KR101788301B1 - Electroporation device and control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기천공장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 생체내로 침투되는 복수개의 전극을 포함하는 침투부 및 상기 복수개의 전극 각각에 인가되는 전압을 제어하며, 상기 복수개의 전극 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an electroporation apparatus and a control method thereof, and more particularly, to an electroporation apparatus and a control method thereof, which are capable of controlling penetration parts including a plurality of electrodes penetrated into a living body and a voltage applied to each of the plurality of electrodes, And applying a pulse with the other electrodes being opposite in polarity.

Description

전기천공장치 및 그 제어방법{ELECTROPORATION DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}ELECTROPORATION DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF

본 발명은 전기천공장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 펄스를 사용하여 조직 또는 세포내로 도입제를 전달하는 전기천공장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electroporation apparatus and a control method thereof, and more particularly, to an electroporation apparatus and a control method thereof that transfer an introducing agent into a tissue or a cell using an electric pulse.

전기천공법(electroporation)은 분자생물학 분야에 속하는 기법으로, 세포에 전기장을 인가하여 세포막(cell membrane)의 투과성을 증가시킴으로써, 화학물질, 약물, DNA 등이 세포내로 도입될 수 있도록 하는 기술이다.Electroporation is a technique belonging to the field of molecular biology. It is a technique for introducing chemicals, drugs, and DNA into cells by increasing the permeability of the cell membrane by applying an electric field to the cells.

이러한 전기천공법은 이온도입법(iontophoresis)이나 지질전달법(lipid delivery) 또는 유전자총법(gene gun, particle gun)처럼 유전자의 전달, DNA 백신의 접종 등을 위해 활용될 수 있다. 즉 세포에 짧고 강렬한 전기 펄스를 인가하면 세포의 지질 이중층(lipid bilayer)에 친수성 경로(hydrophilic pore)가 생성되므로, DNA와 같이 하전된 분자(charged molecule)나 거대한 분자도 세포내로 이동할 수 있게 되는 것이다.Such electroporation can be utilized for iontophoresis, lipid delivery, gene delivery, DNA vaccination, and the like. That is, when a short, intense electric pulse is applied to a cell, a hydrophilic pore is generated in the lipid bilayer of the cell, so that a charged molecule or a large molecule such as DNA can move into the cell .

한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2014-0048213호(2014.04.23)에 개시되어 있다.
Meanwhile, the background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0048213 (Apr. 24, 2014).

이러한 전기천공은 비교적 강한 전기장을 인가하여야 발생할 수 있으며, 특히 친수성 경로를 생성할 수 있는 펄스의 문턱세기와 세포가 파괴될 수 있는 펄스의 세기 사이의 간극이 좁기 때문에, 살아있는 생명체에 약제를 전달하기 위한 전기천공을 수행할 때에는, 안전을 위해 친수성 경로를 생성할 수 있는 범위 내에서 가능한 낮은 세기의 펄스를 사용하여야 한다.Such electroporation can occur by applying a relatively strong electric field, and particularly because the gap between the threshold strength of a pulse that can generate a hydrophilic pathway and the intensity of a pulse that can be destroyed by the cell is narrow, , It is necessary to use pulses of as low a strength as possible within a range that can generate a hydrophilic path for safety.

즉 이러한 경우 전기천공장치의 양극과 음극을 잇는 라인 근처에서만 친수성 경로가 생성될 수 있으며, 이러한 라인에서 일정거리 이상 떨어진 영역에는 문턱세기 미만의 전기장 인가되기 때문에 친수성 경로가 생성되지 못하게 된다.That is, in this case, a hydrophilic path can be generated only near the line connecting the anode and the cathode of the electric perforation apparatus, and a hydrophilic path is not generated in a region distant from the line by a certain distance because the electric field is less than the threshold.

그런데 종래의 전기천공장치들은 일반적으로 쌍을 이루는 양극과 음극을 구비하여 고정된 형태의 전기장을 인가하기 때문에 친수성 경로가 생성되는 영역이 제한적이라는 문제점이 존재하였다.However, the conventional electric perforating apparatuses generally have a pair of positive and negative electrodes to apply a fixed electric field. Therefore, there is a problem that a region where a hydrophilic path is generated is limited.

이러한 문제점을 해결하기 위해 쌍을 이루는 양극과 음극을 복수개 구비하는 멀티 전극 방식이 주로 사용되고 있으나, 복수개의 전극 상호간의 간섭 가능성이 있어 같은 면적에 전극들을 집적하는데 한계가 있으므로, 신체에 침투되는 면적을 늘리지 않고 약제 전달 능력을 향상시키기 어렵다는 문제점이 존재한다. In order to solve such a problem, a multi-electrode system having a plurality of pairs of anodes and cathodes is mainly used. However, since there is a possibility of interference between a plurality of electrodes, there is a limit in accumulating electrodes in the same area. There is a problem that it is difficult to improve the drug delivery capability without increasing the amount of the drug.

본 발명은 상기와 같은 종래의 전기천공장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극의 수를 늘리지 않고 약제 전달 능력을 향상시킬 수 있는 전기천공장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems of the conventional electric perforation apparatus and to provide an electric punching apparatus and a control method thereof capable of improving drug delivery capability without increasing the number of electrodes.

본 발명에 따른 전기천공장치는 생체내로 침투되는 복수개의 전극을 포함하는 침투부; 및 상기 복수개의 전극 각각에 인가되는 전압을 제어하며, 상기 복수개의 전극 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, there is provided an electric punching apparatus comprising: a penetrating part including a plurality of electrodes penetrating into a living body; And a controller for controlling a voltage applied to each of the plurality of electrodes and applying a pulse with one of the plurality of electrodes having a reference polarity and the other electrodes having an opposite polarity.

본 발명에서 상기 기준극성인 전극이 양극이면 상기 반대극성인 전극들은 음극이고, 상기 기준극성인 전극이 음극이면 상기 반대극성인 전극들은 양극인 것을 특징으로 한다.In the present invention, if the electrode having the reference polarity is an anode, the electrodes having the opposite polarity are cathodes, and if the electrode having the reference polarity is a cathode, the electrodes having the opposite polarity are anodes.

본 발명에서 상기 복수개의 전극은, 전극들 사이의 상대적인 거리 관계가 기준이 되는 전극과 무관하게 동일하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the plurality of electrodes are arranged such that the relative distance between the electrodes is the same regardless of the reference electrode.

본 발명에서 상기 복수개의 전극은 직사각형의 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the plurality of electrodes are arranged in a rectangular shape.

본 발명에서 상기 침투부는, 상기 도입제를 주입하는 주입바늘을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the infiltration portion may further include an injection needle for injecting the introducing agent.

본 발명에서 상기 복수개의 전극은 상기 도입제를 주입할 수 있는 주사바늘의 형태인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the plurality of electrodes are in the form of needles capable of injecting the introducing agent.

본 발명에서 상기 도입제는 DNA 백신인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the introduction agent is a DNA vaccine.

본 발명에서 상기 복수개의 전극은 피내(intradermal), 근육내(intramuscular) 또는 종양내(intratumoral)로 침투되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the plurality of electrodes are characterized as being intradermal, intramuscular or intratumoral.

본 발명에서 상기 제어부는 기준극성이 되는 전극을 순차적으로 변경하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit sequentially changes the electrode having the reference polarity.

본 발명에서 상기 제어부는 기준극성이 되는 전극을 시계방향 또는 반시계방향으로 변경하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit changes the electrode having the reference polarity clockwise or counterclockwise.

본 발명에서 상기 제어부는, 펄스를 인가하지 않는 휴지기를 거친 후 기준극성이 되는 전극을 변경하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit changes an electrode that becomes a reference polarity after passing through a pausing unit that does not apply a pulse.

본 발명에서 상기 제어부는, 상기 나머지 전극들의 개수와 같은 횟수의 펄스를 인가하되, 각각의 펄스별로 상기 나머지 전극들 중 서로 다른 전극을 사용하여 펄스를 인가하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller may apply a pulse as many times as the number of the remaining electrodes, and apply pulses using different ones of the remaining electrodes for each pulse.

본 발명에서 상기 제어부는 상기 나머지 전극들 중 펄스가 인가되는 전극을 시계방향 또는 반시계방향으로 순차 변경하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit sequentially changes the electrode to which the pulse is applied among the remaining electrodes clockwise or counterclockwise.

본 발명에서 상기 제어부는 각각의 펄스들 사이에 펄스를 인가하지 않는 인터벌(interval)을 가지는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller may have an interval at which no pulse is applied between the pulses.

본 발명에 따른 전기천공장치의 제어방법은 제어부가 복수개의 전극 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가하는 제1단계; 상기 제어부가 상기 제1단계에서 반대극성이었던 전극 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가하는 제2단계; 및 상기 제어부가 상기 제1단계 및 상기 제2단계 모두에서 반대극성이었던 전극 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A control method of an electric perforation apparatus according to the present invention includes a first step of applying a pulse with a control electrode having one of a plurality of electrodes as a reference polarity and the other electrodes as an opposite polarity; A second step of applying a pulse with one of the electrodes having the opposite polarity in the first step as the reference polarity and the other electrodes as the opposite polarity in the first step; And a third step of causing the control unit to apply one of the electrodes having the opposite polarity in the first step and the second step to the reference polarity while applying the other polarity to the opposite polarity.

본 발명에 따른 전기천공장치의 제어방법은 상기 제1단계 이후 및 상기 제2단계 전에, 상기 제어부가 휴지시간동안 펄스를 인가하지 않고 휴지하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2단계 이후 및 상기 제3단계 전에, 상기 제어부가 상기 휴지시간동안 펄스를 인가하지 않고 휴지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The control method of an electric perforation apparatus according to the present invention further comprises a step of stopping the control unit not applying a pulse for a rest time after the first step and the second step, And before the third step, the control unit is stopped without applying the pulse for the dormancy time.

본 발명에서 상기 제1단계는, 상기 제어부가 상기 나머지 전극들 중 하나 및 상기 기준극성인 전극을 통해 펄스를 인가하는 단계(S1); 및 상기 제어부가 상기 나머지 전극들 중에서 상기 단계(S1)에서 사용되지 않은 전극 중 하나 및 상기 기준극성인 전극을 통해 펄스를 인가하는 단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first step may include: (S1) the controller applying a pulse through one of the remaining electrodes and the electrode having the reference polarity; And a step (S2) of applying a pulse through one of the electrodes not used in the step (S1) and the electrode having the reference polarity among the remaining electrodes among the remaining electrodes.

본 발명에 따른 전기천공장치의 제어방법은 상기 제1단계 전에, 상기 제어부가 복수개의 전극 및 주입바늘을 피내(intradermal), 근육내(intramuscular) 또는 종양내(intratumoral)로 침투시키는 단계; 및 상기 제어부가 상기 복수개의 전극 및 상기 주입바늘을 통해 도입제를 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The control method of an electroporation apparatus according to the present invention may further comprise the steps of: intradermally intramuscularly or intratumorally infiltrating a plurality of electrodes and an injection needle before the first step; And injecting the introducing agent through the plurality of electrodes and the injection needle by the control unit.

본 발명에 따른 전기천공장치 및 그 제어방법은 복수개의 전극 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가하고, 기준극성이 되는 전극을 순차적으로 변경하며, 각각의 펄스별로 서로 다른 전극을 사용함으로써, 전기천공장치의 도입제 전달 능력을 향상시키는 효과가 있다.
In the electroporation apparatus and the control method thereof, a pulse is applied with one of the plurality of electrodes having a reference polarity and the other electrodes having an opposite polarity, sequentially changing the electrode having a reference polarity, By using another electrode, there is an effect of improving the introduction agent transfer ability of the electric perforation apparatus.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 침투부를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 침투부를 설명하기 위한 또 다른 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 펄스 인가 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 펄스 인가 방식을 설명하기 위한 또 다른 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 제어방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 제어방법의 펄스 인가 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 제어방법의 펄스 인가 방식을 설명하기 위한 또 다른 예시도이다.
1 is a block diagram illustrating a configuration of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is an exemplary view illustrating a penetrating part of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2B is another exemplary view for explaining a penetration part of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exemplary view for explaining a pulse applying method of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating another embodiment of a pulse applying method of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram for explaining a control method of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram for explaining a pulse applying method of a control method of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating another embodiment of a pulse applying method in a method of controlling an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기천공장치 및 그 제어방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of an electric punching apparatus and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 침투부를 설명하기 위한 예시도이며, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 침투부를 설명하기 위한 또 다른 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 펄스 인가 방식을 설명하기 위한 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 펄스 인가 방식을 설명하기 위한 또 다른 예시도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 전기천공장치를 설명하면 다음과 같다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a view illustrating an infiltrating unit of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exemplary view for explaining a pulse applying method of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view for explaining a pulse applying method of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is a diagram illustrating another embodiment of a pulse applying method of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention will now be described.

먼저 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치는 제어부(100) 및 침투부(110)를 포함한다. 또한 침투부(110)는 제1전극(111) 내지 제n전극(118) 및 주입바늘(119)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention includes a control unit 100 and a penetration unit 110. The penetration portion 110 may include a first electrode 111 to an n-th electrode 118 and an injection needle 119.

침투부(110)의 전극들(111, 112, 113, 114, 118) 및 주입바늘(119)은 제어부(100)의 제어에 따라 생체내로 침투될 수 있다. 예를 들어 전극들(111, 112, 113, 114, 118) 및 주입바늘(119)은 제어부(100)의 제어에 따라 구동되는, 석션어셈블리(미도시)에 의한 피부 흡인에 따라 피내(intradermal)로 침투될 수 있고, 모터어셈블리(미도시)에 의한 이동에 따라 근육내(intramuscular)로 침투될 수 있으며, 종양내(intratumoral)로 침투될 수도 있다.The electrodes 111, 112, 113, 114 and 118 of the penetration section 110 and the injection needle 119 can be infiltrated into the living body under the control of the control section 100. For example, the electrodes 111, 112, 113, 114 and 118 and the injection needle 119 are intradermal in accordance with skin suction by a suction assembly (not shown), driven under the control of the controller 100, And may be intramuscularly infiltrated and intratumoral infiltrated with movement by a motor assembly (not shown).

주입바늘(119)은 제어부(100)의 제어에 따라 도입제를 생체내에 주입할 수 있다. 예를 들어 주입바늘(119)은 일반적인 주사바늘과 같은 형태일 수 있다. 즉 본 실시예에 따른 전기천공장치는 도입제를 수용하는 주사기(미도시)를 포함하여 생체내로 도입제를 주입할 수 있다.The injection needle 119 can inject the introduction agent into the living body under the control of the control unit 100. [ For example, the injection needle 119 may be in the form of a conventional injection needle. That is, the electric punching apparatus according to the present embodiment may include a syringe (not shown) that receives the introducing agent to inject the introducing agent into the living body.

또한 도 2a 및 2b에서 볼 수 있듯이 주입바늘(119)은 여러 개가 구비될 수도 있으며, 전극(111, 112, 113, 114)들을 잇는 영역 내에 위치하는 것이 바람직하다. 전술한 것과 같이, 전극에 가까운 위치일수록 친수성 경로(hydrophilic pore)가 생성될 가능성이 크므로, 해당 영역에 도입제가 존재하여야 세포내로의 전달이 원활히 이루어질 수 있기 때문이다.Also, as shown in FIGS. 2A and 2B, it is preferable that the injection needle 119 is provided in a plurality of positions and is located in a region connecting the electrodes 111, 112, 113, and 114. As described above, since a hydrophilic pore is likely to be generated at a position closer to an electrode, the presence of an inducing agent in the corresponding region can smoothly transfer into the cell.

한편 여기서 도입제는 전기천공을 통해 목표 조직이나 세포로 전달되는 제제(agent)를 의미하며, 이러한 도입제로는 조직이나 세포에 도입되어 활성(activity)이나 기능(function)을 나타낼 수 있는 물질(예: 약물, DNA 백신, 화장품) 등이 해당될 수 있다.Herein, the term "inducer" refers to an agent that is delivered to a target tissue or cell through electroporation. Such an introduction agent may be a substance that can be introduced into a tissue or a cell and exhibit an activity or a function : Drugs, DNA vaccines, cosmetics).

전극들(111, 112, 113, 114, 118)은 제어부(100)의 제어에 따라 침투된 생체내에 전기 펄스를 인가하여 목표 조직 또는 세포내로 도입제가 전달되도록 할 수 있다.The electrodes 111, 112, 113, 114, and 118 may be electrically pulsed in the infiltrated living body under the control of the controller 100 to allow the introduction of the introduction agent into the target tissue or cell.

전극들(111, 112, 113, 114, 118)의 극성은 고정되어 있지 않을 수 있다. 즉 제어부(100)는 전극들(111, 112, 113, 114, 118) 각각에 인가되는 전압을 제어할 수 있으며, 이를 통해 각각의 전극의 극성을 양극 또는 음극으로 설정할 수 있다.The polarities of the electrodes 111, 112, 113, 114, and 118 may not be fixed. That is, the controller 100 can control the voltages applied to the electrodes 111, 112, 113, 114, and 118, respectively, so that the polarity of each electrode can be set to either the anode or the cathode.

또한 전극들(111, 112, 113, 114, 118)은 주입바늘(119)처럼 도입제를 주입할 수 있는 형태로 구성될 수도 있다. 예를 들어 전극들(111, 112, 113, 114, 118) 또한 주입바늘(119)처럼 일반적인 주사바늘의 형태일 수 있다. 상술한 것과 같이, 도입제가 전극의 주위에 위치할수록 세포내로의 전달 가능성이 커질 수 있으므로, 전극들(111, 112, 113, 114, 118)을 통해 도입제를 주입한다면, 전기천공의 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 다른 실시예에 의할 때 침투부(110)는 별도의 주입바늘(119)을 구비하지 않을 수도 있다.The electrodes 111, 112, 113, 114, and 118 may also be configured to be capable of injecting an introducing agent, such as an injection needle 119. For example, the electrodes 111, 112, 113, 114, 118 may also be in the form of a common needle, such as an injection needle 119. As described above, since the introduction of the introducing agent through the electrodes 111, 112, 113, 114, and 118 is more likely to occur into the cell as the introducing agent is located around the electrode, . Therefore, according to another embodiment of the present invention, the infiltration part 110 may not have a separate injection needle 119.

한편 침투부(110)는 본 실시예에 따른 전기천공장치에서 분리될 수 있는 형태일 수 있다. 즉 침투부(110)는 생체내로 침투되므로 감염을 방지하기 위해 일회용 소모품의 형태로 설계될 수 있다.On the other hand, the penetration portion 110 may be in a form detachable from the electric punching apparatus according to the present embodiment. That is, the infiltration part 110 penetrates into the living body and can be designed in the form of disposable consumables to prevent infection.

제어부(100)는 전기천공의 수행 시, 복수개의 전극들(111, 112, 113, 114, 118) 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가할 수 있다. 즉 기준극성인 전극이 양극이면 반대극성인 전극들은 음극이 되고, 기준극성인 전극이 음극이면 반대극성인 전극들은 양극이 된다.The control unit 100 may apply a pulse with one of the plurality of electrodes 111, 112, 113, 114, and 118 as a reference polarity and the other electrodes as an opposite polarity. That is, if the electrode having the reference polarity is a positive electrode, the electrodes having the opposite polarity become the negative electrode, and if the reference polarity electrode is the negative electrode, the electrodes having the opposite polarity become the positive electrode.

다시 말해, 제어부(100)는 복수개의 전극들을 하나의 양극과 나머지 음극들로 설정하여 전기천공을 수행하거나 하나의 음극과 나머지 양극들로 설정하여 전기천공을 수행할 수 있다. 이렇게 기준극성인 전극을 하나만 사용할 경우에는 전기장이 한쪽 방향으로 형성될 수 있으므로, 복수의 양극과 복수의 음극을 사용하는 경우보다 전기장간의 간섭 가능성을 줄일 수 있다.In other words, the control unit 100 may perform the electroporation by setting the plurality of electrodes to one anode and the remaining cathodes, or perform the electroporation by setting one cathode and the other anode. When only one reference electrode is used, the electric field can be formed in one direction. Therefore, the possibility of interference between the electric fields can be reduced compared with the case of using a plurality of anodes and a plurality of cathodes.

한편 이하에서는 기준극성인 전극이 양극인 경우로 설명하기로 하며, 기준극성인 전극이 음극인 경우 역시 이와 같은 방식으로 설명될 수 있다. 또한 본 발명에서 전극의 수량에 대한 제한은 없으나, 편의를 위해 4개의 전극(111, 112, 113, 114)을 구비한 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.In the following description, it is assumed that the electrode having the reference polarity is the anode, and the electrode having the reference polarity is the cathode. In addition, although there is no limitation on the number of electrodes in the present invention, a case where four electrodes 111, 112, 113 and 114 are provided will be described as an example for convenience.

즉 제어부(100)는 제1전극(111)만을 양극으로 설정하고 제2전극(112), 제3전극(113) 및 제4전극(114)은 음극으로 설정하여 전기천공을 수행할 수 있고, 제3전극(113)만을 양극으로 설정하고 제1전극(111), 제2전극(112) 및 제4전극(114)을 음극으로 설정하여 전기천공을 수행할 수도 있다.That is, the controller 100 may set the first electrode 111 as the anode, the second electrode 112, the third electrode 113, and the fourth electrode 114 as cathodes, The first electrode 111, the second electrode 112, and the fourth electrode 114 may be set as cathodes to perform electroporation only by setting the third electrode 113 as an anode.

또한 제어부(100)는 기준극성이 되는 전극을 순차적으로 변경하여 전기천공을 수행할 수도 있다. 즉 도 3에서 볼 수 있듯이, 제어부(100)는, 제1전극(111)을 양극으로 설정하고 제2전극(112), 제3전극(113) 및 제4전극(114)은 음극으로 설정하는 것을 하나의 세트(set)로 하여 펄스를 인가한 뒤, 제2전극(112)을 양극으로 설정하고 제1전극(111), 제3전극(113) 및 제4전극(114)은 음극으로 설정하는 것을 또 다른 세트로 하여 펄스를 인가할 수 있다. 즉 제어부(100)는 기준극성이 되는 전극을 변경하면서 이러한 세트들을 수행하는 방식으로 전기천공을 수행할 수 있다.In addition, the controller 100 may sequentially perform the electroporation by changing the electrode having the reference polarity. 3, the controller 100 sets the first electrode 111 as an anode and sets the second electrode 112, the third electrode 113, and the fourth electrode 114 as cathodes The second electrode 112 is set as an anode and the first electrode 111, the third electrode 113 and the fourth electrode 114 are set as cathodes It is possible to apply a pulse to another set. That is, the control unit 100 may perform the electroporation in such a manner that these sets are performed while changing the electrode of the reference polarity.

이때 제어부(100)는 도 3에 도시된 것처럼, 기준극성이 되는 전극을 반시계방향으로 순차 변경할 수도 있고, 이와는 반대로 시계방향으로 순차 변경할 수도 있다.At this time, as shown in FIG. 3, the control unit 100 may sequentially change the electrodes having the reference polarity in the counterclockwise direction, or may sequentially change the electrodes in the clockwise direction.

또한 제어부(100)는 하나의 세트가 종료되면 펄스를 인가하지 않는 휴지기를 거친 후 다음 세트를 수행할 수 있다. 즉 세포에 전기장을 지속적으로 인가하면 온도 상승 등으로 인한 세포사멸이 발생할 수 있으므로, 제어부(100)는 안전을 위해 각각의 세트 사이에 펄스를 인가하지 않는 휴지기를 가질 수 있다. 또한 일반적으로 이러한 휴지기는 각각의 세트 시간보다 길게 설계될 수 있다. 예를 들어 하나의 세트가 수행되는 시간은 30ms이고 이러한 휴지기는 100ms로 설계될 수 있다.In addition, when one set is terminated, the controller 100 may perform a next set after passing through a pauser not to apply a pulse. That is, when an electric field is constantly applied to a cell, cell death due to a temperature rise or the like may occur. Therefore, the control unit 100 may have a rest period in which no pulse is applied between each set for safety. Also, in general, such a rest period can be designed longer than each set time. For example, the time at which one set is performed is 30 ms and the rest period can be designed at 100 ms.

이와 같이, 기준극성이 되는 전극을 변경하면, 양극과 음극을 잇는 라인을 여러 개 형성할 수 있으므로, 보다 넓은 영역에서 친수성 경로를 생성할 수 있다. 따라서 이러한 방식은 전기천공장치의 도입제 전달 능력을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라 비교적 낮은 전기장을 인가하더라도(친수성 경로가 생성될 수 있는 각각의 라인별 영역이 좁아지더라도), 친수성 경로가 생성될 수 있는 전체적인 영역은 기존과 동등한 수준으로 유지할 수 있으므로, 이러한 방식은 보다 안전한 전기천공을 가능하게 한다. As described above, when the electrode having the reference polarity is changed, a plurality of lines connecting the positive electrode and the negative electrode can be formed, so that a hydrophilic path can be generated in a wider area. Thus, this approach can improve the ability of the electroporation apparatus to transfer the introduction agent. In addition, even if a relatively low electric field is applied (even if each line-specific region where the hydrophilic path can be formed is narrowed), the entire region in which the hydrophilic path can be generated can be maintained at the same level as that of the conventional method Enabling safe electrical penetration.

한편 전극의 위치에 무관하게 동일한 세기의 전기장을 인가하기 위해서는 양극과 음극 사이의 거리에 비례하는 전압을 쌍을 이루는 전극에 인가하여야 한다. 즉 양극의 위치를 로테이션할 때마다 양극과 음극 사이의 거리 관계가 달라진다면, 매 세트마다 다른 값의 전압을 인가하여야만 동일한 세기의 전기장을 형성할 수 있다. 이러한 경우 사용자가 불쾌감을 느낄 수도 있으며, 각 전극에 인가되는 전압을 제어하는 회로의 구성이 복잡해질 수 있다. 따라서 본 실시예에서 복수개의 전극은, 전극들 사이의 상대적인 거리 관계가 기준이 되는 전극과 무관하게 동일하도록 배치될 수 있다.In order to apply an electric field having the same intensity regardless of the position of the electrode, a voltage proportional to the distance between the anode and the cathode must be applied to the pair of electrodes. That is, if the distance relationship between the anode and the cathode changes each time the position of the anode is rotated, an electric field of the same intensity can be formed by applying a voltage of a different value to each set. In this case, the user may feel uncomfortable, and the configuration of the circuit for controlling the voltage applied to each electrode may become complicated. Therefore, in the present embodiment, the plurality of electrodes can be arranged such that the relative distance between the electrodes is the same regardless of the reference electrode.

즉 전극들 사이의 상대적인 거리 관계가 기준이 되는 전극과 무관하게 동일하다 함은 각각의 전극을 기준으로 할 때 다른 전극까지의 거리의 종류가 동일한 것을 의미한다. 예를 들어 도 3에 도시된 것과 같이, 전극들(111, 112, 113, 114)이 직사각형의 형태로 배치된 경우, 제1전극(111)을 기준으로 할 때 다른 전극까지의 거리의 종류는 가로, 세로, 대각선의 세 종류이다. 또한 제2전극(112)을 기준으로 하더라도 다른 전극까지의 거리의 종류는 가로, 세로, 대각선의 세 종류뿐이다. 즉 전극들(111, 112, 113, 114)이 직사각형의 형태로 배치된 경우에 제어부(100)는 세 종류의 거리에 대응하는 전압만을 사용하여 전반적인 전기장의 세기를 동일한 수준으로 유지할 수 있다.That is, the relative distance between the electrodes is the same regardless of the reference electrode, which means that the distances to the other electrodes are the same when each electrode is referred to. For example, when the electrodes 111, 112, 113, and 114 are arranged in a rectangular shape as shown in FIG. 3, the types of distances to the other electrodes with respect to the first electrode 111 are There are three types: horizontal, vertical, and diagonal. Even with the second electrode 112 as a reference, there are only three kinds of distances to the other electrodes: horizontal, vertical, and diagonal. That is, when the electrodes 111, 112, 113, and 114 are arranged in a rectangular shape, the controller 100 can maintain the overall electric field strength at the same level using only voltages corresponding to three kinds of distances.

한편 제어부(100)는 하나의 세트 수행 시, 반대극성으로 설정된 나머지 전극들의 개수와 같은 횟수의 펄스를 인가하되, 각각의 펄스별로 나머지 전극들 중 서로 다른 전극을 사용하여 펄스를 인가할 수 있다. 즉 도 4에서 점선으로 도시된 전극은 펄스가 인가되지 않는 전극을 의미하며, 도 4에서 볼 수 있듯이, 제1세트의 수행 시, 제어부(100)는 3회의 펄스를 인가할 수 있으며, 제1전극(111)과 제2전극(112)을 통해 펄스를 인가한 뒤, 제1전극(111)과 제3전극(113)을 통해 펄스를 인가하고, 이후 제1전극(111)과 제4전극(114)을 통해 펄스를 인가하는 방식으로 하나의 세트를 수행할 수 있다.On the other hand, when performing one set, the controller 100 applies pulses as many times as the number of the remaining electrodes set to the opposite polarity, and applies pulses using different ones of the remaining electrodes for each pulse. In other words, the electrode shown by a dotted line in FIG. 4 denotes an electrode to which a pulse is not applied. As shown in FIG. 4, in performing the first set, the controller 100 can apply three pulses, A pulse is applied through the electrode 111 and the second electrode 112 and then a pulse is applied through the first electrode 111 and the third electrode 113. After that, Lt; RTI ID = 0.0 > 114 < / RTI >

이때 제어부(100)는 도 4에 도시된 것처럼, 펄스가 인가되는 전극을 반시계방향으로 순차 변경할 수도 있고, 이와는 반대로 시계방향으로 순차 변경할 수도 있다.At this time, as shown in FIG. 4, the controller 100 may sequentially change the electrodes to which the pulses are applied in the counterclockwise direction, or may sequentially change the electrodes in the clockwise direction.

또한 제어부(100)는 각각의 펄스들 사이에 펄스를 인가하지 않는 인터벌(interval)을 가질 수 있다. 즉 펄스가 DC의 형태에 가까울수록 세포에 손상을 줄 수 있으므로, 제어부(100)는 안전을 위해 하나의 펄스를 인가한 후에 인터벌을 거쳐 다음 펄스가 인가되도록 할 수 있다. 이때 이러한 인터벌의 간격은 휴지기(휴지시간)의 스케일(scale) 보다는 하나의 펄스가 인가되는 시간(예 : 10m)에 가까울 수 있다.Further, the control unit 100 may have an interval in which no pulse is applied between the respective pulses. That is, as the pulse is closer to the DC form, it may damage the cell. Therefore, the controller 100 may apply one pulse for safety and then apply the next pulse through the interval. At this time, the interval of this interval may be close to the time (for example, 10 m) during which one pulse is applied rather than the scale of the pause (pause time).

이처럼 하나의 펄스를 인가할 때 하나의 음극만을 사용한다면, 음극간의 간섭에 의한 영향을 줄일 수 있으므로, 전극들을 보다 좁은 영역에 집적하여 배치하는 것을 가능하게 한다.If only one cathode is used when one pulse is applied, the influence due to the interference between the cathodes can be reduced, making it possible to arrange the electrodes in a narrower area.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 제어방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 제어방법의 펄스 인가 방식을 설명하기 위한 예시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기천공장치의 제어방법의 펄스 인가 방식을 설명하기 위한 또 다른 예시도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 전기천공장치의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.FIG. 5 is a view for explaining a control method of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view for explaining a pulse applying method of a control method for an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a view for explaining a pulse application method of the control method of an electric punching apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the control method of the electric punching apparatus according to the present embodiment The following is an explanation.

도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(100)는 먼저 전극(111, 112, 113, 114) 및 주입바늘(119)을 피내, 근육내 또는 종양내로 침투시킨다(S500). 예를 들어 제어부(100)는, 석션어셈블리(미도시)에 의한 피부 흡인을 통해 전극(111, 112, 113, 114) 및 주입바늘(119)을 피내(intradermal)로 침투시킬 수 있고, 모터어셈블리(미도시)에 의한 이동을 통해 전극(111, 112, 113, 114) 및 주입바늘(119)을 근육내(intramuscular)로 침투시킬 수 있으며, 종양내(intratumoral)로 침투시킬 수도 있다.5, the controller 100 first penetrates the electrodes 111, 112, 113, and 114 and the injection needle 119 into the intradermally, intramuscularly, or the tumor (S500). For example, the control unit 100 can intradermally penetrate the electrodes 111, 112, 113, 114 and the injection needle 119 through skin suction by a suction assembly (not shown) The electrodes 111, 112, 113 and 114 and the injection needle 119 can be intramuscularly intratumorally intratumorally penetrated through the movement of the electrodes 111, 112, 113 and 114.

이어서 제어부(100)는 전극(111, 112, 113, 114) 및 주입바늘(119)을 통해 도입제를 주입한다(S510). 즉 전극(111, 112, 113, 114)은 주입바늘(119)처럼 도입제를 주입할 수 있는 주사바늘의 형태일 수 있다. 또한 여기서 도입제는 전기천공을 통해 목표 조직이나 세포로 전달되는 제제(agent)를 의미하며, 이러한 도입제로는 약물, DNA 백신 등이 해당될 수 있다.Then, the control unit 100 injects the introducing agent through the electrodes 111, 112, 113, and 114 and the injection needle 119 (S510). That is, the electrodes 111, 112, 113, and 114 may be in the form of needles capable of injecting an introducing agent, such as an injection needle 119. Here, the introduction agent refers to an agent that is delivered to a target tissue or cell through electroporation. Such an introduction agent may be a drug, a DNA vaccine, or the like.

상기 단계(S510) 이후, 제어부(100)는 전극(111, 112, 113, 114)을 통해 펄스를 인가하여 도입제를 조직 또는 세포내로 도입시킨다(S520). 즉 제어부(100)는 전극(111, 112, 113, 114)을 통해 펄스를 인가하여 전기천공을 수행할 수 있으며, 이러한 상기 단계(S520)를 도 6을 참조하여 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.After the step S510, the controller 100 applies a pulse through the electrodes 111, 112, 113 and 114 to introduce the introducing agent into tissues or cells (S520). That is, the controller 100 may apply a pulse through the electrodes 111, 112, 113, and 114 to perform the electroporation. The step S520 will be described in more detail with reference to FIG.

도 6에 도시된 것과 같이, 제어부(100)는 먼저 제1전극(111)을 양극으로 하고 나머지 전극들(112, 113, 114)을 음극으로 하여 펄스를 인가한다(S600). 즉 제어부(100)는 전극(111, 112, 113, 114) 중 하나(제1전극(111))를 기준극성으로 설정하고 나머지 전극들(112, 113, 114)을 반대극성으로 설정하여 펄스를 인가할 수 있다. 한편 상기 단계(S600)를 도 7을 참조하여 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.As shown in FIG. 6, the controller 100 applies a pulse with the first electrode 111 as an anode and the remaining electrodes 112, 113, and 114 as cathodes (S600). That is, the control unit 100 sets one of the electrodes 111, 112, 113, and 114 (the first electrode 111) to the reference polarity and sets the remaining electrodes 112, 113, . The step S600 will be described in more detail with reference to FIG.

도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(100)는 먼저 제1전극(111)과 제2전극(112)을 통해 펄스를 인가한다(S700). 즉 제어부(100)는 도 6의 상기 단계(S600)에서 반대극성으로 설정된 전극들(112, 113, 114) 중 하나(제2전극(112)) 및 도 6의 상기 단계(S600)에서 기준극성으로 설정된 전극(제1전극(111))을 통해 펄스를 인가할 수 있다.As shown in FIG. 7, the controller 100 applies a pulse through the first electrode 111 and the second electrode 112 (S700). That is, the control unit 100 determines whether one of the electrodes 112, 113, 114 (the second electrode 112) set to the opposite polarity in the step S600 of FIG. 6 and the reference polarity A pulse can be applied through an electrode (first electrode 111)

이어서 제어부(100)는 제1전극(111)과 제3전극(113)을 통해 펄스를 인가한다(S710). 즉 제어부(100)는 도 6의 상기 단계(S600)에서 반대극성으로 설정된 전극들 중 상기 단계(S700)에서 사용되지 않은 전극(113, 114) 중 하나(제3전극(113)) 및 도 6의 상기 단계(S600)에서 기준극성으로 설정된 전극을 통해 펄스를 인가할 수 있다.Then, the controller 100 applies a pulse through the first electrode 111 and the third electrode 113 (S710). That is, the controller 100 determines whether one of the electrodes 113 and 114 (the third electrode 113) which is not used in the step S700 among the electrodes set to the opposite polarity in the step S600 of FIG. 6, The pulse may be applied through the electrode set to the reference polarity in the step S600 of FIG.

상기 단계(S710) 이후, 제어부(100)는 제1전극(111)과 제4전극(114)을 통해 펄스를 인가한다(S720). 즉 제어부(100)는 음극으로 설정된 전극들의 개수와 같은 횟수의 펄스를 인가하되, 펄스가 인가되는 전극을 반시계방향으로 순차 변경하는 방식으로 도 6의 상기 단계(S600)를 수행할 수 있다.After the step S710, the controller 100 applies a pulse through the first electrode 111 and the fourth electrode 114 (S720). That is, the controller 100 may perform the step S600 of FIG. 6 by applying pulses as many times as the number of electrodes set to the cathode, and sequentially changing the electrodes to which the pulses are applied in the counterclockwise direction.

또한 제어부(100)는 상기 단계(S700)와 상기 단계(S710)의 사이 및 상기 단계(S710)와 상기 단계(S720)의 사이에 펄스를 인가하지 않는 인터벌(interval)을 가질 수 있다.In addition, the controller 100 may have an interval at which no pulse is applied between the step S700 and the step S710 and between the step S710 and the step S720.

한편 도 6의 상기 단계(S600) 이후, 제어부(100)는 휴지기를 갖는다(S610). 즉 세포에 전기장을 지속적으로 인가하면 온도 상승 등으로 인한 세포사멸이 발생할 수 있으므로, 제어부(100)는 안전을 위해 각각의 세트 사이에 펄스를 인가하지 않는 휴지기를 가질 수 있다. On the other hand, after the step S600 of FIG. 6, the control unit 100 has a rest period (S610). That is, when an electric field is constantly applied to a cell, cell death due to a temperature rise or the like may occur. Therefore, the control unit 100 may have a rest period in which no pulse is applied between each set for safety.

이어서 제어부(100)는 제2전극(112)을 양극으로 하고 나머지 전극들(111, 113, 114)을 음극으로 하여 펄스를 인가한다(S620). 즉 제어부(100)는 상기 단계(S600)에서 반대극성이었던 전극(112, 113, 114) 중 하나(제2전극(112))를 기준극성으로 설정하고 나머지 전극들(111, 113, 114)을 반대극성으로 설정하여 펄스를 인가할 수 있다.Next, the controller 100 applies the pulse with the second electrode 112 as the anode and the remaining electrodes 111, 113, and 114 as the cathode (S620). That is, the controller 100 sets one of the electrodes 112, 113 and 114 (the second electrode 112) having the opposite polarity in the step S600 as the reference polarity and the remaining electrodes 111, 113 and 114 It is possible to apply the pulse with the opposite polarity.

상기 단계(S620) 이후 제어부(100)는 다시 휴지기를 갖고(S630), 제3전극(113)을 양극으로 하고 나머지 전극들(111, 112, 114)을 음극으로 하여 펄스를 인가한다(S640). 즉 제어부(100)는 상기 단계(S600) 및 상기 단계(S620) 모두에서 반대극성이었던 전극(113, 114) 중 하나(제3전극(113))를 기준극성으로 설정하고 나머지 전극들(111, 112, 114)을 반대극성으로 설정하여 펄스를 인가할 수 있다. After the step S620, the control unit 100 has a pausing period (S630), applies a pulse with the third electrode 113 as an anode and the remaining electrodes 111, 112 and 114 as a cathode (S640) . That is, the controller 100 sets one of the electrodes 113 and 114 (the third electrode 113) having the opposite polarity to the reference polarity in both the step S600 and the step S620, 112, and 114 may be set to the opposite polarity to apply a pulse.

이어서 제어부(100)는 또 다시 휴지기를 갖고(S650), 제4전극(114)을 양극으로 하고 나머지 전극들(111, 112, 113)을 음극으로 하여 펄스를 인가한다(S660). 즉 제어부(100)는 기준극성이 되는 전극을 순차적으로 변경하는 방식으로 전기천공을 수행할 수 있으며, 모든 전극이 한 번씩 기준극성의 역할을 수행하면 전기천공의 프로세스를 종료할 수 있다.Then, the control unit 100 again has a pausing unit (S650), applying the pulse with the fourth electrode 114 as the anode and the remaining electrodes 111, 112, and 113 as the cathode (S660). That is, the control unit 100 may perform the electric puncturing in such a manner that the electrode having the reference polarity is sequentially changed, and the process of the electric puncturing can be terminated when all the electrodes perform the role of the reference polarity once.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전기천공장치 및 그 제어방법은 복수개의 전극 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가하고, 기준극성이 되는 전극을 순차적으로 변경하며, 각각의 펄스별로 서로 다른 전극을 사용함으로써, 전극 사이의 간섭 가능성을 줄이고, 친수성 경로가 생성되는 영역을 넓힐 수 있으며, 이에 따라 전기천공장치의 도입제 전달 능력을 향상시킬 수 있다.As described above, the electric perforating apparatus and the control method thereof according to the embodiment of the present invention are configured to apply a pulse with one of the plurality of electrodes having a reference polarity and the other electrodes having an opposite polarity, sequentially changing electrodes having a reference polarity, By using different electrodes for each pulse, it is possible to reduce the possibility of interference between the electrodes, to widen the region in which the hydrophilic path is generated, and thus to improve the ability of the electroporation apparatus to transfer the introduction agent.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

100: 제어부
110: 침투부
111: 제1전극
112: 제2전극
113: 제3전극
114: 제4전극
118: 제n전극
119: 주입바늘
100:
110:
111: first electrode
112: second electrode
113: third electrode
114: fourth electrode
118: n-th electrode
119: injection needle

Claims (18)

전극을 통해 전기 펄스를 인가하여 조직 또는 세포내로 도입제를 전달하는 전기천공장치에 있어서,
생체내로 침투되는 복수개의 전극을 포함하는 침투부; 및
상기 복수개의 전극 각각에 인가되는 전압을 제어하며, 상기 복수개의 전극 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는, 상기 나머지 전극들의 개수와 같은 횟수의 펄스를 하나의 세트(set)로 하여 인가하되, 하나의 세트의 각각의 펄스별로 상기 나머지 전극들 중 서로 다른 전극을 사용하여 펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
An electroporation apparatus for delivering an introducing agent into tissue or cells by applying an electric pulse through an electrode,
A penetration part including a plurality of electrodes penetrating into a living body; And
And a controller for controlling a voltage applied to each of the plurality of electrodes and applying a pulse with one of the plurality of electrodes having a reference polarity and the other electrodes having an opposite polarity,
The control unit applies a pulse as many times as the number of the remaining electrodes as a set and applies pulses by using different ones of the remaining electrodes for each pulse of one set Characterized in that the electrical punching device
제 1항에 있어서,
상기 기준극성인 전극이 양극이면 상기 반대극성인 전극들은 음극이고, 상기 기준극성인 전극이 음극이면 상기 반대극성인 전극들은 양극인 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
The method according to claim 1,
Wherein when the electrode having the reference polarity is a positive electrode, the electrodes having the opposite polarity are cathodes, and if the reference electrode is a negative electrode, the electrodes having the opposite polarity are positive electrodes.
제 1항에 있어서,
상기 복수개의 전극은, 전극들 사이의 상대적인 거리 관계가 기준이 되는 전극과 무관하게 동일하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of electrodes are arranged such that the relative distance between the electrodes is the same regardless of the reference electrode.
제 3항에 있어서,
상기 복수개의 전극은 직사각형의 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
The method of claim 3,
Wherein the plurality of electrodes are arranged in a rectangular shape.
제 1항에 있어서,
상기 침투부는, 상기 도입제를 주입하는 주입바늘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
The method according to claim 1,
Wherein the penetrating section further comprises an injection needle for injecting the introducing agent.
제 1항에 있어서,
상기 복수개의 전극은 상기 도입제를 주입할 수 있는 주사바늘의 형태인 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of electrodes are in the form of needles capable of injecting the introducing agent.
제 1항에 있어서,
상기 도입제는 DNA 백신인 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
The method according to claim 1,
Wherein the introduction agent is a DNA vaccine.
제 1항에 있어서,
상기 복수개의 전극은 피내(intradermal), 근육내(intramuscular) 또는 종양내(intratumoral)로 침투되는 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
The method according to claim 1,
Wherein said plurality of electrodes are intradermally, intramuscularly or intratumorally infiltrated.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 기준극성이 되는 전극을 순차적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit sequentially changes the electrode having the reference polarity.
제 9항에 있어서,
상기 제어부는 기준극성이 되는 전극을 시계방향 또는 반시계방향으로 변경하는 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the control unit changes the electrode having the reference polarity clockwise or counterclockwise.
제 9항에 있어서,
상기 제어부는, 펄스를 인가하지 않는 휴지기를 거친 후 기준극성이 되는 전극을 변경하는 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the control unit changes an electrode that becomes a reference polarity after passing through a pause period in which no pulse is applied.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 나머지 전극들 중 펄스가 인가되는 전극을 시계방향 또는 반시계방향으로 순차 변경하는 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller sequentially changes an electrode to which a pulse is applied among the remaining electrodes in a clockwise or counterclockwise direction.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 각각의 펄스들 사이에 펄스를 인가하지 않는 인터벌(interval)을 가지는 것을 특징으로 하는 전기천공장치.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit has an interval that does not apply a pulse between each of the pulses.
전기 펄스를 인가하기 위한 복수개의 전극을 구비하는 전기천공장치의 제어방법에 있어서,
제어부가 상기 복수개의 전극 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가하는 제1단계;
상기 제어부가 상기 제1단계에서 반대극성이었던 전극 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가하는 제2단계; 및
상기 제어부가 상기 제1단계 및 상기 제2단계 모두에서 반대극성이었던 전극 중 하나를 기준극성으로 하고 나머지 전극들을 반대극성으로 하여 펄스를 인가하는 제3단계를 포함하고,
상기 제1단계는,
상기 제어부가 상기 나머지 전극들 중 하나 및 상기 기준극성인 전극을 통해 펄스를 인가하는 단계(S1); 및
상기 제어부가 상기 나머지 전극들 중에서 상기 단계(S1)에서 사용되지 않은 전극 중 하나 및 상기 기준극성인 전극을 통해 펄스를 인가하는 단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기천공장치의 제어방법.
A control method for an electric punching apparatus having a plurality of electrodes for applying an electric pulse,
A first step of causing the control unit to apply a pulse with one of the plurality of electrodes having a reference polarity and the other electrodes having an opposite polarity;
A second step of applying a pulse with one of the electrodes having the opposite polarity in the first step as the reference polarity and the other electrodes as the opposite polarity in the first step; And
And a third step of causing the control unit to apply a pulse with one of the electrodes having the opposite polarity in the first step and the second step with the reference polarity and the other electrodes with the opposite polarity,
In the first step,
The control unit applying a pulse through one of the remaining electrodes and the reference electrode; And
(S2) applying a pulse through one of the electrodes not used in the step (S1) and the electrode of the reference polarity among the remaining electrodes among the remaining electrodes.
제 15항에 있어서,
상기 제1단계 이후 및 상기 제2단계 전에,
상기 제어부가 휴지시간동안 펄스를 인가하지 않고 휴지하는 단계를 더 포함하고,
상기 제2단계 이후 및 상기 제3단계 전에,
상기 제어부가 상기 휴지시간동안 펄스를 인가하지 않고 휴지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기천공장치의 제어방법.
16. The method of claim 15,
After the first step and before the second step,
Further comprising the step of stopping the control unit without applying a pulse for a rest time,
After the second step and before the third step,
Further comprising the step of stopping the control unit without applying a pulse for the dormant time.
삭제delete 삭제delete
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180106093A (en) 2017-03-17 2018-10-01 현대자동차주식회사 Control Method of Carpool Road For Navigation
CN107297022A (en) * 2017-06-20 2017-10-27 深圳市博昊电子有限公司 A kind of electric region constructing system of heteropole, method and the electric region bridge system of heteropole
KR102032694B1 (en) * 2017-12-15 2019-10-15 성균관대학교산학협력단 Multi-channel transcranial direct current stimulation device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100756252B1 (en) * 1997-08-01 2007-09-07 제네트로닉스, 인코포레이티드 Method and apparatus for using electroporation mediated delivery of drugs and genes

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5993434A (en) * 1993-04-01 1999-11-30 Genetronics, Inc. Method of treatment using electroporation mediated delivery of drugs and genes
US6778853B1 (en) * 1997-12-17 2004-08-17 University Of South Florida Electroporation device
US7083580B2 (en) * 2001-04-06 2006-08-01 Mattioli Engineering Ltd. Method and apparatus for skin absorption enhancement and transdermal drug delivery
US8209006B2 (en) * 2002-03-07 2012-06-26 Vgx Pharmaceuticals, Inc. Constant current electroporation device and methods of use
ATE402732T1 (en) * 2002-04-16 2008-08-15 Cyto Pulse Sciences Inc METHOD FOR TREATING BIOLOGICAL MATERIALS WITH TRANSLATING ELECTRICAL FIELDS AND ELECTRODE POLARITY REVERSAL
US20040029240A1 (en) * 2002-05-13 2004-02-12 Acker Jesse L. Dynamic electroporation apparatus and method
JP5059786B2 (en) * 2006-02-11 2012-10-31 ジェネトロニクス,インコーポレイティド Apparatus and method for single needle in vivo electroporation
CN101563132A (en) * 2006-10-17 2009-10-21 Vgx药品公司 Electroporation devices and methods of using same for electroporation of cells in mammals
WO2008101968A2 (en) * 2007-02-20 2008-08-28 Galderma Research & Development A method for delivery of a therapeutic substance into the skin
EP2211982B1 (en) * 2007-10-11 2016-04-06 Region Hovedstaden v/Herlev Hospital An electroporation device for improved electrical field control
EP3593855B1 (en) * 2008-01-17 2023-10-04 Inovio Pharmaceuticals, Inc. Variable current density single needle electroporation system
ITTO20110411A1 (en) * 2011-05-11 2012-11-12 Consiglio Nazionale Ricerche DEVICE FOR ELECTROPORATION
WO2012172424A1 (en) * 2011-06-15 2012-12-20 Crontech Pharma Ab Injection needle and device
KR102325369B1 (en) * 2011-06-28 2021-11-11 이노비오 파마수티컬즈, 인크. A miniminally invasive dermal electroporation device
ITCO20120004A1 (en) * 2012-02-07 2013-08-08 Giuseppe Caccia APPARATUS FOR VAGINAL AND ANAL DYNAMIC ELECTROPORATION
KR101979746B1 (en) * 2012-09-13 2019-05-17 (주)아모레퍼시픽 Device and Method for Electroporation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100756252B1 (en) * 1997-08-01 2007-09-07 제네트로닉스, 인코포레이티드 Method and apparatus for using electroporation mediated delivery of drugs and genes

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