KR102294546B1 - 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치, 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 방법 - Google Patents

플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치, 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치에 관한 것으로, 플라즈마 발생부, 상기 플라즈마 발생부 내부로 기체를 공급하는 기체 발생부, 피부와 접촉할 수 있는 니들부 및 상기 플라즈마 발생부와 상기 니들부를 연결하고 상기 플라즈마 발생부에서 발생한 플라즈마 기체가 유동할 수 있는 기체관을 포함한다.
따라서, 플라즈마 기체만 피부에 노출시키는 방법과 니들을 이용하여 피부를 자극하는 방법을 혼합하므로 질소산화물이 피부 깊숙이 삽입될 수 있어 콜라겐 생성효과가 증대될 수 있다.

Description

플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치, 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 방법{Skin care and treatment apparatus using plasma gas, Skin care and treatment method using plasma gas}
본 발명은 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치에 관한 것이다.
피부 조직의 노화는 인간의 생애에 걸쳐 조직과 세포에서 발생하는 자연 현상이다. 이 현상은 내인성(유전학, 세포대사, 호르몬 및 대사과정) 또는 외인성(만성 광선노출, 오염, 이온화 방사선, 화학물질 및 독소) 요인의 조합인 다양한 원인을 가지고 있다.
피부 조직의 노화, 흉터 등을 개선하기 위한 방법으로서, 종래에는 단순히 피부 재생을 위한 용액, 크림, 젤, 연고제 등의 의약품을 단순히 피부에 도포하는 방식에 의한 치료만이 이루어졌다. 그러나, 피부에 도포된 용액, 크림, 젤, 연고제 등의 양에 비해서, 피부의 진피층으로 흡수되어 치료에 유효하게 작용하는 용액, 크림, 젤, 연고제 등의 양은 상대적으로 그 비율이 매우 작았다.
도포된 액이 피부의 표피층을 통과할 수 있는 가능성이 전체 함량의 0.3%에 불과하고, 나머지 99.7%는 피부 최 외각의 피지를 통과하지 못하고 피부 위에 남거나 말라 소멸하는 단점이 있다. 도포액을 이용하여 주름을 개선하거나 피부에 탄력을 주는 것에는 한계가 따를 수밖에 없었다. 그 결과 효과적인 피부 조직의 개선을 위한 치료가 효율적으로 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다.
피부 조직의 효과적인 재생을 위해 피부층에서의 용액, 크림, 젤, 연고제 등의 흡수율을 획기적으로 높일 수 있는 방법으로 전기적 자극, 냉온 자극 또는 기계적인 자극(예를 들면, 바늘 치료)을 가하는 방법이 실시되고 있다.
또한, 플라즈마(Plasma)를 피부에 접촉시키는 방법이 있다. 이 방법은 피부와 플라즈마 발생장치 사이에서 플라즈마를 발생시켜 피부에 플라즈마를 직접 접촉시키게 된다. 이 경우 피부에 플라즈마를 직접 노출시키면, 플라즈마에서 발생하는 자외선 등에 의해 색소침착과 같은 부작용이 발생하는 단점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1147397호 (2012.05.11.) 대한민국 등록특허 제10-1577207호 (2015.12.08.)
본 발명은 피부 콜라겐 생성방법으로 알려진 질소산화물을 피부 노출법과 니들링법 두 가지를 혼용하여 피부에 공급할 수 있도록 하는 기술을 제공한다.
본 발명은 플라즈마에 의하여 생성된 질소산화물과 니들부를 결합하여 질소산화물이 피부에 깊게 침투되도록 하여 피부 콜라겐 형성을 촉진시키는 피부미용 및 치료장치를 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치는 플라즈마 발생부, 상기 플라즈마 발생부 내부로 기체를 공급하는 기체 발생부, 피부와 접촉할 수 있는 니들부 및 상기 플라즈마 발생부와 상기 니들부를 연결하고 상기 플라즈마 발생부에서 발생한 플라즈마 기체가 유동할 수 있는 기체관을 포함한다.
상기 플라즈마 기체는 상기 니들부를 통해 상기 피부로 배출되어 피부와 접할 수 있다.
상기 니들부는, 내부가 관통되어 있는 니들 하우징, 상기 니들 하우징의 내부에 배치되어 있고 직선 운동하는 니들 결합부, 상기 니들 결합부와 연결되어 있고 상기 니들 결합부를 직선 운동시키는 구동부 및 상기 니들 결합부와 연결되어 있고 피부를 침투할 수 있는 복수의 니들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 니들은 상기 니들 결합부의 직선 운동으로 상기 니들 하우징의 외부로 노출될 수 있고, 상기 기체관은 상기 니들 하우징의 하부와 연결될 수 있다.
상기 구동부는, 상기 니들 하우징에 분리할 수 있도록 결합된 캡, 상기 캡을 관통하여 상기 니들 결합부와 연결된 로드 및 상기 로드를 직선 운동시키는 동력발생부를 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 발생부는, 내부가 비어 있으며 상기 기체 발생부와 연결된 입구 및 상기 기체관과 연결된 출구가 형성된 플라즈마 본체, 상기 플라즈마 본체의 내부에 배치되어 있는 제1 전극, 상기 플라즈마 본체의 외부 둘레에 배치되어 있는 제2 전극 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결된 전원 공급부를 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 발생부는, 상기 플라즈마 본체의 양단에 각각 배치되어 상기 제1 전극의 양단을 각각 지지하는 전극 고정부재를 더 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치는, 상기 니들부와 분리 가능하게 결합되어 있으며 상기 플라즈마 기체의 산화질소 농도를 측정하는 측정 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 방법은 플라즈마 발생부에 전원과 기체를 공급하여 플라즈마를 발생시켜 산화질소를 생성하는 단계, 그리고 기체관으로 상기 플라즈마 발생부와 연결된 니들부의 니들 하우징을 피부에 접촉시키는 단계를 포함한다.
상기 플라즈마 발생부에서 생성된 산화질소가 포함된 플라즈마 기체는 상기 기체관을 유동하여 상기 니들 하우징을 통해 상기 피부로 배출되어 상기 피부와 접할 수 있다.
상기 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 방법은, 상기 니들부의 니들을 상기 피부로 침투시켜 상기 피부에 침투홈을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 니들 하우징에서 배출되는 상기 플라즈마 기체는 상기 침투홈으로 유입될 수 있다.
상기 니들의 침투 깊이는 표피를 기준으로 500㎛ 내지 2.5mm일 수 있다.
상기 니들의 피부를 침투하는 깊이는 표피를 기준으로 500㎛ 미만일 수 있다.
전원부에서 상기 플라즈마 발생부로 인가되는 1차 전압은 70V 내지 220V이고, 2차 전압은 9.4 kV 내지 12.2 Kv일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 산화질소를 포함하는 플라즈마 기체만 피부에 노출시키는 방법과 피부에 니들홈을 형성하는 니들링 방법을 혼합하여 플라즈마 기체를 피부에 접촉시키므로 플라즈마가 피부에 직접 접촉되면서 발생하는 색소침착 부작용을 예방할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 플라즈마 기체에는 질소산화물과 오존이 있어 니들을 살균할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 플라즈마 기체와 니들이 동시에 피부를 자극하여 콜라겐 형성 효과를 증대시키며, 니들이 상하 직선 운동하면서 피부를 자극할 때에 형성된 니들홈을 통하여 질소산화물이 피부 깊숙이 삽입될 수 있어 콜라겐 생성효과를 더욱 더 증대될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 도 1의 니들부의 니들이 피부를 침투하고 있는 상태를 나타낸 개략도.
도 3은 도 2의 니들부에 의해 피부에 니들홈이 형성된 상태를 나타낸 개략도.
도 4는 니들부에 측정 유닛이 결합된 상태를 개략도.
도 5는 플라즈마를 생성하기 위해 70V, 110V 및 320V의 세 가지 다른 입력 전압 특성을 나타낸 데이터.
도 6은 플라즈마 방전 동안 산화질소(A) 및 이산화질소(B) 가스의 측정 농도를 나타낸 데이터.
도 7은 니들링 및/또는 플라즈마로 처리된 SKH-1 마우스 피부의 조직학적 특징.
도 8은 피부의 표피 두께 및 콜라겐 섬유-양성 영역의 백분율.
도 9는 니들링 및/또는 플라즈마로 처리된 SKH-1 마우스의 피부에서 상향 또는 하향 조절된 콜라겐 유전자.
도 10은 SKH-1 마우스의 피부에서 상향 또는 하향 조절된 콜라겐.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치에 대하여 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1을 참고하면, 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치(1)는 피부 콜라겐 생성방법으로 알려진 질소산화물 피부 노출법과 니들링법 두 가지를 혼용하여 콜라겐 생성에 따른 시너지 효과를 높이는 것으로, 플라즈마 발생부(10), 기체 발생부(20), 니들부(30) 및 기체관(40)을 포함한다.
플라즈마 발생부(10)는 플라즈마 본체(11), 제1 전극(12), 제2 전극(13) 및 전원 공급부(14)를 포함한다. 플라즈마 발생부(10)는 전극 고정부재(15a, 15b)를 더 포함할 수 있다.
플라즈마 본체(11)는 유전체(dielectric substance)로서 내부가 관통되어 튜브 형태로 형성되어 있다. 플라즈마 본체(11)는 석영 따위로 만들어질 수 있다. 플라즈마 본체(11)의 내부에서 플라즈마 기체가 생성될 수 있다.
플라즈마 본체(11)의 일측에는 기체가 유입되는 입구(111)가 형성되어 있으며, 타측에는 생성된 플라즈마 기체가 배출되는 출구(112)가 형성되어 있다.
기체 발생부(20)는 에어 펌프를 포함하며 기설정된 압력의 기체를 발생시킨다. 기체 발생부(20)는 입구(111)와 연결되어 있다. 이에 기체 발생부(20)에서 발생한 기체는 입구(111)를 통해 플라즈마 본체(11)의 내부로 유입될 수 있다.
한편, 플라즈마 본체(11)의 일측과 타측에는 전극 고정부재(15a, 15b)가 각각 배치되어 있다. 아울러, 전극 고정부재(15a, 15b)는 플라즈마 본체(11)의 일측과 타측을 막고 있으며, 타측의 전극 고정부재(15a, 15b)에는 출구(112)가 형성되어 있다.
제1 전극(12)은 플라즈마 본체(11)의 내부 중앙에 배치되어 있으며 일단은 일측 전극 고정부재(15a)를 관통하여 노출되어 있고, 타단은 타측 전극 고정부재(15b)에 결합되어 있다. 전극 고정부재(15a, 15b)에 의해 제1 전극(12)은 플라즈마 본체(11)의 중앙에서 플라즈마 본체(11)의 내부 둘레와 떨어져 위치할 수 있다.
제2 전극(13)은 플라즈마 본체(11)의 외부 둘레를 따라 배치되어 있으며 구리 따위로 만들어질 수 있다. 제2 전극(13)은 플라즈마 본체(11)의 일부분을 사이에 두고 제1 전극(12)과 마주한다.
전원 공급부(14)는 제1 전극(12) 및 제2 전극(13)과 연결되어 있으며, 변압기를 포함한다. 전원 공급부(14)는 제1 전극(12)과 제2 전극(13)에 33kHz에서 최대 15kV의 AC 전압과 30mA의 전류를 제공할 수 있다.
기체 발생부(20)는 에어펌프를 포함한다. 기체 발생부(20)는 플라즈마 본체(11)와 이웃하게 배치되어 입구(111)와 연결되어 있다. 기체 발생부(20)에서 발생한 기체(공기)는 입구(111)를 통해 플라즈마 본체(11)의 내부로 유입될 수 있다. 여기서 기체 발생부(20)는 3.5ℓ/분의 속도로 연속적인 기체를 공급할 수 있다.
이에, 플라즈마 본체(11)의 내부로 기체가 공급되고, 제1 전극(12)과 제2 전극(13)에 전류가 제공되면 플라즈마 본체(11)의 제1 전극(12)과 제2 전극(13)의 사이에서 플라즈마가 발생하고, 플라즈마에 의해 플라즈마 본체(11)에는 산화질소(NO)가 생성된다.
따라서, 플라즈마 발생부(10)는 플라즈마를 이용하여 산화질소를 생성한다. 기체 발생부(20)에서 계속 플라즈마 본체(11) 내부로 유입되는 기체에 의해 산화질소를 포함하는 플라즈마 기체는 출구(112)를 통해 기체관(40)으로 유입되어 기체관(40)을 유동할 수 있다.
기체관(40)은 출구(112)와 니들부(30)를 연결한다. 이에 플라즈마 기체는 기체관(40)을 유동하여 니들부(30)의 내부로 유입될 수 있다.
도면 도 2 및 도 3을 더 참고하면 니들부(30)는 니들 하우징(31), 니들 결합부(32), 구동부(33) 및 니들(34)을 포함한다.
니들 하우징(31)은 내부가 상하 관통되어 있으며, 하부측에 기체관(40)이 연결되어 있다. 니들 하우징(31)의 하부는 피부와 접촉할 수 있다. 이에 기체관(40)을 유동한 플라즈마 기체는 니들 하우징(31)으로 내부로 유입되어 하부로 배출될 수 있다. 배출된 플라즈마 기체는 피부와 접촉할 수 있다.
니들 결합부(32)는 니들 하우징(31)의 내부에 직선 운동할 수 있게 배치되어 있다. 니들 결합부(32)는 외력에 의해 니들 하우징(31)의 길이 방향을 따라 상하 직선 운동한다. 니들 결합부(32)는 직선 운동으로 니들 하우징(31)의 상부에 위치하면 유입홀(311)의 주변을 벗어나게 되어 유입홀(311)을 차단하지 않는다. 그러나 니들 결합부(32)가 직선 운동으로 니들 하우징(31)의 하부에 위치하면 유입홀(311)을 막을 수 있다.
니들(34)은 니들 결합부(32)의 하면에 복수 배치되어 있다. 니들(34)은 니들 결합부(32)가 니들 하우징(31)의 상부에 위치하면 니들 하우징(31)의 외부로 노출되지 않는다. 그러나 니들 결합부(32)가 니들 하우징(31)의 하부에 위치하면 니들 하우징(31)의 외부로 노출되며 니들 하우징(31)이 접하고 있는 피부를 침투할 수 있다. 니들(34)이 피부를 침투하는 깊이는 500㎛ 미만일 수 있다. 그러나 니들(34)이 피부를 침투하는 깊이는 0.5mm 내지 2.5mm일 수 있다. 이에 니들(34)은 진피까지 침투할 수 있다. 니들(34)이 피부를 침투하는 깊이는 치료부위 및 니들부(30)의 설계 등에 따라 달라질 수 있다.
니들(34)이 피부를 침투하게 되면서 니들 하우징(31)에서 배출되는 플라즈마 기체는 피부에 깊이 침투할 수 있다.
구동부(33)는 캡(331), 로드(332) 및 동력발생부(333)를 포함하며 니들(34)이 결합된 니들 결합부(32)를 직선 운동시킨다.
캡(331)은 니들 하우징(31)의 상부에 결합되어 있으며 내부가 상하 관통되어 있다. 캡(331)은 니들 하우징(31)과 나사 결합되어 있다.
로드(332)는 기설정된 길이를 가지며 하부는 캡(331)을 관통하여 니들 하우징(31)의 내부에 위치하여 니들 결합부(32)와 결합되어 있다. 로드(332)의 상부는 니들 하우징(31)의 외부로 노출되어 있다. 로드(332)는 캡(331)의 가이드로 니들 하우징(31)에서 상하 방향으로 반듯하게 직선 이동할 수 있다.
동력발생부(333)는 로드(332)의 상부와 연결되어 있으며 로드(332)를 직선 운동시킨다. 동력발생부(333)는 솔레노이드, 진동유닛, 실린더, 캠 따위를 포함할 수 있다. 동력발생부(333)는 로드(332)를 직선 운동시키는 것이라면 다양한 구성이 적용될 수 있다.
본 실시예에 따르면 니들부(30)는 작동하지 않고 플라즈마 발생부(10)만 작동할 수 있다. 이 경우 니들 결합부(32)는 니들 하우징(31)의 상부에 위치하고 니들(34)은 니들 하우징(31)의 내부에 위치한다. 플라즈마 발생부(10)에서 생성된 산화질소는 플라즈마 기체와 함께 기체관(40)을 유동하여 및 니들 하우징(31)을 통해 피부로 배출되어 피부 표면과 접한다.
한편, 플라즈마 기체와 산화질소가 니들 하우징(31)에서 피부로 배출될 때 니들부(30)가 작동할 경우 니들(34)은 피부를 침투할 수 있다. 이에 피부에 니들홈이 형성되며, 니들 하우징(31)에서 배출되는 산화질소를 포함하는 플라즈마 기체는 니들홈을 통해 피부에 깊이 침투되어 콜라겐 형성 효과를 증대시킨다.
사용자의 피부의 요건에 따라 플라즈마 발생부(10)만 작동하도록 하거나, 플라즈마 발생부(10)와 니들부(30)를 동시에 작동시켜 사용할 수 있다.
아울러, 니들 하우징(31)으로 유입된 플라즈마 기체에 의해 니들 하우징(31)에 위치한 니들(34)은 살균될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치는 측정 유닛을 더 포함할 수 있다.
도면 도 4를 더 참고하면, 측정 유닛(50)은 플라즈마 기체가 배출되는 니들 하우징(31)의 하부에 결합할 수 있다. 이때 측정 유닛(50)과 니들 하우징(31)은 삽입, 나사 등의 방식으로 분리할 수 있게 결합할 수 있다. 측정 유닛(50)은 플라즈마 기체의 산화질소 농도를 측정한다. 측정 유닛(50)은 30초 간격으로 산화질소 농도를 측정한다. 측정 유닛(50)의 세부적인 구성은 공지된 구성의 산화질소 농도를 측정하는 측정 장치와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 방법은 산화질소를 생성하는 단계 및 니들 하우징을 피부에 접촉시키는 단계를 포함한다.
본 실시예에 따른 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 방법은 피부에 침투홈을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 산화질소를 생성하는 단계에서, 플라즈마 발생부에 기체와 전압을 공급한다. 여기서, 전압은 1차 및 2차로 공급된다. 1차 전압은 70V 내지 220V 일 수 있으며, 2차 전압은 9.4kV 내지 12.2kV 일 수 있다. 바람직한 1차 전압은 70V, 110V 및 220V 일 수 있고, 2차 전압은 9.4Kv, 11kV 및 12.2kV 일 수 있다. 플라즈마 발생부에 인가되는 전압은 2차 전압이다. 전원과 기체가 공급된 플라즈마 발생부에서는 플라즈마가 발생되면서 산화질소가 생성된다.
공급되는 기체의 압력으로 플라즈마 발생부에서 발생한 산화질소를 포함하는 플라즈마 기체는 기체관을 따라 유동하여 니들부로 유동한다. 플라즈마 기체가 피부와 접촉되도록 니들 하우징을 피부에 접촉시킨다. 이에 니들 하우징에서 배출되는 플라즈마 기체는 피부와 직접 접촉된다. 산화질소를 포함하는 플라즈마 기체가 피부와 접촉하게 되면서 피부 미용 및 치료 효과가 발생된다.
피부 미용 및 치료 효과를 더욱 높이기 위해 피부에 침투홈을 형성하는 단계에서 니들을 이용하여 피부에 침투홈을 형성한다.
니들 하우징이 피부와 접촉하고 있는 상태에서 구동부의 구동으로 니들 결합부를 직선 운동시킨다. 이때 니들은 피부와 접하고 피부를 침투하게 된다. 니들이 피부를 침투하는 깊이는 표피를 기준으로 500㎛ 내지 2.5mm일 수 있다. 또는 니들 침투 깊이는 500㎛ 미만일 수 있다.
여기서, 니들의 침투 깊이는 목적에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 피부미용 목적으로 플라즈마 기체를 피부에 노출시킬 경우 니들 침투 깊이는 500㎛ 미만일 수 있다. 그리고 의료목적으로 플라즈마 기체를 피부에 노출시킬 경우 니들 침투 깊이는 500㎛ 내지 2.5mm일 수 있다. 바람직하게는 의료목적인 경우 니들의 침투 깊이는 500㎛일 수 있고 미용목적인 경우 100㎛일 수 있다. 니들이 피부를 침투하는 깊이는 미용, 의료 등의 목적에 따라 달라질 수 있다.
니들은 진피 깊이까지 침투할 수 있다. 침투홈이 진피까지 형성된 상태에서 니들 하우징에서 배출되는 플라즈마 기체는 침투홈으로 유입되어 진피까지 도달할 수 있다. 진피까지 도달하는 플라즈마 기체에 의해 콜라겐 생성이 증진될 수 있다. 따라서 피부 미용 치료 효과가 향상된다.
본 실시예에 따르면 피부 콜라겐 생성방법으로 알려진 질소산화물 피부노출법과 니들링법 두 가지를 혼용함으로써 콜라겐 생성에 따른 시너지 효과가 발생한다. 그리고 질소산화물이 플라즈마 발생부에서 생성되어 기체관을 유동하여 니들 하우징을 통해 배출되고 니들링에 의하여 생성된 피부홈으로 유입되어 투과효과가 증가하여 콜라겐 생성효과가 상승한다.
[실험 재료 및 방법]
1. 산화질소 발생
가. 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치
플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치는 도면 도 1 내지 도 4의 실시예에 따른, 플라즈마 발생부(10), 기체 발생부(20), 니들부(30), 기체관(40), 측정 유닛(50)을 포함한다. 플라즈마 발생부(10)는 플라즈마를 발생시켜 산화질소를 생성한다. 산화질소는 플라즈마 기체와 함께 기체관(40)을 통해 니들부(30)로 유동하여 피부로 배출된다.
나. 전기적 특성
플라즈마 발생부의 전기적 특성은 전원부의 고전압 변압기를 통해 가변 변압기에 의해 공급되는 다양한 입력전압(1차 전압)에서 평가하였다.
플라즈마를 발생하기 위해 70V, 110V 및 320V의 세 가지 다른 입력 전압을 사용하였다. 전압 및 전류의 특성은 오실로스코프 (Tektronix, DPO 2034) 및 프로브 (Tektronix, P6015A 및 P6021)를 사용하여 측정되었다.
다. 산화질소농도 측정
산화질소 농도는 측정 유닛(휴대용 가스 분석기 (Eurotron, unigas 4000+))를 사용하여 측정하였다. 측정 유닛은 플라즈마 기체가 피부로 배출되는 니들 하우징에 결합하여 30초 간격으로 산화질소 농도를 측정하였다.
2. 실험 동물
본 실험에 사용된 8 주령의 털 없는 마우스(SKH-1)는 오리엔트 바이오텍(가평, 한국)에 의해 공급되었다. 마우스를 제주대학교 실험 동물 센터에서 실험하기 전에 2주 동안 12 시간 명/암 주기에서 34ㅁ1℃및 50-55% 습도에서 수용하였다. 모든 동물 실험은 실험실 동물의 관리 및 사용을 위한 국립보건연구원의 지침에 따라 수행되었으며 제주대학교의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (ACUCC; 승인 번호 2017-0009)에 의해 승인되었다.
3. 니들링 및 플라즈마 처리
실험 동물을 9개의 그룹으로 나누고, 10 마리의 동물을 다음과 같이 각 그룹에 배정하였다.
i) 대조군(치료 없음), ii) 30초만 니들링, iii) 플라즈마만 30초, iv) 니들링 + 플라즈마 100㎛, 15초, v) 니들링 + 플라즈마 100㎛, 30초, vi) 니들링 + 플라즈마 100㎛, 60초, vii) 니들링 + 플라즈마 500㎛, 15초, viii) 니들링 + 플라즈마 500㎛, 30초 및 ix) 니들링 + 플라즈마 500㎛, 60초.
플라즈마 처리는 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치와 더마(Derma) 스탬프 전자펜 OB-DG 03 및 A1(9개 바늘)을 사용하여 수행하였다. 니들링은 왼쪽 엉덩이와 앞 경골 사이의 영역에서 100㎛ 및 500㎛ 더마 펜으로 수행하였다. 처리는 연속 14일 동안 하루에 한 번 수행되었고, 피부(2 x 1 cm2)를 수집하기 위해 15일에 동물을 살해하였다. 각 피부 조각을 두 개의 작은 조각으로 나누었다(각각 1 x 1 cm2). 하나는 조직 스크리닝을 위해 10% 포르말린 고정제에 고정되었고, 다른 하나는 RNA 서열 분석을 위해 RNA 나중 용액에 저장하였다.
4. 조직학적 검사
조직학적 검사를 위해, 피부 샘플(2 x 2 cm2)을 10% 포르말린에 고정시키고 파라핀에 매립하였다. 수직 단면(5㎛)을 절단하고 유리 슬라이드에 장착하고, 아메리카 마스터 테크 프로토콜을 기본으로 수행된 Masson의 Trichrome Staining으로 염색하였다. 간단히 말하면, 재수화된 파라핀 섹션은 15분 동안 58℃로 예열된 Bouin 용액에서 매염 되었다. 슬라이드를 냉각시키고 흐르는 물로 세척하여 황색 착색을 제거한 다음, 증류수로 2회 린스 하였다. 이어서 슬라이드를 개질된 위거 (Weigert)의 철 헤마톡실린 용액으로 5분 동안 염색한 후 린스 하였다. 이어서, 슬라이드를 비브리히(Biebrich) 스칼렛-산 푸신(Fucshin) 용액, 포스포텅스틱/포스포르-몰리브덴산 용액 및 아닐린 블루 용액으로 5분 동안 각각의 염색 사이에 린스와 함께 별도로 염색하였다. 이어서, 슬라이드를 아세트산(1%)에 2분 동안 두고, 린스 한 후, 알코올로 탈수시키고, 크실렌으로 제거하고 최종적으로 장착하였다. 반(semi) 정량적 평가를 위해, 광학현미경(Olympus BX53/U-LH 100HG, Olympus Corp., Japan, Tokyo)에 부착된 디지털 카메라 (Olympus DP72)를 사용하여 섹션을 200배 확대하여 촬영하였다. 피부의 표피 두께 및 콜라겐 섬유 양성 영역의 백분율을 Image J 소프트웨어 (NIH, Bethesda, MD, USA)를 사용하여 반(semi) 정량화 하였다. 진피의 백분율은 [청색 픽셀/총 면적] ㅧ 100 (%)에 의해 계산되었다.
5. RNA 준비
제조업체의 권장 프로토콜에 따라 Easy-blue RNA 추출 키트 (Intron, 대한민국, 대전)를 사용하여 피부 샘플 (2x2 cm2)에서 전체 RNA를 분리하였다. 각 RNA 샘플의 양 및 순도는 260/280 nm에서 분광 광도법에 의해 결정되었다. Agilent 2100 바이오 분석기를 사용하여 전기 영동의 이동 패턴, 28s/18s 리보솜 RNA의 비율 및 RNA 무결성 번호 (RIN)에 기초하여 전체 RNA의 품질을 측정하였다. 1.5 보다 높은 28s/18s 리보솜 RNA 비율 및 7.5 이상의 RIN 값을 실험에 사용하였다. RNA 6000 나노 칩 (Agilent Technologies, 네덜란드)을 사용하여 Agilent 2100 바이오 분석기로 RNA 품질을 평가하고, ND-2000 분광 광도계 (Thermo Fisher, USA)로 RNA 정량을 측정하였다.
6. RNA 서열 분석
제조사의 지시에 따라 대조용 및 시험 RNA를 위한 라이브러리를 구성하기 위해서 SENSE 3' mRNA-Seq 라이브러리 준비 키트 (Lexogen, Austria)를 사용하였다. 총 RNA를 준비하고, 5' 말단에 일루미나-적합성 서열을 함유하는 올리고-dT 프라이머를 RNA에 혼성화하고 역전사를 실시하였다. RNA 분해 후, 5' 말단에 일루미나-호환성 링커 서열을 함유하는 랜덤 프라이머에 의해 무료 스트랜드 합성을 시작하였다. 자성 비드를 사용하여 모든 반응성분을 제거하였다. 클러스터 생성에 필요한 완전한 어댑터 서열을 추가하기 위해 라이브러리가 증폭되었다. 완성된 라이브러리를 PCR 성분으로부터 정제하였다. 고 처리량 서열은 NextSeq 500 (Illumina, USA)을 사용하여 단일-엔드 75 시퀀싱으로 수행되었다. SENSE 3'mRNA-Seq 판독 값은 Bowtie2 버전 2.1.0을 사용하여 정렬되었다. Bowtie2 지수는 게놈 및 전사체에 대한 정렬을 위해 게놈 어셈블리 서열 또는 대표적인 전사체 서열로부터 생성되었다. 정렬 파일은 전사체를 조립하고, 그것의 존재비를 추정하고, 유전자의 차등 발현을 검출하는데 사용되었다. 차등적으로 발현된 유전자는 Bio 도체 버전 3.0을 사용하여 R 버전 3.2.2 내에서 EdgeR을 사용하여 단일 및 다중 정렬로부터의 카운트에 기초하여 결정되었다. RT (판독 횟수) 데이터는 Genowiz™ 버전 4.0.5.6 (Ocimum Biosolutions, India)을 이용하는 Quantile 정규화 방법에 따라 처리되었다. Institute of Systems Biology (미국 시애틀)에서 개발한 공개 소스 생물 정보학 플랫폼인 Cytoscape (버전 2.7)를 이용하여 네트워크 다이어그램을 구성하고 특정 경로 내에서 데이터 세트의 유전자 클러스터링을 분명하게 보여주였다. 유전자 분류는 Medline 데이터베이스 (미국 국립생명공학 정보 센터)에서 수행한 검색을 기본으로 하였다.
[실험 결과]
1. 전기적 특성
플라즈마를 생성하기 위해 70V, 110V 및 320V의 세 가지 다른 입력 전압이 사용되었으며 해당 특성이 도 5에 나타나 있다. 도 5(A)는 70V 입력 전압에 대한 방전 전압 및 전류 프로파일을 나타낸다. 도 5(B)에서 볼 수 있듯이 방전전압과 전류는 입력전압에 따라 증가한다. 70V, 110V 및 320V의 입력 전압은 각각 9.4kV/3.2mA, 11.0kV/4.5mA 및 12.2kV/5.6mA의 해당 방전전압 및 전류를 생성하였다. 도 5(B)에서 방전 전압 및 전류의 보고된 값은 도 5(A)에 표시된 프로파일의 평균 피크 값에 해당한다(110V 및 320V 입력 전압에 대한 방전 전압 및 전류 프로파일은 여기에서 표시되지 않음).
2. 산화질소 농도
각각의 대응하는 입력 전압에서 공기 플라즈마에 의해 30초 동안 생성된 산화질소의 평균 농도를 측정하고, 도 6에 나타냈다. 산화질소 농도는 입력 전압에 따라 증가함을 알 수 있다. 도 6(A)에서, 320V 입력 전압에서 산화질소의 최대 농도는 744ppm임을 알 수 있다. 유사하게, 70V 및 110V의 입력전압에서 산화질소의 최대 농도는 각각 139ppm 및 291ppm이었다. 70V 및 110V의 입력전압에서 산화질소의 농도는 플라즈마의 초기단계에서 연속적으로 증가한 후 처리 시간에 걸쳐 포화됨을 알 수 있다. 산화질소 농도의 포화점은 70V와 110V의 입력 전압에 대해 각각 120초와 150초에서 관찰되었고, 각각의 해당 평균농도는 134ppm과 288ppm으로 계산되었다.
320V 입력 전압의 경우 NOx(NO + NO2)의 최대 농도는 30초 동안 1,021ppm이었지만, 이후 농도가 지속적으로 감소하였다. 이 현상은 방전 중독 효과와 관련이 있다.
A. Fridman 등에 따르면, 더 높은 전력 또는 더 낮은 공기 유속의 비열 방출에서 특정 방출 에너지의 증가는 NO 및 NO2의 농도를 증가시킨다. 일반적으로 NOx라고 하는 고농도의 산화질소는 오존 발생을 방지한다. 이것은 방전 중독 효과이며 다음과 같이 O 원자와 NOx의 빠른 반응과 관련이 있다.
O + NO + M → NO2 + M - (2)
O + NO2 → NO + O2 - (3)
NOx 농도가 약 1,000 ppm의 임계 값을 초과하면, 원자 산소와 산화질소 사이의 반응 (반응식(2) 및 (3) 참조)은 분자 산소와의 반응 (반응식(4))보다 빨라 오존을 형성한다.
O+ O2 + O2 → O3 + 02 - (4)
70V, 110V 입력 전압에서 NOx의 농도는 점차 감소하는 추세를 나타낸다. H.M. Saavedra 등에 따르면, 자유전자는 인가된 전기장으로부터 에너지를 얻으며 방전 중 중성 종 (공기와 물)과의 충돌을 통해 이 에너지의 일부를 느슨하게 한다. 대기압에서 습한 공기의 주요 원소는 N*, O* 및 OH* 라디칼과 같은 반응성 종을 생성하는 N2, O2 및 H2O이다. 이들 라디칼은 NO의 감소에 참여한다. N* 라디칼은 반응식(5)에 따라 NO로 감소될 수 있다.
NO + N' → N2 +O' - (5)
OH* 라디칼과의 반응으로 산화질소가 산화되어 HNO2 및 HNO3가 형성된다. 이들 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019098721113-pat00001
- (6)
산화질소의 독성을 감소시키기 위해, 그의 농도를 J. Liebmann 등의 보다 더 낮은 139ppm으로 고정하였다. 그 결과, 70V의 입력 전압이 실시예 전반에 걸쳐 이용되었다.
3. 조직 검사
본 실시예에서, 콜라겐 밀도 및 표피 두께는 니들링 및/또는 플라즈마로 처리된 SKH-1 마우스의 등 피부에서 관찰되었다. 현미경 관찰 결과, 니들링만으로 처리된 그룹은 콜라겐 밀도의 변화를 나타내지 않는 반면, 플라즈마만으로 처리된 그룹은 대조군의 것보다 더 높은 콜라겐 밀도를 나타냈다(도 7 및 8(B)).
또한, 니들링 및 플라즈마 조합(0.5mm; 30초 및 60초)으로 처리된 그룹의 콜라겐 밀도는 다른 그룹의 것보다 약간 더 높았다 (도 7 및 8(B)). 특히 니들링 및 플라즈마의 더 긴 노출 (100㎛ 및 500㎛; 60초)로 처리된 그룹은 다른 그룹보다 더 높은 표피 두께를 나타냈다(도 7 및 8(A)). 그 결과, 니들링 및 플라즈마 처리가 피하 콜라겐 밀도를 증가시키고, 특히 효과는 깊이가 높고 치료 시간이 길수록 향상된다.
도 7의 (A) 대조군, (B) 니들링 만 (30초), (C) 플라즈마 만 (30초), (D) 니들링 및 플라즈마 (100㎛; 15초), (E) 니들링 및 플라즈마 (100㎛; 30초), (F) 니들링 및 플라즈마 (100㎛; 60초), (G) 니들링 및 플라즈마 (500㎛; 15초), (H) 니들링 및 플라즈마 (500㎛; 30초), (I) 니들링 및 플라즈마 (500㎛; 60초). A-I의 스케일 바는 50㎛를 나타낸다.
도 8에서 나타낸 바와 같이, 피부의 표피 두께 및 콜라겐 섬유-양성 영역의 백분율을 재료 및 방법에 기재된 바와 같이 Image J 소프트웨어를 이용하여 반-정량화 하였다. 진피의 백분율은 [청색 픽셀/총 면적] ㅧ 100 (%)에 의해 계산되었다. 데이터는 평균 ㅁ S.E.로 표시된다. *P < 0.05, **P < 0.01 및 ***P < 0.001 대 정상 대조군.
4 차등 유전자 발현
니들링 및 플라즈마 단독으로 또는 조합으로 처리된 SKH-1 마우스의 등 피부에서 RNA 서열 분석에 의해 유전자의 차등 발현을 조사하였다.
하기 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 니들링 또는 플라즈마 단독으로 처리된 그룹과 비교하여 니들링 및 플라즈마의 조합으로 처리된 그룹에서 더 많은 수의 유전자가 상향 또는 하향 조절되었다. 특히, 니들링 및 플라즈마에 대한 더 긴(60초) 노출을 갖는 그룹 6 및 9는 다른 그룹에 비해 거의 2 배만큼 하향 조절된 유전자를 가졌다(표 1).
또한 더 많은 수의 콜라겐 유전자가 다른 그룹과 비교하여 그룹 6 및 9에서 차등적으로 발현되었다(도 9). 니들링 및 플라즈마 (100㎛; 60초)으로 처리된 그룹 6에서, 8개의 콜라겐 유전자가 상향 조절되고, 18개의 콜라겐 유전자가 대조군과 비교하여 하향 조절되었다. 니들링 및 플라즈마 (500㎛; 60초)으로 처리된 그룹 9에서, 12개의 콜라겐 유전자가 상향 조절되었고, 16개의 콜라겐 유전자가 대조군과 비교하여 하향 조절되었다(도 9).
2/1 3/1 4/1 5/1 6/1 7/1 8/1 9/1
Gene Number 3282 33282 33282 33282 33282 33282 33282 33282
% of Total 100 100 100 100 100 100 100 100
Up significant 2574 2608 2770 2874 2670 2755 2611 2807
% of Up significant 11.05 11.2 11.89 12.34 11.46 11.83 11.21 12.05
Dn significant 3376 2568 3205 3001 4322 3577 3740 4851
% of Dn significant 10.20 11.02 9.47 12.88 18.13 15.36 16.06 20.83
Total significant 4950 5176 4975 5875 6892 6332 6351 7658
% of total significant 21.26 32.33 21.36 25.33 29.60 27.19 27.27 32.89
도 9에서 나타낸 바와 같이, 니들링 및/또는 플라즈마로 처리된 SKH-1 마우스의 피부에서 상향 또는 하향 조절된 콜라겐 유전자. 각 그룹에서 상향 또는 하향 조절된 콜라겐 유전자를 대조군과 비교하였다. 1. 대조군, 2. 니들링 만 (30초), 3. 플라즈마만 (30초), 4. 니들링 및 플라즈마 (100㎛; 15초), 5. 니들링 및 플라즈마 (100㎛; 30초), 6. 니들링 및 플라즈마 (100㎛; 60초), 7. 니들링 및 플라즈마 (500㎛; 15초), 8. 니들링 및 플라즈마 (500㎛; 30초), 9. 니들링 및 플라즈마 (500㎛; 60초).
5. 상향 조절된 콜라겐 유전자
87개의 콜라겐 유전자 중 15개의 유전자의 발현은 니들링 및 플라즈마 단독으로 또는 조합하여 상향 조절 (2배 이상)되었다(표 2). 니들링 단독으로 처리된 그룹에서, Col4a5, Col6a4, Col10a1, Col19a1, Col25a1 및 Col26a1 유전자의 발현은 대조군과 비교하여 상향 조절되었고 (2배 이상), 반면 Col4a5의 발현은 플라즈마 단독으로 처리된 그룹에서 Col6a4, Col12a1, Col19a1 및 Col26a1 유전자가 상향 조절되었다(표 2).
조합된 니들링 및 플라즈마 처리 그룹과 관련하여, Col4a5, Col6a4, Col8a2, Col10a1, Col11a1, Col12a1 및 Col19a1 유전자의 발현은 대조군과 비교하여 상향 조절되는 것으로 밝혀졌지만, 니들링 깊이 및 처리 시간은 [표 2]에 제시 되어있다. 특히, Col4a5 유전자의 차등 유전자 발현은 60초 처리 그룹에서 니들링 깊이에 관계없이 100배 이상 증가하였다. 이 결과는 콜라겐의 증가된 밀도가 니들링 및 플라즈마 둘 모두로 처리된 그룹에서 Col4a5 유전자의 발현 증가로 인한 것일 수 있음을 시사한다.
2/1 3/1 4/1 5/1 6/1 7/1 8/1 9/1
Col1a1 1.268 0.757 1.190 1.490 1.080 1.906 2.668 1.380
Col1a2 1.495 0.843 1.471 1.477 1.266 1.894 2.464 1.657
Col4a5 34.349 14.890 29.628 1.027 108.637 1.031 13.461 110.818
Col4a6 0.627 0.774 0.015 2.372 0.048 1.500 1.143 1.770
Col6a3 1.334 0.811 1.310 1.333 1.532 1.197 1.498 2.208
Col6a4 7.201 5.659 1.778 5.433 1.018 3.278 1.951 1.034
Col8a2 1.706 0.274 2.325 2.432 1.913 3.292 2.390 2.675
Col10a1 3.666 0.035 0.555 0.076 0.115 0.036 1.190 2.141
Col11a1 4.497 0.743 4.303 6.989 5.349 9.042 2.080 5.607
Col12a1 1.432 2.080 2.036 1.815 2.076 1.826 2.339 1.920
Col19a1 7.213 3.785 1.000 5.425 1.017 1.021 3.881 2.172
Col20a1 1.484 0.033 0.033 0.366 0.034 0.072 0.033 2.982
Col34a1 1.000 1.000 21.348 1.019 1.018 1.032 1.000 1.034
Col25a1 2.804 1.000 1.000 1.008 1.008 1.009 2.938 1.010
Col26a1 2.716 56.007 1.000 1.034 1.033 1.028 1.000 1.030
6. 하향 조절된 콜라겐 유전자
87개의 콜라겐 유전자 중 12개의 유전자의 발현은 니들링 및 플라즈마 처리 단독 또는 조합에 의해 하향-조절 (0.5배 미만)되었다(표 3). 니들링 단독으로 처리된 그룹에서, Col6a6, Col13a1, Col27a1 및 Col28a1 유전자의 발현은 대조군과 비교하여 하향 조절된 반면, Col13a1 및 Col28a1 유전자의 발현은 플라즈마 단독으로 처리된 그룹에서 하향 조절되었다(표 3).
니들링 및 플라즈마 병용 처리 그룹과 관련하여, Col8a1, Col13a1 및 Col14a1 유전자의 발현은 대조군과 비교하여 하향 조절된 (0.5배 미만) 것으로 밝혀졌다. 특히, 60초 동안 니들링 및 플라즈마로 처리된 그룹에서 Col8a1, Col13a1 및 Col14a1 유전자의 발현 비율은 대조군과 비교하여 그룹 6 및 9에서 감소되었다(표 3).
2/1 3/1 4/1 5/1 6/1 7/1 8/1 9/1
Col6a1 0.718 1.004 0.419 0.907 0.546 0.552 0.260 0.177
Col6a2 1.145 1.332 0.728 0.785 1.168 0.157 0.527 0.389
Col6a5 1.815 0.652 0.619 0.552 1.632 0.774 0.805 0.018
Col6a6 0.013 1.130 0.013 0.494 1.138 0.013 0.037 0.013
Col8a1 0.871 0.687 1.033 0.011 0.392 1.076 2.331 0.011
Col9a3 0.505 0.505 0.505 1.054 0.508 0.508 0.505 0.508
Col13a1 0.018 0.035 0.966 0.611 0.019 0.703 0.018 0.019
Col14a1 1.299 1.640 1.891 2.083 0.892 1.200 0.848 0.214
Col15a1 1.041 1.261 0.663 0.945 0.769 0.589 0.452 0.447
Col16a1 1.104 1.169 1.019 1.530 0.561 0.610 0.505 0.558
Col27a1 0.041 0.761 0.547 1.136 0.093 0.034 1.647 1.658
Col28a1 0.032 0.209 0.012 0.012 0.012 0.012 0.657 0.012
7. STRING 분석
STRING 분석은 SKH-1 마우스의 등 피부에서 차별적으로 발현된 유전자 (DEGs)에 의해 구성된 단백질-단백질 상호작용 (PPI) 네트워크를 보여준다. 본 실시예에서는 니들링 및 플라즈마에 의해 상향 또는 하향 조절된 27개의 콜라겐 유전자의 상호작용을 밝혀냈다(도 8, 도 9). 네트워크는 콜라겐 간의 밀접한 관계를 나타낸다. 특히 Col4a5는 PPI 네트워크의 중간에 "기능적 허브"를 형성한다(도 10).
본 실시예에서, 우리는 니들링과 조합된 산화질소 발생기의 제조를 시연했다. 산화질소 발생기의 전기적 특성을 조사하여 유사한 농도의 산화질소를 얻었다. 더욱이, 제조된 산화질소 발생기는 상업적 니들링 장치와 결합되어 139 ppm의 산화질소 농도를 이용하여 SKH-1 마우스의 피부에서 분석된 상승효과를 갖는 효과적인 피부치료 시스템을 갖는다.
도 10에서, SKH-1 마우스의 피부에서 상향 또는 하향 조절된 콜라겐 유전자의 STRING 분석. 상향 또는 하향 조절된 유전자의 27개 단백질 중 단백질-단백질 상호작용(PPI) 네트워크. 상향 및 하향 조절된 유전자는 적색 및 청색으로 표시되었다. 노드 색의 강도는 유전자의 발현 수준을 나타낸다.
조직학적 검사에 기초하여, 플라즈마로 처리된 그룹은 피하 콜라겐 밀도가 증가된 것으로 나타났으며, 이 효과는 더 깊은 (500㎛)의 니들링으로 향상되었다. 이전의 실시예에서는 플라즈마가 상처 치유 [4, 6] 및 피부 재생[7, 8]에서 탁월한 효능을 가지고 있음이 관찰되었다. 공기-플라즈마 발생기 "플라손"은 유도성 NO 합성제 (iNOS)의 생성을 향상시키고, 피부 상처의 치료를 돕는 산화질소를 생성한다.
산화질소는 인간 피부 세포에서 증식과 분화를 조절함으로써 생물활성인 것으로 알려져 있다. 니들링은 또한 피부 재생에 효과적인 것으로 알려져 있다. 따라서 플라즈마와 니들링이 결합되면 산화질소의 피부에 침투하는 것이 증가한다. 본 실시에서 관찰된 결과, 이전에 관찰된 바와 같이 콜라겐 생성에 대한 니들링 및 플라즈마의 상승효과를 확인하였다. 또한, 더 높은 깊이의 니들링으로 강화된 콜라겐 밀도는 질소산화물이 피부 속으로 더 많이 침투한 결과일 수 있다.
본 실시예에서, 니들링과 플라즈마(60초)의 더 긴 노출로 처리된 그룹은 다른 그룹보다 더 두꺼운 표피 두께를 나타냈다. 니들링은 피부 자극 동안 상피세포의 두께를 증가시키고 콜라겐 I 농도를 증가시키는 것으로 알려져 있다. 니들링은 또한 콜라겐 섬유의 배열에 영향을 미치며, 콜라겐 II의 발현을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 실시예에서 관찰된 니들링 및 플라즈마 (60초)의 더 긴 노출과 함께 더 두꺼운 표피 두께는 피부로의 산화질소의 더 긴 침투에 의해 콜라겐 섬유의 발현 증가의 결과일 수 있다.
본 실시예는 니들링 및/또는 플라즈마로 처리된 그룹에서 Col4a5, Col6a4, Col8a2, Col10a1, Col11a1, Col12a1 및 Col19a1을 포함하는 15개의 유전자의 상향 조절을 관찰하였다. 콜라겐 4a5는 피부 기저막의 주요 구조 성분으로 알려져 있으며, 콜라겐 6은 구조적 완전성, 세포 접착, 이동 및 생존에 중요하다. 콜라겐 8은 세포 이동 및 증식의 변형을 통해 혈관 재형성 역할을 한다. 또한 콜라겐 11a1은 연골 원 섬유 네트워크의 필수 구성 요소이며, 그리고 콜라겐 12는 인대 원 섬유의 구조적 구성 요소이다.
본 실시예는 니들링 및/또는 플라즈마로 처리된 그룹에서 15개의 콜라겐 유전자의 상향 조절을 관찰하였다. 조직의 구조적 완전성에 필수적인 상향 조절된 유전자는 SKH-1 마우스의 등 피부에서 강화된 콜라겐 밀도에 기여할 수 있다. 니들링 및/또는 플라즈마로 처리된 그룹에서 Col8a1, Col13a1 및 Col14a1 유전자를 포함하는 12개의 유전자의 하향 조절을 설명하기 위한 추가 실시예가 필요하다.
특히, 본 실시예에서는 Col4a5 유전자의 발현이 깊이에 관계없이 니들링 및 플라즈마의 더 긴 노출 (60초)로 처리된 그룹에서 100배 이상 증가하였음을 관찰하였다. 또한, Col4a5는 27개의 콜라겐 유전자의 단백질-단백질 상호작용 (PPI) 네트워크의 중간에 니들링 및 플라즈마에 의해 차등적으로 발현되는 "기능적 허브"를 형성한다. 다양한 실시예에서 콜라겐 4a5가 피부와 신장의 기저막에서 주요 구조적 구성 요소라는 것을 입증하였다. Col4A5는 타입 IV 콜라겐의 알파-5 사슬을 만드는 역할을 하는 유전자로 다른 알파 사슬과 결합하여 완전한 타입 IV 콜라겐을 만든다. 이 단백질 복합체는 조직에서 세포를 분리하고 지지하는 기저막의 대부분을 구성한다. 이 결과는 니들링 및 플라즈마의 더 긴 노출이 산화질소가 피부로 더 길게 침투함으로써 콜라겐 유전자의 발현을 증가시켰고, 그리고 콜라겐 섬유의 증가된 발현은 주로 니들링 및 플라즈마의 더 긴 노출로 처리된 그룹에서 Col4a5 유전자의 과발현에 기인할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 콜라겐 생성에 대한 니들링 및 플라즈마의 상승효과를 확인할 수 있었다. 니들링 깊이가 높을수록 콜라겐 밀도가 향상되고, 그리고 니들링 및 플라즈마의 노출이 길어질수록 표피 두께가 높아져 피부에 산화질소의 침투가 증가한 결과일 수 있다. 조직의 구조적 완전성에 필수적인 상향 조절된 15개의 콜라겐 유전자가 니들링 및/또는 플라즈마로 처리된 그룹에서 관찰되었다. 특히, Col4a5 유전자의 발현은 깊이에 관계없이 니들링 및 플라즈마에 더 긴 노출로 처리된 그룹에서 100배 이상 증가되었다.
따라서, 콜라겐 섬유의 증가된 발현은 주로 니들링 및 플라즈마의 더 긴 노출로 처리된 그룹에서 Col4a5 유전자의 과발현에 기인할 수 있다. 이에, 본 실시예에서 관찰된 콜라겐 유전자의 차등 발현은 콜라겐 생성과 니들링 및 플라즈마 치료 간의 관계를 이해할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치
10: 플라즈마 발생부 11: 플라즈마 본체
111: 입구 112: 출구
12: 제1 전극 13: 제2 전극
14: 전원 공급부 15a, 15b: 전극 고정부재
20: 기체 발생부 30: 니들부
31: 니들 하우징 311: 유입홀
32: 니들 결합부 33: 구동부
331: 캡 332: 로드
333: 동력발생부 34: 니들
40: 기체관 50: 측정 유닛

Claims (11)

  1. 플라즈마 발생으로 산화질소를 생성하는 플라즈마 발생부,
    상기 플라즈마 발생부 내부로 기체를 공급하는 기체 발생부,
    피부와 접촉할 수 있는 니들부,
    상기 플라즈마 발생부와 상기 니들부를 연결하고 상기 플라즈마 발생부에서 생성된 산화질소가 포함된 플라즈마 기체가 유동할 수 있는 기체관 및
    상기 니들부와 분리 가능하게 결합되어 있으며 상기 플라즈마 기체의 산화질소 농도를 측정할 수 있는 측정 유닛
    을 포함하며,
    상기 플라즈마 기체는 상기 니들부를 통해 배출될 수 있는
    플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 니들부는,
    내부가 관통되어 있는 니들 하우징,
    상기 니들 하우징의 내부에 배치되어 있고 직선 운동하는 니들 결합부,
    상기 니들 결합부와 연결되어 있고 상기 니들 결합부를 직선 운동시키는 구동부 및
    상기 니들 결합부와 연결되어 있고 피부를 침투할 수 있는 복수의 니들
    을 포함하며,
    상기 복수의 니들은 상기 니들 결합부의 직선 운동으로 상기 니들 하우징의 외부로 노출될 수 있고, 상기 기체관은 상기 니들 하우징의 하부와 연결되어 있는
    플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 구동부는,
    상기 니들 하우징에 분리할 수 있도록 결합된 캡,
    상기 캡을 관통하여 상기 니들 결합부와 연결된 로드 및
    상기 로드를 직선 운동시키는 동력발생부
    를 포함하는
    플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 플라즈마 발생부는,
    내부가 비어 있으며 상기 기체 발생부와 연결된 입구 및 상기 기체관과 연결된 출구가 형성된 플라즈마 본체,
    상기 플라즈마 본체의 내부에 배치되어 있는 제1 전극,
    상기 플라즈마 본체의 외부 둘레에 배치되어 있는 제2 전극 및
    상기 제1 전극 및 제2 전극과 연결된 전원 공급부
    를 포함하는
    플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 플라즈마 발생부는,
    상기 플라즈마 본체의 양단에 각각 배치되어 상기 제1 전극의 양단을 각각 지지하는 전극 고정부재를 더 포함하는 플라즈마 기체를 이용한 피부 미용 및 치료 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
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  11. 삭제
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