KR102310568B1

KR102310568B1 - 매선요법용 로프 및 이를 포함하는 매선요법용 니들 기구

Info

Publication number: KR102310568B1
Application number: KR1020190114080A
Authority: KR
Inventors: 조성윤
Original assignee: 랩앤피플주식회사
Priority date: 2018-09-17
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2021-10-08
Also published as: US20210353822A1; EP3854316A4; KR20200032015A; CN112672698A; EP3854316B1; EP3854316A1

Abstract

본 발명은 매선요법용 로프 및 이를 포함하는 매선요법용 니들 기구에 관한 것으로, 생체분해성 폴리머를 포함하는 선형 코어 및 상기 선형 코어의 외주면을 나선형으로 둘러 감싸도록 배치된 금속 와이어를 포함하며, 상기 금속 와이어는 마그네슘 또는 아연을 주성분으로 하는 생체분해성 금속을 포함하여, 매선요법으로 인체에 적용시 생체 조직에 대한 부작용이 없고, 조직에 대한 견인력을 강화할 수 있고, 종래 생체분해성 폴리머 매선과 대비하여 그 수명을 연장할 수 있으며, 매선 자체의 약물 담지능을 향상시켜 약물 전달체로서 유용하며, 간이한 방법을 통해 약물을 전달할 수 있는 매선요법용 로프와 이를 포함하는 니들 기구를 개시한다.

Description

매선요법용 로프 및 이를 포함하는 매선요법용 니들 기구{ROPE FOR THREAD EMBEDDING THERAPY AND NEEDLE DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 매선요법용 로프 및 이를 포함하는 니들 기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생체분해성 금속을 이용한 매선요법용 로프와 이를 포함하는 니들 기구에 관한 것이다.

매선요법(埋線療法)이란 혈위매장요법(穴位埋藏療法) 중의 하나로 혈위(穴位) 내에 이물(異物)을 매립함으로써 혈위에 지속적인 자극을 주어 질병을 치료하는 요법이다. 매장물의 물리화학적 자극뿐만 아니라 혈위에 대한 자극시간을 연장하여 치료효과를 증대시키는 것에 그 목적이 있는데, 매장물의 종류는 매우 다양하여 과거에는 돼지, 양, 닭, 토끼 등의 부신, 뇌하수체, 지방 및 개의 비장과 같은 동물조직이나 약물, 강권, 자괴 등이 사용되었으며 현재는 금속공구와 양장선(catgut) 등이 사용되고 있다. 국내에서는 chromic으로 된 외과 수술용 실을 주로 사용하며, 조직반응이 적고 일정시간 후 수화되어 녹는, 안전성이 입증된 polydioxanone(PDO)를 주성분으로 하는 봉합사가 널리 쓰이고 있다.

매선요법을 유침(留鍼)과 약실의 두 가지 측면으로 보면, 먼저 유침(留鍼)은 ≪황제내경(黃帝內經)≫의 구침(九鍼) 이후 자극의 강도나 질병의 종류에 따라 많은 도구들이 개발된 것으로, 특히 완고한 만성병에 지속적인 자극을 주기위해 유침(留鍼)의 방법이 만들어졌는데, ≪황제내경 영추·종시(黃帝內經靈樞·終始)≫에서 "久病者, 邪氣入深, 刺此病者, 深內而久留之, 間日而復刺之"라고 하여 유침(留鍼)의 이론적 기초를 제공하였다.

약실을 사용한 치료는 송대(宋代) 태평혜민화제국(太平惠民和劑局)에서 982년경 편찬한 ≪태평혜민방(太平惠民方)≫에 보면 매선요법(埋線療法) 또는 매식요법(埋埴療法)이라 하여 실에 약물을 묻혀 혈위에 시술했다는 기록이 있다. 한의학 교육에 사용되는 침구의학 교과서에서는 침법을 자극부위에 따른 침자법, 자극방법에 따른 침자법, 특정 이론에 따른 침자법으로 구분하는데 매선요법은 그중에서 자극방법에 따른 자침법에 속하는 신침구침자법(新鍼具鍼刺法)에 해당된다.

매선요법의 적응증으로는 만성병과 허증의 경계선을 넘어 급성병과실증 등 각종 질병을 치료하는 수준이며, 치료할 수 있는 질병의 종류는 200여 가지에 달하며, 그 내용은 내과(內科), 외과(外科), 부인과(婦人科), 소아과(小兒科), 피부과(皮膚科), 안이비인후과(眼耳卑咽喉科), 근골격계 질환 등 다양한 분야에서 사용한다.

현대 의학에서 매선요법은 피부 노화나 주름 개선 등을 위한 방법으로 리프팅와이어와 같은 삽입물을 삽입하는 방식으로 널리 적용되고 있다. 주름, 탄력 상실 등 피부 노화의 구체적인 원인은 오랜 기간 연구에도 명확히 밝혀져 있지 않으나, 리프팅 와이어를 피하 삽입하는 등 피하에 삽입물을 삽입함으로써 수술적 방법에 준하는 눈에 띄는 직접적인 효과를 얻을 수 있다. 리프팅 와이어는 피하에서 피부를 당겨주는 기계적 효과 뿐만 아니라, 삽입된 리프팅 와이어 주변의 세포 조직이 치유, 재생되면서 진피층의 콜라겐 생성을 촉진하여 피부 탄력을 살아나게 하고 주름이 펴지는 등의 효과를 얻을 수 있다.

최근에는 생체분해성 재질의 봉합사를 사용하여, 진피층에 삽입된 봉합사가 역할을 다한 후에는 생체 내에서 분해되도록 하는 방법이 적용된다.

봉합사의 재질은 폴리디옥사논(PDO)이 상업적으로 가장 많이 사용되고 있으며, 최근에는 체내에서 더 오랜 기간 분해되지 않는 특성 및 인체 친화적특성의 측면에서 폴리-L-락트산(PLLA) 재질의 사용도 늘어나고 있다. 한편, 이 밖에도 분해속도와 기계적 강도 및 연성을 고려하여 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리카프로락톤(PCL), 글리콜라이드-락타이드 공중합체(PGLA) 및 이들의 공중합체(copolymer) 등이 생체분해성 소재로서 매선요법용 봉합사로 적용 가능한 소재들이다. 그러나, 이러한 생체분해성 고분자 소재들은, 기본적으로 강도가 약한 편이기 때문에 시술 과정에서 원치 않는 끊어짐 등이 발생할 위험성이 클 뿐만 아니라, 공인받은 일부 금속 재료들에 비해 상대적으로 생체적합성이 떨어져 통증, 염증 유발 등의 생체 거부반응이 일어나는 경우도 발생한다.

이러한 문제점 중 일부에 대해 해법을 제시하기 위한 기술로서, 대한민국 특허 등록 제10-1641299호는, 생체분해성 가시매선의 표면에 금속 이온 또는 금속입자를 증착함으로써 금속코팅박막이 형성되도록 하여 체액과 가시매선이 직접 접촉하는 것을 방지하는 내용을 개시하고 있으나, 증착되는 금속 성분으로 생체적합성이 높은 것으로 알려진 금, 은, 티타늄만을 한정하고 있어 해당 금속 성분의 체내에서의 분해에 대한 명확한 해법을 제시하고 있지 않을 뿐 아니라, 박막형태로 고분자 봉합사에 증착되는 구조이기 때문에, 종래 주요 문제점인 고분자 소재의 강도 저하에 대한 해법은 제시하고 있지 못하다. 또한 생체적합성 가시매선의 표면을 금속 이온 또는 금속입자로 증착한 경우는 그 가시매선은 실질적으로 약실의 기능을 수행하지는 못하게 된다.

한편, 본 발명자는 생분해성 Mg-Ca-Zn계 합금 골이식재의 생체적합성 및 강도유지와 관련하여 연구한 바 있다(Cho SY, Chae S-W, Choi KW, Seok HK, Kim YC, Jung JY, Yang SJ, Kwon GJ, Kim JT, Assad M. 2012. Biocompatibility and strength retention of biodegradable Mg-Ca-Zn alloy bone implants. J Biomed Mater Res Part B 2012:00B:000-000). 구체적으로, Mg-Ca-Zn 합금 골 스크류에 대하여 생체적합성과 강도유지력을 평가하였는데, 그 결과 토끼 이식 모델을 사용한 조직병리학적 분석에 있어서 Mg-Ca-Zn 합금이 임플란트 주위의 조직에서 염증세포가 전혀 보이지 않거나 거의 보이지 않은 결과를 보여주었다. 또한, 혈액학과 혈청 생화학적 검사에서 이식 전과 후 허용 기준 범위로 입증되었으며, 임플란트로부터 금속 원소의 방출은 정상 조직 수준에 어떠한 유의적인 영향을 미치지 않음을 입증한 바 있다. 이러한 측면에서 Mg-Ca-Zn계 합금은 정형외과용 생분해성 고분자의 우수한 대안임을 확인한 바 있다.

본 발명자는 이와 같은 Mg-Ca-Zn계 합금의 우수한 생체적합성을 확인하고 이에 대해 다양한 분야로의 접목을 시도해 왔으며, 그 일예로 이를 마이크로캐리어로 활용하고자 한 바 있다. 이와 관련하여 본 발명자는 Mg 또는 Zn 단독, 또는 Mg-Zn-Ca계 합금 등 Mg 또는 Zn계 금속을 포함하는 마이크로캐리어에 대해 기 출원한 바 있다(대한민국 공개특허 제2017-0115449호). 이러한 마이크로캐리어에 대해서 피엔케이피부임상연구센타㈜에 의뢰하여 인체적용시험을 수행하였으며, 구체적으로 눈가주름, 피부탄력, 진피치밀도 및 피부두께 측정은 물론이고 그 안정성을 평가하여 그 효능효과를 확인한 바 있다.

본 발명은 본 발명자의 연구로부터 그 생체적합성이 확인된 바 있는 Mg 또는 Zn 금속 또는 이들의 합금을 포함하는 생체분해성 금속을 이용하여, 매선요법으로 인체에 적용시 생체 조직에 대한 부작용이 없고, 조직에 대한 견인력을 강화할 수 있고, 종래 생체분해성 폴리머 매선과 대비하여 그 수명을 연장할 수 있으며, 매선 자체의 약물 담지능을 향상시켜 약물 전달체로서 유용하며, 간이한 방법을 통해 약물을 전달할 수 있는 매선요법용 로프를 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 이러한 매선요법용 로프를 포함하는 매선요법용 니들 기구를 제공하고자 한다.

본 발명은 생체분해성 폴리머를 포함하는 선형 코어; 및

상기 선형 코어의 외주면에 나선형으로 감겨진 금속 와이어를 포함하여 구성된 매선요법용 로프로서,

상기 매선요법용 로프는, 상기 금속 와이어와 동일 금속 재질의 동일 단면적 매선요법용 로프에 비해 낮은 굽힘 강성을 가지며, 상기 금속 와이어는 마그네슘 또는 아연 중에서 선택된 적어도 1종의 생체 분해성 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 매선요법용 로프를 제공한다.

좀더 구체적으로 본 발명에 있어서, 생체분해성 금속은 다음 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다.

[화학식 1]

Mg_aZn_bX_c

화학식 1에서, a, b 및 c는 각각 Mg, Zn, 및 X 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, i) 0＜a≤100, 0≤b≤100, 0≤c≤30 또는 ii) 0≤a≤100, 0＜b≤100, 0≤c≤30 범위이고, a 또는 b가 가장 크며, X는 마그네슘 또는 아연 이외의 금속.

바람직한 일 구현예에 의한 매선요법용 로프에 있어서, 상기 금속 와이어는 적어도 일면에 불규칙하거나 규칙적으로 배열된 다수의 돌기를 포함하는 돌기부를 갖는 것일 수 있다.

바람직한 일 구현예에 의한 매선요법용 로프에 있어서, 상기 금속 와이어는 일면에 그 단면이 삼각형인 돌기가 연속적으로 배열된 돌기부를 갖는 것일 수 있다.

바람직한 일 구현예에 의한 매선요법용 로프는 가시매선의 형태를 갖는 것일 수 있다.

바람직한 일 구현예에 의한 매선요법용 로프에 있어서, 상기 금속 와이어는 상기 화학식 1에서 a, b 및 c는 각 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, i) 90≤a≤100, 0≤b≤10, 0≤c≤10 또는 ii) 0≤a≤10, 90≤b≤100, 0≤c≤10이며, X는 Ca, Fe, Mn, Si, Na, Zr, Ce, Ag 및 P로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 생체분해성 금속을 포함하는 것일 수 있다.

바람직한 일 구현예에서, 상기 금속 와이어는 순도가 95% 이상인 Mg일 수 있다.

서방성과 지지체로서의 지속력 측면에서 상기 금속 와이어는, 순도가 95% 이상인 Zn인 것일 수 있다.

바람직한 일 구현예에서, 상기 선형 코어는 폴리디옥사논(PDO), 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리카프로락톤(PCL) 및 이들의 공중합체(copolymer) 중에서 선택된 적어도 1종의 생체분해성 폴리머를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 일 구현예에서는 상기 일 구현예들에 의한 매선요법용 로프를 포함하는 매선요법용 니들 기구를 제공한다.

본 발명의 매선요법용 로프는 생체분해성 폴리머를 포함하는 선형 코어를 생체분해성 금속 또는 합금을 포함하는 금속 와이어가 나선형으로 감싸는 형태를 가짐으로써 생체분해성 금속 또는 합금을 매선요법에 적용함에 있어서 금속이 갖는 강성(Stiffness)을 효과적으로 낮추어 유연한 기계적 특성을 갖도록 함으로써, 즉 굽힘 강성을 크게 낮춤으로써 금속의 이물감을 최소화하고, 로프의 조직에 대한 견인력을 향상시킬 수 있고, 특정의 생체분해성 금속 또는 합금이 갖는 체내에서의 기전에 의해 폴리머로 된 선형 코어와 조직간의 접촉 면적을 감소시켜 가수분해의 양을 줄여줌으로써 로프의 수명을 연장시킬 수 있고, 선형 코어 뿐만 아니라 금속 와이어의 와인딩을 통해 형성된 그 사이 공간에 약물이 효율적으로 담지됨에 따라 약물전달체로 유용하며, 매선요법이라는 간이한 방법으로 약물을 전달할 수 있는 투여 방법을 제공할 수 있다. 나아가 생체분해성 금속 또는 합금의 체내에서의 기전에 의해 팽윤효과, 일명 필러 효과를 발현할 수 있는 부가적인 효과를 얻을 수 있다. 한편 생분해성 폴리머는 물리적인 가공에 따라 단면적 감소 및 응력 집중으로 강도가 떨어지는 문제가 발생하지만, 본 발명에서는 생분해성 폴리머를 포함하는 선형 코어 자체에 물리적인 가공을 하지 않기 때문에 기계적 특성이 저하되지 않는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 매선요법용 로프의 일 구현예를 도시한 것으로, 선형 코어의 외주면을 그 표면이 매끈한 형태의 금속 와이어가 나선형으로 감싼 구조의 일예이다.
도 2는 본 발명의 매선요법용 로프의 일 구현예를 도시한 것으로, 선형 코어의 외주면을 그 일면에 돌기부를 갖는 금속 와이어가 나선형으로 감싸는 구조의 일예이며, 도 3은 도 2에 따른 로프의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 매선요법용 로프가 내삽된 니들 기구의 일예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 매선요법용 로프를 구성하는 금속 와이어에 포함되는 생체분해성 금속에 있어서, 생체분해성 금속의 구성원소별 시료에 따른 분해속도를 측정한 결과 그래프이다.
도 6은 본 발명의 매선요법용 로프를 rat의 경피에 삽입이식하는 과정을 도시한 사진이다.
도 7 내지 도 8은 rat의 경피에 본 발명의 매선요법용 로프를 삽입하고 Micro-CT로 관찰한 이미지로, 도 7은 삽입직후이고, 도 8은 삽입 1주후의 이미지이다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명자는 상술한 바와 같이 마그네슘 또는 아연 금속 단독이나 이를 포함한 합금과 관련하여 그 생체적합성과 적용용도별 효능효과에 대해 연구하여 그 결과물들을 논문이나 특허출원의 형태로 기 제시한 바 있다.

본 발명은 이와 같은 연구에 그 바탕을 두고 지속적으로 연구를 수행한 결과로 얻어진 것으로, 해당 생체분해성 금속을 매선요법에 의한 약물전달체로서 적용하기 위한 다각적인 노력의 결과로 본 발명을 안출해낸 것이다.

본 발명에 따른 생체분해성 금속의 매선요법에의 접목은, 생체분해성 폴리머를 포함하는 선형 코어; 및 상기 선형 코어의 외주면에 나선형으로 감겨진 금속 와이어를 포함하며, 상기 금속 와이어는 마그네슘 또는 아연 중에서 선택된 적어도 1종의 생체분해성 금속을 포함하는 것인 매선요법용 로프로 제공된다.

본 발명에 따른 매선요법용 로프에 있어서 금속 와이어는 생체분해성 금속, 그 중에서도 마그네슘 또는 아연을 포함하는 생체분해성 금속 전반에 유효한 것으로, 그 한정이 있는 것은 아니나 일예로 다음 화학식 1로 표시되는 생체분해성 금속을 포함할 수 있다.

[화학식 1]

Mg_aZn_bX_c

화학식 1에서, a, b 및 c는 각 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, 0≤a≤100, 0≤b≤100, 0≤c≤30 범위 중 a 또는 b가 가장 크며, X는 마그네슘 또는 아연 이외의 금속일 수 있다. 여기서, X는 합금의 생체분해성을 저해하지 않는 것으로 알려진 금속일 수 있고, 설령 생체분해성이 희박하거나 갖지 않는다고 하더라도 체외로의 배출이 용이하거나 인체에 잔류시 독성을 유발하지 않는 금속일 수 있다.

생체분해성 금속은 마그네슘 또는 아연을 가장 많이 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 화학식 1에서 a, b 및 c는 각 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, i) 90≤a≤100, 0≤b≤10 및 0≤c≤10 또는 ii) 0≤a≤10, 90≤b≤100 및 0≤c≤10이며, X는 Ca, Fe, Mn, Si, Na, Zr, Ce, Ag 및 P로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직할 수 있다.

본 발명에 따른 생체분해성 금속은 매선요법으로 적용시 조직내에서 흡수 및 분해되어 금속이온 및 분해산물을 체내에 방출하는 특성을 갖는 금속으로, 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 아연(Zn) 등은 알카리토금속 계열의 생체분해성 금속으로서, 하기의 반응식 1 내지 3으로 나타낸 것과 같이, 물과 반응하여 수소가스를 방출하는 메커니즘을 갖는다.

[반응식 1]

Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂ (gas)

[반응식 2]

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂(gas)

[반응식 3]

Zn + 2H₂O → Zn(OH)₂ + H₂ (gas)

본 발명에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 마그네슘(Mg) 또는 아연(Zn)을 단독 소재로 하여 제조되는 것이 바람직할 수 있고, 생체적합성이 우수하고 정상세포나 조직에서 독성을 나타내지 않는 측면에서 좋기로는 마그네슘 단독소재인 생체분해성 금속일 수 있으나, 장기적인 지지체로서의 기능이나 지속적이고 장기적인 약물방출을 고려하는 경우라면 분해속도가 마그네슘보다 느린, 아연인 것이 바람직할 수 있다. 여기서 마그네슘이라 함은 순도가 95% 이상인 마그네슘으로 이해될 것이며, 아연 또한 순도가 95% 이상인 아연으로 이해될 것이다.

매선요법용 로프에 있어서 생체분해성 금속 재료는 장기적인 지지체로서 단독으로 사용하기에는 그 분해속도가 다소 빠를 수 있다. 이러한 문제점은 생체분해성 폴리머를 코어 와이어로 하여 상호간 수명을 연장시킴으로써 해결될 수 있다.

한편, 상기 화학식 1로 표시되는 생체분해성 금속은 포텐셜이 다른 금속간 화합물을 포함시킴으로써 그 분해속도를 제어할 수 있는데, 일예로 2 이상의 금속 상(phase)이 갈바닉 회로를 생성하여 분해속도가 가속화될 수 있다.

구체적으로 생체분해성 금속은 Mg₂Ca 상, MgZn 상, 또는 Ca₂Mg₆Zn₃ 상을 포함하는 생체분해성 금속을 포함하는 것일 수 있다.

분해속도를 제어할 수 있는 다른 방안으로는, 상기 화학식 1로 표시되는 생체분해성 금속 표면에 PEO(Plasma electrolytic oxidation) 코팅, 폴리머 코팅 또는 다른 종류의 제2의 금속이 코팅된 것일 수 있다. 이때 제2의 금속은 나트륨, 마그네슘,칼륨, 철, 니켈, 아연, 갈륨, 셀레늄, 스트론튬, 지르코늄, 몰리브덴, 니오븀, 탄탈륨, 타이타늄, 규소, 은, 금, 망간, 칼슘 등을 예시할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 철(Fe)을 포함하는 경우 특히 스테인레스 기능을 하는 크롬(Cr), 니켈(Ni)이 질량기준으로 1% 미만으로 제어되어야 부식속도와 생체적합성을 유지할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 생체분해성 금속은 그 자체가 여드름 원인균에 대한 항균활성을 갖는다. 본 발명자들은 마그네슘 또는 아연을 단독 소재로 한 생체분해성 금속과 상기 금속에 칼슘 등의 다른 종류의 금속을 혼합한 생체분해성 금속을 박판 형태로 제조하고, 이들의 여드름 원인균에 대한 항균활성을 평가하였다. 그 결과 마그네슘, 칼슘 또는 아연을 단독 소재로 하여 제조된 생체분해성 금속 또는 상기 금속에 다른 종류의 금속이 특정범위로 혼합된 합금은 그 자체가 항균활성을 가짐을 확인하였고, 이에 이를 포함하는 여드름 완화 및 예방용 화장품 조성물에 대해 기 출원한 바 있다(대한민국 특허출원 10-2018-0078402호).

이러한 사실에 따르면 본 발명의 매선요법용 로프의 경우 매선요법에 따른 시술시에 여드름 원인균인 프로피오니박테리움 아크네(Propionibacterium acnes) 등에 대한 항균 활성까지도 발현하여 여드름을 예방하거나 유발된 여드름에 대한 완화 효과를 얻을 수 있을 것임을 기대할 수 있다.

한편, 본 발명의 매선요법용 로프의 선형 코어는 생체분해성 폴리머를 포함하는 것으로, 이러한 생체분해성 폴리머는 종래 매선요법이나 봉합사 등에 적용되거나 적용될 수 있는 것으로 알려진 다양한 생체분해성 폴리머를 사용할 수 있음은 물론이다. 구체적인 일예로 폴리디옥사논(PDO), 폴리락트산(PLA), 폴리-L-락트산(PLLA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리카프로락톤(PCL) 및 이들의 공중합체(copolymer) 등을 들 수 있으며, 이에 한정이 있는 것은 아니다.

본 발명의 매선요법용 로프의 일예를 도 1로 도시하는 바, 매선요법용 로프(100)는 생체분해성 폴리머를 포함하는 선형 코어(10)의 외주면을 상기 생체분해성 금속 또는 합금을 포함하는 금속 와이어(20)가 나선형으로 감싼 형태로 배치된다.

이와 같이 금속 와이어(20)를 선형 코어(10)를 중심으로 하여 나선형으로 감싸도록 배치시킨 이유 중의 하나는, 생체분해성 금속 또는 합금이 갖는 강성(Stiffness)를 낮추기 위한 일 목적을 가질 수 있는 바, 생체분해성 금속 또는 합금 자체만을 와이어 형태로 매선요법용 로프로 적용한다면 생체 안전성을 확보할 수 있으나 이물감이 커질 수 있다. 그런데, 본 발명에서와 같이 생체분해성 폴리머 선형 코어를 중심으로 금속 와이어를 나선형으로 감싼 형태로 배치시키는 경우 금속이 좀 더 유연한(flexible) 기계적 특성을 가질 수 있어서, 즉 굽힘 강성을 크게 낮출 수 있어서 이물감을 최소화시킬 수 있다.

또 다른 이유는 약물담지의 측면으로, 생체분해성 폴리머를 포함하는 선형 코어가 갖는 종래의 약실로서의 기능, 즉 약물담지체로서의 기능에 더하여, 생체분해성 금속이 선형 코어를 나선형으로 감싸면서 자연스럽게 생기게 되는 미세한 공간을 통해 공간적으로 약물담지 효율을 향상시킬 수 있을 것을 기대할 수 있다.

일예로, 히알루론산과 같은 약물은 폴리머를 포함하는 선형 코어에 담지시키기 위해서는 액상의 형태로 적용되야 하는데, 히알루론산의 경우 수용해도가 극히 낮아서 이러한 선형 코어에 담지시키는 약물의 양이 극히 제한적일 수 밖에 없다. 이에 대해 본 발명의 매선요법용 로프의 경우는 미세한 공간을 통해 약물을 담지할 수 있음에 따라 히알루론산 수용액을 사용하더라도 실질적인 담지량을 증가시킬 수 있음은 물론이고, 히알루론산과 같은 수용해도가 낮은 약물에 대해서는 수용액 상태가 아니라 분말(powder)이나 입자(granule) 자체로도 담지가 가능하다. 이로써 실질적으로 필요량만큼의 약물담지량을 증가시키는 효과를 얻어낼 수 있음은 물론이다.

또한 매선요법용 로프의 조직에 대한 견인력을 향상시키는 측면에서도 나선형으로 감싼 금속 와이어가 로프 표면에 요철을 제공할 수 있어 바람직할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서는, 약물담지 효율을 향상시키기 위한 미세한 공간을 좀더 안정적으로 확보할 수 있는 측면, 그리고 조직에 대한 견인력을 보다 더 확고하게 향상시킬 수 있는 측면에서 좋기로, 금속 와이어가 적어도 일면에 불규칙하거나 규칙적으로 배열된 다수의 돌기를 포함하는 돌기부를 갖는 것일 수 있다.

상기 및 이하의 기재에서 "불규칙하거나 규칙적으로 배열된 다수의 돌기"라는 용어는, 돌기의 크기가 서로 같거나 다른 경우, 돌기가 연속되거나 연속되지 않도록 배열된 경우, 돌기의 형상이 서로 같거나 다른 경우 및 이들의 조합을 모두 포함하는 용어로 이해되어질 것이다.

바람직한 일 구현예에 의한 매선요법용 로프의 일예를 도 2 내지 3으로 도시하는바, 이를 참조하면, 금속 와이어(20a)는 일면에 그 단면이 삼각형인 돌기가 연속적으로 배열된 돌기부(2)를 갖는 것일 수 있다.

이와 같은 형태를 갖는 금속 와이어(20a)가 선형 코어(10a)에 나선형으로 감겨진 경우, 매선요법용 로프(100a)는 그 종단면이 가시매선의 형태를 갖게 되며(도 3으로 도시), 이에 따라 자연스럽게 생기는 미세한 공간(S)의 크기나 형상이 안정적으로 약물을 담지할 수 있는 형태를 갖게 되며, 또한 가시 형태로서 조직에 대한 견인력을 강고히 할 수 있게 한다.

도 1 내지 도 3으로 도시한 본 발명에 따른 매선요법용 로프는 본 발명의 기술적 사상을 참조적으로 모사한 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

본 발명에 따른 매선요법용 로프는 생체분해성 금속 또는 합금을 포함하는 금속 와이어가 생체분해성 폴리머 선형 코어를 나선형으로 감싸는 형태를 가짐으로써, 생체분해성 폴리머 선형 코어와 조직간의 접촉 면적을 감소시킬 수 있다. 더욱이 생체분해성 금속 또는 합금이 갖는 상기 반응식 1 내지 반응식 3으로 대별한 반응메카니즘을 감안할 때 수소 가스의 발생이나 그 외 산화물 생성 등에 의해서도 생체분해성 폴리머 선형 코어와 조직간의 접촉 면적을 감소시킴으로써 궁극적으로는 로프의 조직내 잔존 수명을 증가시킬 수 있다.

이에 따라 본 발명의 로프는 장기간의 약물 투여를 요하는 다양한 질병에서 유용한 약물전달체로 기능할 수 있을 뿐만 아니라, 조직 내에서 지지체로서의 기능을 수행하는 매선요법의 효과 측면에서 유리할 수 있다.

매선요법에 따르면 본 발명의 로프 주위로 몸속 자생물질이 모이도록 유도하여 약해진 근육을 두텁게 하고 강화시킬 수 있고, 또한 우리 생체 내에서 로프가 이물로 인식되어 시술이 이루어진 자리에 대한 지속적인 생물화학적 자극 및 조직 회복작용을 촉진하며, 오래 지속되는 이러한 물리, 화학적 자극은 인체구조와 기능의 변화를 가능하게 하여 고질적인 만성질환 치료에 효과적일 수 있다. 이러한 매선요법은 허리디스크, 목디스크, 안면마비 후유증, 얼굴의 미용시술, 무릎 관절염, 오십견, 안면비대칭 또는 부분비만 등에 적용하여 근육과 인대의 버팀목 역할을 하고 기혈순환을 개선하여 통증질환 및 미용성형에 효과를 발현할 수 있다.

더욱이 본 발명의 로프의 경우 이와 같은 다양한 매선요법에 이용시 약물담지 효율을 최대화시키고 로프의 수명을 연장시킴으로써 만성질환 치료에 효과적인 약물전달체로서 기능할 수 있어, 한번 투여로 오래도록 그 약효를 지속할 수 있도록 함으로써 만성질환자들의 빈번하고 장기적인 약물 투여로 인한 부작용을 줄일 수 있고, 또한 국소적인 약물투여를 간이한 방법으로 가능하게 할 수 있는 측면에서 바람직할 수 있다.

또한 조직내에서의 견인력을 극대화시킬 수 있게 됨으로써 근육과 인대의 버팀목 역할을 충실히 수행할 수 있으며 얼굴이 쳐지고 주름이 많은 경우 이를 효과적으로 개선할 수 있는 리프팅와이어로 유용할 수 있다.

한편, 상기 반응식 1 내지 반응식 3으로 대별한 생체분해성 금속 또는 합금의 반응메카니즘을 감안할 때 조직 내에서 수소 가스를 발생시켜 팽윤 효과를 부여할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 로프가 매선요법을 통해 고체적 필러로서 유용할 것임을 기대할 수 있다. 필러와 관련하여, 최근에는 히알루론산과 같은 액상 필러가 흔히 사용되고 있는데, 다량 주입된 히알루론산에 대한 거부 반응 사례가 다수 확인되고 있고, 생체 거부 반응 등의 원인으로 주입 필러를 제거해야 되는 경우 히알루로나아제와 같은 분해 효소를 사용하여 제거 시술을 수행하나, 완벽한 제거가 어려운 문제점이 있다. 이에 제거 용이성의 요구에 따라 쉽게 제거할 수 있는 고체 필러를 원하는 시술 의사들이 늘어나고 있는데, 이러한 경우 필러의 주입, 삽입 시술의 용이성, 제품 성형 용이성, 생체적합성 등이 주요 특성으로 요구되고, 이에 더하여 조직 내에서 세포 활성화를 위한 유리한 효과 등이 더해질 수 있는 고체 필러의 필요성이 더욱 높아지고 있다. 본 발명에 따른 로프는 이러한 요구에 부응할 수 있는 고체 필러로서 유용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 매선요법용 로프에 있어서 선형 코어의 굵기 등은 통상 매선요법용의 생체분해성 폴리머 필라멘트 크기로 용인된 정도라면 그 제한이 없으며, 본 발명에 따라 도입된 생체분해성 금속을 포함하는 금속 와이어의 경우도 조직내 이물감과 나선형으로의 와인딩 용이성 등을 고려하여 생체분해성 폴리머 필라멘트와 대등한 정도의 필라멘트 굵기를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 통용되는 범위로 볼 때 선형 코어와 금속 와이어는 18 게이지 내지 30 게이지인 것일 수 있으나, 이에 한정이 있는 것은 아니다.

상기와 같은 다양한 효과를 갖는 본 발명의 로프를 매선요법으로 적용하는 경우 통상의 매선요법에 따른 다양한 니들 기구의 형태로 제공될 수 있다. 매선요법은 다양하게 고안된 니들에 상기한 로프를 넣어 치료를 원하는 부위에 자입하고, 로프만을 채내에 남겨 지속적으로 질병을 치료하는 요법으로, 다양한 형태의 니들을 로프와 접목할 수 있음은 물론이다.

도 4에 본 발명의 로프(100a)를 내삽한 니들 기구(200)의 일예를 도시하였으나, 이에 한정이 있는 것은 아니다.

도 4에서 로프(100a)를 내삽하는 경우 조직내 삽입시 저항이나 스크래치를 방지하기 위해서 금속 와이어를 포함한 부분까지는 니들 내부로 포함시키고 선형 코어(10a) 부분만 노출시킨 상태로 내삽하는 것이 바람직하다. 다만 도면에서는 본 발명의 로프(100a)가 니들 내로 내삽되었음을 보이기 위해 일부를 노출시켜 보인 것으로 이해되어져야 할 것이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하는바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것이 아님은 물론이다.

<참조예>

본 발명의 로프를 구성하는 금속와이어에 포함되는 생체분해성 금속에 대한 피부의 안정성 평가 등은 상기 배경기술에 기재된 바와 같은 본 발명자에 의한 연구논문이나 기 특허출원건으로부터 이미 규명한 바 있다.

이로써 본 발명의 생체분해성 금속와이어는 정상세포나 조직에서 독성을 나타내지 않으면서 피부에 자극이 없이 침습할 수 있음은 물론이다.

다음의 일예들에서는 본 발명의 로프를 구성하는 금속와이어에 포함되는 생체분해성 금속에 대한 금속 원소 구성에 따른 분해특성에 대한 일예들을 보이는바, 이는 기 생체분해성 폴리머로서 알려진 선형 코어에 이러한 생체분해성 금속을 와인딩하는 경우 생체내에서의 분해속도를 다양하게 제어할 수 있음을 보여주기 위한 일예이다.

다음 표 1의 조성(중량%)으로 금속 시트(고주파 용해로에서 주조 후, 0.1 mm/s의 속도로 압출을 수행하여 좌우 폭 60mm, 1.5mm)를 제조하였다.

시료(Example)	Mg	Ca	Zn
1	99.99*	-	-
2	98.35	0.05	1.60
3	98.95	0.05	1.00
4	98.9	0.10	1.00
5	98.85	0.15	1.00
6	96.9	0.10	3.00
7	96.85	0.15	3.00
8	0.00	0.00	99.99*
9	10.00	0.00	90.00

* 제조시 발생되는 불가피한 불순물을 포함한 순수 금속

시료 2 내지 7에서 제조된 금속 시트를 표 2의 조성을 갖는 생체 모사용액을 포함하는 유디오미터(Eudiometer)에 침지시킨 후, 침지시간에 따른 수소 발생량으로 분해속도를 평가하고 그 결과를 도 5에 나타내었다.

성분	몰농도[mM/L]	질량[g]
CaCl_2·2H₂O	1.26	0.185
KCl	5.37	0.400
KH₂PO₄	0.44	0.060
MgSO_4·H₂O	0.81	0.200
NaCl	136.89	8.000
Na₂HPO₄·2H₂O	0.34	0.060
NaHCO₃	4.17	0.350
D-Glucose	5.55	1.000

도 7에 나타난 바와 같이, Mg₂Ca 상이 생성되지 않는 시료 2 내지 5(Example 2 내지 5)의 금속 시트는 안정적인 분해에 따른 수소가스 발생량을 보였으나, Mg₂Ca 상이 생성되는 시료 6 및 7의 금속 시트의 수소가스 발생량이 다른 실시예와는 확연히 높은 수치를 보여 분해속도가 상승되었음을 확인할 수 있었다. 이를 통해, 상기 생체분해성 금속의 조성 제어를 통해 그 분해 속도를 조절할 수 있음을 확인할 수 있었다.

<실시예 1>

다음 표 3에 나타낸 규격으로 도 4로 도시한 것과 같은 매선요법용 니들 기구를 제작하였다.

금속 와이어 형태	선형 코어 성분	니들(W Type)		선형 코어(봉합사)
금속 와이어 형태	선형 코어 성분	게이지	길이(mm)	USP 규격	전체 길이(mm)	전체 길이 중, 금속 와이어가 감싼 부분의 길이(mm)
도 1 또는 도 2의 금속 와이어 형태 (일예로, 95% 순도를 갖는 마그네슘으로 제조된 금속 와이어; Mg-Zn-Ca 합금 와이어; 또는 Mg-Zn-Ca-Mn 합금 와이어)	폴리디옥사논. 폴리카프로락톤 또는 폴리글리콜라이드-락타이드 공중합체	18G	38	0	100	30
			50		110	40
			60		120	50
			100		170	90
		19G	38	2-0	100	30
			50		110	40
			60		120	50
			100		170	90
		21G	38	3-0	100	30
			50		110	40
			60		120	50

상기 표 3으로 도시한 규격에 따르면 니들의 길이를 고려하여 선형 코어의 전체 길이 중 금속 와이어가 감싼 부분의 길이가 조절됨을 알 수 있다. 즉 금속 와이어가 감싼 부분의 길이가 니들의 길이를 초과하지 않아서 니들 내부에 금속 와이어가 감싼 부분이 온전히 포함되도록 함을 확인할 수 있다.

이는 본 발명에 따른 매선요법용 로프를 조직내 삽입시 저항이나 스크래치를 방지하기 위한 측면으로, 금속 와이어를 포함한 부분까지는 니들 내부로 포함시키고 선형 코어 부분만 노출시킨 상태로 내삽하는 것이 바람직하기 때문이다.

상기 규격에 있어서 금속 와이어와 관련하여서는 그 형태에 대해 기재하였는데, 금속 와이어는 선형 코어를 나선형으로 감는 형태로 적용되는바, 실질적으로 금속 와이어의 폭, 두께 및 길이는 봉합사의 규격과 니들의 게이지 및 길이를 고려하여 다양하게 조절될 수 있음은 물론이다.

<실험예>

본 발명의 매선요법용 로프가 조직 내에서 수소가스를 발생시킨다는 것, 그리고 이러한 수소가스의 발생에 기인하여 폴리머로 된 선형 코어와 조직간의 접촉 면적을 감소시켜 로프의 수명을 연장시킬 수 있음에 대해 확인하고자, rat를 대상으로 하여 매선요법용 로프를 경피층에 삽입하고 이를 Micro-CT를 통해 관찰하는 실험을 수행하였다.

구체적으로, 선형 코어로 폴리디옥사논을 사용하고 이러한 선형 코어를 순도 95%의 마그네슘으로 된 금속 와이어(두께 0.07mm, 폭 0.7mm)가 도 1과 같은 형태로 감싼 매선요법용 로프(전체 길이 70mm 중 금속와이어가 감싼 부위의 길이 50mm)를 준비하여, 도 4로 도시한 것과 같은 매선요법용 니들 기구로 제작하였다.

이를 도 6으로 도시한 순서에 따라 rat의 경피층에 삽입시술하였다.

이러한 시술을 완료한 rat에 대하여 Micro-CT(해상도 80㎛, FOV 40mm)로 관찰한 결과, 삽입직후로부터 air pocket이 불규칙적으로 생성됨을 도 7 내지 8의 결과로부터 확인할 수 있다.

여기서, 도 7은 매선요법용 로프를 삽입한 직후의 Micro-CT 이미지이고, 도 8은 삽인 후 1주 경과시점에서의 Micro-CT 이미지이다.

도 7 내지 도 8의 화살표 표기 부분이 선형 코어를 금속 와이어가 감싼 부분으로, Micro-CT 상으로는 선형 코어만은 확인이 안된다.

도 7 내지 도 8의 화살표 표기 부분에 있어서 로프의 주변에 검은 반점이 존재하는데, 이것이 마그네슘 분해산물로서 수소 가스 발생에 의한 air pocket에 해당된다.

이러한 결과는, 생체분해성 금속 또는 합금의 체내에서의 기전에 의해 팽윤효과, 일명 필러 효과를 발현할 수 있는 부가적인 효과를 얻을 수 있음에 대해서도 보여준다.

Claims

생체분해성 폴리머를 포함하는 선형 코어; 및
상기 선형 코어의 외주면에 나선형으로 감겨진 금속 와이어를 포함하여 구성된 매선요법용 로프로서,
상기 매선요법용 로프는, 상기 금속 와이어와 동일 금속 재질의 동일 단면적 매선요법용 로프에 비해 낮은 굽힘 강성을 가지며,
상기 금속 와이어는 마그네슘 또는 아연 중에서 선택된 적어도 1종의 생체분해성 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 매선요법용 로프.
제 1 항에 있어서, 상기 생체분해성 금속은 다음 화학식 1로 표시되는 것인 매선요법용 로프.
[화학식 1]
Mg_aZn_bX_c
화학식 1에서, a, b 및 c는 각각 Mg, Zn, 및 X 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, i) 0＜a≤100, 0≤b≤100, 0≤c≤30 또는 ii) 0≤a≤100, 0＜b≤100, 0≤c≤30 범위이고, a 또는 b가 가장 크며, X는 마그네슘 또는 아연 이외의 금속.
제 1 항에 있어서, 상기 금속 와이어는 적어도 일면에 불규칙하거나 규칙적으로 배열된 다수의 돌기를 포함하는 돌기부를 갖는 것임을 특징으로 하는 매선요법용 로프.
제 1 항에 있어서, 상기 금속 와이어는 일면에 그 단면이 삼각형인 돌기가 연속적으로 배열된 돌기부를 갖는 것임을 특징으로 하는 매선요법용 로프.
제 4 항에 있어서, 상기 매선요법용 로프는 가시매선의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 매선요법용 로프.
제 2 항에 있어서, 상기 금속 와이어는 상기 화학식 1에서 a, b 및 c는 각 성분의 중량%로서, a+b+c=100중량%이고, i) 90≤a≤100, 0≤b≤10, 0≤c≤10 또는 ii) 0≤a≤10, 90≤b≤100, 0≤c≤10이며, X는 Ca, Fe, Mn, Si, Na, Zr, Ce, Ag 및 P로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 생체분해성 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 매선요법용 로프.
제 1 항에 있어서, 상기 금속 와이어는 순도가 95% 이상인 Mg인 것을 특징으로 하는 매선요법용 로프.
제 1 항에 있어서, 상기 금속 와이어는 순도가 95% 이상인 Zn인 것을 특징으로 하는 매선요법용 로프.
제 1 항에 있어서, 상기 선형 코어는 폴리디옥사논, 폴리락트산, 폴리-L-락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤 및 이들의 공중합체 중에서 선택된 적어도 1종의 생체분해성 폴리머를 포함하는 것임을 특징으로 하는 매선요법용 로프.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 매선요법용 로프를 포함하는 매선요법용 니들 기구.