KR20170125759A - 자석 배열을 이용한 치료제 표적화 및 고정 의료장치 - Google Patents

자석 배열을 이용한 치료제 표적화 및 고정 의료장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 환자의 환부를 고려한 자석의 최적화된 배열을 이용해 환부에 자성체를 포함하는 치료제를 정밀 표적화하는 치료제 표적화 및 고정 의료장치를 제공한다.

Description

자석 배열을 이용한 치료제 표적화 및 고정 의료장치{A targeting and fixation medical device for therapeutic agent using magnet arrays}
본 발명은 자석 배열을 이용한 치료제 표적화에 관한 것으로 더 상세하게는 자석 배열을 이용한 치료제 표적화 및 고정 의료장치에 관한 것이다.
기존의 약물을 이용한 치료법은 낮은 지향성능으로 인한 비선택적 독성 및 관련 부작용 등의 문제점을 내포하고 있다. 따라서 많은 개발 기간과 고비용이 소요되는 치료 약물 개발보다는 기존 의약품의 부작용을 최소화하고 효능을 극대화 할 수 있는 다양한 약물 전달시스템에 대한 연구가 활발히 이루어져 왔다. 특히, 최근에는 다양한 자석을 이용하여 병변 주위로 약물의 지향성능을 향상시키고자 하는 다양한 연구가 진행되고 있다. 그 기본 원리는, 자기장 내에서 자화되는 자성체 즉 자성체를 약물에 담지 혹은 부착하여, 자기장(magnetic field) 내에서 자화(magnetization)된 자성체가 자속밀도(magnetic flux density)가 높은 곳으로 이동되는 원리를 이용하여 약물을 전달시키는 것이다. 그러나 대부분의 기존 연구들은 자속밀도가 매우 큰 단일개의 초전도체 자석 또는 영구자석을 이용하여, 단순히 자석방향으로 당기는 힘(인력, attractive force)을 극대화시켜 자성체가 담지된 약물을 전달하고자 하는 연구들이 대부분으로 이는 환부의 종류, 위치, 치료 목적 등의 치료 환경이 전혀 고려되지 않아 다양한 시술 환경에 적용하기 힘들뿐만 아니라, 환부 위치로 치료제를 정확히 표적화(targeting)하는 것이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이와 관련하여 대한민국 등록특허 제0889006호는 저주파 회전 영구자성체의 자장 치료장치에 대해 개시하고 있다.
그러나, 상기 선행기술의 경우, 자석의 분포, 자석의 개수, 자석의 자화 방향 등을 적용한 환부에 최적화된 배치 및 배열을 고려하지 않아 환부에 대한 치료제의 표적화 또는 표적화된 치료제를 환부에 고정하기에는 부적합하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 환자의 환부를 고려한 자석의 최적화된 배열을 이용해 환부에 치료제를 정밀 표적화하는 치료제 표적화 및 고정 의료장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 3차원 공간에서 자성 나노입자를 포함하는 자성체를 적재할 적재지점 및 상기 자성체가 이동해야 할 목적지점을 결정하는 단계;상기 적재지점에 상기 자성체를 적재하는 적재단계; 및 상기 적재지점 및 상기 목적지점을 둘러싼 공간에 복수의 자석을 배치하되, 상기 적재지점이 상기 배치된 복수의 자석으로부터 발생하는 자기장을 중첩시켜 자속밀도가 소거되는 자기장 소거점과 상기 자석이 배치된 자석 배치지점 사이에 위치하게 되면 상기 자석이 배치되는 방향으로 인력이 형성되도록 하고 상기 적재지점이 상기 자석 배치지점으로부터 상기 자기 소거점 이후에 위치하게 되면 상기 자석이 배치된 반대 방향으로 척력이 생성되도록 자석에 의한 인력 또는 척력이 발생하도록 하는 자석 배치단계를 포함하는, 3차원 공간에서 자성체를 원하는 위치로 이동시키는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 이미징 장치를 이용하여 환자의 환부의 3D 의료 영상을 획득하는 3D 영상 획득단계; 상기 환부의 모양, 크기 및 위치를 측정하는 환부 추출 및 치료영역 설정단계; 상기 환자로부터 획득한 3D 의료 영상을 기반으로 자계생성을 위한 자석의 분포, 개수 및 자화방향을 설계하는 환자맞춤형 자성체 포함 치료제 표적화 및 고정 의료장치 설계 단계; 상기 설계 정보를 바탕으로 상기 고정 의료장치의 형태를 결정하는 고정 의료장치 제조단계를 포함하는, 복수의 자석 배열을 이용한 자성체 포함 치료제의 환부 표적화 및 고정 의료장치의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 방법에 의해 제조된 상기 복수의 자석 배열을 이용한 자성체 포함 치료제의 환부 표적화 및 고정 의료장치가 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 복수의 자석 배열을 이용한 자성체 포함 치료제의 환부 표적화 및 고정 의료장치 및 상기 자성체 포함 치료제를 포함하는 자석 기반 환부 치료용 의료키트가 제공된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 환자의 환부를 고려한 자석의 최적화된 배열을 이용해 환부에 치료제를 정밀 표적화하는 환자맞춤형 치료제 표적화 및 고정 의료장치의 생산효과를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 자석의 최적화된 배열을 이용한 환자맞춤형 치료제 표적화 및 고정 의료장치에 대한 개념도이다.
도 2는 도 2는 본 발명의 환자맞춤형 치료제 표적화 및 고정 의료장치의 활용 예시를 나타내는 개념도이다.
도 3은 도 3은 2차원 평면에서 자성을 담지한 치료제가 척력에 의해 자석이 배치된 방향으로부터 멀어지는 시뮬레이션을 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 3에서 수행한 최적화 방법이 3차원에서 가능함을 나타내는 시뮬레이션 그래프이다.
도 5는 2차원 평면에서 자성을 담지한 치료제가 인력에 의해 자석이 배치된 방향으로 끌려오는 시뮬레이션을 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 5에서 구현한 최적화 방법이 3차원에서도 가능함을 나타내는 시뮬레이션 그래프이다.
도 7은 본 발명의 환자맞춤형 치료제 표적화 및 고정 의료장치의 제조공정을 나타내는 공정도이다.
도 8은 도 7의 제조공정 중 영상기반의 자계 분포 설계를 위한 자석 배열의 최적화에 대한 흐름도이다.
용어의 정의:
본 문서에서 사용되는 용어 "자계(magnetic field)"는 자장 또는 자기장이라고도 하며 자기력선(lines of magnetic force)이 펼쳐진 공간 즉 전류나 자석의 주위, 지구의 표면 등과 같이 자기작용이 영향을 미치는 공간을 말한다.
본 문서에서 사용되는 용어 "인력(attractive force)"은 두 물체가 서로 끌어당기는 힘을 말하며, 척력의 반대 개념이다. 자석을 쇠붙이에 가까이 가져가면 서로 당기는 인력이 작용하고 빗방울이 하늘에서 떨어지는 것도 지구가 빗방울을 당기기 때문으로. 이와 같이 자연에는 여러 종류의 인력이 존재한다. 대표적인 예로 모든 물체 사이에 보편적으로 작용하는 만유인력이 있으며, 지구와 물체 사이에 작용하는 중력은 만유인력(universal gravitation)의 일종이다. 양전하와 음전하 사이의 전기력과 자석의 S극과 N극 사이의 자기력 역시 인력이다. 그리고 원자핵 속에서 양성자와 중성자를 결합시키고 있는 핵력(核力), 전기적으로 중성인 분자 사이의 판데르발스힘(van der Waals force)도 인력이다.
본 문서에서 사용되는 용어 "척력(repulsive force)"은 두 물체가 서로 밀어내는 힘을 말하며 인력의 반대 개념으로 반발력이라고도 한다. 자석 두 개를 가지고 S극과 S극 또는 N극과 N극을 가까이 가져가면 서로 반발하는 힘을 느낄 수 있다. 그리고 양전하와 양전하 또는 음전하와 음전하처럼 동일한 부호를 가진 전하 사이에도 척력이 존재한다. 전자기력에서 척력은 인력과 마찬가지로 두 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례한다. 즉, 두 물체 사이의 거리가 2배가 되면 척력의 크기는 1/4로 감소하며, 거리가 반으로 감소하면 척력의 크기는 4배가 된다.
본 문서에서 사용되는 용어 "자속 밀도(magnetic flux density)"는 자기장 중의 한 점에서 자기장에 수직인 면을 생각하였을 때의 단위 면적당의 자속을 의미하며 자기유도, 자기감응이라고도 한다.
본 문서에서 사용되는 용어 "환자맞춤형(patient-specific)"은 본 발명의 고정 의료장치 제작 시 이미징 장치를 이용하여 환자의 환부의 3D 의료 영상을 획득하고 환부의 모양, 크기 및 위치를 정확하게 측정하여 환부 추출 및 치료영역을 설정함에 있어 환부의 위치, 크기 및 상태에 따라 치료제의 구성이 결정되고 생체적합성/생분해성 폴리머 구조체에 약물, 자성물질 또는 치료용 세포가 모두 포함되거나 또는 선택적으로 사용되어 제조되며 상기 3D 의료 영상을 바탕으로 고정 의료장치의 형태가 예컨대 탈부착형 또는 고착형으로 결정되는 공정방식을 의미한다.
발명의 상세한 설명:
본 발명의 일 관점에 따르면, 3차원 공간에서 자성 나노입자를 포함하는 자성체를 적재할 적재지점 및 상기 자성체가 이동해야 할 목적지점을 결정하는 단계;상기 적재지점에 상기 자성체를 적재하는 적재단계; 및 상기 적재지점 및 상기 목적지점을 둘러싼 공간에 복수의 자석을 배치하되, 상기 적재지점이 상기 배치된 복수의 자석으로부터 발생하는 자기장을 중첩시켜 자속밀도가 소거되는 자기장 소거점과 상기 자석이 배치된 자석 배치지점 사이에 위치하게 되면 상기 자석이 배치되는 방향으로 인력이 형성되도록 하고 상기 적재지점이 상기 자석 배치지점으로부터 상기 자기 소거점 이후에 위치하게 되면 상기 자석이 배치된 반대 방향으로 척력이 생성되도록 자석에 의한 인력 또는 척력이 발생하도록 하는 자석 배치단계를 포함하는, 3차원 공간에서 자성체를 원하는 위치로 이동시키는 방법이 제공된다.
상기 방법에 있어서, 상기 자성 나노입자는 마그네타이트(magnetite) 또는 마그헤마이트(maghemite)일 수 있고 상기 자석은 영구자석, 연자성체, 페라이트(ferrite), 네오디뮴(nodymium), 알리코, 사마륨코발트(samarium cobalt) 또는 고무자석(rubber magnet)일 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 이미징 장치를 이용하여 환자의 환부의 3D 의료 영상을 획득하는 3D 영상 획득단계; 상기 환부의 모양, 크기 및 위치를 측정하는 환부 추출 및 치료영역 설정단계; 상기 환자로부터 획득한 3D 의료 영상을 기반으로 자계생성을 위한 자석의 분포, 개수 및 자화방향을 설계하는 환자맞춤형 자성체 포함 치료제 표적화 및 고정 의료장치 설계 단계; 상기 설계 정보를 바탕으로 상기 고정 의료장치의 형태를 결정하는 고정 의료장치 제조단계를 포함하는, 복수의 자석 배열을 이용한 자성체 포함 치료제의 환부 표적화 및 고정 의료장치의 제조방법이 제공된다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 치료제 표적화 및 고정 의료장치 설계 단계는 자석 배열 가능 최대 범위, 사용할 개수 및 초기 자석의 자화 방향을 설정하는 초기값 설정 단계; 관심점(POI)에서 특정 방향으로의 초기 자기력을 계산하는 초기 자기력 계산 단계; 상기 계산된 자기력이 최대값이 되는 자기력 및 자화방향을 선정하는 자석 자화 방향 변경 단계; 이전 단계 및 현 단계의 크기를 비교하는 자기력 비교 단계; 사용할 자석 개수를 확인하는 자석 개수 확인 단계; 및 상기 선정된 자석의 자화 방향을 기반으로 자석을 배열하는 최종 자석 배열 단계를 포함할 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 이미징 장치는 X-ray, CT, PET 또는 MRI일 수 있고 상기 고정 의료장치는 탈부착형 또는 고착형일 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 자성체 포함 치료제는 자성나노입자를 담지 또는 부착한 약물, 세포치료제, 또는 이의 혼합물을 포함할 수 있고 상기 세포치료제는 간엽계 세포, 연골세포, 골세포, 신경 간세포, 줄기세포 또는 면역세포일 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 방법에 의해 제조된, 복수의 자석 배열을 이용한 자성체 포함 치료제의 환부 표적화 및 고정 의료장치가 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 복수의 자석 배열을 이용한 자성체 포함 치료제의 환부 표적화 및 고정 의료장치 및 상기 자성체 포함 치료제를 포함하는 자석 기반 환부 치료용 의료키트가 제공된다.
상기 자석 기반 환부 치료용 의료키트에 있어서, 상기 자성체 포함 치료제는 자성나노입자를 담지 또는 부착한 약물, 세포치료제, 또는 이의 혼합물을 포함할 수 있고 상기 세포치료제는 간엽계 세포, 연골세포, 골세포, 신경 간세포, 줄기세포 또는 면역세포일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 균일한 부호는 균일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.`
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성체를 자석의 배열을 이용하여 3차원적 공간 내에서 원하는 위치로 이동시키는 방법을 도식화하여 나타낸 개요도이다. 상기 도 1에서 사각형은 임의의 자석을 의미하고 파란 점은 자성체(자기장에 반응하는 자성체, magnetic substance)를 담지 또는 부착한 치료제(약물, 세포치료제, 약물+세포치료제)가 방출되는 지점(release point)을 의미한다. 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위해서는 상기 도 1과 같이 2개 이상의 자석을 배치하여 관심영역(ROI: Region of Interest)과 관심점(POI: Point of Interest)에서 치료제에 작용하는 자기력(magnetic force)을 이용할 수 있다.
본 발명의 환자맞춤형 치료제 표적화는 2개 이상의 자석을 이용하여 자석으로부터 멀어지는 힘(미는 힘, 척력)과 자석으로 가까워지는 힘(당기는 힘, 인력)을 생성하여 이용할 수 있는데, 상기 치료제 표적화를 위한 구동 기본원리는 하기와 같다. 자성체를 담지 혹은 부착한 치료제는 자기장(magnetic field)의 영향이 미치는 공간 내에서 자속밀도가 큰 영역으로 이동하게 된다. 이에 따라 종래 연구와 동일 방식인 하나의 자석만을 이용할 경우, 관심영역 내 자속밀도의 구배는 항상 자석과 가까운 곳이 높게 되고 이에 따라 자성체를 담지 또는 부착한 치료제는 항상 자석이 배치된 방향으로 끌려오게 된다. 그러나 본 발명의 환자맞춤형 치료제 표적화는 환자의 성별, 연령, 환부의 종류, 위치, 및 치료목적 등에 따라 2개 이상의 자석을 이용한 최적 배치를 통하여 자속밀도가 제로가 되는 지점(2개 이상의 자석의 자기장을 중첩시켜 자속밀도가 소거되어 없어지는 지점, FFP=Field Free Point)을 생성하고 자성체를 담지한 치료제가 방출되는 지점을 상기 자기장이 소거되어 없어지는 지점을 기준으로 앞뒤로 설정하면 상기 치료제를 끌어당기는 인력 및 밀어내는 척력을 이용하여 상기 치료제를 환부에 표적화되게 하고 고정할 수 있게 된다. 다시 말해, 상기 자기장이 소거되어 없어지는 FFP와 자석이 배치된 곳 사이에 치료제의 방출지점이 위치하게 되면, 자속밀도가 높은 쪽은 자석이 배치된 방향으로 끌려오게 되는 반면에(인력 작용), 자석이 배치된 곳으로부터 자기장 소거점 이후의 지점에 방출하게 되면 자속밀도가 높은 방향 즉 자석배치가 된 곳에서 멀어지는 방향으로 밀려나게 된다(척력 작용). 상기 원리를 이용하여, 치료제가 방출되는 지점과 가장 가까운 자석표면까지의 수직거리, 힘이 작용하는 관심영역, 자석의 분포, 자석의 개수, 자화 변경 각도, 자석의 종류 등을 환부의 종류, 위치, 치료 목적 등에 따라 조절할 수 있으며, 이와 같은 조건을 만족하면서 자석으로부터 멀어지거나 자석으로 향하는 방향으로 최대의 힘을 나타내는 배열을 최적화하여 사용할 수 있다. 상기 최적화로 인해 자성체를 담지 또는 부착한 치료제를 환부에 정확하게 표적화하고 이를 고정하여 치료효과를 극대화할 수 있다.
이때 상기 치료제는 최적의 치료 효과를 고려하여 자성체를 담지 또는 부착한 치료제는 약물, 세포치료제, 또는 이의 혼합물일 수 있고 약학적 유효성분을 포함하는 자성물질 또는 나노입자일 수 있고 상기 자성체는 마그네타이트(magnetite) 또는 마그헤마이트(maghemite)일 수 있으며 상기 자석은 영구자석, 연자성체, 페라이트(ferrite), 네오디뮴(nodymium), 알리코, 사마륨코발트(samarium cobalt) 또는 고무자석(rubber magnet)일 수 있다.
도 2는 상기 도 1의 방법을 이용하여 환자의 환부를 고려한 자석의 최적화된 배열을 이용해 환부에 치료제를 정밀 표적화하는 환자맞춤형 치료제 표적화 및 고정 의료장치에 대한 활용 예시를 나타내는 개념도이다. 도시한 바와 같이, 일반적인 연골 또는 척수/척추 손상 치료를 가정할 경우, 2개 이상의 자석 배치를 이용하여 치료제가 주입되는 위치와 환부의 위치를 고려하여 치료제를 자석 배치에 의한 척력 또는 인력을 이용하여 환부 위치에 집중시킬 수 있다. 또한, 환부 근처에서 안전적인 요인 혹은 신체 구조적인 한계 등으로 인한 제한으로 약물을 근접 주입할 수 없는 경우, 방향성을 갖도록 상기 자석의 배치를 이용하여 치료제를 이동시켜 원하는 목표 환부에 정밀한 표적화가 가능하다. 도 2에서는 본 발명의 환자맞춤형 치료제 표적화 및 고정 의료장치의 개념을 용이하게 설명하기 위하여 특정 적용분야에 대한 예시를 나타내었으나 반드시 연골이나 척수/척추 손상 치료에 국한되지 않고, 치료제를 환부에 표적화하여 치료할 수 있는 다양한 분야 예컨대 정맥주사 등에 적용할 수 있다. 또한, 상기 치료제를 환부에 표적화한 후 외부 장치(예컨대, 전자기장을 통한 표적화, 카테터 또는 바늘을 이용한 환부 위치 근접 주입)를 이용하여 상기 치료제가 상기 환부 위치에서 벗어나지 않도록 잡아주는 치료제 고정 장치로도 활용가능하다.
도 3은 2차원 평면에서 자성체를 담지한 치료제가 생성된 척력에 의해 자석이 배치된 방향으로부터 멀어지는 시뮬레이션을 나타내는 그래프이다. 도시한 바와 같이, 자성체(150)를 포함하는 치료제의 방출지점(120)에서 영구자석(100)에서 생성된 척력에 의하여 더 멀리 이동한 결과를 나타내고 있다. 상기 시뮬레이션 결과는 환자 환부의 위치가 치료제가 방출되는 방출지점(120)보다 영구자석(100)이 배치된 곳에서 멀리 있을 때를 가정하여 최적화 설계를 진행한 결과이다. 특히, 치료제가 방출되는 방출지점(120)과 영구자석(100) 배열된 위치까지의 거리, 힘이 작용하는 관심영역, 자석의 분포, 자석의 개수, 자화 변경 각도, 자석의 종류, 자석의 특성(properties), 치료제의 특성 등에 따라 치료제가 이동하는 방향 및 속도를 조절할 수 있으며, 2개 이상의 자석 배치를 이용하여 자석으로부터 치료제가 멀어지도록 장치를 설계 할 수 있음을 나타낸다.
도 4는 도 3에서 수행한 최적화 방법이 3차원에서 가능함을 나타내는 시뮬레이션 그래프로 상기 시뮬레이션에 사용된 치료제가 방출되는 방출지점(120)과 영구자석(100)이 배열된 위치까지의 거리, 힘이 작용하는 관심영역, 자석의 분포, 자석의 개수, 자화 변경 각도, 자석의 종류, 자석의 특성, 및 치료제의 특성들은 임의로 설정된 값이다. 또한, 자성체(150)가 담지된 치료제가 자석으로부터 멀어질 수 있다는 것을 보여주기 위하여 z축(상하) 방향으로 멀어지는 동작만을 구현하였을 뿐, x, y축에 대한 방향(즉, 임의의 3차원 방향)도 특정 환부의 위치 및 시술 환경, 목적에 맞게 설계할 수 있다.
도 5는 2차원 평면에서 자성체(150)를 담지한 치료제가 생성된 인력에 의해 영구자석(100)이 배치된 방향으로 끌려오는 시뮬레이션을 나타내는 그래프이다. (a)는 방출지점(120)으로 수직한 방향에 자석이 1개 놓여있을 때 자성체(150)를 담지한 치료제가 자석을 향해 끌려오는 현상과 같이, 2개의 영구자석(100) 배열을 통해 상기 치료제가 동일한 경로로 끌려오도록 구현한 시뮬레이션 결과이다. 이는 상황(특정 환부 위치 또는 특정 신체 구조)에 따라 수직한 방면에 영구자석(100)을 배치할 수 없을 경우 다른 배치로도 원하는 방향으로 치료제를 수직하게 이동시킬 수 있음을 나타낸다. (b)는 임의의 자석의 개수 뿐 아니라 사용 목적에 맞게 자석의 배치를 먼저 결정한 후에 최대의 힘을 가지는 자화(magnetized) 각도를 최적화하여 용도에 맞게 사용할 수 있음을 보여준다. 상기 결과에 따라 자석에서 발생하는 인력뿐만 아니라 척력도 자유롭게 조절 가능함을 말해준다.
도 6은 상기 도 5에서 구현한 최적화 방법이 3차원에서도 가능함을 나타내는 시뮬레이션 그래프이다. 도시한 바와 같이, 도 6은 본 발명의 기술적 개념을 용이하게 설명하기 위하여 z축(상하)으로 수직하게 자석이 향하는 방향을 임의로 나타내었으나 이는 자석의 특성 및 치료제의 특성 등에 따라 임의의 3차원 공간으로 특정 방향성을 갖게 설계할 수 있다.
도 7은 환자의 환부를 고려한 자석의 최적화된 배열을 이용해 환부에 치료제를 정밀 표적화하는 기술을 적용한 고정 의료장치의 제조공정을 나타내는 공정도이다. 상기 제조공정은 총 6 단계로 먼저, 환자로부터 X-ray, CT 또는 MRI 등의 이미징 장치를 통한 환부의 3D 의료 영상을 획득하고 환부의 모양, 크기 및 위치를 정확하게 측정하여 환부 추출 및 치료영역을 설정한다. 그 후, 치료제 구성 설계 및 제조 단계에 들어가게 되는데 이때 환부의 위치, 크기 및 상태에 따라 치료제의 구성이 결정되고 생체적합성/생분해성 폴리머 구조체에 약물, 자성물질 또는 치료용 세포가 모두 포함되거나 또는 선택적으로 사용되어 제조될 수 있고 예컨대 치료용 세포에 자성물질을 결합한 치료제가 제조되어 투여될 수 있다. 이어서 환자로부터 획득한 3D 의료 영상을 기반으로 상기 제조한 치료제를 환부에 정확히 표적화하기 위한 영상기반 요구 자계 분포 설계를 수행하게 되는데 이는 환부로 자성물질에 의한 치료제의 정확한 위치를 유도하기 위해 본 발명의 환자 맞춤형 치료제 표적화 및 고정 의료장치의 자계생성을 위한 최적화된 자석의 분포, 자석 개수, 자화 방향 등이 설계되는 과정을 말한다. 환자 맞춤형으로 제조되기 위해서는 앞서 측정한 해당 환자의 환부 3D 의료 영상을 통해 환부의 위치와 크기를 고려하여 자석의 개수, 분포 및 자화 방향 등이 결정하고 상기 정보를 바탕으로 고정 의료장치의 형태가 탈부착형 또는 고착형으로 결정되어 이에 따른 상세 설계 및 제조공정을 수행하게 된다.
도 8은 본 발명의 환자 맞춤형 치료제 표적화 및 고정 의료장치의 제조 공정 중, 이전 단계에서 환자의 환부 추출 및 치료영역의 조건과 치료제에 관한 조건이 결정된 이후 영상기반의 자계 분포 설계를 위한 자석 배열의 최적화에 대한 흐름도를 도시하고 있다. 우선, 결정된 조건(예컨대 치료영역, 위치, 치료제 등등)에 따라 최적화된 자석배열을 위한 초기값 설정 단계로서, 자석 배열 가능 최대 범위, 사용할 개수 및 초기 자석의 자화 방향을 설정해 준다. 이때, 자석 배열 가능 최대 범위는 사용할 자석 개수의 범위보다 더 넓게 설정하고, 초기 모든 자석의 자화방향은 같은 방향으로 설정해 준다. 그 후, 초기 자기력 계산 단계로서, 초기 설정된 자석 배열을 바탕으로 치료제가 방출되는 위치(POI)에서 특정방향(즉, 환부위치)으로의 치료제에 작용하는 자기력을 계산한다. 이는 상기 계산된 치료제에 작용하는 기존의 자기력과 자화 방향 변경에 따른 새롭게 계산된 치료제에 작용하는 자기력을 비교하여 최적의 힘을 도출하기 위함이다. 이어서 자석의 자화 방향 변경 단계에서는 직접 교수법(direct method) 중 단일변이 탐색법(univariate search)을 예시로 적용하였다. 상기 기법에 따라 자석을 1번부터 N까지 번호를 부여한 후, 1번 자석을 설정된 자화 변경 각도로(360도/설정된 자화변경 각도)회 수행한다. 이 때, 1번의 자화각도가 변경될 때마다 관심 지점(POI)에서의 힘을 계산하고 그 중 제일 최대의 힘을 저장하여 상기 자화 방향을 1번 자석의 자화 방향으로 저장한다. 상기 과정을 N번째 자석까지 반복한 후, 그 중 가장 최대의 힘 갖는 경우의 자화방향을 각 자석에 저장한다. 또한, 자화 방향을 변경 시킬 때, 힘에 영향이 없는 경우 그 번호의 자석을 지우는 과정을 사용할 자석 개수가 만족할 때 까지 반복하게 된다. 최종적으로 모든 조건을 만족 했을 때의 최적화된 힘을 저장하고, 각 자석의 자화방향을 저장하여 환자 맞춤형 치료제 표적화 및 고정 장치 설계 및 제조에 적용하게 된다.
결론적으로 본 발명의 환자맞춤형 치료제 표적화 및 고정 의료장치는 2개 이상의 자석의 분포, 자석의 개수, 자석의 자화 방향 등이 최적화된 배치 및 배열을 고려하여 상기 자석의 척력 및 인력의 생성, 극대화뿐만 아니라 자유로운 조절이 가능하므로 환부의 종류, 위치, 치료 목적 등에 따라 환자의 환부에 치료제를 정밀하게 표적화하고 고정함으로써 효율적인 치료효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 3차원 공간에서 자성 나노입자를 포함하는 자성체를 적재할 적재지점 및 상기 자성체가 이동해야 할 목적지점을 결정하는 단계;
    상기 적재지점에 상기 자성체를 적재하는 적재단계; 및
    상기 적재지점 및 상기 목적지점을 둘러싼 공간에 복수의 자석을 배치하되, 상기 적재지점이 상기 배치된 복수의 자석으로부터 발생하는 자기장을 중첩시켜 자속밀도가 소거되는 자기장 소거점과 상기 자석이 배치된 자석 배치지점 사이에 위치하게 되면 상기 자석이 배치되는 방향으로 인력이 형성되도록 하고 상기 적재지점이 상기 자석 배치지점으로부터 상기 자기 소거점 이후에 위치하게 되면 상기 자석이 배치된 반대 방향으로 척력이 생성되도록 자석에 의한 인력 또는 척력이 발생하도록 하는 자석 배치단계를 포함하는, 3차원 공간에서 자성체를 원하는 위치로 이동시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자성 나노입자는 마그네타이트(magnetite) 또는 마그헤마이트(maghemite)인, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자석은 영구자석, 연자성체, 페라이트(ferrite), 네오디뮴(nodymium), 알리코, 사마륨코발트(samarium cobalt) 또는 고무자석(rubber magnet)인, 방법.
  4. 이미징 장치를 이용하여 환자의 환부의 3D 의료 영상을 획득하는 3D 영상 획득단계;
    상기 환부의 모양, 크기 및 위치를 측정하는 환부 추출 및 치료영역 설정단계;
    상기 환자로부터 획득한 3D 의료 영상을 기반으로 자계생성을 위한 자석의 분포, 개수 및 자화방향을 설계하는 환자맞춤형 자성체 포함 치료제 표적화 및 고정 의료장치 설계 단계;
    상기 설계 정보를 바탕으로 상기 고정 의료장치의 형태를 결정하는 고정 의료장치 제조단계를 포함하는, 복수의 자석 배열을 이용한 자성체 포함 치료제의 환부 표적화 및 고정 의료장치의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 치료제 표적화 및 고정 의료장치 설계 단계는 자석 배열 가능 최대 범위, 사용할 개수 및 초기 자석의 자화 방향을 설정하는 초기값 설정 단계;
    관심점(POI)에서 특정 방향으로의 초기 자기력을 계산하는 초기 자기력 계산 단계;
    상기 계산된 자기력이 최대값이 되는 자기력 및 자화방향을 선정하는 자석 자화 방향 변경 단계;
    이전 단계 및 현 단계의 크기를 비교하는 자기력 비교 단계;
    사용할 자석 개수를 확인하는 자석 개수 확인 단계; 및
    상기 선정된 자석의 자화 방향을 기반으로 자석을 배열하는 최종 자석 배열 단계를 포함하는, 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이미징 장치는 X-ray, CT, PET 또는 MRI인, 제조방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 고정 의료장치는 탈부착형 또는 고착형인, 제조방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 자성체 포함 치료제는 자성나노입자를 담지 또는 부착한 약물, 세포치료제, 또는 이의 혼합물을 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 세포치료제는 간엽계 세포, 연골세포, 골세포, 신경 간세포, 줄기세포 또는 면역세포인, 방법.
  10. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된, 복수의 자석 배열을 이용한 자성체 포함 치료제의 환부 표적화 및 고정 의료장치.
  11. 제10항의 복수의 자석 배열을 이용한 자성체 포함 치료제의 환부 표적화 및 고정 의료장치 및 상기 자성체 포함 치료제를 포함하는 자석 기반 환부 치료용 의료키트.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자성체 포함 치료제는 자성나노입자를 담지 또는 부착한 약물, 세포치료제, 또는 이의 혼합물을 포함하는, 자석 기반 환부 치료용 의료키트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 세포치료제는 간엽계 세포, 연골세포, 골세포, 신경 간세포, 줄기세포 또는 면역세포인, 자석 기반 환부 치료용 의료키트.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018236081A1 (ko) * 2017-06-23 2018-12-27 전남대학교 산학협력단 자석 배열을 이용한 치료제 표적화 및 고정 의료장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113559407B (zh) * 2021-07-27 2022-10-18 南昌大学第二附属医院 一种用于提高肝脏靶向药物治疗效果的固定装置
KR20230120693A (ko) * 2022-02-09 2023-08-17 재단법인 한국마이크로의료로봇연구원 능동적 종양 색전시술 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080002096A (ko) * 2006-06-30 2008-01-04 재단법인서울대학교산학협력재단 자성 나노입자를 이용한 세포의 고정 또는 이동방법
KR20080074423A (ko) * 2007-02-09 2008-08-13 영남대학교 산학협력단 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치 조절 방법
US20120080360A1 (en) * 2009-04-10 2012-04-05 President And Fellows Of Harvard College Manipulation of particles in channels
KR20120090093A (ko) * 2009-11-02 2012-08-16 펄스 테라퓨틱스, 인코포레이티드 기자성 스테이터 시스템 및 마그네틱 로터의 무선제어 방법
KR101321904B1 (ko) * 2012-03-27 2013-10-28 한국과학기술정보연구원 맞춤형 보철물의 설계 시스템 및 방법, 그 기록 매체
KR20150003275A (ko) * 2012-04-17 2015-01-08 조지 프레이 환자 맞춤형 외과용 가이드 및 이를 사용하는 방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10179770A (ja) * 1996-12-24 1998-07-07 Pitsupu Fujimoto Kk 磁気ベルト
JPWO2006035550A1 (ja) * 2004-09-28 2008-05-15 国立大学法人大阪大学 三次元誘導装置及び方法、並びに薬剤配送システム
JP5020533B2 (ja) * 2006-04-27 2012-09-05 株式会社日立メディコ ドラッグデリバリーシステム、及びそれを制御するためのコンピュータプログラム
WO2009086071A2 (en) * 2007-12-20 2009-07-09 Mayo Foundation For Medical Education And Research Systems and methods for magnetic-assisted therapeutic agent delivery
EP2249800B1 (en) * 2008-02-04 2024-04-17 Jeffrey L. Goldberg Iron magnetic cells for localizing delivery and eye tissue repair
KR100889006B1 (ko) 2008-10-30 2009-03-19 메가테크(주) 저주파 회전 영구자성체의 자장 치료장치
EP2223719A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Therapeutic apparatus for treating a subject using magnetic nanoparticles
US9314602B2 (en) * 2009-12-25 2016-04-19 Ihi Corporation Magnetic body and drug delivery control device using magnetic body
CH704563B1 (de) * 2011-02-21 2015-04-30 Microport Orthopedics Inc Patientenspezifischer Proberepositionsblock.
WO2016023743A2 (en) * 2014-08-13 2016-02-18 Koninklijke Philips N.V. Apparatus and method for targeted drug delivery
BR102015024044B1 (pt) * 2015-09-17 2023-05-16 Sociedade Beneficente Israelita Brasileira Hospital Albert Einstein Método e sistema para configuração de um dispositivo gerador de campo magnético para direcionamento de substâncias magnéticas
KR102105910B1 (ko) * 2017-06-23 2020-04-29 전남대학교 산학협력단 자석 배열을 이용한 치료제 표적화 및 고정 의료장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080002096A (ko) * 2006-06-30 2008-01-04 재단법인서울대학교산학협력재단 자성 나노입자를 이용한 세포의 고정 또는 이동방법
KR20080074423A (ko) * 2007-02-09 2008-08-13 영남대학교 산학협력단 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치 조절 방법
US20120080360A1 (en) * 2009-04-10 2012-04-05 President And Fellows Of Harvard College Manipulation of particles in channels
KR20120090093A (ko) * 2009-11-02 2012-08-16 펄스 테라퓨틱스, 인코포레이티드 기자성 스테이터 시스템 및 마그네틱 로터의 무선제어 방법
KR101321904B1 (ko) * 2012-03-27 2013-10-28 한국과학기술정보연구원 맞춤형 보철물의 설계 시스템 및 방법, 그 기록 매체
KR20150003275A (ko) * 2012-04-17 2015-01-08 조지 프레이 환자 맞춤형 외과용 가이드 및 이를 사용하는 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NACEV, A. et al., Towards control of magnetic fluids in patients: directing therapeutic nanoparticles to disease locations, IEEE Control Systems Magazine, 2012.05.16., p.32-74.* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018236081A1 (ko) * 2017-06-23 2018-12-27 전남대학교 산학협력단 자석 배열을 이용한 치료제 표적화 및 고정 의료장치

Also Published As

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