KR102109530B1

KR102109530B1 - Ｒｆ 이용 피부 치료 장치

Info

Publication number: KR102109530B1
Application number: KR1020190089745A
Authority: KR
Inventors: 강동환; 심민정; 김희영; 김형문
Original assignee: (주)제이시스메디칼; 김형문
Priority date: 2019-07-24
Filing date: 2019-07-24
Publication date: 2020-05-12
Also published as: JP2021533845A; IL290072A; CN112703033B; US20210196951A1; CN112703033A; EP4005627A4; EP4005627A1; CN117942156A; WO2021015359A1; US11338134B2; JP7164638B2

Abstract

본 발명은, RF 출력을 생성하는 RF 생성장치와, 애플리케이터 본체, 상기 애플레케이터 본체의 전면에 배치되어 치료 대상자의 피부의 진피층까지 삽입되며, 상기 RF 생성장치에 전기적으로 연결되어 상기 RF 출력을 전달하는 니들들을 포함하는 바이폴라 타입의 애플리케이터를 포함하고, 상기 애플리케이터가 온(on)되면, 상기 애플리케이터는 상기 치료 대상자에게 상기 RF 출력에 따른 단일 또는 복수 개의 RF 펄스를 전달하며, 상기 RF 출력은 5W 이상이고 13W 이하이고, 상기 RF 출력의 주파수는 1㎒ 보다 크고 3㎒ 보다 작고, 상기 RF 출력에 의한 상기 RF 펄스의 지속시간은 50ms 이상이고 100ms 이하인 RF 이용 피부 치료 장치를 제공한다.

Description

ＲＦ 이용 피부 치료 장치 {SKIN TREATMENT DEVICE USING RADIO FREQUENCY}

본 발명은 피부의 색소 침착을 효과적으로 치료할 수 있는 RF 이용 피부 치료 장치에 관한 것이다.

색소 침착(Pigmentation) 개선을 위해서 다양한 방법이 사용되어 왔다. 에너지 기반 장치(Energy based device)를 이용한 방법으로는 아이피엘(IPL), 레이저가 있다. 약물을 이용한 방법으로는 비타민 C, 트레티오인(Tretinoin), 히드로퀴논(hydroquinone) 등이 있다. 또한, 화학 필링으로는 Glycolic Acid Peeling, TCA Peeling, Phenol Peeling이 사용되어 왔다.

그 중 가장 대중적으로 레이저가 사용되었는데, 그 종류는 Nd:YAG laser toning, Fractional laser, Dye/Yellow laser, Long pulsed Nd:YAG로 다양하다. 하지만 레이저를 이용한 색소 침착 치료에는 많은 문제점이 발생하는 치명적인 단점이 있었다.

첫 번째, 염증성색소침착 (PIH; Post Inflammatory Hyperpigmentation)과 과색소침착(Hyperpigmentation)이다. 피부에 염증이 생김에 따라, 이를 보호하기 위해 멜라닌이 과다 생성되는데, 이로 인해 시술부위가 갈색이나 검붉게 색소침착이 발생하는 것이다. 이는 레이저의 지나치게 큰 에너지에 의한 것으로서, 포톤(photon) 에너지가 1~3eV이기 때문에, 주변조직과 색소가 위치한 피부층보다 깊은 곳에 열화(thermal damage)를 입혀 염증반응을 일으키는데, 과다한 대식활동으로 멜라닌포식세포(melanophage)가 깊은 피부층에 자리잡아 형성된다.

두 번째, 저색소침착(Hypopigmentation)이다. 주위 피부에 비해 상대적으로 시술부위의 멜라닌이 부족할 때 나타나는 증상으로, 시술부위가 주변조직보다 과하게 하얗게 되는 것이다. 레이저의 높은 에너지로 지나치게 큰 에너지가 피부 속에 전달되면서, 멜라닌을 생성하는 멜라노사이트가 파괴됨으로써 발생한다. 회복이 어렵다는 치명적인 문제점이 있으며, 레이저의 시술 횟수가 많을 경우 자주 발생한다.

또한, IPL은 넓은 파장대로서 전체 에너지는 높으나 기미 치료에 필요한 특정 에너지의 강도(Intensity)가 상대적으로 낮으므로, 기미치료에 한계가 있다. 또한, 상대적으로 많은 에너지를 가해서 주변 세포를 파괴하는 문제점도 있다.

한국공개특허 제10-2008-0107374호

본 발명의 목적은, 피부의 색소 침착을 효과적으로 치료할 수 있는 RF 이용 피부 치료 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은, RF 출력을 생성하는 RF 생성장치와, 애플리케이터 본체, 상기 애플레케이터 본체의 전면에 배치되어 치료 대상자의 피부의 진피층까지 삽입되며, 상기 RF 생성장치에 전기적으로 연결되어 상기 RF 출력을 전달하는 니들들을 포함하는 바이폴라 타입의 애플리케이터를 포함하고, 상기 애플리케이터가 온(on)되면, 상기 애플리케이터는 상기 치료 대상자에게 상기 RF 출력에 따른 단일 또는 복수 개의 RF 펄스를 전달하며, 상기 RF 출력은 5W 이상이고 13W 이하이고, 상기 RF 출력의 주파수는 1㎒ 보다 크고 3㎒ 보다 작고, 상기 RF 출력에 의한 상기 RF 펄스의 지속시간은 50ms 이상이고 100ms 이하인 RF 이용 피부 치료 장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 니들의 개수는 16개 이상이고 49개 이하일 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 RF 출력의 주파수는 2㎒ 일 수 있다.

본 발명에 따른 RF 이용 피부 치료 장치는, RF 출력을 이용하여 피부의 색소 침착을 크게 감소시킨다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 RF 이용 피부 치료 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 RF 이용 피부 치료 장치에서 피부에 전달되는 RF 출력의 일 실시예이다.
도 3 내지 도 4는 도 1의 RF 이용 피부 치료 장치를 이용한 세포 활성(cell viability)의 실험 결과 그래프이다.
도 5는 HRM2 세포사멸 동물 실험결과 그래프이다.
도 6 내지 도 8은 도 1의 RF 이용 피부 치료 장치를 이용한 멜라닌 양의 감소를 측정하기 위한 실험 결과 그래프이다.
도 9는 색소 침착된 쥐에 도 1의 RF 이용 피부 치료 장치의 RF 펄스를 1회 인가한 후, UV를 28일동한 이틀에 한 번씩 조사한 결과를 보여주는 실험 결과 사진이다.
도 10은 쥐 동물실험(HRM2)애서 PCNA(proliferation assay)라는 화학적 염색을 통하여 멜라노사이트의 증식이 억제되는 수준을 관찰한 결과이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF(Radio Frequency) 이용 피부 치료 장치(100)가 도시되어 있다. 상기 RF 이용 피부 치료 장치(100)는 RF 생성장치(110) 및 애플리케이터(120)를 포함한다. 상기 RF 생성장치(110)는 RF 출력을 생성하는 기능을 수행한다. 상기 RF 생성장치는 본 실시예에 요구되는 출력을 생성하는 다양한 공지의 장치가 적용될 수 있다.

상기 애플리케이터(120)는 애플리케이터 본체(121) 및 니들들(125)을 포함한다. 상기 애플리케이터(120)는 사용자(의사 등)가 파지할 수 있도록 형성되며, 온/오프 스위치(미도시), RF 출력 설정 등의 다양한 조작 장치(미도시)를 포함한다. 상기 애플리케이터(120)는 바이폴라 타입이다.

상기 니들들(125)은 상기 애플리케이터 본체(121)의 전면에 배치되어 있다. 상기 니들들(125)은 도전성 소재로 형성되며, 상기 RF 생성장치(110)에 전기적으로 연결되어 상기 RF 출력을 전달한다. 상기 RF 출력은 직사각형 형상 등의 다양한 형상을 가지는 RF 펄스로 치료 대상자의 피부에 전달된다.

상기 애플리케이터(120)의 작동(온(on)) 전에, 치료 대상자의 피부의 진피층까지 삽입된다. 이를 위하여, 상기 니들들(125)의 대략적인 삽입 깊이는 1 ㎜ 이하이다(즉, 0 <침습 깊이≤1㎜). 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 니들들(125)의 개수는 16개 내지 49개이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

상기 애플리케이터(120)가 온(on)되면, 상기 애플리케이터(120)는 상기 치료 대상자에게 상기 RF 출력에 따른 단일 또는 복수 개의 RF 펄스를 전달한 후, 상기 애플리케이터가 자동으로 오프(off)된다. 도 2에는 상기 RF 펄스의 일 실시예가 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 1회의 애플리케이터의 작동 시(온(on)과 오프(off) 사이에 1개의 RF 펄스나 2개의 RF 펄스들이 생성되어 치료 대상자의 피부에 전달된다. 본 발명에서 RF 펄스의 지속시간은, 1회의 애플리케이터의 작동에서 피부에 가해지는 펄스의 지속시간(단일 펄스의 경우에는 단일 펄스의 지속시간, 복수 개의 펄스의 경우에는 지속시간들의 합(제1지속시간 및 제2지속시간))을 의미한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 1회의 애플리케이터의 작동 시 3개 이상의 RF 펄스들이 생성되어, 치료 대상자의 피부에 전달될 수도 있다.

상기 RF 이용 피부 치료 장치에서는 치료 대상자의 피부 색소 침착 효과를 최적화하기 위하여, 이하의 실험 및 분석을 통하여 상기 RF 출력의 조건을 설정한다.

도 3 내지 도 4에 상기 RF 이용 피부 치료 장치를 이용하여 인체 1차 멜라노사이트 사멸 실험(Human primary melanocyte (HEMn) cell viability) 실험을 수행한 결과 그래프가 도시되어 있다.

본 실험에서, 상기 RF 출력의 설정 파라미터는, RF 출력(와트, W), RF 주파수 (헤르츠, ㎒), RF 펄스의 지속 시간이다. 실험 대상체는 1×10^4 cell이며, 본 실험은 세포가 사멸하는 조건을 확인하기 위하여 수행되었다. 여기에서, HEMN Cell Viability(%)는 세포 생존율을 의미한다.

또한, 도 3 내지 도 4에서, 특정 펄스의 지속시간에 대하여 RF 출력이 1㎒ 및 2㎒에서 세포 생존률을 보여주고 있다. 실험 대상체에 1일 동안 1회의 RF 펄스가 가해졌고, RF 출력은 1W~15W까지 1W 단위에 대하여 수행되었으며, RF 펄스의 지속시간은 20ms, 50ms, 70ms, 100ms, 120ms, 150ms, 170ms, 200ms로 수행되었다. 니들들의 개수는 16개였다.

실험결과, RF 출력에 상관없이, RF 펄스의 지속시간이 120ms 이상일 경우(도 4 참조), 세포의 생존율이 크게 감소함을 볼 수 있다. 또한, RF 펄스의 지속시간이 50ms 및 70ms에서 RF 출력이 15W 이상이면, 세포의 생존율이 크게 감소하고, RF 펄스의 지속시간이 100ms에서 RF 출력이 14W 이상이면, 세포의 생존율이 크게 감소한다(도 3 참조).

이러한 실험 결과로부터, RF 출력의 주파수는 1㎒ 보다 크고 3㎒ 보다 작은 범위 내에서, RF 펄스의 지속시간은 100ms 이하이고, RF 출력은 13W 이하로 선정되는 것이 바람직하다.

도 5는 HRM2 세포사멸 동물 실험결과로서, RF 펄스의 지속시간이 150 ms 이상이거나, RF 출력이 15W 이상일 경우, 세포사멸 비율이 크게 높아짐을 볼 수 있다(다만, RF 지속시간이 20ms임과 동시에 RF 출력이 15W 일 경우는 포함되지 않음).

도 6 내지 도 8을 참조하면, 멜라닌 양의 감소를 측정하기 위한 실험으로서, Melanin assay 실험이다. HEMn에 대한 것으로서, 실험 대상체는 1×10^4 cell이다. 여기에서, malanin amount ratio는 멜라닌 양의 비율을 의미한다.

도 6 내지 도 8은 실험 대상체에 1일 동안 1회의 RF 펄스를 가하는 결과이다. RF 출력은 1W~15W까지 1W 단위에 대하여 수행되었으며, RF 펄스의 지속시간은 20ms, 50ms, 70ms, 100ms, 120ms, 150ms, 170ms, 200ms로 수행되었다. 니들들의 개수는 16개였다.

실험결과, RF 출력이 5W 이상이고 RF의 지속시간이 50ms 이상이고, RF 주파수가 1㎒ 보다 클 경우에 멜라닌 양이 유의미하게 감소하는 것이 확인되었다.

이와 같이, 인체 1차 멜라노사이트 사멸 실험과 멜라닌 양의 감소 실험을 통하여, RF 출력은 5W 이상이고 13W 이하이고, RF 출력의 주파수는 1㎒ 보다 크고 3㎒ 보다 작고, RF 출력에 의한 상기 RF 펄스의 지속시간은 50ms 이상이고 100ms 이하에서 피부의 색소 침착을 효과적으로 치료할 수 있음이 도출된다.

도 9는 색소 침착된 쥐에 RF 펄스를 1회 인가한 후, UV를 28일동한 이틀에 한번씩 조사한 결과를 보여주는 실험 결과 사진이다. 도 9에서 왼쪽에서 두 번째 사진은 RF 인가없이 UV를 조사한 상태를 보여주며, 세 번째 및 네 번째 사진은 각각 10W의 RF를 50ms 및 100ms 인가한 상태를 보여준다. 실험 결과, RF를 인가할 경우, 멜라닌 크게 감소한 상태를 보여주며, 100ms에서의 감소가 더 큰 것을 보여준다.

도 10은 쥐 동물실험(HRM2)에서 PCNA(proliferation assay)라는 화학적 염색을 통하여 멜라노사이트의 증식이 억제되는 수준을 관찰한 결과이다.

도 10(A)의 조직사진들을 참조하면, 최상단의 오른쪽 조직사진(비교예)과 비교하면, RF 출력이 5W 이상 15W 미만, RF 펄스의 지속시간 50ms-100ms에 해당하는 조직은 비교예보다 피부 겉면과 멜라노사이트가 위치하는 교차부분에 갈색이 옅어진 것을 볼 수 있다. 이는 멜라노사이트의 증식이 억제되었음을 의미한다. RF 출력이 15W 또는 RF 지속시간 150ms 중 하나의 조건이라도 해당되는 조직은 거의 갈색을 띄지 않을 정도로 세포증식이 억제되었으나, 세포의 사멸이 일어나는 범위이므로, 효과로 보지 않는다.

도 10(B)은 도 10(A)의 결과를 정량화 한 데이터이다. 가로축에서 "0"이라고 되어있는 검은색 막대그래프는 PCNA조직의 UVB조직사진과 같은 군을 의미한다. 앞서 설명한 바와 같이, RF 출력이 5W 이상 15W 미만, RF 펄스 지속시간이 50-100ms에에서 검은 막대그래프보다 세포증식이 억제되었음을 보인다. 다만, RF 출력이 15W 또는 RF 지속시간 150ms 중 하나의 조건이라도 해당되는 군은 세포증식이 더욱 억제되었으나, 세포 사멸이 일어나는 조건이므로 효과로 보지 않는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100; RF 이용 피부 치료 장치 110: RF 생성장치
120: 애플리케이터

Claims

RF 출력을 생성하는 RF 생성장치; 및
애플리케이터 본체, 상기 애플리케이터 본체의 전면에 배치되어 치료 대상자의 피부의 진피층까지 삽입되며, 상기 RF 생성장치에 전기적으로 연결되어 상기 RF 출력을 전달하는 니들들을 포함하는 바이폴라 타입의 애플리케이터를 포함하고,
상기 애플리케이터가 온(on)되면, 상기 애플리케이터는 상기 치료 대상자에게 상기 RF 출력에 따른 단일 또는 복수 개의 RF 펄스를 전달하며,
상기 RF 출력에 의한 피부의 색소 침착을 감소시키기 위하여,
상기 RF 출력의 주파수는 1㎒ 보다 크고 3㎒ 보다 작고,
상기 RF 출력은,
멜라닌의 감소량을 증가시키기 위하여 5W 이상이고, 멜라노사이트의 생존률의 감소를 막기 위하여 13W 이하이고,
상기 RF 출력에 의한 상기 RF 펄스의 지속시간은,
멜라닌의 감소량을 증가시키기 위하여 50ms 이상이고, 멜라노사이트의 생존률의 감소를 막기 위하여 100ms 이하인,
RF 이용 피부 치료 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 니들의 개수는 16개 이상이고 49개 이하이고,
상기 니들들의 피부 침습 깊이는 0㎜ 보다 크고 1㎜ 이하인 RF 이용 피부 치료 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 RF 출력의 주파수는 2㎒ 인 RF 이용 피부 치료 장치.