KR20090062087A - 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편과 설이식편 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편은, 형상기억재료로써 형성된 지지부재(30); 및 상기 지지부재(30)를 둘러싸는 원통형의 섬유조직체(301);를 구비하고, 상기 지지부재(30)는 사람이 수면상태로 들어가는 시점의 체온에 해당하는 제1온도(T₁)에서 기억된 형상을 회복하고, 형상회복 후 상기 제1온도(T₁)보다 0.3~0.7℃ 낮은 제2온도(T₂)까지는 상기 기억된 형상이 유지되며, 상기 제2온도(T₂) 아래에서는 상기 기억된 형상이 풀려서 소성변형이 가능하게 된다. 본 발명의 구개 이식편은 코골이 또는 수면무호흡증 환자가 잠든 후 수 시간 동안 나타나는 체온상태에서만 이식편이 원래의 기억된 구부러진 형상으로 회복되어 연구개를 인두의 반대방향으로 지지해 줌으로써 인두 안의 공기통로를 보다 넓게 확보할 수 있고 그 결과 코골이 및 수면무호흡증의 치료효과를 높일 수 있는 장점이 있다.

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Description

코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편과 설 이식편{Palatal implant and tongue implant for the treatment of snoring and sleep apnea}

본 발명은 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편과 설 이식편에 관한 것으로서, 특히 사람의 연구개 또는 설근부에 영구적으로 삽입하는 구개 이식편과 설 이식편에 형상기억효과가 있는 소재를 적용함으로써 코골이 환자가 잠든 후 수 시간 동안 나타나는 체온상태에서 이식편이 원래 기억된 형상으로 회복되어 연구개 또는 설근부를 인두의 반대방향으로 지지해 주고 그 결과 인두 안의 공기통로를 보다 넓게 확보하여 코골이 및 수면무호흡증의 치료효과를 향상시킬 수 있도록 하는 개량된 타입의 구개 이식편과 설 이식편에 관한 것이다.

코골이란 사람이 자는 동안 숨쉬는 공기가 통과하게 되는 인후부(咽喉部)가 좁아져서 호흡하는 공기의 흐름이 방해받아 호흡기관 자체가 떨림판 역할을 함으로써 진동소음을 발생하는 증상을 말한다. 사람이 숨을 쉴 때는 공기가 입천장, 목젖, 편도, 혀 등과 같이 유연한 구조물을 지나게 되는데, 낮에는 이 부분들이 제자리를 유지하도록 주위 근육들이 도와주기 때문에 공기가 지나가는 통로를 막지 않는다. 그러나, 잠자는 동안에는 근육들이 이완되어 늘어지기 때문에 부분적으로 공 기통로가 좁아져서, 이 부분을 공기가 통과할 때에 주변의 부드러운 부분들을 진동시켜 코고는 소리가 나게 된다. 코골이는 선천적 원인(구조적 기형) 또는 후천적 원인(잘못된 수면 습관)에 의해 발생하는데, 대략 성인의 30~50%가 코골이 증상이 있는 것으로 조사된 바 있다. 또한 외국의 한 조사에 따르면 만성적인 심한 코골이 환자는 남자의 24%, 여자의 13.8%에 이르며, 60~65세의 고령인구의 경우 남자의 60%, 여자의 40% 가 코를 곤다고 알려져 있다. 이에 따르면 나이가 들수록 코골이 증상의 빈도가 높아진다는 것을 알 수 있다.

코골이는 수면 중 심한 소음을 발생시켜 가족 등 주변 사람들에게 불편을 준다는 점뿐만 아니라, 잠자는 동안 공기 통로가 막혀 숨을 못 쉬게 되는 수면무호흡 증상과 같은 수면장애를 수반한다는 점에 보다 큰 문제가 있다. 수면무호흡 증상은 수면 중 인후부가 막혀 정상적으로 숨을 쉬지 못함으로써 뇌의 산소포화도를 떨어뜨리고 자주 잠을 깨게 하여 깊은 숙면을 취하지 못하게 한다. 이와 같이 수면무호흡 증상 등의 수면장애가 있는 사람들은 잠을 자고 나도 피로가 풀리지 않아 신체적인 피해가 심하고 정신집중이 잘 이루어지지 않으며 심한 경우 운전 중 졸음에 빠져 사고를 일으키기도 하고, 더 나아가 만성적인 수면장애가 있는 사람들은 고혈압, 당뇨 등의 심각한 질병으로도 이어질 수 있다. 따라서, 의학계에서는 만성적으로 코를 골거나, 주간에 항상 피로를 호소하는 사람은 수면장애로 판단하여 이에 따른 적절한 조치를 취할 것을 권고하고 있다.

코골이의 해부학적 원인을 도1 도2를 참고하여 설명한다. 도1 및 도2는 사람의 코, 입 및 목구멍 부분의 내부 구조를 도시하는 머리 부분의 단면도로서, 도1은 정상인의 머리 구조도 혹은 코골이 환자의 깨어 있는 상태의 머리 구조도이고, 도2는 코골이 환자의 수면 중 연구개(17b)가 목뒤 쪽으로 늘어져 인두(19)를 좁게 만듦으로써 코골이가 발생하는 상태의 머리 구조도이다.

도1을 참고하면, 사람의 머리 안에는 코(10)를 통한 공기통로와 구강(15)을 통한 공기통로가 인두(咽頭, 19)에서 만나 기관(23)으로 이어지고 있다. 입으로도 숨을 쉴 수는 있지만, 입으로 쉬는 숨은 부차적이며 코로 숨을 쉬는 것이 원칙이다. 왜냐하면 코에는 먼지를 제거하는 공기정화기능(필터기능)과 찬 공기가 들어가지 않도록 가온 가습하는 기능이 있어서 숨을 쉬는 것을 기본적인 목적으로 하여 만들어진 기관이라고 할 수 있기 때문이다.

도1을 참고하면, 사람의 코(10)는 콧구멍(10a) 안쪽으로 비강(14)이 위치하며, 비강(14)안에는 상비갑개(11), 중비갑개(12) 및 하비갑개(13)라고 하는 점막으로 뒤덮인 3개의 주름들이 코의 양쪽으로 나뉘어져 형성되어 있다. 상기 상비갑개(11)와 중비갑개(12)의 사이에 있는 공기통로를 상비도(11a)라 하고, 중비갑개(121)와 하비갑개(13)의 사이에 있는 공기통로를 중비도(12a)라고 하며, 하비갑개(13)와 경구개(17a)의 사이에 있는 공간을 하비도(13a)라고 한다.

구강(15)안의 입 천정에 있는 단단한 뼈를 둘러싸고 있는 부분은 경구개(17a)이며, 경구개(17a)의 끝부분에는 부드러운 근육으로 된 연구개(17b)가 결합되어 있고, 상기 경구개(17a)와 연구개(17b)가 구개(17)를 구성한다.

양쪽 콧구멍(10a)으로 서로 분리된 2개의 통로들은 비강(14) 및 상비도(11a), 중비도(12a), 하비도(13a)를 거친 다음 비인강(18)에서 서로 만난다. 상 기 비인강(18)의 앞쪽으로는 연구개(17b)가 위치하며, 비인강(18)의 아래쪽에는 인두(19)가 위치하고, 인두(19)의 아래쪽에는 하인두(21)가 위치하는데, 상기 인두(19)와 하인두(21)는 모두 주름진 점막들로 이루어져 있다. 그리고 하인두(21)의 아래 부분은 식도(24)와 기관(23)으로 분리된다. 도1에 도시된 바와 같이 기관(23)과 하인두(21)의 사이에는 후두(22)가 위치하고 있다.

한편, 구강(15)안의 아래쪽에는 혀(16)가 위치하며, 혀의 안쪽 깊은 곳에는 설근부(16a)가 있고, 설근부(16a)의 안쪽으로 후두개(20)가 위치한다.

도1에서 점선으로 표시한 A1은 비강(14) 안의 가장 높은 위치를 가리키며, A2는 경구개(17a)의 구개골의 위치를 가리키고, A3은 후두개(20) 상연의 위치를 가리키며, A4는 성대(25)의 위치를 가리킨다. 도1에서 A1-A2의 사이에는 비강(14)과 비인강(18)이 위치하고, A2-A3의 사이에는 인두(19)가 위치하며, A3-A4의 사이에는 하인두(21)가 위치한다. 의학적으로는 A1-A4까지의 공간 안에 존재하는 공기통로를 상기도(上氣道, B1)이라고 하며, A4아래의 공간에 존재하는 공기통로를 하기도(下氣道, B2)라고 하고, 위 상기도(B1)와 하기도(B2)를 합쳐 일반적으로 기도(氣道)라고 한다. 의학적으로 코골이는 위 상기도(B1)에서 공기의 통로가 좁아지고 연구개 등이 진동을 일으킴으로써 소음이 발생하는 것이라고 할 수 있다.

도1에 화살표들로 표시된 바와 같이 콧구멍(10a)을 통해 비강(14) 안으로 들어간 공기는 비인강(18)과 인두(19) 및 하인두(21)를 거쳐 기관(23)으로 들어가게 되는데, 이때 공기가 통과하는 경로 상에 위치한 연구개(17b)와 설근부(16a) 그리고 인두(19)와 하인두(21)의 점막들이 진동함으로써 코골이가 발생하게 된다.

연구개(17b)는 경구개(17a)의 끝에 결합된 부드러운 근육 조직으로서 마치 비행기의 날개처럼 공기의 흐름에 의해서 펄럭이는 특성이 있는데, 사람이 깨어 있을 때는 목과 입안의 근육들이 연구개(17b)를 잡아주므로 펄럭이지 않지만 잠든 동안에는 연구개(17b)를 지지하는 근육들이 이완되기 때문에 사람(H)이 똑바로 누워서 잘 경우 목 뒤 쪽으로 늘어져서 인두(19)를 막게 된다(도2 참조). 도2에 도시된 바와 같이 연구개(17b)가 늘어져 인두(19)를 좁게 만든 상태에서는 공기의 유속이 빨라지므로 연구개(17b)가 숨을 들이쉬고 내쉼에 따라 펄럭이게 되고, 이에 따라 연구개를 포함한 하인두의 점막이 진동하여 코고는 소음이 발생한다. 의학계에 알려진 바에 의하면 사람이 코를 고는 동안 호흡의 횟수는 분당 약 12-18회 정도 되는데 , 호흡 횟수만큼 연구개 및 하인두의 점막이 진동하여 코골이의 독특한 소음을 발생하게 되는 것이다. 이중 가장 진동이 심한 부위가 연구개이며 사람마다 각기 진동부위가 다르긴 하지만 주로 연구개가 소음의 주원인이 된다.

또한, 수면 중 혀의 뒷부분(뿌리 부분)도 하인두 쪽으로 늘어져서 하인두를 막게 되고 그 결과 공기의 흐름에 의해 설근부와 하인두 점막의 떨림이 생겨서 코골이와 수면무호흡증을 일으키게 된다.

이와 같이 연구개(또는 설근부) 및 하인두의 진동에 의해 발생하는 코골이를 치료하기 위하여 현재까지 매우 다양한 방법들이 제안된 바 있는데, 최근에는 뻣뻣한 성질이 있는(stiff) 가는 섬유질의 이식편(implant)을 연구개에 영구적으로 삽입하여 연구개에 인위적으로 강성(stiffness)을 부여함으로써 숨쉬는 동안의 연구개의 떨림을 억제하는 코골이 임플란트 시술법이 개발되어 좋은 반응을 얻고 있다. 이 코골이 임플란트 시술법은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 천으로 만든 길이 1.8mm 정도의 얇은 이식편을 코골이 환자의 연구개에 영구적으로 삽입하는 시술법으로서 대한민국 공개특허공보 2004-0011479호에 의해 공개된 바 있다.

그러나, 이러한 종래의 코골이 임플란트 시술법은 코골이 증상이 심한 환자의 경우에 비록 구개 이식편(palatal implant)을 설치하였다 하더라도 수면 중 연구개가 목 뒤쪽으로 심하게 처져서 인두벽과 밀착하는 현상 자체를 막을 수 없었으며, 그 결과 코골이 및 수면무호흡 증상의 완전 개선에는 한계가 있었다. 또한, 종래의 코골이 임플란트 시술법은 수면 중 설근부가 목 뒤쪽으로 처져서 하인두와 밀착함으로써 발생하는 코골이 증상 및 폐쇄성 수면무호흡증을 개선하는 데에는 한계가 있었다.

물론 종래의 구개 이식편의 경우에도 이와 같이 수면 중 연구개가 목 뒤쪽으로 심하게 처지는 경우를 대비하여 미리 이식편을 구부러진 형상으로 제작하여 연구개가 항시 인두로부터 떨어져 있도록 함으로써 수면 중 연구개가 아무리 목 뒤쪽으로 처지더라도 연구개 후단이 인두벽과 붙지 않도록 할 수도 있을 것으로 생각되나, 이와 같이 연구개가 항상 인두벽과 떨어져 있도록 그 위치를 영구적으로 변형시키면 연구개가 담당하는 기본 기능에 문제가 생긴다. 즉, 사람이 침을 삼키는 동작(연하운동)을 할 때 침을 삼키기 곤란하고, 음식물을 먹을 때에 음식물이 비인강으로 들어가 코로 나오는 등의 문제가 생길 수 있다.

따라서 종래의 구개 이식편은 그 형상을 미리 구부려 놓는 것이 별로 바람직 하지 않았다. 결과적으로, 종래의 구개 이식편은 연구개의 공기역학적 거동을 개선하여 수면 중 덜 진동하도록 억제하는 것에 타겟을 맞춘 것이었고, 연구개가 수면 중 인두를 막는 현상을 완전히 해소하는 것은 아니었다.

이에 본 발명의 발명자들은 종래의 구개 이식편만으로는 코골이 증상의 완전한 개선이 어렵다고 판단하고, 사람의 수면 중 체온 변화에 따라 형상이 변형되는 소재를 구개 이식편에 새롭게 적용함으로써 사람이 잠든 후 일정시간까지는 연구개를 인두의 반대쪽 방향으로 지지해 주어 인두의 공기통로가 충분히 확보될 수 있도록 하고, 그 외의 시간에는 종래의 구개 이식편과 동일하게 동작하도록 한 개량된 타입의 구개 이식편을 개발할 필요가 있다고 생각하였다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 종래의 구개 이식편에 형상기억효과가 있는 소재를 적용함으로써 코골이 환자가 잠든 후 수 시간 동안 나타나는 체온상태에서 구개 이식편이 원래 기억된 형상으로 회복되어 연구개를 인두의 반대방향으로 지지해 주고 그 결과 인두 안의 공기통로를 보다 넓게 확보하여 코골이 및 수면무호흡증의 치료효과를 높일 수 있는 좀 더 넓은 적응증을 가진 개량된 타입의 구개 이식편을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 특히 사람이 잠들기 바로 직전에 체온이 최고조에 달했다가 이후 체온이 떨어지면서 수면 상태에 들어가고 그 후 잠에서 깨어날 때까지 점차적으로 체온이 내려가는 전형적인 체온변화 패턴을 보인다는 것에 착안하여 잠든 후 수 시 간 동안의 체온 상태에서만 형상기억효과를 발휘하는 지지부재를 종래의 구개 이식편에 추가적으로 내장시킨 개량된 타입의 구개 이식편을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 형상기억효과를 발휘하는 지지부재를 포함하고 사람의 설근부에 삽입됨으로써 수면 중 설근부의 근육이 하인두 쪽으로 처지는 것을 막을 수 있는 설 이식편을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편은, 형상기억재료로써 형성된 지지부재(30); 및 상기 지지부재(30)를 둘러싸는 원통형의 섬유조직체(301);를 구비하고, 상기 지지부재(30)는 사람이 수면상태로 들어가는 시점의 체온에 해당하는 제1온도(T₁)에서 기억된 형상을 회복하고, 형상회복 후 상기 제1온도(T₁)보다 0.3~0.7℃ 낮은 제2온도(T₂)까지는 상기 기억된 형상이 유지되며, 상기 제2온도(T₂) 아래에서는 상기 기억된 형상이 풀려서 소성변형이 가능하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편은, 형상기억재료로써 형성된 지지부재(30); 및 상기 지지부재(30)를 둘러싸는 원통형의 섬유조직체(301);를 구비하고, 상기 지지부재(30)는 사람이 수면상태로 들어가는 시점의 체온에 해당하는 제1온도(T₁) 및 상기 제1온도(T₁)보다 0.3~0.7℃ 낮은 제2온도(T₂)의 사이의 구간에서는 기억된 형상을 회복하며, 상기 제2온도(T₂) 아래에서는 상기 기억된 형상이 풀려서 소성변형이 가능하게 되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 설 이식편은, 형상기억재료로써 형성된 지지부재; 및 상기 지지부재를 둘러싸는 원통형의 섬유조직체;를 구비하고, 상기 지지부재는 사람이 수면상태로 들어가는 시점의 체온에 해당하는 제1온도(T₁)에서 기억된 형상을 회복하고, 형상회복 후 상기 제1온도(T₁)보다 0.3~0.7℃ 낮은 제2온도(T₂)까지는 상기 기억된 형상이 유지되며, 상기 제2온도(T₂) 아래에서는 상기 기억된 형상이 풀려서 소성변형이 가능하게 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편은 종래의 코골이 치료용 구개 이식편에 형상기억효과가 있는 지지부재를 삽입함으로써 코골이 환자가 잠든 후 수 시간 동안 나타나는 체온상태에서 구개 이식편이 원래의 기억된 구부러진 형상으로 회복되어 연구개를 인두의 반대방향으로 지지해 줌으로써 인두 안의 공기통로를 보다 넓게 확보할 수 있고 그 결과 코골이 및 수면무호흡증의 치료효과를 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 설 이식편은 그 내부에 형상기억효과가 있는 지지부재를 삽입함으로써 수면 중 설 이식편이 원래의 구부러진 형상으로 회복되어 혀의 뒷부분(뿌리 부분)을 인두의 반대방향으로 지지해 주어 인두 안의 공기통로를 보다 넓게 확보할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편과 설 이식편의 구성 및 작용 효과를 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 구개 이식편(300) 및 설 이식편(350)이 코골이 환자(H)의 연구개(17b) 및 설근부(16a)에 각각 영구적으로 삽입 설치된 상태를 도시하는 인체 두부(頭部)의 단면도이며, 도4는 환자의 연구개에 구개 이식편(300)을 설치한 상태를 도시한 입 벌린 상태의 사시도이다.

도3 및 도4에 도시된 구개 이식편(300)은 연구개(17b)의 근육층에 삽입된 후 세포조직과 자연스러운 염증반응을 일으킴으로써 섬유화에 의해 연구개 안에 단단히 고정된다. 구개 이식편(300)은 바람직하게는 연구개(17b)의 길이방향으로 3개가 일정 간격을 유지하면서 나란하게 설치되는데(도4 참조), 연구개(17b)안에 삽입된 구개 이식편들(300a,300b,300c)은 마치 우산에 있는 우산살이 우산을 팽팽하게 펼쳐주는 것과 같은 원리로 연구개(17b) 조직을 지지한다.

또한, 도3에서는 본 발명에 의한 설 이식편(350)도 함께 삽입 설치된 상태를 도시하였다. 본 발명에서 제공하는 설 이식편(350)은 구개 이식편(300)과 동일 유사한 구조와 형상으로 제작되고 동일한 시술방법으로 설근부(16a)안에 삽입 설치된다(도10 및 도11의 구개 이식편(300)의 시술과정 참조). 설 이식편(350)은 수면 중 중력에 의해 설근부(16a)가 하인두 쪽으로 처지는 것을 막는 역할을 하는데, 특히 도12에 도시된 바와 같이 설 이식편(350)이 수면 중 체온 상태에서 사람의 입 쪽으로 구부러짐으로써 혀뿌리 부분을 떠 받쳐 하인두를 막지 않게끔 한다.

도4에서 사람이 입을 벌렸을 때에 목젖(uvula, 27) 바로 위로 연구개(17b)가 보이는데, 이 연구개에 길이 방향으로 3개의 구개 이식편들(300a,300b,300c)을 삽입한다. 도4에서 도면부호 28은 편도선(tonsil)을 가리킨다.

도5는 도3 및 도4에 도시된 구개 이식편(300) 및 그 구개 이식편(300)안에 내장된 형상기억 지지부재(30)를 도시하며, 도6은 구개 이식편(300)의 단면을 도시한다. 이하, 도5 내지 도9에서 설명하는 구개 이식편(300) 및 그 안의 형상기억 지지부재(30)에 관한 설명은 설 이식편에 대해서도 모두 동일하게 적용된다.

도5에 도시된 구개 이식편(300)의 외양은 종래의 구개 이식편과 동일하다. 종래의 구개 이식편은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 천으로 짜여진 다공질의 섬유조직체(301)로만 구성되어 있었지만, 본 발명에 따른 구개 이식편(300)은 상기 PET 재질의 섬유조직체(301)안에 형상기억재질로 만들어진 형상기억 지지부재(30)를 내장하고 있다(도6 참조).

상기 섬유조직체(301)의 길이(Iℓ)는 대략 1~2.5mm이며, 바람직하게는 1.8mm로 설정하는 것이 유리하고, 섬유조직체(301)의 직경(Id)은 0.1~0.8mm의 범위에서 적절하게 설정할 수 있다. 한편 상기 섬유조직체(301)는 그 외부 표면에 고정홈(302)이 형성되어 있는데, 이 고정홈(302)은 구개 이식편(300)이 연구개 안에 삽입되었을 때에 연구개의 근육층 세포조직이 섬유화 반응을 일으켜 고정홈(302) 안 으로 들어와 채워짐으로써 구개 이식편이 연구개 안에 안정적으로 자리잡을 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 섬유조직체(301)의 내부에 삽입되는 형상기억 지지부재(30)는 바람직하게는 원형(圓形) 단면의 가는 와이어(wire) 형태로 제작되는 것이 유리하지만, 그 외에도 사각봉을 비롯한 각(角)형의 단면의 와이어 형태로 제작될 수도 있고, 스트립(strip) 형태로 제작될 수도 있다. 상기 형상기억 지지부재(30)는 형상기억합금 혹은 형상기억 폴리머로 제작되며, 그 길이(Wℓ)는 상기 섬유조직체(301)의 길이(Iℓ) 보다 약간 짧은 것이 바람직하고, 그 직경(Wd)은 상기 섬유조직체(301)의 직경(Id)의 0.2~0.8배의 범위에 있도록 하는 것이 바람직하다.

도7은 본 발명의 구개 이식편(300)에 포함된 형상기억 지지부재(30)가 사람의 수면 중 일어나는 체온변화에 따라 형상 변형을 일으키는 과정을 도시한다. 특히, 도7의 상단에는 사람이 밤 12시에 잠들어서 아침 7시에 깨어나는 것을 가정하여 하루중 시간의 경과에 따른 체온변화가 도시되어 있다.

도7의 상단에 도시된 시간-체온 그래프를 살펴보면, 사람의 체온은 하루 중 아침에 일어났을 때가 최저가 되며(대략 36.3℃), 그 후 신체활동을 하면서 점차적으로 체온이 상승하여 저녁때가 되면 36.7~36.8℃ 정도로 높아지고, 특히 잠들기 바로 직전에는 최고조로 올라가(T₁ = 대략 37.1~37.2℃) 이후 수면이 진행되면서 점차적으로 체온이 내려가는 것을 알 수 있다.

그리고 수면 중에는 도7의 상단 그래프처럼 체온이 점차 내려가는 것과 함께 하단의 수면시간-수면단계의 그래프에 도시된 바와 같이 1단계 내지 4단계의 수면단계가 계단식으로 변화되면서 진행된다. 1단계 내지 4단계의 수면단계들은 뇌파의 주파수에 의해서 구분이 가능하며, 하루의 수면 중 대략 3~5번 정도의 렘(REM; rapid eye movement, 급속 안구 운동) 수면이 나타난다. 렘 수면의 지속시간은 각 5~30분 전후로서 새벽이 가까워질수록 길어지는 경향이 있다.

사람은 수면 중 깊은 단계의 수면에 충분히 도달하여야 잠을 잘 잤다고 할 수 있다. 그런데 도7의 하단의 수면단계 그래프를 보면, 깊은 단계의 수면에 해당하는 3단계 및 4단계는 특히 잠든 후 3~4시간 안에 집중적으로 나타나고, 수면 후반기(즉, 잠든 후 4시간 정도가 경과한 뒤)에는 비교적 얕은 단계인 1,2단계 및 렘 수면이 주로 나타난다.

코골이 환자들은 코골이 및 이와 수반된 수면무호흡 증상으로 인해 깊은 잠을 잘 들지 못하는데, 이는 수면 초기에 코골이로 인해 숨쉬는데 장애가 생겨서 강제적으로 숨을 쉬게 하기 위해 자꾸 뇌가 각성하기 때문이다. 도7의 하단 그래프에 나타난 바와 같이, 3단계 및 4단계의 깊은 수면상태는 수면 초기에 집중되어 있는데, 코골이 환자들은 뇌가 자꾸 각성되어 깊은 단계의 수면상태로 아예 진입하지 못하므로 오랜 시간을 자고 나서도 피곤함이 가시지 않는 것이다.

따라서, 이와 같은 코골이 환자들이 깊은 단계의 수면을 취하지 못하는 문제를 해결하기 위해서는, 특히 수면 초기단계에서 인두의 공기통로를 충분히 확보하여 숨쉬는데 장애가 없도록 함으로써 뇌가 각성되는 일이 없도록 할 필요가 있다. 한편, 이와 반대로 수면의 후반기에는 깊은 단계의 수면상태가 나타나지 않으므로 다소 숨이 막혀 뇌가 각성된다 하더라도 수면의 질에 있어 큰 문제를 일으키지는 않는다. 또한 수면 후반기의 시간대에는 코골이 환자의 주위 사람들도 이미 깊은 잠에 빠져 있으므로 코골이 환자의 코고는 소리에 크게 영향을 받지는 않는다.

본 발명은 이러한 코골이 및 수면무호흡증 환자의 수면패턴상의 문제점을 해결하기 위하여 구개 이식편이 특히 수면 초기단계에서 인두의 공기통로를 충분히 확보하도록 작용하게끔 하는 것을 주요한 특징으로 하고 있다.

즉, 본 발명은 사람의 체온 변화구간 내에서 형상기억효과가 나타나는 형상기억 지지부재를 구개 이식편의 일부 또는 전부로서 사용함으로써 수면 초반기에는 이식편이 연구개를 잡아주어 인두가 막히지 않도록 하고, 수면 중반기 이후에는 이식편이 연구개를 잡아주던 힘을 제거해서 종래의 구개 이식편과 마찬가지로 거동하도록 하는 것에 핵심적인 기술적 특징이 있는 것이다.

이와 같이 구개 이식편에 형상기억효과를 결합시킨 본 발명의 특징이 제대로 구현되도록 하기 위해서는, 본 발명의 구개 이식편이 수면 초반기부터 중반기 정도까지의 대략 3~4시간 동안은 굽어진 형태로 변형되어 탄성력을 발휘함으로써 연구개를 잡아주고, 그 이후에는 탄성력이 제거되어 똑바로 펴질 수 있도록 해야 한다. 즉, 도7에 도시된 바와 같이 수면 초기의 체온(T₁)부터 수면 중반기의 체온 (T₃)까지의 구간(E)에서는 구개 이식편 안에 내장된 형상기억 지지부재가 미리 기억된 구부러진 형태로 복원되어 탄성력을 발휘하는 한편, 수면 중반기 이후 체온이 T₃ 밑으로 내려가는 시점부터 다시 잠들 때까지의 구간(P)에서는 상기 지지부재의 탄성력 이 제거되도록 할 필요가 있다.

일반적으로 형상기억효과를 갖는 소재로는 형상기억합금 혹은 형상기억 폴리머가 있는데, 이 중 형상기억합금은 합금으로 일정한 모양을 만들고 나서 힘을 가해 전혀 다른 모양으로 변형시킨 후에 온도를 높여주면 처음의 모양을 기억해서 그 모양으로 돌아가는 합금을 말한다. 형상기억합금이 적용된 대표적인 예로는 여성용 속옷의 일종인 '메모리 브라 와이어'를 들 수 있다. 메모리 브라 와이어는 보통 합금보다 10배 이상 큰 형상기억합금의 초신축성 때문에 세탁때 휘고 구부러진 와이어가 착용 후 체온에 의해 점차 가슴을 받쳐주는 원래의 형상으로 돌아오게 되는 제품이다.

본 발명의 구개 이식편(300)에 삽입된 지지부재(30)도 메모리 브라 와이어와 마찬가지로 일정한 온도(즉, 도7의 T₃) 이상에서 원래의 기억된 형상을 회복하고(도7의 도면부호 30' 참조) 초신축성을 발휘하여 연구개를 인두의 반대쪽 방향으로 밀어주는 역할을 하게 된다.

종래 형상기억합금의 소재로는 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe) 등에 아연(Zn), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag) 등의 각종 금속을 조합한 Cu-Zn-Ni, Cu-Al-Ni, Ag-Ni, Au-Cd 등과 같은 수십 종류의 합금계가 개발된 바 있는데, 이중 니켈(Ni)과 티타늄(Ti)의 합금인 니티놀(nitinol)이 가장 기억력이 좋은 합금으로 알려져 널리 사용되고 있다. 특히 니티놀은 니켈과 티타늄의 배합비율 및 첨가되는 미량원소(구리, 아연, 알루미늄 등)의 함량비에 의해 -240℃부터 100℃ 까지 매우 넓은 온도 영역에서 형상기억효과를 발휘하도록 만들 수 있다. 비록 주어진 온도에서 기억 효과가 나타날 수 있게 하기 위한 니켈과 티타늄의 적절한 비를 찾는 것은 시간이 많이 걸리고 어려운 과정이지만, 본 발명에서 원하는 바와 같이 수면 후 수 시간이 경과한 때의 체온(T₃) 보다 높은 온도에서 기억형상이 회복되는 형상기억합금을 개발하는 것은 현실적으로 충분히 가능한 일이다.

또한, 형상기억합금의 개발 기술이 발달함에 따라 기존의 1방향성의 형상기억합금 뿐만 아니라 2방향성의 형상기억합금을 만드는 것도 가능하게 되었다. 지금까지의 형상기억합금의 형상회복 동작은 주로 1방향성이라는 비가역적인 현상이었는데, 이는 적당한 모양으로 기억시킨 합금을 저온에서 변형시킨 후 일정한 온도 이상으로 가열하면 원래의 형상으로 회복되지만, 다시 저온으로 만들어도 온도를 올리기 전의 변형된 모양으로 돌아가지는 않는 것을 말한다. 이와 달리 고온에서의 형상과 온도를 올리기 전 저온에서의 형상을 동시에 기억하는 형상기억합금을 2방향 형상기억합금이라고 하는데, 이러한 2방향성 형상기억합금은 가열과 냉각을 통해 두 형상이 반복되는 가역적인 동작을 일으킨다.

본 발명에서는 일단 현재까지 상용화된 1방향성 형상기억합금을 이용하여 지지부재를 만드는 경우를 상정하였지만, 향후 본 발명의 요구에 부합하는 2방향성 형상기억합금이 개발되면 이 2방향성 형상기억합금을 이용하여 지지부재를 만드는 것도 물론 가능하다.

또한, 형상기억합금 외에도 최근에 많이 개발되고 있는 형상기억 플라스틱 또는 형상기억 폴리머를 이용하여 형상기억 지지부재를 제작하는 것도 가능하다. 고분자를 가열했을 때에 생기는 수축은 메커니즘적으로 형상기억합금과 다르지만 현상적으로는 형상기억효과와 동일하다고 볼 수 있으므로, 형상기억 플라스틱 및 폴리머를 본 발명의 구개 이식편 및 설 이식편에 일부 또는 전부 적용하는 것이 가능하다.

도7 및 도8을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예로서 체온이 최고점인 제1온도(T₁)에 올라갔을 때부터 대략 0.3~0.7℃정도 떨어진 제2온도(T₃)까지의 시간 동안에 지지부재가 기억된 형상을 회복하도록 하기 위해서는, 위 제1온도(T₁) 및 제2온도(T₂)의 중간 지점에 위치하는 제3온도(T₃)를 형상회복온도(전환온도)로 설정할 필요가 있다.

형상기억합금 및 형상기억폴리머를 포함하는 형상기억물질들은, 다른 물리현상들의 경우와 마찬가지로, 형상회복온도(T₃) 이상에서 기억형상을 회복하는 과정 및 그와 반대로 형상회복온도(T₃) 이하에서 형상기억효과를 상실하는 과정에 있어서도 어느 정도의 지연효과를 갖는다.

형상기억물질들은 온도가 형상회복온도 이상으로 올라감에 따라 분자구조 및 조직구조가 재배열되어 원래의 기억된 형상이 발현되게 되는데, 이와 같이 분자구조가 재배열되는 현상은 정해진 형상회복온도(T₃)보다 약간이라도(예를 들어 0.1℃라도) 높게 된다고 하여 금방 일어나는 것이 아니다. 비록 형상회복온도가 T₃ (도7 및 도8에서 36.9℃로 표시됨)으로 설정되었다고 하더라도, 체온이 정확히 36.9℃가 된 시점에 급작스럽게 형상회복효과가 발생하지는 않으며, 분자구조의 재배열을 위한 소정의 문턱값을 넘어야만 비로소 형상회복효과가 발생하게 된다. 이때, 문턱값은 0.1~0.3℃ 정도의 미세한 온도차일 수도 있고, 그보다 큰 단위의 온도차일 수도 있다. 이와 마찬가지로 체온이 형상회복온도인 T₃ 이하로 내려갔다고 하더라도 정확히 그 온도 T₃ 에 도달한 시점에서 곧바로 형상기억효과가 소멸되지는 않으며, 그 온도 보다 소정의 문턱값에 해당하는 온도차이만큼은 더 내려가야 비로소 형상기억효과가 소멸되는 현상이 나타난다. 온도가 내려가는 상황에서의 상태 변환을 위한 문턱값도 역시 0.1~0.3℃ 정도의 미세한 온도차일 수도 있고, 그보다 큰 단위의 온도차일 수도 있다.

이와 같이 형상기억물질의 상태 변경과정에 수반되는 문턱값에 기한 지연효과는 형상기억물질을 활용하는 용도에 따라 바람직하지 못한 것으로 취급될 수도 있지만, 본 발명의 경우에는 구개 이식편 및 설 이식편의 실용성을 높이는데 매우 큰 도움이 된다.

즉, 형상회복온도(T₃) 근처에서의 상태변환에 관한 지연효과가 전혀 없다면 형상회복온도(T₃) 이상이 되는 모든 구간에서 구개 이식편이 구부러져 연구개를 입 쪽으로 밀면서 자극하게 된다. 그런데, 도7에 도시된 바와 같이 사람의 체온은 이미 저녁시간 대부터 형상회복온도(T₃) 이상을 유지하고 있으므로, 상기 지연효과가 전혀 없다면 잠들기 수 시간 전부터 연구개 후단이 입 쪽으로 당겨지게 되는 것이다. 따라서, 상기 지연효과가 없을 경우에는 수면중이 아닌 경우에도 구개이식편의 형상기억효과가 발현되어 환자가 불편을 느끼게 된다. 그러나, 형상기억물질이 갖는 형상회복온도(T₃) 근처에서의 상태변환에 관한 지연효과로 인해, 비록 저녁시간대에 체온이 T₃ 이상으로 올라갔다 하더라도 소정의 문턱값(바람직하게는 0.1~0.3℃ 정도)만큼 체온이 더 올라가기 전까지는 구개 이식편이 구부러지는 일이 유보되므로, 최고온도(T₁)를 지나 수면상태로 들어간 후에만 형상기억효과가 나타나도록 조정할 수 있는 것이다.

또한, 수면 중 형상회복온도(T₃) 이하로 체온이 내려가는 경우에도 곧바로 형상기억효과가 사라지는 것이 아니라, 역시 마찬가지로 소정의 문턱값(바람직하게는 0.1~0.3℃ 정도) 만큼 더 체온이 내려가서 제2온도(T₂)에 도달한 후에 비로소 형상기억효과가 사라지도록 할 수 있다. 따라서, 체온이 하강하는 경우에도 이 과정에서 나타나는 형상기억물질의 지연효과로 인하여 보다 오랜 시간 동안 구개 이식편 및 설 이식편의 형상기억효과가 유지되도록 하는 것이 가능하다.

결과적으로, 본 발명의 구개 이식편 및 설 이식편은, 형상회복온도(T₃) 근처에서 위아래쪽 방향으로 모두 존재하는 형상기억물질의 지연효과를 적절히 이용함으로써, 수면 시작 후 수 시간 동안에만 구부러진 형상으로 복원되도록 하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 일단 형상회복온도(T₃)를 36.9℃로 설정하고, 그보다 0.3℃ 높은 37.2℃를 최고 온도(T₁)로 설정하여, 상기 최고온도(T₁)와 형상회복온도(T₃) 차이에 해당하는 0.3℃를 온도상승시의 문턱값으로 설정하였다. 그리고, 상기 형상회복온도(T₃)보다 0.3℃ 낮은 36.6℃를 형상기억효과가 유지되는 하한선인 제2온도(T₂)로 설정하여, 상기 형상회복온도(T₃)와 제2온도(T₂)의 차이인 0.3℃를 온도하강시의 문턱값으로 설정하였다.

도7 및 도8에 T₁, T₂, T₃로서 표시된 구체적인 온도들은 본 발명의 한 실시예에 그칠 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정짓는 것이 아니다. 위 각 T₁, T₂, T₃의 온도들은 도면에 표시된 것과 다르게 설정될 수 있으며, 위 문턱값 역시 형상기억물질의 구체적인 물성에 따라 다르게 나타날 수 있다.

또한, 사람마다 수면 직전의 최고 온도가 다를 수 있으므로, 본 발명에 의한 구개 이식편 또는 설 이식편을 시술받는 환자는 미리 수면다원검사 및 부가검사를 통해서 수면 직전의 최고 체온과 수면 기간 중의 체온 하강 패턴을 측정할 필요가 있다. 이러한 사전 검사과정을 통해 환자의 수면 직전의 최고 체온을 측정하면, 그 최고 체온 상태에서 형상기억효과가 발현되도록 설계된 지지부재를 내장하고 있는 구개 이식편 또는 설 이식편을 그 환자에게 시술함으로써 환자별 맞춤형 구개 이식편 또는 설 이식편의 시술이 가능하게 된다.

한편, 사람의 체온은 심부체온과 표면체온으로 나눌 수 있는데, 본 발명의 구개 이식편 또는 설 이식편 안에 안에 포함된 형상기억물질은 심부체온에 따라 반응하므로, 이 구개 이식편 또는 설 이식편을 시술받은 사람이 운동을 하여 체온이 올라가거나 뜨거운 음식을 먹는다고 하더라도 심부체온의 변화가 수반되지 않는 이상 이식편이 형상기억효과를 일으켜 구부러지지는 않는다.

이를 상술하면, 심부체온은 인간의 내부 장기의 온도로서 체온조절중추의 제어하에 엄밀하게 유지되는 것이라 도7에 도시된 체온 변화 패턴을 따라서 일정하게 변화된다. 그리고 심부체온은 직장에 체온계를 꽂아 측정함으로써 정확하게 측정할 수 있다.

반면에 표면체온은 사람의 피부, 즉 겨드랑이 등에서 측정되는 체온인데, 주위 환경의 온도, 의복 착용 상태, 신체 활동 정도 및 정신상태 등에 따라 수시로 변화될 수 있다.

따라서, 운동을 하거나 뜨거운 음식을 먹었다고 하더라도 인체의 표면체온 만이 변화될 뿐이며, 심부체온은 생체시계의 정해진 리듬에 따라 거의 일정한 패턴대로 변화되고 갑작스럽게 변화되지는 않는다.

본 발명의 구개 이식편과 설 이식편은 각각 입속의 연구개 및 설근부에 삽입되는 것인데, 연구개와 설근부는 모두 외부의 공기와 항시 접하는 조직이 아니고 내부의 장기에 연결되어 있어서 심부체온을 반영하고 있다. 따라서, 본 발명에 의해 사람의 연구개 및 설근부에 삽입된 구개 이식편 및 설 이식편은 심부체온의 변화에 따라서만 형상기억효과의 발현 및 소멸 현상이 나타난다.

도8 및 도9에서 도면부호 D₁은 형상회복온도(T₃) 이상에서 최고 온도(T₁)에 도달할 때까지 형상기억물질의 형상기억효과 발현이 지연되는 구간을 의미하며, 도면부호 D₂는 형상회복온도(T₃) 이하에서 제2온도(T₂)에 도달할 때까지 형상기억물질의 형상기억효과의 소멸이 지연되는 구간을 의미한다.

도8 및 도9를 참고하면, 본 발명에서 형상기억 지지부재(30)는 어느 한 방향으로만 θ의 각도만큼 구부러진 형상이 기억되어 있는데, 수면상태에 돌입할 때의 사람의 체온인 37.2℃ 부터 몇 시간 지난 후의 체온인 36.5~36.9℃ 상태에서 구부러진 형상으로 복원되도록 하였기 때문에, 이식편을 제작하는 일반 상온 상태에서는 기억된 형상과 다르게 형상이 변형되어 있을 수 있다. 따라서, 지지부재(30,30')의 기억된 형상의 방향을 파악할 수 있게끔 그 표면에 방향표지(標識, 31)를 표시하여 두는 것이 바람직하다(도8 및 도9 참조).

도9는 도8의 지지부재(30,30')가 구개이식편(300,300')안에 내장된 상태에서 형상기억효과에 의해 변형되는 것을 도시한다.

이상 도5 내지 도9를 참조하여 설명한 구개이식편(300)의 구조 및 작용 효과에 관련된 모든 설명들은 설 이식편(350, 도3 참조)에도 모두 동일하게 적용된다. 설 이식편(350)은 수면 중 체온상태에서 형상기억 효과에 의해 사람의 입 쪽을 향해 굴절됨으로써 혀뿌리 부분이 인두 쪽으로 늘어지는 것을 막아 혀뿌리 부분과 하인두 사이의 공기통로가 보다 넓게 확보될 수 있도록 한다.

도10 및 도11은 본 발명에 따른 구개이식편(300)을 코골이 환자의 연구 개(17b)에 삽입시술하는 과정을 도시한다.

도10 및 도11을 참고하면, 의사는 코골이 환자의 입을 벌리게 한 다음 압설자(壓舌子, tongue depressor; 40)를 이용해서 환자의 혀를 눌러 목젖(27) 바로 위의 연구개를 노출시키고, 이 상태에서 임플란트 시술도구(42)를 이용하여 본 발명의 구개 이식편(300)을 연구개(17b)안에 삽입한다. 이 시술에 사용되는 임플란트 시술도구(42)는 긴 총처럼 생겼으며, 끝 부분의 삽입관(42a)이 주사기 바늘처럼 형성되어서 구개 이식편(300)을 연구개 근육층 안으로 찔러서 밀어 넣을 수 있다.

도11에서는 3개의 구개 이식편들(300a,300b,300c)을 연구개(17b)에 삽입하는 것을 도시하였다. 도면부호 28은 편도선(tonsil)을 가리키며, 도면부호 43은 임플란트 시술도구(42)의 푸시버튼(push button)을, 그리고 45는 의사의 손을 가리킨다. 임플란트 시술도구(42)는 그 안에 구개 이식편(300)을 장전한 상태에서 손(45)으로 푸시버튼을 누르면 삽입관(42a)을 통해 구개 이식편이 배출되게 되어 있다.

도10 및 도11에서 설명한 구개 이식편을 연구개에 시술하는 방법과 도구에 대한 설명은 모두 설 이식편에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 도10 및 도11에 도시된 임플란트 시술도구(42) 혹은 이를 약간 변형한 시술도구를 이용하여 설 이식편을 설근부에 삽입할 수 있으며, 바람직하게는 설 이식편의 개수도 2~3 개 정도 나란히 설치할 수 있다.

도12는 본 발명에 따른 구개 이식편(300) 및 설 이식편(350)을 시술받은 코골이 환자(H)의 수면 중 구개 이식편(300)과 설 이식편(350)의 형상기억효과에 의한 원형 회복에 의해 연구개 후단과 설근부가 인두(19)의 벽면으로부터 떨어져 입 쪽 방향으로 올라옴으로써 인두 안의 공기 통로가 보다 넓어지고 그에 따라 코골이 및 수면무호흡증이 개선된 것을 도시한다.

도12를 참고하면, 코골이 환자(H)가 수면에 들어간 후 수 시간 동안은 그 체온 상태에 의해 저절로 구개 이식편(300)안의 형상기억 지지부재가 미리 기억된 형상을 회복하여 입 쪽을 향해 구부러져 올라간다. 그 결과 코골이 환자(H)가 바닥(F)에 똑바로 누운 상태라 하더라도 연구개(17b)가 인두를 완전히 막을 정도로 아래로 처지는 것을 방지하여 인두의 공기통로를 충분히 확보한다. 따라서, 본 발명에 따른 구개 이식편을 시술받은 사람은 수면 초기부터 중반부까지 구부러진 형태를 갖는 구개 이식편(300')에 의해 연구개의 위치가 지지됨으로 인해 인두(19)의 공기통로가 넓게 확보되어 비인강(18) 및 인두(19)를 통한 호흡을 무난하게 수행할 수 있다. 그 결과 본 발명의 구개 이식편을 시술받은 사람은 수면 초기부터 중반기까지 수면무호흡 증상이 개선되어 깊은 단계의 수면을 취할 수 있는 효과를 경험할 수 있다.

종래의 구개 이식편은 단지 연구개에 강성(stiffness)을 부여하여 공기의 흐름에 따라 펄럭거리는 정도를 감소시키는 효과만을 거두었지만, 본 발명은 종래의 구개 이식편에 수면 중 체온에 따른 형상변형의 기능을 추가함으로써 수면 중 연구개의 진동을 감소하는 효과와 더불어 인두의 공기통로를 더 넓게 확보하는 효과를 거둘 수 있다.

수면의학계의 임상경험에 의하면 수면무호흡환자의 경우 수면중 무호흡현상시에 상기도의 단면적이 폐쇄되며 수면 중 인두의 공기통로가 1mm 만이라도 더 크 게 확보된다면 숨쉬는 데 상당한 개선효과가 나타나고 그 결과 수면무호흡 증상도 훨씬 개선할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 명세서에 첨부된 도면들에는 구개 이식편(300,300') 및 그 안의 지지부재(30,30')가 큰 각도(θ)만큼 구부러진 상태로 형상이 기억되어 있는 것처럼 도시하였으나, 실제로는 도면에 나타난 것처럼 큰 각도로 구부러지거나 휘어질 필요는 없다. 아주 약간만이라도, 예를 들어 단 1mm 만이라도 연구개를 인두벽으로부터 떨어지도록 받쳐주는 것만으로도 상당한 효과를 거둘 수 있다.

한편, 구개 이식편이 기억된 형상으로 변형되어서 탄성력을 발휘하고 있는 경우에도, 사람이 침을 삼키는 동작을 할 때에는 연구개 근육층의 힘에 의해 구개 이식편이 일시 변형되고 연구개가 인두를 막을 수 있으므로 연구개의 기본적인 기능을 유지하는데는 전혀 장애가 되지 않는다.

또한, 본 발명의 구개 이식편은 형상기억효과가 소멸된 후에는 사람이 침을 삼키거나 음식물을 먹는 동작을 하게 되면 연구개 근육층의 힘에 의해 이식편이 변형됨으로써 이식편 및 그 안의 지지부재가 펴지게 되어, 종래의 구개 이식편과 동일한 상태로 된다.

도1 및 도2는 사람의 코, 입 및 목구멍 부분의 내부 구조를 도시하는 머리 부분의 단면도로서, 도1은 정상인의 머리 구조도 혹은 코골이 환자의 깨어 있는 상태의 머리 구조도이고, 도2는 코골이 환자의 수면 중 연구개가 늘어져 인두를 좁게 만듦으로써 코골이가 발생하는 상태의 머리 구조도이다.

도3은 본 발명에 따른 구개 이식편(300) 및 설 이식편(350)이 코골이 환자(H)의 연구개(17b)와 설근부(16a)에 영구적으로 삽입 설치된 상태를 도시하며, 도4는 구개 이식편들(300)의 설치 상태를 도시한다.

도5는 도3 및 도4에 도시된 구개 이식편(300) 및 그 구개 이식편(300)안에 내장된 형상기억 지지부재(30)를 도시한다.

도6은 도5의 구개 이식편(300)의 단면도이다.

도7은 본 발명의 구개 이식편(300)에 포함된 형상기억 지지부재(30)가 사람의 수면 중 체온변화에 따라 형상 변형을 일으키는 과정을 도시한다.

도8은 본 발명에 따른 구개 이식편(300)의 형상기억 지지부재(30)가 코골이 환자의 체온의 변화에 따라 기억된 형상으로 회복되거나 혹은 탄성력을 잃고 소성변형되는 상태에 있게 되는 것을 도시하며, 도9는 상기 형상기억 지지부재(30)의 형상기억효과로 인해 구개 이식편(300)이 변형되는 것을 도시한다.

도10 및 도11은 본 발명에 따른 구개 이식편(300)을 코골이 환자의 연구개(17b)에 삽입시술하는 과정을 도시한다.

도12는 본 발명에 따른 구개 이식편(300) 및 설 이식편(350)을 시술받은 코 골이 환자(H)의 수면 중 구개 이식편(300)과 설 이식편(350)의 형상기억효과에 의한 원형 회복에 의해 연구개 후단과 설근부가 인두(19)의 벽면으로부터 떨어져 입 쪽 방향으로 올라옴으로써 인두 안의 공기 통로가 보다 넓어지고 그에 따라 코골이 및 수면무호흡증이 개선된 것을 도시한다.

*도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 코 10a: 콧구멍

11: 상비갑개 11a: 상비도

12: 중비갑개 12a: 중비도

13: 하비갑개 13a: 하비도

14: 비강 15: 구강

16: 혀 16a: 설근부

17: 구개 17a: 경구개

17b: 연구개 17c: 연구개 후단

18: 비인강 19: 인두

20: 후두개 21: 하인두

22: 후두 23: 기관

24: 식도 25: 성대

27: 목젖 28: 편도선

30, 30': 형상기억합금 와이어

40: 압설자(壓舌子; tongue depressor)

42: 이식편 시술도구 42a: 삽입관

43: 푸시버튼 31: 표지(標識)

300, 300a, 300b, 300c, 300': 구개 이식편(palatal implant)

301: 섬유조직체 302: 고정홈

350, 350': 설(舌) 이식편 F: 실내 바닥

H: 코골이 환자 B1: 상기도(上氣道)

B2: 하기도(下氣道)

Claims (8)

1. 사람의 연구개(軟口蓋) 안에 삽입되는 구개 이식편에 있어서, 상기 구개 이식편은,

   형상기억재료로써 형성된 지지부재(30); 및

   상기 지지부재(30)를 둘러싸는 원통형의 섬유조직체(301);를 구비하고,

   상기 지지부재(30)는 사람이 수면상태로 들어가는 시점의 체온에 해당하는 제1온도(T₁)에서 기억된 형상을 회복하고, 형상회복 후 상기 제1온도(T₁)보다 0.3~0.7℃ 낮은 제2온도(T₂)까지는 상기 기억된 형상이 유지되며, 상기 제2온도(T₂) 아래에서는 상기 기억된 형상이 풀려서 소성변형이 가능하게 되는 것을 특징으로 하는, 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편.
2. 제1항에 있어서, 상기 형상기억재료는 형상기억합금 및 형상기억 폴리머를 포함하는 물질들 중 하나인 것을 특징으로 하는, 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편.
3. 제2항에 있어서, 상기 형상기억합금은 티타늄과 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편.
4. 제1항에 있어서, 상기 지지부재(30)는 연구개 후단을 인두의 반대쪽으로 편향시키도록 형상이 기억된 것을 특징으로 하는, 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편.
5. 제1항에 있어서, 상기 지지부재(30)는 선형의 형상기억합금 와이어인 것을 특징으로 하는, 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편.
6. 사람의 연구개 안에 삽입되는 구개 이식편에 있어서, 상기 구개 이식편은,

   형상기억재료로써 형성된 지지부재(30); 및

   상기 지지부재(30)를 둘러싸는 원통형의 섬유조직체(301);를 구비하고,

   상기 지지부재(30)는 사람이 수면상태로 들어가는 시점의 체온에 해당하는 제1온도(T₁) 및 상기 제1온도(T₁)보다 0.3~0.7℃ 낮은 제2온도(T₂)의 사이의 구간에서는 기억된 형상을 회복하며, 상기 제2온도(T₂) 아래에서는 상기 기억된 형상이 풀려서 소성변형이 가능하게 되는 것을 특징으로 하는, 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편.
7. 제6항에 있어서, 상기 지지부재(30)는 연구개 후단을 인두의 반대쪽으로 편향시키도록 형상이 기억된 것을 특징으로 하는, 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 구개 이식편.
8. 사람의 설근부 안에 삽입되는 설 이식편에 있어서, 상기 설 이식편은,

   형상기억재료로써 형성된 지지부재; 및

   상기 지지부재를 둘러싸는 원통형의 섬유조직체;를 구비하고,

   상기 지지부재는 사람이 수면상태로 들어가는 시점의 체온에 해당하는 제1온도(T₁)에서 기억된 형상을 회복하고, 형상회복 후 상기 제1온도(T₁)보다 0.3~0.7℃ 낮은 제2온도(T₂)까지는 상기 기억된 형상이 유지되며, 상기 제2온도(T₂) 아래에서는 상기 기억된 형상이 풀려서 소성변형이 가능하게 되는 것을 특징으로 하는, 코골이 및 수면무호흡증의 치료를 위한 설 이식편.

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