KR101773983B1 - 모발과 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치 - Google Patents

Abstract

발명의 실시예에 따른 모발과 피부 조직의 성장과 재생을 촉진하는 장치는 테라헤르츠 대역의 전자기파를 출력하는 테라헤르츠 광원; 상기 전자기파의 출력를 일정한 시간 간격으로 차단하는 빔 차단부재; 및 모발이 자라나는 피부 조직으로 조사되는 상기 전자기파의 각도를 미리 정해진 설정에 따라 변화시키는 광학 조사부;를 포함한다.

Description

모발과 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치 {DEVICE FOR STIMULATING THE GROWTH OF HAIR AND SKIN TISSUE}

본 발명은 모발과 피부 조직, 특히 모발이 자라나는 피부 조직의 성장을 기반으로 하는 모발 및 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치에 관한 것으로 보다 자세하게는 테라헤르츠(terahertz) 대역에서 주파수, 출력, 조사 조건 등이 제어된 고출력 광원을 통해 확인된 세포 활성화 현상을 이용하여 모발과 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치에 관한 것이다.

필요에 따라 사람 피부에서 피부 조직 성장을 감소시키거나 성장시키려는 기술이 몇 가지 알려져 있다.

그 중에서 한가지 방법인 원적외선에 의한 생체 활성화는 중소기업 중심의 민간 의료기기 시장에서 다양하게 적용되고 있으나 실험적 근거가 불충분하고 그 효과에 대한 무분별한 홍보로 신뢰도가 낮고, 과학적 지식의 오용 사례로 인식되고 있다.
선행기술문헌과 같이, 모발 성장 조절용의 광을 인체의 피부에 조사함으로써 모발의 성장을 조절하는 모발 성장 조절 장치가 기재되어 있다.

그러나 이러한 선행기술은 탈모 방지를 위해 이용되는 원적외선 또는 기타 광원의 경우 온열 마사지 개념에 머무르고 있으며, 주파수, 출력, 조사 조건 등이 제어된 환경에서 산출된 과학적 근거, 효과 및 자료가 미흡한 상황이다.

대한민국 등록특허번호 제10-1153257호(등록일: 2012년 05월 30일), 발명의 명칭: "모발 성장 조절 장치"

발명의 실시예에 따른 피부 조직의 성장과 재생을 촉진하는 장치는 테라헤르츠 대역의 고출력 원적외선 조사에 의해 세포 분열의 활성화 및 피부 조직의 재생을 유도하는 것을 목적으로 한다.

발명의 실시예에 따른 모발과 피부 조직의 성장과 재생을 촉진하는 장치는 테라헤르츠 대역의 전자기파를 출력하는 테라헤르츠 광원; 상기 전자기파의 출력을 일정한 시간 간격으로 차단하는 빔 차단부재; 및 성장시키고자 하는 피부 조직에 상기 전자기파를 조사시키되 상기 전자기파의 각도를 미리 정해진 설정에 따라 변화시키는 광학 조사부;를 포함한다.

또한, 상기 장치는 상기 전자기파의 일부를 반사시키는 커플러; 및 상기 커플러로부터 반사된 전자기파를 수신하는 피드백 제어부를 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 피드백 제어부는 상기 테라헤르츠 광원의 출력을 제어할 수 있다.

또한 상기 빔 차단부재는 AOM(Acoustic optic module) 또는 초퍼(Chopper)일 수 있다.

또한, 상기 테라헤르츠 광원은 0.2THz 내지 0.4THz의 전자기파를 출력할 수 있다.

또한 상기 커플러는 복수로 형성될 수 있으며, 상기 빔 차단부재는 전자 셔터(electric shutter)를 구비할 수 있다.

발명의 실시예에 따른 피부 조직의 성장과 재생을 촉진하는 장치는 테라헤르츠 대역의 고출력 전자기파의 조사에 의해 세포 활성화 및 피부 조직의 재생을 유도할 수 있고, 특히 모발이 형성된 피부 조직의 재생에 의한 모발의 성장 및 재생을 유도할 수 있다.

도 1은 모발 및 피부 조직의 재생 단계를 나타내는 도면이다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 모발 및 피부 조직의 성장과 재생을 촉진하는 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 발명의 실시예에 따라 주파수 및 조사 시간에 따른 모발의 성장 정도를 대조군과 비교하여 나타낸 도면이다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1은 모발 및 피부 조직의 재생 단계를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 모발및 피부 조직의 재생은 정지(Rest), 성장(Growth), 퇴행(Regression)의 3단계로 이루어지며 각 단계마다 독특한 해부학적 특징을 보인다.

머리카락의 경우에는 일반적으로 머리카락의 재생이 활발할수록 성장 단계의 모낭을 많이 관찰할 수 있으며 성장 단계에서 모낭은 줄기세포가 활발하게 증식하면서 길게 늘어나게 된다. 따라서 핵 염색(Hoechst)을 통해 파악할 수 있는 모낭의 형태가 길수록, 세포 증식을 반영하는 표지물질인 Ki-67 단백질이 많이 관찰될수록 재생이 활발하게 일어나고 있다고 판단할 수 있다.

도 2는 발명의 실시예에 따른 모발 및 피부 조직의 성장과 재생을 촉진하는 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

발명의 실시예에 따른 모발 및 피부 조직의 성장과 재생을 촉진하는 장치(1000)는 테라헤르츠 광원(100), 편광제어부(150), 커플러(200), 피드백 제어부(300), 빔 차단부재(400) 및 광학 조사부(500)를 포함할 수 있다. 도시된 도면에서는 조사 대상으로서 모발이 자라나는 두피 부분(10)을 예시하고 있다.

테라헤르츠 광원(100)은 테라헤르츠 주파수에 속하는 전자기파의 출력이 가능한 광원이다. 테라헤르츠는 투과성을 가진 전자파로써 10의 12제곱을 뜻하는 테라(Tera)와 진동수 단위인 헤르츠(hertz)를 합성한 것으로, ㎔로 표시하며 테라헤르츠 방사선(terahertz radiation), 테라헤르츠파(terahertz waves) 또는 줄여서 티-선(T-ray)이라고도 한다.

테라헤르츠 광원(100)은 이러한 테라헤르츠 대역의 고출력 전자기파를 방출하며, 초전도 자이로트론(gyrotron)이 사용될 수 있고 피드백 제어부(300)의 제어에 의해 테라헤르츠 광원(100)의 주파수의 출력 및 세기의 조절이 가능하다.

초전도 자이로트론은 전자 사이크로트론 운동을 이용한 대전력 밀리파 발진관으로, 가속한 전자의 운동에너지를 전자파 전력으로 변환한다.

편광제어부(150)는 테라헤르츠 광원(100)의 편광을 제어한다. 이에 따라 테라헤르츠 광원(100)으로부터의 광 손실을 감소시킬 수 있다.

커플러(200)는 생체에 조사되는 테라헤르츠 전자기파를 실시간으로 모니터링하기 위해 테라헤르츠 전자기파의 일부를 피드백 제어부(300)로 반사시킨다. 반사시키는 비율은 피드백 제어부(300)의 제어에 의해 변경될 수 있다.

커플러(200)는 복수로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 1차 커플러 및 2차 커플러(미도시)가 배치될 수 있다. 1차 커플러에서는 조사되는 광원의 일부를 피드백 제어부(300)로 반사시키고 일부는 빔 차단부재(400)로 통과시킨다. 또한 2차 커플러를 통해 나눠진 광원의 출력, 주파수를 실시간으로 모니터링한다. 즉, 1차 커플러의 커플링 레벨(coupling level)로부터 조사되는 광원의 세기를 산출한다.피드백 제어부(300)는 커플러(reflector)(200)로부터 반사되는 테라헤르츠 전자기파를 수신하여 테라헤르츠 전자기파의 출력과 주파수 측정한 값을 실시간으로 모니터링한다.

피드백 제어부(300)는 테라헤르츠 광원(100)의 출력(세기)과 주파수를 제어할 수 있으며, 측정값이 미리 정해진 범위를 벗어나는 경우에는 강제로 전원을 종료하도록 설정될 수 있다.

빔 차단부재(400)는 연속발진(cw: continuous wave) 고출력 전자기파의 출력을 일정한 시간 간격으로 차단하여 테라헤르츠의 노출 시간을 정밀하게 제어하는 장치이며, 전자 셔터(electric shutter)를 구비할 수 있다. 빔 차단부재(400)는 전자 셔터의 ON-rising과 OFF-falling time을 100 ms 이내로 제어하고 모듈레이션 플랜(modulation plan)에 따라 조사되는 테라헤르츠를 차단한다. 여기서 ON-rising과 OFF-falling time은 일정 반복률과 지속시간을 갖는 펄스 형태로 T-ray를 조사할 때, 단위 펄스의 신호 개시(0->1)에 소요되는 시간(rising-time)과 신호 종료(1->0)에 소요되는 시간(falling-time)을 의미한다.

상기 빔 차단 부재(400)는 적용 부위 및 목적에 따라 조사 시간 및 반복률을 조정하는 기능을 수행하며, 피드백 제어부(300)에 의해 제어될 수 있다. 빔 차단부재(400)는 AOM(Acoustic optic module) 또는 초퍼(Chopper)일 수 있다.

광학 조사부(500)는 설정에 따라 테라헤르츠 전자기파의 각도를 변화시키는 구성요소로써, 테라헤르츠 전자기파를 집속하거나 확산시키기 위한 준광학적 광학계이며, 광학 조사부(500)는 피드백 제어부(300)에 의해 제어될 수 있다. 광학 조사부(500)는 테라헤르츠 전자기파를 집속하거나 확산시키기 위한 각도 변환 수단을 구비할 수 있으며 이에 따라 조사 대상으로서의 피부 조직에 조사되는 광이 평행하거나, 평행하지 않도록 제어될 수 있다.

도 3은 발명의 실시예에 따라 머리카락이 나는 두피 조직에 대하여 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 고출력 전자기파의 주파수 및 조사 시간에 따른 머리카락의 성장 정도를 대조군과 비교하여 나타낸 도면이다. 핵상, Ki-67 단백질 및 핵상과 Ki-67 단백질을 조합한 경우를 비교하여 나타내었다.

대조군에 비해 0.2THz를 10분 조사한 경우와, 0.4THz를 30분 조사한 경우를 관찰하였다.

도 3을 참고하면, 핵 염색(Hoechst stain)을 통해 확인된 모낭의 형태 및 증식률 포지 단백질(Ki-67)의 발현 정도를 통하여 여느 전자기파도 조사하지 않은 대조군에 비해 T-ray를 조사한 마우스의 모낭에서 세포 활성 및 모발 재생이 활발해지는 것을 확인할 수 있다.

구체적으로, 대조군에 비해 0.2THz를 10분 조사한 경우가 상대적으로 모낭에서 세포 활성 및 모발 재생이 활발해지는 것을 확인할 수 있고, 0.2THz를 10분 조사한 경우에 비해 0.4THz를 30분 조사한 경우가 상대적으로 모낭에서 세포 활성 및 모발 재생이 활발해지는 것을 확인할 수 있다.

상기에서 검토한 바와 같이 원적외선 중 가장 낮은 에너지를 갖는 서브 테라헤르츠(sub-terahertz) 대역에서 거대 분자로 이루어진 세포막이나 DNA의 집합 진동(collective oscillation)을 통해 세포 활성에 기여할 수 있다.

발명의 실시예에 따른 방법은 탈모 방지용 미용 기기에 적용될 수 있으며, 피부조직 재생 및 치료 등의 미용/의료 기기로 확장될 수 있다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”,“중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

100: 테라헤르츠 광원
150: 편광 제어부
200: 커플러
300: 피드백 제어부
400: 빔 차단부재
500: 광학 조사부

Claims (7)

1. 테라헤르츠 대역의 전자기파를 출력하는 테라헤르츠 광원;
   상기 전자기파의 출력을 일정한 시간 간격으로 차단하는 빔 차단부재; 및
   모발이 자라나는 피부 조직으로 조사되는 상기 전자기파의 각도를 미리 정해진 설정에 따라 변화시키는 광학 조사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모발과 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전자기파의 일부를 반사시키는 커플러; 및
   상기 커플러로부터 반사된 전자기파를 수신하는 피드백 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모발과 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 피드백 제어부는 상기 테라헤르츠 광원의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 모발과 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 빔 차단부재는 AOM(Acoustic optic module) 또는 초퍼(Chopper)인 것을 특징으로 하는 모발과 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 테라헤르츠 광원은 0.2THz 내지 0.4THz의 전자기파를 출력하는 것을 특징으로 하는 모발과 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 커플러는 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 모발과 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 빔 차단부재는 전자 셔터(electric shutter)를 구비하는 것을 특징으로 하는 모발과 피부 조직의 성장을 촉진하는 장치.

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