KR101067564B1 - 조직 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

조직 처리 시스템은 조직 처리장치를 형성하도록 평행으로 배열된 일련의 칼날을 포함한다. 상기 칼날은 250~1000 ㎛ 범위 내로 각 칼날 사이의 공간을 형성하도록 조정될 수 있다. 박편기는 상기 처리장치에 의해 처리되는 공여 조직을 제거하도록 포함된다. 상기 처리장치는 피이식 부위로 이식하는 조직의 균일한 미소 이식을 만들어내기 위하여 90도로 회전가능하다. 추출장치는 조직이 적절한 크기로 절단된 후 상기 처리장치로부터 조직 입자를 제거하도록 포함된다. 절단 블록은 상기 공여 조직 단편의 균일한 두께를 확보하도록 제공될 수 있다.

조직 추출장치, 공여부위, 박편기, 피부 이식

Description

조직 처리 시스템{Tissue processing system}

본 발명은 피부 조직 처리 시스템에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 피이식 부위에 이식의 목적을 위해 작은 입자(particle)로 피부 조직을 처리하고 추출하는 시스템에 관한 것이다.

일반적인 피부 이식은 화상부위와 같은 상처부위를 피복하기 위하여 공여 부위(donor site)로부터 피부 조직의 박편(thin slice)을 취함으로써 이루어진다. 어떠한 경우에는, 상기 피부 조직의 박편은 그 크기를 확장하도록 망상으로 되어져서 망상이식(meshed graft)을 생성해낸다. 상기 공여 부위로부터의 상기 조직을 회수하는데 사용되는 일반적인 디바이스는 공여 부위로부터 피부 상피층의 박편을 제거하는 피부절제기(dermatome)를 포함한다. 상기 박편은 이후 상기 박편이 직조형(weave-like) 형상으로 되는, 피부 조직 시트(the sheet of skin tissue)를 확장시키고 생성시키는 일반적인 기술을 이용하여 망상으로 된다. 상기 공여 부위로부터의 피부확장의 목적은 상기 공여 부위에 의해 피복될 수 있는 피이식 부위의 면적을 증가시키기 위한 것이다. 현재 가능한 가장 바람직한 확장비는 6:1이다. 즉, 가장 이상적인 조건하에서, 공여 부위로부터 추출된 피부는 상기 공여 부위보다 6배 크게 확장시켜 피이식 부위를 피복할 수 있다.

일반적인 망상이식 기술은 상기 공여 부위에서 수율 90%의 생존력을 보여주고 있다. 다소 낮은 생존률은 대부분 시트 이식(sheet graft)에서 유체 침적으로 인한, 비망상 시트 이식(non-meshed sheet graft)으로 일어난다. 이식실패로 이르게 되는 인자는 순환결핍(poor circulation), 상처부위 불결, 이식 드레싱으로 인한 환자의 불편(patient interference with the graft dressing), 비대화 및 흡연을 포함한다. 게다가, 적어도 약 10%의 경우에서는, 상기 공여 부위에서의 감염이 일어난다. 비록 이러한 공여 부위 감염은 상처부위에서의 이식실패와 연관될 것 같지는 않지만, 환자 및 보호자에게는 여전히 문제가 되고 있다.

상술한 바와 같이, 일반적인 망상 기술로 가장 좋은 6:1의 확장비를 얻을 수 있다. 예를 들면, 1 ㎠의 공여 부위는 6 ㎠의 상처 부위를 피복할 수 있다. 9:1 및 12:1의 더 큰 비율이 망상 기술 이용으로 가능할 수 있지만, 이와 같은 비율로 상피화하는데 상당한 지연이 또한 생긴다.

공여체 조직이 10:1 확장비율보다 더 크게 되도록 하기 위하여 사실상 잘게 절단되는 미소 이식 기술(micro grafting techniques)은 종래 기술로서 알려져 있다. 이러한 기술로 작은 공여 부위로부터 큰 피복면적을 얻을 수 있다. 그러나, 일반적인 기술로는 부담이 될 수 있고, 종종 세포의 생존력이 상처 부위에 적용되는 경우 때때로 세포의 생존이 50% 미만으로까지 하락된다. 게다가, 일반적인 기술은 250 ㎛, 500 ㎛ 및 1000 ㎛ 범위 내의 생존 세포를 생성하는데 다소 부적합하여 왔다.

따라서 본 발명의 목적은 피이식 부위에 이식 시 250~1000 ㎛ 크기로 처리된 조직 대부분이 생존하도록 250~1000 ㎛ 크기의 공여 부위로부터의 조직 표본을 처리 및 획득하는 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 부가적인 목적은 종래의 망상이식 절차와 비교하여 상기 공여 부위의 현저한 크기 감소; 종래의 망상이식 절차와 비교하여 상기 이식 부위의 상처발생 최소화; 상기 이식 부위 내 조직 적응성 개선; 현재 방법과 비교하여 이식 부위의 미관 개선; 및 이식조직 "포집(take)" 개선을 포함한다.

상술한 목적에 따라, 본 발명은 일반적으로 공여 부위로부터 조직을 획득하기 위한 장치, 250~1000 ㎛ 크기범위의 입자로 상기 조직을 처리하는 조직 처리장치 및 요구되는 크기범위로 처리되어진 후 처리된 세포를 방출하는 수단이 포함되어 이루어진다.

본 발명은 공여 부위로부터 조직 표본을 제거하는 조직 박편기(tissue slicer)를 포함한다. 일반적인 공여 부위는 부분층 식피(STSG; split-thickness skin graft)와 같은 것일 수 있다. 상기 조직 박편기는 단일 유닛으로 조직 처리장치에 합체되거나 또는, 대안적으로, 종래의 피부절제기와 같이 분리 유닛일 수 있다. 조직 처리장치는 상호 평행 배열된 일련의 예리한 칼날(sharpened blade)로 구성되고, 부분층 식피(STSG)에 각 궤적이 일차 궤적에 90도의 각을 이루는 두 개의 궤적을 이끌어 낸다. 바꾸어 말하면, 다수 세트의 처리장치가 상기 조직이 사용에 의해서 한 단계로 처리되어지도록 단일 조직 처리장치에서 상호 수직으로 배열되고, 여기서 상기 조직은 하나의 궤적에서 적절한 크기로 절단된다. 굴곡 절단면은 또한 균일한 압력이 상기 부분층 식피(STSG)의 표면을 가로질러 가해져서 균일한 조직 입자가 생성되는 것을 보장하기 위하여 제공될 수 있다.

본 발명은 또한 상기 조직 처리장치로 처리된 후 상기 조직 표본을 제거하는 조직 추출장치를 포함한다. 처리된 상기 조직의 크기 범위는 상기 처리된 조직이 평행배열된 칼날 사이와 같은, 상기 처리장치의 범위 내에서 감금되는 결과를 가져올 수 있다. 상기 추출장치는 상기 칼날의 절단면 아래 배치되고 상기 칼날 사이에 산재된 일련의 와이어로 구성된다. 상기 와이어는 그 원심 말단에서 손잡이까지 연장되고 그 기조부 말단에 힌지된다. 처리 후에, 상기 와이어는 상기 손잡이에 의해 교대로 상기 처리된 조직을 붙잡는 상기 칼날 사이로부터 뽑혀질 수 있다. 상기 처리된 조직은 이후 상기 추출장치의 세척 혹은 상기 추출장치의 세정 같이 용이한 제거로서 상기 추출장치로부터 포획된다.

상술한 바에 본 발명의 더욱 타당한 목적의 일부가 묘사되었다. 이 목적은 본 발명의 더욱 두드러진 특징 및 응용의 단지 실례가 되는 일부로 해석해야만 한다. 다수의 다른 유익한 결과가 개시된 본 발명을 다른 방법으로 응용하거나 혹은 차후 기술될 바와 같이 본 발명을 개량함으로써 얻어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 충분한 이해 및 다른 목적이 바람직한 실시예를 포함하는 본 발명의 차후의 상세한 설명을 참조함으로써 얻어질 수 있다.

본 발명의 장점 및 본 형상과 다른 형상이 본 발명을 한정하지 않고 묘사되는 일정한 바람직한 실시예의 도면을 참조하며, 동일한 구성요소에 대해 동일한 참조번호를 참조하여 하기 도시될 것이다.

도 1은 부분층 식피술에 의한 방법을 도시한 조직 박편기의 사시도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 조직 처리 장치 조립체 전반에 걸쳐 도시한 사시도,

도 3은 본 발명의 굴곡 절단면을 갖는 조직 처리장치의 사용을 나타내는 사시도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 조직 추출장치의 사시설명도.

비록 당분야의 통상의 기술 중에서, 특히 본 명세서에 제시된 실례의 견지에서 다수의 변경 실시예를 쉽게 인지하더라도, 본 상세한 설명은 변경 실시예 뿐만 아니라 본 발명의 바람직한 실시예의 전형적인 예이며, 본 발명의 범위는 오직 본 명세서에 묘사되는 청구항에 의해서만 제한된다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 도식적이며 개략적으로 도시된다. 도면 내의 동일 구성요소는 동일 참조 번호로써 나타내며, 모든 유사한 구성요소는 다른 소문자 접미사를 수반하는 동일 참조 번호로써 표시된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 부분층 식피(STSG)와 같은 공여 조직 표본(12)은 피부절제기(14)와 같이, 본 발명에서 단일 유닛 디바이스로 합체될 수 있는 일반적인 조직 박편기를 사용하여 피부조직(10)의 건강한 영역으로부터 벗겨질 수 있거나, 또는 대안적으로, 종래의 피부절제기가 부분층 식피를 얻기 위하여 사용될 수 있고, 본 발명은 상기 공여 조직을 처리하기 위하여 사용된다.

상기 공여 조직이 상기 공여 부위로부터 벗겨진 뒤, 상기 조직은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 조직 처리장치(16)에 의해 처리된다. 다른 실시예에서, 조직 처리장치(16)는 공여 부위(10)에서 상기 공여 조직을 직접 절단한다. 상기 조직 처리장치는 상호 평행 배열된 일련의 예리한 칼날(18)로 구성되고 축(20)을 따라 고정된다. 칼날(18) 사이의 공간 간격(22)은 획득할 상기 조직 표본의 요구되는 크기에 따라 조절될 수 있다. 각 칼날(18) 간의 바람직한 간격(22)은 약 250~1000 ㎛ 범위이다. 가장 바람직한 간격은 약 250 ㎛, 500 ㎛ 또는 1000 ㎛ 중 하나이다. 바람직한 실시예에 있어서, 칼날(18)은 상술된 세가지의 가장 바람직한 간격 중 하나로 조절될 수 있다. 바꾸어 말하면, 처리장치(16)의 칼날(18) 사이의 간격(22)은 상술된 세가지의 가장 바람직한 간격 중 하나로 고정된다. 다른 변경 실시예에서도, 간격(22)은 250~1000 ㎛의 바람직한 간격 내 어떠한 치수로도 조절가능할 수 있다. 칼날(18) 사이의 간격(22)은 균일한 조직 입자가 250 ㎛²에서 1000 ㎛²의 이상적인 범위에서 생성되도록 한다. 상기 바람직한 범위 내 조직 입자는 가장 큰 생존율을 유지하면서 가장 높은 팽창률을 보여왔다.

바람직한 실시예에서, 두 세트의 절단부가 공여 조직(12) 내에 만들어진다. 일차 절단부는 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 처리장치가 조직(12)을 가압할 때 공여 조직(12)을 통하여 일차의 일련의 평행 절단부(24)를 형성한다. 이차 절단부는 도 2b에 도시된 바와 같이, 일차 절단부(24)에 수직 배열된 이차의 일련의 평행 절단부(26)를 형성한다. 사용상에 있어서, 일차 절단부(24)는 사용자에 의해 제작되고, 계속해서 처리장치(16)를 일차 절단부(24)로부터 약 90도의 각으로 전환하여 이차 절단부(26)를 제작한다. 바꾸어 말하면, 처리장치(16)는 상기 처리장치의 일차 궤적이 공여 조직(12)을 가로지르는 동안 상기 일차 절단부를 자동으로 제작할 수 있고, 처리장치(16)는 조직(12) 표면을 가로지르는 처리장치(16)의 이차 궤적 이전에 90도로 자동적으로 회전된다. 공지기술로서 알려진 전기 모터(미도시)가 처리장치(16)의 자동 회전에 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 스위치(또한 미도시)가 상기 모터에 장착될 수 있으며, 상기 스위치에 의해 처리장치(16)가 방향전환을 하게 된다. 처리장치(16)의 각 방향전환은 하우징 내 처리장치(16)를 회전하기 위해서 상기 스위치가 상기 모터를 작동하도록 한다. 좌측에서 우측으로와 같은 상기 처리장치의 후속의 방향전환은 상기 스위치에 의하여, 처리장치(16)가 그 현존위치로부터 90도로 회전하게 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 볼록 형상을 갖는 절단 블럭(31; cutting block)은 공여 조직(12)이 앞의 도 1에 도시된 바와 같이 피부절제기(14)로 처리될 수 있는 만큼, 처리 이전에 제거될 때 절단면으로써 사용될 수 있다. 상기 절단 블럭은 상기 처리된 조직 입자가 균일 깊이가 되도록 보장하기 위하여 처리장치(16)에 의한 균일한 압력 분포가 공여 조직(12)의 표면을 가로지르도록 한다. 이러한 균일성은 공여 조직(12)이 이식된 후에 이식 부위의 미관이 개선되었음을 보여준다. 사용상에 있어서, 처리장치(16)는 블럭(31)에 의해 지지되는 공여 조직(12)을 가로질러 움직여, 칼날(18)의 일부만이 공여 조직(12)과 접촉을 이룬다. 처리장치(16)는 공여 조직(12)을 가로질러 움직여 절단압의 동일한 분포가 공여 조직(12) 표면을 가로질러 가해지게 한다.

이제 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 조직 처리장치(16)에 의해 적절한 크기로 처리된 후 처리된 조직(12)을 제거하기 위한 조직 추출장치(30)가 도시되어 있다. 조직 추출장치(30)는 처리된 조직(12)이 처리장치(16)의 칼날(18)로 부터 용이하게 제거되도록 한다. 일반적인 응용에 있어서, 작은 크기의 처리된 조직(12)은 상기 처리장치의 칼날(18) 사이에 감금되어질 수 있으며, 상기 공여 부위에서 차후 배치를 정정하는데 어려움을 야기한다. 조직 추출장치(30)는 평행 배열되고 손잡이(36)의 원심 말단(34)에 고정된 일련의 스트랜드(32; strand)로 구성된다. 스트랜드(32)의 기조부 말단(38)은 상기 처리장치에 고정되어질 수 있어서 추출장치(30)는 칼날(18)을 거쳐 뽑혀지며, 스트랜드(32)의 기조부 말단(38)은 처리장치(16)에 고정되어 유지된다. 스트랜드(32)는 각 개개의 스트랜드(32)가 각 칼날(18) 사이의 간격을 매우게 정렬되고, 공여 조직(12)에 상기 처리장치 사용시 칼날(18)의 절단면 하부에 위치된다. 조직(12)의 처리 후에, 추출장치(30)는 그 손잡이(36)로부터 상부방향으로 뽑혀진다. 이러한 처리에 있어서, 처리된 조직(12)은 추출장치(30)의 스트랜드(32)에 의해 포획되고, 칼날(18)로부터 처리된 조직(12)을 떼어내기 위한 차벽(screen)을 형성한다. 처리된 조직(12)은 이식 부위에 배치하기 위하여 추출장치(30)로부터 세척되거나 세정되거나 혹은 다른 방법으로 제거될 수 있다.

상술한 설명은 다수의 특징을 내포하는 반면, 이것은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석하기 보다는 하나의 예 또는 다른 바람직한 실시예로서 인식되어야 한다. 당분야의 기술로써 명백한 많은 다른 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 실시예에 의해서가 아닌 첨부된 청구항 및 이에 상응하는 것의 범위에 의해서 결정되어야 한다.

Claims (20)

1. 이식용 입자 크기로 조직을 처리하는 처리장치; 및

   상기 처리장치로부터 처리된 조직을 추출하는 조직 추출장치, - 여기서, 상기 조직 추출장치는 상기 처리장치에 연결되어 있음.-;

   를 포함하는 조직 처리 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   공여 부위로부터 조직 표본을 제거하는 박편기를 더 포함하는 조직 처리 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 처리장치는 평행 배열된 다수의 칼날이 더 포함되어 이루어지는 조직 처리 시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 칼날은 상기 칼날 사이의 공간 간격을 형성하기 위하여 조정가능하게 고정되는 조직 처리 시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 공간 간격은 약 250 ㎛, 약 500 ㎛ 및 1000 ㎛의 세트로부터 선택가능한 조직 처리 시스템.
6. 제4항에 있어서,

   상기 공간 간격은 약 250 ㎛에서 약 1000 ㎛까지의 범위 내에서 조정가능한 조직 처리 시스템.
7. 제3항에 있어서,

   상기 칼날은 상기 칼날 사이의 공간 간격을 형성하기 위하여 고정식으로 배치되는 조직 처리 시스템.
8. 제7항에 있어서,

   상기 공간 간격은 약 250 ㎛인 조직 처리 시스템.
9. 제7항에 있어서,

   상기 공간 간격은 약 500 ㎛인 조직 처리 시스템.
10. 제7항에 있어서,

    상기 공간 간격은 약 1000 ㎛인 조직 처리 시스템.
11. 제3항에 있어서,

    상기 조직 추출장치는 상기 칼날 사이에 배치된 다수의 스트랜드(strand)로 구성되는 조직 처리 시스템.
12. 제11항에 있어서,

    상기 스트랜드는 상기 처리장치의 기조부 말단에 고정되는 조직 처리 시스템.
13. 제11항에 있어서,

    상기 스트랜드는 상기 스트랜드를 상기 처리장치에서 상승시키기 위한 손잡이를 형성하도록 적어도 한쪽 말단에 고정되는 조직 처리 시스템.
14. 제1항에 있어서,

    상기 처리장치에 의해 처리되는 동안 상기 조직을 지지하기 위한 절단 블럭을 더 포함하는 조직 처리 시스템.
15. 하우징 내 고정되고 평행 배열된 다수의 칼날을 포함하는 처리장치;

    상기 처리장치에 연결된 조직 추출장치; 및

    상기 하우징 내에서 상기 칼날을 회전시키는 수단;

    을 포함하는 조직 처리 시스템.
16. 제15항에 있어서,

    상기 칼날을 회전시키는 수단은 전기 모터로 구성되는 조직 처리 시스템.
17. 제16항에 있어서,

    상기 모터를 동작시키는 스위치를 더 포함하는 조직 처리 시스템.
18. 제15항에 있어서,

    상기 칼날을 회전시키는 상기 수단은 상기 칼날을 90도로 회전시키는 조직 처리 시스템.
19. 제17항에 있어서,

    상기 스위치에 의해 상기 처리장치의 방향이 전환되고, 이에 의해 작동되는 조직 처리 시스템.
20. 삭제

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