KR101847471B1 - 성분 분리기, 이를 포함하는 성분 분리 키트 및 이를 이용한 성분 분리방법 - Google Patents

성분 분리기, 이를 포함하는 성분 분리 키트 및 이를 이용한 성분 분리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 성분 분리기, 이를 포함하는 성분 분리 키트 및 이를 이용한 성분 분리 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 주입구 및 주입구와 반대방향에 개방 단부를 갖는 하우징과, 하우징 내부에 밀봉식으로 활주 가능하게 마련된 플런저와, 플런저와 연결된 조작부재와, 주입구와 플런저 사이 공간에 위치하며, 소정 크기의 복수 개의 홀을 갖는 메쉬부 및 메쉬부를 개폐하기 위한 커버부를 갖는 필터, 및 개방 단부를 개폐하기 위한 뚜껑을 포함하는 성분 분리기가 제공된다.

Description

성분 분리기, 이를 포함하는 성분 분리 키트 및 이를 이용한 성분 분리방법{Component separator, Kit for separating stem cells comprising the same, and Separating method for stem cells using the same}
본 발명은 지방 및 줄기세포를 분리할 수 있는 성분 분리기, 이를 포함하는 성분 분리 키트 및 이를 이용한 성분 분리방법에 관한 것으로, 특히, 지방 유래 줄기세포를 분리하기 위한 성분 분리기, 이를 포함하는 성분 분리 키트 및 이를 이용한 성분 분리방법에 관한 것이다.
줄기세포는 자가증식 및 다른 세포로의 분화할 수 있는 능력이 있는 세포로서 임상 연구 및 임상 시술에 다양한 형태로 사용되고 있다. 그 중 줄기세포는 피부 및 성형 미용 및 의약, 수술로 치료가 어려운 만성 난치성 질환(관절, 심장, 신경세포 등)에 적용되고 있고 현재 진행 중인 임상 분야도 꾸준한 증가 추세를 가지고 있다.
줄기세포는 두 가지로 분류되는데 배아줄기세포와 성체줄기세포로 구분이 가능하며, 현재 윤리적 문제가 있어 배아줄기세포 보다는 성체줄기세포를 활용하여 세포치료에 활용하고 있다. 이는 자세히 나누게 되면 골수유래(HSC)와 지방유래 줄기 세포(ADSC)로 나누어지며 이를 분리하여 실제 사용되는 세포는 조혈모세포와 중간엽줄기세포이다. 특히 지방유래 줄기 세포의 경우는 성인의 지방에 다량 존재하며 골수줄기세포와 달리 추출을 복부 및 허벅지에서 하기 때문에 위험성이 적으며 추출 후 회복이 빠른 잠정을 가진다. 이를 사용하여 최근 효율적으로 지방을 분리할 수 있는 지방줄기세포 기기와 키트가 개발되고 있다.
그러나 종래에 나와 있는 키트는 지방과 효소를 사용하여 지방줄기세포를 분리 시 대량으로 하지 못하고 소량으로 나누어 원심분리를 하게 되어 분리 시간이 길어지고 효소에 노출시간이 길어져 줄기세포에 손상을 입히는 단점이 있으며, 공기차단을 플런저 및 단순 덮개에 의존하여 공기 오염을 방지한다고 하나, 플런저 결합막대를 분리 시 완전한 공기 차단이 어렵고 덮개가 이탈이 되는 경우가 발생하였다.
또한, 지방주입은 지방 이식을 시행 시 지방의 생착을 방해하고 흡수의 차이가 나며 지방을 채취하는 방법에 따른 생착률의 차이가 있다는 논란이 되어 왔으며 최근에 지방오일이 함께 들어갈 시 염증을 유발할 수 있다는 보고와 1995년 Coleman은 여러 층으로 나누어서 조금씩 지방을 나누어서 주입하는 것이 산소와 영양물질을 공급받을 기회가 더 많기 때문에 지방의 생착률을 높이기 위해 농축되면서 잘게 쪼개진 지방이 필요하다는 보고가 있다.
한국등록특허공보 제10-1179548호(2012.09.05.)
본 발명은 지방 및 줄기세포를 분리할 수 있는 성분 분리기, 이를 포함하는 성분 분리 키트 및 이를 이용한 성분 분리방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 지방 주입 시 지방조직을 파쇄하여 안전하게 지방을 분리할 수 있는 성분 분리기, 이를 포함하는 성분 분리 키트 및 이를 이용한 성분 분리방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 주입구 및 주입구와 반대방향에 개방 단부를 갖는 하우징과, 하우징 내부에 밀봉식으로 활주 가능하게 마련된 플런저(plunger)와, 플런저와 연결된 조작부재와, 주입구와 플런저 사이 공간에 위치하며, 소정 크기의 복수 개의 홀(hole)을 갖는 메쉬(mesh)부 및 메쉬부를 개폐하기 위한 커버부를 갖는 필터, 및 개방 단부를 개폐하기 위한 뚜껑을 포함하는 성분 분리기가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 성분 분리기 및 상기 성분 분리기와 분리 가능하게 연결되고, 상기 성분 분리기로 소정 물질을 주입하거나, 성분 분리기 내의 물질을 추출하기 위한 주사기를 포함하는 성분 분리 키트가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 성분 분리 키트를 이용한 성분 분리 방법으로서, 성분 분리기의 주입구를 통해 오일을 포함하는 지방조직을 주입하는 단계 및 성분 분리기의 주입구를 닫고, 주입구가 하방을 향하도록 배치시킨 상태에서 원심 분리하는 단계를 포함하는 성분 분리 방법이 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 성분 분리기, 이를 포함하는 성분 분리 키트 및 이를 이용한 성분 분리방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
상기 성분 분리기는 지방 및 줄기세포를 분리할 수 있는 원통관 분리기이다. 또한 상기 성분 분리기는 커팅 커텍터와 연결될 수 있고, 커팅 커텍터를 통해 성분 분리기로 지방 주입 시, 덩어리진 지방조직을 파쇄할 수 있고, 이에 따라 성분 분리기는 원심 분리 시 안전하게 지방을 분리할 수 있다. 또한, 플런저와 조작부재는 나사 등을 통해 탈부착 가능하게 결합되고, 성분 분리기의 회전 시 오작동을 방지할 수 있도록 마련된다. 또한, 뚜껑을 통하여 원심분리 시 공기오염에 노출되지 않도록 하며, 플런저로부터 조작부재를 탈부착하여 표준화된 원심분리기에서 사용이 가능하다. 또한, 성분 분리기를 통해 오일이 분리된 지방에 효소를 첨가하고, 원심분리를 통하여 지방줄기세포의 분리가 가능하다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 성분 분리 키트의 일 작동상태 및 성분 분리방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 성분 분리기를 나타내는 개념도이다.
도 8은 도 7에 도시된 필터를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 성분 분리기, 이를 포함하는 성분 분리 키트 및 이를 이용한 성분 분리방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 성분 분리 키트(1)의 일 작동상태 및 성분 분리방법을 설명하기 위한 도면들이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 성분 분리기(100)를 나타내는 개념도이며, 도 8은 도 7에 도시된 필터(140)를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 성분 분리 키트(1)는 성분 분리기(100) 및 상기 성분 분리기(100)와 분리 가능하게 연결되고, 상기 성분 분리기(100)로 소정 물질을 주입하거나, 성분 분리기(100) 내의 물질을 추출하기 위한 주사기(10)를 포함한다.
또한, 상기 성분 분리 키트(1)는 성분 분리기(100)와 주사기(10)를 연결하며, 성분 분리기(100)와 주사기(10) 사이를 이동하는 물질을 절단하기 위한 커터(20)를 포함할 수 있다. 상기 커터(20)는 전술한 바와 같이, 통상의 커팅 커넥터로서, 양 측에 상기 성분 분리기(100)와 상기 주사기(10)가 각각 탈착 가능하게 장착될 수 있다. 이때, 상기 커터(20)는 성분 분리기(100)와 주사기(10) 사이를 이동하는 물질을 파쇄하도록 마련된다.
또한, 상기 성분 분리 키트(1)는 성분 분리기(100)를 회전시킴으로써, 성분 분리기(100) 내의 원심 분리를 위한 원심 분리기(도시되지 않음)를 추가로 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 원심 분리기는 성분 분리기의 주입구가 하방으로 배치된 상태에서 장착되도록 마련된다.
도 7을 참조하면, 상기 성분 분리기(100)는 주입구(111) 및 주입구(111)와 반대방향에 개방 단부(112)를 갖는 하우징(110)을 포함한다. 또한, 상기 성분 분리기(100)는 하우징(110) 내부에 밀봉식으로 활주 가능하게 마련된 플런저(120) 및 플런저(120)와 연결된 조작부재(130)를 포함한다. 사용자는 상기 조작부재(130)를 이동시킴으로써 플런저(120)를 주입구(111) 측으로 이동시키거나, 이와 반대방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 주입구(111)와 플런저(120) 사이 공간에는 물질이 수용될 수 있는 공간부가 마련된다.
또한, 상기 성분 분리기(100)는 개방 단부(112)를 개폐하기 위한 뚜껑(150)을 포함한다. 또한, 상기 성분 분리기(100)는 주입구(111)를 선택적으로 개폐하기 위한 마개(160)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 조작부재(130)는 플런저(120)에 탈착 가능하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 상기 플런저(120)의 이동이 필요한 경우에는 상기 플런저(120)와 상기 조작부재(130)는 조립되어 있고, 원심 분리 시, 상기 조작부재(130)가 플런저(120)로부터 분리된 상태에서, 상기 뚜껑(150)이 상기 하우징(110)의 개방 단부(112)에 장착될 수 있다.
또한, 상기 성분 분리기(100)는 주입구(111)와 플런저(120) 사이 공간에 위치하는 필터(140)를 포함한다. 상기 필터(140)는 소정 크기의 복수 개의 홀(141a)을 갖는 메쉬부(141) 및 메쉬부(141)를 개폐하기 위한 커버부(142)를 갖는다.
상기 메쉬부(141)는 홀이 특정 성분을 통과시키고 나머지 성분을 통과시키지 않는 크기를 갖도록 마련된다. 예를 들어, 성분 분리기(100) 내에 오일(O)과 지방조직(F)이 수용된 경우, 상기 메쉬부(141)는 홀(141a)이 오일(O)은 통과시키고 지방조직(F)은 통과시키지 않는 크기를 갖도록 마련된다. 또한, 메쉬부(141)는 홀(141a)이 줄기세포(SC)를 통과시키지 않는 크기를 갖도록 마련될 수 있다. 상기 홀(141a)의 크기는 분리하고자 하는 물질의 크기에 따라 적절하게 결정될 수 있으며, 예를 들어, 상기 홀(141a)의 직경은 3 내지 1000㎛일 수도 있고, 50 내지 1000㎛일 수도 있고, 80 내지 400㎛일 수도 있고, 150 내지 250㎛일 수도 있고, 3 내지 40㎛일 수도 있다. 또한, 상기 홀(141a)의 직경은 약 200㎛일 수도 있다.
한편, 상기 필터(140)의 재질로는 스테인레스 스틸이 사용될 수 있다. 또한, 상기 필터(140)의 재질로는 다양한 합성 고분자가 단독 또는 함께 사용될 수 있으며, 예를 들어, 상기 필터(140)는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 레이온, 폴리올레핀 및 비닐론으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 필터(140)는 주입구(111)와 플런저(120) 사이 공간의 물질 유동에 따라 하우징 내부에 이동 가능하게 배치된다. 구체적으로, 도 2를 참조하면, 원심 분리 시, 성분 분리기(100)가 회전되는 경우, 내부 물질의 유동이 발생하면, 상기 유동 방향에 의해 상기 필터(140)는 상하방향으로 이동될 수 있다.
또한, 상기 필터(140)는, 커버부(142)가 플런저(120) 측으로 이동(회전)하면 메쉬부(141)가 개방되고, 커버부(142)가 마개(160) 측으로 이동(회전)하면 메쉬부(141)가 폐쇄되도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버부(142)는 메쉬부(141)에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 이때, 상기 플런저(120)와 주입구(111) 사이 공간에 오일(O) 및 지방조직(F)이 수용된 경우, 커버부(142)는 메쉬부(141)를 통과하는 오일(O)의 상승 유동에 의하여 개방되도록 마련된다. 또한, 주입구(111)가 하방으로 배치된 상태에서 원심 분리시 오일(O)의 상승 유동이 발생한다. 도 7을 참조하면, 원심 분리시, 오일(O)의 상승유동에 따라 커버부(142)가 플런저(120) 측으로 회전되고, 이에 따라 메쉬부(141)가 개방된다. 이때, 상기 오일(O)은 홀을 통과하여 상기 필터(140) 상측으로 이동하게 되고, 지방 조직(F)과 줄기 세포(SC)는 상기 필터(140) 하측에 머무르게 된다.
한편, 성분 분리 키트(100)는 제2 성분 분리 장치(200)를 포함할 수 있다. 상기 제2 성분 분리 장치(200)는 성분 분리기(100)에서 필터(140)가 제거된 구조를 갖는다. 구체적으로, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제2 성분 분리 장치(200)는 주입구(211)와 주입구(211)와 반대방향의 개방단부를 갖는 하우징(210)과 하우징(210) 내에 밀봉식으로 활주 가능하게 마련된 플런저(220)와 상기 플런저(220)에 착탈 가능하게 연결된 조작부재(230) 및 상기 개방단부에 장착되어 하우징(210)을 밀봉하는 뚜껑(250)을 포함한다.
또한, 주사기(10)는 통상의 주사기로서, 주입구를 갖는 하우징(11)과 플런저(12) 및 상기 플런저에 장착된 조작부재(13)를 포함한다. 상기 주사기(10)는 직접 성분 분리기(100)에 연결될 수고 있고, 또는 제2 성분 분리 장치(200)에 연결될 수도 있다. 또한, 상기 주사기(10)는 커터(20)를 매개로, 성분 분리기(100)에 연결될 수고 있고, 또는 제2 성분 분리 장치(200)에 연결될 수도 있다. 이때, 상기 조작부재(13)를 조작하여 플런저(12)를 주입구 측으로 이동시키면 주사기(10) 내의 물질을 성분 분리기(100) 또는 제2 성분 분리 장치(200) 측으로 주입시킬 수 있다. 이와는 다르게, 상기 조작부재(13)를 조작하여 플런저(12)를 주입구 측으로 이동시키면 주사기(10) 내부로 성분 분리기(100) 또는 제2 성분 분리 장치(200) 내의 물질을 추출할 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 성분 분리기(100) 및 이를 포함하는 성분 분리 키트(1)를 통한 성분 분리 방법을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 상기 성분 분리 방법은, 성분 분리 키트(100)를 이용한 성분 분리 방법으로서, 성분 분리기(100)의 주입구(101)를 통해 오일(O)을 포함하는 지방조직(F)을 주입하는 단계 및 성분 분리기(100)의 주입구(111)를 닫고, 주입구가 하방을 향하도록 배치시킨 상태에서 원심 분리하는 단계를 포함한다.
상기 주사기(10) 내부에 오일(O)이 포함된 지방 조직(F)이 수용된 경우, 주사기(10)를 커터(20)를 매개로 성분 분리기(100)와 연결시킨다. 이때, 적어도 하나의 조작 부재(13, 130)를 조작함으로써, 주사기(10) 내의 오일(O)과 지방조직(F)을 성분 분리기(100) 내로 주입시킬 수 있다. 이때, 지방조직(F)은 커터(20)를 통과하는 과정에서 파쇄된다. 즉, 지방조직(F)을 주입시, 커터(20)를 통해 분쇄된 지방조직이 주입되도록 하는 것이 바람직하다.
이후, 상기 주입구(111)를 마개(160)로 닫고, 주입구(111)가 하방으로 향하도록 원심 분리기에 배치시킨 상태에서 원심 분리를 수행하게 된다. 이때, 전술한 바와 같이, 오일(O)은 필터(140)를 통과하여 필터(140) 상방에 모이게 되고, 오일(O)이 제거된 지방 조직(또는 지방이라고도 함)(F)이 필터(140) 하방에 모이게 된다. 즉, 필러(140)를 기준으로, 오일(O)과 순수 지방(F)으로 분리된다. 원심 분리 시, 조작부재(130)는 플런저(120)로부터 분리되고, 하우징(110)의 개방단부(112)는 마개(150)에 의해 밀봉된다.
도 3을 참조하면, 상기 성분 분리 방법은, 주입구(111)를 개방하고, 주입구(11) 측에 모인 물질을 외부로 추출하는 단계를 포함한다. 추출 단계에서, 성분 분리기(100)와 주사기(10)는 직접 연결된다. 이때, 적어도 하나의 조작부재(130, 20)를 조작하여, 상기 지방(F)만을 주사기(10) 측으로 이동시킬 수 있다. 상기 추출되는 물질은 오일(O)이 제거된 지방(F)이다.
또한, 상기 성분 분리 방법은, 도 4를 참조하면, 상기 추출된 지방(F)에 효소(C)(예를 들어, 콜라겐에이즈)를 주입한 후, 원심 분리하여 지방줄기세포(SC)를 분리하는 단계를 추가로 포함한다.
도 4를 참조하면, 주사기(10) 내의 지방(F)과 효소(C)는 제2 성분 분리 장치(200) 내부로 주입된다. 이때, 주사기(10)와 제2 성분 분리 장치(200)는 커터(20)를 매개로 연결될 수 있다.
이후, 마개(260)가 하방으로 배치된 상태에서 제2 성분 분리 장치(200)를 회전시켜, 원심 분리를 통해 줄기세포(SC)를 마개(160) 측으로 이동시킬 수 있다. 이때, 도 6을 참조하면, 제2 성분 분리 장치(200)의 마개(260)를 제거하고, 제2 성분 분리 장치(200)의 주입구에 주사기(10)를 연결함으로써, 지방유래 줄기세포(SC)를 주사기로 추출할 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1: 성분 분리 키트
10: 주사기
100: 성분 분리기
110: 하우징
120: 플런저
130: 조작부재
140: 필터
150: 뚜껑
160: 마개

Claims (18)

  1. 주입구 및 주입구와 반대방향에 개방 단부를 갖는 하우징;
    하우징 내부에 밀봉식으로 활주 가능하게 마련된 플런저;
    플런저와 연결된 조작부재;
    주입구와 플런저 사이 공간에 위치하며, 소정 크기의 복수 개의 홀을 갖는 메쉬부 및 메쉬부를 개폐하기 위한 커버부를 갖는 필터; 및
    개방 단부를 개폐하기 위한 뚜껑을 포함하며,
    상기 필터는 주입구와 플런저 사이 공간의 물질 유동에 따라 하우징 내부에 이동 가능하게 배치된 성분 분리기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    메쉬부는, 홀이 오일은 통과시키고 지방조직은 통과시키지 않는 크기를 갖도록 마련된 성분 분리기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    메쉬부는 홀이 줄기세포를 통과시키지 않는 크기를 갖도록 마련된 성분 분리기.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는, 커버부가 플런저 측으로 이동하면 메쉬부가 개방되고, 커버부가 마개 측으로 이동하면 메쉬부가 폐쇄되도록 마련된 성분 분리기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    커버부는 메쉬부에 회전 가능하게 장착된 성분 분리기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    플런저와 주입구 사이 공간에 오일 및 지방조직이 수용된 경우, 커버부는 메쉬부를 통과하는 오일의 상승 유동에 의하여 개방되도록 마련된 성분 분리기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    주입구가 하방으로 배치된 상태에서 원심 분리시 오일의 상승 유동이 발생하는 성분 분리기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    주입구를 선택적으로 개폐하기 위한 마개를 포함하는 성분 분리기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 조작부재는 플런저에 탈착 가능하게 장착된 성분 분리기.
  11. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 성분 분리기; 및
    상기 성분 분리기와 분리 가능하게 연결되고, 상기 성분 분리기로 소정 물질을 주입하거나, 성분 분리기 내의 물질을 추출하기 위한 주사기를 포함하는 성분 분리 키트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    성분 분리기와 주사기를 연결하며, 성분 분리기와 주사기 사이를 이동하는 물질을 절단하기 위한 커터를 추가로 포함하는 성분 분리 키트.
  13. 제 11 항에 있어서,
    성분 분리기의 주입구가 하방으로 배치되도록 장착되도록 마련된 원심 분리기를 추가로 포함하는 성분 분리 키트.
  14. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 성분 분리 키트를 이용한 성분 분리 방법으로서,
    성분 분리기의 주입구를 통해 오일을 포함하는 지방조직을 주입하는 단계; 및
    성분 분리기의 주입구를 닫고, 주입구가 하방을 향하도록 배치시킨 상태에서 원심 분리하는 단계를 포함하는 성분 분리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    주입구를 개방하고, 주입구 측에 모인 물질을 외부로 추출하는 단계를 포함하는 성분 분리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 물질은 오일이 제거된 지방인 성분 분리 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 추출된 지방에 효소를 주입한 후, 원심 분리하여 지방줄기세포를 분리하는 단계를 추가로 포함하는 성분 분리 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    지방조직을 주입시, 커터를 통해 분쇄된 지방조직이 주입되도록 하는 성분 분리 방법.
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