KR20200109626A - 비가역적 전기천공용 전극 - Google Patents

Abstract

종양 치료에 사용되는 비가역적 전기천공용 전극을 제공한다. 전극은 양전극부 및 음전극부를 포함하고, 양전극부와 음전극부는 교변하여 일방향을 따라 연속 연결된다. 양전극부는 백금을 포함하고, 음전극부는 광섬유를 포함한다. 전극은 근적외선과 펄스를 인가하도록 적용된다.

Description

비가역적 전기천공용 전극 {ELECTRODE FOR IRREVERSIBLE ELECTROLYTIC EXTROPORATION}

본 발명은 비가역적 전기천공용 전극에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 근적외선과 펄스를 모두 인가하여 종양의 치료 효과를 높인 비가역적 전기천공용 전극에 관한 것이다.

종양은 자율성을 가지고 과잉으로 발육한 체내의 세포를 의미한다. 종양은 개체의 전체성과는 관계없이 발육한다. 종양은 악성 종양과 양성 종양으로 나누어지며, 악성 종양을 암이라고 한다. 양성 종양은 암이 아니기 때문에 그 부위에 따라 절제를 하면 큰 문제는 없다.

종양을 치료하기 위해서는 종양을 절제하는 외과적인 방법, 종양에 방사선을 쬐어 조직을 파괴하는 방법, 그리고 항암제를 투여하여 악성 종양인 암세포를 괴사시키는 방법 등이 사용되고 있다. 초기 암 종양에 대해서는 종양을 절제하는 외과적 방법을 사용할 수 있다. 그러나 악성 종양에 대해서는 위험 부담이 있고, 방사선 치료나 항암제 치료는 초기에는 효과가 크나 악성 종양은 효과가 크지 않다. 더욱이, 환자의 면역력이 떨어져서 몸이 허약해지므로, 허약한 환자들에게 적용할 수 없다.

근적외선과 펄스를 모두 인가하여 종양의 치료 효과를 높인 비가역적 전기천공용 전극을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비가역적 전기천공용 전극은 종양 치료에 사용된다. 전극은 양전극부 및 음전극부를 포함하고, 양전극부와 음전극부는 교변하여 일방향을 따라 연속 연결된다. 양전극부는 백금을 포함하고, 음전극부는 광섬유를 포함한다. 전극은 근적외선과 펄스를 인가하도록 적용된다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 비가역적 전기천공용 전극은 종양 치료에 사용된다. 양전극부 및 음전극부를 포함하고, 양전극부와 음전극부가 그 사이에 광섬유를 두고 상호 이격되어 위치한다. 양전극부 및 음전극부는 백금을 포함하며, 전극은 근적외선과 펄스를 인가하도록 적용된다.

비가역적 전기천공방법을 이용해 종양에 근적외선과 펄스를 모두 인가함으로써 종양을 효율적으로 치료할 수 있다. 따라서 말기 암도 효율적으로 사멸시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비가역적 전기천공용 전극의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 전기화학적 전기천공용 전극에 의한 종양의 개략적인 치료 개념도이다.
도 3은 도 2의 치료에 따른 종양의 내부와 외부의 이온 상태 변화를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 시간에 따른 종양의 포텐셜 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비가역적 전기천공용 전극의 개략적인 작동 개념도이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비가역적 전기천공용 전극(100)을 개략적으로 나타낸다. 도 1의 비가역적 전기천공용 전극(100)의 작동 상태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 비가역적 전기천공용 전극(100)의 작동 상태를 다르게 변형할 수도 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 비가역적 전기천공용 전극(100)은 종양 치료에 사용된다. 양전극부(20)와 음전극부(22)는 그 사이에 광섬유(14)를 두고 상호 이격되어 위치한다. 양전극부(20) 및 음전극부(22)는 백금을 포함한다. 전극(100), 즉 양전극부(20) 및 음전극부(22)는 펄스를 인가하고, 광섬유(14)는 근적외선을 인가한다.

양전극부(20)와 음전극부(22)에는 짧은 펄스가 인가되므로, 종양 세포에 전기장을 가해 양전극부(20)에 접한 세포막에는 과분극 상태를 만들면서 음전극부(22)에 접한 세포막에는 탈분극 상태를 만든다. 한편, 광섬유(14)는 근적외선을 인가하여 이러한 세포막의 상태 변화에 일조한다. 그 결과, 세포막에 비가역적 공공을 형성하여 종양 세포의 사멸을 유도한다. 이를 도 2를 통하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 2는 도 1의 전기화학적 전기천공용 전극에 의한 종양의 치료 개념을 개략적으로 나타낸다. 도 2의 종양의 치료 개념은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 이를 다른 형태로 변형할 수 있다.

비가역적인 전기적 천공은 비열적인 방법으로서, 종양의 양측에 위치한 양전극부 및 음전극부에 각각 짧은 펄스를 인가해 종양에 전기장을 가한다. 또한, 광섬유를 사용하여 근적외선을 조사한다. 이 경우, 종양 세포막에 각각 과분극(hyperpolarization) 및 탈분극(depolarization)이 유도된다. 과분극은 양극에 접한 세포막 부분에 유도되고, 탈분극은 음극에 접한 세포막 부분에 유도된다. 그 결과, 세포막에 비가역적 공공을 형성하여 세포 사멸을 유도할 수 있다. 포어는 과분극에서 많이 형성된다. 따라서 레스팅(resting) 플라스마 멤브레인 포텐셜을 미리 과분극으로 유도한 후에 펄스를 인가하면 더많은 공공을 생성할 수 있다.

도 3은 도 2의 치료에 따른 종양의 내부와 외부의 이온 상태 변화를 개략적으로 나타낸다. 도 3의 종양의 내부와 외부의 이온 상태 변화는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 이를 다른 형태로 변형할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 좌측에는 종양내에 K⁺ 이온들이 위치하고, 그 외부에 Na+ 이온들이 위치한다. 그리고 가운데처럼 탈분극 상태가 되면, 외부의 Na+ 이온들이 종양내로 침투하기 시작하고, 우측처럼 다시 분극 상태가 되면, 종양내의 K⁺ 이온들이 종양 외부로 방출된다.

도 4는 시간에 따른 종양의 포텐셜 변화를 나타낸 그래프이다. 도 4의 종양의 포텐셜 변화는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 이를 다르게 변형할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 종양에 펄스와 근적외선을 인가하는 경우, 시간 경과에 따라 기저로부터 피크로 포텐셜이 증가한다. 그리고 재분극면서 과분극 상태로 진행한다. 따라서 종양의 세포막에 공공이 형성되어 종양을 사멸시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비가역적 전기천공용 전극(200)을 개략적으로 나타낸다. 도 5의 비가역적 전기천공용 전극(200)의 작동 상태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 비가역적 전기천공용 전극(200)의 작동 상태를 다르게 변형할 수도 있다. 또한, 도 5의 전극(200)의 작동 메커니즘은 도 1의 전극(100)의 작동 메커니즘과 동일하므로, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 전극(200)은 양전극부(20) 및 음전극부(22)를 포함한다. 양전극부(20)와 음전극부(22)는 교변하여 일방향을 따라 연속 연결된다. 양전극부(20)는 백금을 포함하고, 음전극부(22)는 광섬유를 포함한다. 양전극부(20)는 전기장 펄스를 인가하고, 음전극부(22)는 근적외선을 조사한다.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

100, 200. 전극
10, 20. 양전극부
12, 22. 음전극부
14. 광섬유

Claims (2)

1. 종양 치료에 사용되는 비가역적 전기천공용 전극으로서,
   양전극부 및 음전극부를 포함하고,
   상기 양전극부와 상기 음전극부는 교변하여 일방향을 따라 연속 연결되고,
   상기 양전극부는 백금을 포함하고, 상기 음전극부는 광섬유를 포함하며,
   상기 전극은 근적외선과 펄스를 인가하도록 적용된 전극.
2. 종양 치료에 사용되는 비가역적 전기천공용 전극으로서,
   양전극부 및 음전극부를 포함하고,
   양전극부와 음전극부가 그 사이에 광섬유를 두고 상호 이격되어 위치하고, 상기 양전극부 및 상기 음전극부는 백금을 포함하며,
   상기 전극은 근적외선과 펄스를 인가하도록 적용된 전극.

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