KR20140029233A - 내피세포화가 용이한 와이어형 스텐트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내피세포화가 용이한 와이어형 스텐트에 관한 것이다. 본 발명은 혈관 협착을 치료하기 위해 인체 내부에 삽입되고, 와이어로 구성된 내피세포화가 용이한 와이어형 스텐트에 관한 것으로서, 스텐트를 구성하는 스트럿은 혈관 내벽을 향해 그 폭이 증가하도록 형성될 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 내피세포화가 용이해짐으로써, 스텐트가 혈관 내벽에 보다 견고하게 고정이 되어 혈관 협착의 치료에 보다 효과적이다.

Description

내피세포화가 용이한 와이어형 스텐트{Wire stent for easy endothelial cellularization}

본 발명은 와이어형 스텐트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스텐트의 시술시에 혈관벽에 스텐트가 장착된 후 혈관재생과정에서 내피세포화(endothelial cellularization)가 용이한 구조를 가진 와이어형 스텐트(wire stent)에 관한 것이다.

일반적으로 풍선 카테터와 스텐트(stent)는 인체 내에서 발행하는 각종 질병에 의해 인체 내의 내강이 좁아져서 그 고유의 기능을 저하시키거나, 혈관이 좁아져서 혈액 순환이 불량한 경우 등의 질환이 발생한 경우에, 그 내강 또는 혈관의 내부에 시술되어 내강 또는 혈관을 확장시키는 의료용 기구이다.

이러한 스텐트 중에 와이어형 스텐트의 경우, 와이어를 정해진 틀의 모양대로 감아 성형하고 연결 부위를 레이저 용접하여 제작하게 된다. 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0044323호 및 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0051849호에는 이러한 와이어형 스텐트의 일 예가 개시되어 있다.

그러나, 도 1을 참조하면, 종래의 와이어형 스텐트의 경우, 레이저 커팅을 하여 와이어 형태로 제작을 하는데, 금속재료를 정해진 틀 형태로 감아 성형하고 레이저 커팅이 이루어지기 때문에, 최종 제작된 스트럿(1, strut)의 단면은 사각형 형상(도 1의 (a) 참조)이 된다. 또한, 레이저 커팅을 하지 않고 와이어로만 연결을 하게 되면, 스트럿(1)의 단면이 원형의 형상(도 1의 (b) 참조)이 된다.

이와 같이 사각형 또는 원형의 형상을 가진 단면의 스트럿이 혈관벽에 부착된 상태에서 혈관재생과정이 이루어진다. 즉, 내피세포화가 스트럿의 양쪽 방향(도면에서 화살표 방향 또는 그 반대 방향)으로 이루어지는데, 스트럿의 단면이 사각형 또는 원형일 경우에는 내피세포가 스트럿을 타고 넘어가기 어려워 내피세포화가 정상적으로 이루어지지 않는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 와이어형 스텐트의 시술 시 혈관벽에 스텐트가 장착된 후 혈관재생과정에서 내피세포화가 용이하도록 양측의 단면 구조를 설계함으로써, 내피세포화가 용이한 와이어형 스텐트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 혈관 협착을 치료하기 위해 인체 내부에 삽입되고, 와이어로 구성된 내피세포화가 용이한 와이어형 스텐트에 있어서, 상기 스텐트를 구성하는 스트럿은 혈관 내벽을 향해 그 폭이 증가하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트를 제공한다.

본 발명에서 상기 스트럿의 양측면은 중앙을 향해 기울기가 커지도록 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 스트럿의 양측면 부위는 서로 대칭되게 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 스트럿의 단면은 사다리꼴 형상일 수 있다.

본 발명에서 상기 스트럿의 단면은 반원 형상일 수 있다.

본 발명에서 상기 스트럿의 단면은 삼각형 형상일 수 있다.

본 발명에서 상기 스트럿의 높이는 30 내지 120 ㎛일 수 있다.

본 발명에서 상기 스트럿의 일면에는 약물을 담지하기 위한 약물 담지홈이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명은 혈관 협착을 치료하기 위해 인체 내부에 삽입되고, 와이어로 구성된 내피세포화가 용이한 와이어형 스텐트에 있어서, 상기 스텐트를 구성하는 스트럿의 양측면 부위는 직선 또는 곡선으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트를 제공한다.

본 발명에서 상기 스텐트는 금속, 생분해성 고분자, 생분해성 고분자로 코팅된 금속, 금속과 생분해성 고분자의 혼합물, 또는 이들 중 2개 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.

본 발명에서는 스텐트가 혈관 내벽에 장착된 상태에서 내피세포화가 용이하게 이루어지도록, 스텐트를 구성하는 스트럿의 양측면 부위가 혈관 내벽을 향해 그 폭이 증가하도록 형성함으로써, 스텐트가 혈관 내벽에 보다 견고하게 고정되고 혈관 협착의 치료에 보다 효과를 보일 수 있다.

도 1은 종래의 와이어형 스텐트의 스트럿 단면을 개략적으로 보인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어형 스텐트의 스트럿 단면을 개략적으로 보인 구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어형 스텐트의 스트럿 단면을 개략적으로 보인 구성도이다.
도 5는 스트럿이 혈관 내벽과 이루는 각도에 따른 세포 이동 시험 결과를 비교한 그래프이다.

본 발명에서 "와이어형 스텐트(wire stent)"는 복수의 단위 와이어로 구성되는 스텐트를 의미할 수 있다.

본 발명에서 "와이어(wire)"는 스텐트를 구성하는 가닥을 의미할 수 있다.

본 발명에서 "스트럿(strut)"은 스텐트를 구성하는 개별 가닥을 의미할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 내피세포화가 용이한 와이어형 스텐트의 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

스텐트의 전체적인 형상은 예를 들어 가늘고 긴 관상체로 이루어질 수 있다. 그러나, 스텐트의 형상은 관상체에 한정되지 않고 다른 형상으로 이루어질 수 있다. 이하에서는 대표적으로 관상체로 이루어진 스텐트에 대해 설명하겠다.

와이어형 스텐트는 시술 시에 혈관에 삽입되어 내벽에 밀착된다. 이와 같이 밀착된 스텐트는 혈관을 확장시켜 혈액 순환을 좋게 하는 역할을 한다. 스텐트는 소정의 강성 및 탄성력을 가진 소재로 이루어질 수 있다.

본 발명에서 스텐트는 금속 및/또는 생분해성 고분자로 이루어질 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 스텐트는 1) 금속 단독으로 이루어지거나, 2) 생분해성 고분자 단독으로 이루어지거나, 3) 생분해성 고분자로 코팅된 금속으로 이루어지거나, 4) 금속과 생분해성 고분자의 혼합물로 이루어지거나, 5) 상기 1) 내지 4) 중 2개 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.

금속과 생분해성 고분자를 함께 사용할 경우, 방사선 비투과성(radioopacity)을 높일 수 있는 이점이 있다.

금속으로는 스테인레스강, 코발트, 티타늄, 백금, 니켈, 이리듐, 니오븀, 탄탈, 금, 은, 구리, 알루미늄, 크롬, 망간, 마그네슘 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

합금의 예로서, 니티놀을 사용할 수 있는데, 니티놀(nitinol)은 Ni-Ti 합금의 일종으로, 형상 기억을 갖는 합금이다. 가장 일반적인 것은 55-nitinol이며, Ni 54 내지 56 중량%, 나머지 Ti로 되어 있다. 내식성이 좋으며, 자성이 없고, 0.234 lb/in³의 비교적 낮은 밀도를 갖는다.

생분해성 고분자는 생체 내 또는 자연환경 하에서 스스로 분해되는 고분자의 총칭으로, 본 발명에서는 예를 들어 락트산(lactic acid), 글리콜산(glycolic acid)의 공중합체 혹은 단일중합체; 포도당 유도체 등 탄수화물 유래 모노머를 구성분자로 하는 중합체; 알긴산 등 생분해성 하이드로젤; 또는 폴리펩티드, 다당류, 또는 폴리뉴클레오티드와 같은 천연고분자 등을 사용할 수 있다. 생분해성 고분자(biodegradable polymers)로는 폴리락티드(PLA, Polylactide), 폴리-L-락티드(PLLA, Poly-L-lactide), 폴리글리콜리드(PGA, Polyglicolide), 폴리락티드-코-글리콜리드(PLGA, Polylactide-co-glicolide), 폴리ε-카프로락톤(PCL, Poly ε-caprolactone), 폴리락티드-코-카프로락톤(PLCL, Polylactide-co-caprolactone), 폴리디옥사논(PDO, Polydioxanone), 폴리β-히드록시부티레이트(PHB, Poly β-hydroxybutyrate) 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어형 스텐트의 스트럿 단면을 개략적으로 보인 구성도이다. 도시된 바와 같이, 와이어형 스텐트를 구성하는 스트럿(10, strut)은 혈관 내벽(스트럿 하부에 위치하고, 이중 빗금으로 표시된 부분)을 향해 그 폭이 증가하도록 형성되는 것이 바람직하다.

다시 말해, 스트럿(10)은 혈관 내벽에 장착된 상태에서 도시된 바와 같이 그 폭이 증가하도록 형성될 수 있다. 이와 같이 스트럿(10)을 구성한 것은 스텐트가 혈관 내벽에 장착된 상태에서 스트럿(10)의 양측 방향(도면에서 화살표 방향 또는 그 반대 방향)으로 내피세포가 잘 타고 넘어갈 수 있도록 하기 위함이다. 내피세포가 스트럿(10)의 양측 방향으로 잘 타고 넘어가게 되면, 내피세포화가 용이하게 일어날 수 있기 때문에, 스텐트가 혈관 내벽에 안정적으로 고정될 수 있어, 혈관 협착의 치료에 큰 도움을 주게 된다.

다른 한편으로, 스트럿(10)의 양측면 부위는 직선 또는 곡선으로 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 스트럿(10)의 양측면을 따라 내피세포가 잘 타고 넘어갈 수 있도록 경사지게 형성될 수 있다.

이러한 스트럿(10)의 형상 중에 도 2에 도시된 형상을 참조하면, 스트럿(10)의 양측면은 중앙(최고 높이 부분)을 향해 기울기가 증가하도록 형성될 수 있다. 이와 같이 스트럿(10)의 양측면이 형성되면, 내피세포가 진입하는 부분은 기울기가 낮아 쉽게 진입이 가능하며, 기울기가 증가하는 곡면을 따라 내피세포가 원활하게 타고 넘어갈 수 있게 된다.

도 1에 도시된 종래 스트럿의 경우, 직각을 이루거나 진행방향과 반대방향으로 역 경사가 형성됨으로써, 내피세포의 원활한 이동이 어렵게 된다.

또한, 스트럿(10)의 양측면 부위는 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙을 기준으로 서로 대칭되게 형성되는 것이 바람직하다. 스트럿(10)의 양측면 부위가 대칭되게 형성됨으로써, 내피세포가 최상단까지 원활하게 진입하고 최상단을 지나 원활하게 타고 내려갈 수 있게 된다.

한편, 스트럿(10)의 높이(H)는 30 내지 120 ㎛일 수 있고, 특히 70 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 기존에는 스트럿(10)의 높이를 일반적으로 85 내지 90 ㎛로 설계하였으나, 본 실시예에서는 높이를 줄임으로써 보다 쉽게 내피세포가 타고 넘어갈 수 있도록 하였다.

또한, 스트럿(10)의 일면, 즉 스트럿(10)의 혈관 내벽과 밀착되는 일면에는 약물(20)의 담지를 위한 약물 담지홈(14)이 형성될 수 있다. 이와 같이 약물 담지홈(14)이 형성됨으로써, 신생내막세포의 과잉 성장을 억제할 수 있는 약물 전달이 가능하다. 참고로, 약물 담지홈(14)은 스트럿(10)의 일면에서 양측에 돌출되게 형성된 돌출부(12)에 의해 형성될 수 있다.

다음으로, 이하에서는 본 발명에 의한 내피세포화가 용이한 와이어형 스텐트의 다른 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3 및 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어형 스텐트의 스트럿 단면을 개략적으로 보인 구성도이다. 참고로, 도 2에 도시된 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 이에 대한 자세한 설명은 편의상 생략하기로 한다.

이에 도시된 바에 따르면, 도 2에 도시된 실시예와 다른 형상을 가진 스트럿(10)이 제안된다. 도 3에 도시된 실시예에서는 스트럿(10)의 단면이 사다리꼴 형상을 가지고, 도 4에 도시된 실시예에서는 스트럿(10)의 단면이 반원 형상을 가진다.

이와 같이 도 2에 도시된 실시예뿐만 아니라, 도 3과 같이 스트럿(10)의 양측면이 직선으로 경사진 사다리꼴 형상, 또는 도 4와 같이 스트럿(10)의 양측면이 곡선으로 경사진 반원 형상뿐만 아니라, 삼각형 등 다양한 형상을 가질 수 있음은 당연하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 상술한 실시예에서는 스텐트가 혈관 내벽에 장착된 상태에서 내피세포화가 용이하게 이루어지도록 스트럿의 양측면 부위를 구성하였다. 따라서, 스텐트가 혈관 내벽에 보다 견고하게 고정됨으로써 혈관 협착의 치료에 보다 효과적일 수 있다.

이하, 스트럿이 혈관 내벽과 이루는 각도에 따른 세포 이동 시험(Cell migration assay)을 수행하였다. 구체적으로, 총 4가지 종류의 스텐트를 사용하였는데, 첫째 도 1b와 같이 약 30도 역경사가 형성된 스텐트, 둘째 도 2와 같이 약 30도 경사가 형성된 스텐트, 셋째 도 3 또는 도 4와 같이 약 60도 경사가 형성된 스텐트, 넷째 도 1a와 같이 약 90도 경사가 형성된 스텐트를 사용하였다.

12-웰(well) 세포 배양 플레이트에 HUVEC(human umbilical vein endothelial cell)를 웰당 2×10⁵씩 접종(seeding)하고, 세포가 플레이트 바닥에 붙을 때까지 37℃에서 배양(incubation)하였다.

무세포 영역(Cell-free zone)을 만들기 위해서, P10 피펫 팁(pipette tip)을 사용하여 HUVEC 단층(monolayer)을 긁어냈다(scraping).

배지(medium)로 세척(washing)하여 떨어진 세포와 잔해(debris)를 제거하였다.

EGM(embryo germination medium)-2 배지를 넣고, 각 스텐트를 무세포 영역에 위치시켰다.

7일 동안 배양한 후에 스텐트를 회수하여 1.5 ml 튜브에 옮겼다.

PBS(phosphate buffered saline)로 2번 세척한 후에, 트립신(trypsin)-EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid)를 0.3 ml (스텐트가 잠길 정도) 넣고, 37℃에서 2분간 배양하여 세포가 스텐트에서 떨어지게 하였다.

스텐트를 제거하고, 1,000 rpm에 2분간 원심분리(centrifugation)한 후에 상층액 0.25 ml를 제거하였다.

펠렛(Pellet)을 재현탁(resuspension)하고, 세포 카운팅(counting)을 하였다.

도 5는 스트럿이 혈관 내벽과 이루는 각도에 따른 세포 이동 시험 결과를 비교한 그래프로서, 역경사(reverse) 30도 스텐트는 1.8×10³ cells, 30도 경사 스텐트는 11.7×10³ cells, 60도 경사 스텐트는 10.3×10³ cells, 90도 경사 스텐트는 6.1×10³ cells의 결과를 나타내었다.

도 5에서 확인할 수 있듯이, 30도 경사 스텐트와 60도 경사 스텐트는 90도 경사 스텐트에 비해 약 2배 많은 세포 이동을 보였고, 역경사 30도 스텐트는 90도 경사 스텐트에 비해서도 약 3배 적은 이동을 보였다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

1, 10: 스트럿
12: 돌출부
14: 약물 담지홈
20: 약물

Claims (12)

1. 와이어로 구성된 와이어형 스텐트에 있어서,
   상기 스텐트를 구성하는 스트럿은 혈관 내벽을 향해 그 폭이 증가하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스트럿의 양측면은 중앙을 향해 기울기가 커지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 스트럿의 양측면 부위는 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 스트럿의 단면은 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 스트럿의 단면은 반원 형상인 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 스트럿의 단면은 삼각형 형상인 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 스트럿의 높이는 30 내지 120 ㎛인 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 스트럿의 일면에는 약물을 담지하기 위한 약물 담지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.
   
9. 와이어로 구성된 와이어형 스텐트에 있어서,
   상기 스텐트를 구성하는 스트럿의 양측면 부위는 직선 또는 곡선으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 스트럿의 양측면 부위는 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 스트럿의 일면에는 약물을 담지하기 위한 약물 담지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.
    
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스텐트는 금속, 생분해성 고분자, 생분해성 고분자로 코팅된 금속, 금속과 생분해성 고분자의 혼합물, 또는 이들 중 2개 이상의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어형 스텐트.

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