KR100869769B1 - 피부 환부를 치료하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

세균, 진균 또는 바이러스 감염에 의한 피부 환부 또는 자극물질에 대한 노출에 의한 피부 환부를 치료하는 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명은 감염되거나 자극된 조직으로 제어된 양의 열 에너지를 전달하여 회복 과정을 가속화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

여드름, 피부 환부, 치료방법, 전기 장치

Description

피부 환부를 치료하는 방법 및 장치{Methods and devices for the treatment of skin lesions}

본 출원은 2003년 5월 31일자로 출원된 미국 특허원 제60/474,821호를 우선권으로 주장한다.

본 발명은 열의 조절 적용을 통해 사람 및 동물의 피부병을 치료하는 방법에 관한 것이다. 특정 양태로서, 본 발명은 세균 감염에 의해 유발되거나 악화된 피부병을 치료하는 방법, 특히 여드름 치료방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 피부병 치료방법에 사용되는 열 조절 적용 장치에 관한 것이다.

피부 감염 및 자극은 유의적인 건강 및 미용상의 문제를 일으킨다. 세균 및 진균에 의한 피부 감염은 여드름, 구진 및 손발톱밑 진균 감염과 같은 일반적인 환부를 유발한다. 기타 다른 환부는 곤충 물림의 결과로 유입될 수 있는 자극물질이나 다른 천연 또는 인위의 피부 자극물질에 대한 노출로 유발되기도 한다. 또 다른 피부 환부는 바이러스 감염으로 유발되기도 하는데, 이의 일반적인 예는 "입술 단순 포진(cold core)" 또는 "열성 포진(fever blister)"으로 알려진 환부이다. 이러한 피부 환부는 종종 보기 흉하고 고통스러우며, 현행 치료 방법은 부적절한 경우가 종종 있다.

진피 및 표피의 농포진, 국소 농양 형성 및 국소 염증 상태는 특히 유의적인 미용상 문제 및 건강상의 문제를 나타낸다. 이러한 유형 중에서 가장 일반적인 괴로움의 하나는 보통 여드름으로 알려진 질병에 의해 유발되는 환부이다. 보통 여드름은 그람 양성의 혐기성 세균인 프로피오니박테리움 애크니즈(Propionibacterium acnes)와 관련이 있다. 여드름은 모든 10대 청소년의 90%를 괴롭히며, 종종 20대, 30대 및 40대의 남성과 여성을 계속 괴롭히기도 하고, 때로는 전 성인기를 통해 지속되기도 한다[참조: Yonkosky, D.M. and P.E. Pochi, Acne vulgaris in childhood. Pathogenesis and management. Dermatol Clin, 1986. 4(1): p.127-36]. 많은 주요 세균종(흔히, 스타필로코커스(Staphylococcus) 및 스트렙토코커스(Streptococcus)) 뿐만 아니라 피부사상균과 같은 진균종에 의한 농양 형성은 의학상 및 미용상의 문제는 적지만 유효 치료에 관하여 유사한 문제를 공유하고 있다.

여드름 및 다른 피부 감염의 상황을 설정해보면, 청년기와 사춘기 동안 혈액에 매우 고농도로 존재하는 내인성 호르몬(주로 안드로겐)은 피지를 과도하게 생산한다. 이러한 질병은 피부 각질층(각질층)의 각질화 속도의 동시 증가로 인해 더욱 악화될 수 있다. 각질 세포는 증식할 때, 폐색성 플러그 또는 면포를 형성할 수 있고, 이는 피지 생산 증가와 함께, 피부에 흔히 상주하는 균주, 예컨대 P.애크니즈 증식에 이상적인 배지를 제공한다.

보통 여드름에서, 전색성 소낭은 결국에는 파열되어, 내용물을 방출시키고, 국소 팽창과 염증을 유발한다. 노출된 소낭은 손상된 세포 유래의 색소가 피부의 더 깊은 심층으로 침착되어 암색화될 수 있다.

따라서, 보통 여드름은 면포(블랙헤드), 구진, 낭포, 피낭, 결절을 특징으로 하는 만성 털피지샘 소낭 장애로서, 피부 중 가장 눈에 띄는 부위, 구체적으로 얼굴, 가슴, 등 및 때로 목과 상완에 보이는 영구적인 흉터를 종종 남기기도 한다[참조: Cunliffe, W.J., et al., Comedogenesis: some aetiological, clinical and therapeutic strategies. Dermatology, 2003. 206(1): 11-6]. 또한, P.애크니즈는 백혈구를 유인하는 저분자량의 화학주성 인자를 생산하여 염증을 유발하거나 강화시키기도 한다[참조: Scholdgen, W., Hautarzt, 1965.16 (11): 518-20; Lever, L. and R. Marks, Drugs, 1990. 39(5): 681-92]. 이와 같은 염증 반응의 증가를 치료하지 않은 채 방치하면 영구 흉터 형성을 비롯한 현저한 즉각적 및 장기적인 미용상의 문제를 일으킬 수 있다.

여드름은 다단계 질병이다. 가장 심한 형태인 경우, 환자는 입원해야 하고, 만연한 불쾌감 및 장기적인 피부 흉터를 얻게 된다.

여드름 및 국소 농양 형성에 대하여 이용할 수 있는 다양한 치료 방안은 1960년대 초부터 제공되었지만[참조: Scholdgen, W., Hautarzt, 1965. 16(11): 518-20; Lever, L. and R. Marks, Drugs, 1990. 39(5): 681-92], 상이한 유형의 모든 여드름이나 농양 형성에 대하여 효과적인 약물은 아직 발견되지 않았으며, 대부분의 제제는 상당한 부작용을 갖고 있다[참조: Russell, J. J., Am Fam Physician, 2000. 61(2): 357-66]. 예컨대, 면포용해제는 면포 배액을 촉진시키지만, 상당한 피부 자극을 유발하기도 한다. 국소 항생제는 P.애크니즈의 증식을 억제하여 약하거나 보통의 염증성 환부의 수를 감소시키지만, 역시 피부 자극, 건조증 및 잠재적 항생제 내성 뿐만 아니라 진균 또는 효모 감염의 잠재적 과증식에 관계하기도 한다[참조: Gollnick, H. P. and A. Krautheim, Dermatology, 2003. 206(1): 29-36]. 경구 항생제는 보통 내지 심한 여드름 환부 치료의 표준방식이지만, 장기 복용시 중복감염이 유발되어 통상적인 실험 검사를 필요로 하기도 한다. P.애크니즈에 대한 항생제 치료법은 40년 넘게 지속되어온 주된 치료 방법이었다[참조: Loveckova, Y. and I. Havlikova, Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub, 2002. 146(2): 29-32]. 가장 일반적인 전신 항생제로서, 예컨대 테트라사이클린, 에리트로마이신[참조: Vermeulen, B., J. P. Remon, and H. Nelis, Int J Pharm, 1999. 178(1): 137-41) 및 클린다마이신[참조: Rizer, R. L., et al., Clindamycin phosphate 1% gel in acne vulgaris. Adv Ther, 2001. 18(6): 244-52]의 사용이 널리 보급되어 있음에도 불구하고, 항생제에 대한 P.애크니즈의 감수성 변화는 지난 20년 동안 연구되었다. 그 결과, 전신 및 국소 항생제 치료에 대한 P.애크니즈의 내성 증가를 유도하는 다양한 돌연변이가 규명되었다.

P.애크니즈에 대한 또 다른 널리 보급된 치료 방식으로는 시스-레틴산과 같은 경구용 비타민 A 산 유도체(Accutane)의 사용이 있다. 그러나, 시스-레틴산의 사용으로 유의적인 부작용이 관찰될 수도 있기 때문에 보통 여드름의 심한 증례에만 시스-레틴산의 사용이 수행되었다[참조: Thorne, E.G., Br J Dermatol, 1992. 127 Suppl 41:31-6]. 이러한 부작용의 몇가지 예에는 간 독성, 심한 피부 건조증, 자외선 민감성 증가, 트리글리세라이드 및 콜레스테롤 수치 상승뿐만 아니라 심한 우울증을 비롯한 기분 변화가 포함된다. 또한, 시스-레틴산은 보통 여드름의 심한 증례 또는 난치성 증례에 대해서도 사용되었다.

보통 여드름을 치료하는 처방 약물 외에, 다수의 비처방 국소 제제도 널리 사용되고 있다[참조: Scholdgen, W., Z Allgemeinmed, 1972. 48(17): 833-5; Melski, J. W. and K. A. Arndt, Current concepts: topical therapy for acne. N Engl J Med, 1980. 302(9): 503-6; Lester, R. S., Topical formulary for the pediatrician. Pediatr Clin North Am, 1983. 30(4): 749-65; Broniarczyk-Dyla, G. and C. Arkuszewska, Dermatol Monatsschr, 1989. 175(1) : 40-3; Zander, E. and S. Weisman, Treatment of acne vulgaris with salicylic acid pads. Clin Ther, 1992. 14(2): 247-53; Kaye, E. T. and K. M. Kaye, Topical antibacterial agents. Infect Dis Clin North Am, 1995. 9(3):547-59].

여기에는, 건조제, 산화제 및 수렴제와 또한 다양한 피부 세정제 및 청정제, 뿐만 아니라 P.애크니즈에 대해 독성인 것으로 보고되어 있는 산화제 형성을 시도하는 제제가 포괄적으로 포함된다.

제안된 다른 치료 방법에는 보통 여드름의 치료에 광선요법의 사용을 수반하여, 치료제로서 집중 광선을 사용하는, 미국 특허 제6,183,500호에 개시된 방법이 있다. 또한, 국소 방식으로 에너지를 전달하는 초음파 장치도 개시된 바 있다[참조: Ruiz-Esparza, J. and J. B. Gomez, Dermatol Surg, 2003. 29(4): 333-9 ; discussion 339]. 심지어 국소 마취하에 소작술을 이용하는 시도도 개시되었다[참조: Pepall, L. M., M. P. Cosgrove, and W. J. Cunliffe, Br J Dermatol, 1991. 125(3):256-9]. 하지만, 이러한 장치들은 대부분 고가의 다루기 힘든 장비와 의사 의 치료를 필요로 한다.

세균성 피부 환부의 다른 종류에는 모낭염, (모낭의 국소 감염) 피부염, 연조직염, 농가진, 농창, 종기 등이 있다.

농포진 뿐만 아니라 국소 농양을 치료하는 효과적인 방법으로서 열을 적용하는 방법은 이미 예전에 알려져 있었다. 사용되는 가장 일반적인 방법은 뜨거운 습포를 이용하는 것으로서, 이 방법은 일반적으로 극한의 효과를 얻기 위하여 하루에도 수 차례 수행되어야만 한다. 뜨거운 습포의 사용은 구진 및 다른 농가진을 "터트려" 내용물을 배액시킴으로써 괴로움을 경감시키는데 종종 권장되기도 한다. 열의 적용은 P.애크니즈 및 스타필로코커스 종을 비롯한 다수의 세균에는 독성인 것이 익히 공지되어 있지만, 뜨거운 습포의 사용은 여드름과 같은 피부 환부의 치료에 있어 그 유용성이 한정적이라는 것이 밝혀져 있다. 실제로, 많은 임상가들은 뜨거운 습포가 여드름을 악화시키는 것으로 생각하기 때문에 선호하지 않는다. 더욱이, 뜨거운 습포에서 전달되는 열의 양은 일반적으로 불균일하다. 사용자는 습포의 과열로 인해 쉽게 화상을 입을 수도 있다. 또 다른 단점으로서, 뜨거운 습포는 일반적으로 매우 제한된 시간 동안만 열을 유지한다는 점과, 이동 또는 재사용 시 무병조직에도 감염 인자를 전파시킬 수 있다는 점이 있다.

치료가 어려운 것으로 확인된 피부 환부의 또 다른 종류에는 열성 포진으로도 알려져 있는 입술 단순 포진과 같은 바이러스 피부 환부이다. 입술 단순 포진은 일반적으로 단순 포진 바이러스(Herpes Simplex virus) 균주에 의해 유발되고, 감염된 개체의 입술 위와 주변과 구강 내부에 흔히 환부를 발생시킨다. 이러한 포진은 고통스럽고 보기 흉하며, 다른 안면 환부처럼 종종 그 질병을 앓고 있는 환자에게 정신적 스트레스를 주기도 한다. 이러한 포진의 발진에 앞서, 항상 그렇지는 않지만 종종 환부 임박을 경고하는 통증감을 느끼기도 한다.

이러한 포진의 통증 증상을 감소시키고 포진의 치료 기간을 단축시키는데 사용할 수 있는 연고 및 피부 치료제로는 다양한 것이 나와있다. 예를 들어, 아시클로비르(Acyclovir) 및 팜비르(Famvir)와 같은 특정 항바이러스 약물은 돌발을 예방하고 치유 시간을 단축시키는데 사용될 수 있다. 하지만, 이러한 약물은 일반적으로 값이 비싸고 처방 받아야만 이용할 수 있다. 더욱이, 이러한 약물은 신장 독성과 같은 부작용을 초래할 수 있어 의사들은 단순한 돌발 증례인 경우에는 이 약물의 처방을 꺼려하기도 한다. 또한, 입술 단순 포진 돌발을 효과적으로 예방하기 위해서는, 이 약물을 보통 예방적으로 처치하거나 돌발의 첫 징후가 나타날 때 처치해야 한다. 포진이 일단 터지면, 그 환부는 감염성 입자를 발생하고, 이는 다른 개체를 감염시킬 수 있다. 헤르페스 바이러스의 실험실적 억제에는 흔히 알칼리 억제가 사용되지만, 알칼리 적용은 일반 피부에 처리될 때의 가혹함으로 인해 임상적 환경에는 비실용적인 방법이다.

또 다른 피부 환부의 종류에는 진균 피부염으로도 알려진 진균 감염이 있으며, 그 예에는 의학적으로 몸백선증, 발백선증, 손발톱백선증, 머리백선증, 샅백선증 및 수염백선증으로 알려진 질병이 포함된다. 특히 까다로운 것은, 진균 감염이 발톱이나 손톱 밑에서 나타나는 손발톱백선증으로 알려진 질병으로서, 의학적으로 손발톱진균증 또는 손발톱의 백선증이라고 불리는 질병이다. 손발톱진균증은 여러 유형의 진균, 예컨대 트리코피톤 멘타그로피테스(Trichophyton mentagrophytes), 칸디다 알비칸스(Candida albicans) 또는 트리코피톤 루브럼(Trichophyton rubrum)에 의해 유발될 수 있다. 이러한 감염은 손발톱 아래 구역으로 항진균 약물의 유효량을 전달하기가 어려움으로 인해서 효과적으로 치료하기가 매우 어렵다.

손발톱진균증은 손발톱의 비대 및 무광택화를 유발할 수 있고, 종종 손발톱의 불쾌감도 유발할 수 있다. 또한, 감염된 손발톱은 병원성 미생물의 저장소 역할을 하여 신체의 다른 부분으로 전파시키고 재감염을 일으켜, 다른 손발톱의 손발톱진균증, 무좀, 발의 건성 피부 등과 같은 만성 질환을 유발한다. 손발톱진균증은 대부분의 사람들에게 만연해있고, 이 질환을 앓고 있는 대부분의 사람들은 40세 이상이다.

사람의 손발톱은 사세포의 딱딱한 외피인 손발톱판 및 이 손발톱판 아래의 손발톱 바닥을 갖고 있다. 상기 손발톱판은 비다공성인 반면, 손발톱 바닥은 다공성이다. 손발톱 바닥 아래에는 연한 살이 존재한다. 손발톱판과 손발톱 바닥은 통증에 비교적 민감하지 못하다. 하지만, 기저의 살은 통증에 민감하다. 손발톱진균증에서, 손발톱판(nail plate), 손발톱(nail bed) 바닥 및 심한 경우에는 손발톱 바닥 아래의 살도 감염될 수 있다.

손발톱진균증을 치료하는 방법에는 손발톱판 아래 또는 손발톱판을 통해 약물을 도입시키는 방법 또는 감염 조직에 접근하기 위해 손발톱판을 부분 또는 전체적으로 제거하는 방법과 같은 다양한 방법을 비롯하여 손발톱 바닥에 약물을 전달하는 다양한 방법이 있다. 다른 치료법으로는 전신 항진균 약물을 사용하는 것이 있다. 전신 약물 사용의 난점은 이들이 손발톱 부위에 국소적이 아니라는 점으로서, 신체의 다른 부분에 바람직하지 않은 부작용을 일으키지 않고 유효 용량에 도달하기가 어렵다는 것이다.

환상백선증 또는 몸백선증으로 알려지기도 하고 일반적으로 신체 백선증이라 지칭되는 몸백선증은 털없는 피부, 즉 수염 부위 외의 다른 피부 부위, 두피, 서혜부, 손 및 발에서 소포자균((Microsporum), 예컨대, 개소포자균(Microsporum canis)), 백선균((Trichophyton), 예컨대, 트리코피톤 루브럼(Trichophyton rubrum), T. 멘타그로피테스(Mentagrophytes)) 및 표피사상균(Epidermophyton)의 종과 같은 진균 종, 특히 백선균(Trichophyton) 및 표피사상균(Epidermophyton)의 진균 종에 의해 일반적으로 유발되는 진균 감염 또는 백선증이다. 이러한 질병은 일반적으로 경계가 약간 융기되고 중심은 치유되어 환상 테두리를 형성하는, 경계가 확실한 홍반성 비늘형 반점을 하나 이상 갖고 있다. 또한, 기타 다른 다양한 종류의 환부가 나타날 수 있는데, 그 예에는 소포성, 습진성, 건선형, 사마귀형, 플라크형 또는 심재형인 것이 있다.

일반적으로 "샅진균증" 또는 서혜부 백선증으로 불리기도 하는 샅백선증은 일반적으로 소포자균(Microsporum), 백선균(Trichophyton) 및 표피사상균(Epidermophyton)과 같은 진균 종, 특히 백선균 및 표피사상균의 진균 종에 의해 발병되는, 남성에게서 일반적으로 관찰되는 서혜부, 회음 및 회음 부위의 진균 감염 또는 백선증으로서, 때로 인접 부위로 전파되기도 한다. 이 질병은 일반적으로 심하게 가렵고, 융기된 홍반성 둘레와 얇은 건성 비늘이 있는 경계가 뚜렷한 환부를 포함한다. 샅백선증은 종종 발백선증("무좀"으로 알려지기도 함)을 수반한다.

발백선증은 손발가락사이에 환부를 만든다. 무좀은 진균 감염된 사이공간에서 증식하는 다수의 일반적인 비독성 세균으로부터 생기는 가렵고, 냄새가 고약하며 불편한 장애이다.

특정 곤충에 의한 물림과 특정 식물과의 접촉은 가렵거나 고통스러운 면역반응을 초래하는 자극물질에 피부를 노출시킬 수 있다. 그 증상은 일반적으로 자극물질이 도입된 후 곧 나타나지만, 자극물질이 면역반응에 의해 효과적으로 제거 또는 불활성화되지 않으면 장기간 동안 지속되거나 주기적으로 재발할 수도 있다. 이러한 자극물질에 의해 유발된 증상을 치료하는 치료법으로는 다양한 방법이 제안되어 있다. 이러한 치료법은 일반적으로 이러한 질병과 관련된 염증 및 가려움증을 발생시키는 면역반응을 억제하는 화합물의 적용을 수반한다. 이러한 화합물은 자극의 근원을 해결함이 없이 곤충 물림의 증상을 은폐시키는 경향이 있다. 이들은 또한, 증상의 경감을 지속적으로 유지하기 위해 반복 적용을 필요로 하는 경향이 있으며, 임의의 분명한 방식으로도 치유 시간이 종종 가속화되지 않는다.

최근 곤충 물림에 대한 장치로서 "ItchZapper™"로 알려진 장치가 시판되고 있다. 이 장치는 전하는 바에 따르면 물린 부위에 1회 이상의 폭발적인 열을 가하여 곤충 물림에 의해 도입된 자극물질을 파괴하여 히스타민의 방출을 차단시킴으로써 곤충 물림을 치료한다. 이 장치는 122℉의 온도로 가열하는 것으로 표시되어 있고, 곤충 단백질은 118℉에서 파괴된다고 한다. 본 발명자들은 이 장치를 시험해본 결과, 여러 가지 측면에서 곤충 물림의 치료에 결함이 있는 것을 발견했다. 본 발명자들이 검사한 ItchZapper™ 장치는 2 내지 4초에 걸쳐 피크 온도로 신속하게 반복적으로 가열되었다. 가열 주기가 종결된 후 수 초 동안 장치로부터 잔열이 방출되면서 장치가 냉각되었다. 온도의 상승 및 하강 경사가 심하여 이 장치는 상당한 임의의 시간 동안 일정한 온도를 유지할 수 없었다. 또한, 동일 온도로 재차 상승되는 경우가 없었고, 비교적 단시간에 걸쳐 여러번 검사한 경우, 사람 피부에 열 손상을 줄 온도 범위 이상으로 종종 상승되기도 했다(즉, 이 장치는 검체에게 화상을 입힐 수도 있다). 이 장치의 총 가열 시간은 10초 훨씬 밑이었다. 이와 같은 극히 짧은 치료시간은 반복 치료 없이 곤충 물림 증상에 임의의 상당한 효과를 미칠 가능성이 적다.

따라서, 당해 기술분야에서는 세균, 바이러스 및 진균 감염에 의해 유발되고 곤충 물림 및 독성 식물에 의해 도입되는 자극물질과 같은 자극물질에 대한 노출로 유발되는 피부 환부에 대한 개선된 치료법, 특히 대부분의 환자들에서 부작용을 일으킴이 없이 치유를 촉진시키고 환부의 증상을 효과적으로 경감시킬 수 있는 치료법이 필요로 되고 있는 실정이다.

발명의 개요

본 발명은 침입된 세균, 진균 또는 바이러스 입자의 사멸을 가속화하거나 피부 자극물질의 파괴를 도와서 회복 과정을 촉진시키기 위한, 농포형 발진 또는 국소 농양과 같은 피부 환부에 적용될 수 있는 조절형 열원의 사용에 관한 것이다.

다음 도면은 본 명세서의 일부를 구성하는 것으로서 본 발명의 특정 관점을 추가로 입증하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명은 이러한 도면의 하나 이상과 함께 본 명세서에 제시된 특정 양태의 상세한 설명을 참고로 하여 상세히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 P.애크니즈의 온도 사멸 곡선을 도시한 것이다.

도 2는 여드름 환부를 갖고 있는 사람 검체의 대조 반응과 치료 반응을 비교한 것이다.

본 발명은 감염되거나 자극된 조직에 조절된 양의 열 에너지를 적용하는 것을 수반하여 회복 과정을 촉진시키는 피부 환부의 치료 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 세균, 진균 또는 바이러스로 감염된 피부 환부에 조절된 양의 열을 적용하여 상기 환부를 치료하는데 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 특정 피부 자극물질을 열로 파괴시키는데 사용할 수도 있다. 본 발명의 목적으로, 피부 환부를 "치료하는"이란 피부 환부의 진행을 지연, 정지 또는 심지어 반전시키고 환부의 치유 시간을 감소시키는 것을 의미한다.

1. 치료될 환부

본 발명에 따른 환부는 열 적용을 통해 효과적으로 치료될 수 있는 임의의 감염된 또는 자극된 조직이다.

본 발명은 소정 시간 동안 조절된 양의 열에너지를 전달하도록 설계된 방법 및 장치를 제공한다. 제어된 열의 적용은 환부 형성의 진행을 방해하는 작용 또는 환부 치유를 가속화하는 작용, 또는 이러한 두 작용을 모두 검체의 피부에 열 손상을 유발함이 없이 수행하도록 최적화된 것이다.

진피, 표피, 소낭 또는 다른 피부 구조물의 피부 환부는 물론 구강 내면의 치은 또는 다른 피부와 같은 점막 표면 상의 피부 환부는 본 발명의 방법 및 장치를 통해 치료할 수 있다. 또한, 손톱이나 발톱 안과 주위의 피부 구조물 및 껍질도 세균 및 진균 감염이 발생하기 쉬운 잠재 부위이다.

이러한 환부는 프로피오니박테리움 애크니즈(Propionibacterium acnes), 스타필로코커스(Staphylococcus) 종 또는 스트렙토코커스(Streptococcus) 종과 같은 균주에 의해 감염된 것이지만, 상기한 균주에 제한되지는 않는다. 바람직한 양태에서, 본 발명은 일반적으로 보통 여드름과 관련된 종류와 같은 피부 환부를 치료하는 방법 및 장치를 제공한다. 이러한 피부 환부에는 농포진 및 국소 농양, 예컨대 피낭, 결절, 농포, 구진, 면포(블랙헤드) 등이 포함된다. 이러한 환부에는 구진(pimple), 패립종(whitehead), 지트(zit), 여드름(acne) 등으로 일반적으로 불리는 것이 포함된다.
대안적으로 또는 부가적으로, 환부는 추가로 발톱 또는 손톱 감염, 백선 등의 질병을 발생시킬 수 있는 진균 종에 의해 감염될 수 있지만, 상기한 진균 종에 제한되지는 않는다. 이들 진균 종은 소포자균(Microsporum) 종, 예를 들어, 개소포자균(Microsporum canis), 백선균(Trichophyton) 종, 예를 들어, 트리코피톤 루브룸(Trichophyton rubrum), 트리코피톤 멘타그로피테스(Trichophyton Mentagrophytes), 표피 사상균(Epidermophyton) 종, 칸디다 알비칸스(Candida Albicans) 등을 포함한다. 이러한 진균 종은 흔히 광범위하게 "피부사상균"으로서 칭명된다.

다른 양태에서, 대안적으로 또는 부가적으로, 피부 환부는 단순 헤르페스 타입 I 및 II(입술 단순 포진 및 생식기 헤르페스)와 같은 헤르페스 바이러스, 바리셀라 조스터(Varicella zoster)(수두) 등에 의해 유발되는 감염을 비롯한 바이러스 감염의 결과일 수 있다.

이론적 논리로 한정하고자 하는 것은 아니지만, 세균, 진균 및 바이러스 감염에 의해 유발되는 피부 환부의 치료는 미생물의 "열충격" 반응의 자극을 통해 미생물을 사멸, 장애, 휴면화를 유발함으로써, 또는 다른 감염 인자의 생존력 상실을 통해 제어된 양의 열을 적용함으로써 효과적으로 치료될 수 있는 것으로 생각된다.

대안으로 또는 추가로, 본 발명의 양태에는 자극물질에 의해 유발된 피부 환부의 치료를 위해 제어된 열을 적용하는 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명에 의해 치료될 수 있는 일반적인 피부 자극물질에는, 모기, 진드기, 개미, 거미 물림과 같은 곤충 물림 및 옴 등에 의해 도입되는 자극물질이 있다. 또한, 해파리, 뱀 등과 같은 다른 동물 종에 의해 또는 독담쟁이덩굴, 독오크나무, 독옻나무 등과 같은 식물에 의해 도입되는 기타 피부 자극물질도 본 발명의 방법 및 장치를 사용하여 치료할 수 있다. 이론적으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 조절된 양의 열 적용은 이종 자극성 단백질을 생화학적으로 변성시키거나 특정 자극물질에 대한 숙주 반응을 파괴하거나 이 두 작용을 모두 할 수 있다. 숙주 반응의 파괴는 이종 물질에 대한 세포 반응에 영향을 미치는 열에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치는 일정량의 열(열 에너지)을 환부에 적용하고, 이때 열은 치료된 환부의 회복 시간을 개선시키기에 충분한 양으로, 1회 이상의 치료 기간에 걸쳐 적용된다. 따라서, 효과적인 치료량은 제공된 유형의 환부의 평균 회복시간을 측정가능하게 감소시키고, 바람직하게는 평균 회복시간을 1일, 2일, 3일, 4일, 5일 또는 그 이상까지 개선시킬 수 있고, 새 환부의 초기 돌발을 억제할 수 있으며, 추가로 또는 대안적으로 가려움이나 통감, 압감, 열감 등과 같은 환부와 관련된 불쾌감을 상당히 또는 실질적으로 감소시킬 수 있는 열의 임의의 적용량이다.

2. 피부 환부를 치료하는 방법

특정 양태에서, 본 발명은 치료해야 하는 환부 또는 조직의 온도를 38℃ 내지 67℃ 사이, 보다 바람직하게는 약 43℃ 내지 67℃ 사이의 치료 유효 온도 범위로 상승시키기에 효과적인 양의 열을 적용하여, 진균이나 세균 감염으로 인한, 또는 피부 자극물질에의 노출로 인한 피부 환부를 치료하는 방법을 제공한다. 다른 바람직한 치료 유효 온도 범위는 하한이 약 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 또는 58℃이고 상한이 약 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 또는 67℃인 범위이다. 특정 환부를 치료하기에 최적인 온도 범위는 적당한 감염 미생물의 배양 검사, 자극물질의 열불안정성 검사, 또는 특정 유형의 피부 환부를 갖고 있는 살아있는 검체에 대한 검사와 같은 통상의 방법을 통해 당업자라면 쉽게 측정할 수 있다.

입술 단순 포진과 같은 바이러스성 피부 감염을 치료하는 경우에, 적용되는 조절된 양의 열은 감염된 조직을 38℃ 내지 67℃ 사이의 치료적 유효 온도 범위로 가열하기에 충분한 양일 수 있다. 다른 바람직한 치료적 유효 온도 범위는 하한이 약 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 또는 58℃이고 상한이 약 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 또는 67℃인 범위이다. 특정 환부의 치료에 최적인 온도 범위는 적당한 바이러스 배양의 통상적 검사, 또는 특정 유형의 피부 환부를 갖고 있는 살아있는 검체에 대한 검사에 의해 당업자라면 쉽게 측정할 수 있을 것이다.

감염된 조직은 적어도 5초, 바람직하게는 적어도 10초, 적어도 15초, 적어도 20초, 적어도 25초, 적어도 30초, 적어도 40초, 적어도 50초, 적어도 60초, 적어도 90초, 적어도 2분, 적어도 2분 30초, 적어도 3분, 적어도 3분 30초, 적어도 4분, 적어도 5분, 적어도 6분, 적어도 7분, 적어도 10분, 적어도 15분 또는 적어도 20분 동안 적당한 온도 범위로 가열된다. 바람직한 양태에서, 감염된 조직은 치료 시간 동안 적당한 온도 범위에 속하는 하나 이상의 온도로 일정하게 가열 유지되어야 한다. 특정 유형의 환부가 적당한 온도 범위 안의 온도로 가열되어야 하는 최적의 시간 범위는 적당한 감염 미생물의 배양물에서 반응 검사, 자극물질의 열불안정성 검사 또는 특정 유형의 피부 환부를 갖고 있는 살아있는 검체의 검사와 같은 통상의 방법을 통해 당업자라면 쉽게 측정할 수 있을 것이다.

특정 양태에서, 감염된 조직은 30초 이하, 60초 이하, 90초 이하, 120초 이하, 150초 이하, 180초 이하, 210초 이하, 240초 이하, 5분 이하, 10분 이하, 14분 이하 또는 20분 이하 또는 그 이상까지의 시간 동안 적당한 온도 범위로 가열된다.

많은 양태에서, 본 발명의 방법과 장치는 임의의 치료제의 공동투여 없이 피부 환부를 치료하는데 사용된다. 다른 양태에서는, 열처리 전, 열처리 동안 또는 열처리 후에 항미생물제, 여드름 치료제 또는 항균제와 같은 치료제의 투여가 바람직할 수도 있다. 이러한 양태에서, 열 적용 온도와 시간은 열에너지만을 투여하여 환부를 효과적으로 치료하는데 필요한 변수들을 통해 결정한다. 열의 투여는 일부 치료제의 흡수를 향상시킬 수 있지만, 본 발명에 사용되는 열 적용 온도 및 시간은 치료제의 효과적이거나 향상된 공동투여에 필요할 수 있는 임의의 변수들과 무관하게 결정한다.

다른 양태에서, 감염된 조직에 적용되는 열의 유효 치료량은 실험적 검사를 통해 결정할 수 있다. 당업자에게 공지된 모든 효과적인 방법을 감염 조직에 열을 전달하는데 사용할 수 있지만, 전달되는 열의 양은 허용될 수 없는 수준의 열 손상(화상)을 가하지 않을 정도로 충분히 낮고, 예방이나 회복 과정을 돕기에 충분히 높은 양이어야 한다. 일반적으로, 보다 많은 양의 열의 적용은 적용 시간이 보다 짧은 것이 효과적이며, 보다 적은 양의 열의 적용은 적용 시간이 보다 긴 것을 필요로 한다. 하지만, 어떤 경우든지 열의 양은 임계 역치가 치유 시간을 상당히 또는 실질적으로 변화시키기에 충분한 양이어야 하며, 가장 바람직하게는 평균 회복 시간을 적어도 1일, 2일, 3일, 4일, 5일 또는 그 이상까지 개선시키거나, 또는 농포진, 종기 또는 다른 유형의 피부 환부를 생성시키기 전에 초기 돌발을 억제하기에 충분한 양이어야 한다.

3. 피부 환부의 치료 장치

본 발명에 의해 제공되는 장치는 조절 공급량의 열 에너지를 환부로 치료 유효량의 열을 전달하기에 충분한 시간 동안 전달할 수 있는 가열 장치, 바람직하게는 전기 가열 장치이다.

본 발명의 장치는 검체의 피부와 접촉하는 계면 및 이 계면을 38℃ 내지 67℃ 사이의 온도로 가열하고 이 범위 안의 1개 이상의 온도를 적어도 5초 동안 유지할 수 있는 가열기를 포함한다.

본 발명의 목적에서 "검체"는 열 적용을 통해 효과적으로 치료될 수 있는 환부를 가진 사람 또는 동물이다. "사용자"는 치료 유효량의 열을 환부로 적용하기 위해 본 발명의 장치를 사용하는 사람이다. 특정 양태에서, 사용자가 사용자 자신의 신체상의 환부에 장치를 적용하는 경우와 같이, 사용자 자신이 검체일 수 있다. 또는, 어린이나 환자와 같이 타인에 존재하는 환부에 장치를 적용하는 경우에는, 사용자는 검체 이외의 다른 개체일 수 있다.

특정 양태에서, 본 발명의 장치는 38℃ 내지 67℃ 사이의 조절된 온도로 계면을 가열할 수 있다. 본 발명에 따르면, 조절된 온도는 환부의 치료에 필요한 시간 동안 바람직한 치료 범위에서 크게 벗어나지 않는 온도이다. 바람직하게는, 계면은 하한이 약 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65 또는 66℃인 바람직한 온도 범위로 가열될 수 있다. 또한, 계면은 상한이 약 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 또는 67℃인 바람직한 온도 범위로 가열되는 것이 바람직하다. 특정 치료 장치의 최적 온도 범위는 그 장치로 치료하고자 하는 유형의 환부를 가진 살아있는 검체에게 치료 장치를 검사하는 것과 같은 통상의 방법을 통해 당업자라면 쉽게 측정할 수 있을 것이다.

열 손상은 사람의 피부를 약 66℃(150℉) 또는 그 이상의 온도로 가열할 때 일반적으로 일어나지만, 이 온도 또는 그 이상의 온도로 가열된 계면은 그럼에도 불구하고 특정 표면적 위로 전달되는 열에너지의 양 및 가열된 조직에 의한 열에너지의 용이한 방산 방식에 따라서, 열손상을 일으킴이 없이 치료 유효량의 열을 환부로 전달할 수 있다.

(a) 계면

본 발명의 장치는 가열기에 의해 발생된 열을, 치료되는 환부 또는 피부 조직으로 전달하는 도관으로서 작용하는 계면을 포함한다.

본 발명의 계면은 검체의 피부에 직접 적용될 수도 있으나, 특정 양태에서는 검체의 피부와 계면 사이에 하나 이상의 중재 층이 존재할 수도 있다. 중재 층 또는 층들은 열에너지를 전달할 수 있는 임의의 바람직한 물질일 수 있다. 구체적으로, 중재 층은 고체, 반고체 또는 액체 층으로 구성될 수 있다. 바람직한 특정 양태에서, 이러한 중재 층은 사용 시마다 감염 인자의 전파를 예방하기 위한, 멸균성 또는 일회성 계면용 덮개를 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 중재 층은 환부 상의 붕대 또는 다른 드레싱일 수 있다. 또 다른 양태에서, 중재 층은, 예를 들어, 손발톱 아래의 진균 감염 치료용 장치를 사용하는 경우, 손톱이나 발톱과 같은 생물학적 물질일 수 있다.

또 다른 양태에서, 본 발명의 장치는 계면의 표면에 존재하는 임의의 미생물의 생육능을 상실시키기에 충분한 시간 동안 충분한 고온으로 장치를 가열하여 멸균할 수 있다. 다른 양태에서, 이러한 계면의 무균성은 세균과 같은 미생물의 생존에 바람직하지 않은 금속이나 다른 재료로 구성된 계면을 사용하여 증강시킬 수 있다. 또 다른 양태에서, 계면 자체는 교환가능하거나 또는 일회성이거나 또는 멸균될 표면에 항균제의 적용과 같은 통상의 멸균 방법 등을 통해 멸균시킬 수 있다.

본 발명의 계면은 검체의 피부 또는 조직과 직접 또는 간접 접촉하게 되는 장치의 일부이다. 이러한 계면은 치료되는 부위로 열을 효과적으로 전달시키는 임의의 형태일 수 있다. 계면은 표면적이 100㎠, 50㎠, 20㎠, 10㎠, 5㎠, 2㎠, 1㎠ , 0.5㎠, 0.3㎠, 0.2㎠ 또는 0.1㎠ 초과인 것이거나, 또는 계면의 표면적이 0.1㎠보다 작을 수도 있다. 계면의 표면적은 500㎠, 200㎠, 100㎠, 50㎠, 20㎠, 10㎠, 5㎠, 2㎠, 1㎠, 0.5㎠, 0.3㎠, 0.2㎠ 또는 0.1㎠ 미만일 수 있거나 또는 500㎠보다 클 수도 있다. 일반적으로, 큰 계면을 가진 장치는 단일 검체에 존재하는 다수의 환부를 치료하는데 바람직한 반면, 작은 계면을 가진 장치는 몇 개의 환부 또는 단일 환부를 치료하는데 바람직할 것이다. 특정 상황에서는 작은 계면의 사용이 치료 동안 검체가 겪는 임의의 불쾌감을 감소시키기 위한 수단으로서 바람직할 것인데, 특히 특정 유형의 환부 치료에 고온이나 장기간의 치료가 바람직한 경우에 그러하다.

계면의 형태는 특정 유형의 환부를 치료하는데 적당한 임의의 재료로 구성되고 임의의 형태일 수 있다. 구체적으로, 계면이 강성 또는 실질적으로 강성 재료로 구성되는 경우에 이러한 계면은 실질적으로 평면형이거나 볼록 또는 오목형일 수 있다. 예를 들어, 안면에 있는 농포진 또는 국소 농양을 치료하기 위한 장치의 계면은 하나 이상의 환부 및 가능하게는 이의 인접 주위와 접촉하도록 실질적으로 평면형이거나 오목형이어도 좋다. 발톱의 진균 감염을 치료하는 장치는 감염 조직에 밀접하게 위치할 수 있도록 고리형, 호형, 캡형 또는 다른 적당한 형태인 것이 바람직하다. 계면의 다른 형태는 당업자라면 본 발명의 장치로 치료하고자 하는 환부의 형태에 따라 쉽게 결정할 수 있을 것이다.

(b) 열원

본 발명은 본원에 개시된 방법에 따라 치료적 열을 제공하기 위한 하나 이상의 가열기를 가진 장치를 제공한다.

바람직한 양태에서, 가열기에는 선형 정렬로 배치된 트랜지스터와 같은 반도체 장치가 있다. 특정 배열의 본 발명의 장치에서, 상기 반도체 장치는 동력을 열로서 방산한 뒤, 이 열을 하나 이상의 방열판으로 직접 또는 간접적으로 전달할 수 있다. 방열판(들)은 또한 열을 환부로 전달하는 작용을 할 수 있다.

다른 양태에서, 가열기는 카트리지 가열기, 램프 또는 전구, 가열 본체에 부착된 호일형 가열기, 또는 원하는 전압 또는 온도 범위로 작동될 수 있는 임의의 다른 유형의 열원을 포함할 수 있다. 이러한 열원은 열을 환부에 직접 적용하는데 이용되거나 또는 열을 환부로 전달할 수 있는 하나 이상의 방열판에 연결될 수 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 가열기에는 당업자에게 공지된 다양한 종류가 있다. 본 발명의 방법에 적당한 양의 열의 양을 생성할 수 있는 가열 시스템이라면 어떠한 시스템도 피부 환부를 치료하는 열원으로서 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 장치에는 계면을 지속적이고 일정한 온도로 가열할 수 있는 가열기를 가진 장치, 치료 시간 동안 온도를 상승시킬 수 있는 장치, 및 치료 시간 동안 온도를 하강시킬 수 있는 장치, 및 조절된 방식으로 온도를 변동시킬 수 있는 장치가 포함되며, 이러한 방식의 장치는 모두 1회 이상의 치료 시간 동안 계면의 온도를 바람직한 온도 범위 외로 이탈시키지 않는다. 특정 양태에서, 조절된 방식으로 온도를 상승시킬 수 있는 장치가 특히 바람직하다. 일부 검체는 특정 치료량의 열 적용으로부터 약간의 불쾌감을 느끼기도 한다. 이러한 불쾌감은 바람직한 치료 온도 범위로 서서히 상승되는 장치를 통해 종종 경감되거나 완전히 해소될 수 있다. 특정 양태에서, 장치의 계면은 검체의 피부와 접촉되어 있는 동안에 바람직한 치료 온도(들)로 서서히 가열될 수도 있다. 다른 양태에서는 계면을 바람직한 온도 범위로 가열한 뒤 환부에 적용하기도 한다.

(c) 동력원

본 발명의 장치에 사용되는 가열기는 몇몇 유형의 동력원의 사용을 통해 열을 발생시킨다. 바람직한 양태에서, 가열기에 사용되는 동력원은 사실상 전기이다. 이러한 전기 장치는 교류 또는 직류에 의해 동력을 공급받을 수 있다. 특정 양태에서, 배터리 등의 휴대용 동력원이 사용될 수도 있다. 다른 양태에서, 본 발명의 장치는 통상적인 교류 출력에 의해 동력을 공급받을 수 있다.

본 발명의 전기 장치는 정확하고 지속적인 방식으로 계면으로의 열을 조절하여 전달할 수 있는 집적 회로를 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 이 장치는 계면의 현재 온도를 측정하고, 계면의 실제 온도와 특정 적용에 필요한 온도에 근거하여 계면에 전달되는 열의 양을 조절하는 수단을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 전기 장치에 유용한 전류의 근원은 이 장치에 내장되거나 외장될 수 있고, 또는 겸용일 수도 있다. 내장형 동력원으로는 재충전식 및 비재충전식 배터리 시스템 등이 있다. 외장형 동력원으로는 교류 또는 직류 동력원이 포함될 수 있다.

내장형 동력원을 구비한 특정 양태에서, 본 발명의 전기 장치는 배터리, 바람직하게는 시중에서 입수용이한 1회용 또는 재충전식 배터리, 예컨대 통상의 알칼리 또는 리튬형 배터리 등을 사용하여 동력을 공급받는다. 다른 양태에서, 내장형 동력원은 소비자가 교체할 필요가 없는 재충전식 배터리 시스템이다. 이러한 양태는 배터리 시스템의 재충전에 필요한 1개 이상의 장치와 함께 시판될 수 있다. 바람직한 양태에서, 배터리 시스템은 이 시스템을 배터리 재충전 장치를 통해 교류 동력원에 접속시킴으로써 재충전될 수 있다.

외장형 동력원을 가진 특정 양태에서, 전기 장치는 통상의 벽 콘센트와 같은 전류 동력원에 시스템을 접속시키기 위한 동력 코드와 플러그를 구비할 수 있다.

본 발명의 전기 장치의 전력원은 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련된 자가 조작할 수 있는 임의의 동력원일 수 있다. 예를 들어, 배터리를 하나 이상 이용하는 양태의 경우에, 배터리 전지의 수는 장치의 가열 시스템에 필요한 동력 요구량에 따라 조정되거나 또는 배터리 교체 또는 재충전이 요구되는 간격이 최적화되도록 조정될 수 있다. 다양한 전력원과 함께 사용될 장치를 설계하는 방법은 당업자라면 잘 알고 있을 것이다.

(d) 가열기 제어기

특정 양태에서, 본 발명의 전기 장치는 가열기 온도를 모니터하고, 추가로 또는 대안적으로 가열기 온도를 조정하여 가열기의 최적 온도 범위로 유지되도록 설계된 가열기 제어기 및 추가로 또는 대안적으로 하나 이상의 방열판을 포함할 수 있다. 본 발명의 가열기 제어기는 가열 동안 계면의 온도를 형성, 유지 또는 조정하기 위하여 "온-오프"식 제어, 비례 제어, 비례 미분 제어(PD), 비례 적분 미분(PID) 제어 등과 같은 피드백 제어를 이용하는 것을 포함한다. 바람직한 양태에서, 가열기 제어기는 계면의 온도를 직접 또는 간접적으로 제어하기 위해 PID 알고리듬을 이용하는 것이 좋다. PID 제어 기작이 바람직한 양태이기는 하지만, 바람직한 온도 또는 바람직한 범위에서 장치의 온도를 모니터링, 조정 또는 유지하는 다른 기작을 당업자라면 잘 알고 있을 것이다.

따라서, 가열기 제어기는 계면의 온도를 바람직한 범위로 유지시키거나 또는 계면이 바람직한 온도를 거의 벗어나지 못하도록 방지할 수 있는 모든 시스템일 수 있다. 이러한 가열기 제어기는 또한 장치의 온도를 바람직한 시간 동안 조절된 방식으로 상승 또는 하강시키는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 가열기 제어기는 바람직한 온도로 계면의 온도를 신속하게 조정하고 이 온도가 바람직한 치료 시간 동안 유지되게 하는 데 사용될 수 있다. 또는, 가열기 제어기는 점진적인 방식으로 장치를 가열하는 데 사용될 수 있다(특히, 치료 동안 검체의 불쾌감을 최소화하기 위하여 장치를 저온에서 피부에 적용한 뒤, 서서히 바람직한 치료 온도로 상승시키는 본 발명의 양태의 경우).

가열기 제어기를 함유하는 장치는 본 발명의 특히 바람직한 양태인데, 그 이유는 통상적인 뜨거운 습포와 같은 피부 가열 장치에 의해 생기게 되는 안전감의 염려를 대부분 덜어줄 수 있기 때문이다. 종래의 가열 장치는 이의 설계에 따라서 정상 또는 일반 작동 조건하에서 쉽게 과열되어 검체에게 잠재적 해 또는 심각한 불쾌감을 줄 수 있다. 본 발명의 바람직한 가열기 제어기는 바람직한 치료 온도 범위 내에서 계면의 온도를 실질적으로 유지시킬 수 있는 것이며, 추가로 또는 대안적으로 장치가 검체에게 위험하거나 유해한 온도로 계면 가열을 할 수 없게 하는 제어 기작을 함유하는 것들이다.

특히, 정상 또는 일반 작동 조건 하에서 가열기 제어 기작은 계면이 특정 유형의 치료에 바람직한 고온을 실질적으로 넘지 않게 조절하는 것이 가장 바람직하다. 장치는 피부가 열 손상되기 시작하는 온도 또는 그 이상의 온도로 피부를 가열할 수 없는 것이 특히 바람직하다. 이론적 한정을 의도하는 것은 아니지만, 대부분의 검체에 대한 상기 온도는 약 66℃(150℉)인 것으로 생각된다.

또한, 가열기 제어기는 계면이 바람직한 온도 범위 내에서 적어도 5초, 적어도 10초, 적어도 15초, 적어도 20초, 적어도 25초, 적어도 30초, 적어도 40초, 적어도 50초, 적어도 60초, 적어도 90초, 적어도 2분, 적어도 2분 30초, 적어도 3분, 적어도 3분 30초, 적어도 4분, 적어도 5분, 적어도 6분, 적어도 7분, 적어도 10분, 적어도 15분 또는 적어도 20분 동안 유지되도록 계면의 온도를 조절할 수 있는 것이 바람직하다.

(e) 입출력 시스템

본 발명의 장치는 프로그램가능하거나 조정할 수 있는 것이다. 특정 양태에서, 본 발명은 입출력 시스템을 포함한다. 바람직한 양태에서, 본 발명의 장치의 온도를 프로그램 또는 조정할 수 있는 수단은 집적 회로이고, 부가로 또는 대안으로 자동 온도조절기일 수 있다. 하지만, 당업자에게 공지된 장치의 기능을 사용자가 조절할 수 있게 하는 어떠한 수단도 본 발명에 이용될 수 있다.

가장 기본적으로, 입출력 시스템은 단순히 가열기를 동력원에 접속시키고, 이로써 계면을 가열하는 수단이다. 예를 들어, 입출력 시스템은 본 발명의 장치의 외측에서 접근할 수 있는 유형의 온오프 스위치를 포함할 수 있다. 보다 복잡한 시스템으로는 누름단추, 터치패드, 다이얼, 스위치 또는 다른 유형의 입력 기작을 갖는 것을 포함하는 것으로서, 이에 따라 사용자는 본 발명 장치의 사전프로그램된 설정을 활성화시키고, 추가로 또는 대안적으로 열을 바람직한 방식으로 적용하도록 본 발명의 장치를 프로그램하거나 설정할 수 있다. 따라서, 입력 장치는 사용자가 다양한 방식으로 장치의 기능을 조정할 수 있게 할 수 있다. 그러한 방식에는 본 발명의 장치가 가열되는 시간을 제한하는 방법, 계면의 온도를 조정하는 방법, 또는 본 발명의 장치가 열을 전달하는 방식을 변경하는 방법이 있다. 예를 들어, 입출력 시스템은 사용자가 특정 온도까지 본 발명의 장치의 가열을 유도하게 한 뒤, 특정 속도로 온도를 상승시킨 다음, 바람직한 최종 온도에 도달하면 계면의 온도가 일정하게 유지되게 설계될 수 있다. 바람직한 양태에서, 입출력 시스템은 사용자가 계면의 온도를 본 발명 장치의 안전한 작동 범위내의 임의의 온도로 조정할 수 있게 할 수 있다. 다른 양태에서, 입출력 시스템은 특정 유형의 환부 치료에 대하여 장치의 제조업자가 최적화시켜 놓은 다수의 설정으로 사전프로그램될 수도 있다.

보다 복잡한 입출력 시스템은 경우에 따라 타이머를 포함할 수 있다. 이러한 타이머는 바람직한 시간이 경과했음을 사용자에게 알려주거나, 소정 시간 동안 본 발명의 장치의 가열을 조절할 수 있게 해주거나 또는 사용자에게 도움이 될 수 있는 기타 다른 임의의 목적을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 장치는 환부에 권장되거나 바람직한 치료 시간이 경과했음을 표시하는 타이머를 구비할 수 있다. 이러한 타이머는 사용자가 프로그램할 수도 있고, 사전프로그램된 설정을 이용할 수도 있다. 다른 양태에서, 본 발명의 장치는 당해 장치가 가열되는 온도 범위를 변화시키는 설정, 일정 온도를 유지하거나 바람직한 방식으로 온도를 변동시키는 설정, 및 부가로 또는 대안으로 프로그램가능하거나 사전프로그램된 적용 시간을 제공하는 설정을 갖도록 다양하게 프로그램할 수도 있다.

본 발명의 장치가 적용에 앞서 특정 온도로 예열되는 것이 바람직한 경우에, 입출력 시스템은 본 발명의 장치가 사용 준비되었음을 사용자에게 알려주는 수단을 구비할 수 있다. 예를 들어, 입출력 시스템은 적당한 온도에 도달했는지를 측정하는 센서 및 본 발명의 장치가 사용준비되었음을 사용자에게 알려주는 신호표시기(indicator)를 구비할 수 있다.

이와 마찬가지로, 본 발명의 장치는 바람직한 온도 범위 이상으로 장치가 가열되었으며 온도가 적당히 감소될 때까지 사용되지 않아야 함을 사용자에게 표시해주는 안전 시스템을 구비할 수도 있다. 또한, 안전한 작동 온도에 도달되었음을 사용자에게 알려주는 추가 신호표시기를 포함할 수도 있고, 대안으로 본 발명의 장치가 바람직한 온도 이상으로 더 이상 가열되지 않을 때에는 안전 시스템의 경고 신호표시기를 불활성화시킬 수도 있다.

본 발명의 타이머 또는 다른 신호표시기는 광, LED, LCD 디스플레이 등과 같은 시각적 신호표시기, 벨, 부저 등과 같은 청각적 신호표시기, 진동기 등과 같은 촉각적 신호표시기, 또는 당업자에게 공지된 기타 다른 유형의 신호표시기일 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 장치는 유효 치료 범위 내의 온도를 유지하도록 프로그램되거나 조정될 수 있다. 입출력 시스템은 특정 환부 또는 개체의 치료적 요구에 따라서 장치를 통해 제공되는 열의 양을 변동시키는 수단을 구비할 수 있다. 예를 들어, 특정 세균 감염의 치료에 필요한 치료 범위는 특정 바이러스 환부의 치료에 필요한 치료 범위보다 더 높을 수 있다. 마찬가지로, 열이 적용되어야 하는 시간의 양도 환부 또는 개체의 유형에 따라 달라질 수 있다. 이러한 입출력 시스템은 특정 사용자의 요구 또는 염원에 따라 본 발명의 장치를 달리 조정하는 수단 또는 검체의 특정 환부, 연령 또는 피부 민감성에 최적인 것으로 측정된 방식으로 열 적용을 조절하는 수단을 구비할 수 있다.

필요한 경우, 입출력 시스템은 멸균화 설정을 구비하도록 추가 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 이러한 설정은 계면 표면에 남아있는 미생물이 생존할 수 없도록 충분한 고온과 충분한 시간 동안 계면을 가열하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 입출력 시스템은 마이크로프로세서 또는 다른 지원 전자 기술의 사용을 통해 작동될 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적당한 입출력 시스템의 다양한 구조 및 설계는 당업자에게는 용이하게 자명할 것이다.

(f) 본체

본 발명에 따른 장치의 본체는 장치를 효과적으로 취급할 수 있게 하는 핸들이나 다른 수단을 구비하는 구조일 수 있다. 또한, 본체는 가열기, 동력원 또는 장치의 다른 전기 부품이 장치의 작동 동안 사용자와 직접 접촉하지 않도록 보호하는 작용을 할 수 있다. 바람직한 양태에서, 장치 본체의 설계는 사용자가 치료받는 특정 부위에 열을 안전하고 효과적으로 적용할 수 있게 한다. 이러한 장치의 본체는 장치의 목적 용도에 따라 결정되는 임의의 허용되는 형태일 수 있다. 바람직한 특정 양태에서, 장치의 본체는 사용자의 손에 안정되게 잡히는 크기와 형태인 것으로서, 예컨대 한쪽 단부에 핸들이 있고 다른 쪽에 계면이 있는 원통형에 가까울 수 있다. 다른 양태에서, 본 발명의 장치는 치료되는 표면적에 적용되는 패드 또는 패널로서 형성될 수도 있다. 이러한 패드 또는 패널은 장치의 계면으로 작용하는 하나 이상의 가열 면 및 계면의 적용을 조절하는 접촉 부위 또는 핸들로서 작용하는 하나 이상의 절연 또는 비가열 면을 보유할 수 있다. 또 다른 양태에서, 장치는 치료할 특정 표면적에 부합하도록 설계될 수 있고, 예컨대 발톱이나 발가락 또는 손톱이나 손가락에 맞게 성형된 곡선형 또는 고리형 구조물일 수 있다. 예를 들어, 장치가 감염된 발가락의 치료용으로 설계된 경우, 장치는 발가락의 감염 부위로 치료량의 열을 전달하기 위한 하나 이상의 내면 및 사용자가 장치를 안전하고 효과적으로 취급할 수 있게 하는 절연 또는 비가열 외면을 가진 캡으로 구성될 수 있다. 다른 형태도 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이며, 사용자가 치료되는 환부에 열을 안전하고 효과적으로 적용할 수 있게 하는 모든 구조 형태는 본 발명에 의해 제공되는 것이다.

본 발명에 의해 제공되는 구성부재의 예시적 형태는 계면이 본체의 한쪽 단부에 배치된 원통형 본체를 포함하는 전기 장치이다. 이 장치의 반대쪽 단부는 사용자를 위한 핸들 그립을 형성한다. 사용자가 본 발명의 장치를 가동시키고 하나 이상의 사전프로그램된 치료 설정을 활성화시키도록 하는 하나 이상의 입력 장치가 본 발명의 장치의 측면을 따라 또는 반대쪽 단부에 경우에 따라 존재하기도 한다. 하나 이상의 신호표시기는 본 발명의 장치가 치료 주기를 시작할 준비가 되어 있는 시기 및 치료 주기가 종결되야 하는 시기를 사용자에게 알려준다. 예시적 장치는 재충전식 배터리에 의해 동력을 공급받는 전력원을 추가로 포함하기도 한다. 당업자라면 쉽게 알 수 있듯이, 이러한 예시적인 형태는 전술한 특징들의 가능한 조합 중 하나일 뿐이다. 이외에도 본 발명의 장치에 대한 목적을 충족시킬 수 있는 형태를 당업자라면 잘 알 수 있을 것이다.

이하 실시예는 본 발명의 바람직한 양태를 입증하기 위한 것이다. 이러한 실시예에 개시된 기술들은 본 발명을 수행하는데 있어서 양호하게 작동하는 것으로 본 발명자들이 발견한 기술로서 본 발명의 수행의 바람직한 방식을 구성하는 것으로 간주되어야 함을 당업자라면 잘 알고 있을 것이다. 하지만, 당업자는 본 명세서에 비추어 개시된 특정 양태에 다양한 변화를 수행하여 본 발명의 취지 및 영역을 벗어나지 않는 유사 결과를 수득할 수 있음을 잘 알고 있을 것이다.

실시예 1

P.애크니즈의 온도 의존적 사멸 곡선

재료 및 방법:

균주 P.애크니즈는 미국 모식균배양수집소 ATCC(11827, Lot 419571, 버지니아 마나사스 소재)에서 구입했다. 이 배양물은 KWIK-STIK 동결건조된 제제로 보관되어 있다. 이러한 동결건조 세포(P.애크니즈)를 제조자의 추천에 따라 재수화시키고, 처음에는 혐기성 조건하에서 획선(streak) 배양 평판에서 성장시켜 개별 콜로니를 분리시켰다. 이러한 평판을 그 다음 37℃의 혐기성 챔버에서 하룻밤동안 항온배양했다. 그 다음, 각 콜로니를 분리하고 TSB 성장 배지에 접종하여 하룻밤동안 진탕배양했다. TSB 액체 배양액으로부터 0.1㎖ 분취량을 취해 PBS 멸균 완충액 0.9㎖에 첨가했다. 이 혼합물을 그 다음 박막의 에펜도르프 1.5㎖ 튜브로 옮기고, 가열 블록에 다양한 시간과 온도 동안 방치했다. 특정 배양 시간 후 각 배양물을 꺼내고 이 재료 0.1㎖를 TSA 평판에서 평판배양했다. 이 혼합물을 그 다음 멸균 하키스틱으로 펼친 뒤, 혐기성 조건에서 37℃, 5일 동안 항온배양했다. 이 평판을 그 다음 꺼내어 콜로니를 계수한 뒤 기록했다. 그 결과는 도 1에 도시했다. 도 1은 다양한 온도와 처리 기간에 반응시킨 P.애크니즈의 급속한 감소를 보여주고 있다. 열원에 노출되지 않은 기본 P.애크니즈 콜로니수는 1050개였다.

결과:

균주를 죽이는데 필요한 시간을 감소시키는 일반적인 경향은 고온 항온배양에서 관찰된다. 또한, 콜로니 수가 매우 급격한 방식으로 떨어지는 일시적 가열 역치도 중요한 점이다. 이러한 실험을 통해 작도된 곡선을 사용하여, 국소 가열 장치에 대해 최적의 열 출력과 각 온도마다의 타이밍을 외삽할 수 있다. 제시된 시험관내 데이터는 지속적인 낮은 수준의 열 효과에 대한 P.애크니즈 세균 세포의 유의적인 민감성을 입증한다. 55℃의 온도는 3시간 30분 후 거의 모든 세균을 사멸시킨다. 58℃와 59℃의 온도는 2분 후 거의 모든 세균을 사멸시킨다. 이러한 곡선은 P.애크니즈의 대부분을 사멸 곡선에 의해 확인된 조건하의 처리를 통해 생육할 수 없게 할 수 있음을 증명해준다.

실시예 2

사람 검체의 여드름 환부의 치료

본 발명자들은 여드름 환부의 돌발을 경험한 100명 이상의 지원자들에 대하여 예비 연구를 수행했다. 모든 검체들은 수득된 결과에 만족하는 것으로 기록했다. 시험 결과는 치료받은 검체의 약 90%에서 뚜렷한 치료 반응을 보여주었다. 치료로 인한 임의의 심각한 부작용을 보고한 검체는 없었다. 또한, 치료된 환부가 미치료된 환부에 비해 80% 이상 빨리 치유된다는 것을 발견했다.

본 연구에 사용한 전기 장치는 계면의 면적이 약 0.4㎠인 것이었다. 이 장치를 피부 표면에 적용하기에 앞서, 장치의 계면을 약 48 내지 50℃의 일정 온도로 가열했고, 이 온도를 치료 시간 동안 유지시켰다. 각 검체는 이 장치의 사용 방법에 대한 지침을 제공받고, 치료 동안 모니터했다. 치료는 장치를 환부에 2분 30초 동안 적용하는 것으로 구성되었다. 본 연구를 위해 2회 치료 주기 적용 후 환자를 소환하고, 2차 치료 주기는 1차 치료 후 12시간째 투여하도록 했다. 하지만, 실제 치료는 각 검체마다 1회만 수행된 경우가 많았는데, 그 이유는 1차 치료 12시간 후 많은 환부가 추가 치료를 할 필요가 없을 정도로 치유되었기 때문이다.

이러한 지원 검체들에 대해 수행된 실험 결과는 표 I에 정리했다. 대조군의 구성원들은 치료하지 않았다. 치료군의 구성원들은 전술한 바와 같이 치료했다. 두 군 모두 이후 14일 동안 치료 결과를 조사받거나 또는 자가기록하게 했다. 14일 동안의 데이터를 보고한 연구 참여자들의 결과만을 표에 제시했다. 당해 데이터는 치료전의 환부의 크기에 관해 보고했다. 환부 크기 100%는 환부 크기가 변함이 없음을 시사한다. 환부 크기는 대략 10% 증분으로 평가했다. 환부 크기 0%는 환부가 완전 치유되었음을 시사한다. 대조군과 치료군의 평균 결과는 도 2에 그래프로 도시했다. 도면에서 확인되는 바와 같이, 예비시험 결과는 치료가 환부 크기 및 총 치유 시간 양면에서 급격한 감소를 제공한다는 것을 알 수 있었다.

실시예 3

본 발명자들은 다수의 사람 지원자의 구강 헤르페스 환부에 대하여 본 발명의 장치를 시험했고, 그 결과 헤르페스 환부가 실시예 2에 기술된 바와 같이 장치를 1회 치료마다 2분 30초동안 12시간 간격으로 2회 적용한 후 완전히 치유된 것으로 나타났다. 지원자들은 본 치료 후 치유 시간이 이런 유형의 환부에 대한 통상의 치료 주기에 비해 현저히 감축되었음을 보고했다.

본 명세서에 개시되고 특허청구된 모든 조성물 및 방법은 현 명세서에 비추어 과도한 실험없이 실시되고 실행될 수 있다. 이러한 본 발명의 조성물 및 방법은 바람직한 양태를 들어 설명하였지만, 당업자라면 잘 알고 있듯이 본 발명의 개념, 취지 및 영역을 벗어남이 없이 본 명세서에 기술된 장치, 또는 방법 및 방법 단계 또는 단계의 순서에 변형이 이루어질 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 전술한 것과 관련된 특정 기계적 구성부재는 동일하거나 유사한 결과를 달성하는 본 명세서에 기술된 기계적 구성부재들로 대체될 수 있음은 자명한 것이다. 당업자에게 자명한 이러한 유사 대체 또는 변형은 모두 후속되는 청구의 범위를 통해 한정되는 바와 같은 본 발명의 취지, 영역 및 개념에 속하는 것으로 간주한다.

Claims (43)

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14. 검체의 피부와 접촉하는 계면을 갖고, 당해 계면을 피부 환부의 원인을 파괴시키는 온도 범위로 가열할 수 있고 이 온도 범위를 치료 시간 동안 지속시킬 수 있는 가열기 카트리지 및

    가열기 카트리지에 에너지를 제공할 수 있는 동력원을 포함하는, 피부 환부 치료용 전기 장치.
15. 제14항에 있어서, 가열기 카트리지가 상기 계면을 38℃ 내지 67℃ 범위의 온도로 가열할 수 있는 전기 장치.
16. 제14항에 있어서, 상기한 범위내의 하나 이상의 온도가 적어도 5초 동안 지속되는 전기 장치.
17. 제15항에 있어서, 계면의 표면적이 1㎠ 미만인 전기 장치.
18. 피부 환부 치료용 전기 장치에 있어서,

    (a) 검체의 피부와 접촉하는 계면,

    (b) 검체의 피부를 38 내지 67℃의 온도 범위로 가열하도록 상기 검체의 피부에 열을 전달하는 계면을 가열할 수 있는 가열기,

    (c) 상기 장치의 사용자에 의해 프로그램되거나 상기 장치의 제조업자에 의해 사전프로그램된 적어도 두개의 설정에 반응하고, 가열기가 안전 범위를 벗어나는 열 에너지를 전달하는 것을 방지하도록 작동가능한 가열기 제어기,

    (d) 상기 가열기에 전기 에너지를 제공할 수 있는 동력원 및

    (e) 본체를 포함하는 전기 장치.
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20. 제18항에 있어서, 상기 가열기 제어기가 피드백 제어 기작을 이용하는 전기 장치.
21. 제20항에 있어서, 피드백 제어 기작이 비례 적분 미분(PID) 제어 알고리듬의 사용을 수반하는 전기 장치.
22. 제18항에 있어서, 입출력 장치를 추가로 포함하는 전기 장치.
23. 제18항에 있어서, 계면의 표면적이 10㎠ 미만인 전기 장치.
24. 제23항에 있어서, 계면의 표면적이 1㎠ 미만인 전기 장치.
25. 제14항에 있어서, 가열기 제어기를 추가로 포함하고, 상기 가열기 제어기가, 가열기가 안전 범위를 벗어나는 열 에너지를 전달하는 것을 방지하도록 부분적으로 작동가능한 전기 장치.
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34. 검체의 피부와 접촉하는 계면,

    계면을 48℃ 내지 53℃ 범위의 온도로 가열할 수 있는 가열기,

    계면을 48℃ 내지 53℃ 범위의 온도에서 적어도 20초 동안 지속시킬 수 있는 가열기 제어기 및

    사용자가 안전 범위내의 다수의 사전프로그램된 설정으로부터 사전프로그램된 설정을 선택하도록 하는 입출력 장치를 포함하고, 이때 선택된 각각의 사전프로그램된 설정이 특정 유형의 피부 환부에 최적 치료를 제공하는, 피부 환부 치료용 전기 장치.
35. 제34항에 있어서, 계면의 표면적이 0.5㎠ 미만인 전기 장치.
36. 제34항에 있어서, 계면이 교환가능하거나 일회성인 장치.
37. 제34항에 있어서, 가열기 제어기가 계면을 48℃ 내지 53℃의 온도에서 적어도 30초 동안 지속시킬 수 있는 전기 장치.
38. 제34항에 있어서, 가열기 제어기가 계면을 48℃ 내지 53℃의 온도에서 적어도 60초 동안 지속시킬 수 있는 전기 장치.
39. 제34항에 있어서, 가열기 제어기가 계면을 48℃ 내지 53℃의 온도에서 적어도 90초 동안 지속시킬 수 있는 전기 장치.
40. 제34항에 있어서, 가열기 제어기가 계면을 48℃ 내지 53℃의 온도에서 적어도 120초 동안 지속시킬 수 있는 전기 장치.
41. 제34항에 있어서, 가열기 제어기가 계면을 48℃ 내지 53℃의 온도에서 적어도 150초 동안 지속시킬 수 있는 전기 장치.
42. 제34항에 있어서, 가열기 제어기가 비례 적분 미분(PID) 제어 알고리듬의 사용을 수반하는 피드백 제어 기작을 이용하는 전기 장치.
43. 제34항에 있어서, 가열기 제어기가 계면의 온도를 목적하는 온도 범위로 조절할 수 있는 전기 장치.

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