KR101620840B1 - 고출력 프락셔날 레이저 및 고압의 온도를 높인 식염수 분사방식을 이용한 발모 촉진 방법 및 장치 - Google Patents

고출력 프락셔날 레이저 및 고압의 온도를 높인 식염수 분사방식을 이용한 발모 촉진 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고출력 프락셔날 레이저(fractional laser) 빔을 이용하여 두피를 충분히 자극할 뿐만 아니라 레이저의 모발에 대한 반사를 방지함으로써 모발의 손상 없이 치료가 가능하도록 한다. 또한 본 발명은 고출력 프락셔날 레이저 빔과 함께 고압의 식염수 분사방식을 통해서 두피의 표면에 최소의 손상을 주면서 모발의 줄기세포가 존재하는 깊이를 적절하게 자극함으로써 발모를 더욱 촉진하여 탈모증을 효율적으로 예방 및 치료할 수 있도록 한다.
프락셔날 레이저, 핸드 피스, 식염수, 두피, 줄기세포, 모발

Description

고출력 프락셔날 레이저 및 고압의 온도를 높인 식염수 분사방식을 이용한 발모 촉진 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR STIMULATING HAIR USING HIGH POWER FRACTIONAL LASER AND HIGH PRESSURE INJECTION OF WARM NORMAL SALINE OR HAIR PROMOTING AGENTS}
본 발명은 탈모증의 예방 및 치료에 사용되는 발모촉진 방법 및 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 외측모근초(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 2가지뿐으로, 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, 문헌[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.
마찬가지로, 최근 피부 재생에 널리 사용되고 있는 프락셔날 레이저의 경우에도 레이저가 피부 진피까지 침투해 피부조직 활성을 증폭시키고 수천개의 미세 열치료 존을 만들어 레이저 열을 주변으로 확산시켜 손상된 피부를 집중 치료하면 서 주변의 정상 조직의 도움으로 불필요한 염증기를 감소시켜 치료 기간을 단축시키는 효과가 있지만, 그 자체 그대로 두피에 적용할 경우 모발에 반사되어 소실되는 빛으로 인한 부정확성, 효율 감소 및 레이저 투시경의 손상에 대한 한계가 있다.
따라서, 모발 생성이나 탈모 억제효과가 두드러지지는 않지만 두피에 적용하기 쉬운 이유로 저출력 레이저에 대한 연구만이 진행되어 온 것이다.
이에, 본 발명자들은 기존의 저출력 레이저에 비해 보다 직접적으로 피부의 모낭 세포에 작용할 수 있는 고출력 레이저와 물리적인 상처를 인체에 무해한 식염수를 따뜻하게 하여 고압으로 주입함으로서 모낭 줄기세포부위만 선택적으로 자극하는 장치의 두피 적용방법에 대해서 예의 연구하였으며, 그 결과 특정한 형태의 장치를 통해 프락셔날 레이저 개념을 적용하여 고출력의 레이저를 두피에 조사할 경우 모발에 대한 레이저 반사를 방지하여 모발 손상 없이 두피에 충분한 에너지를 전달함으로써 모낭 세포 및 두피 세포를 활성화시키고 두피의 혈액순환을 개선할 수 있음과 고압의 따뜻한 식염수 및 발모제 분사방식이 인체에 무해하게 발모를 촉진할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 모발의 고출력 프락셔날 레이저를 이용하여 두피 손상 없이 두피를 충분히 자극하여 탈모증의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있는 발모촉진 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명 목적은 고출력 프락셔날 레이저 장치와 고압의 압력을 통하여 따뜻한 생리적 식염수 및 발모제 성분을 분사하여 모발의 형성에 중요한 역할을 하는 모유두세포 및 모발 줄기세포를 직접적으로 자극하는 장치를 이용하여 상부의 고출력 레이저로 인한 열자극과 함께 모낭이 존재하는 위치(하부 진피나 상부 피하지방층)에 효율적으로 자극하여 발모의 효과가 극대화시키는 발모촉진 방법 및 장치를제공하는 데 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 프락셔날 레이저 빔을 이용한 발모 촉진 장치는, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기와; 상기 레이저 발생기에 연결되어 레이저 빔을 전달하는 빔 전달라인과; 상기 빔 전달라인으로부터 전달된 레이저 빔을 치료하고자 하는 두피 부분에 롤링(rolling) 방식으로 접촉 이동시키면서 두피에 프락셔날 레이저를 조사할 수 있도록 이루어진 핸드피스를 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 핸드피스는, 상기 빔 전달라인과 연결을 위한 커플링부와, 이 커플링부를 통과한 레이저 빔을 주사하기 위한 스캐너와, 이 스캐너에서 주사된 레이저 빔을 방사하기 위해 직진성 또는 초점을 맞추기 위한 렌즈와, 상기 렌즈를 통과한 레이저 빔을 치료 부위에 조사하기 위한 빔 조사부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 핸드피스는, 시술자가 잡을 수 있도록 이루어진 핸드바디와, 상기 핸드바디에 연결부재를 통해 회전 가능하게 연결되는 롤링바디를 포함하고, 상기 롤링바디에 상기 커플링부, 스캐너, 렌즈, 빔 조사부가 구비되는 것이 바람직하다.
이때 상기 롤링바디는, 상기 양쪽 연결부재 사이를 연결하면서 레이저 빔이 도입되도록 상기 핸드바디의 커플링, 스캐너, 렌즈가 지지되어 설치되는 중심 부재와, 이 중심 부재에 지지되어 회전되도록 원통형 구조를 갖고 일정 간격으로 배열된 다수의 돌기형 구조로 이루어진 돌기형 조사부가 구비되는 회전체로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 회전체의 돌기형 조사부는 레이저가 조사되는 내부면 또는 레이저가 방출되는 외부면에 반사물질로 코팅되어 광자 재활용이 이루어지도록 구성될 수 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 식염수 또는 약액을 이용한 발모 촉진 장치는, 식염수 또는 약액이 저정되는 식염수 저장공간이 구비된 핸드 바디와, 상기 핸드 바디의 내측에 구비되는 가압 수단과, 상기 가압 수단에 의해 전진 이동하면서 식염수 저장공간에 저장된 식염수 또는 약액을 가압하는 피스톤과, 상기 핸드 바디의 앞쪽에 구비되어 상기 식염수 저장공간에 저장된 식염수 또는 약액이 분사되도록 하는 분사 노즐을 포함하여 구성된다.
여기서 상기 가압 수단은 상기 핸드 바디의 내부에 제공되는 고압의 가스인 것이 바람직하다.
또한 상기 식염수 저장공간은 식염수통이 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한 상기 핸드 바디의 내부에는 상기 식염수 저장공간 주위에 식염수의 온도를 조절할 수 있도록 온도조절수단이 구비되는 것이 바람직하다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 고출력 프락셔널 레이저와 식염수 또는 약액을 이용한 발모 촉진 장치는 두피의 표피층에 프락셔널 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사부가 중앙부에 위치되고, 이 레이저 빔 조사부의 둘레 부분에 두피의 진피층 또는 피하지방층에 상처를 만들 수 있도록 식염수 또는 약액을 분사하는 식염수 분사부가 배치되어 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 프락셔날 레이저 빔을 이용한 발모 촉진 방법은 고출력 프락셔날 레이저(fractional laser) 빔을 두피에 조사하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 프락셔날 레이저 빔을 이용한 발모 촉진 방법은, 도구 또는 손으로 환자의 탈모 부위에 남아있는 모발을 가르마 형태로 양쪽으로 가르는 단계와; 상기 단계후에, 롤러형태의 레이저 조사장치의 핸드피스를 치료하고자 하는 탈모 부위에 밀착시키고, 부드럽게 왕복하면서 고출력 프락셔널 레이저 빔을 탈모 부위에 조사하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 고출력 프락셔날 레이저는 파장이 400 내지 12,000 nm이고, 면적당 에너지가 0.001 내지 100,000 J/㎠이고; 파동당 에너지가 150mJ 이하이며, 파동 시간이 100 msec(millisec) 이하인 것이 바람직하다.
상기 고출력 프락셔날 레이저의 에너지 범위가 빔 당 5-10mJ이고 밀도가 100 내지 1024개/㎠인 것이 바람직하다.
상기 고출력 프락셔날 레이저가 두피의 10 내지 4,000 ㎛의 깊이 및 10 내지 1,000 ㎛의 지름의 영역을 자극하는 것이 바람직하다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 프락셔날 레이저 빔과 식염수 또는 약액을 이용한 발모 촉진 방법은, 고출력 프락셔널 레이저를 이용하여 두피의 표층에 레이저 빔을 이용하여 열자극을 만드는 단계와; 상기 단계와 동시에 또는 전후에, 식염수 또는 약액을 강한 압력으로 모발 줄기세포의 자극이 용이한 깊이에 상처가 형성될 수 있도록 분사하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서 상기에서 식염수 또는 약액의 분사 온도는 37℃ 내지 42℃ 정도로 하여 분사하는 것이 바람직하다.
또한 상기 약액은, 펩타이드, 성장인자, 피나스테라이드, 비타민, 미녹시딜, 캡사이신 중 적어도 어느 하나가 혼합된 식염수 또는 혼합 약액을 이용하는 것이 바람직하다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 식염수 또는 약액을 이용한 발모 촉진 방법은 고압의 식염수 또는 약액을 두피에 분사하여 두피의 일정깊이에 손상을 주어 모발 줄기세포의 자극으로 발모를 촉진하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 발모촉진 방법에 의하면, 고출력 레이저의 모발에 대한 반사를 방지하여 모발의 손상 없이 두피에 충분한 에너지를 전달하여 유용한 성장인자들의 분비를 촉진하고, 모발의 주기를 조절하고 모유두 세포와 각질형성세포 모발 줄기세포 등 모발의 형성에 관련된 세포를 골고루 활성화 시키고 레이저의 열에너지와 상처복원 과정에서 만들어지는 혈류의 증가 소견에 따른 간접적인 육모작용도 기대할 수 있다. 또한 고압력의 식염수 분사를 모발 줄기세포부위에 시행함으로써 미세한 진피층의 손상을 유도하고 이러한 손상을 회복하는 과정에서 모발줄기세포가 활성화 되어 발모를 촉진하게 되며 여러 가지 형태의 탈모증을 효율적으로 예방 및 치료할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 발모촉진 방법은 다양한 파장의 고출력 프락셔날 레이저를 두피에 조사하여 두피에 충분한 자극을 유발하여 발모를 촉진한다.
또한 본 발명은 고출력 프락셔날 레이저와 함께 고압의 따뜻한 식염수 또는 발모제 성분을 조밀하게 두피에 분사하여 두피에 충분한 자극을 유발하여 발모를 촉진할 수 있다.
또한 본 발명은 고압의 따뜻한 식염수 또는 발모제 성분을 두피에 조밀하게 분사하여 두피에 충분한 자극을 유발하여 발모를 촉진시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 주요 특징에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 고출력 프락셔날 레이저를 이용한 발모촉진 방법에 대하여 설명한다.
고출력 프락셔날 레이저를 이용한 발모촉진을 위한 시술 순서는, 특별한 마취없이 환자의 탈모부위를 빗, 또는 아래에서 설명될 레이저 핸드피스(3) 등의 도구를 이용하거나, 시술자 또는 보조자의 손으로 환자의 탈모 부위에 남아있는 모발을 가르마 형태로 양쪽으로 가른다(젖힌다).
이후, 아래에서 자세하게 설명될 롤러형태의 레이저 조사장치의 핸드피스를 치료하고자 하는 탈모 부위에 밀착시키고, 부드럽게 왕복하면서 고출력 프락셔널 레이저 빔을 탈모 부위에 조사한다.
이러한 발모촉진을 위한 시술에 이용되는 고출력 프락셔날 레이저와 조사 방법, 그리고 레이저 조사장치에 대하여 설명한다.
먼저, 고출력 프락셔날 레이저와 이 레이저 빔의 조사 방법을 설명한다.
"고출력"이란 치료하고자 하는 두피 부위의 온도를 조직내 반응이 일어나게 하는 수준으로 상승시키는 레이저 광선의 변수들(예컨대, 면적당 에너지(fluence), 파워(power), 타이밍, 파동시간(pulse duration), 파동간 간격(interpulse duration), 파장 등)의 일정 범위 값을 내포하는 것이다.
레이저로 자극 처리된 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 조직내 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 조직내 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 더욱 바람직하게는 1,400 내지 1,600 nm 이고; 단위 면적당 에너지가 0.001 내지 100,000 J/㎠, 바람직하게는 1 내지 1,000 J/㎠ 이고; 파동당 에너지가 150mJ 이하, 바람직하게는 50mJ 이하이며; 파동 시간이 100 msec(milli sec) 이하, 바람직하게는 50 msec 이하, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 10 msec이다.
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 고출력 프락셔날 레이저 처리에 있어서 프락셔날 레이저의 조사 부위인 도트간 간격(pitch)이 중요하다. 도트 간격(pitch)으로 인해서 일정 면적당, 예컨대 1㎠당 레이저 빔의 밀도가 정해지게 된다. 즉 갈바노미터(galvanometer)의 이동거리를 가로세로 1 cm이라 했을 때, 각 레이저 빔 조사 부위(도트)의 간격이 최대값 1 mm일 경우 밀도는 100개/㎠의 최소값에서 시작하여, 간격이 최소값 312 ㎛일 경우 1 cm의 일직선상에 32개, 즉 밀도는 최대값 1024개/㎠ 정도가 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서 적합한 고출력 프락셔날 레이저의 밀도는 100 내지 1024개(열치료 구역의 수)/㎠의 범위로 설정할 수 있으며, 두피가 열에 대한 반응을 허용하여 밀도를 높이고자 한다면 반복조사 등으로 생물학적 조직 반응을 높일 수 있다.
이러한 고출력 프락셔날 레이저는 1㎠ 의 사이즈에 약 100 ~ 1024개 정도의 레이저(micro thermal zone)를 조사하여 레이저가 조사되지 않은 건강한 두피의 피부조직에 의해 치료 부분을 빨리 재생시키는 원리를 이용한 것이다.
다음, 고출력 프락셔날 레이저 조사장치에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 레이저 조사장치는, 두피에 고출력 프락셔날 레이저를 조사 하기 위해 롤링 방식으로 작동되는 핸드피스를 포함하는 고출력 프락셔날 레이저 장치를 사용한다.
이러한 레이저 조사장치에 대하여, 도면을 참고하여 설명한다.
본 발명의 레이저 조사장치는, 도 1에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기(1)와, 이 레이저 발생기에 연결되어 레이저 빔을 전달하기 위한 빔 전달라인(2)과, 이 빔 전달라인(2)으로부터 전달된 레이저 빔을 두피에 조사할 수 있도록 이루어진 핸드피스(3)로 이루어진다.
여기서 레이저 발생기(1)는 고출력 레이저를 발생시키기 위한 통상의 장치를 이용할 수 있는데, 이러한 장치는 레이저 빛을 방출하는 레이저 광원, 레이저 광원을 높은 에너지 상태로 변화시켜 레이저 광원의 원자들에서 광자들을 방출하는 레이저 자극원, 이 광자들이 다시 레이저 광원의 자극된 원자를 타격하게 하여 레이저 빛을 방출토록 하는 반사경 등으로 이루어질 수 있다.
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.
빔 전달라인(2)은, 상기 레이저 발생기(1)에서 방출된 레이저 빔을 핸드피스(3)에 전달하기 위한 것으로, 광학 섬유(optical fiber)로 구성되는 것이 바람직 하나, 반드시 광학 섬유에 한정되는 것은 아니고 레이저 빔을 전달할 수 있는 통로 역할을 하는 소재이면 다양하게 채택하여 구성할 수 있다. 또한 광학 섬유로 구성된다 하여도, 광학 섬유를 보호하기 위한 피복 구조물이 설치되어 구성될 수 있음은 물론이다.
이제 상기 핸드피스(3)에 대하여 자세히 설명한다.
핸드피스(3)는 치료하고자 하는 두피 부분에 롤링 방식으로 접촉시킨 상태에서 두피에 프락셔날 레이저를 조사하기 위해 시술자가 손으로 들고 치료하기 위한 장비이다.
이러한 핸드피스(3)의 기본 구조는 상기 빔 전달라인(2)과 연결을 위한 커플링부(4)와, 이 커플링부(4)를 통과한 레이저 빔을 주사하기 위한 스캐너(5)와, 이 스캐너(5)에서 주사된 레이저 빔을 방사하기 위해 직진성 또는 초점을 맞추기 위한 렌즈(6)와, 상기 렌즈(6)를 통과한 레이저 빔을 치료 부위에 조사하기 위한 빔 조사부(7)로 이루어진다.
여기서 상기 스캐너(5) 대신 레이저 빔이 나가는 배열을 조절하기 위하 하나의 레이저 빔을 여러 개의 배열을 이룬 작은 빔으로 분리하는 미세렌즈 어레이가 사용될 수 있다. 상기 빔 조사부(7)는 레이저 빔을 최종으로 원하는 표적부에 조사하기 위한 돌기형 구조로 형성될 수 있다.
이러한 기본 구조를 갖는 핸드피스(3)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 설계하여 제작할 수 있는데, 도 2를 참조하여 핸드피스(3)의 구체적인 일 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명의 핸드피스(3)는 기본적으로 두피에 롤러 방식으로 접촉되면서 플락셔널 레이저를 조사할 수 있도록 구성되므로, 크게 핸드바디(10)와, 이 핸드바디(10)에 연결부재(15)를 통해 회전 가능하게 연결되는 롤링바디(20)로 이루어진다.
상기 핸드바디(10)는 도 1을 참조하여 설명하였던, 레이저를 전달하는 광학 섬유 등으로 이루어진 빔 전달라인(2)을 통해 레이저 발생기(1)와 연결되는데, 이 핸드바디(10)에는 시술자가 손으로 잡을 수 있도록 손잡이가 구성된다. 물론, 핸드바디(10)의 크기를 시술자가 손으로 움켜잡을 수 있는 크기로 제작하여 구성할 수도 있다. 또한 핸드바디(10)는 시술에 필요한 각종 조작 스위치가 구비되거나, 또 레이저의 출력 범위 및 출력 상태 등을 표시하는 디스플레이부가 구성될 수 있다.
상기 연결부재(15)는 상기 핸드바디(10)의 양쪽에 지지된 상태에서 앞쪽으로 돌출되어 상기 롤링바디(20)를 지지하기 위해 구성된 부분으로, 그 내부에 레이저 빔을 전달하는 빔 전달라인(2)이 설치되어 구성되는 것이 바람직하다.
상기 롤링바디(20)는, 상기 양쪽 연결부재(15) 사이를 연결하면서 레이저 빔이 도입되도록 하는 중심 부재(21)와, 이 중심 부재(21)에 지지되어 회전되도록 원통형 구조를 갖는 회전체(25)로 이루어진다. 도 3을 참조하면, 중심 부재(21)에는 상기한 핸드바디(10)의 커플링부(4), 스캐너(5), 렌즈(6) 등이 지지되어 설치된다. 또한 빔 가이드(23)도 함께 지지되어 설치된다.
회전체(25)에는 일정 간격으로 배열된 다수의 돌기들로 이루어지는 돌기형 조사부(7)가 구성된다.
따라서, 상기 핸드바디(10)와 연결부재(15)를 통해 상기 중심 부재(21)를 통해 전달된 레이저 빔은 상기 커플링부(4), 스캐너(5), 렌즈(6)를 거치면서 프락셔날 레이저로 분화된 상태에서 회전체(25)의 돌기형 조사부(7)를 통해 외부로 방출된다. 이때 회전체(25)가 사용자의 머리에 접촉되면서 회전하게 되는데, 회전하는 돌기형 조사부(7) 중 상기 렌즈(6)를 통과하여 방출되는 레이저 빔과 일치할 때, 외부로 방출되면서 치료 부분에 조사될 수 있게 된다.
여기서, 회전체(25)의 회전 위치를 파악하여 렌즈(6)의 전면부와 돌기형 조사부(7)가 일치할 때만 레이저 빔이 방출되도록 구성할 수도 있다.
한편, 상기 돌기형 조사부(7)는 도면에서와 같이 돌출된 형태를 취하도록 구성되거나, 돌출된 빗 모양으로 형성될 수도 있다. 이러한 돌기형 조사부(7)는 유리, 플라스틱, 금속 등의 재질로 구성될 수 있으며, 회전체(25)의 외면에 구성되어 회전체(25) 회전시에 두피에 접촉함으로써 레이저 빔을 조사하게 된다. 이때 두피 접촉시에 레이저 빔을 그대로 조사하거나 광자 재활용의 원리를 이용하여 내부에서 레어저 빔을 반사하였다가 다시 두피로 조사할 수도 있다. 이러한 레이저의 내부 반사가 이루어지게 하기 위해서는 돌기형 조사부(7)의 내부면에 반사성 금속 물질(예컨대, 구리, 은, 금 등)로 코팅될 수 있다. 또한, 돌기형 조사부(7)의 외부면을 반사성 금속 물질로 코팅되는 경우에는 조사된 레이저가 모발에서 반사되거나 산란되더라도 돌기형 조사부(7)의 외부면에서 다시 두피 쪽으로 반사될 수 있다.
이와 같은 돌기형 조사부(7)의 구성에 대한 여러 실시 형태를 도 4 내지 도 6을 참고하여 설명한다.
도 4에 도시된 돌기형 조사부(7)는 기본 레이저 빔 방사 통로 구조를 갖는 것으로, 핸드피스(3)의 빔 가이드(23) 내부에 구비된 스캐너(5) 및 렌즈(6)를 거쳐 조사된 레이저 빔이 직진하여 바로 방출된 후에 두피의 원하는 부위로 조사될 수 있도록 구성된다.
도 5에 도시된 돌기형 조사부(7')는 도 4에 도시된 돌기형 조사부(7)에서 내부면에 반사성 금속 물질이 코팅되어 광자 재활용의 원리로 통로 내부에서 빔이 반사되었다가 다시 두피로 조사될 수 있도록 구성된 것이다.
도 6에 도시된 돌기형 조사부(7")는 레이버 빔 방출면의 외부면에 반사성 금속 물질이 코팅되어 외부로 방출되었던 레이저 빔이 모발에서 반사되거나 산란되더라도 코팅된 외부면에서 다시 반사되어 원하는 두피 부위로 조사될 수 있도록 구성된다. 이러한 돌기형 조사부(7")는 광원에 공급되는 전력의 효율성, 에너지 절약뿐만 아니라 모발에서 반사되는 레이저 빔에 의한 모발 손상 및 핸드피스(3)의 손상을 방지할 수 있다.
이제, 상기한 바와 같은, 고출력 프락셔날 레이저 조사장치를 이용하여 실제 발모촉진을 실험한 결과를 예시하여 설명한다. 이하 설명되는 실험 결과는 특정 실험 결과를 선택하여 예시하는 것일 뿐 이에 한정되지 않는다.
시험 1 : 고출력 프락셔날 레이저의 두피 처리에 따른 모낭 세포의 활성화 시험
본 발명에 따른 고출력 프락셔날 레이저의 두피 처리에 따른 모낭 세포 활성화 여부를 확인하기 위해, 탈모증 환자의 두피에 대한 레이저 조사를 도 1을 참고하여 설명하였던, 고출력 프락셔날 레이저 조사장치를 이용하여 수행하였다. 이때, 레이저 광원으로는 파장이 1540 내지 1550 nm인 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 7과 도 8에 나타내었다.
도 7와 도 8로부터, 휴지기에서 생장기로의 주기 변환(phase transition)에 관여하는 Wnt 신호전달 경로의 인자인 wnt5a 및 베타-카테닌의 발현이 각각 3배 정도 증가하였고, 이외에도 PDGF-A(혈소판 유래 성장인자) 및 KGF(각질형성세포 성장인자)의 발현이 증가하였음을 확인할 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 고출력 프락셔날 레이저 조사장치를 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 9 및 10에 나타내었다.
도 9 및 도 10으로부터, 모유두세포에서 시간에 따라 인산화된 p-Akt가 약 2배 가까이 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 고출력 프락셔날 레이저 처리가 Akt 경로를 통해 세포의 증식을 유도함을 나타내는 것이다.
시험 2: 고출력 프락셔날 레이저의 처리에 따른 마우스의 모발 성장 효과 시험
고출력 프락셔날 레이저 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 고출력 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 11 내지 도 15에 나타내었다.
도 11 내지 도 15로부터, 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, 14일 째 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.
또한, 2차 실험으로서 또 다른 흰색 마우스 10 마리를 선정한 후, 에너지(mJ) 및 프락셔날 레이저의 밀도(개/㎠)를 달리하여 레이저를 조사하였다.
도 16은 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 17은 레이저를 7mJ의 저에너지 및 800개/㎠의 고밀도로 2군데 조사한 마우스의 모발 성장 결과를 사진촬영한 것으로, 도 16의 경우에 비해 모발 성장이 더 우수함을 확인할 수 있다.
도 16 및 도 17의 결과는 레이저 에너지 및 프락셔날 레이저의 밀도에 따라 모발 성장이 달라질 수 있음을 나타내는 것이다.
또한, 3차 실험으로서, 에너지(mJ) 및 프락셔날 레이저의 밀도(spot/㎠)를 달리하여 각 마우스에 레이저를 조사한 후 모발 성장 결과를 시험하였다.
도 18은 레이저 에너지를 (a), (b) 동일하게 4 mJ 로 조사하였고, 하나의 빔 크기가 150㎛ 인 레이저 빔을 (a) 500 spot/㎠, (b) 1000 spot/㎠ 의 밀도로 각각 조사하여 시험한 결과를 촬영한 것이다.
도 19는 레이저 에너지를 (a), (b) 동일하게 6 mJ 로 도 18에서보다 증가시켜 조사하였고, 하나의 빔 크기가 150㎛ 인 레이저 빔을 (a) 500 spot/㎠, (b) 1000 spot/㎠ 의 밀도로 각각 조사하여 시험한 결과를 촬영한 것이다.
도 20은 레이저 에너지를 (a), (b) 동일하게 8 mJ 로 더 증가시켜 조사하였고, 하나의 빔 크기가 150㎛ 인 레이저 빔을 (a) 500 spot/㎠, (b)는 1000 spot/㎠ 의 밀도로 각각 조사하여 시험한 결과를 촬영한 것이다.
도 18 내지 도 20의 시험 결과에서 확인할 수 있듯이, 레이저 에너지가 6 mJ 이상이고, 1000 spot/㎠ 이상의 자극 밀도가 가해질 경우에 충분한 열자극이 이루어져 모발 성장이 더욱 촉진됨을 알 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에서는 고출력 프락셔날 레이저만을 이용한 실시예들에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 상기에서 설명한 바와 같은 고출력 프락셔날 레이저와 함께 고압의 따뜻한 식염수 또는 발모제 성분을 조밀하게 두피에 분사하여 두피에 충분한 자극을 유발하여 발모를 촉진하는 방법과 이에 사용되는 장치에 대하여 설명한다.
고출력 프락셔날 레이저와 고압의 따뜻한 식염수를 이용한 시술 순서는, 상기에서 설명한 바와 같이, 고출력 프락셔널 레이저를 이용하여 두피의 표층에 레이저 빔을 이용하여 열자극을 만든다.
이후, 식염수를 강한 압력으로 탈모 부위에 분사하는데, 이때 모발 줄기세포의 자극이 용이한 피부 1mm 깊이 내외에 자극이 되는 상처가 형성될 수 있게 분사한다. 여기서, 식염수 대신에 발모제와 같은 약물을 분사하는 것도 가능하다.
즉, 식염수만을 사용하는 것도 가능하고, 식염수에 펩타이드, 성장인자, 피나스테라이드, 비타민, 미녹시딜, 캡사이신 등의 성분을 함께 주입하여 사용하는 것도 가능하다. 또한 펩타이드, 성장인자, 피나스테라이드, 비타민, 미녹시딜, 캡사이신 등의 성분이 함유된 약물(약액)만을 사용하는 것도 가능하다.
이러한 고출력 프락셔날 레이저와 고압의 따뜻한 식염수를 이용한 시술 방법은 두피의 표층은 고출력 프락셔날 레이저를 이용하여 열자극하고, 동시에 두피의 심층은 식염수(발모제 포함)를 분사하여 자극하여 상처를 형성함으로써 발모를 촉진시키도록 구성되는 것이다. 이때 레이저 조사와 식염수 분사는 동시에 진행되는 것이 바람직하지만, 어느 하나(예를 들면 고출력 프락셔날 레이저 조사)를 먼저 시술하고, 시차를 두고 바로 다른 하나(예들 들면 식염수 분사)를 시행하는 방식으로 이루어질 수도 있다. 또한, 고출력 프락셔날 레이저를 조사하지 않고 식염수 분사 방식만을 이용하여 발모촉진 시술을 시행할 수도 있다.
여기서, 고압을 이용한 생리적 식염수의 분사는 고출력 프락셔날 레이저를 두피에 조사할 때 일정 이상의 높은 에너지를 사용하면 정상적인 모발이 심하게 손상되어 부러지는 현상이 발생함으로써 두피의 깊은 부위까지 직접적인 상처를 만들기 어려운 부분을 보완하는 방법으로 한 번에 일정면적에 여러 개의 고압분사가 가능한 장비를 이용하여 일정량의 식염수를 고압으로 분사하게 되면 모낭의 줄기세포가 존재하는 피지샘이 연결된 부위 정도의 깊이로 상처를 만들어서 상처 회복 과정을 통해 발모를 촉진시킬 수 있게 된다.
이러한 상처는 회복과정에서 IGF, HGF, PDGF와 같은 성장인자를 분비하여 모발의 주기에 영향을 미치고 Cotsalelis et al.의 연구에서와 같이 모발 줄기세포를 활성화하여 새로운 모낭의 형성을 유도할 수 있다. 여기서 Cotsalelis et al.는, 동물실험모델에서 상처를 주면 여러 가지 모발성장인자와 조절물질 등의 분비를 통해서 새로운 모낭의 형성이 가능하다는 결과를 발표하였다.[Cotsalelis et al. Nature 2007 may]
위와 같이 발모촉진을 위한 시술에 이용되는 식염수 분사 장치와 레이저 조사장치와 함께 구성되는 식염수 분사장치에 대하여 순서대로 설명한다.
도 21과 도 22는 본 발명에 따른 식염수 분사 장치가 도시된 도면들이다.
도 21에 도시된 바와 같이, 식염수 분사 장치(30)는, 액체 분사용 건과 같은 구조로 이루어질 수 있는데, 기본적으로 레버(32)를 당기면 다수의 분사구를 갖는 분사 캡(50)을 통해 식염수가 분사될 수 있도록 구성된다.
도 21에서 참조 번호 33은 식염수의 온도 조절을 위한 열유체 공급부이고, 34는 고압 가스를 공급하는 라인을 나타낸다.
도 22을 참조하여, 식염수 분사 장치의 내부 구성을 설명한다.
도시된 바와 같은 식염수 분사 장치(30)는, 외부에서 제공되는 공기압(가스압)에 의해 이동되는 피스톤(43)이 식염수 저장공간(46)에 압력을 가하여 식염수가 분사될 수 있도록 구성된다.
즉, 핸드 바디(41)의 내측에 도 21에서 가스를 공급하는 라인(34)과 연결된 가스 가압 공간(42)이 위치된다. 이때 가스의 공급 압력은 도 21에 도시된 분사 레버(32)를 당기는 정도에 의해 결정될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 가스 가압 공간(42)의 일측에는 가스가 배출되는 작은 홀(42a)이 형성될 수 있다.
가스 가압 공간(42)의 앞쪽에는 피스톤(43)이 위치하게 되는데, 이 피스톤(43)은 핸드 바디(41)의 내측에서 가스의 가압 상태에 따라 전진하면서 식염수 분사를 위한 압력을 제공하게 된다. 이러한 피스톤(43)은 가스 가압 공간(42)쪽 피스톤(45)과 식염수 저장공간(46) 쪽 피스톤(44)이 2단으로 연결된 구조로 형성될 수 있다.
피스톤(43)의 앞쪽에는 식염수 저장공간(46)이 위치된다. 식염수 저장공간(46)은 직접 식염수를 채워 넣어 저장하는 방법과, 이 식염수 저장공간(46)에 식염수통(47)을 삽입하는 방식으로 구성할 수 있다.
여기서 식염수통(47)으로 구성된 경우에, 후방에 상기 피스톤(43)의 앞쪽 피스톤(44) 부분이 이미 삽입되어 있는 상태에서 식염수통(47)을 핸드 바디(41)의 내측에 삽입하게 되면, 가스 가압 공간(42)에 삽입되어 있는 피스톤(45)과 자동으로 결합되는 방식으로 구성할 수 있다. 이러한 식염수통(47)은 분사 구멍이 형성되어 있는 분사 캡(50)을 개방시켜 장착할 수 있도록 구성할 수 있다.
분사 캡(50)은 식염수 분사 구멍이 형성되는데, 단발성 구조나, 다발성 구조로 구성할 수 있다. 다발성 구조의 경우에 단위 면적(1cm) 당 최소 10개 이상의 식염수가 두피의 일정깊이에 손상을 줄 수 있는 압력으로 고압분사가 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때 예를 들면, 3ㅧ 3cm의 면적에 30개 정도의 식염수 분사 줄기가 만들어질 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 식염수 저장공간(46) 또는 식염수통(47)의 주위에는 식염수의 온도조절을 위한 수단(48)이 설치될 수 있는데, 코일형 전기 히터를 설치하거나, 외부 열유체를 통과시키는 방식으로 구성할 수 있다.
도 21에서는 외부의 온열장치와 연결하여 상기 온도조절을 위한 수단(48)이 설치된 영역인 상기 식염수통(47) 외부로 뜨거운 증기가 공급될 수 있도록 구성된 실시예를 보여준다.
히터 설치 방식은 도 22의 점선으로 표시된 것과 같이 식염수통(47) 설치 부분의 주변에 발열 코일을 설치하는 방식으로 구성할 수 있다.
한편, 상기 가스 가압 공간(42)의 가스충진압력을 변화시키기 위해, 핸드 바디(41)의 앞쪽에 스프링 또는 나사(49) 조정 방식으로 약물통의 위치를 변화시켜, 피스톤(43)이 식염수통(47) 또는 식염수 저장공간(46)에 가하는 압력을 조절하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기에서 분사 레버(32)를 당기면 식염수의 압력이 조절되는 방식에 대해 설명하였으나, 일정한 압력으로만 식염수가 분사되도록 하는 정압 분사 방식으로 구성하는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성되는 식염수 분사 장치(30)는, 분사 레버(32)를 당기게 되면 가스 저장 공간(42)으로 가스압이 가해지고, 이 압력에 의해 피스톤(43)이 전진하게 되면서 식염수통(47) 내에 저장된 식염수를 분사할 수 있게 된다.
이제, 도 23을 참조하여 레이저 조사장치와 함께 구성되는 식염수 분사장치에 대하여 설명한다.
도 23은 레이저 조사 겸 식염수 분사장치를 이용하여 치료 부분에 레이저 및 식염수를 분사한 상태를 보인 개략적인 구성도이다.
도시된 바와 같이 레이저 조사 겸 식염수 분사장치(60)는, 가운데 부분에 프락셔널 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사부(61)가 위치되고, 이 레이저 빔 조사부(61)의 둘레 부분에 식염수를 분사하는 다수의 식염수 분사부(65)가 배치되어 구성될 수 있다.
이러한 레이저 빔 조사부(61)와 식염수 분사부(65)의 배치 관계는 실시 조건에 따라 다양하게 변경하여 실시할 수 있으므로, 도면에 예시된 바에 한정되지 않는다.
다만, 레이저 빔 조사부(61)의 레이저 조사 위치와 식염수 분사부(65)의 식염수 분사 위치가 두피에서 동일 선상의 표피층과 피하지방층을 자극할 수 있도록 배치되어 구성되는 것이 바람직하다.
상기 레이저 빔 조사부(61)는 프락셔날 레이저를 표피층에 조사할 수 있는 구조이면 공지의 다양한 프락셔널 레이저 조사 장치를 이용하여 구성할 수 있고, 식염수 분사부(65)는 도 22를 참고하여 설명하였던 내부 구조를 갖도록 구성할 수 있다. 다만 식염수 분사부(65)와 레이저 빔 조사부(61)의 동시 작동(선택 작동도 가능)을 위해 전자적 제어 방식으로 레이저 빔 조사를 조절하고, 식염수 분사를 제어하도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한 상기 식염수 분사부(65)는 상기 레이저 빔 조사부(61)에 대하여 각도를 조절하도록 구성할 수 있다.
도 23에서 참조 번호 62는 프락셔날 레이저가 방출되는 투과경이고, 63은 레이저 빔 조사부(61)의 바디에 식염수 분사부(65)를 일체로 연결하기 위한 홀더를 나타낸다.
상기와 같은 레이저 빔 조사 겸 식염수 분사장치(60)는, 가운데 위치된 레이저 빔 조사부(61)를 통해 두피의 표층에 프락셔날 레이저 빔을 조사하여 열자극을 만들고, 주변에 위치된 식염수 분사부(65)를 통해 식염수(또는 발모제와 같은 약물)를 강한 압력으로 탈모 부위에서 모발 줄기세포의 자극이 용이한 피부 진피층 또는 피하지방층을 자극하여 상처를 만든다.
이때 식염수를 두피에 분사할 때, 분사 각도나 방향을 조절하여 피부의 1 mm 깊이 내외 즉, 0.5 ~ 3mm 깊이의 피부 진피층 또는 피하지방층을 자극할 수 있도록 분사각도를 조절하고, 또한 식염수 분사온도를 37℃ 내지 42℃ 정도로 따뜻하게 하여 분사하는 것이 바람직하다.
이제, 상기한 바와 같은, 레이저 조사 겸 식염수 분사장치를 이용하여 실제 발모촉진을 시험한 결과를 예시하여 설명한다.
시험 4: 고출력 프락셔날 레이저와 식염수 분사에 따른 탈모증 환자의 발모 효과 시험
고출력 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 고출력 프락셔날 레이저와 고압의 따뜻한 생리적 식염수분사방식을 사용하여 치료하였고 대조군은 저출력 레이저 조사 및 미녹시딜 투여를 실시하였다.
상기 시험군 및 대조군에 대해서 포토트리코그램 (phototrichogram) 분석을 실시한 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure 112008080953973-pat00001
상기 표 2로부터, 시험군이 대조군에 비해 현저한 탈모증 호전 현상을 보이는 것을 확인할 수 있다.
또한, 시험군에 대해서 머리 윗부분을 사진 촬영하여 도 24(남성형 안드로겐성 탈모증 환자), 도 25(여성형 안드로겐성 탈모증 환자) 및 도 26(원형 탈모증 환자)에 나타내었으며(좌측 사진: 처리 전, 우측 사진: 처리 후), 그 결과 본 발명에 따른 고출력 프락셔날 레이저와 고압 식염수 분사요법 의해 발모가 촉진되었을 확인할 수 있다.
상기한 바와 같이, 고출력 프락셔널 레이저를 조사하면서 동시에 식염수를 함께 분사하여 탈모를 치료하게 되면, 레이저 빔을 이용하여 두피의 표층에 열자극을 주고, 고압의 식염수를 분사하여 두피의 일정깊이에 손상을 줌으로써 그에 따른 두피의 표피층과 모발 줄기세포의 자극을 동시에 일으켜서 발모를 더욱 촉진시키게 되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고출력 프락셔날 레이저 조사 장치를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 핸드피스가 도시된 개략적인 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 핸드피스의 내부 구성도,
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 핸드피스의 돌기형 조사부에 대한 여러 실시예의 도면들,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 고출력 프락셔날 레이저 조사 후 두피의 모낭 세포 활성화 여부를 관찰하기 위한 RT-PCR 결과를 나타낸 도면,
도 9 및 10은 본 발명에 따른 고출력 프락셔날 레이저 조사후 두피의 모낭 세포 활성화 여부를 관찰하기 위한 웨스턴 블로팅 결과를 나타낸 도면,
도 11 내지 도 15는 각각 본 발명에 따른 고출력 프락셔날 레이저 조사 후 7일 및 14일째의 마우스 모발 성장 사진을 도시한 도면들,
도 16 및 20은 본 발명에 따라 레이저 에너지 및 프락셔날 레이저의 밀도에 따른 모발 성장 정도를 보여주는 사진들,
도 21은 본 발명에 따른 식염수 분사장치가 도시된 구성도,
도 22는 본 발명에 따른 식염수 분사장치의 주요부 내부 구성도,
도 23은 본 발명에 따른 레이저 조사 겸 식염수 분사장치가 도시된 구성도,
도 24 내지 도 26은 탈모증 환자에 대한 고출력 프락셔날 레이저 조사 전후의 모발 상태를 보여주는 도면들이다.

Claims (11)

  1. 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기와;
    상기 레이저 발생기에 연결되어 레이저 빔을 전달하는 빔 전달라인과;
    상기 빔 전달라인으로부터 전달된 레이저 빔을 치료하고자 하는 두피 부분에 롤링(rolling) 방식으로 접촉 이동시키면서 두피에 프락셔날 레이저를 조사할 수 있도록 이루어진 핸드피스를 포함하고,
    상기 핸드피스는 상기 빔 전달라인과 연결을 위한 커플링부와, 이 커플링부를 통과한 레이저 빔을 주사하기 위한 스캐너와, 이 스캐너에서 주사된 레이저 빔을 방사하기 위해 직진성 또는 초점을 맞추기 위한 렌즈와, 상기 렌즈를 통과한 레이저 빔을 치료 부위에 조사하기 위한 빔 조사부를 포함하며,
    상기 핸드피스는 시술자가 잡을 수 있도록 이루어진 핸드바디와, 상기 핸드바디의 양쪽에 지지된 상태에서 앞쪽으로 돌출된 연결부재와, 상기 각각의 연결부재의 사이에 결합하여 회전 가능하게 연결되는 롤링바디를 포함하고, 상기 롤링바디에 상기 커플링부, 스캐너, 렌즈, 빔 조사부가 구비되며,
    상기 롤링바디는 상기 각각의 연결부재의 사이를 연결하면서 레이저 빔이 도입되도록 상기 핸드바디의 커플링, 스캐너, 렌즈가 지지되어 설치되는 중심 부재와, 상기 중심 부재에 지지되어 회전되도록 원통형 구조를 갖고 일정 간격으로 배열된 다수의 돌기형 구조로 이루어진 돌기형 조사부가 구비되는 회전체로 구성되며, 상기 회전체가 사용자의 머리에 접촉하여 회전시 회전하는 상기 돌기형 조사부 중 상기 렌즈를 통과하여 방출되는 레이저 빔과 일치할 때 외부로 방출되면서 치료 부분에 조사되는 것을 특징으로 하는 프락셔날 레이저 빔을 이용한 발모 촉진 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전체의 돌기형 조사부는 레이저가 조사되는 내부면 또는 레이저가 방출되는 외부면에 반사물질로 코팅되어 광자 재활용이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 프락셔날 레이저 빔을 이용한 발모 촉진 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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