KR100404247B1 - 무바늘주사기및이를구비한치료용물품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무바늘 주사기에 관한 것으로 내강을 함유한 바디를 갖추고, 바디의 상부선단은 내강안으로 갑작스럽게 방출가능한 가스성 압력원에 결합되거나 결합되도록 설치되고, 내강의 하부는 쌍안정 다이아프램 후부에서 종식되고, 이 다이아프램은 바디의 외부로 요면을 형성하여 치료제입자를 수용하는 역전된 위치와 뒤집어진 위치사이에 이동이 가능하며, 이러한 장치는 가스가 압력하에서 내강안으로 방출될 때 다이아프램이 역전된 위치로부터 뒤집어진 위치로 꺾여서 입자를 외부로 발산하게 된다.

Description

무바늘 주사기 및 이를 구비한 치료용 물품

본 출원인의 이전 출원인 WO94/24263호에서 손상되지 않은 피부같은 인체조직에 조절된 분량의 치료제입자를 주입하거나 생체조직안에 유전물질을 방출하는 무바늘 주사기의 사용을 포함한 비침입성(non-invasive) 약제 방출장치를 기재한바, 상기한 바늘은 길다란 관형 노즐과, 이 노즐의 상부선단에 인접한 노즐을 통해 초기에 통로를 폐쇄하는 파열가능한 막, 이 막에 인접하여 위치된 치료제입자 및, 상기 막을 파열하고 입자들이 비말되는 초음파가스흐름을 노즐을 통해 생성하기에 충분한 가스성 압력을 막의 상부측에 가하는 에너지수단으로 구성된다.

종래 선출윈에서 기술된 바와 같이 치료제는 예컨데 유전물질로 코팅된 운반입자일 수도 있고, 모든 종류의 치료에 사용되는 분말화된 약제일 수도 있다. 그리고 선출원에서 이미 입자크기(바람직하기로는 10 - 40 um)와 밀도(바람직하기로 0.5 - 2.0 g/cm3) 및, 속도(바람직하기로 200 - 2500 m/sec)와 모멘탐(바람직하기로 4 - 7kg/sec/m)를 기술한 바, 이는 적절한 목표하는 대상을 통과하기에 적합하게 설정되었다. 본 발명은 이러한 기준들은 변화되지 않지만 새로운 입자방출시스템을 제시하고자 한다.

본 발명에 따르면 무바늘 주사기는 내강(lumen)을 구비하고서 그 상부선단이 상기한 내강안으로 갑자기 방출될 수 있는 가스성 압력원에 결합되거나 결합되도록설치된 바디를 구비하고, 내강의 하부선단은 바디의 외부로 치료제의 입자를 함유한 오목홈을 구비한 역전된 위치와 외부로 볼록한 뒤집어진 위치 사이에서 이동가능한 쌍안정(bistable)의 다이아프램(diaphragm) 후부에서 끝나며, 본 장비는 사용시에 가압된 가스가 내강안으로 방출될 때 다이아프램이 역전된 위치로부터 뒤집어 진 위치로 꺽여서 입자를 외부로 발사하도록 설치된다.

이에 본 발명에 따른 장치에 따르면 통상의 사용에서와 같이 가스성 초음속의 충격파는 다이아프램을 역전된 위치에서 뒤집어진 위치로 꺽을 때 요구되는 것으로, 상기한 다이아프램은 내강내에 가스를 포함하게 되어 표적으로부터 반사된 충격파를 약화시키고 가라앉히기 위한 별도의 구성이 필요가 없게 되는 장점이 있으며, 대상조직이 고속의 가스흐름으로부터 손상될 가능성은 거의 없게 된다.

또한 이전 출원에서 기술한 바와 같이, 막(film)을 가로질러 압력차가 막을 파쇄하고 가스를 내강으로 갑자기 방출하기에 충분할 때까지 파쇄가능한 막 후부에 압력을 형성함으로써 가압된 가스를 방출할 수 있게 된다. 이와는 달리 주사기는 내강안으로 가스를 갑자기 방출하도록 개방가능한 밸브를 구비한 가압된 가스 저장부를 구비할 수도 있다. 상기한 2가지 경우 모두 가스가 헬륨처럼 공기보다 가벼운 것이라면 충격파의 속도가 증가되는데 내강이 헬륨처럼 공기보다 가벼운 가스로 초기에 채워진 경우라면 상기한 효과가 더욱 더 강화될 수 있다.

한편 방출에 앞서서 입자의 손실을 피하고 입자의 무균성을 유지하기 위해서는 캐비티가 예컨대 수축가능한 차폐물 또는 입자방출에 의해 용이하게 관통되는 얇은 차폐막으로 덮여지는 것이 바람직하다.

또한 주사기는 피부를 통해 몸안으로 약제를 방출하기 위한 것으로 관형 노즐을 통해 통로에 의해 내강이 구비되는 경우 다이아프램이 노즐의 하부선단에 인접하여 노즐의 축방향에 마주보면서 구비된다. 이와는 달리 본 발명은 동맥의 카테터(catheter)같은 카테터와 결합되어 사용가능하고, 이 경우 다이아프램은 카테터 바디의 측벽내에 다이아프램이 구비되어 다이아프램의 뒤집힘에 의해 입자가 바디로부터 측방으로 추진되고, 이는 혈관증식성 질병에서 유전물질을 팽창된 협축성 혈관의 벽안으로 공급하기 위해 사용할 수 있는데, 이렇게 함으로써 혈관의 벽에 접하고 있는 내피세포를 유전적으로 변형하여 혈관의 재협착/재폐색(再閉塞)을 방지하게 된다.

더불어 카테터를 근간으로 한 방출장치는 다르게 사용할 수도 있는데, 특정한 내부기관안으로 화합물(예컨대 화학요법용)의 조합을 국부적으로 방출하는 것과 국부적인 기관을 근간으로 한 호르몬 교체에도 활용가능하다. 상기한 카테터장치는 약체 또는 DNA를 의약적 목적(예컨대 호흡기나, 위장 또는 비뇨-생식기관같은 점막면의 종기의 치료같은)으로 접근가능한 표면에 투여하는 데에도 사용가능하다.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면에 의거 상술한다.

도 1 내지 도 3은 치료제 입자의 방출용 주사기를 도시한 바, 도 1에서 도시한 바와 같이 주사기는 원통형 저장소(10)를 구비하여 초기에 약 80바아의 압력하에서 헬륨을 함유하고 있으며, 이 수용부는 파열쳄버(12)를 구비한 제 1관형 바디부(tubular body, 11)에 스크류되어 밀봉되며, 제 1바디부(11)는 통로(14)를 구비한 제 2관형 바디부(13)에 스크류되어 밀봉된다. 그리고 제 2바디부(13)는통로(18)를 구비한 제 3관형 바디부(17)에 스크류되어 밀봉되는 한편 관형말단부(19)는 바디부(17)의 바닥에 스크류된다.

상기한 구성으로 인해 저장소(10)는 분리 보관되고 사용 바로전에 주사기의 안착부에 체결가능하게 되며, 바디부(11,13)는 분리가능하여 파열성 막(20)을 그들 사이에 끼울 수 있게 된다. 또한 말단부(19)는 바디부(17)로부터 분리가능하여 마일라(Mylar)같은 견고하고 강하면서 탄성을 갖는 물질을 적절한 지그로 돔형상으로 열성형함으로써 형성된 뒤집어질 수 있는 쌍안정 다이아프램(21)을 그들 사이에 끼울 수 있게 된다. 여기서 상기한 바디부(13,17)는 분리가능하여 부분(17,19,21)이 일회용 부품으로 구비될 수 있다.

또한 치료제의 입자는 초기에 다이아프램(21)의 외부로 향한 면에서 오목홈(concavity) 내에 구비되는데, 이 입자들은 본연의 점성 또는 입자들이 부유된 에탄올의 증발성으로 인해 정전기력에 의해 부착될 수 있지만 바람직하기로는 무균성을 위해서 다이아프램(21)은 그 선단에서 약한 박막(22)에 덮여지고 밀봉되어 도 3에 도시된 바와 같이 밀봉된 캡술에 함유된 입자(23)를 형성하게 된다. 여기서 약한 박막(22)은 파열을 쉽게 하고 막의 파편을 줄이기 위해 절단되거나 파쇄점이 형성될 수 있다.

조립된 주사기와 대략 대기압에서 헬륨으로 미리 채워진 내강(14,18)을 사용함에 있어서는 말단이 처리된 피부에 접촉 또는 인접하여 위치되고, 플런저(plunger;24)는 압착되어 밸브(25)를 개방하면서 헬륨이 파열쳄버(12)안으로 방출되게 하는 바, 상기한 밸브(25)는 바람직하기로는 플런저의 상부의 정면지역에비해서 원통형 저장소(10)로 빠져나가는 하부에서의 플런저의 정면지역이 더 크도록되어 자체개방(신속한 개방)이 가능하게 된다. 또한 쳄버(12)내의 압력이 예컨대 23바아 정도의 충분한 값에 이르게 되면 막(20)이 파손되어 통로(14,18)에 의해 형성된 노즐같은 내강을 통해 진행하는 충격파를 방출하여 다이아프램(21)이 갑자기 하방으로 뒤집어져 외부로 볼록한 형상으로 되는데, 이로써 입자(23)가 신속하게 주사기로부터 박막(22)의 파열과 동시에 전방으로 추진된다.

도 3에 도시한 바와 같이 짧은 관형 스페이서(spacer, 26)가 구비되어 충격전에 입자의 속도를 감소시키면서 입자가 더욱 퍼져서 피부의 표적지역을 증가시키게 할 수 도 있게 된다.

도 4내지 도 7에서는 본 발명에 따른 장치를 혈관확장이상에 사용하기 위한 동맥의 카테터에 활용한 것을 도시한 것이다.

도 5는 제 1실시예에서와 마찬가지로 저장소(10)와 밸브(25), 파열쳄버(12)및 파열성 막(20)을 상부선단에 구비한 전체 카테터를 도시한 것으로, 이 카테터는 3중 내강 카테터가 될 수도 있는데, 내강중 하나는 통상의 가이드 와이어용으로 사용되고 두 번째 내강은 동맥(29)의 벽에 대해 카테터의 선두선단(도 4에 도시됨)에 인접한 바디(28)를 밀어주기 위한 위치 벌룬(27)을 팽창하는 가스를 방출하는 데 사용되며, 세 번째 내강(30)은 카테터의 말단쪽으로 충격파를 진행시키기 위해 사용된다.

그리고 카테터바디(28)의 측벽내에 개구부(31)에서 쌍안정 다이아프램(32)이 구비되고, 도 4에 도시되고 도 6에서 실선으로 도시된 위치에서 다이아프램은 측방으로 외부로 향한 캐비티를 구비하며 이 안에 치료제입자가 구비되는 바, 예컨대 DNA를 함유하거나 이로 구성된 입자(33)들이 위치하게 된다. 여기서 상기한 입자가 캐비티로부터 동맥의 혈류에 의해 씻겨나가는 것을 방지하기 위해서는 상기한 캐비티는 초기에 박막 또는 도 7에 도시한 바와 같은 수축가능한 슬리브(35)로 덮여질 수 있다.

한편 카테터는 도 1내지 도 3에 도시한 주사기와 유사하게 사용되므로 저장소(10)로부터 궁극적으로 막(20)을 파열하는 파열쳄버(12)안으로 헬륨을 방출하고, 충격파가 내강(30)을 따라 진행되게 하여 다이아프램(32)이 갑자기 도 6에서 점선으로 도시한 위치로 뒤집어져 슬리브(35)의 수축 이후에 또는 박막을 통해서 입자(33)를 외부로 동맥(29)의 벽안으로 추진하게 된다.

도 6에 도시된 것과 반대로, 다이아프램(32)이 카테터바디의 외주 덮개내에서 위치해서 역전된 위치에서는 카테터의 삽입중에 간섭을 피할 수 있게 됨과 더불어 뒤집어진 위치에 있을 때 동맥벽에 위치적인 손상을 가하는 충격을 피할 수 있게 된다.

Claims (20)

1. 내강(14,18,30)을 구비하되 그 상류선단은 가스성 압력원에 결합되거나 결합되도록 설치되고, 내강의 하류선단은 역전된 제1위치로부터 바깥쪽으로 이동가능한 다이아프램 후부에서 끝나도록 된 바디(13,17,28)를 갖추고; 상기 제1위치에서 바디의 바깥쪽에서 뒤집어진 제2위치로 향한, 치료제 입자(23, 33)를 수용하기 위한 캐비티를 구비하며, 제1 및 제2위치 모두에서 다이아프램은 그 주변 둘레에 걸쳐 내강의 하류선단에 밀봉되면서 고정되며, 사용시에 압력하의 가스가 갑자기 내강으로 방출될 때, 상기 다이아프램은 그 제1위치에서 바깥쪽으로 제2위치를 향해 이동하면서 상기 입자들을 바깥쪽으로 발사하는 구조로 되어 있는 무바늘 주사기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 다이아프램은 쌍안정으로 된 무바늘 주사기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제2위치는 뒤집혀서 바깥쪽으로 볼록하게 된 위치인 무바늘 주사기.
4. 제 1항에 있어서, 사용시에 상기 내강으로 가스가 갑자기 방출될 때, 상기 다이아프램은 상기 제1위치에서 제2위치로 순간적으로 이동하는 구조로 된 무바늘 주사기.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 내강(14, 18, 30)의 상류 선단은 초기에 파열성 막에 의해 막혀 있고, 상기 막은 충분한 압력을 가진 가스가 작용하면 파열되어 갑자기 가스를 상기 내강으로 방출하게 되는 구조로 이루어진 무바늘 주사기.
6. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 내강은 초기에는 공기보다 가벼운 가스를 수용하고 있는 무바늘 주사기.
7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 치료제 입자는 역전된 다이아프램의 캐비티 내에 위치하는 무바늘 주사기.
8. 제 7항에 있어서, 상기 캐비티 내의 입자는 수축가능한 차폐물(35)에 의해 덮여진 무바늘 주사기.
9. 제 7항에 있어서, 상기 캐비티 내의 입자는 사출된 입자에 의해 쉽게 관통되는 얇은 박막(22)에 의해 덮여진 무바늘 주사기.
10. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 내강을 구비하는 바디는 관형 노즐(14, 18)이고, 상기 다이아프램(21)은 상기 노즐의 하류에 인접하게 배치되고 실질적으로 상기 노즐의 축방향으로 향하고 있는 무바늘 주사기.
11. 제10항에 있어서, 상기 노즐로부터 상기 다이아프램의 하류로 관형의 스페이서(26)가 돌출해 있는 무바늘 주사기.
12. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내강을 구비하는 바디는 카테터(28)로 된 무바늘 주사기.
13. 제12항에 있어서, 상기 다이아프램(32)은 상기 카테터바디의 측벽내에 구비되어 있어서, 다이아프램이 바깥쪽 제2위치로 운동하는 순간 입자(33)들이 바디로부터 측방으로 추진되는 무바늘 주사기.
14. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용시에 압력하의 가스가 갑자기 내강내로 방출될 때 가스의 초음속 충격파가 내강을 따라 진행하여 상기 다이아프램의 바깥쪽 운동을 그 제1위치에서 제2위치로 향하게 하는 구조로 된 무바늘 주사기.
15. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐비티는 오목홈으로 된 무바늘 주사기.
16. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 따른 주사기의 유니트 또는 주사기용유니트를 구비하되, 상기 유니트는 바깥쪽으로 캐비티를 형성하는 주변이 밀봉된 다이아프램을 구비하며, 상기 캐비티에는 치료제 입자가 수용되며, 상기 다이아프램은 압력하의 가스가 상기 다이아프램의 내향면에 갑자기 작용할 때 바깥쪽으로 운동하도록 구성되어 있어서 상기 입자들이 다이아프램으로부터 바깥쪽으로 발진하게 되어 있는 치료용 물품.
17. 제16항에 있어서, 상기 입자들은 상기 다이아프램의 캐비티면과 다이아프램에 밀봉된 차폐박막 사이에 밀봉되어 있는 치료용 물품.
18. 제16항에 있어서, 상기 다이아프램은 돔형태로 되어 있는 치료용 물품.
19. 제17항에 있어서, 상기 캐비티는 오목홈으로 되어 있는 치료용 물품.
20. 제19항에 있어서, 상기 다이아프램은 다이아프램의 볼록한 면에 작용되는 가스의 충격파에 의해 갑자기 뒤집어지는 구조로 된 치료용 물품.

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