KR20160005943A - 스텐트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스텐트에 관한 것으로, 다수의 굴곡을 가지는 복수개의 금속 와이어가 상호 교차 연결되며, 내부에 중공을 가지는 튜브 형상의 스텐트 본체; 및 상기 스텐트 본체의 표면을 감싸며 형성되는 코팅막;을 포함하며, 상기 코팅막은 병변부위의 세균 증식을 억제하기 위한 은나노 입자가 첨가될 수 있다.
본 발명에 의하면, 코팅막에 함유된 은나노 입자의 항균작용을 통해 병변부위의 세균 증식을 방지하며, 스텐트의 코팅막이 담도 및 혈관의 병변부위와 스텐트를 통과하는 물질의 직접적인 접촉을 방지하며, 스텐트에 형성된 코팅막의 접촉면이 담도 및 혈관 내벽을 지지함으로써, 신생내막이 스텐트 내부로 침투하여 발생되는 담도 및 혈관의 재협착을 방지하는 효과가 있다.

Description

스텐트{STENT}
본 발명은 스텐트에 관한 것이다.
혈관, 담도 등 혈액이나 체액의 흐름이 악성 혹은 양성질환의 발생으로 순조롭지 못할 때, 각종 질환이 발생할 수 있다.
혈관의 경우, 혈액순환 장애 및 근육통증이 유발되기도 하며, 증상이 심할 경우에는 해당 부위를 절단해야할 수도 있으며, 담도의 경우, 종양에 의해 좁아지거나 폐쇄되어 담즙의 배설이 원활치 못할 경우에 발열, 황달, 가려움증, 패혈증 등의 증상이 발생될 수 있다.
이러한 질환을 치료하기 위해 풍선카데터 등의 기구를 혈관 및 담도에 삽입하여 좁아져 있는 혈관 및 담도의 내벽을 확장시키는 풍선 확장술이 시행되고 있다.
하지만, 이러한 풍선 확장술은 확장된 혈관 및 담도의 만성수축 및 신생내막 증식으로 인해 시술 이후 혈관 및 담도가 다시 좁아지거나 막히는 재협착이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제2012-0138974호 (공고일 : 2012.12.27, 이하, 종래기술이라 칭함)에서는 혈관성형술 이후, 혈관 내부에 삽입 설치하여 혈관 내벽을 지지함으로써, 혈관의 만성수축으로 인해 발생되는 혈관의 재협착을 방지하는 스텐트를 제시하였다.
하지만, 종래기술은 혈관을 지지하는 스텐트가 금속 와이어로만 구성되어 있어, 병변부위를 통과하는 혈액, 담즙 및 단백질 지꺼기 등의 물질로 인해 병변부위에 세균이 증식할 수 있고, 스텐트를 통과하는 물질이 병변부위에 접촉되는 것을 방지할 수 없으며, 와이어의 틈으로 신생내막이 증식할 수 있어, 재협착이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 병변부위의 세균 증식을 방지하며, 혈관 및 담도에 밀착되어 물질로부터 병변부위를 보호하며, 신생내막의 증식으로 인한 혈관 및 담도의 재협착을 방지하는 스텐트를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 스텐트는 다수의 굴곡을 가지는 복수개의 금속 와이어가 상호 교차 연결되며, 내부에 중공을 가지는 튜브 형상의 스텐트 본체; 및 상기 스텐트 본체의 표면을 감싸며 형성되는 코팅막;을 포함하며, 상기 코팅막은 병변부위의 세균 증식을 억제하기 위한 은나노 입자가 첨가될 수 있다.
그리고, 상기 코팅막은 의료용 폴리우레탄, 실리콘우레탄공중합체, 실리콘, 폴리아미드, 폴리에스터 또는 불소수지 중 적어도 어느 하나에 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 스텐트 제조방법으로는, a) 코팅막이 고르게 형성될 수 있도록, 스텐트 본체를 준비하는 단계; b) 전기 방사장치에 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액을 장전하는 단계; 및 c) 상기 스텐트 본체에 상기 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액을 분사하여 코팅막을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 a) 단계는, 상기 스텐트 본체를 세척하고 건조하여 이물질을 제거하는 단계; 및 상기 전기 방사장치에 마련된 롤러 형태의 콜렉터에 상기 스텐트 본체를 삽입 고정하는 단계;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 b) 단계는, 상기 고분자 용액에 상기 은나노 입자를 첨가하여 교반하는 단계; 및 상기 전기 방사장치에 상기 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액을 장전하는 단계;를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 c) 단계는, 상기 전자 방사장치에 장전된 상기 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액을 상기 스텐트 본체에 분사하는 단계; 및 상기 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액이 도포된 스텐트 본체를 건조오븐에 넣고 35°C로 30분간 1차 건조하고, 180°C 온도로 3시간동안 2차 건조하여 코팅막을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 은나노 입자의 항균작용을 통해, 병변부위의 세균 증식을 방지할 수 있다.
둘째, 스텐트에 형성된 코팅층이 담도 및 혈관의 병변부위를 통과하는 물질이 스텐트 내부를 통해 병변부위에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 스텐트에 형성된 코팅층의 접촉면이 담도 및 혈관 내벽을 지지함으로써, 신생내막이 스텐트 내부로 침투하여 발생되는 담도 및 혈관의 재협착을 방지할 수 있다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 스텐트와 스텐트의 단면을 나타낸 사시도이다.
도2는 본 발명의 은나노 입자가 함유된 코팅막과 일반 코팅막의 대장균(Escherichia coli ATCC 8739)에 대한 항균실험 결과이다.
도3은 본 발명의 은나노 입자가 함유된 코팅막과 일반 코팅막의 폐렴쌍구균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)에 대한 항균실험 결과이다.
도4는 FE-SEM과 EDX 주사전자 현미경을 통해 은나노 입자가 함유된 코팅막의 이온 검출을 실시한 결과이다.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 스텐트의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
< 스텐트의 구성 >
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 스텐트와 스텐트의 단면을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 스텐트(100)는 스텐트 본체(110) 및 은나노 입자(124)가 함유된 고분자(122)로 형성되는 코팅층(120)을 포함할 수 있다.
스텐트 본체(110)는 길이 방향을 따라 물결모양을 가지는 복수개의 금속 와이어(112)가 격자형, 메쉬형 등의 다양한 형태로 연결되며, 길이 방향으로 중공을 가지는 원통 형상으로 마련될 수 있다.
또한, 레이저커팅 방식을 통해 튜브형태의 금속을 절단 가공하여 마련될 수 있다.
그리고, 스텐트 본체(110)는 니켈-티타늄 함금과 같은 형상기억합금 소재가 사용될 수 있어, 특정 온도에서 스텐트 본체(110)는 둘레 방향으로 팽창 또는 수축될 수 있다.
또한, 담도 및 혈관의 병변부위에 삽입 설치되는 스텐트 본체(110)는 담도 및 혈관의 내벽 방향으로 팽창되어 내벽을 지지할 수 있다.
코팅막(120)은 스텐트 본체(110)를 감싸며 형성되어, 담도 및 혈관의 병변부위를 통과하는 물질이 병변부위에 직접적으로 접촉하는 것을 방지하며, 스텐트 본체(110)가 담도 및 혈관 내벽 방향으로 팽창되어 내벽을 지지할 때, 내벽과 접촉하는 면적이 넓어짐으로써 병변부위에 밀착될 수 있게 된다.
여기서, 코팅막(120)을 조성하는 고분자로(122)는 의료용 폴리우레탄, 실리콘 우레탄 공중합체, 실리콘, 폴리아미드, 폴리에스터 및 불소수지 용액 중 적어도 어느 하나의 고분자(122)가 사용될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
또한, 병변부위를 통과하는 담즙 및 단백질 찌꺼기로 인해 병변부위에 세균이 증식될 수 있어, 코팅막(120)에 은나노 입자(124)가 첨가함으로써 항균을 통한 세균의 증식을 방지할 수 있다.
이하에서는, 실험 및 실험에 따른 결과를 통해, 은나노 입자(124)를 포함한 코팅막(120)의 항균력을 확인해보도록 한다.
< 은나노 입자가 함유된 고분자를 이용한 항균 실험 >
도2는 본 발명의 은나노 입자가 함유된 코팅막과 일반 코팅막의 대장균(Escherichia coli ATCC 8739)에 대한 항균실험 결과이며, 도3은 본 발명의 은나노 입자가 함유된 코팅막과 일반 코팅막의 폐렴쌍구균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)에 대한 항균실험 결과이다.
은나노 입자가 함유된 코팅막에 대한 항균실험은 ㈜ 바이오테카에 의뢰하여 실시되었으며, 은나노 입자가 함유된 코팅막과 은나노 입자가 함유되지 않은 일반 코팅막의 비교실험이 수행되었다.
여기서, 은나노 입자가 함유된 코팅막과 일반 코팅막을 형성하는 고분자로는 실리콘 용액이 사용되었다.
그리고, 은나노 입자가 함유된 코팅막은 실리콘 용액에 은나노 입자를 1000ppm 이하의 농도로 첨가하여 마련되었다.
또한, 항균실험을 위한 균주로는 담도 및 혈관에 번식이 가능하며, 독소를 생성할 수 있는 대장균(Escherichia coli ATCC 8739), 폐렴쌍구균(Klebsiella Pneumoniae ATCC 4352)이 사용되었다.
그리고, 의료기기의 안정성시험 기준에 의거하여, 제품의 실제 보존기간과 상응되도록 짧은 기간 동안 시험하기 위해, 가혹한 온도조건 등에서 의료기기의 화학적 또는 물리적 퇴보속도를 높이도록 계획한 가속노화시험(Accelerated aging testing)을 수행하였다.
이때, 스텐트(100) 제품군의 보증기간인 3년을 기준으로 97일간의 가속노화시험을 진행하였으며, 97일의 근거가 되는 가속노화시간(AAT)은 하기의 식1을 통해 얻어낼 수 있었다.
Figure pat00001

여기서, 식1에 주변온도는 상온인 25℃, 가속노화온도 60℃ 및 노화계수 2 를 대입하여, 가속노화계수(AAF) 약 11.3137를 얻었으며, 스텐트 관련 제품의 유효기간인 3년(1095일)을 가속노화계수(AAF)로 나누어 약 96.7853일의 가속노화시간을 얻어낼 수 있었다.
즉, 은나노 입자(124)가 함유된 코팅막(120)의 검증을 위해, 균주가 함유된 60℃의 온도에서 97일간의 가속노화시험을 통해, 25℃상온에서 3년간 균주에 노출된 환경과 동일한 데이터를 얻을 수 있었다.
[ 실험예1 ]
JIS Z 2801에 준용하여, 대장균(Escherichia coli ATCC 8739) 균액을 각각 일반 코팅막, 150nm 크기의 은나노 입자가 함유된 코팅막 및 250nm 크기의 은나노 입자가 함유된 코팅막을 담은 샬레에 접종한 후, 35℃ ± 1℃의 온도와 상대습도 90 ± 5%의 조건에서 24시간 정치배양 후 균수를 측정하는 방법으로 실험을 실시하여 표1과 같은 결과를 얻었다.
Figure pat00002

또한, 별도의 일반 코팅막과 250nm 크기의 은나노 입자가 함유된 코팅막에 대장균(Escherichia coli ATCC 8739) 균액을 접종하고, 60℃의 온도에서 97일간 배양하여 균수를 측정하는 방법으로 가속노화시험을 실시하여 표2와 같은 결과를 얻었다.
Figure pat00003

표1의 내용으로 은나노 입자의 크기에 따른 입자의 표면적과 항균력과의 연관성을 확인하기 어려웠으나, 150nm 보다 입자의 크기가 큰 250nm의 은나노 입자를 함유한 코팅막을 통해 항균력을 확인할 수 있었다.
[ 실험예2 ]
JIS Z 2801에 준용하여, 폐렴쌍구균(Klebsiella Pneumoniae ATCC 4352) 균액을 각각 일반 코팅막, 150nm 크기의 은나노 입자가 함유된 코팅막 및 250nm 크기의 은나노 입자가 함유된 코팅막을 담은 샬레에 접종한 후, 35℃ ± 1℃의 온도와 상대습도 90 ± 5%의 조건에서 24시간 정치배양 후 균수를 측정하는 방법으로 실험을 실시하여 표3과 같은 결과를 얻었다.
Figure pat00004

또한, 별도의 일반 코팅막과 250nm 크기의 은나노 입자가 함유된 코팅막에 폐렴쌍구균(Klebsiella Pneumoniae ATCC 4352) 균액을 접종하여, 60℃의 온도에서 97일간 방치하여 균수를 측정하는 방법으로 가속노화시험을 실시하여 표4와 같은 결과를 얻었다.
Figure pat00005

JIS (일본공업규격)에서는, 항균가공 처리가 되지 않은 제품의 표면과 비교하여 항균가공 된 제품의 표면에 세포번식비율이 100분의 1이하(항균활성치2 이상)이면 항균효과가 있다고 규정하고 있으며, 실험예1과 실험예2의 결과에서 은나노 입자가 함유되지 않은 일반 코팅막의 가속노화시험에서는 0.2 이하의 수치를 기록하였으나, 은나노 입자가 함유된 코팅막의 항균활성치가 6.0이상으로 확인된 바, 은나노 입자가 함유된 코팅막의 대장균 및 폐렴쌍구균에 대한 항균력이 입증되었음을 확인할 수 있다.
또한, KTL(한국산업기술시험원)에 의뢰하여, FE-SEM과 EDX 주사전자현미경을 이용한 은나노 입자가 함유된 코팅막의 이온 검출을 실시하였으며, 도4를 참조하여 설명하도록 한다.
도4와 같이, 은나노 입자가 함유된 코팅막에서 각각 Si, Ni, O, C, CO의 이온이 검출되었으며, 이때 Ag 이온이 검출되지 않은 것을 확인할 수 있다.
여기서, 코팅막을 형성하는 고분자에 의해 은나노 입자가 외부에 직접 노출되지 않아 고분자를 구성하는 이온만이 검출되었으며, 은나노 입자와 균주가 직접적으로 접촉되지 않아도 항균작용이 이루어지는 것을 확인할 수 있었다.
< 스텐트의 제조 방법 >
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 스텐트의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
우선, 스텐트 본체(110)를 준비하는 단계가 선행되어진다.(S100)
여기서, S100단계에는 코팅막이 고르게 형성될 수 있도록, 스텐트 본체(110)를 세척 건조하여 이물질을 제거하고, 전기 방사장치에 마련된 롤러 형태의 콜렉터에 스텐트 본체(110)를 삽입 고정하는 단계가 포함될 수 있다.
다음으로, S100단계에서 준비된 스텐트 본체(100)에 분사하여 코팅막을 형성하기 위한 고분자 용액을 준비하는 단계가 이루어진다.(S200)
이때, 고분자(122) 용액에 은나노 입자(124)를 첨가 교반하여 전기 방사장치에 은나노 입자(124)를 첨가한 고분자 용액을 장전하는 단계가 포함될 수 있다.
여기서, 코팅막(120)을 조성하는 고분자로(122)는 의료용 폴리우레탄, 실리콘 우레탄 공중합체, 실리콘, 폴리아미드, 폴리에스터 및 불소수지 용액 중 적어도 어느 하나의 고분자(122)가 사용될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
마지막으로, 스텐트 본체(110)에 은나노 입자(124)를 첨가한 고분자 용액을 분사하여 코팅막(120)을 형성하는 단계가 이루어진다.(S300)
여기서, 전자 방사장치에 장전된 은나노 입자(124)를 첨가한 고분자 용액을 콜렉터에 고정된 스텐트 본체(110)에 분사한 후, 건조오븐에 넣고 35°C로 30분간 1차 건조하고, 180°C 온도로 3시간동안 2차 건조함으로써, 은나노 입자(124)를 함유하는 코팅막(120)이 형성된 스텐트가 제조될 수 있다.
결국, 본 발명은, 은나노 입자의 항균작용을 통해 담즙 및 단백질 찌꺼기로 인해 병변부위의 세균의 증식을 방지하고, 병변부위에 설치되어 스텐트의 내부를 통과하는 물질의 접촉으로부터 병변부위를 보호하고, 코팅막이 병변부위의 내벽에 밀착되어 지지함으로써, 병변부위의 신생내막이 스텐트 내부로 생성되는 것을 방지하는 스텐트를 제공한다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 스텐트
110 : 스텐트 본체
120 : 코팅막
122 : 고분자
124 : 은나노 입자

Claims (6)

  1. 다수의 굴곡을 가지는 복수개의 금속 와이어가 상호 교차 연결되며, 내부에 중공을 가지는 튜브 형상의 스텐트 본체; 및
    상기 스텐트 본체의 표면을 감싸며 형성되는 코팅막;을 포함하며,
    상기 코팅막은 병변부위의 세균 증식을 억제하기 위한 은나노 입자가 첨가되는 것을 특징으로 하는
    스텐트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅막은 의료용 폴리우레탄, 실리콘우레탄공중합체, 실리콘, 폴리아미드, 폴리에스터 또는 불소수지 중 적어도 어느 하나에 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액으로 형성되는 것을 특징으로 하는
    스텐트.
  3. a) 코팅막이 고르게 형성될 수 있도록, 스텐트 본체를 준비하는 단계;
    b) 전기 방사장치에 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액을 장전하는 단계; 및
    c) 상기 스텐트 본체에 상기 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액을 분사하여 코팅막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    스텐트 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 a) 단계는,
    상기 스텐트 본체를 세척하고 건조하여 이물질을 제거하는 단계; 및
    상기 전기 방사장치에 마련된 롤러 형태의 콜렉터에 상기 스텐트 본체를 삽입 고정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    스텐트 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 고분자 용액에 상기 은나노 입자를 첨가하여 교반하는 단계; 및
    상기 전기 방사장치에 상기 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액을 장전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    스텐트 제조방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 전자 방사장치에 장전된 상기 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액을 상기 스텐트 본체에 분사하는 단계; 및
    상기 은나노 입자를 첨가한 고분자 용액이 도포된 스텐트 본체를 건조오븐에 넣고 35°C로 30분간 1차 건조하고, 180°C 온도로 3시간동안 2차 건조하여 코팅막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    스텐트 제조방법.
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