KR100839023B1 - 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치에 관한 것으로, 본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 광 펄스(optical pulse)를 생성하여 출력하는 광펄스 생성부(10), 상기 광펄스 생성부(10)에 결합되어서 상기 광펄스 생성부(10)에서 출력된 광 펄스를 안내하는 광펄스 전달부(20), 상기 광펄스 전달부(20)에 결합되어서 레이저 빔이 시술대상인 두피로 조사되도록 하는 핸드피스(30)를 포함하여 구성되되, 상기 핸드피스(30) 내에 구비되고 광펄스 전달부(20)로부터 전달된 광 펄스를 복수의 프랙셔널 빔으로 분할한 후 분할된 프랙셔널 빔을 시술대상인 두피에 동시에 조사하는 '빔 분할 조사부'가 더 포함되어서 구성되고, 본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 광 펄스(Optical Pulse)를 프랙셔널(fractional) 처리하여 시술대상인 두피에 조사하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구성에 의하면, 발모 촉진을 구현할 수 있는 이점이 있다.

발모, 광펄스, 마이크로 빔, 마이크로렌즈 어레이, 스캐너, 핸드피스

Description

프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치{DEVICE FOR STIMULATING HAIR USING FRACTIONAL OPTICAL PULSE}

본 발명은 발모촉진 장치에 관한 것으로, 특히 광 펄스 또는 레이저 빔 펄스를 이산적으로(discretely) 두피 등에 일정 깊이로 조사함으로써 두피 조직에 열을 발생시키고 그 열로 인해 모낭 주변의 스템(Stem Cell)을 자극함으로써 모낭의 상태를 텔로겐(Telogen)에서 아나겐(Anagen)으로 변환시켜 발모 촉진을 이룩할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치에 관한 것이다.

모발 또는 머리털은 성장기(anagen), 퇴행기(catagen), 휴지기(telogen)라는 3 단계의 모발 주기(hair cycle)를 거치면서 성장하고 탈모된다. 성인의 경우 하루에 모발이 약 100개까지 빠질 수 있는데, 그 이상의 모발이 빠지는 증상이 진행될 때를 탈모증이라고 한다. 즉, 탈모증은 정상적으로 자라던 모발이 어떠한 원인에 의해 빠지는 질환으로, 여러 가지 요인 및 증상에 따라 분류되며, 예컨대 안드로겐성 탈모증(androgenetic alopecia), 원형 탈모증(alopecia areata), 휴지기 탈모증(telogen effluvium) 등이 있다.

이중 가장 대표적인 안드로겐성 탈모증은 유전적 소인이 주된 요인이며, 남성형 및 여성형 안드로겐성 탈모증으로 나누어진다. 남성형 탈모증(male-pattern baldness)의 경우에는 유전적 소인이 있는 사람에게서 남성 호르몬이 5-알파 환원효소(5-alpha reductase)의 촉매 작용에 의해 다이하이드로테스토스테론으로 전환된 후 안드로겐 수용체와 결합하여 모유두와 모낭의 기능을 저하시키고 혈관을 손상시켜 탈모를 일으키는 것으로 알려져 있다. 남성형 탈모증은 정상적인 모발 주기를 유지하지 못하고 성장기의 기간이 단축되고 종모(terminal hair)부터 연모(vellus hair)로의 변화를 통해 유발되며, 모포가 작아질 뿐 소실되지 않고 모포 주변의 피부조직에 염증 변화가 없는 점 등이 특징이다. 남성형은 양측 측두부의 머리선의 후퇴와 두정부에서 탈모현상이 두드러진다. 이와는 달리, 여성형 탈모증(female-pattern baldness)은 주로 안면 두피 모발의 경계선은 비교적 잘 보존되지만, 두정부에 집중적으로 탈모가 발생하는 형태를 띠고, 모낭의 파괴보다는 소형화(miniaturization)에 기인하며, 탈모가 발생한 부위의 모낭은 휴지기 모발의 비율이 증가하여 생장기의 기간은 감소하게 된다.

한편, 원형 탈모증은 임상적으로 반상 또는 융합성의 탈모가 두피나 몸에서 발생하며, 동그랗게 탈모반이 생기는 경우가 가장 흔하지만, 머리털 전체가 탈모되는 전두 탈모증 또는 두피 외에 전신의 모발의 소실을 가져오는 범발성 탈모증(alopecia universalis)도 있을 수 있다. 원형 탈모증에서 두피는 정상으로 보이나 모발의 생장기가 조기에 종결되어 휴지기로 이행됨으로써 급격한 모발의 탈락이 발생한다. 조직 검사에 따르면 모구주위(peribulbar) 혈관 및 외측모근 초(outer root sheath)에 염증 세포, 즉 T세포, 대식세포 등 단핵세포의 침윤을 보이며, 그 원인은 아직 확실하게 밝혀지지 않았으나 자가면역 질환의 병인이 작용하는 것으로 보고되고 있다.

휴지기 탈모증은 생장기 모발의 일부가 생장기간을 다 채우지 못하고 급속도로 휴지기 모발로 이행하게 됨으로써 탈락되는 휴지기 모발의 비율이 증가하는 것으로, 스트레스, 내분비 질환, 영양, 약물 등에 의해 초래되며 일반적으로 원인자극이 제거되면 수개월에 걸쳐 휴지기의 모발이 정상적으로 회복됨에 따라 모발 탈락은 감소한다. 하지만, 상당수의 환자에게서는 그 원인을 찾지 못해 모발탈락과 그에 따른 모발 밀도의 감소가 만성적으로 지속되는 경우도 있다.

이와 같은 탈모증을 치료하기 위한 다양한 치료제가 개발되고 있으나, 현재 시판중인 대부분의 탈모제 또는 양모제는 피부의 혈액순환을 좋게 하고 모근에 영양을 공급하는 것을 목적으로 하는 화장품과 같은 의약부외품으로서 그 효과가 증명되지 않은 것들이다. 또한, 미국 식품의약국(FDA)에서 의약품으로서 인정한 약물치료제는 미녹시딜(minoxidil)과 프로페시아(propecia)의 2가지 뿐으로, 아직도 탈모증 환자가 만족할만한 수준의 치료 방법이 없는 것이 현실이다.

또한, 탈모증 치료를 위해 혈액순환 개선 효과가 있다고 알려진 저출력 레이저를 이용한 발모 촉진 방법들이 제시되기도 하였다(국내 특허출원공개 제2005-18411호, 제2005-110573호 및 제2006-34490호 참조). 그러나, 상기 방법의 경우 피부의 혈액순환 개선 및 손상된 조직에 대한 효과만이 보고되어 있을 뿐, 5-알파 환원효소에 미치는 작용에 대한 과학적 증거들이 불충분한 상태이다. 또한, 문 헌[Avram M.R. et al. "The current role of laser/light sources in the treatment of male and female pattern hair loss", J Cosmet Laser Ther . 2007; 9(1): 27-8]은 남성형/여성형 탈모증에 대하여 저출력 레이저나 빛을 이용한 치료법이 효과가 있다고 개시하고 있으나, 그에 대한 과학적 근거가 부족하고, 효능에 대한 정확히 대조군이 디자인된 연구가 없으며, 환자의 탈모 상태, 환자의 신체상태, 탈모의 원인에 대한 평가도 부족하다.

국내 특허출원공개 제2003-92331호는 음이온과 음전위를 이용한 탈모방지 및 발모촉진 헤어브러쉬를 개시하고 있고, 국내 실용신안공보 제388549호는 레이저를 이용한 발모촉진용 빗을 개시하고 있다. 이들은 모두 레이저를 두피에 바로 적용하기 위해 저출력의 레이저를 사용하고 있으나, 저출력 레이저의 경우에는 모낭 세포를 직접적으로 활성화시키는데 한계가 있다.

한편, 논문[Bernstein E.F., "Hair growth induced by diode laser treatment", Dermatol Surg . 2005; 31(5): 584-6]은 고출력 레이저를 이용한 발모 효과를 제시한 바 있으나, 이는 810 nm 다이오드 레이저를 이용한 제모를 시행하다 우연히 털이 굵게 자라는 현상을 발견한 것에 불과하며, 아직까지 고출력 레이저를 이용한 발모촉진 연구는 미진한 편이다. 그 이유는, 고출력 레이저를 두피에 바로 적용하는 경우 두피의 일정 부분에 많은 양의 레이저가 공급되어 모발 및 두피 세포에 손상을 줄 수 있으며 모발에 조사되는 경우 레이저가 반사되어 레이저 투시경을 손상시킬 수 있는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치의 목적은, 광 펄스 또는 레이저 빔 펄스를 집광하여 미세한 빔의 형태로 만들고 이 집광된 빔을 서로 이산적으로 분리하고 일정한 빔 밀도를 유지하면서 두피 등에 조사하여 피부 층의 일정한 깊이까지 열을 전달함으로써 모낭 주변의 스템셀(Stem Cell)이 자극되고 이로 인해 모낭의 상태가 텔레겐(Telogen)에서 아나겐(Anagen)으로 활성화되어 발모작용을 촉진할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 발모촉진 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 광 펄스(optical pulse)를 생성하여 출력하는 광펄스 생성부, 상기 광펄스 생성부에 결합되어서 상기 광펄스 생성부에서 출력된 광 펄스를 안내하는 광펄스 전달부, 상기 광펄스 전달부에 결합되어서 레이저 빔이 시술대상인 두피로 조사되도록 하는 핸드피스를 포함하여 구성되되, 상기 핸드피스 내에 구비되고 광펄스 전달부로부터 전달된 광 펄스를 복수의 프랙셔널 빔으로 분할한 후, 분할된 프랙셔널 빔을 시술대상인 두피에 동시에 조사하는 '빔 분할 조사부'가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 상기 광 펄스가 레 이저 빔 펄스인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 상기 프랙셔널 빔의 직경이 마이크로미터(㎛) 대인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 상기 빔 분할 조사부가 상기 레이저 빔 펄스가 두피 내에서 포커싱(focusing)을 형성하도록, 복수의 마이크로렌즈가 구비된 마이크로렌즈 어레이인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 상기 프랙셔널 빔의 직경이 50(㎛) ~ 500(㎛)인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 광 펄스를 생성하여 출력하는 광펄스 생성부, 상기 광펄스 생성부에 결합되어서 상기 광펄스 생성부에서 출력된 광 펄스를 안내하는 광펄스 전달부, 상기 광펄스 전달부에 결합되어서 레이저 빔이 시술대상인 두피로 조사되도록 하는 핸드피스를 포함하여 구성되되, 상기 핸드피스 내에 구비되고, 광펄스 전달부로부터 전달된 광 펄스를 각각 다른 방향으로 순차적으로 조사하여 프랙셔널 빔으로 만들어서 출사하는 스캐너, 두피 내에서 포커싱(focusing)되도록 상기 스캐너로부터 출사된 프랙셔널 빔을 집광하는 집광렌즈가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 상기 광 펄스가 레이저 빔 펄스인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 상기 집광렌즈로부 터 출력되는 프랙셔널 빔의 사이즈가 마이크로미터(㎛) 대인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 상기 스캐너가 상기 핸드피스의 선단인 핸드피스 팁의 면적 범위 내에서 프랙셔널 빔을 무작위 방향으로 조사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 상기 두피로 조사되는 프래셔널 빔의 직경이 50(㎛) ~ 500(㎛)인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 상기 광펄스 생성부(10)의 광원은, 다이오드 레이저, 다이오드 펌프식 고체 레이저, Er(어븀):YAG(이트륨알루미늄가넷) 레이저, Nd(네오디뮴):YAG 레이저, Er:글래스 레이저, 아르곤 이온 레이저, 헬륨-네온 레이저, 탄산가스 레이저, 엑시머 레이저, 파이버 레이저, 루비 레이저 및 주파수 다중화(frequency multiplied) 레이저로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 광 펄스(Optical Pulse)를 프랙셔널(fractional) 처리하여 시술대상인 두피에 조사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 상기 광 펄스가 레이저 빔 펄스인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 두피 내에서 포커싱(focusing)을 형성하도록, 상기 레이저 빔 펄스를 복수의 프랙셔널 레이저 빔(fractional LASER beam)으로 분할하여 분할된 프랙셔널 레이저 빔을 동시에 두 피로 조사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 상기 프랙셔널 레이저 빔의 직경은, 마이크로미터(㎛) 대인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 상기 프랙셔널 레이저 빔의 직경은 50(㎛) ~ 500(㎛)인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 상기 레이저 빔 펄스를 각각 다른 방향으로 순차적으로 조사하여 프랙셔널 레이저 빔으로 생성한 후, 생성된 프랙셔널 레이저 빔이 두피 내에서 포커싱(focusing)되도록 상기 프랙셔널 레이저 빔을 집광하여 시술대상인 두피로 조사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 상기 집광된 레이저 빔의 직경은, 마이크로미터 대인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 상기 집광된 레이저 빔의 직경은 50(㎛) ~ 500(㎛)인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 상기 프랙셔널 레이저 빔은, 그 파장이 400 ~ 12,000(nm)이고, 면적당 에너지가 0.001 ~ 100,000(J/㎠)이고, 파동당 에너지가 150(mJ) 이하이며, 펄스 폭(pulse duration)이 100(ms) 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 상기 프랙셔널 레이저 빔은, 그 밀도가 100 ~ 3000(개/㎠)인 것을 특징으로 한다.

본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 방법은, 상기 프랙셔널 레이 저 빔은, 두피의 10 ~ 4,000(㎛)의 깊이 및 10 ~ 1,000(㎛)의 지름의 영역을 자극하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치는, 피부 층의 일정한 깊이까지 열을 전달함으로써 모낭 주변의 스템셀(Stem Cell)을 자극하고 이로 인해 모낭의 상태를 텔레겐(Telogen)에서 아나겐(Anagen)으로 활성화시키고 그 결과 발모작용을 촉진할 수 있는 효과가 있다.

다음은 본 발명인 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.

본 발명에서는 두피에 광펄스 또는 레이저 빔 펄스를 이산적으로 분리 조사 즉 프랙셔널(fractional) 처리하여 조사하기 위해서 도 1a 또는 도 1b에 개략적으로 도시된 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치를 사용한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발모촉진 장치는 도 1a에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 광 펄스(optical pulse)를 생성하여 출력하는 광펄스 생성부(10)와, 상기 광펄스 생성부(10)에 결합되어서 상기 광펄스 생성부(10)에서 출력된 광 펄스를 안내하는 광펄스 전달부(20)와, 상기 광펄스 전달부(20)에 결합되어서 레이저 빔이 시술대상인 두피로 조사되도록 하는 핸드피스(30)를 포함하여 구성되되, 상기 핸드 피스(30) 내에 구비되고 광펄스 전달부(20)로부터 전달된 광 펄스를 복수의 프랙셔널 빔으로 분할한 후 분할된 프랙셔널 빔을 시술대상인 두피에 동시에 조사하며, 광 펄스가 두피 내에서 포커싱(focusing)을 형성하도록 복수의 마이크로렌즈(41)가 구비된 마이크로렌즈 어레이(40)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 발모촉진 장치는 도 1b에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 도 1a에 도시된 발모촉진 장치에서 집광된 프랙셔널 빔을 주사하기 위한 구성으로 마이크로렌즈 어레이 대신에 스캐너(51)와 집광렌즈(52)를 구비한다.

상기 스캐너(51)는 상기 핸드피스(30) 내에 구비되고 광펄스 전달부(20)로부터 전달된 광 펄스를 각각 다른 방향으로 순차적으로 조사하여 프랙셔널 빔으로 만들어서 출사하고, 집광렌즈(52)는 두피 내에서 포커싱(focusing)되도록 상기 스캐너(51)로부터 출사된 프랙셔널 빔을 집광한다.

상기 광펄스 전달부(20)로부터 광 펄스나 레이저 빔 펄스를 핸드피스(30) 내부로 받아들이기 위해서 상기 핸드피스(30) 내부에는 광펄스 입사부(미도시)가 구비되어 있음은 물론이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 장치에 있어서, 상기 광 펄스는 레이저 빔 펄스인 것이 바람직하고, 상기 두피로 조사되는 프랙셔널 빔의 직경은 마이크로미터(㎛) 대, 바람직하게는 50(㎛) ~ 500(㎛)인 것이 바람직하며, 상기 스캐너(51)는 상기 핸드피스(30)의 선단인 핸드피스 팁의 면적 범위 내에서 프랙셔널 빔을 무작위 방향으로 조사하는 것이 바람직하다.

상기 광펄스 전달부(20)는 예컨대, 광섬유 또는 굴절암(Articulated Arm)으 로 구성될 수 있을 것이다.

도 1a에 도시된 발모촉진 장치를 통해 이루어지는 두피에의 프랙셔널 레이저 빔의 조사 과정을 예시적으로 설명하면, 광펄스 생성부(10)에서 레이저 빔 펄스는 광펄스 전달부(20)를 통해서 핸드피스(30)로 입사되고, 핸드피스(30) 내부의 마이크로렌즈 어레이(40)에 의해서 마이크로미터 대의 복수의 프랙셔널 레이저 빔으로 분할되고, 분할된 복수의 프랙셔널 레이저 빔은 동시에 두피로 조사된다.

그리고, 도 1b에 도시된 발모촉진 장치를 통해 이루어지는 두피에의 프랙셔널 레이저 빔의 조사 과정 역시, 광펄스 생성부(10)와 광펄스 전달부(20)를 통해서 입사된 레이저 빔 펄스는 스캐너(51)를 거쳐서 설정된 방향 또는 무작위의 방향으로 굴절된 후 집광렌즈(52)를 통하여 미세한 마이크로 빔으로 집광된 후 두피에 도달한다.

본 발명에서 사용가능한 고출력 레이저의 광원으로는 다이오드 레이저, 다이오드 펌프식 고체 레이저, Er(어븀):YAG(이트륨알루미늄가넷) 레이저, Nd(네오디뮴):YAG 레이저, Er:글래스 레이저, 아르곤 이온 레이저, 헬륨-네온 레이저, 탄산가스 레이저, 엑시머 레이저, 파이버 레이저, 루비 레이저, 주파수 다중화(frequency multiplied) 레이저 등이 있으나 이에 국한되지는 않는다. 그 중에서도, 레이저 파장이 1540 내지 1550 nm인 Er:글래스 레이저가 가장 바람직하다.

레이저로 자극처리된 두피는 레이저 조사 조건에 따라 75℃ 이상 도달하는 부위(A), 62 내지 75℃ 부위(B), 42 내지 62℃ 부위(C), 45℃ 부위(D) 등으로 나누어질 수 있는데, 레이저의 두피 조직 내 침투가 많아질수록 두피 온도는 증가하게 되고 그에 따라 조직 반응이 더욱 활발해진다.

온도가 다소 낮은 C 또는 D 부위의 경우에는 조직 반응이 일어나지 않을 수 있다. 즉, 두피 조직 내 반응을 일으키기 위해서는 두피의 온도를 적정 온도 이상으로 상승시켜야 하며, 이를 위해 고출력의 레이저 조사를 필요로 하는 것이다.

이와 같이 두피에 충분한 자극을 유발할 수 있는 고출력의 레이저는 파장이 400 내지 12,000(nm), 바람직하게는 500 내지 3,000(nm), 더욱 바람직하게는 1,000 내지 2,000(nm), 보다 바람직하게는 1,400 내지 1,600(nm) 이고, 면적당 에너지가 0.001 내지 10,000(J/㎠), 바람직하게는 1 내지 7,700(J/㎠)이고, 파동당 에너지가 150(mJ) 이하, 바람직하게는 50(mJ) 이하이며, 펄스 폭(pulse duration)이 100(ms) 이하, 바람직하게는 50(ms) 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 10(ms)이다.

두피가 고출력 레이저로 자극받을 경우, 자극은 두피 피부의 표피와 진피에 이르고, 자극받은 두피 영역은 깊이가 10 내지 4,000(㎛)이고, 지름이 10 내지 1,000(㎛), 바람직하게는 25 내지 750(㎛), 더욱 바람직하게는 50 내지 500(㎛)이며, 둥근 기둥 모양을 비롯하여 다양한 모양을 띠게 된다.

또한, 본 발명에 따른 프랙셔널 레이저 처리에 있어서 프랙셔널 레이저의 조사 부위인 도트간 간격(pitch)이 중요하다. 도트 간격(pitch)으로 인해서 일정 면적당, 예컨대 1㎠당 프랙셔널 레이저 빔의 밀도가 정해지게 된다. 즉 갈바노미터(galvanometer)의 이동거리를 가로세로 1(cm)이라 했을 때, 각 레이저 빔 조사 부위(도트)의 간격이 최대값 1(mm)일 경우 밀도는 100개/㎠의 최소값에서 시작하여, 간격이 312(㎛)일 경우 밀도는 1024개/㎠ 정도가 가능하게 되고, 간격이 182(㎛)인 경우 밀도는 최대 3000개/㎠ 정도가 가능할 수 있다.

따라서, 본 발명에서 적합한 고출력 프랙셔널 레이저의 밀도는 100 내지 3000개/㎠의 범위로 설정할 수 있으며, 두피가 열에 대한 반응을 허용하여 밀도를 높이고자 한다면 반복조사 등으로 생물학적 조직 반응을 높일 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 한정하지는 않는다.

[실시예 1]

프랙셔널 레이저 빔의 두피 처리에 따른 모낭 세포의 활성화 시험

본 발명에 따른 프랙셔널 레이저 빔의 두피 처리에 따른 모낭 세포 활성화 여부를 확인하기 위해, 탈모증 환자의 두피에 대한 레이저 조사를 도 1a 또는 도 1b에 개략적으로 도시한 바와 같은 발모촉진 장치를 이용하여 수행하였다.

이때, 레이저 광원으로는 파장이 1540 내지 1550(nm)인 Er:글래스 레이저를 사용하였다.

레이저 처리 후 조직 생검을 통하여 시험 환자로부터 모유두세포(DPC: dermal papilla cell)를 분리하여 각각 6시간, 12시간, 24시간 후 모발 주기에 관여하는 유전자의 RNA 수준을 RT-PCR(real time polymerase chain reaction; 실시간 중합 연쇄 반응)을 통해 평가하였으며, 그 결과를 도 2a 및 2b에 나타내었다.

도 2a 및 2b로부터, 휴지기에서 생장기로의 주기 변환(phase transition)에 관여하는 Wnt 신호전달 경로의 인자인 wnt5a 및 베타-카테닌의 발현이 각각 3배 정 도 증가하였고, 이외에도 PDGF-A(혈소판 유래 성장인자) 및 KGF(각질형성세포 성장인자)의 발현이 증가하였음을 확인할 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 프랙셔널 레이저 빔를 이용하는 두피 자극이 모유두세포의 조직복원 과정에서 주기 변환을 통해 모발 재성장(hair regrowth)에 작용할 수 있음을 나타내는 것이다.

또한, 상기에서 분리된 모유두세포의 증식을 유도하는 현상을 확인하고자 단백질 Akt 및 이의 활성화된 형태인 p-Akt(인산화된 형태)의 발현 양상을 웨스턴 블럿을 통해 평가하였다. 그 결과를 도 3a 및 3b에 나타내었다.

도 3a 및 3b로부터, 모유두세포에서 시간에 따라 인산화된 p-Akt가 약 2배 가까이 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 프랙셔널 레이저 빔 처리가 Akt 경로를 통해 세포의 증식을 유도함을 나타내는 것이다.

[실시예 2]

프랙셔널 레이저 빔의 처리에 따른 마우스의 모발 성장 효과 시험

프랙셔널 레이저 빔 처리에 따른 발모효과를 측정하기 위해 다음과 같은 2 단계의 실험을 수행하였다.

먼저, 1차 실험으로서 생후 6주령된 S/D(Spraue-Dawely) 흰색 마우스 10 마리의 등 부위 털을 제거하고, 등 부위 피부가 깨끗한 5 마리를 골라 실시예 1과 같은 방법으로 레이저를 조사하였으며, 레이저 조사 후 7일 및 14일 경과 후 털의 길이 및 성장 정도를 평가하기 위해 사진 촬영한 후, 각각의 마우스에 대한 결과를 도 4a 내지 4e에 나타내었다.

도 4a 내지 4e로부터, 7일 경과 후 레이저를 조사한 부위가 조사하지 않은 부위(대조군)에 비해 털이 더 많이 생성되고 생장이 더 빠르고, 14일 경과 후에는 레이저 자극에 의한 상처 치유 과정에서 조사 부위 주변으로 모발 성장이 확대된 것을 확인할 수 있다.

또한, 14일째 레이저 조사한 부위의 임의의 털 10개를 시험군으로 선정하고, 레이저를 조사하지 않은 부위의 임의의 털 10개를 대조군으로 선정하여 광학 현미경으로 그 길이를 측정한 후, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

대조군과 실험군의 모발 성장 비교 (n=10)
	대조군	시험군
모발 성장 (평균±표준편차:mm)	2.01 ± 0.52	4.50 ± 0.77

상기 표 1로부터, 시험군이 대조군에 비하여 모발 성장 속도가 2배 이상 증가된 것을 확인할 수 있다.

한편, 2차 실험으로서 또 다른 흰색 마우스 10 마리를 선정한 후, 에너지(mJ) 및 프랙셔널 레이저 빔의 밀도(개/㎠)를 달리하여 레이저를 조사하였다.

도 5a는 레이저를 15mJ의 고에너지 및 400개/㎠의 저밀도로 2군데 조사한 마우스의 모발 성장 결과를 사진 촬영한 것으로, 조사 부위의 가운데 부분에 털이 밀집되어 나오는 것을 확인할 수 있다.

도 5b는 레이저를 7mJ의 저에너지 및 800개/㎠의 고밀도로 2군데 조사한 마우스의 모발 성장 결과를 사진 촬영한 것으로, 도 5a의 경우에 비해 모발 성장이 더 우수함을 확인할 수 있다.

도 5a 및 5b의 결과는 레이저 에너지 및 프랙셔널 레이저 빔의 밀도에 따라 모발 성장이 달라질 수 있음을 나타내는 것이다.

[실시예 3]

프랙셔널 레이저 빔의 처리에 따른 탈모증 환자의 발모 효과 시험

레이저 조사에 의한 발모 효과 및 탈모방지 효과를 확인하기 위해 다음과 같은 시험을 수행하였다.

먼저, 안드로겐 탈모증 환자(해밀톤-노우드 분류법 II형 이상) 20명과 원형 탈모증 환자(기존의 치료, 즉 국소주사요법이나 면역요법 3개월 이상 치료에 반응을 보이지 않은 환자) 20명의 총 40명을 군당 10명씩 각 시험군과 대조군으로 구성하였다. 시험군에 2주 간격으로 최소 6회 실시예 1과 같은 방법으로 프랙셔널 레이저 빔를 조사한 반면, 대조군은 저출력 레이저 조사 및 미녹시딜 투여를 실시하였다.

상기 시험군 및 대조군에 대해서 포토트리코그램 (phototrichogram) 분석을 실시한 결과를 표 2에 나타내었다.

상기 표 2로부터, 시험군이 대조군에 비해 현저한 탈모증 호전 현상을 보이는 것을 확인할 수 있다.

또한, 시험군에 대해서 고출력 프락셔날 레이저 처리 전후의 머리 윗부분을 사진촬영하여 도 6a(남성형 안드로겐성 탈모증 환자), 6b(여성형 안드로겐성 탈모증 환자) 및 6c(원형 탈모증 환자)에 나타내었으며(좌측 사진: 처리 전, 우측 사진: 처리 후), 그 결과 본 발명에 따른 고출력 프락셔날 레이저 처리에 의해 발모가 촉진되었을 확인할 수 있다.

상기의 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치를 개략적으로 나타낸 것이고,

도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치를 개략적으로 나타낸 것이고,

도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 고출력 프랙셔널 레이저 조사후 두피의 모낭 세포 활성화 여부를 관찰하기 위한 RT-PCR 결과를 나타낸 것이고,

도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 고출력 프랙셔널 레이저 조사후 두피의 모낭 세포 활성화 여부를 관찰하기 위한 웨스턴 블로팅 결과를 나타낸 것이고,

도 4a 내지 4e는 각각 본 발명에 따른 고출력 프랙셔널 레이저 조사 후 7일 및 14일째의 마우스 모발 성장 사진을 도시한 것이고,

도 5a 및 5b는 레이저 에너지 및 프랙셔널 레이저의 밀도에 따른 모발 성장 정도를 보여주는 것이며,

도 6a 내지 6c는 탈모증 환자에 대한 고출력 프랙셔널 레이저 조사 전후의 모발 상태를 보여주는 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 ; 광펄스 생성부 20 ; 광펄스 전달부

30 ; 핸드피스 40 ; 마이크로렌즈 어레이

51 ; 스캐너 52 ; 집광렌즈

Claims (23)

1. 광 펄스(optical pulse)를 생성하여 출력하는 광펄스 생성부(10);

   상기 광펄스 생성부(10)에 결합되어서 상기 광펄스 생성부(10)에서 출력된 광 펄스를 안내하는 광펄스 전달부(20);

   상기 광펄스 전달부(20)에 결합되어서 레이저 빔이 시술대상인 두피로 조사되도록 하는 핸드피스(30)를 포함하여 구성되되,

   상기 핸드피스(30) 내에 구비되고, 광펄스 전달부(20)로부터 전달된 광 펄스를 복수의 프랙셔널 빔으로 분할한 후, 분할된 프랙셔널 빔을 시술대상인 두피에 동시에 조사하는 '빔 분할 조사부'가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 광 펄스는 레이저 빔 펄스인 것을 특징으로 하는 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 프랙셔널 빔의 직경은, 마이크로미터(㎛) 대인 것을 특징으로 하는 프 랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중에서 어느 하나의 청구항에 있어서,

   상기 빔 분할 조사부는, 상기 레이저 빔 펄스가 두피 내에서 포커싱(focusing)을 형성하도록, 복수의 마이크로렌즈(41)가 구비된 마이크로렌즈 어레이(40)인 것을 특징으로 하는 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 프랙셔널 빔의 직경은 50(㎛) ~ 500(㎛)인 것을 특징으로 하는 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 광펄스 생성부(10)의 광원은,

   다이오드 레이저, 다이오드 펌프식 고체 레이저, Er(어븀):YAG(이트륨알루미늄가넷) 레이저, Nd(네오디뮴):YAG 레이저, Er:글래스 레이저, 아르곤 이온 레이저, 헬륨-네온 레이저, 탄산가스 레이저, 엑시머 레이저, 파이버 레이저, 루비 레이저 및 주파수 다중화(frequency multiplied) 레이저로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
7. 광 펄스(optical pulse)를 생성하여 출력하는 광펄스 생성부(10);

   상기 광펄스 생성부(10)에 결합되어서 상기 광펄스 생성부(10)에서 출력된 광 펄스를 안내하는 광펄스 전달부(20);

   상기 광펄스 전달부(20)에 결합되어서 레이저 빔이 시술대상인 두피로 조사되도록 하는 핸드피스(30)를 포함하여 구성되되,

   상기 핸드피스(30) 내에 구비되고, 광펄스 전달부(20)로부터 전달된 광 펄스를 각각 다른 방향으로 순차적으로 조사하여 프랙셔널 빔으로 만들어서 출사하는 스캐너(51);

   두피 내에서 포커싱(focusing)되도록, 상기 스캐너(51)로부터 출사된 프랙셔널 빔을 집광하는 집광렌즈(52)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 광 펄스는 레이저 빔 펄스인 것을 특징으로 하는 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 집광렌즈(52)로부터 출력되는 프랙셔널 빔의 사이즈는, 마이크로미터(㎛) 대인 것을 특징으로 하는 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
10. 청구항 7 내지 청구항 9 중에서 어느 하나의 청구항에 있어서,

    상기 스캐너(51)는, 상기 핸드피스(30)의 선단인 핸드피스 팁의 면적 범위 내에서 프랙셔널 빔을 무작위 방향으로 조사하는 것을 특징으로 하는 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 두피로 조사되는 프래셔널 빔의 직경은 50(㎛) ~ 500(㎛)인 것을 특징으로 하는 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 광펄스 생성부(10)의 광원은,

    다이오드 레이저, 다이오드 펌프식 고체 레이저, Er(어븀):YAG(이트륨알루미늄가넷) 레이저, Nd(네오디뮴):YAG 레이저, Er:글래스 레이저, 아르곤 이온 레이저, 헬륨-네온 레이저, 탄산가스 레이저, 엑시머 레이저, 파이버 레이저, 루비 레이저 및 주파수 다중화(frequency multiplied) 레이저로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 프랙셔널 광 펄스를 이용한 발모촉진 장치.
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