KR20210114013A

KR20210114013A - 연막하 전달 시스템 및 사용 방법

Info

Publication number: KR20210114013A
Application number: KR1020217024705A
Authority: KR
Inventors: 마틴 마르살라
Original assignee: 더 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
Priority date: 2019-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2021-09-17
Also published as: US10980566B2; CA3123293A1; EP3908198A4; JP2022516746A; EP3908198A1; CN113260317B; CN113260317A; WO2020146718A1; JP7373226B2; US20200397467A1

Abstract

전달 장치, 시스템 및 이와 관련된 방법이 세포, 약물 또는 벡터의 연막하 전달을 위해 환자에게 사용될 수 있다. 환자 집단은 척추 세포, 벡터 또는 약물 전달이 필요한 척추 외상성 손상, 근위축성 측삭 경화증, 다발성 경화증, 척추 허혈 및 다른 척추 신경퇴행성 장애가 있는 환자를 포함한다.

Description

연막하 전달 시스템 및 사용 방법

관련 출원에 대한 교차 참조

본 출원은 그 내용이 전체가 참조로서 본 명세서에 포함된 2019년 1월 10일 제출된 미국 출원 제62/790,616호에 대해 35 U.S.C 119(e)에 따른 우선권의 이익을 주장한다.

기술분야

본 발명은 일반적으로 수술 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 가용성 물질, 유전자 벡터 또는 세포 현탁액을 대상체의 척추 연막하 공간(spinal subpial space)으로 전달할 수 있게 하는 시스템에 관한 것이다.

척수(spinal cord)는 척추관(spinal canal) 내에 안착되는 섬세한 구조물이며 척추뼈(vertebrae)로 구성된 척주(spinal column)의 골 구조에 의해 둘러싸여 보호된다. 척추관 내에서 척수는 수막이라고 하는 세 층의 섬유 멤브레인으로 둘러싸인다. 최외측의 수막 멤브레인을 경질막(dura mater), 중간 멤브레인을 지주막(arachnoid mater), 척수 표면에 있는 최내측의 멤브레인을 연질막(pia mater)이라고 한다. 지주막과 척수 사이의 공간을 척추강내(또는 지주막하) 공간이라고 한다. 뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF)은 척수를 둘러싸고 뇌에서 척수 아래로 그리고 다시 척추강내 공간에서 뇌로 다시 흐른다. 일반적으로, 척수는 성인의 약 제1 또는 제2 요추(lumber vertebrae)에서 끝난다. 팔, 다리 및 몸통의 움직임과 감각을 담당하는 모든 말초 신경은 척수에서 유래한다.

약물의 척수강내 주사는 척수 마취, 화학 요법, 통증 관리 적용 및 뇌척수액 샘플 채취에 사용되어 왔다. 척수를 둘러싸는 척수강내 공간에 물질을 투여하는 것은 혈뇌 장벽(blood-brain barrier)을 피하고 깊은 척수실질(deep spinal parenchyma)에서 약물의 고 농도를 달성하기 위해 종종 수행된다. 인간 신경 줄기 세포의 직접적인 척수내-실질내 이식은 근위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis) 및 척추 외상 유발 마비(spinal trauma-induced paralysis)의 치료를 위한 치료적 접근으로 현재 테스트되고 있다.

경막외(epidural) 또는 척추강내 약물 전달, 척추강내 공간으로/으로부터 CSF 샘플링 또는 직접적인 척추 실질 주사(세포 전달에 사용됨)에 사용되는 현재 존재하는 임상적으로 승인된 주사 장치 또는 척추 바늘은 가용성 물질 또는 세포 현탁액의 안전하고 다중 세그먼트 연막하 전달은 허용되지 않는다. 따라서, 그러한 가용성 물질 또는 세포 현탁액의 안전한 다중 세그먼트 연막하 전달을 허용하는 장치에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명은 대상체의 척추 연막하 공간과 같은 수술 부위로의 가용성 물질(예를 들어, 약물), 유전자 또는 RNA 벡터(예를 들어, AAV9, HIV1, microRNA(miRNA), small hairpin RNA(shRNA) 또는 안티센스 올리고뉴클레오타이드(ASO)) 또는 세포 현탁액의 전달을 허용하는 연막하 전달 시스템의 개발을 기반으로 한다. 따라서, 본 발명은 연막하 전달 시스템을 제공한다. 시스템은 (a) (i) 상부 표면, 하부 표면 및 축을 갖는 프레임 ― 프레임은 수술 부위를 정의하는 개구를 포함함 ―, (ii) 프레임의 상부 표면에 고정되게 부착되며 축에 대해 수직으로 위치되는 레일, (iii) 프레임의 상부 표면에 이동 가능하게 부착되며 축에 대해 수직 방향으로 이동하도록 구성되는 견인기(retractor) 및 (iv) 프레임에 이동 가능하게 부착되며 수술 부위 위에 플랫폼을 고정하도록 수술 부위 내의 뼈와 맞물리도록 구성되는 앵커(anchor)를 갖는 플랫폼; (b) 플랫폼의 레일에 이동 가능하게 부착된 매니퓰레이터(manipulator) ― 매니퓰레이터는 (i) 중심 축을 가지며 프레임의 상부 표면에 수직 방향으로 연장하는 포스트, (ii) 포스트의 원위 부분에 이동 가능하게 부착되며 프레임의 상부 표면에 평행하게 위치되는 크로스멤버 및 (iii) 크로스 멤버에 이동 가능하게 부착되는 커플러로서, 커플러는 바늘 어셈블리에 제거가능하게 부착하기 위해 구성되는 나사 부분을 포함하는, 커플러를 가짐 ―; (c) 커플러에 제거 가능하게 부착되는 바늘 어셈블리 ― 바늘 어셈블리는 (i) 축 및 그를 통해 배치된 루멘을 갖는 세장형 본체, (ii) 세장형 본체의 원위 단부 부분 상에 배치되는 패스너(fastener)로서, 패스너는 커플러의 나사 부분에 맞물리도록 구성되는, 패스너 및 (iii) 바늘을 가짐 ―;를 포함한다. 바늘은 (a) 세장형 본체의 제1 루멘 내에 배치되는 세장형 샤프트 ― 세장형 샤프트는 제2 루멘을 정의하고 세장형 본체의 축에 실질적으로 평행한 상부 섹션, 세장형 바디의 축으로부터 멀어지게 각지는 중간 섹션 및 세장형 본체의 축을 향하여 각지는 하부 섹션을 포함하는 근위 단부 부분을 가져서, 하부 섹션이 세장형 본체의 축에 실질적으로 수직임 ―; (b) 포인트가 세장형 본체의 축과 정렬하여 배치되도록 세장형 샤프트의 근위 단부에 배치되는 포인트; (c) 세장형 본체의 실질적으로 평행한 섹션 내에 배치되는 개구 ― 개구는 세장형 본체의 제2 루멘과 유체 연통함 ―; 및 (d) 바늘 어셈블리의 세장형 샤프트의 원위 단부에 고정하게 부착되고 세장형 본체의 루멘과 유체 연통하게 배치되는 저장소 ―저장소는 바늘의 개구를 통한 기질(substrate)의 전달 전에 기질을 수용하도록 구성됨 ―;를 포함한다.

다양한 실시예에서, 프레임은 한 쌍의 견인기를 포함하며, 각 견인기는 수술 부위의 대향 측면에서 프레임의 상부 표면에 부착된다. 다양한 실시예에서, 프레임은 한 쌍의 앵커를 포함하며, 각 앵커는 수술 부위의 대향 측면에서 프레임에 부착된다. 다양한 실시예에서, 프레임은 상부 표면에 고정하게 부착되고 프레임의 축에 수직으로 위치되는 한 쌍의 바를 더 포함하며, 각 바는 루멘에 의해 정의되는 수술 부위의 외부에 위치되며, 각 앵커는 마운트(mount)를 통해 각 바에 이동 가능하게 장착된다. 다양한 실시예에서, 프레임은 한 쌍의 앵커를 포함하며, 각 앵커는 수술 부위의 동일한 측면에 있는 프레임에 부착된다. 다양한 실시예에서, 프레임은 프레임에 고정하게 부착되고 앵커에 이동 가능하게 부착하도록 구성되는 한 쌍의 슬리브를 더 포함한다. 다양한 실시예에서, 앵커는 그 근위 단부에 배치된 한 쌍의 톱니형 조(serrated jaw)를 포함하며, 한 쌍의 톱니형 조는 서로 힌지식으로 부착되고 수술 부위 내의 뼈에 클램핑하도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 앵커는 근위 단부에 배치된 후크를 포함하고, 후크는 수술 부위 내의 뼈와 맞물리도록 구성된다.

매니퓰레이터는 그 포스트의 근위 단부에 배치된 베이스를 더 포함할 수 있으며, 베이스는 프레임의 레일에 마찰 부착을 위해 구성된다. 다양한 실시예에서, 매니퓰레이터는 포스트를 따라 배치된 선회 조인트(pivotal joint)를 더 포함하며, 선회 조인트는 포스트의 원위 부분이 그 중심 축으로부터 멀어지는 방향으로 선회하게 하도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 매니퓰레이터는 포스트의 원위 단부에 배치되는 제1 손잡이(first knob)를 더 포함하며, 제1 손잡이는 미리 선택된 위치에서 포스트의 선회 조인트를 잠그도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 크로스멤버는 제2 손잡이를 더 포함하며, 제2 손잡이는 미리 선택된 위치에서 커플러를 잠그도록 구성된다.

커플러는 크로스멤버 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 제1 단부 및 제2 단부에 배치된 나사 부분을 갖는 암 및 나사 부분에 배치되고 커플러의 제2 단부를 횡단하는 슬롯을 더 포함할 수 있으며, 슬롯은 바늘 어셈블리의 세장형 본체를 수용하도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 암은 포스트의 중심 축에 대해 나사 부분 및 슬롯의 각도를 조절하도록 구성되는 회전 가능한 조인트를 더 포함한다. 다양한 실시예에서, 암은 미리 선택된 위치에서 회전 가능한 조인트를 잠그도록 구성되는 손잡이를 더 포함한다.

따라서 바늘의 개구는 수술 부위를 향하는 위치에 위치될 수 있다. 다양한 실시예에서, 바늘 어셈블리는 세장형 본체의 원위 단부에 배치되고 저장소 및 바늘 어셈블리 사이에 제거 가능한 부착을 제공하도록 구성되는 유체 피팅을 더 포함한다. 다양한 실시예에서, 유체 피팅은 바늘의 세장형 샤프트의 원위 단부를 수용하도록 크기가 맞춰지고 형상화되는 루멘을 갖는 본체를 포함하며, 세장형 샤프트의 원위 단부 및 저장소의 근위 단부는 공간에 의해 분리된다.

다양한 실시예에서, 저장소는 튜빙(tubing)으로부터 형성된다. 다양한 실시예에서, 저장소는 튜빙의 원위 단부에 배치되고 저장소에 기질을 공급하도록 구성되는 주사기를 더 포함한다. 다양한 실시예에서, 연막하 전달 시스템은 튜빙에 부착되는 펌프를 더 포함하며, 펌프는 바늘의 개구를 통해 저장소로부터 기질을 펌핑하도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 기질은 가용성 기질, 세포, 벡터, 약물, 바이러스, 플라스미드 및 성장 인자로 구성된 군으로부터 선택된다.

다른 양태에서, 본 발명은 대상체의 연막하 공간에 기질을 전달하는 방법을 제공한다. 방법은 대상체의 척수를 노출시키는 단계; 노출된 척수 위에 연막하 전달 시스템을 배치하고 고정하여 수술 부위를 생성하는 단계; 연막하 공간으로 전달될 기질을 저장소에 로딩하는 단계; 척수에 실질적으로 평행한 방향으로(연막하 공간으로) 척수를 향해 바늘의 포인트를 삽입하여 연막하 공간의 연막 개구 부위를 생성하는 단계; 및 척수에 일정량(a dose of)의 기질을 전달하는 단계를 포함한다. 다양한 실시예에서, 방법은 하부 섹션이 대상체의 척수에 실질적으로 평행하도록 삽입하는 단계 전에 매니퓰레이터를 사용하여 바늘 어셈블리를 조절하는 단계를 포함한다.

다양한 실시예에서, 로딩하는 단계는 바늘 어셈블리의 세장형 본체의 원위 단부에 배치되는 유체 피팅을 분리하는 단계; 저장소로 기질을 흐르게 하는 단계; 및 바늘 어셈블리에 저장소를 재연결하는 단계를 포함한다. 다양한 실시예에서, 방법은 바늘의 개구를 통해 저장소로부터 기질을 흐르게 함으로써 삽입하는 단계 이전에 연막하 전달 시스템을 프라이밍하는 단계를 더 포함한다. 다양한 실시예에서, 전달하는 단계는 저장소에 부착되는 펌프를 활성화하는 단계를 포함하며, 펌프는 바늘의 개구를 통해 저장소로의 기질의 흐름을 제어하도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 방법은 배치하고 고정하는 단계 전에 대상체에 대한 추궁 절제술(laminectomy)을 수행하는 단계를 포함한다.

도 1은 연막하 전달 시스템의 예시적인 실시에의 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 2는 바늘 및 앵커의 뷰와 함께 연막하 전달 시스템의 예시적인 실시예의 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 3은 연막하 전달 시스템의 예시적인 실시예의 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 4는 연막하 전달 시스템의 플랫폼의 예시적인 실시예의 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 5는 앵커, 견인기 및 수술 부위를 도시하는 연막하 전달 시스템의 플랫폼의 예시적인 실시예의 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 6은 연막하 전달 시스템의 플랫폼의 예시적인 실시예의 평면도를 도시하는 그림 도면이다.
도 7은 연막하 전달 시스템의 예시적인 매니퓰레이터 및 저장소의 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 8은 연막하 전달 시스템의 예시적인 매니퓰레이터의 측면도를 도시하는 그림 도면이다.
도 9는 연막하 전달 시스템의 플랫폼의 레일에 부착되는 예시적인 매니퓰레이터의 부분 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 10은 연막하 전달 시스템의 매니퓰레이터에 부착되는 예시적인 바늘 어셈블리의 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 11은 연막하 전달 시스템의 매니퓰레이터의 예시적인 커플러의 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 12는 연막하 전달 시스템의 매니퓰레이터의 예시적인 커플러의 다른 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 13은 연막하 전달 시스템의 커플러에 고정되게 부착되는 예시적인 바늘 어셈블리의 부분 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 14a 및 14b는 예시적인 바늘 어셈블리의 사시도(도 14a) 및 바늘 어셈블리의 예시적인 실시예의 유체 피팅의 단면도를 도시하는 그림 도면이다.
도 15는 연막하 전달 시스템의 예시적인 바늘 어셈블리의 사시도를 도시하는 그림 도면이다.
도 16은 연막하 전달 시스템의 예시적인 바늘의 부분 단면도를 도시하는 그림 도면이다.
도 17은 연막하 전달 시스템의 저장소에 연결되는 예시적인 마이크로인젝터의 정면도를 도시하는 그림 도면이다.
도 18은 연막하 전달 시스템의 견인기에 의해 개방되는 예시적인 수술 부위를 도시하는 그림 도면이다.
도 19는 대상체의 수술 부위 내의 뼈에 연막하 전달 시스템의 플랫폼의 예시적인 실시예의 부착을 도시하는 그림 도면이다.
도 20은 본 개시를 갖는 하나 이상의 실시예에 따른 수술 부위에서의 바늘 어셈블리의 위치 설정을 도시하는 그림 도면이다.
도 21은 연막하 전달 시스템을 사용하는 연막하 공간으로 바늘을 삽입하고 그 기질을 전달하는 것을 도시하는 그림 도면의 시리즈이다.
본 발명의 실시예 및 그 이점은 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해된다. 하나 이상의 도면에 예시된 유사한 요소를 식별하기 위해 유사한 참조 번호가 사용됨을 이해해야 한다.

본 발명은 대상체의 척추 연막하 공간으로 가용성 물질(예를 들어, 약물), 유전자 또는 RNA 벡터(예를 들어, AAV9, HIV1, microRNA(miRNA), small hairpin RNA(shRNA)) 또는 세포 현탁액의 전달을 허용하는 연막하 전달 시스템의 개발을 기반으로 한다. 보다 구체적으로, 연막하 전달 시스템은 작은 동물 종, 큰 동물 종 및 인간(예를 들어, 환자)의 목표 척추 연막하 위치에 도달하는 정확성 및 정밀도를 위해 설계되는 다중 굴곡부를 갖는 바늘을 포함한다.

본 시스템, 방법 및 장치를 설명하기 전에, 본 발명은 설명된 특정 구성, 방법 및 실험 조건으로 제한되지 않는 것으로 이해되어야 하며, 이는 이러한 구성, 방법 및 조건이 변할 수 있기 때문이다. 본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 첨부된 청구범위에서만 제한될 것이기 때문에 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 한다.

본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태 “a”, “an” 및 “the”는 문맥이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수 참조를 포함한다. 따라서, 예를 들어, “방법”에 대한 언급은 하나 이상의 방법 및/또는 본 개시 내용 등을 읽을 때 당업자에게 명백할 본 명세서에 설명된 유형의 단계를 포함한다.

“포함하는(including)”, “보유하는” 또는 “~에 의해 특성화되는”과 상호 교환적으로 사용되는 용어 “포함하는(comprising)”은 포괄적이거나 개방형 언어이며 추가의 인용되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 문구 “구성되는”은 청구범위에 명시되지 않은 요소, 단계 또는 성분을 배제한다. 문구 “본질적으로 구성되는”은 청구된 발명의 기본 및 새로운 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 특정 재료 또는 단계에 대한 청구 범위를 제한한다. 본 개시 내용은 이들 문구 각각의 범위에 대응하는 본 발명의 조성물 및 방법의 실시예를 고려한다. 따라서, 인용된 요소 또는 단계를 포함하는 조성물 또는 방법은 조성물 또는 방법이 이들 요소 또는 단계로 본질적으로 구성되거나 이들로 구성된 특정 실시예를 고려한다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 “배복의(dorsoventral)” 또는 “등-배의(dorso-ventral)”는 대상체의 등측 및 배측을 연결하는 축을 따라 연장하거나 이를 나타내는 것을 지칭하는 형용사이다. 이 용어에는 동물의 등에서 배로 연장하는 것이 포함된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “추궁 절제술”은 척수의 지붕인 추궁판(lamina)라고 불리는 척추골(vertebral bone)의 일부를 제거하는 수술 절차를 지칭한다. 마찬가지로, 용어 “후궁 성형술(laminoplasty)”은 척수에 가해지는 압력을 완화하여 척추 협착증(spinal stenosis)을 치료하기 위해 일반적으로 사용되는 수술 절차를 의미한다. 이러한 기술은 일반적으로 층류궁(laminar arch)의 재건 또는 추궁판의 일부 또는 완전한 제거에 의해 척수 또는 신경에 대한 압력을 완화하기 위해 대상체의 척수를 연장하는데 사용된다. 이론에 얽매이지 않고, 두 절차 사이의 하나의 차이점은 피험자로부터 제거된 뼈 및/또는 근육 조직의 양이다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 “정위술(stereotaxis)” 또는 “정위방법의(stereotaxis)”는 일반적으로 데크르트 좌표계를 기반으로 하는 외부의 3차원 프레임을 사용하여 뇌 또는 척수 내의 포인트를 찾기 위한 신경외과 및 신경 연구의 방법을 지칭하기 위해 상호 교환적으로 사용된다. 정위 수술 방법은 당업계에 공지된다.

본 명세서에 사용된 용어 “대상체”는 대상 방법이 수행되는 임의의 개인 또는 환자를 지칭한다. 일반적으로 대상체는 인간이지만 당업자가 이해하는 바와 같이 대상체는 동물일 수 있다. 따라서, 설치류(쥐(mice, rat), 햄스터 및 기니피그를 포함함), 고양이, 개, 토끼, 소, 말, 연소, 양, 돼지 등을 포함하는 농장 동물 및 영장류(원숭이, 침팬지, 오랑우탕 및 고릴리를 포함함) 와 같은 포유동물은 대상체의 정의에 포함된다.

용어 “기질”은 세포, 약물, 바이러스, 플라스미드, 성장 인자 등을 포함하나 이에 제한되지 않는 임의의 주사 가능한 물질을 지칭한다. 기질은 액체, 현택액, 겔, 캡슐화된 고체, 나노입자 현탁액, 서방형 폴리머 조성물 등을 포함하는 임의의 적합한 형태의 물질을 취할 수 있다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 기술된 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 바람직한 방법 및 재료가 이제 설명된다.

이제 도 1-3 및 7을 참조하면, 본 발명은 플랫폼(200), 플랫폼(200)에 장착된 매니퓰레이터(300), 매니퓰레이터(300)에 부착되는 바늘 어셈블리(450) 및 저장소(600)를 포함하는 연막하 전달 시스템(100)을 제공한다(도 7에 도시됨).

도 4-7에 도시된 바와 같이, 플랫폼(200)은 상부 표면(232), 하부 표면(234) 및 그를 통한 축(244)을 따라 배치되는 개구(208)를 갖는 프레임(202)을 포함한다. 사용 시, 개구(208)는 연막하 주사를 필요로 하는 대상체의 수술 부위(90)(예를 들어, 추궁 절제술의 절개부)를 정의한다. 프레임(202)의 상부 표면(232)에 고정되게 부착된 레일(210)은 프레임(202)의 축(244)에 수직으로 위치된다. 하나 이상의 견인기(214)는 프레임(202)의 상부 표면(232)에 이동 가능하게 부착되며, 각 견인기(214)는 축(244)에 수직인 방향으로 이동하도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 각 견인기(214)는 프레임(202)의 상부 표면(232)에 고정하게 부착되는 장착 브라켓(240) 내에 슬라이딩 가능하게 배치될 수 있다. 이와 같이, 하나 이상의 견인기(214)는 수술 부위의 측면 에지를 따라 삽입되고 수술 부위(90)를 추가로 노출시키기 위해 축(244)으로부터 멀리 조직의 다중 층을 당기는 데 사용될 수 있다.

다양한 실시예에서, 견인기(214)는 수술 부위(90)의 대향 측면(즉, 개구(208)의 대향 측면)에서 프레임(202)의 상부 표면(232)에 이동 가능하고 그리고/또는 슬라이딩 가능하게 부착될 수 있다. 사용 시, 견인기(214)는 수술 부위(90)의 절개부로 삽입될 수 있고 사용자(예를 들어, 외과의사)에 의해 외측으로 횡단(즉, 축(244)으로부터 멀어지고 내부 둘레(206)를 향해 이동됨)되어 조직 및 척추주위 근육을 수술 부위(90)로부터 멀리 당길 수 있어 수술 부위(90)에 플랫폼(200)을 고정하도록 가시성 및 접근을 개선할 수 있다(도 7 참조). 예시적인 실시예에서, 견인기(214)는 견인기(214)의 나사 샤프트(248) 상의 윙 너트(250)의 회전에 의해 축(244)에 대해 앞뒤로 횡단될 수 있다. 다양한 실시예에서, 견인기(214)는 수술 부위(90)의 주변 조직을 파지하기 위해 각각 도 5 및 16에 도시된 바와 같이 톱니형 또는 갈래형(pronged) 단부를 가질 수 있다.

프레임(202)에 하나 이상의 앵커(218)가 이동 가능하게 부착되며, 각각의 앵커(218)는 대상체의 플랫폼(200)을 고정하기 위해 수술 부위(90) 내에 뼈(39)(예를 들어, 척추, 도 18 참조)와 맞물리도록 구성된다(예를 들어, 플랫폼(200)은 플랫폼(200)이 수술 부위(90)에 대해 고정된 위치에 유지되도록 대상체의 임의의 사소한 움직임과 함께 움직일 것이다). 다양한 실시예에서, 앵커(218)는 다양한 위치에서 프레임(202)에 이동 가능하게 그리고/또는 슬라이딩 가능하게 부착될 수 있다. 예를 들어, 앵커(218)는 수술 부위(90)의 대향 측면(즉, 개구(208)의 대향 측면) 상에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 앵커(218)는 수술 부위(90)의 동일 측면(예를 들어 개구(208)의 동일 측면) 또는 인접 측면 상에 위치될 수 있다. 앵커(218)는 하나 이상의 슬리브(236) 또는 바(222)를 단독으로 또는 조합하여 사용하여 프레임(202)에 부착될 수 있다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 슬리브(236)는 프레임(202)의 상부 표면(232)에 고정하게 부착되며, 각 슬리브는 앵커(218)에 이동 가능하게 부착하기 위해 구성된다. 예를 들어, 프레임(202)은 수술 부위(90)에 대한 앵커(218)의 횡방향 이동(예를 들어, 축(244)에 수직하는 방향으로)과 함께 앵커(218)의 회전 가능한 이동을 허용하도록 앵커(218)가 삽입되는 한 쌍의 슬리프(236)를 포함할 수 있다. 앵커(208)는 예를 들어 수술 부위(90) 위에 플랫폼(200)을 고정하도록 수술 부위(90) 내의 뼈(39)에 결합을 확보하고 횡방향 이동을 용이하게 하기 위한 윙 너트(254)를 더 포함할 수 있다. 슬리브(236)는 견인기(214)의 대향 측면에 위치될 수 있거나(도 4에 도시된 바와 같음) 또는 수술 부위의 대향 측면에 위치될 수 있다(미도시).

앵커(218)의 결합 부분은 후크(228) 또는 클램프(230)와 같은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 다양한 실시예에서, 앵커(218)는 그 근위 단부(256)에 배치되는 후크(228)를 포함하며, 후크(228)는 수술 부위(90) 내의 뼈(39)와 맞물리도록 구성된다. 보다 구체적으로, 후크(228)는 수술 부위(90) 내의 뼈(39)의 돌출부 또는 미리 천공된 홀(95)과 맞물릴 수 있는 뾰족한 단부(pointed end, 220)를 포함한다. 뾰족한 단부(220)는 뾰족한 단부(220)가 축(244)에 수직하고 프레임(202)의 상부 표면(232)에 평행한 방향을 향하도록 각을 이룰 수 있다(예를 들어, 90도 각도). 그러나, 다른 예시적인 실시예에서, 앵커(218)는 앵커(218)의 근위 단부에 배치되는 한 쌍의 톱니형 조(246)를 포함하는 클램프(230)를 포함한다. 톱니형 조(246)는 서로 힌지식으로 부착되며 수술 부위(90) 내의 뼈(39)에 클램핑하도록 구성된다. 톱니형 조(246)는 예를 들어 저항을 제공하는 회전 가능한 손잡이 또는 코일 스프링을 사용하여 제 외치에 잠길 수 있다. 다양한 실시예에서, 앵커(218)는 모놀리식(monolithic)일 수 있다(즉, 각 앵커(218)는 도 4에 도시된 바와 같이 원하는 형상으로 구부러진 스테인리스 스틸 또는 타티늄의 막대로 형성될 수 있다). 다양한 실시예에서, 앵커(218)는 제2 막대가 그 내부에 조절 가능하게 나사로 끼워지고 원하는 위치에 고정되게 하는 단부에 관형 슬리브가 있는 나사 막대를 더 포함할 수 있다(도 5 참조).

도 2, 3 및 6에 도시된 바와 같이, 앵커(218)는 프레임(202)의 상부 표면(232)에 고정하게 부착되고 프레임(202)의 축(244)에 수직으로 위치되는 하나 이상의 바(22)를 통해 프레임(202)에 고정하게 부착될 수 있다. 이렇게 제공될 때, 각 바(22)는 개구(208)에 의해 정의된 수술 부위(90)의 외부에 위치될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 바(222)는 레일(210)의 위치에 평행한 위치에 프레임(202)의 상부 표면(232)에 고정하게 부착될 수 있다. 따라서, 각 앵커(218)는 마운트(242)를 통해 개별 바(222)에 이동 가능하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 앵커(218)의 마운트(242)는 바(222) 위에 슬라이딩 가능하게 배치되고 나사 너트를 사용하여 바(22)에 고정될 수 있다.

이제 도 3-5로 돌아오면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 플랫폼(200)의 다양한 도면이 도시된다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 플랫폼(200)은 대상체의 수술 부위 위에 고정되도록 구성된다는 점에서 “자체 고정”으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(200)은 수술 부위 위에 플랫폼(200)을 고정하고 이동하지 못하게(즉, 앵커) 하기 위해 수술 부위 내의 뼈(예를 들어, 척추뼈의 극돌기)와 맞물리기 위한 하나 이상의 앵커(218)를 포함할 수 있다. 따라서, 플랫폼(200)은 전체 또는 부분 추궁 절제술 후에 수술 부위에 걸쳐 대상체의 척주에 연막하 전달 시스템(100)의 견고하고 고정된 부착을 제공한다. 다양한 실시예에서, 플랫폼(200)은 각각의 사용 전에 세척 및 멸균되도록 설계된 재사용 가능한 의료 기구일 수 있다. 따라서 플랫폼(200)은 예를 들어 스테인리스 스틸 또는 티타늄으로 형성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 프레임(202)은 개구(208)를 정의하는 외부 둘레(204) 및 내부 둘레(206)를 포함한다. 이와 같이, 프레임(202)은 수술 철차를 수행하기 위해 유용한 임의의 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 프레임(202)의 외부 둘레(204) 및/또는 내부 둘레(206)는 직사각형, 둥근 직사각형, 정사각형, 원형, 경기장 형상, 다각형 또는 임의의 다른 형상일 수 있다.

위에서 논의된 바와 같이, 레일(210)은 프레임(202)의 상부 표면(232)에 고정하게 부착될 수 있고 프레임(202)의 축(244)에 수직으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 레일(210)은 레일(210)의 대향 단부에 배치되는 관통 홀이 천공될 수 있는 나사(224)를 사용하여 프레임(202)에 부착될 수 있다. 따라서, 프레임(202)은 레일(210)이 프레임(202)의 상부 표면(232) 상의 다양한 위치에 장착되도록 하는 다수의 쌍의 미리 천공된 홀(252)(도 5에 도시된 바와 같음)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 프레임(202)의 외부 둘레(204) 및 내부 둘레(206) 사이의 레일(210)의 장착 위치는 수행될 수술 절차 및/또는 사용자에 의해 요구되는 대로 조절될 수 있다. 레일(210)이 삼각형 프리즘 형태로 도시되지만, 본 명세서에 추가로 논의되는 바와 같이 레일(210)이 매니퓰레이터(300)의 레일 결합 표면과 맞물리고 접하기 위한 상보적인 표면을 제공하는 한 레일(210)은 다양한 형태로 형성될 수 있음을 이해해야 한다. 다양한 실시예에서, 레일(210)은 스테인리스 스틸과 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다.

도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 매니퓰레이터(300)는 플랫폼(200)의 레일(210)에 이동 가능하게 부착될 수 있다. 다양한 실시예에서, 매니퓰레이터(300)는 프레임(202)의 상부 표면(232)에 수직인 방향으로 연장하는 중심축(320)을 갖는 포스트(314)를 포함한다. 포스트(314)의 원위 부분(332)에, 프레임(202)의 상부 표면(232)에 평행하게 위치되며 수술 부위(90) 위로 연장하는 크로스멤버(316)가 이동 가능하게 부착된다. 크로스멤버(316)에 커플러(318)가 이동 가능하게 부착되며, 커플러(318)는 바늘 어셈블리(450)에 제거 가능한 부착을 위해 구성되는 나사 부분(330)을 갖는다.

도 8-10에 도시된 바와 같이, 매니퓰레이터(300)는 포스트(314)의 근위 단부(334)에 배치되는 베이스(304)를 포함할 수 있으며, 베이스(304)는 프레임(202)의 레일(21)에 마찰 부착을 위해 구성된다. 따라서, 베이스(304)는 레일 표면(212a 및 212b)을 보완하도록 형상화되는 대응하는 레일 결합 표면(308a 및 308b)을 각각 갖는 하나 이상의 바이스 조(vise jaw, 326a 및 32b)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 베이스(304)는 또한 베이스(304)의 레일 결합 표면(308a 및 308b)이 각각 상보적인 레일 표면(212a 및 212b)과 접하여 플랫폼(200)에 매니퓰레이터(300)의 마찰 부착을 제공할 때 까지 대향하는 조(326a)를 향해 조(326b)를 전진시키도록 구성되는 베이스 나사(328)를 포함한다.

도 8-11에 도시된 바와 같이, 매니퓰레이터(300)는 포스트(314)를 따라 배치된 선회 조인트(312)를 더 포함할 수 있다. 선회 조인트(312)는 포스트(314)의 중심축(320)이 프레임(202)의 축에 더 이상 평행하지 않도록 포스트(314)의 근위 단부(336)의 선회 조절을 제공하도록 구성될 수 있다(즉, 포스트(314)의 근위 단부(336)가 그 중심축(320)으로부터 멀어지는 방향으로 선회될 수 있다). 다양한 실시예에서, 포스트(314)는 크로스멤버(316)의 위치가 사용자에 의해 원해는 대로 수술 부위(90)의 절개부에 대해 변할 수 있도록 회전 조절을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 매니퓰레이터(300)는 미리 선택된 위치로 포스트(314)의 선회 조인트(312)를 잠그도록 구성되는 포스트(314)의 원위 단부(332)에 배치되는 손잡이(322a)를 포함한다. 마찬가지로, 크로스멤버(316)는 미리 선택된 위치에서 커플러(318)를 잠그도록 구성되는 손잡이(322b)를 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서 회전 가능한 손잡이로 설명되지만, 당업자가 이해하는 바와 같이 다른 제어 메커니즘, 예를 들어 래칫 메커니즘(ratcheting mechanism), 슬라이더, 나사 등과 같이 손잡이 대신에 사용될 수 있다.

도 8 및 10-12에 도시된 바와 같이, 커플러(318)는 크로스멤버(316)에 이동 가능하게 부착된 제1 단부(342) 및 나사 부분(330)을 갖는 제2 단부(344)를 갖는 암(340)을 포함한다. 커플러(318)의 나사 부분(330)은 포스트(314)의 중심축(320)에 평행한 방향으로 제2 단부(344)를 통해 가로지르는 그 내부에 배치된 슬롯(346)을 포함한다. 슬롯(346)은 후술되는 바와 같이, 바늘 어셈블리(450)의 세장형 본체(500)를 수용하도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 커플러(318)의 제2 단부(344)는 초승달 형상(crescent-shaped)이고 수술 부위(90)에 대한 바늘 어셈블리의 위치 조정을 허용하도록 회전 가능한 조인트(348)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 커플러(318)는 미리 선택된 위치에서 커플러(318)를 잠그도록 구성되는 손잡이(322c)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 손잡이(322c)의 제1 작동 시에, 커플러(318)는 바늘(400)이 수술 부위(90)에 대해 원하는 위치에 고정될 수 있도록 원하는 위치에 고정될 수 있다. 다양한 실시예에서, 암(340)은 도 1 및 6에 도시된 바와 같이 직선일 수 있다. 그러나, 도 8-11에 도시된 바와 같이, 커플러(318)의 암(340)은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 제1 단부(342) 및 제2 단부(344) 사이의 직각 굴곡부를 포함할 수 있다. 암(34)의 굴곡부는 사용자(즉, 외과의사)가 수술 부위(90)에 대한 명확한 시선을 허용하고 제2 단부(344)의 회전을 허용한다.

도 13-16에 도시된 바와 같이, 바늘 어셈블리(450)는 축(512) 및 이를 통해 배치된 제1 루멘(514)를 갖는 세장형 본체(500)를 포함한다. 세장형 본체(500)는 커플러(318)의 슬롯(346) 내로 삽입될 수 있고 세장형 본체(500)의 원위 단부 부분(506)에 배치되는 패스너(504)를 사용하여 매니퓰레이터(300)에 체결될 수 있다. 따라서, 패스너(504)는 세장형 본체(500)가 커플러(318)에 고정하게 부착되거나 고정될 때 가지 나사 부분(330) 위로 회전되고 전진될 수 있다(도 13 참조).

도 14에 도시된 바와 같이, 세장형 본체(500)의 제1 루멘(514) 내에 바늘(400)의 세장형 샤프트(404)가 배치되며, 세장형 샤프트(404)는 제2 루멘(402)를 정의한다. 세장형 샤프트(404)는 원위 단부(414) 및 근위 단부 부분(416)을 포함한다. 바늘(400)의 세장형 샤프트(404)의 근위 단부 부분(416)에는 세장형 본체(500)의 축(512)에 실질적으로 평행한 상부 섹션(452), 세장형 본체(500)의 축(512)으로부터 멀어지게 각지는 중간 섹션(454) 및 세장형 본체(500)의 축(512)을 향해 각지는 하부 섹션(456)이 제공되어 하부 섹션이 세장형 본체(500)의 축(512)에 실질적으로 수직이다. 도 15-16에 도시된 바와 같이, 세장형 샤프트(404)의 근위 단부(414)에는 포인트(410)가 세장형 본체(500)의 축(512)과 정렬되어 배치되도록 포인트(410)가 배치된다. 세장형 샤프트(404)의 하부 섹션(456) 내에는 제2 루멘(402)과 유체 연통하는 개구(408)가 배치된다. 다양한 실시예에서, 바늘 어셈블리(450)는 세장형 본체(500)의 원위 단부 부분(506) 상에 배치된 패스너(504)를 포함한다. 패스너(504)는 커플러(318)의 바늘 어셈블리(450)의 세장형 본체(500)를 매니퓰레이터(300)에 고정하기 위해 나사 부분(330)에 맞물리도록 구성될 수 있다.

다양한 실시예에서, 바늘(400)은 하부 섹션(456)이 혈관 및 후근 신경 섬유(dorsal root fiber)(예를 들어, 신경)와 같은 민감한 구조를 피하면서 연막하 공간 내로 바늘의 삽입을 용이하게 하기 위해 대상체의 척추와 실질적으로 평행하도록 구부러지거나 만곡될 수 있다. 다양한 실시예에서, 바늘(400)의 개구(408)는 척수의 배면(dorsal surface)에 근접하며, 예를 들어 개구(408)는 측면 포트일 수 있다. 바늘(400)은 주변 조직과 신경에 손상을 주지 않고 목표 척추 연막하 위치에 도달하는 정확성과 정밀도를 위해 설계된다. 또한, 목표 연막하 공간에서의 바늘(400)의 위치 설정 포인트/팁(410)의 정확성과 정밀도는 선택된 척수 세그먼트의 일측 후각 신경(unilateral dorsal horn neuron)으로 치료 벡터를 전달하는데 중요하다. 예시적인 실시예에서, 바늘(400)은 23-35-게이지 스테인리스 스틸 튜브로 형성될 수 있다. 이와 같이, 팁의 대략 1-4mm는 약 40°-50°로 구부러져 그 하부 섹션(456)을 형성하고 메시 면취 시스템(fine beveler system)을 사용하여 날카롭게 된다.

저장소(600)는 바늘 어셈블리(450)의 세장형 본체(500)의 원위 단부(510)에 고정하게 부착되고 바늘(400)의 세장형 샤프트(404)의 제2 루멘(404)과 유체 연통하여 배치된다. 따라서, 저장소(600)는 바늘(400)의 개구(408)를 통한 기질의 전달 전에 기질을 함유하도록 구성된다. 하나 이상의 실시예에서, 바늘 어셈블리(450)는 세장형 본체(500)의 원위 단부 부분(506)에 배치되며 도 16 및 17에 도시된 바와 같이 저장소(600) 및 바늘 어셈블리(450) 사이에 제거 가능한 부착을 제공하도록 구성되는 유체 피팅(516)을 포함한다. 다양한 실시예에서, 바늘 어셈블리(450)는 그 근위 단부(506)에 배치ㅗ디는 유체 피팅(516)을 더 포함한다. 유체 피팅(516)은 바늘(400)의 세장형 샤프트(404)의 원위 단부(414)를 수용하도록 크기가 맞춰지고 형상화되는 루멘(520)을 갖는 본체(524)를 포함할 수 있다(도 13 참조). 다양한 실시예에서, 세장형 샤프트(404)의 원위 단부(414) 및 저장소(600)의 근위 단부(616)는 유체 피팅(516) 내의 공간(612)에 의해 분리될 수 있다.

다양한 실시예에서, 저장소(600)는 외과용 튜빙(604)과 같은 튜빙으로 형성될 수 있다. 저장소(600)는 튜빙(604)의 원위 단부(614)에 배치되는 주사기(608)를 더 포함할 수 있으며, 주사기(608)는 저장소(600)에 기질(12)을 공급하도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 저장소(600)는 튜빙(604)에 부착되는 마이크로인젝터(602)와 같은 펌프를 더 포함할 수 있으며, 펌프는 바늘(400)의 개구(408)를 통해 저장소(600)로부터 기질을 펌핑하도록 구성된다(도 17 참조). 마이크로인젝터(602)는 디지털 마이크로인젝터(예를 들어, Medfusion 3500 주사기 펌프)일 수 있으며 바늘(400)을 통해 예를 들어 척추 연막하 공간으로 기질의 연속적인 또는 불명속적인 양을 로딩 및 투여하는데 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 저장소(600)는 튜빙(604)의 원위 단부(614)에 배치된 백(미도시)일 수 있으며, 백은 대상체의 연막하 공간에 투여될 기질을 보유한다. 기질(12)은 가용성 물질, 세포, 벡터, 약물, 바이러스, 플라스미드 및 성장 인자로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

따라서, 매니퓰레이터(300)는 사용자가 예를 들어 대상체의 척추 연막하 공간으로 바늘(400)을 정확하게 배치할 수 있도록 설계된다. 따라서 매니퓰레이터(300)는 각 사용 전에 세척 및 멸균되는 재사용 가능한 의료 장치일 수 있다. 본체가 임의의 강성 재료로 만들어질 수 있지만, 특정 실시예에서 매니퓰레이터는 스테인리스 스틸과 같은 비부식성 금속으로 만들어질 수 있다.

도 18-21에 도시된 바와 같이, 연막하 전달 시스템(100)의 예시적인 사용은 다음과 같다. 대상체는 엎드린 자세를 취하고 수술 절차에 적합한 마취를 받는다. 척수의 T1 내지 T10을 표적으로 하는 표준 후방 접근법(standard posterior approach)이 수행되고, 경질 막을 손상시키지 않은 채로 “개방형” 후궁 성형술이 뒤따른다. 멸균 식염수를 사용하여수술 상처(즉, 수술 부위(90))를 세척/플러싱할 수 있으며, 멸균 영역이 대상체를 보호하기 위해 적용될 수 있다. 플랫폼(200)은 절차를 위해 준비되고 절개부 위에 놓인다. 앵커(218)는 플랫폼(200)을 제자리에 고정하기 위해 수술 부위(90) 내에 하나 이상의 뼈(예를 들어, 극돌기)와 맞물리는데 사용된다. 매니퓰레이터(300)는 대상체의 수술 부위 위의 플랫폼(200)의 프레임에 부착되며 필요에 따라 조정된다.

바늘 어셈블리(450)의 유체 피팅(516)이 개방되고 저장소(600)가 기질(122)로 채워진다. 그 후, 유체 피팅(516)이 재연결되어 저장소(600)와 바늘 어셈블리(45) 사이의 유체 연통을 확립한다. 바늘 어셈블리(45)의 세장형 샤프트(500)가 커플러(318)의 슬롯(346) 내부에 삽입되고 나사 부분(330) 위로 패스너(504)를 전진시킨다. 포스트(314)는 축(320)을 중심으로 회전되거나 또는 축에 대해 각을 이룰 수 있으며, 크로스멤버(316)는 축(320)을 따라 수술 부위(90)를 향해 또는 그로부터 멀어지도록 조정될 수 있으며, 커플러는 회전될 수 있다. 예를 들어, 크로스멤버(316)는 바늘(400)이 노출된 척수 표면에 가깝게 하강되도록 포스트(314)를 따라 하강될 수 있다. 저장소(600)의 튜빙(604)은 디지털 마이크로인젝터(602)를 통과하며, 존재하는 경우 이는 라인 내의 공기를 제거하도록 작동된다(즉, 바늘 어셈블리(450)가 프라이밍된다). 그 후 바늘(400)은 척수실질로 하강하여 시각적 안내 하에 혈관 손상을 피하여 연막(pia)을 개방한다(그리고 바늘(400)을 연막하 공간으로 전진시킴). 다양한 실시예에서, 바늘 어셈블리(450)는 더 낮은 길이(456)가 대상체(30)의 척수(39)에 실질적으로 평행하도록 바늘(400)의 포인트(410)를 삽입하기 전에 매니퓰레이터(300)를 사용하여 조절될 수 있다. 디지털 마이크로인젝터(602)(존재한다면)는 척수의 연막하 공간에 기질(12)의 일정량을 전달하도록 활성화된다. 예시적인 실시예에서, 가용성 물질, 벡터 또는 세포는 분당 0.1-5 마이크로리터(μl) 사이의 속도로 척추 연막하 공간으로 주입될 수 있다. 바늘(400)을 후퇴시킨 후, 바늘(400)은 필요에 따라 반복된 주입 단계를 위해 재배치될 수 있다. 모든 주입의 완료 후에, 바늘(400)은 후퇴되고 매니퓰레이터(300)는 플랫폼(200)으로부터 제거될 수 있다.

경막(dural) 폐쇄가 수행되고 이어서 박판(laminary) 폐쇄가 수행된다. 그런 다음 각각의 해부학적 층(예를 들어, 근육, 피하 조직 및 피부)은 흡수성 재료를 사용하여 닫힌다. 이와 같이, 본 시스템에 의한 벡터 또는 세포 전달은 척추 외상성 손상, 근위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)과 관련된 증상, 만성 통증, 근육 경직 및 다발성 경화증(multiple sclerosis)을 치료하는데 사용될 수 있다.

본 개시 내용은 본 발명을 개시된 정확한 형태 또는 특정 사용 분야로 제한하도록 의도되지 안흔다. 본 명세서에 명시적으로 설명되거나 암시되든지 간에, 본 발명에 대한 다양한 대안적인 실시예 및/또는 수정이 본 개시 내용에 비추어 가능하다는 것이 고려된다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 다양한 실시예는 적절한 경우 함께 결합 및/또는 추가 실시예로 분리될 수 있음이 고려된다. 적용 가능한 경우, 본 명세서에 설명된 다양한 단계의 순서는 변경될 수 있고, 복합 단계로 결합되고 그리고/또는 본 명세서에 설명된 특징을 제공하기 위해 하위 단계로 분리될 수 있다.

위에서 설명된 실시예는 본 발명을 예시하지만 제한하지는 않는다. 본 발명의 원리에 따라 수많은 수정 및 변형이 가능하다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 다음 청구범위에 의해서만 정의된다.

Claims

연막하 전달 시스템으로서,
(a) 플랫폼 ― 상기 플랫폼은:
(i) 상부 표면, 하부 표면 및 축을 갖는 프레임으로서, 상기 프레임은 수술 부위를 정의하는 개구를 포함하는, 프레임;
(ii) 상기 프레임의 상부 표면에 고정되게 부착되며 축에 대해 수직으로 위치되는 레일;
(iii) 상기 프레임의 상부 표면에 이동 가능하게 부착되며 축에 대해 수직 방향으로 이동하도록 구성되는 견인기(retractor); 및
(iv) 상기 프레임에 이동 가능하게 부착되며 수술 부위 위에 플랫폼을 고정하도록 수술 부위 내의 뼈와 맞물리도록 구성되는 앵커(anchor);를 포함함 ―;
(b) 상기 플랫폼의 레일에 이동 가능하게 부착된 매니퓰레이터(manipulator) ― 상기 매니퓰레이터는:
(i) 중심 축을 가지며 상기 프레임의 상부 표면에 수직 방향으로 연장하는 포스트;
(ii) 상기 포스트의 원위 부분에 이동 가능하게 부착되며 프레임의 상부 표면에 평행하게 위치되는 크로스멤버; 및
(iii) 상기 크로스멤버에 이동 가능하게 부착되는 커플러로서, 상기 커플러는 바늘 어셈블리에 제거 가능하게 부착하기 위해 구성되는 나사 부분을 포함하는, 커플러;를 포함함 ―;
(c) 상기 커플러에 제거 가능하게 부착되는 바늘 어셈블리 ― 상기 바늘 어셈블리는:
(i) 축 및 그를 통해 배치된 제1 루멘을 갖는 세장형 본체;
(ii) 상기 세장형 본체의 원위 단부 부분 상에 배치되는 패스너(fastener)로서, 상기 패스너는 커플러의 나사 부분에 맞물리도록 구성되는, 패스너; 및
(iii) 바늘;을 포함함 ―; 및
(d) 상기 바늘 어셈블리의 세장형 샤프트의 원위 단부에 고정하게 부착되고 제2 루멘과 유체 연통하게 배치되는 저장소 ― 상기 저장소는 바늘의 개구를 통한 기질(substrate)의 전달 전에 기질을 수용하도록 구성됨 ―;를 포함하며,
상기 바늘은:
(a) 상기 세장형 본체의 제1 루멘 내에 배치되는 세장형 샤프트 ― 상기 세장형 샤프트는 제2 루멘을 정의하고 세장형 본체의 축에 실질적으로 평행한 상부 섹션, 세장형 바디의 축으로부터 멀어지게 각지는 중간 섹션 및 세장형 본체의 축을 향하여 각지는 하부 섹션을 포함하는 근위 단부 부분을 가져서, 하부 섹션이 세장형 본체의 축에 실질적으로 수직임 ―;
(b) 포인트가 세장형 본체의 축과 정렬하여 배치되도록 세장형 샤프트의 근위 단부에 배치되는 포인트; 및
(c) 하부 섹션 내에 배치되는 개구 ― 상기 개구는 제2 루멘과 유체 연통함 ―;를 포함하는,
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 프레임은 한 쌍의 견인기를 포함하며, 각 견인기는 상기 수술 부위의 대향 측면에서 프레임의 상부 표면에 부착되는,
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 프레임은 한 쌍의 앵커를 포함하며, 각 앵커는 상기 수술 부위의 대향 측면에서 프레임에 부착되는,
연막하 전달 시스템.
제3항에 있어서,
상기 프레임은 상부 표면에 고정하게 부착되고 프레임의 축에 수직으로 배치되는 한 쌍의 바를 더 포함하며, 각 바는 개구에 의해 정의된 수술 부위의 외부에 위치되며, 각 앵커는 마운트를 통해 각 바에 이동 가능하게 장착되는,
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 프레임은 한 쌍의 앵커를 포함하며, 각 앵커는 수술 부위의 동일한 측면에 있는 프레임에 부착되는,
연막하 전달 시스템.
제5항에 있어서,
상기 프레임은 프레임에 고정하게 부착되고 앵커에 이동 가능하게 부착하도록 구성되는 한 쌍의 슬리브를 더 포함하는,
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 앵커는 앵커의 근위 단부에 배치된 한 쌍의 톱니형 조(serrated jaw)를 포함하며, 한 쌍의 톱니형 조는 서로 힌지식으로 부착되고 수술 부위 내의 뼈에 클램핑하도록 구성되는,
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 앵커는 근위 단부에 배치된 후크를 포함하고, 상기 후크는 수술 부위 내의 뼈와 맞물리도록 구성되는,
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 매니퓰레이터는 포스트의 근위 단부에 배치된 베이스를 더 포함하며, 상기 베이스는 프레임의 레일에 마찰 부착을 위해 구성되는,
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 매니퓰레이터는 포스트를 따라 배치된 선회 조인트(pivotal joint)를 더 포함하며, 상기 선회 조인트는 포스트의 원위 부분이 그 중심 축으로부터 멀어지는 방향으로 선회하게 하도록 구성되는,
연막하 전달 시스템.
제10항에 있어서,
상기 매니퓰레이터는 포스트의 원위 단부에 배치되는 제1 손잡이(first knob)를 더 포함하며, 상기 제1 손잡이는 미리 선택된 위치에서 포스트의 선회 조인트를 잠그도록 구성되는,
연막하 전달 시스템.
제11항에 있어서,
상기 크로스멤버는 제2 손잡이를 더 포함하며, 상기 제2 손잡이는 미리 선택된 위치에서 커플러를 잠그도록 구성되는.
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 커플러는 크로스멤버 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 제1 단부 및 제2 단부에 배치되는 나사 부분을 갖는 암 및 나사 부분에 배치되고 커플러의 제2 단부를 횡단하는 슬롯을 더 포함하며, 상기 슬롯은 바늘 어셈블리의 세장형 본체를 수용하도록 구성되는,
연막하 전달 시스템.
제13항에 있어서,
상기 암은 포스트의 중심 축에 대해 나사 부분 및 슬롯의 각도를 조절하도록 구성되는 회전 가능한 조인트를 더 포함하는,
연막하 전달 시스템.
제14항에 있어서,
상기 암은 미리 선택된 위치에서 회전 가능한 조인트를 잠그도록 구성되는 손잡이를 더 포함하는,
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 바늘의 개구는 수술 부위를 향하는 위치에 위치되는,
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 바늘 어셈블리는 세장형 본체의 원위 단부에 배치되고 바늘 어셈블리와 저장소 사이에 제거 가능한 부착을 제공하도록 구성되는 유체 피팅을 더 포함하는,
연막하 전달 시스템.
제17항에 있어서,
상기 유체 피팅은 바늘의 세장형 샤프트의 원위 단부를 수용하도록 크기가 맞춰지고 형상화되는 루멘을 갖는 본체를 포함하며, 상기 세장형 샤프트의 원위 단부 및 저장소의 근위 단부는 공간에 의해 분리되는,
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 저장소는 튜빙(tubing)으로부터 형성되는,
연막하 전달 시스템.
제19항에 있어서,
상기 저장소는 튜빙의 원위 단부에 배치되고 저장소에 기질을 공급하도록 구성되는 주사기를 더 포함하는,
연막하 전달 시스템.
제19항에 있어서,
상기 튜빙에 부착되는 펌프를 더 포함하며, 상기 펌프는 바늘의 개구를 통해 저장소로부터 기질을 펌핑하도록 구성되는,
연막하 전달 시스템.
제1항에 있어서,
상기 기질은 가용성 물질, 세포, 벡터, 약물, 바이러스, 플라스미드 및 성장 인자로 구성된 군으로부터 선택되는,
연막하 전달 시스템.
대상체의 연막하 공간에 기질을 전달하는 방법으로서,
(a) 상기 대상체의 척수를 노출시키는 단계;
(b) 노출된 척수 위에 제1항의 연막하 전달 시스템을 배치하고 고정하여 수술 부위를 생성하는 단계;
(c) 상기 연막하 공간으로 전달될 기질을 저장소에 로딩하는 단계;
(d) 척수에 실질적으로 평행한 방향으로 척수의 연막하 공간으로 바늘의 포인트를 삽입하여 연막하 공간의 연막 개구 부위를 생성하는 단계; 및
(e) 척수에 일정량(a dose of)의 기질을 전달하는 단계;를 포함하는,
방법.
제23항에 있어서,
하부 섹션이 대상체의 척수에 실질적으로 평행하도록 삽입하는 단계 전에 매니퓰레이터를 사용하여 바늘 어셈블리를 조절하는 단계를 더 포함하는,
방법.
제23항에 있어서,
상기 로딩하는 단계는:
(a) 바늘 어셈블리의 세장형 본체의 원위 단부에 배치되는 유체 피팅을 분리하는 단계;
(b) 상기 저장소로 기질을 흐르게 하는 단계; 및
(c) 상기 바늘 어셈블리에 저장소를 재연결하는 단계;를 포함하는,
방법.
제25항에 있어서,
바늘의 개구를 통해 상기 저장소로부터 기질을 흐르게 함으로써 삽입하는 단계 이전에 연막하 전달 시스템을 프라이밍하는 단계를 더 포함하는,
방법.
제23항에 있어서,
상기 전달하는 단계는 저장소에 부착되는 펌프를 활성화하는 단계를 포함하며, 상기 펌프는 바늘의 개구를 통해 저장소의 기질의 흐름을 제어하도록 구성되는,
방법.
제23항에 있어서,
상기 전달하는 단계는 저장소의 원위 단부에 부착되는 주사기를 활성화하는 단계를 포함하며, 상기 주사기는 바늘의 개구를 통해 저장소의 기질의 흐름을 제어하도록 구성되는,
방법.
제23항에 있어서,
배치하고 고정하는 단계 전에 대상체에 대한 추궁 절제술(laminectomy)을 수행하는 단계를 더 포함하는,
방법.