KR102021509B1 - 멀티-오리피스 스프레이 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프레이 헤드 중심축에서 적어도 90도 이상의 스프레이 커버리지를 제공하도록 배치된 다수의 개구부들을 가지는 스프레이 헤드에 관한 것이다. 스프레이 헤드는 조직 밀봉재들의 적용에 사용될 수 있다.

Description

멀티-오리피스 스프레이 헤드{MULTI-ORIFICE SPRAY HEAD}

본 출원은 2011. 10. 28일 출원된 미국 특허출원 제13/284,421호의 이익을 청구한다. 본 발명은 멀티-오리피스 스프레이 헤드(multi-orifice spray head)에 관한 것이다.

부비강 벽들을 덮고 있는 점막 조직의 염증인 축농증은 비강 통로 막힘, 점액질 고임 및 박테리아 또는 진균에 의한 부비동 감염을 초래할 수 있다. 항생물질에 의해 축농증을 없앨 수 없는 경우에 부비강 절개 및 점막 조직 제거를 포함하는 부비강 수술이 대안이 될 수 있다. 그러나 이러한 수술의 수술-후 치료는 조직이 치유되는 동안에 다시 열린 부비강 통로를 유지하고 흐르는 유체를 흡수하기 위하여 기다란 거즈 등과 같은 임시적이고 불편한 부비강 패킹을 필요로 한다. 그 이후에, 거즈 패킹은 제거되어야 하며, 이러한 제거는 고통스럽다.

부비강 밀봉재 및 다른 생물학적 물질들이 거즈 패킹에 의해 야기되는 것보다 적은 침입 및 통증에 의해 임시적으로 밀봉하거나 수술-후 통로들을 보호하기 위하여 유망한 기술로 떠올랐다.

조직 밀봉재 적용(tissue sealant application)은 많은 해부학적 위치들 및 구조들에 적용될 수 있다. 스프레이 적용은 어떤 밀봉재들을 적용하기 위하여 사용될 수 있다. 그러나 현재의 스프레이 헤드 디자인들은 부비동들의 어떤 부분들을 코팅 또는 균일하게 코팅하는데 적절하지 않다. 개선된 스프레이 헤드가 부비동들 내에서 많은 조종을 할 필요없이 넓고 균일한 스프레이 커버리지를 제공할 수 있다.

본 발명의 하나의 양상은 하나 이상의 유체 유입구 및 실질적으로 반구형 또는 초반구형(suprahemispherical) 스프레이 커버리지(coverage) 패턴을 제공하기 위하여 구성된 다수의 유체 배출 개구부들을 포함하는 스프레이 헤드를 제공한다.

본 발명의 다른 양상은 목표 체강 지점 상에 유체를 공급하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 하나 이상의 유체 유입구 및 실질적으로 반구형 또는 초반구형 스프레이 커버리지 패턴을 제공하기 위하여 구성된 다수의 유체 배출 개구부들을 포함하는 스프레이 헤드로부터 유체를 스프레이하는 것을 포함한다.

개시된 장치 및 방법은 부비동들과 같은 다양한 해부학적 지점들에의 접근 및 이러한 해부학적 지점들에 조직 밀봉재들을 적용하기 위한 특별한 용도를 가진다.

도 1은 스프레이 전달 시스템에 조립된 스프레이 헤드의 사시도이다.
도 2는 예시적 스프레이 헤드의 사시도이다.
도 3은 도 2의 스프레이 헤드의 평면도이다.
도 4는 도 3의 스프레이 헤드의 단면도이다.
도 5는 도 2의 스프레이 헤드를 사용한 겔 커버리지 지도이다.
도면의 여러 그림들에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. 도면의 구성 요소들은 실제 축척이 아니다.

끝점들을 사용한 수치적 범위의 설명은 그 범위 내의 모든 수치들을 포함한다(예를 들어 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 5 등을 포함한다).

본 발명의 하나의 양상은 스프레이 헤드를 제공하며, 다른 양상은 이러한 스프레이 헤드를 사용하여 조직 밀봉재들의 전달 방법을 제공한다. 예시적 스프레이 전달시스템(spray delivery system, 1)을 개괄적으로 도시한 도 1은 구동 부재(2), 전달 장치들(도 1에서는 주사기들, 4, 6)을 수용할 수 있는 보디(5), 덮개(shroud, 11)에 의해 둘러싸인 매니폴드(10), 지지 부재, 강직성을 제공하는 근위 말단부(16)에서 구속될 수 있고, 신축성을 제공하는 원위 말단부(18)에서 비구속될 수 있는 캐뉼라(cannula, 14), 시스(sheath, 19) 및 스프레이 헤드(20)를 포함한다. 캐뉼라(14) 및 스프레이 헤드(20)는 매니폴드(10)를 통하여 보디(5)에 연결된다. 매니폴드(10)는 보디(5)를 결합하며 주사기들(4, 6)에 연결되고, 주사기들(4, 6)에 저장된 유체 성분들의 배출을 돕는다.

스프레이 헤드(20)는 스프레이 헤드(20)로 유입되는 물질(들)이 다수의 방향으로 배출될 수 있도록 다양한 각도 및 다양한 지점에서의 다수의 개구부들을 포함하도록 디자인된다. 스프레이 헤드(20)는 동일자에 출원된 미국 특허출원 제13/284600호 및 대리인 관리번호 151-P-41646.WO 04 및 미국 특허출원 제13/284387호 및 대리인 관리번호 151-P-41646.WO 01에 상세하게 기재되고 도 1에 도시된 바와 같이 다중-루멘 또는 다중-구획(multi-sectioned) 캐뉼라를 가지는 다중-부품(multi-component) 스프레이 전달 시스템에 사용될 수 있으며, 이들 각각은 전체로서 본원에 참조로 통합된다.

스프레이 헤드(20)는 다중-성분 조직 밀봉재 조성(multi-component tissue sealant compositions) 등과 같은 다양한 물질들을 함유하는 조성물을 비강(상악동, 전두동, 접형동) 등과 같은 다양한 신체적 통로 또는 체강에 적용하기 위해 사용될 수 있다. 예시적 다중-성분 조직 밀봉재들은 예를 들어 제1 성분은 키토산 또는 키토산 유도체를 함유하고 제2 성분은 녹말 또는 녹말 유도체를 함유하는 가교성 다당류 시스템들을 포함할 수 있다. 다른 예시적 다중-성분 조직 밀봉재들은 미국 특허공개 제2009/0270346호로 공개된 미국 특허출원 제12/429,141호 및 미국 특허공개 제2009/0291912호로 공개된 미국 특허출원 제12/429,150호에 개시되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스프레이 헤드(20)는 유체 물질(들)이 다수의 방향으로 배출될 수 있도록 다양한 각도 및 지점에서의 다수의 유체 스프레이 배출 개구부들(22)을 가진다. 스프레이 헤드(20)의 원위 말단은 다양한 형상을 가질 수 있지만, 스프레이 헤드(20)는 실질적으로 반구형 또는 초반구형의 실질적으로 균일한 스프레이 패턴을 제공하도록 개구부들이 배치된 바람직하게는 반구형 형상을 가진다.

요구되는 스프레이 커버리지(coverage)에 따라서, 도 2에 도시된 것 이외의 다른 개구부 배치가 스프레이 헤드(20)에 가능하다. 스프레이 헤드(20)는 예를 들어 스프레이 헤드(20)의 원위 말단에 걸쳐서 약 0.025 ㎝, 0.05 ㎝, 또는 0.075 ㎝ 의 거리를 이격하여 다양한 평면들에 분포된 10개 이상, 12개 이상, 또는 14개 이상의 배출 개구부들에서 32개까지, 28개까지, 또는 26개까지의 개구부들을 가질 수 있다. 이러한 배치는 하나의 오리피스 또는 하나의 평면에 배치된 오리피스들에서의 스프레이 커버리지와는 반대로 넓은 스프레이 커버리지 면적을 제공하며 통로 내로 삽입된 후에 스프레이 헤드(20)의 회전 또는 조종 필요성을 최소화시킨다. 스프레이 헤드 개구부들(22)은 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 중심축(21)에서 90도 이상, 135도 이상, 또는 약 150도 이상 연장되는 원호(arc)에 걸쳐 스프레이 커버리지 패턴을 가능하게 한다.

도 4는 팁(20) 내로 삽입된 루멘의 말단을 특정하는 26 및 루멘을 나온 유체들이 스프레이 헤드(20)를 나오기 전에 혼합되도록 하는 공간 또는 영역(space or region, 24)의 원위 말단을 특정하는 28에 의해 특정되는 공간 또는 영역(24)을 가지는 스프레이 헤드(20)의 단면을 도시한다. 혼합 구역인 공간 또는 영역(24)은 예를 들어 약 0.02 ㎝ 에서 1.5 ㎝ 까지일 수 있다.

스프레이 헤드(20)는 예를 들어 스테인레스 스틸, 또는 다른 의학적으로 허용 가능한 금속 또는 합금 등과 같은 다양한 물질들로 이루어질 수 있다. 스프레이 헤드에 적합한 다른 물질들로 폴리비닐클로라이드(PVC), 나일론, 폴리에테르케톤(PEEK), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS) 등이 포함된다.

스프레이 헤드(20)는 바람직하게는 해부학적 위치 내로 스프레이 헤드(20)의 용이한 삽입 및 배출을 가능하게 하는 길이를 가진다. 예를 들어 비강 내에서 사용을 위한 스프레이 헤드의 길이는 바람직하게는 약 5.0 mm 에서 20 mm 이고, 스프레이 헤드 벽 두께는 바람직하게는 약 0.01 mm 에서 1.0 mm, 보다 바람직하게는 약 0.2 mm 이고, 스프레이 헤드 개구부 직경들은 바람직하게는 약 0.01 mm 에서 3.0 mm 이고, 스프레이 헤드 외경은 바람직하게는 약 0.5 mm 에서 10 mm, 보다 바람직하게는 3-5 mm 이다. 개구부들은 예를 들어 원형, 둥근형, 타원형 또는 반원형 형상일 수 있다. 스프레이 헤드 중심축에 대한 개구부들의 각도는 예를 들어 바람직하게는 약 0, 45, 90 및 120도 일 수 있다.

본 발명은 이하 비제한적 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명된다.

실시예 1

외경이 4 mm 이고 26개의 개구부를 갖는 도 2 및 3에 도시된 바와 같은 스프레이 헤드가 준비되었다. 개구부들은 스프레이 헤드 반구의 길이를 따라서 5개의 서로 다른 평면들 및 5개의 서로 다른 각도들로 배치되었다. 제1 평면상의(원위 말단부터 시작) 4개의 제1 세트 개구부들은 중심축에서 30도이었다. 제2 평면상의 4개의 제2 세트 개구부들은 중심축에서 45도이었다. 제3 평면상의 6개의 제3 세트 개구부들은 중심축에서 67.5도이었다. 그리고 제4 및 제5 평면상의 6개의 제4 및 제5 세트 개구부들은 중심축에서 90도이었다. 모든 개구부들은 스프레이 헤드의 직경을 따라서 대칭적으로 위치하였다. 26개 모든 개구부들의 직경은 0.0254 ㎝이었다. 스프레이 헤드의 벽 두께는 0.0254 ㎝이었다. 스프레이 헤드는 전달 장치상에 조립되었으며, 스프레이 커버리지가 다음과 같이 측정되었다. 스프레이 헤드의 1.5 ㎝(0.6 inches) 부분이 균일한 반구형 플라스틱 실험 챔버 내부로 삽입되었으며, 총 약 2 ml(주사기당 1.0 ml)의 카르복시메틸 키토산과 녹말의 혼합물이 플런저를 일정한 동작으로 누름으로써 실험 챔버 내부로 스프레이되었다. 생체 적합 물질의 전달을 돕기 위하여 50 psi 공기 소스가 스프레이 헤드에 공급되었다. 스프레이된 물질은 1분간 가교결합하도록 하였으며 그 이후 반구형 실험 챔버가 개방되고 반구의 상부 절반의 겔(gel) 커버리지 구역이 관찰되고 기록되었다.

스프레이 커버리지의 예가 도 5에 도시되었다. 커버리지 지도는 반구형 실험 데이터를 중심 포인트(0,0)가 스프레이 헤드 중심 위치를 가리키는 지도와 같이 2D 평면에 펼쳐진 것으로 표시되었다. 검은 영역은 완전한 겔 커버리지를 나타내며, 흰 영역(gaps)은 겔 커버리지가 없는 것을 나타낸다. 100% 커버리지 평가는 적어도 270°이상 원호의 커버리지 또는 중심축의 양쪽으로 적어도 135°이상 원호의 커버리지에서 채택되었다.

실시예 2

실시예 1에서 기술한 실험 설비를 사용하여, 겔 두께가 또한 측정되었다. 3 mm 폭의 블레이드를 사용하여 반구의 상부 절반상의 가교된 겔의 일부 부분들이 "실험 지역" 또는 "골(valley)"을 형성하기 위하여 긁어졌다. Keyence 현미경을 사용하여 실험 지역의 양쪽 측면의 겔 두께가 결정되고 아래에 도시된 바와 같이 기록되었다.

각 실험은 5회씩 실시되었다. 실험 당 실험 지역의 좌측에서 한 개, 우측에서 한 개씩 두 개의 측정치가 채택되었다.

겔 커버리지 구역 두께 변동성 측정
실험 #	좌측 두께( in )	우측 두께( in )
1	0.0083	0.0063
2	0.0084	0.006
3	0.009	0.0086
4	0.0066	0.0070
5	0.0054	0.0071
	0.0075 ± 0.0015	0.007 ± 0.001

실험 지역 양쪽 측면의 겔 커버리지는 0.0005 인치(＜10%)의 편차를 나타냈다. 즉, 겔 두께는 실험 지역의 한쪽 측면에서 다른쪽 측면으로 단지 2배의 편차만을 보였으며, 일정하고 균일한 겔 커버리지를 나타낸다.

Claims (19)

1. 하나 이상의 유체 유입구 및 반구형 또는 초반구형 스프레이 커버리지 패턴(suprahemispherical spray coverage pattern)을 제공하도록 구성된 다수의 유체 배출 개구부들을 포함하는 스프레이 헤드로서, 스프레이 헤드 유체 유입구는 가요성 다중-루멘 캐뉼라에 연결되고, 상기 스프레이 헤드는 루멘을 빠져 나가는 유체가 스프레이 헤드를 빠져 나가기 전에 혼합되는 공간 또는 영역을 한정하며, 스프레이 헤드는 부비동 내로 삽입되고 이로부터 인출될 수 있고, 상기 유체 배출 개구부들은 스프레이 헤드의 길이를 따라 다양한 평면들에 분포되는 스프레이 헤드.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 스프레이 헤드는 중심축의 양쪽으로 적어도 90도 이상의 원호로 연장되는 스프레이 커버리지 패턴을 제공하는 스프레이 헤드.
4. 제1항에 있어서, 상기 다수의 유체 배출 개구부들은 20-30개의 개구부들을 가지는 스프레이 헤드.
5. 제1항에 있어서, 상기 스프레이 헤드는 스테인레스 스틸로 이루어지는 스프레이 헤드.
6. 제1항에 있어서, 상기 스프레이 헤드는 0.5 내지 10 mm 의 외경을 가지는 스프레이 헤드.
7. 제1항에 있어서, 상기 스프레이 헤드는 0.01 내지 1.0 mm 의 벽 두께를 가지는 스프레이 헤드.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서, 상기 스프레이 헤드는 스프레이 전달 시스템에 연결되는 스프레이 헤드.
10. 제1항에 있어서, 상기 스프레이 헤드는 가압된 공기 공급원에 연결되어 상기 스프레이 헤드 외부로 유체를 분사하는 것을 돕도록 구성되는 스프레이 헤드.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
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15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제

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