KR102084786B1 - 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치 - Google Patents

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Abstract

백혈병 등의 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치가 개시된다. 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치는 혈액 투석 장치의 투석기 내부에 구비된 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터링(AAO filtering) 또는 다수의 다공성 글래스 필터에 또는 나노플라워(nanoflowers) 필터 의해 정상 혈액 세포의 직경 보다 큰 암세포들을 필터링하며, 암세포의 직경 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거하며, 혈액 투석(Hematodialysis)에 의해 상기 비정상 혈액 세포가 필터링 된 혈액을 혈류 방향(동맥 -> 정맥)으로 백혈병 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급하여, 혈액암의 치료가 가능하다.

Description

혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치{Microwave treatment apparatus for blood cancer therapy}
본 발명은 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 백혈병 등의 혈액암 치료(blood cancer therapy)를 위해 혈액 투석 장치의 투석기 내부에 구비된 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter) 또는 다수의 다공성 글래스 필터의 size filtering에 의해 혈액관을 통해 순환되는 정상 혈액 세포의 직경 보다 큰 암세포들을 필터링하며, 암세포의 직경 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우 나노플라워(nanoflowers) 필터에 의해 암세포들이 달라붙게하며 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거하는, 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치에 관한 것이다.
서울대 병원에 의하면, 우리 몸의 뼈는 몸의 체형을 유지하고 운동을 할 수 있게 칼슘 조절에 관여하는 기능을 하고, 뼈의 내부에 뼈보다 촘촘하지 않은 골수 조직이 있는데, 골수 조직은 백혈구, 적혈구, 혈소판 등의 혈액 세포를 만드는 기능을 한다.
혈액은 혈구(hemocyte)와 혈장(plasma)으로 구성되며, 전체 혈액량의 약 45%를 차지하는 혈액 세포성분으로 구성된다. 혈구는 백혈구(white blood cell), 적혈구(red blood cell) 및 혈소판(platelet)으로 구성된다.
백혈구는 감염원의 파괴, 항체에 생성하는 몸의 방어에 필수적인 역할을 하는 혈구이다. 적혈구는 산소를 운반하고 색소(헤모글로빈)를 함유하는 혈구이며, 적혈구의 수가 가장 많다. 혈소판은 피를 응고시켜 출혈을 막는 혈구이다.
혈장은 전체 혈액량의 55%를 차지하는 담황색의 투명한 혈액 액체 성분으로, 대부분의 성분이 물(91%)으로 이루어져 있으며, 여기에 생명 유지에 필수적인 혈액응고인자, 전해질 등이 포함된다. 그 외 알부민이나 혈액 응고인자 등의 혈장 단백질(7%)을 비롯하여 전해질(Na+, Cl-, HCO3, K+ 등), 글루코스(glucose), 아미노산, 지질, 비타민, 호르몬, 노폐물 등이 함유되어 있다.
백혈병(leukemia)은 이러한 혈액 세포 중 백혈구에 발생한 혈액암((blood cancer)으로서, 백혈병은 일종의 암으로 조혈세포에 문제가 생겨 발생하기 때문에 '골수암'으로도 불린다. 림프종, 다발성 골수종 등과 함께 혈액암이라는 큰 카테고리에 속한다. '혈액암'이라고 불리우는 급성 골수성 백혈병은 골수 또는 혈액 속에 백혈병 세포가 나타난다.
급성 백혈병은 백혈구가 악성 세포로 변해 골수에서 증식하여 혈액으로 퍼져 전신으로 퍼지게 되고, 간, 비장, 림프선을 침범하는 혈액암이다. 혈액암은 피를 만들어내는 것을 방해하는 빈혈, 백혈구 감소, 혈소판 감소 등의 여러 증상이 나타난다.
백혈병은 비정상적인 백혈구(백혈병 세포)가 과도하게 증식하여 정상적인 백혈구와 적혈구, 혈소판의 생성이 억제된다. 정상적인 백혈구 수가 감소하면 면역저하를 일으켜 세균 감염에 의한 패혈증을 일으킬 수 있고, 적혈구의 감소는 빈혈 증상(어지러움, 두통, 호흡곤란)을 가져오며, 혈소판의 감소는 출혈 경향을 일으킨다. 또한, 과다 증식된 백혈병 세포 자체에 의해 고열, 피로감, 뼈의 통증, 설사, 의식저하, 호흡곤란, 출혈도 일으킬 수 있다. 백혈병 환자는 치료받지 않을 시, 이러한 증상들에 의해 생명이 위험해진다.
백혈병은 세포의 분화 정도, 즉 악화 속도에 따라 급성과 만성으로 나뉘며, 세포의 기원에 따라 골수성과 림프구성으로 나뉜다. 백혈병은 급성 골수성 백혈병 (acute myeloid leukemia), 급성 림프구성 백혈병(acute lymphoblastic leukemia), 만성 골수성 백혈병(chronic myeloid leukemia), 만성 림프구성 백혈병(chronic lymphocytic leukemia) 4가지 형태로 분류된다.
백혈병은 백혈구가 종양성(腫瘍性)으로 증식하여 병적인 유약백혈구(幼若白血球)가 혈액 속에 유출(流出)하는 질환이다.
조혈기(조혈조직)의 암이라고 하는 질병으로, 발병 빈도는 낮지만 한번 발병하면 생명이 위험하다. 백혈은 흰 피를 뜻하는데, 이 질환의 발견자 R.피르호가 1846년 환자를 부검했을 때 피가 희게 보인데서 이렇게 명명했다.
그후 조직의 변화는 같으면서 혈액 속의 백혈구가 거의 증가하지 않는 경우가 있는 것은 비백혈성 백혈병이라고 한다. 유혈 속에 나타나는 세포의 종류에 따라 림프성·골수성·단구성으로 분류하고, 임상 경과에서 급성과 만성으로 나눈다.
원인은 불분명하지만, 원폭피해자 또는 방사선업무 종사자에게 다발하는 사실로 미루어 방사선이 원인으로 생각된다.
급성 백혈병은 림프성·골수성 모두 증세가 급격하여 고열·구내염(口內炎)·치은염(齒冽炎)·괴사성(壞死性) 앙기나 등을 보이고 출혈경향이 나타나 출혈하기 쉬워진다. 혈액 중에 림프아구[淋巴芽球] 또는 골수아구(骨髓芽球)가 증가하고 적혈구가 감소하여 빈혈이 된다. 치료는 부신피질 호르몬과 폴산 길항제[葉酸拮抗劑]·푸린 길항제를 사용하며 수혈이 필요하다.
급성 림프구의 백혈병은 림프구계의 백혈구가 악성 세포가 되어 골수에 증식하고, 말초 혈액으로 퍼져, 간, 비장, 림프계, 대뇌, 소뇌, 척수 등을 침범하는 질병이다. 주로 3~5세의 어린이에게 발병하며, 소아암 중 가장 많다고 한다. 일반적으로, 정상 혈액 세포 수가 줄어든다고 한다. 방사능 피폭, 벤젠, 톨루엔, 항암제 등의 발암 물질에 노출된 것이 원인이다.
급성 골수 세포 백혈병은 골수 세포의 급성 백혈병으로써, 골수의 골수 알갱이의 세포를 침범하는 악성 혈액암으로, 백혈병 세포가 골수에서 증식하면서 전이되어, 말초 혈액이나 기타 장기로 전이되는 혈액암이라고 한다.
* 원인: 원인이 명확하게 밝혀지지 않았으며, 방사능 피폭, 벤젠, 톨루엔, 항암제 등의 발암물질에 노출되는 것이 원인이라고 한다.
* 증상: 감기나 몸살과 같은 증상이 있는데, 발열, 전신 피로감, 혈소판 감소로 출혈, 빈혈이 있고 창백해짐, 잇몸의 비대, 간과 췌장의 종기가 커짐, 부드러운 살에 덩이가 만져진다.
* 치료: 항암 화학요법, 방사선 요법, 조혈모 세포 이식 등의 치료 방법이 있다.
조혈모 세포 이식은 "피를 만드는 어미세포 옮겨 심기"이며, 뼈의 중심체에는 피를 만드는 세포가 있는데, 적혈구, 백혈구, 혈소판(출혈을 막는 역할) 등의 혈액 세포 성분을 생산한다. 그런데, 백혈병 등과 같이 조혈모세포에 이상이 있는 질환을 근본적으로 치료하기 위하여 고용량 항암요법과 전신방사선을 쪼여, 암세포를 전부 제거하고, 뼈 중심을 완전히 비운 다음, 건강한 사람의 조혈모 세포를 옮겨 넣어줌으로써 조혈모 세포가 새롭게 살게 되고, 세포가 갈려져 증식하여 피를 만드는 능력을 회복시키는 치료법이다.
과거에는 다른 사람의 골수(뼈의 중심체)에서 조혈모세포를 받아냈기 때문에 골수이식이라 하였으나, 지금은 출산한 탯줄의 피(제대혈)나, 말초혈액 등에서도 조혈모세포를 얻어낼 수 있기 때문에, "골수 이식"보다는 "조혈모 세포이식" 용어가 사용된다. 조혈모 세포는 혈액을 구성하는 적혈구, 백혈구, 혈소판을 만들어 내는 줄기세포로 골수(뼈 속), 말초혈액, 제대혈 속에 포함되어 있다.
백혈병과 같은 혈액 암 환자들은 건강한 혈액을 만들어 내지 못해 생명을 유지하기 어렵다. 따라서 타인이 기증한 건강한 조혈모세포를 이식받아 정상적인 기능을 하는 혈액을 만들어 냄으로써 생명을 유지할 수 있도록 혈액 암 환자와 같은 조직적합성항원형(HLA)을 가진 기증자가 건강한 조혈모세포를 제공해주는 방법이 있다.
만성골수성 백혈병은 가장 빈도가 높은 타입이다. 증세는 전신권태·식욕부진 등으로 차차 발증을 보이고 피부가 창백해지며 빈혈 증세로 옮아간다. 간장과 비장이 커지고 뼈의 동통·구타통·안저변화·시력 감퇴가 일어난다. 또한, 혈소판이 감소되어 비출혈(鼻出血)·치은출혈·피하출혈·뇌출혈을 초래하고 말기에는 발열한다. 백혈구의 수는 엄청나게 늘어나 10만~30만(정상치 혈액 1 mm3당 5천~9천의 수배가 되는 수치)으로 증가하며, 대부분은 골수성으로 기능이 현저히 떨어지는 백혈구이다. 각종 항백혈병 치료제 및 부신피질 호르몬에 수혈을 병용한다.
만성림프성 백혈병은 증세로는 전신의 림프절이 차례차례 종장(腫張)하고 특히, 경부(頸部)·서혜부(鼠蹊部)에 뚜렷하다. 크기는 계란 크기에서 주먹 정도이고 빈혈증세도 나타나며, 백혈구가 증가하며 그 대부분은 역시 림프성 유약형이 차지한다. 치료는 골수성과 마찬가지로 항백혈병 치료제의 투여와 수혈을 한다.
이와 관련된 선행기술1로써, 특허 등록번호 10-05317480000는 백혈병 특이적인 유전자 이상을 분석하기 위한 백혈병 진단용 ＤＮＡ 칩이 등록되어 있다.
백혈병 특이적인 유전자 이상을 분석하기 위한 백혈병 진단용 DNA 칩, 전기 DNA 칩의 제조방법 및 전기 DNA 칩을 포함하는 백혈병 진단용 유전형 분석키트를 제공한다. 백혈병 진단용 DNA 칩은 18 내지 25개의 뉴클레오티드로 구성되고, 백혈병 특이적인 유전자 이상을 검출하기 위한 유전자 탐침; 15개의 티민(dTTP), 6개의 CH2 사슬 및 아민(amine)기를 순차적으로 포함하고, 전기 유전자 탐침의 5' 말단이 티민부위에 연결된 링커; 및, 표면에 알데히드가 결합되고, 전기 링커의 아민기가 표면의 알데히드기와 시프염기(Schiff's base) 반응을 통해 연결된 고체를 포함한다. 유전형 분석키트를 이용하면, 신속하고 정확하게 백혈병의 유전형을 구별할 수 있으므로, 백혈병의 조기진단에 널리 활용될 수 있을 것이다.
이와 관련된 선행기술2로써, 특허 등록번호 10-10811140000 에서는 "DNA 정보를 사용한 백혈병 진단 장치 및 그 동작 방법"이 등록되어 있다.
DNA 정보를 사용한 백혈병 진단 장치 및 그 동작 방법이 개시된다. DNA 정보를 사용한 백혈병 진단 장치는 환자의 DNA 정보를 디지털화하여 생성된 테스트 정보가 저장되는 테스트 값 저장부; 백혈병의 특징을 지닌 DNA 정보로 형성된 복수의 레퍼런스 정보가 저장되는 레퍼런스 저장부; 상기 테스트 정보와 상기 레퍼런스 정보에서 서로 비교할 부분에 대한 정보가 포함된 복수의 마스크가 저장되는 마스크 저장부; 상기 테스트 정보와 상기 레퍼런스 정보에서 상기 마스크에 대응하는 부분을 비교하여 서로 일치하는지를 확인하는 비교부; 상기 비교부가 일치한 것으로 확인한 부분의 합계인 일치량 정보를 생성하는 누산부; 및, 상기 일치량 정보가 가장 많은 레퍼런스 정보를 판별하고, 상기 일치량 정보가 가장 많은 레퍼런스 정보에 대응하는 진단 결과를 표시하는 판별부를 포함한다.
이와 관련된 선행기술3로써, 특허 공개번호 10-2015-0041130에서는 "CPD 데이터를 이용한 백혈병 분류" 가 공개되어 있다. 실시 형태들은 개인의 혈액으로부터 얻은 생물학적 샘플에 기초하여 급성 백혈병으로 진단받은 개인의 급성 백혈병 아형을 예측하기 위한 자동화된 시스템들 및 방법들을 포괄한다. 예시적인 기술들은 생물학적 샘플로부터 얻은 직류(DC) 임피던스, 고주파(RF) 전도도, 및/또는 광 측정 데이터의 태양들을 개인의 급성 백혈병 아형과 상관시키는 것을 수반한다.
급성 백혈병으로 진단받은 개인의 혈액으로부터 얻은 생물학적 샘플에 기초하여 상기 개인의 급성 백혈병 아형을 예측하기 위한 자동화된 시스템으로서,
(a) 세포 검사 구역(cell interrogation zone)을 갖는 광학 요소; (b) 상기 생물학적 샘플의 유체역학적으로 포커싱된 스트림(hydrodynamically focused stream)을 상기 세포 검사 구역을 향해 전달하도록 구성되는 유동 경로; (c) 상기 세포 검사 구역을 개별적으로 관통하는 상기 생물학적 샘플의 세포들의 직류(DC) 임피던스 및 고주파(RF) 전도도를 측정하도록 구성되는 전극 어셈블리; (d) 상기 세포 검사 구역을 개별적으로 관통하는 상기 생물학적 샘플의 상기 세포들에 광을 조사하기 위해 빔 축을 따라 광 빔을 지향시키도록 배향되는 광원; 및 (e) 상기 생물학적 샘플의 상기 광조사된 세포들에 의해 산란되고 이들을 투과하는 광을 측정하기 위해 상기 세포 검사 구역에 광학적으로 결합되는 광 검출 어셈블리를 포함하고,
상기 광 검출 어셈블리는: (i) 상기 광 빔 축에 대한 각도들의 제1 범위 내에 있는 상기 광조사된 세포들로부터의 제1 전파된 광; (ⅱ) 상기 광 빔 축에 대한 각도들의 제2 범위 - 상기 제2 범위는 상기 제1 범위와는 상이함 - 내에 있는 상기 광조사된 세포들로부터의 제2 전파된 광; 및 (ⅲ) 상기 빔 축을 따르는 상기 광조사된 세포들로부터 전파된 축방향 광을 측정하도록 구성되고;
(f) 상기 시스템은 상기 생물학적 샘플의 상기 세포들로부터의 DC 임피던스, RF 전도도, 상기 제1 전파된 광, 상기 제2 전파된 광, 및 상기 축방향 광 측정치들의 서브세트를 상기 개인의 급성 백혈병 아형과 상관시키도록 구성된다.
개인의 혈액으로부터 얻은 생물학적 샘플에 기초하여 상기 개인의 급성 백혈병 아형을 예측하기 위한 방법으로서, (a) 상기 생물학적 샘플의 유체역학적으로 포커싱된 스트림을 광학 요소의 세포 검사 구역을 향해 전달하는 단계; (b) 전극 어셈블리로, 상기 세포 검사 구역을 개별적으로 관통하는 상기 생물학적 샘플의 세포들의 전류(DC) 임피던스 및 고주파(RF) 전도도를 측정하는 단계; (c) 축을 갖는 광 빔으로, 상기 세포 검사 구역을 개별적으로 관통하는 상기 생물학적 샘플의 세포들에 광을 조사하는 단계; (d) 상기 광 검출 어셈블리로, 상기 빔 축에 대한 각도들의 제1 범위 내에 있는 상기 광조사된 세포들로부터의 제1 전파된 광을 측정하는 단계; (e) 상기 광 검출 어셈블리로, 상기 빔 축에 대한 각도들의 제2 범위 - 상기 제2 범위는 상기 제1 범위와는 상이함 - 내에 있는 상기 광조사된 세포들로부터의 제2 전파된 광을 측정하는 단계; (f) 상기 광 검출 어셈블리로, 상기 빔 축을 따르는 상기 광조사된 세포들로부터 전파된 축방향 광을 측정하는 단계; 및 (g) 상기 생물학적 샘플의 상기 세포들로부터의 DC 임피던스, RF 전도도, 상기 제1 전파된 광, 상기 제2 전파된 광, 및 상기 축방향 광 측정치들의 서브세트를 상기 개인의 예측되는 급성 백혈병 아형과 상관시키는 단계를 포함한다.
국립 암센터에 따르면, 조혈모세포이식은 백혈병, 골수형성이상증후군, 악성림프종, 다발골수종 등 혈액종양 환자에게 강력한 항암 화학 요법이나 방사선 조사를 통해 암세포와 조혈모세포를 제거한 다음 새로운 조혈모세포를 이식하는 치료법을 사용한다. 항암제는 여러가지 부작용이 있으며, 위험한 부작용이 골수 세포를 파괴하여 혈구저하증을 일으키는 것이다. 그런데, 시간이 지나면 백혈구는 호전기미가 있는데 혈소판이 살아나지 않을 수 있다.
그러나, 기존에는 백혈병 치료를 위해 인체에 해로운 화학약물 치료(chemotherapy) 또는 방사선 치료(radiotherapy)를 하였으나, 이와 달리 백혈병 치료를 위해 화학약물 치료와 방사선 치료보다 인체에 덜 해로운 마이크로웨이브 치료 장치가 연구개발되지 않았다.
특허 등록번호 10-05317480000 (등록일자 2005년 11월 22일), "백혈병 진단용 ＤＮＡ 칩" , (주)비엠에스, 주식회사 에이엠에스, 주식회사 대웅 특허 등록번호 10-10811140000 (등록일자 2011년 11월 01일), "DNA 정보를 사용한 백혈병 진단 장치 및 그 동작 방법" , 인하대학교 산학협력단 특허 공개번호 10-2015-0041130 (등록일자 2015년 04월 15일), "CPD 데이터를 이용한 백혈병 분류" , 베크만 컬터, 인코포레이티드
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 백혈병 환자의 혈액암 치료(blood cancer therapy)를 위해 혈액 투석 장치의 투석기 내부에 구비된 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter) 또는 다수의 다공성 글래스 필터의 size filtering에 의해 혈액관을 통해 순환되는 정상 혈액 세포의 직경 보다 큰 암세포들을 필터링하며, 암세포의 직경 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우 나노플라워(nanoflowers) 필터에 의해 암세포가 달라붙게 하며 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거하는, 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치를 제공한다.
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본 발명의 목적을 달성하기 위해, 제3 실시예에 따른 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치는, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 혈액이 공급되는 혈액 투석 장치의 투석기(dialyzer) 내부에 나노플라워(nanoflowers) 필터를 포함하며,
상기 나노플라워 필터는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 암세포들이 달라붙는 물질로 사용되며, 나노플라워는 protein-inorganic hybrid nanoflowers가 사용되고, inorganic 물질 인 Mn, Fe, Se의 인체의 혈액에 해롭지 않은 물질 위에 단백질(protein)을 입혀 제작된 나노입자들(nano particles)을 사용하고,
상기 나노플라워 필터에서 암세포들을 달라 붙게 하며, 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기를 ON/OFF하여 RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거하며,
상기 RF 주파수에 의해 암세포가 제거되고 나노플라워를 통과한 정상 혈액 세포들을 포함하는 혈액을 혈류 방향으로 혈액암 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급한다.
암세포의 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 상기 혈액 투석 장치의 상기 투석기에 구비된 상기 나노플라워 필터에서 암세포들을 달라 붙게 하며 일정 주기로 1.8W 마이크로웨이브 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거한다.
상기 나노플라워 필터는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 세포들(abnormal cells) 즉 암세포들이 달라붙으며, 암환자의 혈액 투석 후, 상기 투석기로부터 이격되어 암세포들이 달라붙은 나노플라워 필터는 새로운 나노플라워 필터로 교체되는, 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치.
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또한, 본 발명의 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치는
혈액관과 연결되는 혈액 투석 장치의 투석기(dialyzer) 내부에 구비되며, 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter) 또는 다수의 다공성 글래스 필터; 및 상기 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter) 또는 상기 다수의 다공성 글래스 필터의 후단에 구비되며, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 혈액이 공급되고 암세포들을 달라붙게 하는 나노플라워(nanoflowers) 필터를 포함하며,
상기 나노플라워 필터는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 암세포들이 달라붙는 물질로 사용되며, 나노플라워는 protein-inorganic hybrid nanoflowers가 사용되고, inorganic 물질 인 Mn, Fe, Se의 인체의 혈액에 해롭지 않은 물질 위에 단백질(protein)을 입혀 제작된 나노입자들(nano particles)을 사용하고,
일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기를 ON/OFF하여 RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거하며,
상기 RF 주파수에 의해 암세포가 제거되고 나노플라워를 통과한 정상 혈액 세포들을 포함하는 혈액을 혈류 방향으로 혈액암 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급한다.
상기 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터는 혈액 투석 방법을 사용하여 암세포 보다 공극 직경이 작은 정상 혈액 세포들을 통과시키고, 상기 정상 혈액 세포들보다 공극 직경이 큰 암세포들을 포함하는 비정상 혈액 세포를 필터링하여 여과되며, 암세포의 직경 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거한다.
상기 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치는 암세포의 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 상기 혈액 투석 장치의 상기 투석기에 구비된 상기 나노플라워 필터에서 암세포들을 달라 붙게 하며,
일정 주기로 1.8W 마이크로웨이브 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거한다.
상기 나노플라워 필터는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 세포들(abnormal cells) 즉 암세포들이 달라붙게 하며, 암환자의 혈액 투석 후, 상기 투석기로부터 이격되어 암세포들이 달라붙은 나노플라워 필터는 새로운 나노플라워 필터로 교체된다.
본 발명의 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치 및 방법은 백혈병 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 혈액 투석 장치에 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter) 또는 다수의 다공성 그래스 필터 및/또는 나노플로와(nanofollowers) 필터를 사용하여 암세포 보다 공극 직경이 작은 정상 혈액 세포들을 통과시키고, 정상 혈액 세포들보다 공극 직경이 큰 암세포들을 포함하는 비정상 혈액 세포를 필터링하여 여과되며, 암세포의 직경 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거하며 혈액 투석(Hematodialysis)을 함으로써, 상기 비정상 혈액 세포가 필터링 된 혈액을 혈류 방향으로 백혈병 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급함으로써, 백혈병 환자의 혈액 투석 후에 암세포를 제거하는 효과가 있다.
본 연구의 백혈병 치료를 위해 인체에 덜 해로운 마이크로웨이브 치료 장치는 기존의 항암 화학약물 치료(chemotherapy) 또는 방사선 치료(radiotherapy) 보다 인체에 덜 해로우며(less harm) 암세포들을 제거하여 백혈병 등의 혈액암과 암 치료에 적용될 수 있다.
도 1은 정상 혈액 세포들(normal blood cells)보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 암세포(abnormal cells)의 다른 공극의 크기를 갖는 혈액의 세포들을 보인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 백혈병 치료용 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터링에 의한 마이크로웨이브 치료 장치를 보인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 백혈병 치료용 투석기 내에 3대의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)를 사용한 혈액 투석 방법을 보인 도면이다.
도 4는 화학적으로 안전하고 인체에 무해한 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)의 공극의 크기가 비정상 혈액 세포(암 세포) 기준으로 조절될 수 있는 구조를 보인 도면이다.
도 5는 혈액관, 혈액 펌프, 투석기를 구비하는 혈액 투석 장치를 보인 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 RF 주파수를 사용하여 암세포를 제거하는 암 치료용 나노플라워(nanoflowers)에 의한 마이크로웨이브 치료 방법을 보인 도면이다.
도 9는 1단계 AAO 필터와 2단계 나노플라와(nanoflowers) 필터를 사용하여 암세포를 제거하는 것을 보인 도면이다.
도 9는 혈액 투석 장치의 투석기의 나노플라워(nanoflowers) 필터에서 일정 주기로 450MHz RF 주파수, 1.8W 마이크로웨이브 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거하는 것을 보인 도면이다.
도 10는 투석기 내에 1단계 AAO 필터와 2단계 나노플라와(nanoflowers) 필터를 사용하여 암세포를 제거하는 것을 보인 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.
도 1은 정상 혈액 세포들(normal blood cells)보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 암세포(abnormal cells)의 다른 공극의 크기를 갖는 혈액의 세포들을 보인 도면이다. 우리 몸의 뼈는 몸의 체형을 유지하고 칼슘 조절에 관여하며, 뼈의 내부에는 뼈 보다 촘촘하지 않은 골수 조직은 백혈구, 적혈구, 혈소판 등의 혈액 세포를 만든다.
백혈병(leukemia)은 이러한 혈액 세포 중 백혈구에 발생한 혈액암(골수암)으로써, 비정상적인 백혈구(백혈병 세포)가 과도하게 증식하여 정상적인 백혈구와 적혈구, 혈소판의 생성이 억제된다. 정상적인 백혈구 수가 감소하면 면역저하를 일으켜 세균감염에 의한 패혈증을 일으킬 수 있고, 적혈구의 감소는 빈혈 증상(어지러움, 두통, 호흡곤란)을 가져오며, 혈소판의 감소는 출혈을 일으킨다.
백혈병이 발생되면, 백혈구가 커지며, 암세포가 커지게 된다.
혈액 투석(Hematodialysis) 방법을 사용하여 혈액관을 통해 혈류 방향으로 공급되는 정상 혈액 세포의 직경 보다 큰 암세포들을 혈액 투석 장치 내의 투석기 내에서 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)(실시예1) 또는 다수의 다공성 글래스 필터(실시예2)를 사용하여 사이즈 필터링하여 암세포를 제거한다.
도 2는 본 발명에 따른 백혈병 치료용 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터링에 의한 마이크로웨이브 치료 장치를 보인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 백혈병 치료용 투석기 내에 3대의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)를 사용한 혈액 투석 방법을 보인 도면이다.
본 발명은 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 백혈병 등의 혈액암 치료(blood cancer therapy)를 위해 혈액 투석 장치의 투석기 내부에 구비된 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter) 또는 다수의 다공성 글래스 필터의 size filtering에 의해 필터링하고, 혈액관을 통해 순환되는 정상 혈액 세포의 직경 보다 큰 암세포들을 필터링하며, 암세포의 직경 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우 나노플라워(nanoflowers) 필터에 의해 암세포들이 달라붙게하며 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거한다.
(실시예1) AAO 필터 사용한 마이크로웨이브 치료 장치
백혈병 치료용 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)에 의한 마이크로웨이브 치료 장치는
백혈병 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관(10)으로부터 혈액이 공급되며 혈액 펌프와 혈액 투석 장치의 투석기에 구비된 암세포들의 직경보다 작으며 공극 직경이 점점 작아지는 다수의(3대) 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter, Anodic Aluminum Oxide filter)(30, 31, 32)를 포함하며,
상기 다수의 다공성 산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)(30, 31, 32)는 상기 혈액 투석 장치의 투석기(dialyzer) 내부에 구비되며, 혈액 투석(Hematodialysis) 방법을 사용하여 암세포 보다 공극 직경이 작은 일정 크기의 정상 혈액 세포들(normal blood cells)(17)을 통과시키고, 상기 정상 혈액 세포들보다 공극 직경이 큰 암세포들을 포함하는 비정상 혈액 세포(23)를 필터링하여 여과되며; 암세포의 직경 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우 일정 주기로 1.8W 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거하며,
비정상 혈액 세포(23)가 필터링되고 정상 혈액 세포들(17)이 통과된 혈액을 혈액관(10)을 통해 혈류 방향(동맥->정맥)으로 상기 백혈병 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관(10)으로 순환시켜 공급한다.
상기 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)(30, 31, 32)는 암세포들의 직경보다 작으며 공극 직경이 점점 작아지는 다수의 공극들을 구비하는 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터들을 구비하며, 암세포들의 직경보다 작으며 공극 직경이 다른 3대의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터를 사용한다.
상기 3대의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물(AAO, Anodic Aluminum Oxide) 필터(30, 31, 32)는 제1 공극 직경을 갖는 제1 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(30), 상기 제1 공극 직경보다 작은 제2 공극 직경을 갖는 제2 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(31), 상기 제2 공극 직경 보다 작은 제3 공극 직경을 갖는 제3 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(32)를 포함하며, 상기 제1 공극 직경, 상기 제2 공극 직경, 상기 제3 공극 직경은 점점 작아지는 직경으로써 각각 60, 30, 10 ㎛의 공극 직경(hole size)을 갖는다.
또한, 본 발명의 백혈병 치료용 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터링에 의한 마이크로웨이브 치료 방법은, 혈액 투석 장치의 투석기 내부에 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)를 구비하는 백혈병 등의 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 방법에 있어서:
(a) 혈액 펌프 작동시에 혈류 방향으로 혈액의 순환시에, 백혈병 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관(10)으로부터 혈액이 공급되는 혈액 투석 장치의 투석기(dialyzer) 내부에 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter, Anodic Aluminum Oxide filter)(30,31,32)를 구비하며, 상기 AAO 필터(30, 31, 32)에 의해 암세포 보다 직경이 작은 정상 혈액 세포들(17)을 통과시키고, 상기 정상 혈액 세포들(17)보다 직경이 큰 암세포들(23)을 포함하는 비정상 혈액 세포를 필터링하여 여과되며, 암세포의 직경 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거하는 단계; 및
(b) 상기 비정상 혈액 세포(23)가 필터링되고 정상 혈액 세포들(17)이 통과된 혈액을 혈액관(10)을 통해 혈류 방향으로 상기 백혈병 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급하는 단계를 포함한다.
상기 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)(30,31,32)는 암세포들의 직경보다 작으며 공극 직경이 점점 작아지는 다수의 공극들을 구비하는 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터들을 구비하며, 암세포들의 직경보다 작으며 공극 직경이 다른 3대의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터를 사용한다.
상기 3대의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물(AAO, Anodic Aluminum Oxide) 필터(30,31,32)는
제1 공극 직경을 갖는 제1 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(30), 상기 제1 공극 직경보다 작은 제2 공극 직경을 갖는 제2 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(31), 상기 제2 공극 직경 보다 작은 제3 공극 직경을 갖는 제3 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(32)를 포함하며, 상기 제1 공극 직경, 상기 제2 공극 직경, 상기 제3 공극 직경은 점점 작아지는 직경으로써 각각 60, 30, 10 ㎛의 공극 직경(hole size)을 갖는다.
암세포의 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 상기 혈액 투석 장치의 상기 투석기에 구비된 필터에서 일정 주기로 1.8W 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거한다.
상기 방법은 (c) 상기 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터 또는 상기 다수의 다공성 글래스 필터를 혈액 투석 후, 상기 투석기로부터 이격되어 인체에 무해한 새로운 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터로 교체되는 단계를 더 포함한다.
상기 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터 또는 상기 다수의 다공성 글래스 필터를 혈액 투석 후, 상기 투석기로부터 이격되어 인체에 무해한 새로운 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터 또는 새로운 다수의 다공성 글래스 필터로 교체된다.
도 4는 화학적으로 안전하고 인체에 무해한 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)의 공극의 크기가 비정상 혈액 세포(암 세포) 기준으로 조절될 수 있는 구조를 보인 도면이다.
실시예2는, 혈액관과 혈액 펌프를 구비하는 혈액 투석 장치의 투석기 내에 다수의 AAO 필터를 사용하는(실시예1) 대신에 다수의 글래스 필터를 사용하는 경우를 기술한다.
(실시예2) 투석기 내의 다수의 다공성 글래스 필터에 의한 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치
제2 실시예에 따른 백혈병 등의 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치는
백혈병 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 혈액이 공급되는 혈액 투석 장치의 투석기 내부에 다수의(3대의) 다공성 글래스 필터를 포함하며,
상기 다수의 다공성 글래스 필터는 상기 혈액 투석 장치의 투석기(dialyzer) 내부에 구비되며, 혈액 투석 방법을 사용하여 암세포 보다 공극 직경이 작은 정상 혈액 세포들을 통과시키고, 상기 정상 혈액 세포들보다 공극 직경이 큰 암세포들을 포함하는 비정상 혈액 세포를 필터링하여 여과되며; 암세포의 직경 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우 일정 주기로 1.8W 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거하며,
상기 비정상 혈액 세포가 필터링되고 상기 정상 혈액 세포들이 통과된 혈액을 혈류 방향으로 상기 백혈병 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급한다.
상기 다수의 다공성 글래스 필터(30, 31,32)는 암세포들의 직경보다 작으며 공극 직경이 점점 작아지는 다수의 공극들을 구비하는 다공성 글래스 필터들을 구비하며, 암세포들의 직경보다 작으며 공극 직경이 다른 3대의 다공성 글래스 필터를 사용한다.
상기 3대의 다공성 글래스 필터(30, 31, 32)는 제1 공극 직경을 갖는 제1 다공성 글래스 필터(30), 상기 제1 공극 직경보다 작은 제2 공극 직경을 갖는 제2 다공성 글래스 필터(31), 상기 제2 공극 직경 보다 작은 제3 공극 직경을 갖는 제3 다공성 글래스 필터(32)를 포함하며, 상기 제1 공극 직경, 상기 제2 공극 직경, 상기 제3 공극 직경은 점점 작아지는 직경으로써, 각각 60, 30, 10 ㎛의 공극 직경(hole size)을 갖는다.
암세포의 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 상기 혈액 투석 장치의 상기 투석기에 구비된 필터에서 일정 주기로 1.8W 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거한다.
상기 다수의 다공성 글래스 필터(30,31,32)에 혈액 투석 후, 상기 투석기로부터 이격되어 인체에 무해한 새로운 다수의 다공성 글래스 필터로 교체된다.
본 연구의 백혈병 등의 혈액암 치료를 위해 인체에 덜 해로운 마이크로웨이브 치료 장치는 기존의 화학약물 치료(chemotherapy) 또는 방사선 치료(radiotherapy) 보다 인체에 덜 해로우며 백혈병 치료와 암 치료에 적용될 수 있으며, 의학적 임상 실험 예정에 있다.
도 5는 혈액관, 혈액 펌프, 투석기를 구비하는 혈액 투석 장치를 보인 도면이다. 실시예에서는, 투석기(dialyzer) 내에는 각각 60, 30, 10 ㎛의 공극 직경(hole size)을 갖는 3대의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)를 구비한다.
참고로, 환자의 혈액을 투석기(인공신장기)를 통과시켜 혈액을 걸러 낸 다음, 이 혈액을 환자의 혈관에 다시 넣어주는 방법으로 말기 신부전환자에 사용되는 투석요법이다. 환자의 혈액에서 너무 많은 물과 단백질 대사의 결과 발생한 질소함유성 노폐물을 제거하고, 혈장의 산·염기의 평형과 전해질 농도가 개선되도록 구성된 용액에, 투석막으로 만든 관을 넣고, 이 관 속에 환자의 혈액 일부를 순환시킴으로써 주요한 신기능을 대행시키는 것으로, 이 혈액투석을 행하는 장치를 투석기(인공신장)이라고 한다. 신장(콩팥)은 신체의 좌,우에 하나씩 존재하며, 혈액 속의 노폐물을 걸러내어 소변으로 배출시키고 혈액 속의 전해질 농도를 조절하거나 혈압을 조절하는 기능을 수행한다.
혈액투석(hematodialysis)을 하려면, 혈관에 투석치료를 위한 통로를 만들기 위해 환자로부터 동맥혈을 끌어내어, 인공신장의 회로에 연결하고 투석된 혈액을 재차 환자에게 되돌려 주는 장소를 정맥 쪽에 설치해야 한다. 이 혈액의 출입구(blood access)를 션트(shunt)라고 하며, 혈액의 출입방법에는 플라스틱으로 만든 투관(cannula)을 동·정맥에 삽입한 스크리브너 션트를 사용하는 외 션트법, 동 ·정맥을 문합하여 확대시킨 정맥에 투석할 때마다 천자(穿刺)하는 내 션트법, 이식혈관을 사용하는 방법의 3가지가 있다. 특히 내 션트법의 경우 외과 수술을 통해 동맥과 정맥혈관을 연결, 혈관을 굵게 만들어 투석이 가능하게 하는데, 이때 굵어진 혈관을 동정맥루 라고 한다. 수술로 동정맥루가 굵어지면 주사 바늘을 삽입, 투석기와 연결한 후에 투석치료가 시작되며 최근에 많이 사용되는 시술법이다. 투석기는 코일형 ·평판형 ·중공사형의 3종류가 있으며, 중공사형이 가장 많이 사용된다. 그리고 투석기 안에서 혈액이 응고하는 것을 방지하기 위해 헤파린을 사용하고 있다. 혈액투석은 보통 주 3회 행하며, 1회의 투석시간은 3∼5시간이다.
(실시예3) nanoflowers에 의한 마이크로웨이브 치료 장치
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 RF 주파수를 사용하여 암세포를 제거하는 암 치료용 나노플라워(nanoflowers)에 의한 마이크로웨이브 치료 장치와 방법을 보인 도면이다.
도 9는 혈액 투석 장치의 투석기의 나노플라워(nanoflowers) 필터에서 일정 주기로 450MHz RF 주파수, 1.8W 마이크로웨이브 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거하는 것을 보인 도면이다.
도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명의 암 치료용 나노플라워(nanoflowers)에 의한 마이크로웨이브 치료 장치는,
암세포(23)의 크기가 정상 혈액 세포(17)의 크기와 동일하거나 작아 사이즈 필터링이 안되는 경우, 혈액관, 혈액 펌프, 투석기를 구비하는 혈액 투석 장치에서:
혈액 투석에 의해 혈액 펌프 작동시에 혈류 방향으로 혈액의 순환시에, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관(10)으로부터 혈액이 공급되고 혈액 투석 장치의 투석기(dialyzer) 내부에 나노플라워 필터(37)를 포함하며,
상기 나노플라워 필터(37)는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 암세포들이 달라붙는 물질로 사용되며, 나노플라워는 protein-inorganic hybrid nanoflowers가 사용되고, inorganic 물질 인 Mn, Fe, Se의 인체의 혈액에 해롭지 않은 물질 위에 단백질(protein)을 입혀 제작된 나노입자들(nano particles)을 사용하고,
상기 나노플라워 필터는 암세포들을 달라 붙게 하며,
일정 주기로 450MHz RF 주파수, 1.8W 마이크로웨이브 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 사용하여 암세포를 제거하고, 450MHz RF 주파수에 의해 암세포가 제거된 정상 혈액 세포들을 포함하는 혈액(17)을 혈류 방향(동맥->정맥)으로 암 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급함으로써, 암 환자의 혈액 투석 후에 나노플라워(nanoflowers) 필터와 RF 주파수에 의해 암세포들을 제거한다.
도 8을 참조하면, 투석기 내에 나노플라워 필터에 의한 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치는, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 혈액이 공급되며 혈액 투석 장치의 투석기(dialyzer) 내부에 나노플라워(nanoflowers) 필터(37)를 포함하며, 상기 나노플라워 필터에서 암세포들을 달라 붙게 하며, 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF하여 RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거하며, 상기 RF 주파수에 의해 암세포들이 제거되고 나노플라워 필터를 통과한 정상 혈액 세포들을 포함하는 혈액을 혈류 방향(동맥->정맥)으로 암 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급한다.
상기 장치는, 암세포의 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 혈액이 공급되면 상기 혈액 투석 장치의 상기 투석기에 구비된 나노플라워(nanoflowers) 필터(37)에서 일정 주기로 1.8W 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거한다.
마이크로웨이브 RF 주파수는 마이크로웨이브 다이나믹 치료(MDT, Microwave dynamic therapy) 및 열적인(MTT, Microwave thermal therapy) 비정상 세포들을 터지거나 죽게 된다.
마이크로웨이브 다이나믹 치료(MDT, Microwave dynamic therapy)는 1.8W 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 사용하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거한다.
또한, 마이크로웨이브 열 치료(MTT, Microwave thermal therapy)에 따르면, 암세포는 41℃ 이상의 열에 의해 42.3℃에서 암세포를 죽일 수 있으며, 48℃에서는 정상 혈액 세포는 살아남게 된다.
상기 나노플라워 필터는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 세포들(abnormal cells) 즉 암세포들이 달라붙는다.
나노플라워(nanoflowers)에는 RF 주파수에 조사된 죽은 암세포들(cancer cells)이 달라 붙게 된다.
참고로, 화학에서 나노플라워(nanoflower)는 현미경으로 볼 때 꽃을 닮거나 어떤 경우에는 나노 부케(nanobouquets) 또는 나노 트리(nanotree)라고 불리는 나무를 형성하는 특정 원소의 화합물을 의미한다. 이 구조물은 나노 미터 길이이며, 두껍기 때문에 전자 현미경(SEM, TEM)으로만 관찰할 수 있다.
나노플라워 필터(37)는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 세포들(abnormal cells) 즉 암세포들이 달라붙는 물질이 사용되며, 나노플라워는 protein-inorganic hybrid nanoflowers가 사용된다. 예를 들면, 나포플라워는 protein-inorganic hybrid nanoflowers는 inorganic 물질 인 Mn, Fe, Se 등 인체의 혈액에 해롭지 않은 물질 위에 단백질(protein)을 입혀 제작된 나노입자들(nano particles)을 사용한다.
암세포의 membrane에는 여러 형태의 receptor들과 단백질, lipid, polysaccharide들이 존재하며, 이들에 대한 affinity를 갖는 물질은 여러 종류가 있어서 나노플라워를 만들때 같이 사용한다. 또한, 인체 내에 보유하는 것이라 무해하다. 나노플라워 필터(37)는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어진다. Fe, Se 나노플로와(nanoflowers)는 만들어본 경험이 있으며, Mn 나노플라워도 시도 예정이다.
Nanoflowers는 꽃과 유사한 구조를 보여 주며, 안정성이 높으며 효율성이 높아서 많은 주목을 받고 있는 새로 개발된 나노 입자 군이다. 나노 플라워의 응용에는 당뇨병, 파킨슨증, 알츠하이머, 음식 감염 등과 같이 상태를 빠르고 정확하게 탐지하는 바이오 센서로서 사용 가능하다. 최근 연구는 라만 분광법(raman spectroscopy)을 사용한 표면 감도 향상을 위한 3차원 구조의 나노 필터를 관찰할 수 있다. 나노 플라워 시스템은 표면 부피비가 높고 꽃잎의 흡착 효율이 높다.
상기 장치는, 상기 암환자의 혈액 투석 후, 상기 투석기로부터 이격되어 암세포들이 달라붙은 나노플라워 필터는 새로운 나노플라워 필터로 교체된다.
본 발명의 혈액 투석 장치의 투석기에 나노플라워(nanoflowers)를 구비하는 암 치료용 나노플라워에 의한 마이크로웨이브 치료 방법은 (a) 혈액 펌프 작동시에 혈류 방향으로 혈액의 순환시에, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 혈액 투석 장치의 투석기(dialyzer) 내부에 나노플라워(nanoflowers) 필터를 포함하며, 상기 나노플라워 필터에서 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 공진기를 ON/OFF하여 RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거하는 단계; 및 (b) 상기 RF 주파수에 의해 암세포가 제거되고 상기 나노플라워 필터를 통과한 정상 혈액 세포들을 포함하는 혈액을 혈류 방향으로 암 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급하는 단계를 포함한다.
상기 방법은, 암세포의 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 상기 혈액 투석 장치의 상기 투석기에 구비된 나노플라워(nanoflowers) 필터에서 일정 주기로 1.8W 마이크로웨이브 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거한다.
상기 나노플라워 필터는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 세포들(abnormal cells) 즉 암세포들이 달라붙는다.
상기 방법은 (c) 암 환자의 혈액 투석 후, 상기 투석기로부터 암세포들이 달라붙은 나노플라워 필터는 새로운 나노플라워 필터가 교체되는 단계를 더 포함한다.
도 10는 투석기 내에 1단계 AAO 필터와 2단계 나노플라와(nanoflowers) 필터를 사용하여 암세포를 제거하는 것을 보인 도면이다.
또한, 본 발명의 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치는
혈액이 공급되는 혈액관과 연결되는 혈액 투석 장치의 투석기(dialyzer) 내부에 구비되며, 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter) 또는 다수의 다공성 글래스 필터; 및
상기 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter) 또는 상기 다수의 다공성 글래스 필터의 후단에 구비되며, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 혈액이 공급되면 암세포들을 달라붙게 하는 나노플라워(nanoflowers) 필터를 포함하며,
상기 나노플라워 필터는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 암세포들이 달라붙는 물질로 사용되며, 나노플라워는 protein-inorganic hybrid nanoflowers가 사용되고, inorganic 물질 인 Mn, Fe, Se의 인체의 혈액에 해롭지 않은 물질 위에 단백질(protein)을 입혀 제작된 나노입자들(nano particles)을 사용하고,
일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기를 ON/OFF하여 RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거하며,
상기 RF 주파수에 의해 암세포들이 제거되고 나노플라워를 통과한 정상 혈액 세포들을 포함하는 혈액을 혈류 방향으로 혈액암 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급한다.
상기 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터는 혈액 투석 방법을 사용하여 암세포 보다 공극 직경이 작은 정상 혈액 세포들(17)을 통과시키고, 상기 정상 혈액 세포들(17)보다 공극 직경이 큰 암세포들(23)을 포함하는 비정상 혈액 세포를 필터링하여 여과되며, 암세포의 직경 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우 그 암세포들(23-1)을 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거한다.
상기 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치는 암세포의 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 상기 혈액 투석 장치의 상기 투석기에 구비된 상기 나노플라워 필터에서 암세포들을 달라 붙게 하며,
일정 주기로 1.8W 마이크로웨이브 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거한다.
상기 나노플라워 필터(37)는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 세포들(abnormal cells) 즉 암세포들이 달라붙게 하며, 암환자의 혈액 투석 후, 상기 투석기로부터 이격되어 암세포들이 달라붙은 나노플라워 필터는 새로운 나노플라워 필터로 교체된다.
본 연구의 백혈병 등의 혈액암 치료를 위해 인체에 덜 해로운 마이크로웨이브 치료 장치는 기존의 항암 화학약물 치료(chemotherapy) 또는 방사선 치료(radiotherapy) 보다 인체에 덜 해로우며 암세포들을 제거하여 혈액암 치료에 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 혈액관
17: 정상 혈액 세포
23: 암세포
30,31,32: 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter)
또는 다공성 글래스 필터
37: 나노플라워(nanoflowers) 필터

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  15. 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 혈액이 공급되는 혈액 투석 장치의 투석기(dialyzer) 내부에 나노플라워(nanoflowers) 필터를 포함하며,
    상기 나노플라워 필터는 암세포들을 달라 붙게 하며, 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기를 ON/OFF하여 RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거하며,
    상기 RF 주파수에 의해 암세포가 제거되고 나노플라워를 통과한 정상 혈액 세포들을 포함하는 혈액을 혈류 방향으로 혈액암 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급하며,
    상기 나노플라워 필터는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 암세포들이 달라붙는 물질로 사용되며, 나노플라워는 protein-inorganic hybrid nanoflowers가 사용되고, inorganic 물질 인 Mn, Fe, Se의 인체의 혈액에 해롭지 않은 물질 위에 단백질(protein)을 입혀 제작된 나노입자들(nano particles)을 사용하는, 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    암세포의 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 혈액이 공급되면 상기 혈액 투석 장치의 상기 투석기에 구비된 상기 나노플라워 필터에서 암세포들을 달라 붙게 하며,
    일정 주기로 1.8W 마이크로웨이브 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거하는, 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 나노플라워 필터는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 세포들(abnormal cells) 즉 암세포들이 달라붙게 하며, 암환자의 혈액 투석 후, 상기 투석기로부터 이격되어 암세포들이 달라붙은 나노플라워 필터는 새로운 나노플라워 필터로 교체되는, 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치.
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  21. 혈액관과 연결되는 혈액 투석 장치의 투석기(dialyzer) 내부에 구비되며, 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter) 또는 다수의 다공성 글래스 필터; 및
    상기 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터(AAO filter) 또는 상기 다수의 다공성 글래스 필터의 후단에 구비되며, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 나노플라워(nanoflowers) 필터를 포함하며,
    상기 나노플라워 필터는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 암세포들이 달라붙는 물질로 사용되며, 나노플라워는 protein-inorganic hybrid nanoflowers가 사용되고, inorganic 물질 인 Mn, Fe, Se의 인체의 혈액에 해롭지 않은 물질 위에 단백질(protein)을 입혀 제작된 나노입자들(nano particles)을 사용하고,
    상기 나노플라워 필터에서 암세포들을 달라붙게 하며, 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기를 ON/OFF하여 RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거하며,
    상기 RF 주파수에 의해 암세포가 제거되고 나노플라워를 통과한 정상 혈액 세포들을 포함하는 혈액을 혈류 방향으로 혈액암 환자의 인체의 정맥에 연결된 혈액관으로 순환시켜 공급하는, 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 다수의 다공성 양극산화 알루미늄 산화물 필터는 혈액 투석 방법을 사용하여 암세포 보다 공극 직경이 작은 정상 혈액 세포들을 통과시키고, 상기 정상 혈액 세포들보다 공극 직경이 큰 암세포들을 포함하는 비정상 혈액 세포를 필터링하여 여과되며, 암세포의 직경 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우 일정 주기로 마이크로웨이브 RF 발생기의 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포를 제거하는, 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    암세포의 크기가 정상 혈액 세포의 크기와 동일하거나 작은 경우, 암 환자의 혈관의 동맥에 연결된 혈액관으로부터 상기 혈액 투석 장치의 상기 투석기에 구비된 상기 나노플라워 필터에서 암세포들을 달라 붙게 하며,
    일정 주기로 1.8W 마이크로웨이브 RF 공진기를 ON/OFF 하여 450MHz RF 주파수를 조사하여 암세포들을 제거하는, 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 나노플라워 필터는 반응 속도를 향상시키기 위해 금(Au)이 심어지며, 비정상적인 세포들(abnormal cells) 즉 암세포들이 달라붙게 하며, 암환자의 혈액 투석 후, 상기 투석기로부터 이격되어 암세포들이 달라붙은 나노플라워 필터는 새로운 나노플라워 필터로 교체되는, 혈액암 치료용 마이크로웨이브 치료 장치.
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