 수 있다. 즉, 내시경 몸체(10)는 체내에 삽입될 수 있는 캡슐 형태면 어떠한 형상이라도 가능하다.
내시경 몸체(10)의 외면에는 다수개의 광 및 초음파 조사부(12)가 구비되어 있는데, 광 및 초음파 조사부(12)는 여러 모양과 각도의 밴드를 나타내는 형태로 내시경 몸체(10)의 외면을 감싸도록 구비될 수 있다. 광 및 초음파 조사부(12)는 다수개가 구비되어 있고 각각의 광 초음파 조사부(12)마다 서로 다른 파장의 광 및 초음파를 조사하게 된다. 각각의 조사부(12)에서 조사되는 광 및 초음파는 광 및 초음파 감작제를 활성화시켜 체내의 병원균을 치료하는 광 및 초음파 역학 효과를 나타낸다. 여기에서 조사부(12)가 서로 다른 파장을 가지도록 한 것은 다양한 광 및 초음파 감각제를 활성화시켜 여러 종류의 병원균을 치료하기 위함이다.
또한, 광 및 초음파 조사부(12)는 체외에 별도로 구비된 제어부(도시되지 않음)를 통해 광 및 초음파 조사가 온/오프(on/off) 되도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 후술할 카메라(14)를 통해 체내를 외부에서 관찰하다가 치료가 필요한 영역에서 해당 병원균에 맞는 파장의 광 및 초음파를 조사하도록 광 및 초음파 조사부(12)로 신호를 전달하는 것이다. 이와 같이 되면, 캡슐 내시경을 체내에 삽입하고 외부에서 실시간으로 체내를 관찰하면서 다양한 병원균을 선택적으로 치료할 수 있는 장점이 있다.
한편, 내시경 몸체(10)의 전단부 및 후단부에는 카메라(14)가 구비된다. 카메라(14)는 일반적인 캡슐 내시경에 사용되는 것과 같이 체내의 점막을 촬영하는 역할을 한다. 도 1에서는 카메라(14)가 내시경 몸체(10)의 전단부 및 후단부에 구비되는 것으로 도시하였으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니고 내시경 몸체(10)의 측부 등 다양한 부분에 구비될 수 있음은 당연하다. 또한, 카메라(14)는 상기 광 및 초음파 조사부(12)와 마찬가지로 체외에 구비된 제어부에 의해서 온/오프 되도록 제어될 수 있다.
또한, 내시경 몸체(10)의 외면에는 다수개의 연결 섬유(16)가 구비된다. 연결 섬유(16)는 광 및 초음파 역학 치료부(20)를 내시경 몸체(10)에 연결시켜 주는 매개체 역할을 하며, 내시경 몸체(10)의 외면에 융털과 같이 탄력성 있게 구비될 수 있다. 본 실시예에서 연결 섬유(16)는 특정 조건(특정 pH등)에서만 분해될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 연결 섬유(16)에 연결되어 있는 광 및 초음파 역학 치료부(20)에서 연결 섬유(16)가 분해됨으로써, 내시경 몸체(10)에서 완전하게 분리되어 원하는 부위로 분리 전달되기 위함이다. 예를 들어, 연결 섬유(16)는 특히, 대장 내의 특정 pH 에서 분해되도록 형성될 수 있다. 또한, 연결 섬유(16)는 세균과 사람의 조직에서 분비되는 여러 물질에 의해 분해될 수도 있다.
한편, 광 및 초음파 역학 치료부(20)는 마이크로 캡슐의 형태를 가지며, 광및 초음파 감작제(photosensitizer), 항생제 및 키토산 등의 나노 물질을 포함할 수 있다. 광 및 초음파 역학 치료부(20)는 상술한 바와 같이, 연결 섬유(16)가 분해됨으로써 내시경 몸체(10)에서 분리되어 원하는 부위로 전달되며, 광 및 초음파 조사부(12)에서 조사되는 광 및 초음파에 의해 광 및 초음파 감작제가 활성화되어 생긴 반응성 산소종(ROS)에 의해 항균작용을 발휘하게 된다. 마이크로 캡슐도 장기의 특수 조건 (예, 장염 이나 위의 Helicobacter pylori 감염 등)에 따라 캡슐이 분해됨으로써 위에서 언급한 안에 담겨있는 물질이 새어 나온다.
다음으로 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다수개의 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경이 연결된 것으로 보인 구성도를 도시하고 있다.
이에 도시된 바에 따르면, 도 1에 도시된 단일의 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경은 도 2에서와 같이 다수개가 연결부(30)에 의해 연결되도록 설계될 수 있다. 이와 같이 다수개가 서로 연결되도록 한 것은 단일의 캡슐 내시경에 의해서 항균효과가 덜 나타나는 것을 보완하기 위한 것이고 환자의 상태에 따라 적절한 수를 연결하여 체내로 삽입할 수 있다.
이상에서 설명한 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경은 주로 장(intestine)에서 작용하도록 설계되는 것이 바람직하다. 대장에서는 세균에 의한 식중독이나 세균 감염으로 인한 장염, 특히 위막성 대장염(CDI)이 항생제의 내성으로 인해 치료에 반응이 없어 사망자가 증가하고 있고 또한 재발로 인한 인적, 경제적 손실이 매우 크지만 현재까지 위막성 대장염(CDI)을 포함한 여러 세균성 장염을 광 및 초음파 역학 치료하려는 시도는 거의 없는 상태였다.
따라서, 본 실시예에서는 특히 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경이 대장을 지나갈 때에 pH, 세균에서 분비한 효소, 인체에서 염증 등으로 분비한 물질 등에 의해 연결 섬유(16)가 분해되어 광 및 초음파 역학 치료가 가능하도록 설계하였다. 물론, 다른 장기 내에서도 광 및 초음파 역학 치료가 가능하도록 각 장기의 조건에 따라 조절을 통해 설계할 수도 있다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10 : 내시경 몸체 12 : 광 및 초음파 조사부
14 : 카메라 16 : 연결 섬유
20 : 광 및 초음파 역학 치료부 30 : 연결부

Claims (8)

  1. 내시경 몸체;
    상기 내시경 몸체의 외면에 구비되고, 서로 다른 파장의 광 및 초음파를 조사하는 광 및 초음파 조사부; 및
    대장 내 pH 조건에서 분해되는 연결 섬유에 의해 상기 내시경 몸체의 외면에 연결되고, 광 및 초음파 역학 치료를 위한 물질을 포함하는 광 및 초음파 역학 치료부를 포함하고,
    상기 광 및 초음파 조사부에서 조사되는 광 및 초음파에 의해 상기 광 및 초음파 역학 치료부가 활성화되는 것을 특징으로 하는 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 및 초음파 조사부는 상기 내시경 몸체의 외면을 감싸도록 구비되는 밴드 형태인 것을 특징으로 하는 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 내시경 몸체는 원통 형상 또는 럭비공 형상인 것을 특징으로 하는 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 및 초음파 역학 치료부는 마이크로 캡슐 형태이며, 광 및 초음파 감작제, 항생제 및 나노 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 내시경 몸체의 전단부 및 후단부에는 카메라가 구비되는 것을 특징으로 하는 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광 및 초음파 조사부, 및 카메라는 체외에서 온/오프 되도록 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경은,
    다수개가 연결부에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 광 및 초음파 역학 치료용 캡슐 내시경.
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