KR20180033481A

KR20180033481A - 토르마늄의 근위축 예방, 치료 또는 개선을 위한 용도

Info

Publication number: KR20180033481A
Application number: KR1020180033470A
Authority: KR
Inventors: 조승현
Original assignee: 주식회사 누가의료기
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2018-04-03
Also published as: KR101925351B1

Abstract

본 발명은 토르마늄을 유효성분으로 포함하는 근위축 예방 또는 개선용 조성물에 관한 것으로서, 토르마늄은 근세포 손상, 괴사를 예방하고, 신경손상으로 인한 근위축에 항근위축 활성을 나타내므로 근위축 예방, 치료 또는 개선하기 위한 유효성분으로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

토르마늄의 근위축 예방, 치료 또는 개선을 위한 용도{Use of Tourmanium for preventing, treating, or improving atrophy}

본 발명은 토르마늄을 유효성분으로 포함하는 근위축 예방 또는 개선용 조성물, 근위축 예방 또는 개선용 의료기기, 매트 및 장신구에 관한 것이다.

근위축(atrophy)은 근육을 사용하지 않음으로써 발생하는 근육 조직의 손실 또는 근육 자체의 병 또는 근육을 지배하는 신경의 손상으로 정의할 수 있다. 일반적으로는 근육을 사용하지 않음으로써 심각한 근육 강도 손실이 발생해 점차 근위축으로 진행하게 되는 경우가 있으며, 이에 더해 중력이 없는 곳에서 생활하는 사람의 경우 또 한 칼슘과 근육 강도의 감소에 의해 근력이 저하되는 증상을 보이는 경우가 있다. 그리고 근육 자체의 병으로 인한 근위축은 중증 근무력증(myasthenia gravis), 근이영양증(dystrophy) : 진행성근이영양증, 근긴장성근이영양증, 듀센형, 베커형, 지대형, 안면견갑상완형과 근육 자체에 발생하는 염증 등이 있고, 근육을 지배하는 신경의 손상으로 인한 근위축은 척수성 근위축(spinal muscular amyotrophy) : 베라드니히-호프만형, 쿠겔베르그-벨란더병, 근위축성 측삭경화증(amyotrophic lateral sclerosis, ALS) : 루게릭병, 척수구 근위축(spinobular muscular atrophy) : 케네디병 등이 있다.

근위축의 발생 원인은 아직 명확하게 밝혀지지 않았으며, 현재까지 근위축 발병의 주원인으로 제기된 것은 산화물질 증가에 의한 근세포 손상, 스트레스 단백질 발현 감소로 인한 근단백질 생성-재생 감소, 프로테아솜 유비퀴틴화(proteosomal ubiquitination) 활성화에 따른 근단백질 분해 촉진 등을 들 수 있다.

근위축은 크레아틴 키나아제(Creatine kinase: CK), 근전도검사, 근육생검, 분자생물학적 유전자검사, 세포유전학적 검사 등을 통해 진단이 이루어지며, 현재까지의 근위축에 대한 주된 치료방법은 물리치료와, 합병증 및 기형, 기능 장애 예방을 위한 작업치료, 호흡치료의 병행, 그리고 추가적으로 대증요법(symptomatic treatment)과 지지요법(supportive therapy)을 시도하는 것이 유일한 대응방법이다.

한국등록실용신안 제464,005호 및 한국등록실용신안 제441,588호는 각각 원적외석과 음이온을 발생시키는 토르마늄 세라믹이 포함된 저주파 물리치료기 및 관절 온열치료기에 대해 개시하고 있고, 한국등록실용신안 제445,534호는 음이온 방사로 자체 살균기능이 있는 토르마늄 분말을 세라믹 소자로 포함하는 냉온 발지압매트에 대해 개시하고 있다.

그러나 근위축 치료, 예방 또는 개선을 위한 용도를 위해 토르마늄을 사용한 예는 여태껏 보고된 바 없다.

이에 본 발명자들은 연구를 거듭하는 과정에서, 토르마늄이 근세포 손상, 괴사를 예방하고, 신경손상으로 인한 근위축에 항근위축 활성을 나타낸다는 것을 실험을 통해 최초로 규명함으로써 토르마늄을 근위축 예방, 치료 또는 개선을 위한 용도로 활용할 수 있는바, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

한국등록실용신안 제464,005호 한국등록실용신안 제441,588호 한국등록실용신안 제445,534호

본 발명의 목적은 토르마늄이 항근위축 활성을 나타낸다는 것을 입증하여 근위축 예방, 치료 또는 개선을 위한 새로운 소재로써 이의 신규 용도를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 토르마늄이 근세포 손상, 괴사를 예방하고, 신경손상으로 인한 근위축에 항근위축 활성을 나타낸다는 것을 근육세포 및 동물 실험을 통해 확인함으로써 상기 토르마늄을 유효성분으로 포함하는 근위축 예방 또는 개선용 조성물 및 상기 조성물을 포함하여 제조되는 의료기기, 매트, 및 장신구를 제공한다.

토르마늄은 근세포 손상, 괴사를 예방하고, 신경손상으로 인한 근위축에 항근위축 활성을 나타내므로 근위축 예방, 치료 또는 개선하기 위한 유효성분으로서 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 토르마늄을 바닥에 깔고 근육세포에서 배양하였을 때 나타나는 세포독성을 보여주는 세포사진과 그래프이다.
도 2는 H₂O₂로 근육세포 괴사를 유도한 근육세포에서 토르마늄이 근육세포의 괴사를 예방하고 회복하는 효과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 신경절제를 통한 근육위축 유발 후 토르마늄 패드가 근육의 위축을 억제하는 효과를 보여주는 사진이다.
도 4는 신경절제를 통한 근육위축 유발 후 토르마늄 패드가 근육의 위축을 억제하는 효과를 보여주는 그래프이다.

본 발명은 토르마늄을 유효성분으로 포함하는 근위축 예방 또는 개선용 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 토르마늄은 근세포 손상 또는 괴사를 예방 또는 개선할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 근위축은 근육을 사용하지 않음으로써 발생하는 근육 조직의 손실로 인한 근 위축, 근육 자체의 병으로 인한 근 위축, 또는 근육을 지배하는 신경의 손상으로 인한 근 위축일 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 조성물은 우주 생활로 인한 근육 노화 억제 또는 운동기능 향상용으로 포함되는 것일 수 있다.

본 발명은 상기 조성물을 포함하여 제조되는 근위축 예방 또는 개선용 의료기기에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 의료기기는 저주파, 원적외선, 찜질기, 안마기, 부항기, 교정기, 휠체어, 보호대로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명은 또한, 상기 조성물을 포함하여 제조되는 근위축 예방 또는 개선용 매트에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 매트는 온열매트일 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 조성물을 포함하여 제조되는 근위축 예방 또는 개선용 장신구에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 장신구는 반지, 목걸이, 팬던트, 팔찌, 발찌, 브로치, 시계, 커프스, 헤어핀, 헤어밴드, 벨트, 멜빵, 안경 걸이 및 넥타이핀으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, "토르마늄"은 토르말린, 게르마늄, 맥반석, 화산암을 혼합한 세라믹을 의미한다.

상기 “토르말린”은 알루미늄이나 철, 마그네슘 등을 포함하는 광물로서, 토르마늄의 제조공정은 당업자에게 자명한 범위 내에서 변경될 수 있고, 본 발명에 있어서 토르마늄은 그 범위를 포함한다.

본 발명에 따른 토르마늄의 의학적 적용 형태로는 세라믹의 형태로 단독 또는 타 약학적 활성 물질과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 토르마늄을 적용한 의학 조형물은, 각각 통상의 방법에 따라 찜질 팩 및 매트의 형태로 사용될 수 있다.

상기외의 본 발명은 근육 질환의 예방 효과와 다른 의학적 효과를 나타내는 상기 토르마늄과 의학적으로 허용 가능한 구조물을 포함하는 건강 관련 제품을 제공한다. 토르마늄을 적용할 수 있는 제품으로는 예를 들어, 각종 의료기, 침대 등이 있다.

이하, 하기 실험예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명하고자 한다. 다만 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것이지, 본 발명의 권리범위를 이로 한정하려는 의도는 아니다.

[ 실험예 ] 생리활성 확인 실험

실험예 1: 근육세포 배양계에서 토르마늄 실험

(1) 세포배양

정상 근육세포(C2C12)를 우태아 혈청(fetal bovine serum; FBS)이 5% 함유된 DMEM배지에서 배양하였다. 즉, 75 ㎠ 플라스틱 플라스크 (Falcon Co., England)에 정상 골격근육세포를 10% FBS, 7.5% NaHCO₃ 150 μg/ml, 글루타민 58.4 μg/ml 및 항생제(antibiotic)/항진균제(antimycotics) 4.4 μl/ml가 함유된 DMEM 배지에서 37 ℃, 5% CO₂의 조건하에서 배양하였다. 2∼3일마다 한번씩 2차 배양하여 세포주를 유지하였다.

(2) 세포정량

세포가 자란 75㎠ 플라스틱 플라스크에서 배지액을 제거하고, CMF-PBS (calcium magnesium free-phosphate buffered saline, pH 7.2)로 세척한 후, 0.25% 트립신/EDTA를 처리하여 세포를 플라스크 바닥으로부터 떼어낸 후 세포 배양액으로 중화시켜서 원심분리(1500 rpm, 3 min) 하였다. 남은 세포의 펠렛(pellet)에 배양액을 가한 다음, 멸균 피펫으로 반복 흡입하여 단일세포 부유액을 만든 후 트립판 블루(trypan blue)를 세포부유액과 9:1의 비율로 혼합하여 광학현미경상에서 혈구계산판(hemocytometer)을 이용하여 측정하였다.

(3) 세포독성 측정

토르마늄의 독성측정은 Ez-Cytox 키트를 이용하였다. 즉, 정상 근육세포(C2C12)를 96웰 플레이트에 5×10⁴ cells/well되도록 분주하였다. 이를 37 ℃, 5% CO₂조건의 배양기에서 배양한 후, 토르마늄을 바닥에 깔고 48시간 동안 배양하였다. 세포 생존율을 48시간 동안 배양한 정상 근육세포를 대상으로 Ez-Cytox 키트를 이용하여 토르마늄의 세포독성을 결정하였다.

토르마늄을 바닥에 깔고 배양한 근육세포에서 세포독성을 측정한 결과를 도 1에 나타내었다. 토르마늄을 배치하지 않았을 경우는 100%의 생존율을 보였고, 토르마늄 위에서 배양한 세포군은 95% 이상의 생존율을 보였다. 따라서 본 실험에 사용한 토르마늄은 배양 근육세포에 독성을 나타내지 않음을 알 수 있었다.

(4) H ₂ O ₂ 로 유도된 근육 세포괴사에 대한 토르마늄에 의한 회복 효과

H₂O₂로 유도된 세포괴사에 대한 토르마늄의 효과를 관찰하기 위하여, 먼저 96웰 플레이트에 근육세포를 5×10⁴ cells/well이 되도록 넣고 CO₂배양기에서 배양하였다. 그 다음, 토르마늄을 바닥에 깐 후 37 ℃, 5% CO₂의 조건에서 24시간 배양하였다. 이 배양액에 H₂O₂를 1 mM 농도로 전체 부피가 200 ㎕가 되게 첨가한 다음, 이를 다시 60분간 배양하였다. 배양 후, Ez-Cytox 키트 10 ㎕를 첨가하고, 1시간 후 흡광도를 측정하여 그 효과를 결정하였다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 1 mM의 H₂O₂에 의해 유도된 근육세포괴사에 대한 토르마늄에 의한 근육세포 생존률을 측정한 결과, 토르마늄 배치에 따라 세포 생존율이 회복됨을 알 수 있었다. 이에 따라 토르마늄이 근육세포 괴사 예방 효과가 증가됨을 알 수 있었다.

실험예 2: 근위축 동물모델을 활용한 토르마늄의 효능

신경절단모델은, 하복부를 지나 하지로 연결되는 좌골신경을 절제하는 신경절제술을 시행한 모델로, 원래는 이로 인해 발생하는 근위축 모델로서 충분히 적합한 모델이다. 마우스는 보통 10주령을 기점으로 성장곡선이 완만해지므로, 이를 기준점으로 삼아 10주령 마우스를 도입한 후, 1주간의 안정 기간을 거쳐 실험을 진행하였다. 실험 장소는 12시간의 광주기와 12시간의 암주기가 규칙적으로 진행되는 장소로 하였으며, 생리적 변화의 관찰을 위해, 먹이와 물은 자유 급여하였다.

대조군에는 아무것도 넣지 않고, 실험군에는 토르마늄 패드(Rat Cage size)를 케이지(Cage)의 가장 하단에 위치시켜, 가짜수술(Sham operation)을 통해 대퇴부 단순절개 후 봉합하여 절단군과 차이를 최소화하였고, 토르마늄의 근육 위축을 방지하는데 어느 정도 효과가 있는지 알아보았다. 이때, 두 케이지 하단에는 열선을 포함하는 열선패드를 위치시켜 50 ℃로 세팅된 열선패드를 작동시켰다.

2주 후 각 개체군이 희생되는 날짜에, 졸레틸(zoletil) 마취약을 약 50 mg/kg으로 복강주사(IP injection)하여, 마취상태에서 신속하게 가자미근(Soleus muscle)을 적출하여 사진촬영을 하여 도3에 표시하였고 이 때, 각 개체군별로 조직의 무게를 산출하여 평균을 낸 후, 이를 바탕으로 각 개체군의 근조직 변화 양상을 그래프화 하여 도4에 표시하였다. 결과에서 토르마늄 패드를 활용하였을 때 근위축이 예방되는 결과를 확인하였다.

Claims

토르말린, 게르마늄, 맥반석 및 화산암으로 구성되는 토르마늄을 유효성분으로 포함하고, 근세포 손상 또는 괴사를 예방 또는 개선하는 것을 특징으로 하는 근위축 예방 또는 개선용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 근위축은 근육을 사용하지 않음으로써 발생하는 근육 조직의 손실로 인한 근 위축, 근육 자체의 병으로 인한 근 위축, 또는 근육을 지배하는 신경의 손상으로 인한 근 위축인 것을 특징으로 하는 근위축 예방 또는 개선용 조성물.
제1항의 조성물을 포함하여 제조되는 근위축 예방 또는 개선용 의료기기.
제1항의 조성물을 포함하여 제조되는 근위축 예방 또는 개선용 매트.
제4항에 있어서,
상기 매트는 온열매트인 것을 특징으로 하는 근위축 예방 또는 개선용 매트.
제1항의 조성물을 포함하여 제조되는 근위축 예방 또는 개선용 장신구.
제6항에 있어서,
상기 장신구는 반지, 목걸이, 팬던트, 팔찌, 발찌, 브로치, 시계, 커프스, 헤어핀, 헤어밴드, 벨트, 멜빵, 안경 걸이 및 넥타이핀으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 근위축 예방 또는 개선용 장신구.