KR20170072178A - 세포 분리 장치 - Google Patents

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KR20170072178A
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KR1020170075786A
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김지환
이성형
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메디퓨처스 주식회사
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Abstract

초음파를 이용하는 전자식 세포 분리 장치와 관련된 다양한 실시예들이 기술된 바, 한 실시예에 따르면, 세포 분리 장치는, 초음파 발생부를 구비한 핸드 피스; 상기 핸드 피스에 구비되는 팁부; 및 지방 세포와 세포를 담는 저장캡을 포함하고, 상기 저장캡은 상기 핸드 피스와 결합됨과 아울러 상기 팁부를 상기 저장캡내에 삽입시켜 상기 초음파 발생부의 초음파에 의해 상기 지방 세포와 상기 세포를 녹여서 분리시킬 수 있으며, 이외에도 다양한 다른 실시예들이 가능하다.

Description

세포 분리 장치 {CELL EXTRACTOR}
본 발명의 다양한 실시예들은 초음파를 이용하는 피하 지방을 제거하는 지방 제거 장치 및 지방 세포에서 세포를 분리하는 세포 분리 장치에 관련된 것이다.
일반적으로, 인체에 과도하게 축적된 지방층을 제거하는 성형술로서 지방 흡입술(liposuction)또는 지방 제거술이 있다. 특히, 상기 지방 제거술은 운동, 식이요법 등으로는 제거되기 어려운 부위의 지방을 필요에 따라 손쉽게 제거할 수 있다. 즉, 운동, 식이용법 등의 방법은 지방세포의 크기만을 줄이기 때문에 추후에 다시 지방층이 두터워지는 것을 억제하기 어려운데 반하여, 지방 제거술은 지방세포의 수를 줄이기 때문에 그러한 문제점이 훨씬 줄어드는 장점이 있다.
이러한 지방 제거술은 크게 기계식 장치와 전자식 장치로 나뉘고, 기계식 장치은 다시 건식 성형술과 습식 성형술로 나뉜다. 우선 기계식 장치는 1980년대초에 개발된 방식으로서, 거친 표면을 가진 캐뉼라(cannula)를 지방층에 삽입한 후 이를 전후방향으로 움직임으로써 지방세포를 분리 및 파괴하여 지방을 제거 제거하는 방식이다.
그러나, 이 방식은 환자의 고통이 크고 출혈이 많으며, 시술자 역시 많은 노동을 요구받게 되고 정확한 시술이 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서 습식 성형술이 나타나게 되었다.
상기 습식 성형술은 제거를 원하는 지방층에 국소마취제, 혈관수축제 등을 함유한 생리 식염수를 주입하여 지방층의 두께를 본래 두께의 수배까지 부풀린 뒤, 상기 캐뉼라를 사용하여 건식 성형술과 동일한 방식으로 지방을 제거하는 방식이다.
여기서, 상기 캐뉼라는 팁을 포함하고 있다.
이러한 상기 습식 성형술은, 시술을 원하는 지방층의 두께가 본래 두께의 수배까지 부풀려지기 때문에 시술의 정밀성을 높일 수 있고, 혈관수축제에 의해 모세혈관이 줄어들어서 수술시 출혈의 량이 줄어드는 등 건식 성형술에 비해 많은 잇점을 가지고 있다. 그러나, 상기 습식 성형술은 마찬가지로 건식 성형술처럼 거친 표면의 캐뉼라의 팁을 전후로 움직여 지방세포를 분리 및 파괴시켜야 하므로, 환자의 고통, 시술자의 과도한 노동 등의 문제점을 해결할 수는 없다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하고자 초음파를 이용한 전자식 지방 제거 장치가 개발되었다. 이러한 초음파 지방 제거 장치는 초음파 전자 에너지를 진동이라는 기계 에너지로 바꾸는 장치를 사용한다. 우선, 교류 전류를 제공하면 진동하게 되는 압전 소자(piezoelectric crystals)를 이용하여 초음파 진동을 만들어 내는 캐뉼라의 팁을 지방층에 삽입하여 진동시킨다. 상기 팁의 초음파 진동에 의해 지방층에는 버블이 생성되고, 상기 버블의 생성에 의한 공동화(cavitation), 기계적 파괴(micromechanical destruction), 열 효과(thermal effect) 등에 의해 지방이 분리되며, 이러한 지방을 제거함으로써 제거되게 된다. 이때, 상기 열 효과는 지방을 용해시키는 역할을 한다.
그러나, 종래의 초음파 지방 제거 장치는 피하 지방을 제거하기 위해 초음파를 이용한 지방을 용해하는 캐뉼라의 경우 열 효과를 위해 캐뉼러의 팁 부분에서 열이 많이 발생하여 사용자의 피부 및 근육에 화상을 입히는 단점이 있을 뿐만 아니라. 지방 제거 시술 후 환자의 통증과 화상 염증으로 인한 부기가 발생하였다.
결국, 이러한 단점을 극복하기 위해 캐뉼라의 팁에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각 장치가 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시 예들에서는 핸드 피스의 팁부를 초음파에 의해 진동시 발생되는 열을 냉각시킬 수 있도록 구성함으로써, 환자의 피부층 및 근육층에 팁의 열 발생으로 인한 화상을 입히는 것을 방지함과 동시에 시술 후 환자의 통증 및 화장 염증에 부기발생을 방지할 수 있도록 한 지방 제거 장치를 제공하는데 있다.
또한, 일반적으로, 사람의 세포 지방 또는 다른 조직에서 세포를 분리하여 치료를 돕는 줄기세포 관련 분리 방법은 빠르게 성장하고 있는 분야이다. 특히, 사람의 지방세포에서 줄기세포를 분리하는 방법은 기존에 효소(콜라겐아제)를 이용해 세포를 녹이고 그로인한 부산물을 추출하는 방법을 사용하였다. 하지만 효소(콜라겐아제)의 경우 산성이나 알카리성을 띠는 용액들과는 달리 중화가 되지 않고 효소 자체의 독성을 같는다. 중화되지 않은 효소는 인체에 기타 다른 단백질과 지방을 녹일 수 있고, 기존의 줄기세포 분리 장비들은 이 효소(콜라겐아제)를 여러 번 세척하여 남은 효소를 없에는데 많은 시간이 소비되는 단점이 있었다
즉, 기존의 효소(콜라겐아제)를 이용한 세포 분리 방법은 인체에서 채취한 지방 및 세포를 일정 크기의 용기에 담고 거기에 효소(콜라겐아제)를 첨가하여 인체와 비슷한 온도인 38도에서 39도 사이에서 40여분간 세포를 녹인다. 그 후 녹은 세포를 원심 분리하여 줄기세포 및 기타 세포를 분리한다
여기서, 남은 효소(콜라겐아제)를 중화 하기 위하여 노말셀라인에 여러 번 세척하여 다시 줄기세포를 모으는 방법을 취하고있다
이와 같이, 기존의 세포 분리 방법은 효소(콜라겐아제)를 섞은 지방 세포와 세포를 효소(콜라겐아제)에 의해 40분 녹인 후, 효소(콜라겐아제)를 노말셀라인에 중화한다. 이때 소용되는 시간은 20분 및 1시간 이상을 소요될 수 있다. 이는 효소 때문에 사용하여야 하는 시간이다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시 예들에서는 효소(콜라겐아제) 대신 핸드 피스의 팁부를 초음파에 의해 진동하여 세포를 분리함으로써, 기존의 효소(콜라겐아제) 를 녹이는 시간 및 중화하는 시간을 절감하도록 한 초음파 세포 분리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 초음파 이용하는 전자식 지방 제거 장치는, 지방 제거 본체부; 상기 지방 제거 본체부에 전기적으로 연결되는 초음파 발생부를 구비한 핸드 피스; 상기 핸드 피스에 구비되는 팁부; 상기 팁부에 구비되어 상기 팁부의 온도를 감지하는 온도 센서부; 상기 지방 제거 본체부에 구비되고, 상기 핸드 피스와 연결됨과 아울러 냉각수를 상기 팁부로 이송시키는 연동 펌프부; 및 상기 온도 센서부에서 감지된 신호를 인가받고, 기설정된 온도에서 상기 연동 펌프부를 구동시키는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 초음파 이용하는 전자식 지방 제거 장치는, 지방 제거 본체부; 상기 지방 제거 본체부에 전기적으로 연결되는 초음파 발생부를 구비한 핸드 피스; 상기 핸드 피스에 구비되어 상기 초음파 발생부의 초음파 진동을 전달 받아 진동하는 팁부; 상기 팁부에 구비되어 초음파 진동에 따라 상기 팁부의 상승하는 온도를 감지하는 온도 센서부; 상기 지방 제거 본체부에 구비되고, 상기 핸드 피스와 연결됨과 아울러 냉각수를 상기 팁부로 이송시켜 상승된 상기 팁부의 온도를 냉각시키는 연동 펌프부; 상기 연동 펌프부와 연결되어 상기 냉각수를 공급하는 냉각부; 및 상기 온도 센서부에서 감지된 신호를 인가받고, 기설정된 온도에서 상기 연동 펌프부를 구동시키는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 세포 분리 장치는, 초음파 발생부를 구비한 핸드 피스; 상기 핸드 피스에 구비되는 팁부; 및 지방 세포와 세포를 담는 저장캡을 포함하고, 상기 저장캡은 상기 핸드 피스와 결합됨과 아울러 상기 팁부를 상기 저장캡내에 삽입시켜 상기 초음파 발생부의 초음파에 의해 상기 지방 세포와 상기 세포를 녹여서 분리시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 들에 따르면,
핸드 피스의 팁에 초음파 발생부의 초음파 진동을 전달하여 진동시 발생되는 열을 냉각수를 이용하여 냉각시킬 수 있도록 구성하여 환자의 지방층에 삽입되는 팁의 열 발생을 방지하고, 이로 인해 환자의 피부층 및 근육층에 화상을 입히는 것을 방지함은 물론, 시술 후 환자의 통증 발생을 방지하고, 더불어 화장 염증으로 인한 부기 발생을 방지할 수 있다.
즉, 환자의 피부층 및 근육층에 화상 없이 신속하고 효율적인 피하 지방을 제거할 수 있다.
또한, 효소(콜라겐아제)없이 초음파에 의해 세포를 분리하여 기존의 효소(콜라겐아제)를 녹이거나 중화시 필요한 많은 시간을 수분만으로 절감할 수 있다. 따라서, 지방 세포에서 세포의 분리를 효율적으로 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 제거 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 제거 장치의 동작 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 제거 장치의 동작 상태를 나타내는 측단면도.
도 4는 도 3의 A부 확대 측단면도.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 세포 분리 장치의 구성 중 저장캡을 나타내는 측단면도.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 세포 분리 장치의 구성 중 저장캡과 핸드 피스에 구비된 팁부와의 결합 상태를 나타내는 측단면도.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 세포 및 세포를 25cc 담은 저장캡에 핸드 피스의 팁부를 삽입 전 상태를 나타내는 도면.
도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 세포 및 세포를 25cc 담은 저장캡에 핸드 피스의 팁부를 삽입 후 세포를 녹이는 과정을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 녹은 세포를 원심 분리기를 이용하여 세포를 분리하는 상태를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 분리된 세포를 셀카운터로 측정한 값을 나타내는 도면.
본 발명의 다양한 실시 예들에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 다양한 실시 예들에서 사용되는 용어는 본 발명의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 다양한 실시 예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명의 다양한 실시 예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 다양한 실시 예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 제거 장치 및 세포 분리 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 제거 장치 및 세포 분리 장치는 지방 제거술 및 세포 분리에 사용되는 장치에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다. 예컨데, 상기 지방 제거 장치 및 세포 분리 장치는 의료용으로 사용시 각종 치과 치료, 정형외과적인 시술인 골절개술 및 배형성술등에 적용하여 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 제거 장치(10)의 구성을 나타내는 도면 이고, 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 제거 장치(10)의 동작 상태를 나타내는 도면 이다
도 1 및 도 2를 참조하면, 초음파를 이용한 전자식 지방 제거 장치(10)의 구성을 설명하기로 한다. 상기 지방 제거 장치(10)는 지방 제거 본체부(20)와, 핸드 피스(30)와, 팁부(40)와, 온도 센서부(50)와, 연동 펌프부(60)와, 냉각부(70) 및 제어부(80)를 포함한다.
상기 지방 제거 본체부(20)는 후술하는 핸드 피스(30)와 전기적으로 연결됨과 동시에 초음파 전기 신호를 발생하여 상기 핸드 피스(30)에 전달하도록 되어 있다.
상기 핸드 피스(30)는 상기 지방 제거 본체부(20)의 초음파 전기 신호를 인가받아 초음파 진동을 발생시켜 후술하는 팁부(40)에 전달시킬 수 있도록 상기 지방 제거 본체부(20)와 전기적으로 연결되어 있다.
상기 핸드 피스(30)는 상기 초음파 진동을 발생시킬 수 있도록 초음파 발생부(30a: 도 3에 도시됨)를 구비하고 있다.
상기 초음파 발생부(30a: 도 3에 도시됨)는 압전 방식으로 초음파 진동을 발생시킬 수 있도록 압전기(Piezo electric)로 이루어져 있다.
본 실시예에서 상기 초음파 발생부는 압전기를 예를 들어 설명하나 이에 한정되는 것을 아니다. 즉, 상기 초음파 발생부(30a: 도 3에 도시됨)는 압전 방식이외에 다른 방식으로 초음파를 발생하는 기기도 적용될 수 있다.
상기 팁부(40)는 상기 초음파 진동을 전달받아 진동하도록 상기 핸드 피스(30)에 구비되어 있다.
상기 온도 센서부(50)는 상기 초음파 진동에 따라 상기 팁부(40)의 상승하는 온도를 감지하도록 상기 팁부(40)에 구비되어 있다.
상기 연동 펌프부(60)는 상기 핸드 피스(30)와 냉각 호스(90)에 의해 연결됨과 동시에 상기 냉각부(70)의 냉각수(A1)를 상기 팁부(40)로 이송시켜 온도가 상승된 상기 팁부(40)를 냉각시킬 수 있도록 상기 지방 제거 본체부(20)에 구비되어 있다.
상기 냉각부(70)는 상기 연동 펌프부(60)와 냉각 호스(90)에 의해 연결됨과 동시에 상기 냉각수(A1)를 공급하도록 되어 있다.
상기 제어부(80)는 상기 온도 센서부(50)에서 감지된 신호를 인가받아 기설정된 온도에서 상기 연동 펌프부(60)를 구동시킬 수 있도록 되어 있다.
상기 기설정된 온도는 80℃ 이상으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 온도 센서부(50)는 상기 팁부(40)의 온도를 감지하고, 감시된 신호를 제어부(80)에 인가하고, 상기 제어부(80)는 상기 팁부(40)의 온도가 80℃ 이상일 경우 상기 연동 펌프부(60)를 작동시키고, 상기 연동 펌프부(60)는 상기 냉각수(A1)를 상기 핸드 피스(30)에 공급한다. 상기 핸드 피스(30)는 상기 팁부(40)에 상기 냉각수(A1)를 이송시켜 상기 팁부(40)의 온도를 냉각시킴으로써, 환자의 피부층 및 근육층에 화상을 입히는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 핸드 피스(30)의 일단에는 상기 팁부(40)와 결합되는 팁 결합부(31)가 구비되고, 상기 핸드 피스(30)의 타일단에는 상기 연동 펌프부(60)와 연결되로록 펌프 연결부(32)가 구비되어 있다.
즉, 상기 팁 결합부(31)는 상기 팁부(40)에 형성된 장착부(41)와 결합되어 상기 핸드 피스(30)에 공급된 냉각수(A1)를 전달받는다. 상기 펌프 연결부(32)는 상기 연동 펌프부(60)와 연결되어 상기 냉각부(70)의 냉각수(A1)를 상기 핸드 피스(30)내에 공급한다.
상기 핸드 피스(30)의 내부에는 상기 팁 결합부(31)와 상기 펌프 연결부(32)를 서로 연결시킴과 동시에 상기 냉각수(A1)를 상기 팁부(40)까지 이송시킬 수 있도록 냉각수 이송로(33)가 구비되어 있다.
또한, 상기 팁부(40)의 일단에는 상기 팁 결합부(31)에 장착되도록 장착부(41)가 구비되어 있고, 상기 팁부(40)의 타일단에는 상기 냉각수(A1)를 외부로 배출시킬 수 있도록 적어도 하나의 배출홀(42)이 형성되어 있다.
즉, 상기 팁부(40)는 상기 핸드 피스(30)에 공급되는 냉각수(A1)를 전달받아 이동시킴과 동시에 상승한 온도를 냉각시키고, 그 다음 상기 냉각수(A1)를 상기 배출홀(42)들을 통해 상기 팁부(40)의 외부로 배출시킨다.
상기 팁부(40)의 내부에는 상기 핸드 피스(30)를 통해 유입된 냉각수(A1)를 이동시킬 수 있도록 냉각수 이동로(43)가 구비되어 있으므로, 상기 팁부(40)의 내부로 유입된 냉각수(A1)는 상기 냉각수 이동로(43)를 통해 이동함과 동시에 상기 팁부(40)의 온도를 냉각시킨 후 상기 배출홀(42)을 통해 상기 팁부(40)의 외부로 배출된다.
상기 냉각수(A1)는 식염수로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서 상기 냉각수(A1)는 식염수를 예를 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 상기 냉각수(A1)는 인체에 유해한 냉각수(A1)라면, 다양하게 적용될 수 있다.
이 상태에서, 상기 지방 제거 장치(10)의 조립 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면, 먼저, 앞서 언급한 도 1 및 도 2과 같이, 핸드 피스(30)에 팁부(40)를 결합한다. 상기 핸드 피스(30)의 일단에 구비된 팁 결합부(31)에 상기 팁부(40)의 장착부(41)를 결합한다. 상기 핸드 피드의 타일단에 구비된 펌프 연결부(32)에 냉각 호스(90)를 연결하고, 상기 냉각 호스(90)는 상기 연동 펌프부(60)와 연결한다. 상기 연동 펌프부(60)는 또 다른 냉각 호스(90)를 이용하여 상기 냉각부(70)와 연결한다.
이때, 상기 팁부(40)에는 상기 팁부(40)의 온도를 감지하는 온도 센서부(50)를 구비하고, 상기 온도 센서부(50)는 제어부(80)와 전기적으로 연결된다. 상기 지방 제거 본체부(20)는 상기 지방 제거 본체부(20)의 초음파 신호를 상기 핸드 피스(30)에 인가하도록 전기적으로 연결된다.
이 상태에서, 상기 지방 제거 장치(10)의 동작 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면, 다음과 같다. 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 제거 장치(10)의 동작 상태를 나타내는 측단면도 이고, 도 4는 도 3의 A부 확대 측단면도 이다.
먼저, 앞서 언급한 도 1 및 도 2와 같이, 지방의 제거를 원하는 환자의 피부를 조금 절개한 뒤 핸드 피스(30)에 구비된 팁부(40)를 지방층에 삽입한다. 상기 팁부(40)를 통해 지방 제거를 용이하게 하는 약물(미도시 됨)을 투입한다. 상기 약물은 노말셀라인과, 마취액 및 출혈 방지하는 용액등으로 희석된 약물로 이루어진다.
즉, 본 실시예에서는 환자의 지방에 상기 약물을 넣을시 혈관 및 조직의 손상을 줄이고, 팁부(40)의 마찰 저항 및 피부 저항을 줄여 적은 힘으로 시술이 가능하다.
이 상태에서, 상기 지방 제거 본체부(20)에 전류를 공급하고, 상기 지방 제거 본체부(20)는 초음파 전기 신호를 발생하고, 이 초음파 전기 신호는 상기 핸드 피스(30)에 구비된 초음파 발생부(30a: 도 3에 도시됨)에 인가한다. 상기 초음파 발생부(30a: 도 3에 도시됨)는 압전 방식으로 초음파 진동을 발생하고, 상기 초음파 진동은 상기 팁부(40)에 전달함과 동시에 전후로 진동하게 된다. 상기 팁부(40)의 전후 방향 초음파 진동으로 인해, 지방층의 지방 세포는 버블 생성으로 인한 공동화, 기계적 파괴, 열 효과 등에 의해 분리 및 파괴되어 지방이 분리되게 된다. 이렇게 분리된 지방은 상기 지방 제거 본체부(20)에 구비된 진공 펌프(미도시 됨)의 작동으로 제거하고, 상기 팁부(40)의 내부로 유입됨과 동시에 상기 지방 제거 본체부(20)에 구비된 지방 저장 용기(미도시 됨)에 수집되게 된다.
이때, 상기 팁부(40)가 환자의 피부에 삽입후 초음파 진동시 상기 팁부(40)는 전후 방향 초음파 진동으로 인해 열이 발생한다. 상기 팁부(40)의 열은 상기 팁부(40)에 구비된 온도 센서부(50)에서 감지한다. 만약, 상기 팁부(40)가 초음파 진동으로 인해 과도한 열이 발생하면, 도 3 과 같이, 상기 온도 센서부(50)는 이를 감지하여 상기 제어부(80)에 인가한다. 상기 제어부(80)는 기설정된 온도 이상일 경우 상기 연동 펌프부(60)를 구동시킨다. 즉, 상기 제어부(80)는 상기 팁부(40)의 온도가 대략 80℃ 이상으로 측정되면, 상기 연동 펌프부(60)를 구동시킨다. 상기 연동 펌프부(60)는 상기 냉각부(70)의 냉각수(A1)를 이동하여 상기 핸드 피스(30)에 공급하고, 상기 핸드 피스(30)의 내부에 구비된 냉각수 이송로(33)를 이용하여 상기 팁부(40)에 공급한다.
상기 팁부(40)의 내부에는 상기 핸드 피스(30)의 냉각수 이송로(33)를 통해 유입된 냉각수(A1)를 이동시킬 수 있도록 냉각수 이동로(43)가 구비되어 있으므로, 상기 냉각수(A1)가 상기 팁부(40)의 냉각수 이동로(43)를 통해 이동함과 동시에 상기 팁부(40)의 상승된 온도를 냉각시킨다.
그리고, 도 4와 같이, 상기 냉각수(A1)는 상기 팁부(40)의 배출홀(42)을 통해 상기 팁부(40)의 외부로 배출된다.
이렇게 냉각된 팁부(40)는 환자의 피부에 배출된 냉각수(A1) 및 지방을 제거하여 상기 지방 제거 본체부(20)의 저장 용기(미도시 됨) 또는 주사기(미도시 됨)에 이동하여 수집하게 한다.
이와 같이, 기존의 초음파 이용한 지방 제거 장치(미도시 됨)는 초음파 진동에 의해 팁부(미도시 됨)가 전후 진동시 과도한 열이 발생하여 환자의 피부층 및 근육층에 화상을 입히는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이러한 단점을 극복하기 위해 팁부(40)의 초음파 진동시 발생되는 온도를 감지하는 온도 센서부(50)와 이를 제어하는 제어부(80)를 구비하고 상기 제어부(80)는 팁부(40)의 상승한 온도를 냉각시키는 냉각수(A1)를 공급할 수 있도록 구성함으로써, 상기 팁부(40)가 냉각수(A1)에 의해 냉각됨으로 인해 환자의 피부층 및 근육층의 화상을 입히는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 지방 제거 시술 후 통증 발생을 방지함은 물론 화장 염증으로 인한 혼자의 부기 및 고통 발생을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 세포 분리 장치의 구성 중 저장캡(100)을 나타내는 측단면도 이고, 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 세포 분리 장치의 구성 중 저장캡(100)과 핸드 피스에 구비된 팁부와의 결합 상태를 나타내는 측단면도 이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 초음파를 이용한 전자식 세포 분리 장치(110)의 구성을 설명하기로 한다. 상기 세포 분리 장치(110)는, 핸드 피스(30), 팁부(40), 저장캡(100), 온도 센서부(50), 연동 펌프부(60), 냉각부(70) 및 제어부(80)를 포함한다.
상기 핸드 피스(30)는 상기 세포 분리 장치(110)의 본체부(미도시 됨)에서 발생된 초음파 전기 신호를 인가받아 초음파 진동을 발생시켜 후술하는 팁부(40)에 전달시킬 수 있도록 상기 세포 분리 장치(110)의 본체부(미도시 됨)와 전기적으로 연결되어 있다.
상기 핸드 피스(30)는 상기 초음파 진동을 발생시킬 수 있도록 초음파 발생부(30a)를 구비하고 있다.
상기 초음파 발생부(30a)는 압전 방식으로 초음파 진동을 발생시킬 수 있도록 압전기(Piezo electric)로 이루어져 있다.
본 실시예에서 상기 초음파 발생부(30a)는 압전기를 예를 들어 설명하나 이에 한정되는 것을 아니다. 즉, 상기 초음파 발생부(30a)는 압전 방식이외에 다른 방식으로 초음파를 발생하는 기기도 적용될 수 있다.
상기 팁부(40)는 상기 초음파 진동을 전달받아 진동하도록 상기 핸드 피스(30)에 구비되어 있다.
상기 온도 센서부(50; 도 2에 도시됨)는 상기 초음파 진동에 따라 상기 팁부(40)의 상승하는 온도를 감지하도록 상기 팁부(40)에 구비되어 있다.
상기 연동 펌프부(60; 도 2에 도시됨)는 상기 핸드 피스(30)와 냉각 호스(90)에 의해 연결됨과 동시에 상기 냉각부(70; 도 2에 도시됨)의 냉각수(A1)를 상기 팁부(40)로 이송시켜 온도가 상승된 상기 팁부(40)를 냉각시킬 수 있도록 상기 세포 분리 장치(110)의 본체부(미도시 됨)에 구비되어 있다.
상기 냉각부(70; 도 2에 도시됨)는 상기 연동 펌프부(60; 도 2에 도시됨)와 냉각 호스(90)에 의해 연결됨과 동시에 상기 냉각수(A1)를 공급하도록 되어 있다.
상기 제어부(80; 도 2에 도시됨)는 상기 온도 센서부(50)에서 감지된 신호를 인가받아 기설정된 온도에서 상기 연동 펌프부(60)를 구동시킬 수 있도록 되어 있다.
상기 기설정된 온도는 80℃ 이상으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 온도 센서부(50; 도 2에 도시됨)는 상기 팁부(40)의 온도를 감지하고, 감시된 신호를 제어부(80)에 인가하고, 상기 제어부(80; 도 2에 도시됨)는 상기 팁부(40)의 온도가 80℃ 이상일 경우 상기 연동 펌프부(60; 도 2에 도시됨)를 작동시키고, 상기 연동 펌프부(60)는 상기 냉각수(A1)를 상기 핸드 피스(30)에 공급한다. 상기 핸드 피스(30)는 상기 팁부(40)에 상기 냉각수(A1)를 이송시켜 상기 팁부(40)의 온도를 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 핸드 피스(30)의 일단에는 상기 팁부(40)와 결합되는 팁 결합부(31)가 구비되고, 상기 핸드 피스(30)의 타일단에는 상기 연동 펌프부(60; 도 2에 도시됨)와 연결되로록 펌프 연결부(32)가 구비되어 있다.
즉, 상기 팁 결합부(31)는 상기 팁부(40)에 형성된 장착부(41)와 결합되어 상기 핸드 피스(30)에 공급된 냉각수(A1)를 전달받는다. 상기 펌프 연결부(32)는 상기 연동 펌프부(60; 도 2에 도시됨)와 연결되어 상기 냉각부(70; 도 2에 도시됨)의 냉각수(A1)를 상기 핸드 피스(30)내에 공급한다.
상기 핸드 피스(30)의 내부에는 상기 팁 결합부(31)와 상기 펌프 연결부(32)를 서로 연결시킴과 동시에 상기 냉각수(A1)를 상기 팁부(40)까지 이송시킬 수 있도록 냉각수 이송로(33)가 구비되어 있다.
또한, 상기 팁부(40)의 일단에는 상기 팁 결합부(31)에 장착되도록 장착부(41)가 구비되어 있고, 상기 팁부(40)의 타일단에는 상기 냉각수(A1)를 외부로 배출시킬 수 있도록 적어도 하나의 배출홀(42)이 형성되어 있다.
즉, 상기 팁부(40)는 상기 핸드 피스(30)에 공급되는 냉각수(A1)를 전달받아 이동시킴과 동시에 상승한 온도를 냉각시키고, 그 다음 상기 냉각수(A1)를 상기 배출홀(42)들을 통해 상기 팁부(40)의 외부로 배출시킨다.
상기 팁부(40)의 내부에는 상기 핸드 피스(30)를 통해 유입된 냉각수(A1)를 이동시킬 수 있도록 냉각수 이동로(43)가 구비되어 있으므로, 상기 팁부(40)의 내부로 유입된 냉각수(A1)는 상기 냉각수 이동로(43)를 통해 이동함과 동시에 상기 팁부(40)의 온도를 냉각시킨 후 상기 배출홀(42)을 통해 상기 팁부(40)의 외부로 배출된다.
상기 냉각수(A1)는 식염수로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서 상기 냉각수(A1)는 식염수를 예를 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 상기 냉각수(A1)는 인체에 유해한 냉각수(A1)라면, 다양하게 적용될 수 있다.
또한, 상기 저장캡(100)은 지방 세포와 세포를 담을 수 있고, 이 상태에서, 상기 핸드 피스와 결합됨과 동시에 상기 팁부를 상기 저장캡(100)내에 삽입시켜 상기 초음파 발생부의 초음파 진동에 의해 상기 지방 세포와 상기 세포를 녹여서 분리시킬 수 있다.
앞서 언급한 도 5와 같이, 상기 저장캡(100)은, 원통형 몸체부(101), 주입구(102), 공기 통로(103) 및 배출구(104)를 포함할 수 있다.
상기 원통형 몸체부(101)내에는 상기 지방 세포 및 상기 세포를 담을 수 있고, 상기 원통형 몸체부(101)의 상단부에는 상기 핸드 피스(30)와 결합되는 개구부(101a)가 포함될 수 있다.
상기 주입구(102)는 상기 지방 세포 및 상기 세포를 상기 원통형 몸체부(101)내에 25cc 주입하여 담도록 상기 원통형 몸체부(101)의 측면에 구비될 수 있다.
상기 공기 통로(103)는 공기를 유입시켜 상기 지방 세포 및 상기 세포를 상기 원통형 몸체부(101)에 주입 및 배출을 용이하게 할 수 있도록 상기 원통형 몸체부(101)의 측면에 구비될 수 있다.
상기 배출구(104)는 상기 분리된 상기 세포를 외부로 배출시킬 수 있도록 상기 원통형 몸체부(101)의 하부에 구비되어 있다.
상기 초음파 발생부의 초음파는 18 KHz ~ 27 KHz 파장으로 이루어질 수 있다. 18 KHz ~ 27 KHz 파장으로 갖는 상기 초음파 발생부는 버퍼(부스트)1~10 단계로 변환하면서 34KHz ~ 64 KHz 사용하여 인체 유례 조직을 세포 단위로 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 지방 세포를 제외한 모든 세포의 손상 없이 지방 조직으로부터 세포 단위로 분리할 수 있다. 다시 말해, 기존의 효소(콜라겐아제)를 사용하지 않고 지방 조직으로부터 기질외혈관분획(SVF)을 분리할 수 있다.
본 발명은 초음파 발생의 초음파를 사용하여 인체유례조직을 세포 단위로 분리하고, 지방 조직으로부터 세포를 분리하며, 지방 조직에서 지방 세포를 제외한 세포를 분리하고, 지방조식에서 기질외혈관분획(SVF)을 분리하며, 지방 조직에서 재생성세포 또는 줄기세포 또는 미성숙 전구 세포를 분리할 수 있다.
좀더 구체적으로 설명하면, 지방 조직의 구성은 지방 세포와 기질외혈관분획이 콜라겐을 매개체로하여 조직적으로 융합되어 있다. 이 세포와 콜라겐 결합 조직에서 기존 효소(콜라겐아제)를 사용하여 세포를 붙어 있도록 지탱해주는 콜라겐을 체온과 유사한 36.5도로 30분간 반응하여 녹여 주는 작업을 통해 세포 단위로 분리하는 과정을 갖는다. 이에 본 발명은 초음파를 통해 지방 세포, 콜라겐을 파괴하여 세포 단위로 분해하는 과정을 통해 수 분만에 효율적으로 기질외혈관분획을 지방조직으로부터 획득할 수 있다.
이 상태에서, 상기 세포 분리 장치(110)의 조립 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면, 먼저, 앞서 언급한 도 6과 같이, 핸드 피스(30)에 팁부(40)를 결합한다. 상기 핸드 피스(30)의 일단에 구비된 팁 결합부(31)에 상기 팁부(40)의 장착부(41)를 결합한다. 상기 핸드 피드의 타일단에 구비된 펌프 연결부(32)에 냉각 호스(90)를 연결하고, 상기 냉각 호스(90)는 상기 연동 펌프부(60)와 연결한다. 상기 연동 펌프부(60)는 또 다른 냉각 호스(90)를 이용하여 상기 냉각부(70)와 연결한다.
이때, 상기 팁부(40)에는 상기 팁부(40)의 온도를 감지하는 온도 센서부(50)를 구비하고, 상기 온도 센서부(50)는 제어부(80)와 전기적으로 연결된다. 상기 세포 분리 장치의 본체부(미도시 됨)는 상기 본체부의 초음파 신호를 상기 핸드 피스(30)에 인가하도록 전기적으로 연결된다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 세포 및 세포를 25cc 담은 저장캡(100)에 핸드 피스(30)의 팁부(40)를 삽입 전 상태를 나타내는 도면 이고, 도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 세포 및 세포를 25cc 담은 저장캡(100)에 핸드 피스의 팁부를 삽입 후 세포를 녹이는 상태를 나타내는 도면 이다. 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 녹은 세로를 원심 분리기를 이용하여 세포를 분리하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7a와 같이, 상기 저장캡(100)의 원통형 몸체부(101)의 측면에 형성된 주입구(102)에 상기 지방 세포(G1)와 상기 세포(G2)를 25cc 주입한다.
이 상태에서, 상기 세포 분리 장치(110)의 본체부(미도시 됨)에 전류를 공급하고, 상기 본체부는 초음파 전기 신호를 발생하고, 이 초음파 전기 신호는 상기 핸드 피스(30)에 구비된 초음파 발생부(30a: 도 6에 도시됨)에 인가한다. 상기 초음파 발생부(30a: 도 6에 도시됨)는 압전 방식으로 초음파 진동을 발생하고, 도 7b와 같이, 상기 초음파 진동은 상기 팁부(40)에 전달함과 동시에 전후로 진동하게 된다. 상기 팁부(40)의 전후 방향 초음파 진동으로 인해, 지방 세포 및 세포는 녹인다.
즉, 상기 저장캡(100)의 지방 세포 및 세포는 초음파를 통해 지방 세포, 콜라겐을 파괴하여 세포 단위로 분해한다. 다시 말해, 상기 저장캡(100)은 초음파를 통해 수분만에 세포를 녹인다. 그 후 녹은 세포는 도 8과 같이 윈심 분리기를 이용하여 줄기 세포 및 기타 세포로 분리한다.
그리고, 상기 저장캡(100)의 하부에 분리된 세포(G2)는 상기 저장캡(100)의 하부에 구비된 배출구(104)를 통해 외부로 배출한다. 이와 같이 추출된 세포는 분리 키트(미도시 됨)에 넣어 세포수를 측정한다. 즉, 상기 셀카운터(미도시 됨)로 분리된 세포수를 측정한다.
도 9와 같이, 상기 셀카운터 측정 값은 토탈 세포 59만개 중에서 라이브 세포 58만 9천개이므로 라이브 세프는 99.6%로 측정된다. 즉, 살아 있는 세포는 99.6%로 측정된다.
다시 말해, 세포와 콜라겐 결합 조직에서 기존 효소(콜라겐아제)를 사용하여 세포를 붙어 있도록 지탱해 주는 콜라겐을 체온과 유사한 36.5도로 30분간 반응하여 녹여 주는 작업을 통해 세포 단위로 분리하였으나. 본 발명은 초음파를 통해 지방 세포, 콜라겐을 파괴하여 세포 단위로 분해하는 과정을 통해 수 분만에 효율적으로 기질외혈관분획을 지방 조직으로부터 획득할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시예의 지방 제거 장치와 세포 분리 장치는 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
지방 제거 본체부 : 20 핸드 피스 : 30
팁부 : 40 온도 센서부 : 50
연동 펌프부 : 60 냉각부 : 70
제어부 : 80 냉각수 : A1
팁 결합부 : 31 펌프 연결부 : 32
냉각수 이송로 : 33 장착부 : 41
배출홀 : 42 냉각수 이동로 : 43
저장캡 : 100 원통형 몸체부 : 101
주입구 : 102 공기 통로 : 103
배출구 : 104 지방 세포 : G1
세포 : G2

Claims (3)

  1. 세포 분리 장치에 있어서,
    초음파 발생부를 구비한 핸드 피스;
    상기 핸드 피스에 구비되는 팁부; 및
    지방 세포와 세포를 담는 저장캡을 포함하고,
    상기 저장캡은 상기 핸드 피스와 결합됨과 아울러 상기 팁부를 상기 저장캡내에 삽입시켜 상기 초음파 발생부의 초음파에 의해 상기 지방 세포와 상기 세포를 녹여서 분리시키는 세포 분리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 저장캡은, 상단부에 상기 핸드 피스와 결합되는 개구부를 포함하는 원통형 몸체부;
    상기 원통형 몸체부의 측면에 구비되어 상기 원통형 몸체부내로 상기 지방 세포와 상기 세포를 주입하는 주입구;
    상기 원통형 몸체부의 측면에 구비되는 공기 통로; 및
    상기 원통형 몸체부의 하부에 구비되어 분리된 상기 세포를 배출시키는 배출구를 포함하는 세포 분리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 초음파 발생부의 초음파는 18 KHz ~ 27 KHz 파장으로 이루어지는 세포 분리 장치.
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