KR100914656B1 - An Ultrasound Equipment for Treating of Edema and Use Thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부종 치료용 초음파 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 20~400mW/cm2의 저강도 초음파를 발생시켜 세포 및 조직에 대한 부종 완화 또는 치료용 초음파 장치 및 그 용도에 관한 것이다. The present invention relates to an ultrasound device for treating edema, and more particularly, to an ultrasound device for alleviating or treating edema for cells and tissues by generating low-intensity ultrasound of 20 to 400 mW / cm 2 , and a use thereof.

본 발명에 따른 초음파 장치는 20~400mW/cm2의 저강도 초음파를 발생시키도록 하는 초음파 발진 제어부를 구비하는 메인 콘트롤부, 메인 콘트롤부의 조종상태에 따라 초음파를 발생시키는 초음파 발생기, 초음파 발생기로부터 입력받은 초음파에 따라 진동하는 초음파 진동자 및 치료하고자 하는 부위에 초음파 진동을 전달하는 프로브를 포함하여 구성되며, 본 발명에 따른 초음파 장치를 사용하면, 생체내의 침투성을 증가시켜 부종을 치료하는 것이 가능하다. Ultrasonic apparatus according to the present invention is a main control unit having an ultrasonic oscillation control unit for generating low-intensity ultrasonic waves of 20 ~ 400mW / cm 2 , an ultrasonic generator for generating an ultrasonic wave according to the control state of the main control unit, input from the ultrasonic generator It comprises an ultrasonic vibrator vibrating according to the received ultrasonic wave and a probe for transmitting the ultrasonic vibration to the site to be treated, and using the ultrasonic device according to the present invention, it is possible to treat edema by increasing the permeability in vivo.

부종, 초음파, 부종치료, 초음파 장치 Edema, Ultrasound, Edema Treatment, Ultrasound Device

Description

부종치료용 초음파 장치 및 그 용도{An Ultrasound Equipment for Treating of Edema and Use Thereof}An Ultrasound Equipment for Treating of Edema and Use Thereof}

본 발명은 부종 치료용 초음파 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 20~400mW/cm2의 저강도 초음파를 발생시켜 세포 및 조직에 대한 부종 완화 또는 치료용 초음파 장치 및 그 용도에 관한 것이다. The present invention relates to an ultrasound device for treating edema, and more particularly, to an ultrasound device for alleviating or treating edema for cells and tissues by generating low-intensity ultrasound of 20 to 400 mW / cm 2 , and a use thereof.

우리 체중의 60~70%는 물로 구성돼 있다. 이 가운데 2/3는 세포 속에 존재하고, 1/3은 세포 밖에 존재한다. 부종이란 혈관내의 체액이 빠져 나와 혈관 바깥 부분의 세포와 세포 사이의 혈장, 간질액(interstitial fluid) 및 세포횡단액(transcellular fluid)과 같은 체액으로 과도하게 축적되는 것을 말한다. 60-70% of our weight is made up of water. Two-thirds of these are inside cells, and one-third are outside the cells. Edema refers to the escape of bodily fluids into blood vessels and excessive accumulation of bodily fluids such as plasma, interstitial fluid and transcellular fluid between cells outside the vessel.

세포 및 조직의 부종은 뇌외상이나 뇌허혈 등과 같이 급성으로 유발되기도 하고 관절염으로 인한 활액막의 증가나 뇌수종, 녹내장과 같이 만성적으로 체액이 증가되어 유발되기도 한다. 부종을 초기에 적절하게 치료를 하지 않는다면 점차 세 포 및 조직에 심각한 해를 입힐 수 있다. 부종을 치료하기위한 방법은 여러가지가 있지만 효율이 좋지 않아, 보다 효과적으로 치료할 수 있는 방법이 요구되고 있는 실정이다. Edema of cells and tissues may be caused acutely, such as cerebral trauma or cerebral ischemia, or may be caused by chronic fluid increase such as synovial membrane increase, hydrocephalus, or glaucoma due to arthritis. If edema is not properly treated early on, edema can cause serious harm to tissues and tissues. There are many ways to treat edema, but the efficiency is not good, the situation is required to be able to treat more effectively.

부종의 치료에는 주로 이뇨제가 사용되며, 이뇨제는 Na+, Cl- 및 수분의 신세뇨관 재흡수를 감소시켜 용질과 수분의 배설을 증가시킴으로서 세포외액을 정상화시켜, 부종을 치료하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이뇨제를 장기 복용할 때, 탈수증, 갑상선 저하증, 부신항진증, 울혈성 뇌졸증, 신부전등의 심각한 부작용을 초래할 수 있기 때문에 제한적으로 처방되고 있다. Diuretics are mainly used for the treatment of edema, and diuretics aim to treat edema by normalizing the extracellular fluid by reducing the renal resorption of Na + , Cl and water to increase excretion of solutes and water. However, long-term use of diuretics is limited because it can cause serious side effects such as dehydration, hypothyroidism, adrenal hyperplasia, congestive stroke, and kidney failure.

최근에는 초음파가 여러가지 질병의 치료에 사용되고 있으며, 예를 들면, 약물전달이나, 유전자 전달, 골절치료, 골다공증 치료, 혈전용해(Mitragotri, S., Nature, 4:255, 2005, Zderic, V. et al , Cornea, 23:804, 2004), 중간엽 줄기세포의 연골세포로의 분화(Schumann, D. et al., Biorheology 43:431, 2006) 및 조골세포 분화(Yang, R.S. et al ., Bone, 36:276, 2005) 등에 초음파 처리가 효과적인 것으로 알려져 있다. In recent years, ultrasound has been used in the treatment of various diseases, for example, drug delivery, gene delivery, fracture therapy, osteoporosis treatment, thrombolysis (Mitragotri, S., Nature, 4: 255, 2005, Zderic, V. et. al , Cornea , 23: 804, 2004), Differentiation of mesenchymal stem cells into chondrocytes (Schumann, D. et. al ., Biorheology 43: 431, 2006) and osteoblast differentiation (Yang, RS et al . al ., Bone , 36: 276, 2005).

그러나, 세포 및 조직의 부종에 초음파를 처리하여 치료효과나 완화효과를 확인한 경우는 아직까지 발표된 바 없었다. However, there have been no reports on the therapeutic or palliative effect of ultrasound treatment of edema of cells and tissues.

이에 본 발명자들은 세포 및 조직의 부종을 효과적으로 치료하는 방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 세포 및 동물을 이용한 부종 모델에서 초음파 발진 제어부에서 제어되는 0.5~3MHz의 주파수, 20~400mW/cm2의 세기를 갖는 초음파를 지속 적으로 부종 부위에 처리한 결과, 부종의 완화 및 치료가 효과가 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다. Therefore, the present inventors have made efforts to develop a method for effectively treating edema of cells and tissues. As a result, in the edema model using cells and animals, the frequency of 0.5 to 3 MHz and the intensity of 20 to 400 mW / cm 2 are controlled by the ultrasonic oscillation controller. As a result of treating the swelling ultrasound to the edema site continuously, it was confirmed that the relief and treatment of edema was effective, and thus the present invention was completed.

결국, 본 발명의 주된 목적은 0.5~3MHz의 주파수, 20~400mW/cm2의 세기의 초음파를 발생시키는 부종 치료용 초음파 장치를 제공하는 데 있다.  After all, the main object of the present invention is to provide an ultrasound device for treating edema, which generates an ultrasound of a frequency of 0.5 ~ 3MHz, 20 ~ 400mW / cm 2 intensity.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 0.5~3㎒의 주파수, 20~400㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 발생시키도록 하는 초음파 발진 제어부(130); (b) 사용자에 의해 설정된 전압을 정해진 시간동안 프로브측으로 공급시켜 주는 메인 콘트롤부(300); (c) 상기 메인 콘트롤부의 조종상태에 따라 초음파를 발생시키는 초음파 발생기(330); (d) 상기 초음파 발생기로부터 입력받은 초음파에 따라 진동 하는 초음파 진동자(340); 및 (e) 상기 초음파 진동자에 접촉한 상태로 상기 초음파 진동자로부터 발생되는 초음파 진동을 치료하고자 하는 부위에 직접 전달하는 프로브(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부종 치료용 초음파 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention (a) the ultrasonic oscillation control unit 130 to generate an ultrasonic wave having a frequency of 0.5 ~ 3MHz, 20 ~ 400 kHz / ㎠; (b) a main controller 300 for supplying the voltage set by the user to the probe for a predetermined time; (c) an ultrasonic wave generator 330 for generating ultrasonic waves according to a steering state of the main control unit; (d) an ultrasonic vibrator 340 vibrating according to the ultrasonic waves received from the ultrasonic generator; And (e) provides an ultrasound device for treating edema, characterized in that it comprises a probe 400 that directly transmits the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator in the state in contact with the ultrasonic vibrator to be treated.

본 발명에 따른 초음파 장치는 20~400mW/cm2의 저강도 초음파를 발생시켜 세포막 또는 생체막을 통한 물의 투과성을 증가시킴으로서, 세포 및 조직에 대한 부종 완화 또는 치료하는 것이 가능하며, 조작을 통하여 간편하게 사용할 수 있다. Ultrasonic device according to the present invention by generating a low-intensity ultrasound of 20 ~ 400mW / cm 2 to increase the permeability of water through the cell membrane or the biological membrane, it is possible to alleviate or treat edema for cells and tissues, easy to use through operation Can be.

일 관점에서, 본 발명은 (a) 0.5~3㎒의 주파수, 20~400㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 발생시키도록 하는 초음파 발진 제어부(130); (b) 사용자에 의해 설정된 전압을 정해진 시간동안 프로브측으로 공급시켜 주는 메인 콘트롤부(300); (c) 상기 메인 콘트롤부의 조종상태에 따라 초음파를 발생시키는 초음파 발생기(330); (d) 상기 초음파 발생기로부터 입력받은 초음파에 따라 진동 하는 초음파 진동자(340); 및 (e) 상기 초음파 진동자에 접촉한 상태로 상기 초음파 진동자로부터 발생되는 초음파 진동을 치료하고자 하는 부위에 직접 전달하는 프로브(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부종 치료용 초음파 장치에 관한 것이다.In one aspect, the present invention (a) the ultrasonic oscillation control unit 130 to generate ultrasonic waves having a frequency of 0.5 ~ 3MHz, 20 ~ 400kHz / ㎠; (b) a main controller 300 for supplying the voltage set by the user to the probe for a predetermined time; (c) an ultrasonic wave generator 330 for generating ultrasonic waves according to a steering state of the main control unit; (d) an ultrasonic vibrator 340 vibrating according to the ultrasonic waves received from the ultrasonic generator; And (e) relates to an ultrasound device for treating edema, characterized in that it comprises a probe 400 for directly transmitting the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator in the state in contact with the ultrasonic vibrator to be treated.

본 발명에 있어서, 상기 메인 콘트롤부는 전원공급 레벨 조절기(110) 또는 타임 설정부(120)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 프로브는 타원형의 적용단부를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 발진 제어부는 100~400㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the main control unit may further include a power supply level regulator 110 or a time setting unit 120, the probe may be characterized by having an elliptical application end. . In addition, the oscillation control unit may be characterized in that configured to generate an ultrasonic wave having an intensity of 100 ~ 400 ㎽ / ㎠.

본 발명에 있어서, 상기 초음파는 계속 모드(continuous mode) 또는 펄스 모드(pulsed mode)로 발생되는 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the ultrasonic wave may be generated in a continuous mode or a pulsed mode.

본 발명은 또한, 0.5~3㎒의 주파수, 20~400㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 부종 부위에 적용시키는 것을 특징으로 하는 부종의 완화 또는 치료방법을 제공한다.The present invention also provides a method for alleviating or treating edema, wherein an ultrasound having a frequency of 0.5 to 3 MHz and an intensity of 20 to 400 Hz / cm 2 is applied to the edema site.

본 발명에 있어서, 상기 초음파 장치를 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the ultrasonic device may be used.

본 발명에 있어서, 상기 부종은 상기 부종은 뇌외상에 의한 부종, 뇌허혈에 의한 부종, 관절염으로 인한 활액막의 증가, 뇌수종 및 녹내장 에 의한 부종으로 구성된 군에서 선택되는 특이 조직 내의 체액 증가로 유발될 수 있는 부종을 광범위하게 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 전신에 나타나는 부종은 제외된다. In the present invention, the edema may be caused by an increase in the fluid in a specific tissue selected from the group consisting of edema caused by brain trauma, edema caused by cerebral ischemia, increased synovial membrane due to arthritis, edema caused by hydrocephalus and glaucoma. It may be characterized by a wide range of edema that is present, edema that appears throughout the body is excluded.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1는 본 발명의 일실시예에 따른 부종염 치료용 초음파 장치의 사시도를 나타낸 것이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 초음파 장치는 외부에 메인 컨트롤부(300)가 있으며, 그 내부에는 초음파 발생기(330) 및 초음파 진동자(340)를 구비하고 있다. 메인 컨트롤부에는 전원공급 레벨 조절기(110), 타임 설정부(120) 및 초음파 발진 제어부(130) 등이 구비되어 있으므로, 사용자가 부종 치료기의 사용에 앞서 자신이 원하는 전원공급 레벨과 동작시간을 임의로 설정할 수 있다. 초음파 발진 제어부(130)는 본 발명자에 의해 연구된 부종 치료의 최적 조건인 1㎒의 주파수, 80~100㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 발생시키도록 설정되는 것이 바람직하다. Figure 1 shows a perspective view of the ultrasound device for treating edema according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the ultrasonic apparatus of the present invention includes a main control unit 300 on the outside thereof, and includes an ultrasonic generator 330 and an ultrasonic vibrator 340 therein. Since the main control unit includes a power supply level controller 110, a time setting unit 120, and an ultrasonic oscillation control unit 130, the user can arbitrarily select a desired power supply level and operation time before using the edema treatment device. Can be set. The ultrasonic oscillation control unit 130 is preferably set to generate an ultrasonic wave having an intensity of 80 MHz to 100 Hz / cm 2, which is an optimal condition of the edema treatment studied by the inventor.

본 발명의 부종 치료용 초음파 장치는 개인이 가정에서 사용할 수 있도록 개발된 것으로써 안전성을 고려하여, 초음파 발진 제어부에 설치된 타임 설정부에 의해 치료하고자 하는 시간이 경과되면 자동으로 꺼지도록 설정되는 것이 바람직하며, 초기 설정 시 대략 10분으로 설정되어 있고, 최대 30분까지 설정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. The ultrasonic device for treating edema of the present invention is developed to be used by individuals at home, and in consideration of safety, it is preferable that the time setting unit installed in the ultrasonic oscillation control unit is set to turn off automatically after a time to be treated. In the initial setting, it is set to approximately 10 minutes, and it is desirable to be able to set up to 30 minutes.

도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 부종 치료용 초음파 장치의 구성을 설명하는 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a configuration of an ultrasound device for treating edema according to an embodiment of the present invention.

도 2에 나타낸 바와 같이, 초음파 발생기(330)는 발진기(331), 분주기(332), 파형결정부(333), 출력증폭부(334) 및 출력매칭전환부(335)를 포함하고 있다. 이러한 구성을 통하여, 최초 메인 콘트롤부에 조종된 데이터를 받아 초음파 발생기(330)에서 발생된 초음파는 후단의 초음파 진동자(340)에 인가되고, 초음파 진동자(340)는 자체에 접촉하고 있는 프로브(400)를 진동시키게 된다. As shown in FIG. 2, the ultrasonic generator 330 includes an oscillator 331, a divider 332, a waveform determiner 333, an output amplifier 334, and an output matching switch 335. Through this configuration, the ultrasonic waves generated by the ultrasonic generator 330 by receiving the data manipulated by the first main control unit are applied to the ultrasonic vibrator 340 at the rear end, and the ultrasonic vibrator 340 is in contact with the probe 400. Oscillated).

구체적으로, 발진기(331)는 메인 콘트롤부에서 조종한 데이터를 입력받아, 최종 결정될 초음파를 발생시키기 위해 이용되는 기본 초음파를 발생시키며, 분주기(332)는 발진기(331)의 파형을 입력받아 초음파 치료기의 메인 콘트롤부에서 조종된 상태에 따라 분주의 상태를 결정한다. 후단의 파형결정부(333)는 분주기(332)에서 분주되어 중간 단속된 초음파 및 메인 콘트롤부(300)의 조종상태를 입력받아 본 발명의 부종 치료용 초음파 장치에서 사용할 최종 파형을 결정한다. 이러한 최종 초음파 파형은 연속형, 펄스형 모두 가능하다. Specifically, the oscillator 331 receives the data steered by the main control unit, and generates a basic ultrasonic wave used to generate the ultrasonic wave to be finally determined, the divider 332 receives the waveform of the oscillator 331 ultrasonic wave The dispensing condition is determined by the condition controlled by the main control unit of the treatment device. The waveform determiner 333 of the rear stage is divided by the frequency divider 332 and receives the intermittent ultrasound and the control state of the main control unit 300 to determine the final waveform to be used in the edema treatment ultrasonic apparatus of the present invention. These final ultrasound waveforms can be continuous or pulsed.

상기 파형결정부(333)에서 출력된 최종 초음파 파형은 후단의 출력증폭부(334)에 인가되고, 출력증폭부(334)는 결정된 초음파 파형의 운전 및 파워 증폭을 통하여 결정된 초음파 파형의 피크치를 증폭시키게 된다. 이후 출력증폭부(334)에서 출력된 증폭 파형은 후단의 출력매칭전환부(335)에서 최종출력을 위한 매칭 및 결합 트랜스 등을 통해 전환되어, 후단의 초음파 진동자(340)에 인가할 수 있는 상태로 출력된다. The final ultrasonic waveform output from the waveform determination unit 333 is applied to the output amplifier 334 at the rear stage, and the output amplifier 334 amplifies the peak value of the ultrasonic waveform determined by driving and power amplifying the determined ultrasonic waveform. Let's go. After that, the amplified waveform output from the output amplifier 334 is converted through the matching and coupling transformer for the final output in the output matching switching unit 335 at the rear stage, and can be applied to the ultrasonic vibrator 340 at the rear stage. Is output.

본 발명의 초음파 장치에서 출력되는 20~400㎽/㎠의 저강도를 갖는 초음파인 것이 바람직하며, 20㎽/㎠ 이하의 초음파를 처리할 경우에는 부종 완화효과가 없으며, 400㎽/㎠이상의 초음파를 처리할 경우에서는 초음파에 의하여 세포가 손상되거나 파괴될 우려가 있다. It is preferable that the ultrasonic wave having a low intensity of 20 ~ 400 ㎽ / ㎠ output from the ultrasonic device of the present invention, when treating the ultrasonic wave of 20 ㎽ / ㎠ or less, there is no edema relief effect, the ultrasonic wave of 400 ㎽ / ㎠ or more In the case of treatment, the cells may be damaged or destroyed by ultrasonic waves.

초음파 진동자(340)의 진동은 타원형 적용단부를 갖는 프로브에 전달되고, 20~400㎽/㎠의 저강도를 갖는 초음파의 지속적인 물리적 힘 또는 생물학적 활성에 의하여 세포막의 투과성을 증가시켜, 세포 및 조직의 부종을 근본적으로 치료하는 효과를 가지게 된다. The vibration of the ultrasonic vibrator 340 is transmitted to the probe having an elliptical application end, and increases the permeability of the cell membrane by the continuous physical force or biological activity of the ultrasonic wave having a low intensity of 20 ~ 400 ㎽ / ㎠, It has the effect of fundamentally treating edema.

본 발명의 부종 치료용 초음파 장치의 바람직한 효과를 얻기 위해서는, 사용하고자 하는 부위에 프로브를 가볍게 밀착시켜 사용할 수 있다. 한번 밀착시킨 프로브는 움직이지 않는 것이 바람직하며, 메인 콘트롤부의 타임 설정부(120)에 원하는 시간을 설정한 후, 하루에 1~4회, 한번에 30분미만으로 사용할 수 있다. In order to obtain the preferable effect of the ultrasonic device for treating edema of the present invention, the probe can be used by lightly adhering to the site to be used. Once the probe is in close contact is preferably not moving, and after setting the desired time in the time setting unit 120 of the main control unit, it can be used 1 to 4 times a day, less than 30 minutes at a time.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예 1. 적혈구를 통한 부종 감소 효과 Example 1 effect of reducing edema through red blood cells

1-1: 1-1: 그래미시딘Gramicidine D처리에 의한 적혈구 부종 유도 Induction of erythrocyte edema by D treatment

20~30대 지원자들의 정맥혈관에서 10ml씩 혈액을 채혈하였다. 채혈된 혈액샘플은 10분동안 3000rpm으로 원심분리하여 상층액과 연층을 제거한 다음, 적혈구 펠렛을 식염수(0.9% NaCl)로 세 번 세척하였다. Ten milliliters of blood were drawn from the veins of volunteers in their 20s and 30s. The collected blood samples were centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes to remove the supernatant and soft layer, and then the red blood cell pellet was washed three times with saline (0.9% NaCl).

그래미시딘 D는 세포 밖으로 칼륨이온을 내보내고, 세포내로 나트륨이온을 빠르게 축적시키는 작용을 하는 제제로서, 그래미시딘 D로 처리된 적혈구는 이온의 농도차로 부종성을 갖게 된다. 적혈구 부종을 유도하기 위해 각각의 적혈구 현탁액에 0ng/ml, 30ng/ml, 60ng/ml, 100ng/ml 및 200ng/ml의 그래미시딘 D를 처리하여 0.5, 1, 2 및 3시간마다 헤마토크릿으로 원심분리하여 적혈구 용적을 측정하였다. Gramicidine D is an agent that releases potassium ions out of cells and rapidly accumulates sodium ions into cells. Red blood cells treated with gramicidine D become edema due to the difference in concentration of ions. Each erythrocyte suspension was treated with 0 ng / ml, 30 ng / ml, 60 ng / ml, 100 ng / ml and 200 ng / ml gramicidine D to induce red blood edema and centrifuged with hematocrit every 0.5, 1, 2 and 3 hours. The red blood cell volume was measured for separation.

100ng/ml 및 200ng/ml의 그래미시딘 D에서는 초기에 적혈구의 용적이 증가하나 2~3시간 후에는 용혈현상으로 용적을 측정할 수 없었다. 60ng/ml의 그래미시딘 D에서는 처리 후 1시간이 경과하였을 때, 적혈구 용적이 최대로 증가 하였으며, 약 7%의 용적이 증가하였다. 30ng/ml의 그래미시딘 D에서는 60 ng/ml의 그래미시딘 D에서보다 뚜렷한 차이를 보이지는 않지만, 시간에 따른 적혈구 용적의 증가가 뚜렷이 확인되었다 (도 3). 적혈구의 용혈현상 없이 부종 유도를 최적화하기 위하여, 다음 실험에서는 30ng/ml의 그래미시딘 D로 수행하였다. In 100 ng / ml and 200 ng / ml gramicidin D, the volume of erythrocytes initially increased, but the volume could not be measured due to hemolysis after 2 to 3 hours. At 60 ng / ml gramicidine D, erythrocyte volume increased to maximum after 1 hour after treatment, and about 7% of volume increased. In 30 ng / ml gramicidin D, there was no clear difference than in 60 ng / ml gramicidin D, but an increase in erythrocyte volume with time was clearly observed (FIG. 3). In order to optimize the induction of edema without hemolysis of erythrocytes, the next experiment was performed with gramicidine D at 30 ng / ml.

1-2: 초음파에 의한 치료 효과1-2: Therapeutic Effect by Ultrasound

상기 실시예와 같은 방법으로 30ng/ml의 그래미시딘 D에서 부종이 유도된 각 각의 적혈구 샘플에 1 MHz의 주파수로 20분 동안 0, 100, 200, 400 mW / cm 2 세기의 초음파를 투사하였다. Projecting ultrasound at 0, 100, 200, 400 mW / cm 2 intensity for 20 minutes at a frequency of 1 MHz on each erythrocyte sample induced edema in 30 ng / ml gramicidine D in the same manner as in the above example It was.

초음파의 세기가 0 mW/cm2 인 경우를 제외하고, 초음파 투사 후 나머지 모든 세기에서는 적혈구 용적이 줄어들었으며, 초음파의 세기에 따른 적혈구 용적감소의 뚜렷한 차이는 보이지 않았다 (도 4). Ultrasound intensity is 0 mW / cm 2 Except for, erythrocyte volume was decreased in all remaining intensities after ultrasound projection, and there was no significant difference in erythrocyte volume reduction according to the intensity of ultrasound (FIG. 4).

초음파로 인한 적혈구의 용혈현상을 알아보기 위하여, 초음파를 처리한 다음, 3분동안 3000rpm으로 원심분리하고, 수득한 것을 상층액은 버리고 100배로 희석하여 OD 560nm에서 측정하였다. 각 샘플의 용해 정도를 결정하기 위하여 표준용혈곡선과 비교해 보면, 용혈현상이 나타나지는 않았다. In order to determine the hemolysis of erythrocytes due to the ultrasound, ultrasonic treatment was performed, followed by centrifugation at 3000 rpm for 3 minutes, and the obtained supernatant was discarded and diluted 100-fold and measured at OD 560 nm. Hemolysis was not observed when compared with the standard hemolysis curve to determine the degree of dissolution of each sample.

그래미시딘 D로 부종이 유도된 적혈구에 초음파처리를 하였을 경우에는 세포에 치명적인 손상없이 부종이 감소하는 것을 알 수 있다. When erythrocytes induced edema with gramicidin D were sonicated, edema was reduced without damaging the cells.

1-3: 적혈구의 1-3: red blood cells 아쿠아포린Aquaporin (( aquaporinsaquaporins ) 활성 억제) Activity inhibition

적혈구는 타입 1의 아쿠아포린을 발현하는 것으로 알려져 있다. 수분의 이동통로 역할을 하는 아쿠아포린이 부종에 어떤 기능하는지 조사하기 위하여, 아쿠아포린의 활성을 억제하는 염화수은을 처리하였다. 적혈구 용적의 증가시키는 최적의 농도를 알아보기 위해서, 저장액(0.45% NaCl)에 현탁시킨 적혈구에 0.5~800μM 범위의 염화수은을 처리하고, 1시간 후에 헤마토크릿으로 원심분리하여 용적 증가를 측정하였다. Erythrocytes are known to express type 1 aquaporin. In order to investigate how aquaporin, which acts as a transport channel of water, functions to edema, mercuric chloride was inhibited to inhibit the activity of aquaporin. In order to determine the optimal concentration of erythrocyte volume, the red blood cells suspended in the stock solution (0.45% NaCl) were treated with mercuric chloride in the range of 0.5-800 μM and centrifuged with hematocrit after 1 hour to measure the volume increase.

저장액(0.45% NaCl)의 적혈구는 일반 생리 식염수(0.9% NaCl)에서 보다 약 28%의 용적 증가를 보였고, 염화수은의 농도가 증가함에 따라 적혈구의 용적이 증가함을 나타냈다. 염화수은이 50μM 이상에서는 더 이상 농도 의존적 증가를 보이지 않았으며, 뚜렷한 차이도 없었다. 그러므로, 적혈구 부종을 유도하는 염화수은 농도를 50μM 에서 수행하였다 (도 5). Erythrocytes of the stock solution (0.45% NaCl) showed a volume increase of about 28% than that of normal physiological saline (0.9% NaCl), and the volume of erythrocytes increased with increasing mercuric chloride concentration. Mercury chloride no longer showed a concentration-dependent increase above 50 μM, with no significant difference. Therefore, mercuric chloride concentrations that induce red blood edema were performed at 50 μM (FIG. 5).

1-4: 초음파에 의한 치료 효과1-4: Therapeutic Effect by Ultrasound

상기 실시예와 같은 방법으로 염화수은 50μM 및/또는 그래미시딘 D(30ng/ml)을 처리한 적혈구에 20분 동안, 100mW/cm2 세기의 초음파를 투사하였다. 도 6에서 나타난 바와 같이, 그래미시딘 D만 처리된 것은 대조구와 비교하였을때, 적혈구의 부종을 보였고(헤마토크릿 52.7%), 초음파 처리후 부종 감소가 나타났다 (헤마토크릿 50.2%). 비교를 위해 염화수은만 처리된 그룹에서만 약간의 감소를 보였고, 그래미시딘 D로 유도된 적혈구 부종에서 아쿠아포린의 활성이 억제되었을 경우, 초음파 처리는 부종의 감소를 나타내지 못하는 것을 알 수 있다 (도 6). 그러므로 초음파에 의한 적혈구 부종의 감소가 단순한 물리적 작용 뿐만아니라 아쿠아포린을 통해서도 일어남을 보여준다. Ultrasonic waves of 100 mW / cm 2 were projected on erythrocytes treated with 50 μM of mercury chloride and / or gramicidine D (30 ng / ml) for 20 minutes in the same manner as in Example. As shown in FIG. 6, only treated with gramicidine D showed edema of red blood cells (hematocrit 52.7%) and decreased edema after sonication (hematocrit 50.2%) compared to the control. For comparison, a slight decrease was observed only in the group treated only with mercury chloride, and it can be seen that when aquaporin activity was inhibited in the erythrocyte edema induced by gramicidin D, sonication did not show a decrease in edema (Fig. 6). Therefore, the reduction of red blood cell edema by ultrasound shows not only a simple physical action but also through aquaporin.

실시예 2. 동물모델을 통한 부종 감소 효과 Example 2 Edema Reduction Effect Through Animal Model

2-1: 부종이 유도된 동물 모델2-1: Animal Model Induced by Edema

부종유도 모델을 수립하기 위하여, 수컷 Sprague-Dawley 렛트(270~300g)의 복강 내에 펜토탈(40mg/kg)을 주입하여 마취시켰다. 마취 후 렛트 머리의 중앙을 절개한 후 두개골 표면이 외부에 드러나게 하였다. 충격을 주는 조건을 잡기 위해 50g추를 이용하여 높이 40cm, 60cm, 70cm 및 80cm에서 각각 3마리의 렛트를 이용하여 두개골의 bregma와 lambda 사이에 낙하시켰다. 낙하시킨 결과 40cm와 60cm 에서는 부종의 발생 정도가 미약했고, 70cm에서 부종 형성 정도가 높았으며, 80cm 이상의 높이에서는 충격을 받은 후 렛트가 바로 죽었다. 부종이 유도된 동물 모델은 50g 추로, 70cm에서 충격을 주었다. 부종이 형성된 렛트는 치과용 드릴(206-103L, Saeshin)을 이용하여 sagittal suture을 기준으로 좌우 양쪽에 지름 5mm의 개두술을 시행하였다. To establish an edema model, anesthesia was injected by injecting pentotal (40 mg / kg) into the abdominal cavity of a male Sprague-Dawley rat (270-300 g). After anesthesia, the center of the let's head was dissected and the skull surface exposed to the outside. To catch the impact conditions, 50 g weights were used to drop between the bregma and lambda of the skull using three rats at 40 cm, 60 cm, 70 cm and 80 cm in height, respectively. As a result of dropping, the incidence of edema was weak at 40cm and 60cm, the formation of edema was high at 70cm, and the rat died immediately after being shocked at a height of 80cm or higher. The edema-induced animal model was shocked at 70 cm with a weight of 50 g. The edema was formed using a dental drill (206-103L, Saeshin), and a craniotomy with a diameter of 5 mm was performed on the left and right sides of the sagittal suture.

2-2: 초음파에 의한 부종 치료 효과2-2: Effect of Ultrasound Edema Treatment

충격을 가한 후 0시간, 6시간 10시간, 24시간에서 수분 함량을 측정한 결과 충격 후 6시간에서 가장 높았으며, 시간이 지남에 따라 탈수가 일어남으로 인해 수분 함량은 점점 감소하게 되었다 (도 7). 초음파 처리 시간은 6시간 이전으로 제한하고, KCl (25%, 1ml)을 혈관 내에 주입하여 사망시킨 다음, 대뇌를 분리한 후 수분 함량을 측정하기 위하여, 중량을 측정한 후, 건조오븐에서 100℃로 30시간 동안 건조한 다음, 건조중량을 측정하였다. 수분 함량의 백분률은 %H2O = [(wet weight - dry weight)/wet weight]X 100 공식에 의해 계산하였다. The moisture content was measured at 0 hours, 6 hours 10 hours, and 24 hours after the impact, which was the highest at 6 hours after the impact, and the water content gradually decreased as dehydration occurred over time (FIG. 7). ). The sonication time was limited to 6 hours before, injected KCl (25%, 1ml) into the blood vessel and died, and then weighed and weighed, and then dried at 100 ° C. in a dry oven to determine the water content after separating the cerebrum. After drying for 30 hours, the dry weight was measured. The percentage of moisture content was calculated by the formula% H 2 O = [(wet weight-dry weight) / wet weight] X 100.

충격를 가한 후 렛트의 두개골 좌우에 직경 5mm의 개두술을 시행 하였다. 0시간, 2시간 및 5시간에서 100mW/cm2의 세기로 5분간 뇌의 좌우 측 모두에 초음파를 처리한 다음, 모든 렛트는 충격 후 6시간 후에 희생시켰다. 충격 후 6시간에서 초음파를 처리 하지 않은 그룹을 대조군으로 하여 통계 처리한 결과, 초음파를 충격 후 0시간에서 처리하였을 때 가장 낮은 수분 함량값을 보였으며 시간이 지날수록 수분 함량값이 증가함을 나타내었다 (도 8). After the impact, craniotomy with a diameter of 5 mm was performed on the left and right sides of the rat's skull. Ultrasound was applied to both the left and right sides of the brain for 5 minutes at an intensity of 100 mW / cm 2 at 0, 2 and 5 hours, and then all rats were sacrificed 6 hours after the impact. Statistical analysis was performed with the group that was not treated with ultrasound at 6 hours after the impact, and showed the lowest water content when the ultrasound was treated at 0 hours after the impact, and the water content increased with time. (Figure 8).

혈뇌장벽(Blood Brain Barrier)의 손상정도를 알아보기 위하여, 2%(4ml/kg)의 에반스 블루(Evans blue) 용액을 충격 후 5시간에 대퇴부 정맥에 주사한 다음, 대뇌를 추출하여 ELISA로 610nm에서 흡광도를 조사하였다. 정상적인 렛트에서는 혈뇌장벽의 파괴가 전혀 나타나지 않았으며, 초음파를 처리하지 않은 sham control 그룹에서 가장 높은 수치를 나타냈다. 초음파를 처리한 결과, 충격 후 0시간에서 혈뇌장벽의 손상정도가 낮음을 알 수 있었고 시간이 지남에 따라 혈뇌장벽의 회복정도가 떨어진다는 것을 확인하였다 (도 9). To determine the damage of the Blood Brain Barrier, 2% (4ml / kg) Evans blue solution was injected into the femoral vein 5 hours after the impact, and then the brain was extracted and 610nm with ELISA. The absorbance was investigated at. In normal rats, there was no destruction of the blood brain barrier, and the highest value was found in the sham control group without ultrasound treatment. As a result of the ultrasonic treatment, the damage of the blood brain barrier was found to be low at 0 hours after the impact, and it was confirmed that the recovery of the blood brain barrier decreased over time (FIG. 9).

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. Having described the specific part of the present invention in detail, it is obvious to those skilled in the art that such a specific description is only a preferred embodiment, thereby not limiting the scope of the present invention. something to do. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부종 치료용 초음파 장치의 전체 사시도이다. 1 is an overall perspective view of the ultrasound device for treating edema according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부종 치료용 초음파 장치의 구성을 나타낸 흐름도이다. 2 is a flow chart showing the configuration of the ultrasound device for treating edema according to an embodiment of the present invention.

도 3은 그래미시딘 D로 처리한 적혈구의 시간에 따른 부종의 정도를 나타낸 것이다. Figure 3 shows the degree of edema with time of red blood cells treated with gramicidine D.

도 4는 30ng/ml의 그래미시딘 D을 처리하여 부종을 유도시킨 적혈구에 서로다른 세기의 초음파를 처리하였을 때 부종 변화를 나타낸 것이다. Figure 4 shows the change in edema when treated with different intensities of erythrocytes induced edema by treatment with 30ng / ml gramicidin D.

도 5는 적혈구에 염화수은의 농도에 따른 부종의 정도를 일반 생리식염수와 저장액에서 비교하여 나타낸 것이다. Figure 5 shows the degree of edema according to the concentration of mercury chloride in erythrocytes compared with normal saline and stock solution.

도 6은 염화수은에 의해 아쿠아포린의 활성이 억제된 적혈구를 초음파로 처리한 결과를 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing the results of ultrasonic treatment of erythrocytes in which aquaporin activity was inhibited by mercury chloride.

도 7은 동물모델에서 뇌에 충격을 가한 후 경과 시간에 따른 대뇌의 수분 함량 변화를 나타낸 그래프이다. Figure 7 is a graph showing the change in the water content of the cerebrum over time after the impact on the brain in the animal model.

도 8은 뇌 부종 동물모델에서 초음파 처리 후 대뇌의 수분 함량 변화를 나타낸 그래프이다. 8 is a graph showing the change in the water content of the cerebrum after sonication in a brain edema animal model.

도 9는 초음파 처리 후 동물모델의 혈뇌장벽의 손상 정도를 측정한 결과를 나타낸 것이다. Figure 9 shows the results of measuring the degree of damage to the blood brain barrier in the animal model after ultrasound treatment.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉 <Explanation of symbols for main parts of drawing>

330: 초음파 발생기         300: 메인 콘트롤부 330: ultrasonic generator: 300: main control unit

331: 발진기                332: 분주기 331: Oscillator # 332: Divider

333: 파형 결정부           334: 출력 증폭주 333: Waveform determination unit 334: Output amplification column

335: 출력매칭 전환부       340: 초음파 진동자 335: output matching switching unit 340: ultrasonic oscillator

400: 프로브                110: 전원공급 레벨 조절기 400: probe # 110: power supply level regulator

120: 타임 설정부           140: 초음파 발진 제어부 120: time setting unit # 140: ultrasonic oscillation control unit

Claims (6)

뇌부종 치료용 초음파 장치에 있어서,In the ultrasound device for treating brain edema, (a) 0.5~3㎒의 주파수, 20~400㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 발생시키도록 하는 초음파 발진 제어부(130)를 포함하는 메인 콘트롤부(300); (a) a main control unit 300 including an ultrasonic oscillation control unit 130 for generating ultrasonic waves having a frequency of 0.5 to 3 MHz and an intensity of 20 to 400 Hz / cm 2; (b) 상기 메인 콘트롤부의 조종상태에 따라 초음파를 발생시키는 초음파 발생기(330); (b) an ultrasonic generator (330) for generating ultrasonic waves according to the steering state of the main control unit; (c) 상기 초음파 발생기로부터 입력받은 초음파에 따라 진동하는 초음파 진동자(340); 및 (c) an ultrasonic vibrator 340 vibrating according to the ultrasonic waves received from the ultrasonic generator; And (d) 상기 초음파 진동자에 접촉한 상태로 상기 초음파 진동자로부터 발생되는 초음파 진동을 치료하고자 하는 부위에 직접 전달하는 프로브(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌부종 치료용 초음파 장치.(d) an ultrasound apparatus for treating brain edema, comprising a probe 400 directly transmitting the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator in a state of being in contact with the ultrasonic vibrator. 제1항에 있어서, 상기 초음파는 계속 모드(continuous mode) 또는 펄스 모드(pulsed mode)로 발생되는 것을 특징으로 하는 뇌부종 치료용 초음파 장치. The ultrasound apparatus of claim 1, wherein the ultrasound is generated in a continuous mode or a pulsed mode. 제1항에 있어서, 상기 뇌부종은 뇌외상에 의한 뇌부종, 뇌허혈에 의한 뇌부종 및 뇌수종에 의한 뇌부종으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 뇌부종 치료용 초음파 장치.The ultrasound apparatus for treating cerebral edema according to claim 1, wherein the cerebral edema is selected from the group consisting of cerebral edema due to brain trauma, cerebral edema due to cerebral ischemia and cerebral edema due to hydrocephalus. 뇌부종의 완화 또는 치료방법에 있어서,In the method of alleviating or treating brain edema, 0.5~3㎒의 주파수, 20~400㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 인간을 제외한 포유동물의 뇌부종 부위에 적용시키는 것을 특징으로 하는 뇌부종의 완화 또는 치료방법.A method of alleviating or treating cerebral edema, characterized by applying an ultrasound having a frequency of 0.5 to 3 MHz and an intensity of 20 to 400 Hz / cm 2 to a cerebral edema site of a mammal except a human. 제4항에 있어서, 제1항의 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 뇌부종의 완화 또는 치료방법.The method of alleviating or treating cerebral edema according to claim 4, wherein the device of claim 1 is used. 제4항에 있어서, 상기 뇌부종은 뇌외상에 의한 뇌부종, 뇌허혈에 의한 뇌부종 및 뇌수종에 의한 뇌부종으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 뇌부종의 완화 또는 치료방법.The method of claim 4, wherein the cerebral edema is selected from the group consisting of cerebral edema due to brain trauma, cerebral edema due to cerebral ischemia, and cerebral edema due to hydrocephalus.
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