KR100830528B1 - 골수 줄기세포와 성장호르몬의 인체 주입을 위한 운반체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골수 등의 다양한 줄기세포(bone marrow and other stem cell)와 성장 호르몬(growth hormone) 등을 인체로부터 수집(collection)하거나 인체에 주입(delivery)하기 위한 관체(perforated tubular) 형태 혹은 흡입관(pipette) 형태의 운반체(carrier)에 관한 것으로, 인체에 삽입하여도 좋은 의료용 바이오세라믹 재질을 이용하여 구성되고 내부에는 길이방향으로 관통하는 통로(2)를 구성하여 관체 형태가 되도록 구성하며, 외경과 내경 사이의 두께 부분을 관통하도록 다수개의 통공(3)을 형성한 것을 특징으로 한다.

줄기세포, 성장호르몬, 인체주입, 운반체, 히드록시아파타이트

Description

골수 줄기세포와 성장호르몬의 인체 주입을 위한 운반체{Carrier for human body delivery of bone marrow stem cell and growth hormone}

도 1은 본 발명에 의한 운반체의 사시도

도 2는 본 발명에 의한 운반체의 부분단면 정면도

도 3은 본 발명을 이용하여 필요 성분을 수집하는 상태도

도 4는 본 발명을 인체에 이식하기 위한 작용 상태도
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 사시도

***도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1: 운반체

2: 통로

3: 통공

본 발명은 골수 등의 다양한 줄기세포(bone marrow and other stem cell)와 성장 호르몬(growth hormone) 등을 인체로부터 수집(collection)하거나 인체에 주입(delivery)하기 위한 관체(perforated tubular) 형태 혹은 흡입관(pipette) 형태의 운반체(carrier)에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 척추 유합술이나 골절 치료에서 자가골 채취에 따른 문제점을 해결하면서 성공적인 유합을 추구하기 위하여 골형성단백질(bmp) 등의 골유도물질이나, 골기질(demineralized bone matrix), 골세포 및 각종 성장인자(growth factor) 등을 뼈 등에 이식하는 수단으로 히드록시아파타이트(HA; hydroxy apatite) 등과 같은 다양한 바이오세라믹(biioceramic)의 이용한 주입이 최근에 증가하고 있다.

상기와 같은 치료에 있어 현재 가장 효과적인 것이 골유도물질로 알려져 있지만, 어떠한 운반체를 이용하는 것이 가장 효과적인가에 대해서는 다양한 의견이 있는데, 현재로서는 제1형 콜라겐(Type 1 collagen)과 히드록시아파타이트(HA) 등의 바이오세라믹 복합체가 효과적인 운반체로 알려져 있다.

이러한 운반체들은 대부분이 스폰지(spongy) 형태 혹은 줄(stripe)과 같은 형태 및 솜뭉치 형태로 개발되어 있어서 기존 블록(block) 형태의 운반체 혹은 골대체물에 비하여 심부까지 세포가 성장하고 침투한다는 점에서 생물학적으로 우수한 것으로 알려져 있다.

그러나 솜뭉치 형태의 운반체들은 기계적 강도가 부족하여 세포의 부착 및 수술을 위한 조작과 신생골의 부족한 기계적 강도가 문제시되고 있는 것이다.

특히 스폰지 형태의 운반체들은 수술중에 흡입장치 등에 의해 조금만 주의를 게을리하면 쉽게 흡입되어 소실되는 경우가 많으며, 블록 형태의 운반체들은 천공이 부족한 단점이 있다.

상기한 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 의료용 세라믹을 이용하여 관체형 또는 흡입관 형태이면서 측면에 다수 개의 통공을 형성한 운반체를 제공하려는 것으로서, 종래에 비하여 세포 및 호르몬의 탑재 및 운반이 용이하고 강도도 우수하여 수술시 삽입을 위한 조작이 용이하며, 수술 후에도 안정되게 고정할 수 있는 운반체의 발명을 목적으로 하는 것이다.

본 발명에 의한 운반체는 의료용 세라믹 재질을 이용하여 관체 형태로 구성하면서 두께를 관통하는 많은 숫자의 통공을 형성함을 특징으로 하는바, 이하 첨부된 도면에 의거 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 운반체의 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 운반체의 부분단면 정면도,

도 3은 본 발명을 이용하여 필요 성분을 수집하는 상태도,

도 4는 본 발명을 인체에 이식하기 위한 작용 상태도이다.

본 발명에 의한 운반체(1)는 인체에 장시간 또는 영구적으로 삽입하여도 좋은 재질을 이용하되, 통상 의료용 바이오세라믹 재질을 이용하여 구성되고, 2mm 내지 5mm 범위의 외경을 가지며 내부에는 길이방향으로 관통하는 통로(2)를 구성하여 관체 형태가 되도록 구성된다.

아울러 본 발명의 운반체(1)는 외경과 내경 사이의 두께부분을 관통하도록 다수개의 통공(3)을 형성한다.

이와 같은 본 발명에 의한 운반체(1)에 관하여 좀 더 구체적으로 그 실시 예 를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 의한 운반체(1)의 재질로는 HA 혹은 CMP 등의 바이오 세라믹과 콜라겐 합성물이 코팅된 인산칼슘계 바이오세라믹(ca-p bioceramics coated with collagen composite)이 적합하다.

특히 콜라겐은 혈소판 풍부혈장(PRP; platelet rich plasma)와 함께 사용 시에는 혈소판 유래성장인자(PDGF; platelet-derived-growth-factor)의 강력한 활성인자(activator)의 하나이기 때문에 유리한 것이다.

운반체(1)의 구성에서 상기 통공(3)은 불규칙하게 배열하여도 특별한 효과의 차이는 없으나 규칙적으로 형성하는 것이 유리하며, 통공(3)의 형상은 형성하기 용이한 원형 또는 타원형을 기본으로 하고, 기타 다각형의 형상도 무방하다.

또한, 본 발명에 의한 운반체(1)를 여러 개 묶을 수 있는 큰 사이즈이면서 운반체(1)의 통공(3) 보다 큰 구멍(31)이 많은 튜브(30)에 넣어서 그대로 인체에 이식할 수도 있는데, 이러한 경우에는 기계적 강도와 생물학적 활성도를 크게 증가시킬 수 있게 된다.

도면 중 미 설명된 부호 10은 흡입기, 11은 피스톤, 20은 삽입기, 21은 관체, 22는 밀대이다.

이러한 구성으로 된 본 발명의 운반체(1)에 관하여 사용방법에 따른 작용과 효과를 살펴보면 다음과 같다.

우선 본 발명의 운반체(1)를 이용하여 필요한 세포나 호르몬 등을 인체에서 수집 내지 추출하거나 용기 등에 준비된 성분을 운반체(1)에 탑재하기 위한 작용을 살펴보면, 본 발명의 운반체(1)를 주사기 형태로 된 흡입기(10)에 삽입한 후 흡입기(10)의 피스톤(11)을 당겨 필요한 성분들을 운반체에 탑재하도록 하는데, 좀 더 구체적으로는 흡입기(10)의 선단부는 운반체(1)를 삽입할 수 있는 관체형태로 구성하고 후단에 피스톤(11)을 구비하여 피스톤(11)을 당기면 내부에 진공이 발생하도록 구성한 것이다.

이와 같이 운반체(1)를 흡입기(10)를 삽입한 후 선단부를 필요한 인체의 부위 또는 필요한 성분이 준비된 용기에 삽입한 후, 피스톤(11)을 당겨줌으로써 운반체(1)가 삽입된 주사기형의 흡입기(10) 내부에 진공이 발생하고, 따라서 필요한 성분이 흡입되어 운반체(1)의 내부 즉, 통로(2)와 통공(3)에 탑재되게 된다.

이러한 작용으로 세포나 호르몬 등이 탑재된 상태의 운반체(1)를 인체의 필요한 부위에 이식하기 위한 작용을 살펴보면, 운반체(1)가 삽입되고 선단이 뾰족한 관체(21)와 관체의 후단에 삽입되어 운반체(1)를 밀어낼 수 있는 밀대(22)로 구성된 삽입기(20)를 이용하여 인체의 뼈나 근육 등에 주입하게 되는데, 뾰족한 선단부를 이식이 필요한 인체의 적절 부위에 밀착시킨 후 밀대(22)를 밀어 운반체(1)가 인체에 이식되도록 하는 것이다.

이러한 동작을 통하여 운반체(1)에 골형성단백질이나 골유도물질, 골기질, 성장호르몬 등이 탑재된 상태에서 인체의 뼈 속이나 근육의 속에 이식이 됨으로써 골의 유합이나 뼈의 성장촉진 등의 목적을 용이하게 달성할 수 있게 되는 것이다.

특히 본 발명에 의한 운반체(1)는 관체(perforated tubular) 형태 혹은 흡입관(pipette) 형태의 운반체(carrier)로서 종래 다른 형태의 운반체에 비하여 관체 형임과 동시에 많은 통공을 보유하고 있어서, 신생혈관 및 골형성세포가 운반체(1)의 깊숙한 부분까지 쉽게 성장 및 형성될 수 있는 장점이 있게 된다. 또 운반체(1)의 측면에 많은 통공 형성함으로 인하여 혈액 등 세포의 성장에 필요한 영양소의 공급이 원활하여 매우 빠르고 효율적인 치료가 가능해지게 된다.

또한, 스펀지 형태 등 다른 형태의 운반체에 비하여 기계적 강도가 우수하기 때문에 수술시 삽입을 위한 조작이 용이하며, 수술 후에도 안정되게 고정을 할 수가 있는 것이다.

그리고 최근 피부를 절개하지 않거나 최소한 절개를 이용한 침습적 수술을 시행함에 있어서 주시기와 같은 형태의 간단한 보조기구 등을 이용하여 쉽게 삽입할 수 있게 되는 장점도 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 의하면 운반체(1)를 여러 개 묶을 수 있는 큰 사이즈이면서 운반체(1)의 통공(3) 보다 큰 구멍(31)이 많은 튜브(30)에 넣어서 사용할 수도 있는데, 이러한 경우에는 기계적 강도와 생물학적 활성도를 크게 증가시킬 수 있게 되고, 이러한 상태로 장골뼈(ILIAC BONE)에 일차적으로 심어 놓았다가 어느 정도 골형성이 되었을 때 제거하는 방법으로 사용할 수도 있다.

상기 본 발명의 운반체(1)는 골수줄기세포 및 성장호르몬 외 기타 이식을 필요로 하는 다른 인체 부위, 즉 간에 이식하기 위한 간세포나 기타 근육 등에 필요한 세포 등이 이식하는 경우에도 유용하게 사용이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 운반체에 의하면 종래의 운반체들에 비하 여 충분한 통공과 기계적 강도를 동시에 충족하는 장점이 있으며, 그에 따라 신생혈관 및 골형성 세포가 운반체의 깊숙한 부분까지 쉽게 성장 및 형성될 수가 있고 또 간단한 기구를 이용하여 쉽게 삽입할 수 있으면서 수술시에 조작이 용이한 장점이 있는 등 척추 유합술이나 골절의 유합, 성장호르몬 주입 등 여러 분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있는 유용한 발명이라 할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 인체에 삽입하여도 좋은 의료용 바이오세라믹 재질을 이용하여 구성되고 내부에는 길이방향으로 관통하는 통로(2)를 구성하여 외경이 2mm 내지 5mm 범위인 관체 형태가 되도록 구성하며, 외경과 내경 사이의 두께 부분을 관통하도록 원형 타원형 또는 다각형인 다수개의 통공(3)을 형성한 것을 특징으로 하는 골수 줄기세포와 성장호르몬의 인체 주입을 위한 운반체.
2. 제1항에 있어서,

   운반체(1)의 재질로는 콜라겐 합성물이 코팅된 인산칼슘계 바이오세라믹(ca-p bioceramics coated with collagen composite)인 것을 특징으로 하는 골수 줄기세포와 성장호르몬의 인체 주입을 위한 운반체.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   여러 개의 운반체(1)를 묶을 수 있는 큰 사이즈이면서 운반체(1)의 통공(3)보다 큰 구멍(31)이 많은 튜브(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 골수 줄기세포와 성장호르몬의 인체 주입을 위한 운반체.

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