KR102378498B1 - 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법 - Google Patents

피부 접착식 광선조사기의 사용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법에 관한 것으로, 특정한 파장의 가시광선을 방출하는 피부 접착식 광선조사패드를 목 부위의 특정한 위치에 접착 도구를 사용하여 접착시키는 단계, 피부 접착식 광선조사패드에서 방출되는 가시광선의 광자(photon)가 표피나 진피에 분포된 신경종말(nerve ending)을 일정한 시간 동안 자극하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 뇌종양과 알츠하이머 치매나 파킨슨 질환 같은 퇴행성 뇌 질환 환자들에게서 흔히 나타나는 뇌 모세혈관의 막힘이나 뒤틀림 및 BBB로 인하여 치료 약물이 뇌세포까지 전달이 잘 안 되는 약물전달 분야의 문제를 해결에 매우 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.

Description

피부 접착식 광선조사기의 사용 방법{How to use the skin-adhesive light beam irradiator}
본 발명은 뇌에 약물전달을 효과적으로 하기 위하여 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정한 파장의 가시광선을 특정한 위치의 피부에 조사하여 뇌 모세혈관을 이완시켜 혈액뇌장벽을 물리적으로 느슨하게 만들 수 있도록 한 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법에 관한 것이다.
일반적으로 혈액뇌장벽(Blood-Brain Barrier, 이하 'BBB'라 한다)은 가장 강력한 생체방벽 중 하나로 뇌를 생체 내 '성역'으로 만드는 특수한 혈관 장벽이다. 색소, 약물, 독물 등 이물질이 뇌 조직으로 들어오는 것을 방해하는 뇌를 보호하는 관문이며, 뇌세포를 둘러싼 뇌혈관에 전체적으로 분포한다.
BBB는 뇌의 향상성을 조정하기 위해 뇌 기능에 필수적으로 작용하는 분자들만을 선택적으로 받아 들이고 혈관 투과성이 매우 낮다. 건강한 상태에서는 유익한 기능이 질병 발생 시에는 안타깝게도 대부분의 중추신경계 약물들은 BBB로 인해 표적 세포까지 전달되지 못하고, 이로 인해 뇌종양과 알츠하이머 치매와 같은 퇴행성 뇌 질환 등 우리의 삶의 질을 낮추는 질병들의 치료 효율은 매우 낮은 편이다.
BBB는 뇌세포를 둘러싸면서 뇌혈관을 통해 외부 물질이 뇌로 들어가지 못하게 막는 역할을 하는데, 이는 약물의 유입까지도 막아 뇌세포로 약물을 투약하는데 어려움이 발생하고 있다. 최근에는 BBB 통과에 대한 생물학적, 화학적 그리고 물리적 관점에서 다양한 방법론이 제시되고, BBB를 통과할 수 있는 약물들이 개발되고 있다.
현재 일정한 시간 동안 물리적으로 BBB 공간을 느슨하게 만들어 약물을 통과하게 하는 방법으로는 집중초음파를 이용하여 혈관뇌장벽을 물리적으로 느슨하게 하는 집중초음파 활용방법이 있다.
이 방법은 환자들에게는 미세기포로 구성된 조영제를 주입하고, 목표 영역에 도달하면 초음파에 의한 미세 기포의 진동이 표적 부위의 모세혈관에 기계적 효과를 일으켜 BBB(혈액뇌장벽)을 일시적으로 느슨하게 만드는 원리이다.
상기와 같이 초음파를 이용하여 BBB 공간을 느슨하게 만들기 위한 선행문헌으로 등록특허공보 제10-2094338호(2020.03.23. 등록)의 '추가적 집속초음파 자극을 이용한 뇌에서의 효율적인 약물전달 방법'은 (a) 개체에 마이크로버블의 처리 없이 집속초음파를 파워 01 - 10 Mpa로 10 - 500초 동안 처리하는 1차 처리단계; (b) 마이크로버블의 처리와 함께 집속초음파를 파워 01 - 10 Mpa로 10 - 500초 동안 처리하는 2차 처리 단계; 및 (c) 개체에 약물을 투여하는 단계;를 포함한다.
그러나 이 방법은 초음파 장치와 뇌를 모니터하는 영상장치 등이 동시에 필요하고, 가정에서는 활용할 수 없는 단점이 있다. 따라서 간단하고 편리하게 가정에서 약물을 복용할 때 뇌세포에 약물 전달 효과를 높이기 위해 일정한 시간 동안 BBB를 물리적으로 느슨하게 하는 새로운 방법이 절실히 필요하다.
등록특허공보 제10-2094338호(2020.03.23. 등록)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 뇌종양이나 알츠하이머 치매와 같은 퇴행성 뇌 질환 환자들에게서 흔히 나타나는 모세혈관의 막힘이나 뒤틀림 및 혈액뇌장벽(BBB: Blood-Brain Barrier, 이하, 'BBB'로 한다.)으로 인하여 약물이 뇌세포까지 전달이 잘 안되는 것이 뇌종양과 퇴행성 뇌 질환 치료에 큰 걸림돌이 되는 것을 약물이 뇌세포에 잘 전달되도록 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법을 제시하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로,
특정한 파장과 세기의 가시광선을 방출하는 광선조사패드 1개 이상을 접착 도구를 이용하여 목의 특정한 위치에 접착하고, 일정한 시간 동안 가시광선을 조사하여 뇌에서 일산화질소와 같은 물질을 분비토록 유도하여 뇌 모세혈관을 이완시킴으로써 막히거나 좁아진 뇌 모세혈관을 넓혀 뇌혈류(CBF: Cerebral Blood Flow)을 개선하며, 그 결과 뇌 모세혈관이 굵어져 원주 방향으로 늘어나게 유도함으로써 혈액뇌장벽의 물리적 공간을 느슨하게 만드는 것을 특징으로 하는 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법을 제공한다.
본 발명의 특정한 파장은, 가시광선파장 영역이 모두 가능하나 본 발명에서는 600㎚±20㎚의 파장을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특정한 세기는, 1㎽/㎠~10㎽/㎠ 세기의 가시광선을 방출하는 광선조사패드를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 표피나 진피에 분포된 신경종말에 대한 광자 자극 신호가 말초신경계를 통하여 뇌에 분포된 신경말단(nerve terminal)에서 일산화질소(nitric oxide)와 같은 물질 분비를 유도하고, 분비된 일산화질소가 모세혈관의 평활근으로 확산하여 평활근 세포 내의 GC(guanyl cyclase)를 활성화하여 cGMP와 같은 물질의 분비를 증가시켜, 분비된 물질 cGMP가 뇌 모세혈관을 이완시켜 모세혈관의 막힘과 뒤틀림을 점진적으로 정상으로 회복시키고, 그 결과 뇌혈류(CBF: Cerebral Blood Flow)를 개선하여 뇌 모세혈관을 원주 방향으로 늘려서 굵어지게 하는 것을 특징으로 하는 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법을 제공한다.
본 발명의 피부 접착식 광선조사패드는 특정한 파장의 가시광선을 방출하고, 광선이 방출되는 부위가 광원과 광선조사회로 및 배터리를 내장하는 몸체에 일체형으로 설치된 것과 또는 피부 접착식 광선조사패드가 광원만 내장하고 나머지 광선조사회로 및 배터리가 내장된 별도의 광선조사 제어기와 유선으로 연결되어 전원을 공급받는 형태로 된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광선이 방출되는 부위는, 양면테이프나 하이드로겔, 헤드기어, 목걸이 등의 접착 도구를 이용하여 목 부위의 피부에 밀착하거나 접착하도록 하는 것이 특징으로 한다.
본 발명의 광선이 조사되는 목부위의 특정한 위치는, 목 부위의 좌우 양측 경동맥(Carotid artery)이 지나가는 흉쇄유돌근(Sternocleidomastoid muscle)의 가장자리 1/3 지점을 중심으로 좌우 각각 1cm와 상하 각각 1cm로 만들어진 사각형 면적 부위로서 동양의학의 부돌혈 부위를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목 부위의 특정한 위치는, 목 부위의 좌우 양측 척추동맥(Vertebral artery)이 지나가는 반가시근(Semispinalis capitis)의 해당 부위를 중심으로 수평으로 좌우 각각 2.5cm, 수직으로 상하 각각 1.5cm로 만들어진 사각형 면적 부위로 동양의학의 천주혈과 풍지혈을 부위를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광 조사 시간은, 광선조사 1회의 시간을 10분~30분으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 또 다른 수단으로,
혈액뇌장벽을 느슨하게 하는 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법에 있어서, 광선조사를 일정한 시간 동안 하고 약물을 투약하는 경우, 약물을 먼저 투약하고 일정한 시간이 지난 후에 광선을 조사하는 경우, 광선조사와 약물 투약을 동시에 수행하는 경우 중에서 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법을 제공한다.
본 발명은 특정한 파장의 가시광선을 방출하는 피부 접착식 광선조사패드를 목 부위의 특정한 위치에 접착 도구를 사용하여 접착시키는 단계; 피부 접착식 광선조사패드에서 방출되는 가시광선의 광자(photon)가 표피나 진피에 분포된 신경종말(nerve ending)을 일정한 시간 동안 자극하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법을 제공한다.
본 발명의 가시광선은, 말초신경계를 통하여 뇌에 분포된 신경말단(nerve terminal)에서 일산화질소(nitric oxide)와 같은 물질 분비를 유도하고, 분비된 일산화질소가 모세혈관의 평활근으로 확산하여 평활근 세포 내의 GC(guanyl cyclase)를 활성화하여 cGMP와 같은 물질의 분비를 증가시키며, 분비된 물질 cGMP가 뇌 모세혈관을 이완시켜 모세혈관의 막힘과 뒤틀림을 점진적으로 정상으로 회복시켜 CBF(cerebral blood flow)를 개선하여 뇌 모세혈관을 원주 방향으로 늘려서 굵어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 뇌종양과 알츠하이머 치매나 파킨슨 질환 같은 퇴행성 뇌 질환 환자들에게서 흔히 나타나는 뇌 모세혈관의 막힘이나 뒤틀림 및 BBB(혈액뇌장벽)로 인하여 치료 약물이 뇌세포까지 전달이 잘 안 되는 약물전달 분야의 문제를 해결하는데 매우 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 간단하고 편리하게 가정에서 약을 복용하면서 피부 접착식 광선조사기를 이용하여 혈관 내피세포와 혈관 내피세포 사이를 연결하는 작은 물리적 공간인 연접을 통하여 약물의 뇌세포로 전달효과를 높이는 효과가 있다.
도 1은 가시광선 자극 전 뇌 모세혈관에 약물이 들어있는 상태의 BBB의 해부학적 구조를 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가시광선 자극 후 상기 뇌 모세혈관에 약물이 들어있는 상태의 BBB의 해부학적 구조를 설명하는 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 혈액뇌장벽을 느슨하게 할 목적으로 사용되는 피부 접착식 광선조사기의 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 혈액뇌장벽을 느슨하게 할 목적으로 사용되는 피부 접착식 광선조사기의 다른 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 혈액뇌장벽을 느슨하게 할 목적으로 사용되는 피부 접착식 광선조사패드가 목의 전면부에 접착되는 위치를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 혈액뇌장벽을 느슨하게 할 목적으로 사용되는 피부 접착식 광선조사패드가 목의 후면부에 접착되는 위치를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 쥐의 척추 동맥이 지나는 부위에 광선을 조사하기 전과 후의 뇌 모세혈관의 이광자 영상을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 쥐의 뇌 모세혈관의 지름 크기에 따라 뇌 모세혈관 지름 크기의 변화량 정도를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 사람의 뒷 목 척추 동맥이 지나는 부위에 피부 접착식 광선조사기를 이용하여 광선을 조사하기 전과 후의 뇌 SPECT 영상을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 사람의 뒷 목 척추 동맥이 지나는 부위에 피부 접착식 광선조사기를 이용하여 광선을 조사하기 전과 후의 3가지 방향에 따른 뇌 SPECT 영상을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 방법으로 BBB의 연접공간을 물리적으로 늘리기 위한 약물을 투약하는 순서도이다.
이하, 본 발명에 따른 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법을 설명한다.
본 발명에 따른 혈액 뇌장벽을 느슨하게 하는 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법은 특정한 파장의 가시광선을 방출하는 피부 접착식 광선조사패드를 목 부위의 특정한 위치에 접착 도구를 사용하여 접착시키는 단계, 피부 접착식 광선조사패드에서 방출되는 가시광선의 광자(photon)가 표피나 진피에 분포된 신경종말(nerve ending)을 일정한 시간 동안 자극하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징으로 이루어지는 본 발명에 따른 혈액 뇌장벽을 느슨하게 하는 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법을 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명한다.
도 1은 가시광선 자극 전 뇌 모세혈관에 약물이 들어있는 상태의 BBB의 해부학적 구조를 설명하는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 뇌 모세혈관(100)의 BBB(혈액뇌장벽)는 크게 혈관 내피세포(endothelial cell)(110)와, 상기 혈관 내피세포(110)와 혈관 내피세포(110)의 사이를 연결하는 연접(tight junction)(120)과, 그리고 상기 뇌 모세혈관(100) 외부를 감싸고 있는 혈관 주위 세포인 주피세포(pericyte)(130)와, 성상세포(astrocyte)(140) 등으로 구성된다.
특히, 상기 혈관 내피세포(110)와 혈관 내피세포(110) 사이를 연결하는 작은 물리적 공간인 상기 연접(tight junction)(120)을 통하여 약물(Drug)(150) 등이 뇌 속으로 들어가 뇌세포에 전달되어야 하나, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 연접(120)의 물리적 공간이 좁아 상기 약물(Drug)(150)이 뇌세포에 들어가지 못하고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 가시광선 자극 후 상기 뇌 모세혈관에 약물이 들어있는 상태의 BBB의 해부학적 구조를 설명하는 개념도이다.
도 2에서 도시한 바와 같이, 가시광선 자극으로 인하여 상기 뇌 모세혈관(100)이 이완되고, 그 결과 뇌혈류(CBF: Cerebral Blood Flow 이하 'CBF'라 한다.)의 흐름이 좋아짐으로써 상기 뇌 모세혈관(100)의 지름이 굵어지게 된다.
즉, 광선 자극 신호가 말초신경계를 통하여 뇌에 분포된 신경말단(nerve terminal)에서 일산화질소(nitric oxide)와 같은 물질 분비를 유도하고, 분비된 일산화질소가 모세혈관의 평활근으로 확산하여 평활근 세포 내의 GC(guanyl cyclase)를 활성화하여 cGMP와 같은 물질의 분비를 증가시키고, 분비된 물질 cGMP가 뇌 모세혈관(100)을 이완시켜 모세혈관의 막힘과 뒤틀림을 점진적으로 정상으로 회복시키며, 그 결과 CBF(cerebral blood flow)가 개선되어 뇌 모세혈관(100)이 원주 방향으로 늘려져 굵어지게 된다.
상기 뇌 모세혈관(100)의 지름이 굵어졌다는 것은 자연스럽게 상기 연접(120)의 물리적 공간이 느슨하게 되었다는 것을 의미하고, 그 결과 상기 혈관 내피세포(110)와 혈관 내피세포(110) 사이의 연접(120)으로 약물(150)이 통과하여 뇌세포 속으로 들어갈 수 있음을 의미한다.
따라서 본 발명에서는 상기 뇌 모세혈관(100)을 이완시켜 CBF의 흐름이 좋아지도록 하고, 그 결과 상기 뇌 모세혈관(100)의 지름이 굵어지면 상기 혈관 내피세포(110)와 혈관 내피세포(110)의 사이를 연결하는 연접(120)이 느슨해졌다고 판단한다.
도 3은 본 발명에 따른 혈액뇌장벽을 느슨하게 할 목적으로 사용되는 피부 접착식 광선조사기의 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 혈액뇌장벽을 느슨하게 할 목적으로 사용되는 피부 접착식 광선조사기의 다른 예시도이다.
도 3에서 보이는 바와 같이, 피부 접착식 광선조사기(200)는 600㎚±20㎚ 파장과 1㎽/㎠~10㎽/㎠ 세기의 가시광선을 방출하고, 상기 가시광선이 방출되는 피부 접착식 광선조사패드(210)가 광선조사회로 및 배터리 등이 내장된 광선조사 제어기(220)의 몸체에 일체형으로 구성된다.
그리고 도 4에서 보이는 바와 같이, 피부 접착식 광선조사패드(210)가 광선조사회로 및 배터리 등이 내장된 광선조사 제어기(220)와 유선으로 연결되어 전원을 공급받는 형태의 것이 사용된다.
도 3 및 4에 도시된 피부 접착식 광선조사기(200)의 피부 접착식 광선조사패드(210)에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 형태의 접착 도구(230), 예컨대 양면 접착테이프, 단면접착 테이프, 헤드기어, 목걸이, 목도리, 하이드로 겔 패드 등을 이용하여 목의 특정한 위치에 접착되어 가시광선을 조사하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 혈액뇌장벽을 느슨하게 할 목적으로 사용되는 피부 접착식 광선조사패드가 목의 전면부에 접착되는 위치를 보여주는 도면이다.
도 1에 표시된 BBB의 상기 연접(120)공간을 느슨하게 할 목적으로 광선조사를 위한 상기 목 부위의 특정한 위치는 좌우 양측 경동맥(Carotid artery)이 지나가는 흉쇄유돌근(Sternocleidomastoid muscle)의 가장자리 1/3 지점(300)을 중심으로 좌우 각각 1cm와 상하 각각 1cm로 만들어진 사각형 면적 부위로서 동양의학의 부돌혈을 포함하는 부위이다.
도 6은 본 발명에 따른 혈액뇌장벽을 느슨하게 할 목적으로 사용되는 피부 접착식 광선조사패드가 목의 후면부에 접착되는 위치를 보여주는 도면이다.
또 다른 상기 목 부위의 특정한 위치는 좌우 양측 척추동맥(Vertebral artery)이 지나가는 반가시근(Semispinalis capitis)의 해당 부위(310)를 중심으로 수평으로 좌우 각각 2.5cm(총 5cm), 수직으로 상하 각각 1.5cm로 만들어진 사각형 면적 부위로 동양의학의 천주혈과 풍지혈을 포함한다.
도 7은 본 발명에 따른 쥐의 척추 동맥이 지나는 부위에 광선을 조사하기 전과 후의 뇌 모세혈관의 이광자 영상을 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 쥐의 척추 동맥이 지나는 부위에 광선을 조사하기 전과 후의 뇌 모세혈관(100)의 이광자 영상사진으로 좌측 이광자 영상은 상기 피부 접착식 광선조사기(200)를 이용하여 광선조사를 하기 전의 뇌 모세혈관(100)의 이광자 영상이다.
도 7의 좌측 이광자 영상에서 화살표를 살펴보면, 상기 뇌 모세혈관(100)의 흐름이 막히거나 상기 뇌 모세혈관(100)이 뒤틀려 혈관 내피세포(110)와 혈관 내피세포(110)의 사이가 좁아져 있는 것을 확인할 수 있다.
도 7의 우측 이광자 영상은 상기 피부 접착식 광선조사기(200)를 이용하여 좌우 측 척추 동맥 부위에 20분간 광선조사를 1회 한 후에 촬영한 상기 뇌 모세혈관(100)의 이광자 영상이다.
도 7의 우측 이광자 영상에서 화살표들을 살펴보면, 상기 뇌 모세혈관(100)의 막혀있던 부분이 뚫리고, 뒤틀려 좁아진 상기 뇌 모세혈관(100)의 혈관 내피세포(110)와 혈관 내피세포(110)의 사이가 넓어졌음을 확인할 수 있다. 또한, CBF의 흐름이 좋아지게 되어서 상기 뇌 모세혈관(100)의 두께가 굵어짐을 확인할 수 있다. 따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 뇌 모세혈관(100)에 있는 BBB의 상기 연접(120)의 물리적 공간이 느슨하게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 쥐의 뇌 모세혈관의 지름 크기에 따라 뇌 모세혈관 지름 크기의 변화량 정도를 보여주는 그래프이다.
도 8에서 보이는 바와 같이 지름이 5㎛~ 20㎛의 매우 작은 상기 뇌 모세혈관(100)들이 주로 지름의 변화가 많음을 확인할 수 있다. 영양분이나 약물(150)들이 주로 매우 작은 상기 뇌 모세혈관(100)을 통하여 뇌세포로 들어가기 때문에 미세한 상기 뇌 모세혈관(100)의 지름 크기 변화 현상은 매우 중요하다.
도 8에서 a ~ b는 정상 쥐의 뒷 목 부위에 상기 피부 접착식 광선조사패드(210)를 접착하고, 이광자 현미경을 이용하여 정상 쥐의 전전두엽에서 광선조사 전과 후의 상기 뇌 모세혈관(100)을 촬영하는 실험 절차이다.
도 8에서 c는 정상 쥐의 뇌 모세혈관(100)의 지름이 광선조사 전과 후에 변화된 것을 보여주고 있고, d는 nNOS KO 쥐의 뇌 모세혈관(100)의 지름이 광선조사 전과 후에서 잘 변하지 않는다는 것을 보여주고 있다.
도 8에서 e는 c에서 광선조사 전과 후에 특정한 영역 V1과 V2에서 뇌 모세혈관(100)의 지름 크기 변화를 보여주는 그래프이며, V1과 V2 영역에서 광선조사 전과 후에서 뇌 모세혈관(100)의 지름 크기가 변화된 것을 확인할 수 있다.
도 8에서 f는 d에서 광선조사 전과 후에 특정한 영역 V1과 V2 영역에서 뇌 모세혈관(100)의 지름 크기가 변화하지 않았다는 것을 보여주고 있다.
도 8에서 g는 정상 쥐에서 광선조사 전과 후에 뇌 모세혈관(100)의 지름 크기별로 뇌 모세혈관(100)의 지름 크기가 변화된 정도를 보여주고 있는데, 주로 지름이 5㎛~10㎛의 작은 뇌 모세혈관(100)이 지름의 변화(20~30%)가 크다는 것을 확인할 수 있다.
도 8에서 g는 뇌 모세혈관(100)의 지름 크기가 20%~30% 정도 변하는 것을 보면, 혈관 내피세포(110)와 혈관 내피세포(110) 사이의 작은 물리적 공간인 상기 연접(120)의 간격도 늘어난다고 유추할 수 있다.
도 8에서 h는 nNOS KO쥐에서 광선조사 전과 후에 혈관 굵기 별로 상기 뇌 모세혈관(100)이 늘어난 정도를 보여주는 그래프인데, 혈관의 굵기가 변화가 미미한 것으로 보아 상기 뇌 모세혈관(100)의 이완 현상은 nNOS/NO신호 경로가 관여하는 것으로 보인다.
도 9는 본 발명에 따른 사람의 뒷 목 척추 동맥이 지나는 부위에 피부 접착식 광선조사기를 이용하여 광선을 조사하기 전과 후의 뇌 SPECT 영상을 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 사람의 경우는 쥐와 같이 상기 뇌 모세혈관(100)의 이완 현상을 직접 눈으로 확인하기가 어려운 관계로 가시광선 자극 전후에 SPECT(단광자(單光子) 방사선 단층 촬영) 영상을 통하여 CBF의 흐름의 변화를 관찰하여 상기 뇌 모세혈관(100)의 막혔던 부분이 뚫리고 좁아진 혈관이 넓어졌다고 판단할 수 있다.
그 결과에 따라 상기 뇌 모세혈관(100)에 BBB의 상기 연접(120)의 물리적 공간이 느슨하게 되었다고 판단할 수 있다. 즉 상기 뇌 모세혈관(100)이 이완되었고, 뇌에서 CBF가 증가 되었으며, 그 결과 상기 뇌 모세혈관(100)의 지름 크기가 커졌으므로 BBB의 상기 연접(120)의 물리적인 공간이 느슨해졌다고 판단할 수 있다.
도 9의 좌측 SPECT(단광자(單光子) 방사선 단층 촬영) 영상에서 보이는 바와 같이, 뇌 모세혈관(100)에 일부 막힘이 있거나 뒤틀려 좁아진 곳이 있어 CBF의 흐름이 원활하지 못한 것으로 판단되고, 우측 SPECT(단광자(單光子) 방사선 단층 촬영) 영상은 피부 접착식 광선조사기(200)를 이용하여 척추동맥이 지나는 부위에 30분간 광선을 조사한 후 촬영한 SPECT 영상으로, 좌측 SPECT 영상에 비교하여 우측 SPECT 영상이 CBF의 흐름이 더 좋은 것으로 볼 때, 상기 뇌 모세혈관(100)이 확장되어 혈행이 개선되었다고 판단되고, 그로 인하여 뇌 모세혈관(100)이 원주 방향으로 늘어나 BBB의 연접(120)의 물리적 공간이 느슨해졌다고 유추할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 사람의 뒷 목 척추 동맥이 지나는 부위에 피부 접착식 광선조사기를 이용하여 광선을 조사하기 전과 후의 3가지 방향에 따른 뇌 SPECT 영상을 나타낸 도면이다.
도 10을 살펴보면, 좌측 SPECT 영상은 광선조사를 하기 전의 영상으로서 상기 뇌 모세혈관(100)에 일부 막힘이 있거나 뒤틀려 좁아진 곳이 있어서 3가지 방향 모두에서 CBF의 흐름이 원활하지 못하다고 판단된다.
도 10의 우측 SPECT 영상은 피부 접착식 광선조사기(200)를 이용하여 척추동맥이 지나는 부위에 30분간 광선을 1회 조사한 후 촬영한 SPECT 영상으로 좌측 SPECT 영상에 비교하였을 때, 우측 SPECT 영상이 3가지 방향 모두에서 CBF의 흐름이 좋은 것을 확인할 수 있으며, 이러한 뇌 전체의 뇌 모세혈관(100)에 있는 BBB의 연접(120)의 물리적 공간이 느슨해졌다고 유추 판단할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 방법으로 BBB의 연접공간을 물리적으로 늘리기 위한 약물을 투약하는 순서도이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 혈액뇌장벽을 느슨하게 하여 약물을 투여하는 순서는 아래와 같이 3가지 경우를 사용하는 것을 특징으로 한다. 상기 3가지 경우는 도 9의 시작 단계에서 공통으로 상기 피부 접착식 광선조사패드(210)를 상기에서 특정한 목 부위에 상기 접착 도구(230)를 이용하여 접착한 후에 다음과 같이 3가지 경우로 실시하는 것을 특징으로 한다.
도면의 A와 같이, 먼저 광선 조사를 일정한 시간 동안 하고 약물을 투약하는 경우, 도면의 B와 같이, 약물(150)을 먼저 투약하고 일정한 시간이 지난 후에 광선을 조사하는 경우, 그리고 도면의 C와 같이, 광선조사와 약물(150)의 투약과 동시에 수행하는 경우를 특징으로 한다. 물론 약물(150)의 특성이나 투약 횟수에 따라서 광선조사 시간이나 광선조사 횟수를 변경할 수 있다. 예컨대, 약물을 3번 투약한다면 광선조사를 프로그램화하여 하루에 3번을 조사하도록 아침에 30분, 점심에 30분, 저녁에 30분으로 나누어 광선을 조사할 수도 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 뇌종양과 알츠하이머 치매나 파킨슨 질환 같은 퇴행성 뇌 질환 환자들에게서 흔히 나타나는 뇌 모세혈관(100)의 막힘이나 뒤틀림 및 BBB로 인하여 치료 약물(150)이 뇌세포까지 전달이 잘 안 되는 약물전달 분야의 문제를 해결에 매우 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1100: 뇌 모세혈관 110: 혈관 내피세포
120: 연접 130: 주피세포
140: 성상세포 150: 약물
200: 광선조사기 210: 광선조사패드
220: 광선조사 제어기 300: 1/3 지점
310: 해당 부위

Claims (11)

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  9. 혈액뇌장벽을 느슨하게 하는 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법에 있어서,
    광선 조사를 일정한 시간 동안 하고 약물(150)을 투약하는 경우, 약물(150)을 먼저 투약하고 일정한 시간이 지난 후에 광선을 조사하는 경우, 광선조사와 약물(150) 투약을 동시에 수행하는 경우 중에서 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광선 조사를 일정한 시간 동안 하고 약물을 투약하는 경우는,
    특정한 파장의 가시광선을 방출하는 피부 접착식 광선조사패드(210)를 목 부위의 특정한 위치에 접착 도구를 사용하여 접착시키는 단계; 피부 접착식 광선조사 패드에서 방출되는 가시광선의 광자(photon)가 표피나 진피에 분포된 신경종말(nerve ending)을 일정한 시간 동안 자극하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가시광선은,
    말초신경계를 통하여 뇌에 분포된 신경말단(nerve terminal)에서 일산화질소(nitric oxide)와 같은 물질 분비를 유도하고,
    분비된 일산화질소가 모세혈관의 평활근으로 확산하여 평활근 세포 내의 GC(guanyl cyclase)를 활성화하여 cGMP와 같은 물질의 분비를 증가시키며,
    분비된 물질 cGMP가 뇌 모세혈관(100)을 이완시켜 모세혈관의 막힘과 뒤틀림을 점진적으로 정상으로 회복시켜 CBF(cerebral blood flow)를 개선하여 뇌 모세혈관(100)을 원주 방향으로 늘려서 굵어지도록 하는 것을 특징으로 하는 피부 접착식 광선조사기의 사용 방법.
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