KR101748551B1

KR101748551B1 - 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관 문합 장치

Info

Publication number: KR101748551B1
Application number: KR1020170021316A
Authority: KR
Inventors: 장우순; 한선웅
Original assignee: 주식회사 퓨처바이오웍스
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2017-06-16

Abstract

본 발명은 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관 문합 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도 변화 또는 수분 흡수에 의해 형태가 변형되며 인체 내에서 분해되어 흡수가 가능한 생분해성 형상기억 고분자를 이용하여, 절단된 혈관 내에 삽입될 수 있도록 튜브(tube) 형상으로 형성되되, 혈관 내부로 삽입되는 상기 튜브 형상으로 형성된 몸체 양측의 외주면을 따라 마이크로니들(micro-needle)이 형성되어 있어, 삽입되는 혈관의 내경에 따라 적절한 크기로 변형 가능하며, 혈관 내부에 견고하게 고정되어 절단된 혈관의 단부를 문합할 수 있도록 구성되는 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관 문합 장치에 관한 것이다.

Description

형상기억 고분자 마이크로니들 혈관 문합 장치{Shape memory polymer based vascular anastomosis device}

급격하게 도시화가 진행되고, 사람들의 운동 부족, 식습관의 서구화 등이 만연해짐에 따라 인체의 혈관이 좁아지거나 상당 부분 막히는 이른바, 혈관 폐쇄 질환이 점차 증가하고 있다. 특히, 심장 질환의 대부분은 심장에 영양과 산소를 공급하는 혈관이 막히는 허혈증(ischemia)에 의해 나타날 수 있는데, 대표적으로 심근 경색, 협심증 등이 이에 해당할 수 있다.

이러한 폐쇄 혈관, 또는 거의 폐쇄된 혈관을 치료하기 위해서는 종종 수술 치료법이 적용될 수 있다. 예를 들어, 혈관 폐쇄가 진행된 부위를 잘라낸 다음, 잘라진 혈관을 문합하는 시술법이 사용될 수 있다. 또한, 이러한 혈관 폐쇄 질환의 치료뿐만 아니라, 장기이식술(organ Transplantation)이나, 절단된 혈관의 문합 수술 시에도 혈관 문합 수술이 수행될 수 있다.

혈관의 단면은 주로 내층(intima), 중간층(media) 및 외층(adventitia)으로 구성되어 있는데, 두 혈관을 문합할 경우에 반드시 내층은 내층끼리 밀착시켜서 문합하여야 한다.

상기와 같은 심장의 혈관폐쇄질환의 치료뿐만 아니라 피판이전수술에 의한 재건수술이나 절단된 혈관의 문합 수술 시에 미세수술 전문의사가 직접 봉합사(suture)를 사용하여 현미경이나 고배율 확대경으로 수술 시야를 확보하고 수작업(manual)에 의해 일일이 봉합하는 방법이 사용되고 있기 때문에 이러한 봉합수술은 고도로 숙련된 전문의사에 의해서만 시행될 수 있고, 이러한 전문가를 육성하기 위해서는 많은 시간과 노력을 필요로 한다.

또한, 이러한 봉합사에 의한 혈관 문합수술은 각종 암 수술 등 조직 제거 수술 후 재건을 위해서 local flap이나 자유피판을 이용해야 하며, 특히 자유피판의 경우 혈관과 혈관을 이어주는 미세문합술을 필수적으로 시행해야 하기에, 이로 인한 수술시간의 증가, 비용의 증가 등이 문제가 된다.

따라서 이러한 봉합사(suture)를 사용하여 일일이 손으로 혈관을 직접 봉합하는 것을 피하기 위해 다수의 혈관 문합 장치들이 고안되었다. 그 중, 혈관의 단부 대 단부 방식의 문합을 용이하게 시행할 수 있도록 하는 장치로 미국특허 제3,774,615호, 미국특허 제4,214,586호 및 미국특허 제4,917,087호 등이 있고, 이미 상품화되어 있는 예로는 미국 Synovis Micro Companies Alliance사의 미세혈관 문합용 커플러(microvascular anastomotic coupler)가 있다.

림(Drahoslav Lim) 외 2명은 미국특허 제3,774,615호에서 단절된 혈관을 수술하지 않고 문합하는 장치를 제시하였는데, 이 장치는 혈관이 문합되는 부위에서 혈관들을 완전히 고정 시키지 않고, 절단된 두 혈관 주변들을 돌아가면서 골고루 접착시키는 것이 쉽지 않으며, 단절된 부분이 서로 만나는 부위의 면적이 너무 작기 때문에 문합이 제대로 이루어지지 않고 혈액이 샐 가능성이 있다.

메리클(Robert W. Mericle)은 미국특허 제4,214,586호에서 그 기본원리는 미국특허 제3,774,615호와 흡사하지만 단절된 혈관 끝 부위들을 잘 고정 시키는 장치를 마련하였다. 하지만, 혈관의 단절된 부분이 서로 만나는 부위의 면적이 여전히 너무 작아서 문합이 제대로 이루어지지 않는 단점은 향상되지 않았다.

월쉬(David J. Walsh) 외 3명은 미국특허 제4,917,087호에서 고정된 관 모양(tubular shape)으로 된 혈관 문합장치를 제시하였는데 이 장치는 단부 대 단부(end-to-end) 또는 단부 대 측부(end-to-side) 문합에 사용할 수는 있지만 두 혈관의 직경이 같은 경우에만 사용할 수 있으며, 내층과 내층의 문합 후 내층부분과 관련 고정하는 힘이 약하여 문합 전으로 되돌아 오려는 경향이 있기 때문에 효율적이지 못하다.

단부 대 단부 혈관 문합수술은 서로 다른 크기의 직경을 갖는 혈관들을 문합하는 경우가 대부분인데, 기존의 혈관 문합기를 사용하는 경우, 획일적인 디자인으로 개인별, 시술부위별로 다양한 종류의 혈관 크기 및 모양에 따라 활용하기에는 많은 문제점들을 보이고 있다.

또한, 상술한 바와 같은 대부분의 기존 혈관 문합기들의 경우, 시술방법이 혈관을 외번(eversion)하여 특정부위에 고정한 후 물리적인 방식으로 혈관을 문합하는 방식을 이용하고 있는데, 이러한 혈관의 외번을 통한 물리적 문합 방법은 혈관의 특성상 비교적 혈관벽의 근육조직이 얇은 정맥에는 시술이 가능하지만 상대적으로 혈관벽의 근육조직이 두꺼운 동맥에는 사용이 어려운 문제점이 있으며, 특히 혈관질환이 있는 환자에게는 이러한 물리적 혈관 외번을 통한 시술을 진행할 수 없기 때문에 그 활용분야가 상당히 제한적이다.

이 뿐만 아니라, 대부분의 혈관 문합기들이 인체 내에서 반영구적으로 잔존하는 물질들로 구성되어 있어, 성장기 환자가 시술을 받을 경우 혈관의 성장을 억제하여 일정시간이 경과 후 반복적인 혈관 확장술을 진행해야 한다는 문제점을 안고 있다.

1. 미국등록특허 제4,214,586호(명칭: Anastomotic coupling device, 등록일: 1980.07.29) 2. 미국등록특허 제4,917,087호(명칭: Anastomosis devices, kits and method, 등록일: 1990.04.17)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 내부에 혈액통로가 형성되며 절단된 혈관의 단부를 통하여 혈관 내부에 삽입될 수 있도록 튜브(tube) 형상으로 형성되되, 혈관 내부에 견고하게 고정될 수 있도록 상기 튜브 형상으로 형성된 몸체 양측의 외주면을 따라 다수개의 마이크로니들(Micro-needle)이 형성되도록 구성된 혈관 문합기를, 삽입되는 혈관의 내경에 따라 적절한 크기로 변형될 수 있도록 생분해성 형상기억 고분자를 이용하여 제조함으로써, 개인별, 시술부위별로 다양한 크기 및 형태의 혈관 내에 간단한 삽입만으로 절단된 두 개의 혈관을 문합할 수 있을 뿐만 아니라, 절단된 혈관의 단부를 통해 혈관 내부에 삽입하여 고정하도록 구성되어 있어, 혈관의 외번(eversion)에 따른 손상을 방지함으로써 혈류 흐름에 악영향을 줄 수 있는 여러 원인들을 최소화시키고, 비교적 혈관벽의 근육조직이 얇은 정맥 뿐만 아니라 상대적으로 혈관벽의 근육조직이 두꺼운 동맥 모두에 적용 가능한 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관문합 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 절단된 혈관의 양쪽 단부를 연결하기 위한 혈관 문합 장치에 있어서, 내부에 혈액 통로가 형성되며, 상기 절단된 혈관의 양쪽 단부를 통해 혈관 내부에 삽입되는 튜브(tube) 형상의 몸체 및 상기 절단된 혈관 내부로 삽입되는 상기 몸체 양측의 외주면을 따라 돌출되게 형성되어 상기 몸체가 상기 혈관 내부에 삽입되었을 때 혈관의 내벽을 뚫고 들어가 상기 몸체를 혈관 내부에 고정시키는 다수개의 마이크로니들(micro-needle)을 포함하여 구성되되, 상기 몸체는, 생분해성 형상기억 고분자로 구성되어, 삽입되는 혈관의 내경에 따라 형태가 변형되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관문합 장치에 있어, 절단된 혈관의 단부를 통해 혈관 내부에 삽입될 수 있도록 튜브(tube)형상으로 형성되되, 상기 혈관 내부에 삽입되는 튜브형상의 몸체를 온도 변화 또는 수분 흡수에 의해 형태가 변형되는 생분해성 형상기억 고분자를 이용하여 제조함으로써, 혈관의 물리적 변형이 아닌 혈관 문합 장치의 외형적 변형을 주어 혈관의 물리적 변형에 따른 혈류 흐름에 악영향을 줄 수 있는 여러 원인들을 최소화시키고, 서로 다른 모양 및 크기의 혈관을 문합하는 경우에도 각각의 혈관의 내경에 따라 적절한 크기로 형태를 변형할 수 있어, 다양한 크기와 형태의 혈관 내에 간단한 삽입만으로 절단된 두 개의 혈관을 효과적으로 문합할 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 혈관벽의 근육조직이 두꺼운 동맥이나, 혈관 외번을 통한 시술을 진행할 수 없는 혈관질환 환자에게도 적용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 혈관 문합 장치는, 인체 내에서 시간 경과에 따라 분해되어 흡수되는 생분해성 고분자로 이루어져 있어, 성장기 환자가 인체 내에서 반영구적으로 잔존하는 물질들로 구성된 혈관 문합 장치를 이용하여 시술을 받는 경우 혈관의 성장을 억제하여 일정시간이 경과후 반복적인 혈관 확장술을 진행해야 하는 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관문합 장치의 구조를 보여주는 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관문합장치의 형태 변화 과정을 보여주는 도면
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관 문합 장치가 절단된 혈관 사이에 삽입되어 혈관 문합이 이루어지는 과정을 계략적으로 보여주는 도면

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관문합 장치의 구조를 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관문합 장치는 내부에 혈액 통로(105)가 형성되며, 절단된 혈관의 단부를 통해 혈관 내부에 삽입되는 튜브(tube) 형상의 몸체(100)와, 상기 몸체(100) 양측의 외주면을 따라 돌출되게 형성되는 다수개의 마이크로니들(103)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 몸체(100)는 이중층구조(double-layer structure)의 튜브로서, 내부에 온도 변화 또는 수분 흡수에 의해 형태가 변형되며, 인체 내에서 시간 경과에 따라 분해되어 인체로 흡수되는 생분해성 형상기억 고분자로 이루어진 내층 튜브(101)와, 상기 내층 튜브(101) 외부에 형성되며, 기계적 강도가 우수한 생분해성 고분자로 이루어진 외층 튜브(102)로 구성된다.

즉, 절단된 혈관의 단부를 통해 혈관 내부에 삽입되는 몸체(100)가 생분해성 형상기억 고분자로 이루어진 내층 튜브(101)와 기계적 강도가 우수한 생분해성 고분자로 이루어진 외층 튜브(102)로 구성되어, 온도 변화 또는 수분 흡수에 의해 형태가 변형되면서도 형태가 변형된 이후에는 변형된 상태를 유지할 수 있도록 함으로써, 혈관의 물리적 변형이 아닌 혈관 문합 장치의 외형적 변형을 주어 혈관의 물리적 변형에 따른 혈류 흐름에 악영향을 줄 수 있는 여러 원인들을 최소화시키고, 서로 다른 모양 및 크기의 혈관을 문합하는 경우에도 각각의 혈관의 내경에 따라 적절한 크기로 형태를 변형할 수 있어, 다양한 크기와 형태의 혈관 내에 간단한 삽입만으로 절단된 두 개의 혈관을 효과적으로 문합할 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 혈관벽의 근육조직이 두꺼운 동맥이나 혈관 외번을 통한 시술을 진행할 수 없는 혈관질환 환자에게도 적용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 혈관 문합 장치를 구성하는 내층 튜브(101), 외층 튜브(102) 및 마이크로니들(103)은 인체 내에서 시간 경과에 따라 분해되어 흡수되는 생분해성 고분자로 이루어져 있어, 성장기 환자가 인체 내에서 반영구적으로 잔존하는 물질들로 구성된 혈관 문합 장치를 이용하여 시술을 받는 경우 혈관의 성장을 억제하여 일정시간이 경과후 반복적인 혈관 확장술을 진행해야 하는 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관문합 장치의 구성을 보다 상세하게 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 혈관 문합 장치를 구성하는 몸체(100)는 일자형 튜브 형상을 갖는 것으로서, 내부에 혈액이 유동하는 혈액 통로(105)가 상기 몸체(100)의 길이방향을 따라 길게 일자형으로 형성되어 있으며, 상기 몸체(100) 양측의 외주면에는 상기 몸체(100)가 혈관 내부에 삽입될 때 상기 혈관 내벽을 뚫고 들어가서 상기 몸체(100)가 혈관 내부에 견고하게 고정될 수 있도록 하는 다수개의 마이크로니들(103)이 돌출되게 형성된다.

이러한 내층 튜브(101)를 구성하는 생분해성 형상기억 고분자는 시간 경과에 따라 인체 내에서 분해되어 인체에 흡수되며, 온도 변화 또는 수분 흡수에 의하여 형태를 변형할 수 있는 고분자 물질로써, 온도 변화 또는 수분 흡수에 의해 형태를 변형할 수 있는 형상기억 고분자 중 생분해성을 갖는 고분자 물질은 모두 활용 가능하다.

예를 들어, 상기 열에 의해 형상기억 기능을 발휘하는 고분자로는, 폴리에스터(polyester) 계열의 고분자들로써, Polyphosphazenes, polyanhydrides, polyacetals, poly(ortho ester)s, polyphosphoesters, polyglycolide, poly(ε-caprolactone), polyurethanes, polylactide, polycarbonates, polyamides 중 하나 또는 이들의 조합에서 선택하여 사용할 수 있으며, 상기 수분에 의해 형상기억 기능을 발휘하는 고분자로는, 하이드록시기(-OH functional group)를 다수 포함하고 있는 PVA(Polyvinyl alcohol), 키토산(chitosan) 또는 PEG(Polyethylene glycol)등을 포함하는 하이드로겔(hydrogel) 기반의 고분자가 사용될 수 있다.

또한, 상기 외층 튜브(102)를 구성하는 생분해성 고분자 역시 시간 경과에 따라 인체 내에서 분해되어 인체에 흡수되는 고분자 물질로서, 상기 생분해성 고분자는 예를 들어, 폴리(L-락타이드)(PLLA), 폴리(D,L-lactide)(PLA), 폴리(글리콜리드)(PGA), 폴리(L-lactide-co-D,L-lactide)(PLLA/PLA), 폴리(l-락타이드-코-글리콜라이드)(PLLA/PGA), 폴리(D,L-lactide-co-glycolide)(PLA/PGA), 폴리(글라이콜라이드 코 트라이메틸렌 카보네이트)(PGA/PTMC), 폴리디옥사논 (PDS), Polycaprolactone(PCL), 폴리하이드록시부티레이트(PHBT), 폴리(포스파젠)폴리(D,Llactide-co-caprolactone)PLA/PCL), 폴리(glycolide-co-caprolactone)(PGA/PCL) 및 이들의 공중합체 중 하나 또는 이들의 조합에서 선택하여 사용할 수 있다.

상기 외층 튜브(102)는 상기 몸체(100)의 형태를 유지하기 위한 것으로서 기계적 강도가 우수한 생분해성 고분자로 이루어져 상기 내층 튜브(101)의 지지체 역할을 하며, 상기 외층 튜브(102)의 외주면에는 상기 내층 튜브(101)의 형태 변화에 따라 그 형상이 변형될 수 있도록 나선형 구조로 제단된 제단선(104)이 형성되어 있다.

이와 같은 구조로 인해, 상기 몸체(100)의 양쪽으로 기계적인 힘을 가해 연신(elongation)시키면, 상기 몸체(100)는 몸체(100)의 길이 방향으로 신장(伸張)되면서 상기 몸체(100)의 외경이 감소하게 되고, 문합하고자 하는 혈관의 절단된 단면을 통해 혈관 내부로 삽입될 수 있도록 형태가 변형된다.

이후, 상기 몸체(100)의 양측을 상기 절단된 각각의 혈관 내부로 삽입하고, 열이나 수분을 공급하면 상기 몸체(100)는 기계적인 힘에 의해 변형되기 전의 초기 형태로 복원됨으로써, 상기 혈관 내부에 고정되어 절단된 두 혈관을 문합할 수 있게 된다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관문합 장치는, 혈관의 물리적 변형이 아닌 혈관 문합 장치의 외형적 변형을 주어 절단된 혈관을 문합할 수 있도록 구성됨으로써, 혈관의 물리적 변형에 따른 혈류 흐름에 악영향을 줄 수 있는 여러 원인들을 최소화시키고, 서로 다른 모양 및 크기의 혈관을 문합하는 경우에도 각각의 혈관의 내경에 따라 적절한 크기로 형태를 변형할 수 있어, 다양한 크기와 형태의 혈관 내에 간단한 삽입만으로 절단된 두 개의 혈관을 효과적으로 문합할 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 혈관벽의 근육조직이 두꺼운 동맥이나 혈관 외번을 통한 시술을 진행할 수 없는 혈관질환 환자에게도 적용할 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 외층 튜브(102)의 양측 외주면에는 상기 외층 튜브(102)와 동일한 재질의 기계적 강도가 우수한 생분해성 고분자로 이루어진 다수개의 마이크로니들(103)이 돌출되게 형성되어 있어, 상기 몸체(100)가 혈관 내부에 견고하게 고정될 수 있도록 한다.

즉, 상기 다수개의 마이크로니들(103)은, 상술한 바와 같이, 상기 몸체(100)가 절단된 혈관의 단부를 통해 혈관 내부에 삽입된 후, 열이나 수분의 공급에 의해 초기 형태로 복원될 때, 상기 혈관의 내벽을 뚫고 들어가서 상기 몸체(100)가 혈관 내부에 견고하게 고정될 수 있도록 상기 외층 튜브(102) 양측의 외주면을 따라 돌출되게 형성된다.

이때, 상기 다수개의 마이크로니들(103)은 각각 상기 몸체(100)의 중앙을 향하도록 일정각도 경사지게 형성되는데, 이는, 상기 몸체(100)가 혈관 내부에 삽입될 때에는 상기 마이크로니들(103)의 방해를 받지 않고 혈관 내부로 용이하게 삽입될 수 있도록 하며, 상기 몸체(100)가 혈관으로부터 퇴출되는 방향으로 힘이 작용할 때에는 상기 마이크로니들(103)이 혈관 내벽에 견고하게 박혀 쉽게 빠지지 않도록하기 위함이다.

여기서, 상기 마이크로니들(103)의 개수 및 길이는 혈관 문합 시술에 필요한 각각의 경우에 따라 다양하게 설정할 수 있으며, 필요에 따라 마이크로니들(103)의 개수 및 길이를 달리 설정할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 마이크로니들(103)의 경사각은 90도 이하의 각도를 유지하는 것이 바람직하나, 이 역시 필요에 따라 달리 설정하여 적용할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 내층 튜브(101), 외층 튜브(102) 및 마이크로니들(103)을 형성하는 고분자 물질에는 항 혈전 물질인 헤파린(heparin)이 함유되어 있거나, 표면에 고정되어 있어, 혈관 내부에서 혈액과 접촉하면서 발생할 수 있는 혈액응고 및 혈전 등의 문제를 방지하도록 구성될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관문합 장치의 형태 변화 과정 및 본 발명에 따른 혈관 문합 장치를 이용하여 혈관 문합이 이루어지는 과정에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 간략하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관문합 장치의 형태 변화 과정을 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 형상기억 고분자 마이크로니들 혈관 문합 장치가 절단된 혈관 사이에 삽입되어 혈관 문합이 이루어지는 과정을 계략적으로 보여주는 도면이다.

먼저, 본 발명에 따른 혈관 문합 장치는 형상기억 고분자 원료를 유기용매에 분산시켜 특정 크기의 회전하는 와이어 표면에 스프레이 또는 방사형태로 도포하여 튜브 형태의 내층 튜브(101)를 제작하고, 그 후 용융점 또는 가교점(cross-linking temperature) 이상의 온도로 열처리를 거친 후, 초순수(ultrapure water)와 에탄올로 워싱(washing)공정을 거친다.

이 후 동일한 방법으로 기계적 강도가 우수한 생분해성 고분자를 다시 한번 도포하여 상기 내층 튜브(101) 표면에 튜브 형상의 외층 튜브(102)를 제작하여, 이중층구조의 몸체(100)를 완성한다.

상기 외층 튜브(102)의 양측 외주면에 형성되는 소정각도 경사진 마이크로니들(103)은 상기 외층 튜브(102)와 동일한 재료의 생분해성 고분자를 thermal drawing법을 이용하여 제작한다.

상술한 바와 같은 방법으로 제작된 본 발명에 따른 혈관 문합 장치는 도 2의 a)에 도시된 바와 같이, 초기 제작 원형 형태(original shape)를 지니게 되는데, 이때, 내층 튜브(101)를 제조하는 형상기억 고분자 원료의 종류에 따라 형태 변형 과정에 차이가 있으며, 본 발명에서는 형태변형 에너지원으로 열 또는 수분을 이용하는 형상기억 고분자 물질이 사용된다.

우선, 온도 변화에 따라 형태가 변형되는(즉, 열에너지를 형태변형 에너지원으로 사용하는) 생분해성 형상기억 고분자를 이용하여 상기 내층 튜브(101)를 제작하는 경우의 본 발명에 따른 혈관 문합 장치의 형태 변화 과정 및 혈관 문합이 이루어지는 과정에 대해 살펴보면, 도 2의 a)에 도시된 바와 같이, 초기 원형 형태(original shape)의 몸체(100)를 전이온도(transition temperature) 이하에서 양쪽으로 기계적 힘을 가해 연신(elongation)시키면, 도 2의 b)에 나타난 바와 같이, 상기 몸체(100)는 몸체(100)의 길이 방향으로 신장(伸張)되면서 상기 몸체(100)의 외경이 감소하게 되고, 문합하고자 하는 혈관의 절단된 단면을 통해 혈관 내부로 삽입될 수 있도록 임시 형태(temporary shape)로 변형된다.

이때, 상기 몸체(100)를 임시 형태로 유지하면서 서서히 온도를 증가시키면(여기서, 증가되는 온도는 대략 상온 정도의 온도까지 증가시킨다.), 상기 몸체(100)는 임시 형태로 고정되고, 다시 전이온도 이상의 온도가 되도록 열을 가해주면, 상기 몸체(100)는 기계적 힘에 의해 변형되기 전의 초기 원형 형태로 복원되어, 도 2의 c)에 나타낸 바와 같이, 영구 형태(permanent shape)를 유지하게 된다.

즉, 절단된 두 혈관(201) 사이에서 각각의 혈관(201) 단면을 통해 삽입될 상기 원형 형태의 몸체(100)에(도 3의 a) 참조), 양쪽으로 기계적 힘을 가해 연신시킴으로써, 각각의 혈관(201)에 삽입될 수 있도록 상기 몸체(100)의 외경을 상기 각각의 혈관(201)의 내경에 맞게 변형하여 상기 몸체(100)를 상기 임시 형태로 고정시킨 후, 상기 임시 형태로 고정된 몸체(100)를 절단된 각각의 혈관(201)에 삽입하게 된다(도 3의 b) 참조).

이후, 상기 절단된 혈관(201)에 삽입된 상기 몸체(100)에 열을 가하여 전이온도 이상의 온도가 되도록 온도를 상승시키면, 도 3의 c)에 나타낸 바와 같이, 상기 몸체(100)가 상기 절단된 혈관(201) 내부에서 몸체(100)의 길이 방향으로 수축되며 그 외경이 증가하게 되어, 상기 몸체(100)의 외주면이 상기 절단된 혈관(201) 내부에 밀착된 상태의 상기 영구 형태로 고정됨으로써, 혈관 문합이 이루어지게 된다.

이때, 상기 몸체(100)를 구성하는 외층 튜브(102)의 양측 외주면을 따라 상기 몸체(100)의 중앙을 향해 소정 각도 경사지게 형성된 다수개의 마이크로니들(103)은 상기 몸체(100)의 외주면이 상기 절단된 혈관(201) 내부에 밀착될 때, 상기 절단된 혈관(201)의 혈관 내벽(202)을 뚫고 들어가 상기 몸체가 상기 절단된 혈관(201)에 견고하게 고정되도록 한다(도 3의 c) 참조).

다음으로, 수분 흡수에 따라 형태가 변형되는 생분해성 형상기억 고분자를 이용하여 상기 내층 튜브(101)를 제작하는 경우의 본 발명에 따른 혈관 문합 장치의 형태 변화 과정 및 혈관 문합이 이루어지는 과정에 대해 살펴보면, 상술한 온도 변화에 따라 형태가 변형되는 생분해성 형상기억 고분자를 이용한 경우와 동일한 과정을 거치며, 다만, 그 형태변형 에너지원으로 열이 아닌 수분을 공급한다는 점에 있어서 차이가 있다.

즉, 수분 흡수에 따라 형태가 변형되는 생분해성 형상기억 고분자를 이용하는 경우, 상기 초기 원형 형태(original shape)의 몸체(100)를 적절한 온도의 수조에 위치시켜 수분을 충분히 흡수하게 한 후, 상기 몸체(100)의 양쪽으로 기계적 힘을 가해 연신(elongation)시키면, 상기 몸체(100)는 문합하고자 하는 혈관의 절단된 단면을 통해 혈관 내부로 삽입될 수 있도록 임시 형태(temporary shape)로 변형된다.

이때, 상기 몸체(100)를 임시 형태로 유지하면서 서서히 수분을 증발시키면, 상기 몸체(100)는 임시 형태로 고정되고, 다시 상기 몸체(100)에 수분을 공급하면, 상기 몸체(100)는 기계적 힘에 의해 변형되기 전의 초기 원형 형태로 복원되어, 상기 영구 형태(permanent shape)를 유지하게 된다.

이하, 수분 흡수에 따라 형태가 변형되는 생분해성 형상기억 고분자를 이용하는 경우의 본 발명에 따른 혈관 문합 장치의 형태 변화 과정 및 혈관 문합이 이루어지는 과정은 상술한 온도 변화에 따라 형태가 변형되는 생분해성 형상기억 고분자를 이용한 경우와 동일하기에 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

100 : 몸체 101 : 내층 튜브
102 : 외층 튜브 103: 마이크로니들
104 : 제단선 105 : 혈액 통로
201 : 절단된 혈관 202 : 혈관 내벽

Claims

절단된 혈관을 연결하기 위한 혈관 문합 장치에 있어서,
내부에 혈액 통로가 형성되며, 상기 절단된 혈관의 양쪽 단부를 통해 혈관 내부에 삽입되는 튜브(tube) 형상의 몸체; 및
상기 몸체 외주면을 따라 돌출되게 형성되는 마이크로니들(micro-needle);을 포함하되,
상기 몸체는,
삽입되는 혈관의 내경에 따라 형태가 변형되는 생분해성 형상기억 고분자로 이루어진 내층 튜브; 및
상기 내층 튜브 외부에 형성되어 상기 몸체의 형태를 유지하는 생분해성 고분자로 이루어진 외층 튜브;
를 포함하는 이중층구조(double-layer structure)의 튜브형으로 구성되며,
상기 외층 튜브에는,
상기 내층 튜브의 형태 변화에 따라 그 형상이 변형될 수 있도록 상기 외층 튜브의 외주면을 따라 나선형 구조로 제단된 제단선이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 혈관 문합 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 생분해성 형상기억 고분자는,
온도 변화에 따라 형태가 변형되는 고분자 물질인 것을 특징으로 하는 혈관 문합 장치.
제 1항에 있어서,
상기 생분해성 형상기억 고분자는,
수분 흡수에 따라 형태가 변형되는 고분자 물질인 것을 특징으로 하는 혈관 문합 장치.
제 1항에 있어서,
상기 외층 튜브는 외주면을 따라 돌출되게 형성되는 마이크로니들을 포함하되,
상기 마이크로니들은 생분해성 고분자 물질인 것을 특징으로 하는 혈관 문합 장치.
삭제
제 5항에 있어서,
상기 마이크로니들은,
상기 외층 튜브의 외주면을 따라 다수개 형성되되,
상기 외층 튜브의 중앙을 향하도록 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 혈관 문합 장치.
제 7항에 있어서,
상기 외층 튜브의 중앙을 향하도록 경사지게 형성된 마이크로니들의 경사각은 90도 이하인 것을 특징으로 하는 혈관 문합 장치.
제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 생분해성 형상기억 고분자 및 생분해성 고분자 중 적어도 어느 하나는,
항혈전 물질인 헤파린(heparin)을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈관 문합 장치.