KR20190056953A - 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치 및 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법 - Google Patents

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Abstract

비강을 통한 뇌 약물 전달 장치가 제공된다. 상기 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치는, 실험동물의 비강을 통하여 뇌로 전달되는 약물이 유동하는 약물 중공을 가지고, 일 단부가 둥근(round) 형상을 가지며, 약물을 분사하는 분사구가 마련된 약물 전달 튜브, 및 상기 약물 전달 튜브가 인입되며, 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되도록 경로를 제공하는 어댑터(adaptor)를 포함할 수 있다.

Description

비강을 통한 뇌 약물 전달 장치 및 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법 {Brain drug delivery device through nasal cavity and brain drug delivery method through nasal cavity}
본 발명은 비강을 통환 뇌 약물 전달 장치 및 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실험동물의 비강 내로 약물 전달 튜브를 삽입함으로써, 비강-뇌 약물 전달을 가능케 하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치 및 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법에 관한 것이다.
의료보건 분야에 있어서, 약물전달시스템(Drug Delivery System: DDS)은 약리학적 활성을 갖는 물질을 다양한 물리화학적 기술을 이용하여 최적의 효력을 발휘하도록 세포, 조직, 장기 및 기관으로의 전달 및 방출을 제어하는 일련의 기술을 말한다. 즉, 약물전달시스템은 생체 내 환경에서 효과적 지속, 생체 내에서 적당한 농도 유지 및 표적 지향성을 그 목적으로 한다. 건강에 대한 관심이 증가함에 따라 각종 질병에 효과적이고 경제적인 치료가 요구되고 있다. 따라서, 약물전달시스템은 개인의 상태에 따라 필요한 양을 필요한 시기에, 필요한 곳에 투 여하는 맞춤형 투약시대로의 전환을 준비하고 있다.
특히, 최근에는 뇌 조직으로 약물을 전달하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도, 비강을 통하여 약물을 직접 뇌로 전달(nose-to-brain)하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 비강은 뇌 뉴런이 외부로 노출된 유일한 영역이므로 뇌를 대상으로 하는 약물 주입에 효과적인 스팟(spot)으로 볼 수 있다. 예를 들어, 비강을 통하여 신경펩티드(neuropeptide)라는 호르몬을 주입함으로써, 신경 질환이나 비만 치료에 도움을 줄 수 있는 연구가 수행된 바 있다.
그러나, 비강을 통하여 뇌로 약물을 주입하는 것은, 비강에서 뇌로 향하는 경로 상의 혈뇌장벽(blood-brain barrier)에 의하여 약물 주입이 용이하지 않다. 따라서, 비강을 통한 뇌 약물 주입은 작업자의 숙련도에 따라 약물 주입 정도가 달라질 수 있는 문제가 있다.
이에, 본 발명자들은 고 신뢰도 및 고 반복 재현성을 가지면서도 보다 간이한 방법으로 대상체의 뇌로 약물을 전달하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치 및 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법을 발명하게 되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 효과적으로 비강을 통하여 뇌로 약물을 전달하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치 및 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 숙련도에 관계 없이 반복 재현성이 우수한 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치 및 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 고 신뢰도의 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치 및 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치는 실험동물의 비강을 통하여 뇌로 전달되는 약물이 유동하는 약물 중공을 가지고, 일 단부가 둥근(round) 형상을 가지며, 약물을 분사하는 분사구가 마련된 약물 전달 튜브, 및
상기 약물 전달 튜브가 인입되며, 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되도록 경로를 제공하는 어댑터(adaptor)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 분사구는 상기 약물 전달 튜브의 일 단부와 인접하도록 마련된 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치는 상기 약물 전달 튜브의 일 영역을 감싸도록, 상기 약물 전달 튜브의 일 단과 타 단 사이에 배치되는 스토퍼(stopper)를 더 포함하고, 상기 스토퍼는, 상기 약물 전달 튜브가 상기 어댑터 입구 내로의 진입을 차단하여, 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 길이를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 상기 약물 전달 튜브의 일 단으로부터 상기 스토퍼까지의 길이는, 실험동물의 비강의 길이에 따라 제어되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 어댑터의 입구 직경은 상기 약물 전달 튜브의 직경보다 크고, 상기 스토퍼의 외경은 상기 어댑터의 입구 직경보다 큰 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 어댑터와 상기 스토퍼가 마주보는 상기 어댑터의 일 단, 및 상기 어댑터와 상기 스토퍼가 마주보는 상기 스토퍼의 일 측에는 서로 다른 극성의 자석이 배치된 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 약물 전달 튜브는, 길이 방향으로 오목부 및 볼록부가 교대로 배치되는 물결 구조를 더 포함하며, 상기 스토퍼가 상기 물결 구조에 고정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 약물 전달 튜브의 유연성은, 상기 어댑터의 유연성보다 높은 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치는 상기 어댑터가 결합된, 브릿지, 상기 브릿지 양 단에 마련된 제1 및 제2 거치대, 및 실험동물이 배치되는 베드를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 브릿지는 상기 제1 및 제2 거치대에 대하여 회동되도록 구성되고, 상기 브릿지는 상기 제1 및 제2 거치대에 대하여 상기 제1 및 제2 거치대의 길이 방향을 따라 직선 이동되도록 구성될 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 상기 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치는 실험동물의 비강을 통하여 뇌로 전달되는 약물이 유동하는 약물 중공을 가지고, 일 단부가 둥근(round) 형상을 가지며, 약물을 분사하는 분사구가 마련된 약물 전달 튜브, 상기 약물 전달 튜브가 인입되며, 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되도록 경로를 제공하는 어댑터(adaptor), 상기 어댑터가 결합된, 브릿지; 및 상기 브릿지 양 단에 마련된 제1 및 제2 거치대를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 상기 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치는 상기 약물 전달 튜브의 일 영역을 감싸도록, 상기 약물 전달 튜브의 일 단과 타 단 사이에 배치되는 스토퍼(stopper)를 더 포함하고, 상기 스토퍼는, 상기 약물 전달 튜브가 상기 어댑터 입구 내로의 진입을 차단하여, 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 길이를 제어할 수 있다.
상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법은 실험동물의 등이 베드와 접촉되도록, 상기 베드 상에 실험동물을 눕히는, 약물흡입자세 유도 단계, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 약물 전달 튜브가 인입되는 어댑터(adaptor)의 각도 및 높이 중 적어도 하나를 조절하는, 어댑터 조절 단계, 상기 어댑터를 통하여, 실험동물의 비강 내로 약물 전달 튜브를 삽입하는, 약물 전달 튜브 삽입 단계, 및 실험동물의 비강을 통하여 뇌로 전달되도록, 상기 약물 전달 튜브 내에 약물을 제공하는, 약물 제공 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법은, 상기 어댑터 조절 단계 이후 상기 약물 전달 튜브 삽입 단계 이전, 상기 약물 전달 튜브의 일 단과 타 단 사이에 배치되는 스토퍼의 위치를 제어하여, 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 길이를 제어하는, 스토퍼 제어 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치는, 실험동물의 비강을 통하여 뇌로 전달되는 약물이 유동하는 약물 중공을 가지고, 약물을 분사하는 분사구가 마련된 약물 전달 튜브, 및 상기 약물 전달 튜브가 인입되며 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되도록 경로를 제공하는 어탭터(adaptor)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 실험결과의 고 신뢰성 및 고 반복 재현성이 획득될 수 있다.
또한, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 상기 약물 전달 튜브의 일 단은 둥근(round) 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 실험동물 비강 내의 혈관 등의 손상이 최소화될 수 있다.
또한, 상기 약물 전달 튜브의 일 단 및 타 단 사이에는 스토퍼가 배치될 수 있다. 상기 스토퍼는 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 최대 비강 길이를 초과하여, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 실험동물 비강 내의 혈관 등의 손상이 최소화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치가 포함하는 약물 전달 튜브를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치가 포함하는 어댑터 및 약물 전달 튜브를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치가 포함하는 약물 전달 튜브의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치가 포함하는 브릿지 및 거치대를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치의 사용을 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 비강을 통한 뇌 약물 전달을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법을 설명하는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법 중 약물흡입자세 유도 단계를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법 중 어댑터 조절 단계를 설명하는 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법 중 약물 전달 튜브 삽입 단계를 설명하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법 중 약물 제공 단계를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치(100)는 어댑터(adaptor, 110), 약물 전달 튜브(120), 스토퍼(stopper, 130), 브릿지(140), 거치대(150), 및 베드(160)로 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 거치대(150)는 제1 거치대(152) 및 제2 거치대(154)를 포함할 수 있다. 상기 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치(100)는 다양한 실험동물 예를 들어, 마우스, 래트, 기니피그, 햄스터, 토끼 등을 테스트하는 장치일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 실험동물이 래트인 경우를 상정하기로 한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 실험동물이 래트가 아닌 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다. 이하, 각 구성에 대하여 상술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치가 포함하는 약물 전달 튜브를 구체적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치가 포함하는 어댑터 및 약물 전달 튜브를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 약물 전달 튜브(120)는 내부에 약물 중공(120h)이 형성될 수 있다. 상기 약물 중공(120h)은 실험동물의 비강을 통하여 뇌로 전달되는 약물이 유동되는 유로일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단부(120a)에는 약물을 분사하는 분사구(122)가 마련될 수 있다. 반면, 상기 약물 전달 튜브(120)의 타 단부(120b)는 약물을 주입하는 주사기(sy)와 연결될 수 있다.
즉, 실험동물의 뇌로 전달되는 약물은, 상기 약물 전달 튜브(120)의 타 단부(120b)와 연결된 주사기(sy)를 통하여 상기 약물 전달 튜브(120)로 유입되고, 상기 약물 중공(120h)을 따라 이동한 후, 상기 분사구(122)를 통하여 분사될 수 있다. 이 때, 상기 분사구(122)가 마련된 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단은, 실험동물의 비강의 내부로 삽입될 수 있다. 이를 통하여, 분사구(122)는 뇌로 약물을 전달할 수 있는 스팟까지 삽입될 수 있다. 이에 따라, 약물이 실험동물의 비강을 통하여 뇌로 전달될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 분사구(122)는 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단부 측면에 복수 개 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 분사구(122)를 통하여 배출되는 약물은, 미세한 입자 형태로 분무될 수 있다. 결과적으로, 상기 분사구(122)에 의하여 약물이 미세한 입자 형태로 분무됨에 따라, 약물이 제공되는 뇌의 표면적이 향상되어, 약물 전달 효율이 향상될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단부(120a)는 둥근(round) 형상일 수 있다. 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단부(120a)는 상술된 바와 같이, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 부분일 수 있다. 이에 따라, 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 경우에도, 실험동물의 비강이 손상되지 않을 수 있다. 이와 달리, 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단부(120a)가 삼각형, 사각형 등의 각진 형상인 경우, 상기 약물 전달 튜브(120)의 삽입으로 인하여, 실험동물의 비강이 손상되는 문제점이 발생될 수 있다. 구체적으로, 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단부(120a) 형상이 각진 경우, 실험동물 비강 내부의 혈관들이 상기 약물 전달 튜브(120)가 삽입되는 압력과 상기 약물 전달 튜브(120)와의 마찰에 의하여 손상될 수 있다. 하지만, 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단부(120a) 형상이 둥근(round) 경우, 상기 약물 전달 튜브(120)가 삽입되는 압력에도 불구하고, 상기 약물 전달 튜브(120)와 혈관들 사이의 마찰이 감소되어, 실험동물 비강 내부 혈관들의 손상이 감소될 수 있다.
계속해서, 상기 어댑터(adaptor, 110)는 상기 약물 전달 튜브(120)가 인입되며, 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 삽입되도록 경로를 제공할 수 있다. 즉, 상기 약물 전달 튜브(120)는 상기 어댑터(110)를 통하여 실험동물이 비강 내로 삽입될 수 있다. 도 3 상단의 화살표로 도시된 바와 같이, 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단은 상기 어댑터(110)의 일 단을 통과하여 노출될 수 있고 이로써 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 삽입될 수 있다. 또한, 이를 위해, 상기 어댑터(110) 입구 직경(R1)은 상기 약물 전달 튜브(120)의 직경(R2)보다 클 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 어댑터(110)는 상기 약물 전달 튜브(120)의 삽입 경로를 제공하기 위해, 실험동물의 비강 주위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 어댑터(110)의 적어도 일 영역은, 실험동물의 비강 입구에 삽입될 수 있다. 즉, 상기 어댑터(110)의 일부가 실험동물의 비강 입구에 거치되는 정도로 삽입될 수 있는 것이다.
일 실시 예에 따르면, 상기 약물 전달 튜브(120)의 유연성은, 상기 어댑터(110)의 유연성보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 어댑터(110)는 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 경로를 제공하고, 상기 약물 전달 튜브(120)는 실험동물의 비강 내로 용이하게 삽입될 수 있다.
상기 어댑터(110)는 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 경로의 일정성을 제공할 수 있다. 다시 말해, 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 복수 회 삽입되는 경우, 상기 어댑터(110)는 각각의 삽입 횟수 마다 상기 약물 전달 튜브(120)가 일정한 경로를 통하여 실험동물의 비강 내로 삽입되도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 실험동물의 비강을 통해 뇌 내로 약물을 전달하기 위한 복수의 실험에 대해 고 신뢰도 및 고 반복 재현성을 획득할 수 있다. 이와 달리, 상기 어댑터(110) 없이 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 바로 삽입되는 경우, 복수의 회수 마다 삽입 경로가 달라지는 문제점이 발생할 수 있다. 이에 따라, 실험동물의 비강을 통해 뇌 내로 약물을 전달하기 위한 복수의 실험에 대해 신뢰도 및 반복 재현성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 스토퍼(stopper, 130)는 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단(120a)과 타 단(120b) 사이에 배치될 수 있다. 상기 스토퍼(130)는 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 영역을 감쌀 수 있다. 상기 스토퍼(130)는 상기 약물 전달 튜브(120)가 상기 어댑터(110) 입구 내로의 진입을 차단하여, 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 길이(L)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 스토퍼(130)는 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 최대 비강 길이를 초과하여 삽입되지 않도록, 상기 어댑터(110) 입구 내로의 진입을 차단할 수 있다. 즉, 상기 스토퍼(130)가 상기 어댑터(110)와 접촉됨에 따라, 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 최대 비강 길이를 초과하여 삽입되지 않을 수 있다.
이를 위해, 상기 스토퍼(130)의 외경(R3)은 상기 어댑터(110)의 입구 직경(R1)보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 스토퍼(130)와 상기 어댑터(110)가 접촉되는 경우, 상기 스토퍼(130)가 상기 어댑터(110)에 걸리게 되어 상기 약물 전달 튜브(120)의 진입이 차단될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단(120a)으로부터 상기 스토퍼(130)까지의 길이(L)는, 실험동물의 비강의 길이에 따라 제어될 수 있다. 예를 들어, 실험동물의 종류, 연령, 및 무게 등에 따라, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단(120a)으로부터 상기 스토퍼(130)까지의 길이(L)가 제어될 수 있다.
즉, 실험동물의 종류, 연령, 및 무게 등에 따라 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단(120a)으로부터 상기 스토퍼(130)까지의 길이(L)가, 상기 스토퍼(130)를 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단(120a) 또는 타 단(120b) 방향으로 이동(도 2 화살표 방향 참조)시키는 방법으로 제어된 후, 실험동물의 비강 내로 상기 약물 전달 튜브(120)가 삽입될 수 있다. 이에 따라, 상기 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치(100)가 다양한 개체의 실험동물에 적용되는 경우, 실험동물의 비강을 손상시키지 않고 뇌로 약물을 전달시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 어댑터(110)와 상기 스토퍼(130)가 마주보는 상기 어댑터(110)의 일 단(110a), 및 상기 어댑터(110)와 상기 스토퍼(130)가 마주보는 상기 스토퍼(130)의 일 측(130a)에는 서로 다른 극성의 자석이 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 어댑터(110) 및 상기 스토퍼(130)는 용이하게 결합될 수 있다. 또한, 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 최대 비강 거리 내로 삽입된 후, 흔들리지 않도록 안정적으로 고정될 수 있다. 이에 따라, 실험동물의 비강 내 혈관 등의 손상이 최소화될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치가 포함하는 약물 전달 튜브의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 약물 전달 튜브(120)는 길이 방향으로 오목부(120c) 및 볼록부(120d)가 교대로 배치되는 물결 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 스토퍼(130)는 상기 물결 구조에 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 스토퍼(130)는 상기 약물 전달 튜브(120)의 오목부(120c)에 배치되어, 볼록부(120d)들에 의하여 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 스토퍼(130)는 상기 약물 전달 튜브(120)가 일정 길이 이상 삽입되는 것을 차단하는 효율이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치가 포함하는 브릿지 및 거치대를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치의 사용을 상태를 나타내는 도면이고, 도 7은 비강을 통한 뇌 약물 전달을 나타내는 도면이다.
도 5내지 도7을 참조하면, 상기 베드(160)에는 실험동물(rt)이 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 실험동물(rt)은 특정 자세로 상기 베드(160) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 실험동물(rt)의 등은 상기 베드(160)와 접촉되고, 실험동물(rt)의 배는 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 상술된 바와 같이, 실험동물(rt)이 특정 자세로 상기 베드(160) 상에 배치됨에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 약물이 실험동물(rt)의 비강을 통하여 뇌로 용이하게 전달될 수 있다. 즉, 실험동물(rt)이 특정 자세로 상기 베드(160) 상에 배치됨에 따라, 약물이 비강에서 뇌로 향하는 경로 상의 혈뇌장벽(blood-brain barrier)을 뚫고 뇌로 전달될 수 있다.
상기 제1 거치대(152) 및 상기 제2 거치대(154)는 서로 이격되어 마주보도록, 상기 베드(160) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 거치대(152) 및 상기 제2 거치대(154)는 제1 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 방향은 도 5에 도시된 Z축 방향일 수 있다. 상기 제1 거치대(152) 및 상기 제2 거치대(154)는 후술되는 브릿지(140)와 연결되어, 상기 브릿지(140)를 지지할 수 있다.
상기 브릿지(140)는 상기 제1 거치대(152) 및 상기 제2 거치대(154)와 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 브릿지(140)의 일 단은 상기 제1 거치대(152)와 연결되고, 상기 브릿지(140)의 타 단은 상기 제2 거치대(154)와 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 브릿지(140)는 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 방향은, 도 5에 도시된 Y축 방향일 수 있다.
상기 브릿지(140)는 상기 어댑터(110)와 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 브릿지(140)가 회동 및/또는 이동하는 경우, 상기 브릿지(140)의 회동에 따라 상기 어댑터(110)도 회동 및/또는 이동할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 브릿지(140)는 상기 제1 및 제2 거치대(152, 154)에 대하여 회동되도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 브릿지(140)는 상기 제2 방향(Y축 방향)을 축으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동할 수 있다. 또한, 상기 브릿지(140)는 상기 제1 및 제2 거치대(152, 154)에 대하여 상기 제1 방향(Z축 방향)을 따라 직선 이동할 수 있다. 즉, 상기 브릿지(140)는 상기 제1 및 제2 거치대(152, 154)에 대하여 회전 운동뿐만 아니라, 직선 운동도 할 수 있다.
상기 브릿지(140)가 상기 제1 및 제2 거치대(152, 154)에 대하여 회동 및/또는 직선 이동하는 경우, 상기 어댑터(110) 또한 상기 제1 및 제2 거치대(152, 154)에 대하여 회동 및/또는 직선 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 어댑터(110)는 상기 베드(160) 상에 배치된 실험동물의 비강 입구에 배치될 수 있다. 즉, 실험동물 마다 크기와 비강 입구의 위치가 상이하지만 상기 어댑터(110)의 회동 및/또는 직선 자세 제어에 의하여 약물 전달의 효율이 향상될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 브릿지(140)의 양 단에는 복수의 결합공이 마련될 수 있다. 또한, 상기 브릿지(140)와 연결되는 상기 제1 거치대(152)의 일 영역 및 상기 브릿지(140)와 연결되는 상기 제2 거치대(154)의 일 영역에도 복수의 결합공이 마련될 수 있다. 상기 브릿지(140)의 결합공 및 상기 제1 거치대(152)의 결합공을 관통하는 결합핀에 의하여, 상기 브릿지(140) 및 상기 제1 거치대(152)는 핀 결합될 수 있다. 또한, 상기 브릿지(140)의 결합공 및 상기 제2 거치대(154)의 결합공을 관통하는 결합핀에 의하여, 상기 브릿지(140) 및 상기 제2 거치대(154)는 핀 결합될 수 있다.
상기 브릿지(140)가 상기 제1 및 제2 거치대(152, 154)와 각각 핀 결합되는 경우, 상기 브릿지(140)가 회동 및/또는 직선 이동되기 전 상기 결합핀을 제거하고, 상기 브릿지(140)가 회동 및/도는 직선 이동된 후 상기 결합공을 통하여 상기 결합핀을 다시 결합시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 브릿지(140)가 회동 및/또는 직선 이동된 상태에서 상기 브릿지(140), 상기 제1 및 제2 거치대(152, 154)의 결합력이 향상되어, 상기 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치(100)의 안정성이 향상될 수 있다.
이상, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치가 설명되었다. 상기 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치는, 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 삽입되도록 경로를 제공하는 상기 어댑터(110)를 포함함에 따라, 실험결과의 고 신뢰성 및 고 반복 재현성이 획득될 수 있다.
또한, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단은 둥근(round) 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 실험동물 비강 내의 혈관 등의 손상이 최소화될 수 있다.
또한, 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단 및 타 단 사이에는 상기 스토퍼(130)가 배치될 수 있다. 상기 스토퍼(130)는 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 최대 비강 길이를 초과하여, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 실험동물 비강 내의 혈관 등의 손상이 최소화될 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법이 설명된다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법을 설명하는 순서도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법 중 약물흡입자세 유도 단계를 설명하는 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법 중 어댑터 조절 단계를 설명하는 도면이고, 도 11및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법 중 약물 전달 튜브 삽입 단계를 설명하는 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법 중 약물 제공 단계를 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법은, 약물흡입자세 유도 단계(S110), 어댑터 조절단계(S120), 약물 전달 튜브 삽입 단계(S130), 및 약물 제공 단계(S140)를 포함할 수 있다. 이하, 각 단계에 대해 상술하기로 한다. 일 실시 예에 따르면, 상기 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법은, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명된 상기 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치를 통하여 수행될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 S110 단계에서는 실험동물이 특정 자세를 갖도록, 상기 베드 상에 실험동물을 눕힐 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 실험동물은 마우스, 래트, 기니피그, 햄스터, 토끼 등일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 실험동물이 래트인 경우를 상정하기로 한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 실험동물이 래트가 아닌 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다.
일 실시 예에 따르면, 상기 특정 자세는 실험동물(rt)의 등이 베드(160)와 접촉되고, 실험동물(rt)의 배가 외부로 노출되는 자세일 수 있다. 실험동물(rt)이 상술된 특정 자세로 상기 베드(160) 상에 눕혀짐에 따라, 후술되는 약물 제공 단계에서 약물이 제공되는 경우, 실험동물의 비강을 통하여 뇌로 용이하게 전달될 수 있다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 상기 S110 단계 이후, 상기 S120 단계에서는 어댑터(110)의 각도 및 높이가 조절될 수 있다. 상기 어댑터(110)는 약물 전달 튜브(120)가 인입되어, 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 삽입되도록 경로를 제공할 수 있다. 이를 위해, 상기 어댑터(110)는 실험동물의 비강 주위에 위치할 수 있다. 즉, 상기 S120 단계에서, 상기 베드(160) 상에 배치된 실험동물의 비강 주위에 상기 어댑터(110)가 위치하도록, 상기 어댑터(110)의 각도 및 높이가 조절될 수 있다.
도 8, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 S120 단계 이후, 상기 S130 단계에서는 상기 어댑터(110)를 통하여, 실험동물의 비강 내로 상기 약물 전달 튜브(120)가 삽입될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단이 상기 어댑터(110)에 인입된 후, 상기 어댑터(110)를 통하여 실험동물의 비강 내로 삽입될 수 있다. 구체적으로, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단이 상기 어댑터(110)에 인입된 후, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 스토퍼(130)가 상기 어댑터(110)일 일 단과 접촉될 때까지 상기 어댑터(110)를 통하여 상기 약물 전달 튜브(120)가 삽입될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 어댑터(110)는 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 경로의 일정성을 제공할 수 있다. 다시 말해, 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 복수 회 삽입되는 경우, 상기 어댑터(110)는 각각의 삽입 횟수 마다 상기 약물 전달 튜브(120)가 일정한 경로를 통하여 실험동물의 비강 내로 삽입되도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 실험동물의 비강을 통해 뇌 내로 약물을 전달하기 위한 복수의 실험에 대해 고 신뢰도 및 고 반복 재현성을 획득할 수 있다. 이와 달리, 상기 어댑터(110) 없이 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 바로 삽입되는 경우, 복수의 회수 마다 삽입 경로가 달라지는 문제점이 발생할 수 있다. 이에 따라, 실험동물의 비강을 통해 뇌 내로 약물을 전달하기 위한 복숨의 실험에 대해 신뢰도 및 반복 재현성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법은, 상기 S120 단계 이후 상기 S130 단계 이전, 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단과 타 단 사이에 배치되는 스토퍼(130)의 위치를 제어하는, 스토퍼 제어 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 스토퍼 제어 단계에서는, 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단과 타 단 사이에 배치되는 상기 스토퍼(130)의 위치를 제어하여, 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 길이(L)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 스토퍼(130)는 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 최대 비강 길이를 초과하여 삽입되지 않도록, 상기 어댑터(110) 입구 내로의 진입을 차단할 수 있다. 즉, 상기 스토퍼(130)가 상기 어댑터(110)와 접촉됨에 따라, 상기 약물 전달 튜브(120)가 실험동물의 최대 비강 길이를 초과하여 삽입되지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단(120a)으로부터 상기 스토퍼(130)까지의 길이(L)는, 실험동물의 비강의 길이에 따라 제어될 수 있다. 예를 들어, 실험동물의 종류, 연령, 및 무게 등에 따라, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단(120a)으로부터 상기 스토퍼(130)까지의 길이(L)가 제어될 수 있다.
상기 스토퍼 제어 단계에서, 상기 스토퍼의 위치가 제어된 이후 상기 S130 단계를 통하여, 상기 약물 전달 튜브(130)가 실험동물의 비강 내로 삽입될 수 있다. 이에 따라, 상기 실시 예에 따른 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법이 다양한 개체의 실험동물에 적용되는 경우에도, 실험동물의 비강을 손상시키지 않고 상기 약물 전달 튜브(130)가 용이하게 삽입될 수 있다.
도 8 및 도 13을 참조하면, 상기 S130 단계 이후 상기 S140 단계에서는, 실험동물의 비강을 통하여 뇌로 전달되도록, 상기 약물 전달 튜브(120) 내에 약물이 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 실험동물의 비강 내로 삽입되는 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단과 반대편에 배치된 타 단은, 약물을 주입하는 주사기(sy)와 연결될 수 있다. 즉, 상기 주사기(sy)를 통하여 약물이 주입되는 경우, 상기 약물 전달 튜브(120)의 타 단을 통하여 상기 약물 전달 튜브(120) 내로 약물이 제공되고, 상기 약물 전달 튜브(120) 내부를 유동하던 약물은, 상기 약물 전달 튜브(120)의 일 단을 통하여 배출되어, 실험동물의 뇌로 전달될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치
110: 어댑터
120: 약물 전달 튜브
130: 스토퍼
140: 브릿지
150: 거치대
160: 베드

Claims (14)

  1. 실험동물의 비강을 통하여 뇌로 전달되는 약물이 유동하는 약물 중공을 가지고, 일 단부가 둥근(round) 형상을 가지며, 약물을 분사하는 분사구가 마련된 약물 전달 튜브; 및
    상기 약물 전달 튜브가 인입되며, 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되도록 경로를 제공하는 어댑터(adaptor);를 포함하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 분사구는 상기 약물 전달 튜브의 일 단부와 인접하도록 마련된 것을 포함하는, 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 약물 전달 튜브의 일 영역을 감싸도록, 상기 약물 전달 튜브의 일 단과 타 단 사이에 배치되는 스토퍼(stopper)를 더 포함하고,
    상기 스토퍼는, 상기 약물 전달 튜브가 상기 어댑터 입구 내로의 진입을 차단하여, 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 길이를 제어하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    실험동물의 비강 내로 삽입되는 상기 약물 전달 튜브의 일 단으로부터 상기 스토퍼까지의 길이는, 실험동물의 비강의 길이에 따라 제어되는 것을 포함하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 어댑터의 입구 직경은 상기 약물 전달 튜브의 직경보다 크고, 상기 스토퍼의 외경은 상기 어댑터의 입구 직경보다 큰 것을 포함하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 어댑터와 상기 스토퍼가 마주보는 상기 어댑터의 일 단, 및 상기 어댑터와 상기 스토퍼가 마주보는 상기 스토퍼의 일 측에는 서로 다른 극성의 자석이 배치된 것을 포함하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 약물 전달 튜브는, 길이 방향으로 오목부 및 볼록부가 교대로 배치되는 물결 구조를 더 포함하며, 상기 스토퍼가 상기 물결 구조에 고정되는, 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 약물 전달 튜브의 유연성은, 상기 어댑터의 유연성보다 높은 것을 포함하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 어댑터가 결합된, 브릿지;
    상기 브릿지 양 단에 마련된 제1 및 제2 거치대; 및
    실험동물이 배치되는 베드;를 더 포함하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 브릿지는 상기 제1 및 제2 거치대에 대하여 회동되도록 구성되고,
    상기 브릿지는 상기 제1 및 제2 거치대에 대하여 상기 제1 및 제2 거치대의 길이 방향을 따라 직선 이동되도록 구성된, 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  11. 실험동물의 비강을 통하여 뇌로 전달되는 약물이 유동하는 약물 중공을 가지고, 일 단부가 둥근(round) 형상을 가지며, 약물을 분사하는 분사구가 마련된 약물 전달 튜브;
    상기 약물 전달 튜브가 인입되며, 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되도록 경로를 제공하는 어댑터(adaptor);
    상기 어댑터가 결합된, 브릿지; 및
    상기 브릿지 양 단에 마련된 제1 및 제2 거치대를 포함하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 약물 전달 튜브의 일 영역을 감싸도록, 상기 약물 전달 튜브의 일 단과 타 단 사이에 배치되는 스토퍼(stopper)를 더 포함하고,
    상기 스토퍼는, 상기 약물 전달 튜브가 상기 어댑터 입구 내로의 진입을 차단하여, 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 길이를 제어하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 장치.
  13. 실험동물의 등이 베드와 접촉되도록, 상기 베드 상에 실험동물을 눕히는, 약물흡입자세 유도 단계;
    실험동물의 비강 내로 삽입되는 약물 전달 튜브가 인입되는 어댑터(adaptor)의 각도 및 높이 중 적어도 하나를 조절하는, 어댑터 조절 단계;
    상기 어댑터를 통하여, 실험동물의 비강 내로 약물 전달 튜브를 삽입하는, 약물 전달 튜브 삽입 단계; 및
    실험동물의 비강을 통하여 뇌로 전달되도록, 상기 약물 전달 튜브 내에 약물을 제공하는, 약물 제공 단계를 포함하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 어댑터 조절 단계 이후 상기 약물 전달 튜브 삽입 단계 이전,
    상기 약물 전달 튜브의 일 단과 타 단 사이에 배치되는 스토퍼의 위치를 제어하여, 상기 약물 전달 튜브가 실험동물의 비강 내로 삽입되는 길이를 제어하는, 스토퍼 제어 단계를 더 포함하는 비강을 통한 뇌 약물 전달 방법.
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