KR102652660B1

KR102652660B1 - 혈소판 활성화를 위한 디바이스

Info

Publication number: KR102652660B1
Application number: KR1020220029262A
Authority: KR
Inventors: 문상호
Original assignee: 문상호
Priority date: 2022-03-08
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2024-03-28
Also published as: KR20230132123A

Abstract

본 발명은 혈소판 활성화를 위한 디바이스에 관한 것으로써, 특히 혈소판의 활성화 방법이 간편하고 혈소판 거품 형성을 최소화하여 활성화 효율이 향상되고 혈소판의 회수율이 향상되도록 한 혈소판 활성화를 위한 디바이스에 관한 것이다.

Description

혈소판 활성화를 위한 디바이스{A Device for Platelet activating}

혈액은 각종 질병이나 건강 상태를 판단하기 위한 주요한 지표로 사용되는 부분도 있지만, 혈액 내에 성장인자가 풍부히 들어 있는 혈소판은 치료목적으로 사용된다. 혈액은 적혈구, 백혈구, 혈소판 등으로 이루어지며, 이중에서 혈소판은 주로 혈장에 존재하며 혈장은 PRP 및 PPP(Platelet poor plasma)로 나누어진다.

이중 PRP는 통증부분 특히 무릎안좌, 인대, 근육 등에 이식되어 줄기세포를 자극하여 세포가 생성되는 것을 도와주는 역할을 하므로 치료목적으로 사용되어 왔다.

PRP에는 일반 혈액보다 2-7배 많은 혈소판이 존재하며 혈소판에서 생성과 분비된 성장인자들이 상처 부위의 세포재생을 촉진시켜서 창상 치유 및 세포 혹은 조직 재생에 도움을 주는 것으로 알려져 있다.

또한, 전혈(Wb)로부터 추출하는 혈소판농축섬유소(Platelet Rich Fibrin;PRF)는 정상치의 혈소판 수(150-400 * 10/dl)보다 37배로 고농도 농축한 것으로, 혈액응고반응의 최종산물로 생성되는 경단백질의 일종이고 탄력성있는 섬유상 중합체이고, 통상적으로 수술에 의한 절단 부위의 충전용으로 이용되어 왔다.

이 혈소판농축섬유소(PRF)는 피부재생 및 골조직 성장인자를 포함하고 있어 특히, 임플란트 수술에서의 골재생촉진 및 안구 치료에서의 각막 구멍 재생 등의 치료에 사용하고자 하는 시도가 증가하고 있다.

한편, 상기 PRP의 효과를 더 증대시키기 위하여 국내에서는 칼슘, 외국에서는 콜라겐, 트롬빈의 화학물질 또는 혈소판 활성화 단백질을 첨가하여 혈소판을 미리 활성화시켜 성장인자를 분비하게 한 후에 주사하는 방법이 임상에서 사용되고 있다.(Lacoste E et al, J Periodntol 74(10):1498-507(2003))

그러나, 칼슘은 연골에 주사할 경우 중화되어 의미가 없고, 피하지방에 주사할 경우 홍조 및 피부발진과 통증유발 현상을 일으키는 등의 부작용이 있으며, 또한 트롬빈과 콜라겐은 혈액응고에 직접적으로 작용하는 물질로서 완벽하게 분리해 내지 못하고 환자에게 주사될 경우 잠재적인 위험요소로 작용할 우려가 있어 이들을 첨가하는 방법은 개선이 필요한 실정이었다.

이에 따라, 화학적 활성인자를 첨가하는 것이 아닌 물리적 스트레스(physical stress)를 인가하여 혈소판을 활성화시키는 보고가 "TW Chow et al Blood, 80:113-120(1992)"에 개시되어 있으며, 물리적 스트레스를 인가하여 혈소판을 활성화시키는 기술이 한국 특허등록 10-1429253호 및 10-2345147호에 개시되어 있다.

그러나 상기 등록특허에 개시된 혈소판 활성화 장치들은 미세 다채널 또는 다중 혈액유로를 채택하고 있어서, 소량의 혈소판을 활성화시킨후 회수할때 미세 다채널 또는 다중 혈액유로의 넓은 면적에 잔류하게 되어 활성화 혈소판의 손실이 많다는 문제점이 있다.

또한, 혈소판이 미세 다채널 또는 다중 혈액유로를 소정 압력으로 경유할때 혈액 거품 및 유로 내부에 기포가 형성되어 활성화 효율이 저하되고 거품형성으로 회수량이 감소하는 문제점이 있다.

한국 특허등록 10-1429253호 한국 특허등록 10-2345147호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 혈소판의 활성화 방법이 간편하고 혈소판 거품 형성을 최소화하여 활성화 효율이 향상되고 혈소판의 회수율이 향상되도록 한 혈소판 활성화를 위한 디바이스를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 혈소판을 포함하는 생물학적 유체(biological fluid)에 모세관 스트레스를 인가하여 혈액 내에 포함된 혈소판을 활성화시키기 위한 혈소판 활성화 디바이스 에 있어서,

단부에 배출구가 형성되고 상기 생물학적 유체를 수용하는 실린더와, 상기 실린더에 왕복이동가능하게 결합되는 피스톤과, 상기 배출구에 결합되며 직경 0.3~2mm 이하의 통로를 갖는 니들을 구비하며, 상기 피스톤의 왕복 이동에 따라 상기 생물학적 유체를 상기 니들을 통하여 유입 및 배출시키는 유체 유동구와;

상기 니들이 결합되어 상기 생물학적 유체가 출입되는 믹서용기;를 구비하며,

상기 믹서용기는 하부측에 상광하협의 바닥판이 형성된 원통형의 몸체와; 상기 몸체의 상단부에 결합되며 중앙에 관통공이 형성된 덮개판과, 상기 덮개판의 하면부로부터 상기 몸체의 내부측으로 연장되고 상기 관통공과 연통되며 상기 니들이 통과되어 지지되는 안내관과, 상기 덮개판의 상면부로부터 상기 몸체의 상부측으로 연장되고 상기 관통공과 연통되며 상기 니들이 통과되는 결합관을 구비하는 상부캡과; 상기 결합관에 결합되며 상기 니들이 관통가능한 고무캡;을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 디바이스에 있어서, 상기 니들의 단부는 경사진 절단면을 가지고 첨예하게 형성되며, 상기 바닥판의 최하측에는 상기 니들의 단부가 수용되며 상기 생물학적 유체가 수집되는 수용홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 디바이스에 있어서, 상기 몸체의 내벽면에는 상기 니들을 통하여 유입되는 생물학적 유체의 거품 형성을 억제시키는 복수의 돌출리브가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 디바이스에 있어서, 상기 돌출리브들은 상기 몸체의 길이방향을 따라 상하로 길게 형성되고, 상호 길이가 다르게 형성되며, 각 돌출리브의 상단에는 계단턱이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 디바이스에 있어서, 상기 수용홈으로부터 상부로 연장되고 하단부에 복수의 회수공이 형성된 환형리브가 형성되되,

상기 니들의 내경을 A, 상기 환형리브의 내면과 니들의 외면 사이의 간극을 B라 하면, A>B인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 디바이스에 있어서, 상기 피스톤은 동력원에 의해서 왕복이동되는 푸셔에 의해 승강작동되도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 디바이스에 있어서, 상기 생물학적 유체는 전혈(Wb)로부터 추출한 PRP(Platelet Rich Plasma)(혈소판 풍부 혈장) 또는 PRF(Platelet Rich Fibrin)(혈소판 농축 섬유소)인 것을 특징으로 한다.

첫째, 본 발명 혈소한 활성화를 위한 디바이스는 푸셔(21)의 왕복동작으로 미세 직경의 니들(43)에 생물학적 유체(1)가 반복적으로 경유하도록 함으로써 모세관 스트레스를 인가하는 것으로써, 생물학적 유체(1)의 활성화를 간단한 구조로써 간편하게 한다.

둘째, 생물학적 유체(1)가 미세 직경의 니들(43)을 통하여 몸체(10) 내부로 뿜어져 나올때 복수의 돌출리브(12)들에 의해서 생물학적 유체(1)의 유동을 억제하여 거품 형성이 최소화되며, 또한 형성된 거품들은 계단턱(12a)들에 접촉되면서 거품이 터지게 되어 생물학적 유체(1)가 바닥판(11)으로 용이하게 회수되도록 하는 효과가 있다.

세째, 수용홈(11a) 가장자리에 회수공(13a)이 형성된 환형리브(13)를 형성함으로써, 미세 직경의 니들(43)을 통과하면서 모세관 스트레스가 인가된 생물학적 유체(1)가 니들(43) 단부로부터 유출되면서 니들(43) 직경보다 작은 간극(B)을 통과하도록 하여 모세관 스트레스를 가함으로써 활성화 효율이 향상되도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 디바이스에 채용되는 믹서용기를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명 디바이스를 나타낸 단면도,
도 3은 생물학적 유체의 거품발생상태를 나타낸 보인 사진,
도 4는 본 발명의 다른 예를 나타낸 몸체의 요부 단면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 예를 나타낸 몸체의 요부를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명 디바이스를 장착한 상태의 액튜에이터를 나타낸 사시도이다.

본 발명 실시예의 혈소판 활성화 디바이스는 혈소판의 활성화 방법이 간편하고, 혈소판 거품 형성을 최소화하여 활성화 효율이 향상되며, 활성화된 혈소판의 회수율이 향상되도록 한다.

본 발명 실시예의 디바이스는 전혈(Wb)로부터 추출한 PRP(Platelet Rich Plasma)(혈소판 풍부 혈장) 또는 PRF(Platelet Rich Fibrin)(혈소판농축섬유소)와 같은 생물학적 유체(biological fluid)에 모세관 스트레스를 가하여 활성화하는데 사용된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명 실시예의 혈소판 활성화 디바이스는 생물학적 유체(1)를 유입 및 배출시키는 유체 유동구(40)와, 상기 유체 유동구(40)와 결합되어 상기 생물학적 유체(1)가 출입되면서 모세관 스트레스가 가해지는 믹서용기(100)를 구비한다.

상기 유체 유동구(40)는 단부에 배출구(41a)가 형성되고 상기 생물학적 유체(1)를 수용하는 실린더(41)와, 상기 실린더(41)에 왕복이동가능하게 결합되는 피스톤(42)과, 상기 배출구(41a)에 결합되며 직경 0.3~2mm의 통로를 갖는 니들(43)을 구비한다.

상기 유체 유동구(40)는 상기 피스톤(42)의 왕복 이동에 따라 상기 생물학적 유체(1)를 상기 니들(43)을 통하여 유입 및 배출시킨다.

상기 믹서용기(100)는 하부측에 상광하협(上廣下狹)의 바닥판(11)이 형성된 원통형의 몸체(10)와; 상기 몸체(10)의 상단부에 결합되며 중앙에 관통공(21a)이 형성된 덮개판(21)과, 상기 덮개판(21)의 하면부로부터 상기 몸체(10)의 내부측으로 연장되고 상기 관통공(21a)과 연통되며 상기 니들(43)이 지지되는 안내관(22)과, 상기 덮개판(21)의 상면부로부터 상기 몸체(10)의 상부측으로 연장되고 상기 관통공(21a)과 연통되며 상기 니들(43)이 통과되는 결합관(23)을 구비하는 상부캡(20)과; 상기 결합관(23)에 결합되며 상기 니들(43)이 관통가능한 고무캡(30);을 구비한다.

상기 바닥판(11)의 최하측에는 상기 니들(43)의 단부가 수용되며 상기 생물학적 유체(1)가 수집되는 수용홈(11a)이 형성되며, 상기 니들(43)의 단부는 경사진 절단면을 가지고 첨예하게 형성되고 상기 고무캡(30)을 관통하여 상기 수용홈(11a)에 수용된다. 상기 수용홈(11a)은 혈소판의 활성화 후에 니들(43)을 통하여 상기 실린더(41)로의 회수율을 높이게 한다.

상기와 같은 구성의 혈소판 활성화 디바이스는 다음과 같이 작동된다.

혈액을 원심분리하여 채취한 생물학저 rdbcp(1)(상기 PRP 또는 PRF)를 상기 실린더(41)에 수용하고, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 니들(43)을 고무캡(30)에 관통하여 니들(43)의 단부가 상기 수용홈(11a)에 위치하도록 결합한다.

이어서 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명 디바이스를 동력원(미도시)에 의해서 승강작동되는 푸셔(210)를 구비하는 액튜에이터(200)에 장착한다.

상기 피스톤(42)은 상기 푸셔(210)에 결합되어서 푸셔(210)의 승강작동에 따라 함께 승강되게 된다.

상기 푸셔(210)의 승강작동에 따라 상하로 왕복이동되는 피스톤(42)에 의해서 생물학적 유체(1)는 실린더(41)로부터 미세 직경(0.3~2mm)의 니들(43)을 통과하면서 모세관 스트레스가 가해져서 활성화되고, 또한 상기 몸체(10) 내부로 뿜어져 나오는 생물학적 유체(1)는 수용홈(11a)에 충돌되면서 스트레스가 가해져서 더욱 활성화되게 된다.

또한, 상기 푸셔(210)의 상승동작으로 상기 피스톤(42)이 상승될때 미세 직경의 상기 니들(43)의 단부를 통하여 생물학적 유체(1)가 유입되면서 모세관 스트레스가 인가되면서 상기 실린더(41)로 재차 유입된다.

상기와 같이 푸셔(210)의 승강동작으로 피스톤(42)이 승강되면서 생물학적 유체(1)를 실린더(41), 니들(42) 및 몸체(10)를 순차적으로 경유토록 하여 모세관 스트레스를 부여함으로써 활성화되도록 한다.

상기와 같은 활성화 디바이스는 푸셔(21)의 왕복동작으로 미세 직경의 니들(43)에 생물학적 유체(1)가 반복적으로 경유하도록 함으로써 모세관 스트레스를 인가하는 것으로써, 생물학적 유체(1)의 활성화를 간단한 구조로써 간편하게 한다.

한편, 상기 푸셔(210)의 작동으로 생물학적 유체(1)가 니들(43)의 단부를 통하여 고압으로 뿜어져 나올때, 도 3에 도시된 바와 같이 몸체(10) 내부에 생물학적 유체(1)의 거품이 형성되게 된다. 이러한 거품발생은 바닥판(11)으로 생물학적 유체(1)가 회수되는 시간지연을 유발할 뿐만 아니라, 최종적으로 생물학적 유체(1)의 회수율을 감소하게 한다.

이에 따라서 본 발명 실시예에서는 상기 몸체(10)의 내벽면에는 상기 니들(43)을 통하여 유입되는 생물학적 유체(1)의 거품 형성을 억제시키는 복수의 돌출리브(12)를 형성하였다.

특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 돌출리브(12)들은 상기 몸체(10)의 길이방향을 따라 상하로 길게 형성되고, 상호 길이가 다르게 형성되며, 각 돌출리브(12)의 상단에는 계단턱(12a)을 형성하였다.

상기와 같은 구성은 생물학적 유체(1)가 미세 직경의 니들(43)을 통하여 몸체(10) 내부로 뿜어져 나올때 상기 복수의 돌출리브(12)들에 의해서 유동을 억제하여 거품 형성이 최소화되며, 또한 형성된 거품들은 상기 계단턱(12a)들에 접촉되면서 거품이 터지게 되어 생물학적 유체(1)가 상기 바닥판(11)으로 용이하게 회수되게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로써, 도 5를 참조하면, 이는 상기 수용홈(11a)으로부터 상부로 연장되고 하단부에 복수의 회수공(13a)이 형성된 환형리브(13)가 형성된 구조이다.

특히, 상기 니들(43)의 내경을 A, 상기 환형리브(13)의 내면과 니들(43)의 외면 사이의 간극을 B라 하면, A>B가 되도록 형성하였다. 이 경우 미세 직경의 니들(43)을 통과하면서 모세관 스트레스가 인가된 생물학적 유체(1)가 니들(43) 단부로부터 유출되면서 니들(43) 직경보다 작은 간극(B)을 통과하도록 하여 모세관 스트레스를 가함으로써 활성화 효율이 향상되도록 한 것이다.

1...생물학적 유체 10...몸체
11...바닥판 11a...수용홈
12...돌출리브 12a...계단턱
20...상부캡 30...고무캡
40...유체 유동구 41...실린더
42...피스톤 43...니들

Claims

혈소판을 포함하는 생물학적 유체(biological fluid)에 모세관 스트레스를 인가하여 혈액 내에 포함된 혈소판을 활성화시키기 위한 혈소판 활성화 디바이스 에 있어서,
단부에 배출구(41a)가 형성되고 상기 생물학적 유체(1)를 수용하는 실린더(41)와, 상기 실린더(41)에 왕복이동가능하게 결합되는 피스톤(42)과, 상기 배출구(41a)에 결합되며 직경 0.3~2mm의 통로를 갖는 니들(43)을 구비하며, 상기 피스톤(42)의 왕복 이동에 따라 상기 생물학적 유체(1)를 상기 니들(43)을 통하여 유입 및 배출시키는 유체 유동구(40)와;
상기 니들(43)이 결합되어 상기 생물학적 유체(1)가 출입되는 믹서용기(100);를 구비하며,
상기 믹서용기(100)는 하부측에 상광하협의 바닥판(11)이 형성된 원통형의 몸체(10)와; 상기 몸체(10)의 상단부에 결합되며 중앙에 관통공(21a)이 형성된 덮개판(21)과, 상기 덮개판(21)의 하면부로부터 상기 몸체(10)의 내부측으로 연장되고 상기 관통공(21a)과 연통되며 상기 니들(43)이 지지되는 안내관(22)과, 상기 덮개판(21)의 상면부로부터 상기 몸체(10)의 상부측으로 연장되고 상기 관통공(21a)과 연통되며 상기 니들(43)이 통과되는 결합관(23)을 구비하는 상부캡(20)과; 상기 결합관(23)에 결합되며 상기 니들(43)이 관통가능한 고무캡(30);을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 혈소판 활성화 디바이스.
청구항 1에 있어서, 상기 니들(43)의 단부는 경사진 절단면을 가지고 첨예하게 형성되며,
상기 바닥판(11)의 최하측에는 상기 니들(43)의 단부가 수용되며 상기 생물학적 유체(1)가 수집되는 수용홈(11a)이 형성된 것을 특징으로 하는 혈소판 활성화 디바이스.
청구항 2에 있어서, 상기 몸체(10)의 내벽면에는 상기 니들(43)을 통하여 유입되는 생물학적 유체(1)의 거품 형성을 억제시키는 복수의 돌출리브(12)가 형성된 것을 특징으로 하는 혈소판 활성화 디바이스.
청구항 3에 있어서, 상기 돌출리브(12)들은 상기 몸체(10)의 길이방향을 따라 상하로 길게 형성되고, 상호 길이가 다르게 형성되며, 각 돌출리브(12)의 상단에는 계단턱(12a)이 형성된 것을 특징으로 하는 혈소판 활성화 디바이스.
청구항 3에 있어서, 상기 수용홈(11a)으로부터 상부로 연장되고 하단부에 복수의 회수공(13a)이 형성된 환형리브(13)가 형성되되,
상기 니들(43)의 내경을 A, 상기 환형리브(13)의 내면과 니들(43)의 외면 사이의 간극을 B라 하면, A>B인 것을 특징으로 하는 혈소판 활성화 디바이스.
청구항 3에 있어서, 상기 피스톤(42)은 동력원에 의해서 왕복이동되는 푸셔(210)에 의해 승강작동되도록 된 것을 특징으로 하는 혈소판 활성화 디바이스.
청구항 3에 있어서, 상기 생물학적 유체는 전혈(Wb)로부터 추출한 PRP(Platelet Rich Plasma)(혈소판 풍부 혈장) 또는 PRF(Platelet Rich Fibrin)(혈소판 농축 섬유소)인 것을 특징으로 하는 혈소판 활성화 디바이스.