KR101208731B1 - 주름형태의 기낭을 갖는 기관내관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마취학 또는 응급의학에서 환자의 기도 확보와 인공 환기를 목적으로 사용되는 기관내관에 관한 것으로서, 주름형태의 기낭을 갖는 것을 특징으로 하는 기관내관에 관한 것이다. 본 발명의 기관내관에서의 기낭은 팽창된 경우에 외측면에 물결모양의 주름 형태 구조를 갖도록 구성되어 있으므로, 기관내관과 기관내벽 사이를 밀폐하여 인두 부위의 내용물이 기관 내로 유입되는 것을 방지하고, 양압환기동안 가스가 누출되는 것을 방지하는 본래의 기능을 유지하면서, 기낭과 기관점막의 접촉면을 최소화하여 기관내관 사용 후의 허혈성 손상 및 인후통과 같은 합병증 발생을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

주름형태의 기낭을 갖는 기관내관{Endotracheal Tube Comprising Corrugated Cuff}

본 발명은 마취학 또는 응급의학에서 환자의 기도확보와 인공환기를 목적으로 사용되는 기관내관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주름형태의 기낭을 갖는 기관내관에 관한 것이다.

일반적으로 기관내관(endotracheal tube)은 환자에게 산소 및 마취제를 직접 전달하기 위한 공기 통로로서 사용되는 원통형 튜브로 구성된다. 원통형 튜브는 기관내로 삽입되도록 구성된 개방된 말단부와, 가스 공급원에 연결되도록 구성된 반대쪽의 개방된 기저단부를 구비한다. 통상적으로, 기관내관은 기관의 내측벽과 밀봉부를 형성하기 위해, 원통형 튜브의 외측부에 팽창가능하도록 설계된 기낭(cuff)을 갖는다. 기낭은 기관을 폐색시키는 기능을 하며, 이물질이 기관 및 폐안으로 흡입되는 것을 차단한다. 특히, 음식물, 외부 생물체 또는 소화시스템의 내용물이 폐로 들어가는 것을 막는다. 기관내관은 주로 수술에 사용되나, 응급실이나 응급한 사고 현장에서도 종종 사용된다. 일반 마취를 필요로 하는 수술에서, 환자는 약물 또는 가스를 포함하는 마취제의 투여에 의해 무의식 상태가 된다. 또한, 환자가 기관내관의 삽입에 반응하여 구역질을 하는 것을 최소화하기 위해, 환자에게 근육 이완제나 마비제가 공급된다. 후두경을 사용하여 혀를 측방향으로 밀고, 삽관 시술자가 후두경 핸들에 대해 상승력을 가하여 구강 및 기도의 해부학적 구조를 가시적으로 볼 수 있게 한다. 기관내관의 특정 표적 영역은 후두이며, 이는 성대와 기관 입구 사이의 개구부이다. 기관내관의 말단부는 후두내로 삽입되고, 팽창가능한 기낭(풍선)은 공기로 충진되어 기낭벽과 기관의 내측벽 사이에 기밀 밀봉부를 형성한다. 이러한 기밀 밀봉부는 양(positive)의 압력을 가지는 산소 및 마취 가스를 선단부와 풍선 아래의 기도로 직접 공급할 수 있게 한다.

기관내관의 기낭은 구강이나 후두 내용물의 흡인을 방지하고 양압 환기 시 환기 가스의 누출을 방지하는 중요한 역할을 한다. 그러나 과도하게 높거나 낮은 압력으로 팽창된 기낭은 그 자체로 여러 합병증을 유발할 수 있다. 즉, 과도하게 팽창된 기낭은 기관 점막내의 모세혈관의 관류를 감소 또는 차단하게 되어 허혈성 손상을 유발하게 되고, 인후통, 기관점막의 괴사, 기관 협착 등을 유발하며, 심한 경우에는 기관 파열의 치명적인 결과를 유발할 수도 있다. 반면, 기낭의 압력이 낮은 경우 가스 누출, 폐 흡인이 유발될 가능성이 높다. 따라서, 기낭이 적절한 압력으로 팽창되는 것이 중요하다. 기낭의 모양 및 압력에 따라 기관내관을 사용한 시술후에 인후통(sore throat)등이 합병증으로써 발생할 수 있으며, 이를 최소화하려는 다양한 연구들이 계속되고 있다(대한중환자의학회지 v12(1): 43-48, 대한마취과학회 33(5):.864-868, 대한마취과학회 56:513-518). 현재까지, 다양한 형태와 기능을 갖는 기낭이 연구 개발되고 있으나, 기낭과 관련된 합병증을 완전히 제거하지는 못하고 있다. 따라서 기낭의 기능을 적절히 유지하면서, 특정 합병증을 감소시킬 수 있는 기낭의 개발이 필요하다.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.

본 발명자들은 기관내관(endotracheal tube)과 기관내벽 사이를 밀폐시킴으로써 인두 부위의 내용물이 기관 내로 유입되는 것을 방지하고, 양압 환기시에 가스가 누출되는 것을 방지하는 기낭(cuff)의 본래의 기능을 유지하면서, 기낭과 기관점막의 접촉면을 최소화하여 기관내관 사용 후의 허혈성 손상이나 인후통과 같은 합병증 발생을 감소시킬 수 있는 기낭 구조를 개발하기 위해 노력하였다. 그 결과, 팽창된 기낭의 구조가 주름 형태를 갖도록 하면, 기관 점막과의 접촉면을 최소화하면서도 기낭의 본래 기능을 유지할 수 있다는 것을 실험적으로 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 물결모양으로 주름진 형태의 기낭 구조를 포함하는 기관내관을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 목적 및 장점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구의 범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 기관으로의 삽관을 위한 기관내관(endotracheal tube)으로서, 기관내로 삽입되는 말단부 및 이 말단부 반대쪽의 기저단부를 구비한 중공 관형 본체; 상기 중공 관형 본체 말단부에 인접하여 중공 관형 본체의 외측 표면상에 장착되는 팽창가능한 기낭(cuff); 및 상기 기낭에 연결되어 기낭 팽창을 위한 공기를 도입하는 도관을 포함하고, 상기 기낭은 팽창되면 외측면에 주름부가 형성되는 것을 특징으로 하는 기관내관을 제공한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 팽창된 기낭 외측면의 주름부는 고랑부 및 이랑부로 이루어진다.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 의하면, 상기 팽창된 기낭 외측면은 고랑부 및 이랑부로 이루어져, 물결모양으로 주름진 주름부를 형성한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 의하면, 상기 고랑부는 팽창시 저신장성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 이랑부는 팽창시 고신장성을 갖는 재질로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 의하면, 상기 도관의 기낭 반대쪽 말단에 파일롯 풍선 및 팽창 밸브가 연결된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 의하면, 상기 도관의 일부는 중공의 관형 본체의 외측 표면에 함입되어 있다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 기관내관의 구성을 보여주며, 도 5는 본 발명의 주름 형태의 기낭 구조를 갖는 기관내관의 일 구현예를 보여준다.

본 발명의 기관내관은 기관내로 삽입되는 말단부(10) 및 이 말단부 반대쪽의 기저단부(20)를 구비하는 중공의 관형 본체(30)를 포함한다. 상기 중공의 관형 본체(30)를 통해 환자의 기도가 확보되고, 인공 환기가 가능해진다.

상기 중공의 관형 본체(30)의 말단부(10)에 인접하여 중공의 관형 본체의 외측 표면상에 팽창가능한 기낭(40, cuff)이 구비된다. 또한, 상기 기낭(40)을 팽창시키기 위한 기체를 도입하기 위한 도관(50)이 상기 기낭에 연결된다.

상기 기낭(40)에 기체, 예를 들어 공기가 도관을 통해 주입되면, 기낭(40)이 팽창하게 되고, 기관(airway) 점막 내벽과 밀착되어 기관의 내부를 외부물질 유입으로부터 차단하게 된다. 도 6에 기관내관의 실제 적용 예를 나타낸다.

본 발명의 팽창가능한 기낭(40)은 팽창가능한 재질이라면 특정의 재질로 한정되지 않으나, 바람직하게는 고분자 물질, 보다 바람직하게는 인체에 무해한 의료용 폴리머 재질을 사용할 수 있다. 이러한 폴리머로서는 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PETP), 저밀도폴리에틸렌(low-density polyethylene, LDPE), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 폴리에스테르(polyester), 또는 폴리아미드(polyamide)를 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

본 발명에서 기낭(40)은 팽창가능하며 팽창되면 외측면에 주름부가 형성되는 것에 특징이 있다. 본 발명의 기낭은 도 3에 나타난 고용량 저압력(high volume and low pressure)을 갖는 종래의 기낭 구조를 보다 개량한 구조이다. 도 4는 본 발명의 물결모양으로 주름진 기낭 외측면의 주름부의 구조를 보여준다. 본 발명의 기낭 구조는 고용량 저압력의 구조와 비교하여 기관 점막과의 접촉면적을 감소시킴으로써 허혈성 손상의 발생 위험을 현저히 줄일 수 있다.

본 발명에서 기낭의 외측면의 주름부는 고랑부(80) 및 이랑부(90)로 이루어져, 물결모양으로 주름진(corrugated) 주름부를 형성한다.

도 5는 주름진 기낭 외측면의 주름부를 갖는 본 발명의 기관내관의 일 구현예를 보여준다.

본 발명의 바람직한 구현예에서 상기 고랑부(80)는 팽창시 저신장성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 이랑부(90)는 팽창시 고신장성을 갖는 재질로 이루어진다. 상기 팽창시 저신장성을 갖는 재질은 기낭의 팽창 압력을 증가시켰을 때 기낭의 지름이 증가하는 정도가 낮은 재질이고, 상기 팽창시 고신장성을 갖는 재질은 기낭의 팽창 압력을 증가시켰을 때 기낭의 지름이 증가하는 정도가 큰 재질이다.

상기 저신장성 또는 고신장성 재질을 이루는 물질은 상기 기낭을 구성하는 고분자 물질로 구성될 수 있고, 고분자 물질의 신장 특성은 고분자 물질의 물성을 조절하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 의료용 폴리머의 분자량, 가교(cross link) 특성, 가교 정도, 및 곁사슬의 종류 등을 조절하여 신장 특성을 조절할 수 있다.

본 발명은 상기 팽창된 기낭이 주름진 형태를 형성하므로, 기관내벽 점막과의 접촉면을 최소화시킬 수 있고, 동시에 기관내벽 점막과의 밀착성 및 기관내부의 밀봉성도 달성된다. 기관내벽 점막층과의 접촉면이 최소화됨으로써 기관내관을 사용한 시술 후에도 허혈성 손상 또는 인후통과 같은 합병증의 발생을 현저히 감소시킬 수 있다.

상기 기낭(40)에서, 고랑부(80) 및 이랑부(90)의 수는 적합하게 선택할 수 있으며, 바람직하게는, 상기 기낭(40)의 고랑부(80) 및 이랑부(90)의 수는 1 - 20 이고, 보다 바람직하게는 1 - 10 이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 도관의 기낭 반대쪽 말단에 파일롯 풍선(60) 및 팽창 밸브(70)가 연결된다. 파일롯 풍선(60)은 기낭(40)이 기관의 내벽으로부터 저항을 받는 경우에 팽창되고, 팽창 밸브(70)는 상기 파일롯 풍선(60)과 기낭(40)내의 팽창 공기압을 유지하는 역할을 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 도관(50)의 일부는 중공의 관형 본체(30)의 외측 표면에 함입된 형태를 갖는다.

이상에서 상세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 마취학 또는 응급의학에서 환자의 기도 확보와 인공 환기를 목적으로 사용되는 기관내관에 관한 것으로서, 주름형태의 기낭을 갖는 것을 특징으로 하는 기관내관에 관한 것이다. 본 발명의 기관내관에서의 기낭은 팽창된 경우에 외측면에 물결모양의 주름 형태 구조를 갖도록 구성되어 있으므로, 기관내관과 기관내벽 사이를 밀폐하여 인두 부위의 내용물이 기관 내로 유입되는 것을 방지하고, 양압환기동안 가스가 누출되는 것을 방지하는 본래의 기능을 유지하면서, 기낭과 기관점막의 접촉면을 최소화하여 기관내관 사용 후의 허혈성 손상 및 인후통과 같은 합병증 발생을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일반적인 기관내관(endotracheal tube)의 구조를 보여준다.
도 2는 저용량고압력(Low-volume High-pressure)기낭의 구조를 보여준다.
도 3은 고용량저압력(High-pressure Low-volume) 기낭의 구조를 보여준다.
도 4는 본 발명의 변형된 고용량-저압력 기낭 형태로서 기낭 외측면에 물결모양으로 주름진 형태의 기낭의 구조를 보여준다. 상기 주름진 형태의 기낭은 고랑부위(80)와, 이랑부위(90)로 이루어진다.
도 5는 팽창 시에 물결모양으로 외측면에 주름진 형태를 갖는 기낭을 구비한 본 발명의 기관내관을 보여준다.
도 6은 기관내관의 실제 적용 예를 보여준다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 것으로서, 팽창된 상태에서 본 발명의 기낭 구조와 종래의 기낭 구조를 비교하여 보여준다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

실시예

최근 2009년 대한마취과학회(Korean J Anesthesiol, 2009, 56(5):513-518) 기관내관의 평가에 대한 연구의 실험방법을 활용하여 일회용 주사기 관을 사람 및 동물의 기관으로 설정하고, 기관내관을 주사기 관에 넣은 후 기낭을 팽창시켜 접촉면을 비교하였다.

본 발명 기관내관은 종래 기낭의 두 부분에 실을 감아 일정 정도 이상으로 팽창이 되지 않게 하여, 이랑부를 형성하였으며, 결과적으로 세 부분에 고랑부가 형성되도록 하였다. 본 발명의 주름진 기낭 부위에 접촉면은 접촉면의 가로 단면 길이로 계산 한 경우에, 1 mm 정도가 생겨, 세 부분의 접촉면의 가로 단면 길이는 모두 3 mm에 해당하였다. 이에 반해, 종래의 기낭은 접촉면의 가로 단면 길이는 1.5 cm 정도로서, 본 발명의 기낭에 대비하여 다섯 배 증가된 접촉면적을 나타내었다. 한편, 본 발명과 종래기술의 기낭 구조는 모두 효과적으로 공기의 흐름을 차단하였다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (4)

1. 기관으로의 삽관을 위한 기관내관(endotracheal tube)으로서,
   기관내로 삽입되는 말단부 및 이 말단부 반대쪽의 기저단부를 구비한 중공 관형 본체;
   상기 중공 관형 본체 말단부에 인접하여 중공 관형 본체의 외측 표면상에 장착되는 팽창 가능한 기낭(cuff); 및
   상기 기낭에 연결되어 기낭 팽창을 위한 공기를 도입하는 도관을 포함하고,
   상기 기낭은 팽창되면 외측면에 주름부가 형성되고,
   상기 팽창된 기낭 외측면의 주름부는 고랑부 및 이랑부로 이루어지며, 상기 고랑부는 팽창시 저신장성을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 이랑부는 팽창시 고신장성을 갖는 재질로 이루어지며, 상기 고랑부 및 이랑부의 수가 각각 5-10개이고,
   상기 도관의 기낭 반대쪽 말단에 파일롯 풍선 및 팽창 밸브가 연결되고,
   상기 도관의 일부는 중공의 관형 본체의 외측 표면에 함입된 형태인 것을 특징으로 하는 기관내관.
   
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