KR20240077115A - 주사기 근접 광 기반 소독 기기 - Google Patents
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- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
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Abstract
본 발명은 주사기 근접 광 기반 소독 기기에 관한 것으로서, 본 발명의 약물 주입을 위한 주사 바늘과 광을 근접 배치하여 피부 조직의 소독이 이루어지는 광 기반 소독 기기는, 제어 장치와 연결되는 일측 단부, 및 상기 제어 장치의 제어를 받는 광원의 광을 피부 조직으로 지향시키기 위한 타측 단부를 포함하는 광 전달 카테터, 약물 용기와 연결되어 약물을 제공하는 카테터 라인을 수용하는 일측 단부, 및 상기 카테터 라인으로부터 상기 약물을 제공받아 체내 주입을 위한 주사 바늘을 수용하는 타측 단부를 포함하는 니들 카테터, 및 상기 광 전달 카테터와 상기 니들 카테터를 장방향으로 평행하게 결합 결합시키는 결합 수단을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 광 기반 소독 기기에 관한 것으로서, 특히, 체내에 서서히 약물 주입이나 혈액 투석 등을 위한 주사 바늘에 근접하여 약물 주입 동안 레이저, 근자외선, 가시광선, 근적외선 등의 광 기반으로 약물 주입되는 피부 조직 주위의 소독이 가능한 기기에 관한 것이다.
링거 주사나 이식형 중심정맥관을 이용한 주사 등 체내에 서서히 약물 주입이나 혈액 투석 등을 위해 주사 바늘을 사용하게 되는데, 세균감염 등 염증 감염 위험 방지를 위해 피부에 삽입되는 주사 바늘은 소독이 필수적으로 요구된다.
예를 들어, 항암 치료시 항암제의 반복적 투여를 위해 환자의 몸에 이식형 중심정맥관(케모포트)를 좌 상부 피하 지방층에 삽입하게 되며, 이식형 중심정맥관은 혈관 확보 없이 정맥 주사가 가능하도록 하고 약물 등 주입시 환자의 움직임을 자유롭게 하는 장점이 있으나 세균감염이 발생할 수 있어 주의가 요구된다. 특히, 바늘 사용시 소독이 필요하며 주기적인 바늘 교체도 필요하기 때문에 안전한 항암치료를 위해 염증 감염 위험 방지를 위한 추가적 소독 과정도 필요한 실정이다.
관련 선행 문헌으로서 미국특허 US10,307,612 (2019.06.04.), US11,020,570 (2021.06.01.) 등이 참조될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 항암제 투여 등을 위한 주사 바늘에 근접하여 약물 주입 동안 약물이 주입되는 피부 조직 주위에 레이저, 근자외선, 가시광선, 근적외선 등의 광을 넓고 균일하게 조사하여 피부 조직과 주사 바늘이 접촉한 부위와 그 주변이 소독되도록 함으로써 감염을 최소화하고 예방할 수 있는 광 기반 소독 기기를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 약물 주입을 위한 주사 바늘과 광을 근접 배치하여 피부 조직의 소독이 이루어지는 광 기반 소독 기기는, 제어 장치와 연결되는 일측 단부, 및 상기 제어 장치의 제어를 받는 광원의 광을 피부 조직으로 지향시키기 위한 타측 단부를 포함하는 광 전달 카테터; 약물 용기와 연결되어 약물을 제공하는 카테터 라인을 수용하는 일측 단부, 및 상기 카테터 라인으로부터 상기 약물을 제공받아 체내 주입을 위한 주사 바늘을 수용하는 타측 단부를 포함하는 니들 카테터; 및 상기 광 전달 카테터와 상기 니들 카테터를 장방향으로 평행하게 결합 결합시키는 결합 수단을 포함할 수 있다.
상기 광 기반 소독 기기는, 상기 니들 카테터의 상기 주사 바늘을 체내에 삽입된 케모포트에 삽입하기 위한 용도일 수도 있고, 그 밖에 링거 주사액 용기 등 어느 정도 시간이 걸리는 모든 주사 약물의 투여 등에 사용될 수도 있다.
상기 광원은 상기 제어 장치로부터 연장된 제어선들과 전원선들에 연결되도록 상기 타측 단부에 배치되는 광 소자일 수도 있고, 상기 제어 장치에서 발생한 광을 전달하는 광 섬유로서 상기 타측 단부에 배치되는 상기 광 섬유의 단부일 수 있다.
상기 광원은 파장은 400nm~3000nm 범위의 레이저, 근자외선, 가시광선 또는 근적외선을 방출하며, 에너지 밀도 0.01~10J/cm2 및 파워 밀도 0.01~10W/cm2의 연속형 또는 펄스형 광을 방출할 수 있다.
상기 광원은, 상기 제어 장치의 제어에 따라, 광의 세기, 광 방출 시간, 연속형이나 펄스형 광 전달 방법의 선택, 광의 출력 에너지 또는 파워 범위, 광 분포도의 선택, 또는 소독 작동 횟수 중 하나 이상의 소독 조건이 제어될 수 있다.
상기 제어 장치와 유무선으로 연결된 사용자 단말을 더 포함하고, 상기 사용자 단말은, 상기 소독 조건, 또는 미리 저장한 상기 소독 조건에 대한 하나 이상의 목록을 포함한 스케쥴을, 상기 제어 장치로 전송하여 상기 광원의 작동을 제어하며, 상기 제어 장치로 전송하여 상기 광원의 작동 제어가 이루어진 상기 소독 조건이나 스케쥴에 대한 정보를 저장하여, 사용자의 조회 요구에 대하여 제공할 수도 있다.
상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부에 의해 상기 광은 상기 주사 바늘의 단부를 향해 30~90o 각도로 조사될 수 있다.
상기 광 전달 카테터는 상기 타측 단부에, 상기 광원의 광이 피부 조직으로 조사될 때 후방으로 반사 또는 산란되는 광을 차단하는 광 확산 방지막을 더 포함할 수 있다.
상기 광 확산 방지막은 회전 또는 꺽임 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 광 확산 방지막은 광을 반사 또는 산란시키기 위한 코팅막을 포함할 수 있다.
상기 광 확산 방지막은 광을 흡수하기 위한 코팅막을 포함할 수 있다.
상기 결합 수단은 상기 광 전달 카테터 또는 상기 니들 카테터의 둘레를 따라 회전 이동하여 배치가능한 카테터 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 결합 수단은 상기 광 전달 카테터와 상기 니들 카테터의 몸체를 감싸 내부에 배치시키기 위한 튜빙을 포함할 수도 있다.
상기 니들 카테터의 상기 타측 단부의 상기 주사 바늘의 단부가 굽어져 상기 장방향에 대해 다른 방향으로 지향되는 경우, 상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부가, 굽어짐 없이 연장 방향으로 뻗어 있는 형태일 수 있다.
상기 니들 카테터의 상기 타측 단부의 상기 주사 바늘의 단부가 굽어져 상기 장방향에 대해 다른 방향으로 지향되는 경우, 상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부가, 상기 다른 방향으로 굽어져 상기 광을 피부 조직으로 지향시키는 형태일 수도 있다.
상기 니들 카테터의 상기 타측 단부의 상기 주사 바늘이 굽어짐 없이 연장 방향으로 뻗어 있는 경우, 상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부에 배치된 상기 광원은 광 조사 방향이 변경가능하도록, 상기 광원 부분이 회전 가능하거나 꺽임 가능하게 구성될 수 있다.
상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부는 상기 주사 바늘을 삽입하기 위한 홀을 갖는 광조사부를 포함하고, 상기 제어 장치의 제어를 받는 복수의 광원이 상기 광조사부의 상기 홀 주위로 배치될 수 있다.
상기 광 기반 소독 기기는, 상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부로부터의 상기 광을 확산 또는 산란시켜서, 상기 피부 조직으로의 소정의 광 조사 범위, 광 조사 세기, 또는 광 분포도를 갖도록 조절하기 위한 광조사조절부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 광 기반 소독 기기에 따르면, 주사 바늘에 근접하여 약물 주입 동안 약물이 주입되는 피부 조직 주위에 레이저, 근자외선, 가시광선, 근적외선 등의 광을 넓고 균일하게 조사하여 피부 조직과 주사 바늘이 접촉한 부위와 그 주변이 소독되도록 함으로써 감염을 최소화하고 예방할 수 있다. 예를 들어, 케모포트에 주사 바늘을 삽입하여 항암제 투여 시 바늘 주위에 본 발명의 광 기반 소독 장치를 적용함으로써 바늘 삽입 부위와 그 주변을 소독할 수 있고, 나아가 이식된 주변 조직에도 적용하는 등 광범위한 광 소독이 가능하다. 또한, 항암제 투여 도중 또는 후에 본 발명의 광 기반 소독 장치를 적용하여 주기적인 비접촉식 광 소독을 시행함으로써 케모포트 주변 감염을 예방할 수 있다. 이외에도 본 발명의 광 기반 소독 장치는 다양한 체내 이식형 기기 등에도 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부도면은, 본 발명에 대한 실시예를 제공하고 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 광 기반 소독 기기의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 광 기반 소독 기기의 케모포트에 사용 예시이다.
도 3은 본 발명의 광 전달 카테터 및 니들 카테터를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 광 전달 카테터 단부에 대한 예시들을 나타낸다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 광확산 방지막들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 광 전달 카테터 및 니들 카테터의 결합 방식들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 니들 카테터의 주사 바늘 연장 형태에 따른 광 전달 카테터의 광 조사 방향들을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 광 전달 카테터의 광조사부에 구비된 복수의 광원 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 광 전달 카테터의 광을 확산 또는 산란시키는 광조사조절부의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 니들 카테터의 주사 바늘을 수직으로 사용하는 경우의 광 조사를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 광 기반 소독 기기에 의한 Pseudomonas(슈도모나스) 박테리아 대상 광 소독 효과에 대한 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 광 기반 소독 기기에 의한 슈도모나스 대상 광 기반 소독 전후 전자현미경 (왼쪽) 및 형광현미경(오른쪽)으로 찍은 박테리아의 이미지들이다.
도 1은 본 발명의 광 기반 소독 기기의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 광 기반 소독 기기의 케모포트에 사용 예시이다.
도 3은 본 발명의 광 전달 카테터 및 니들 카테터를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 광 전달 카테터 단부에 대한 예시들을 나타낸다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 광확산 방지막들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 광 전달 카테터 및 니들 카테터의 결합 방식들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 니들 카테터의 주사 바늘 연장 형태에 따른 광 전달 카테터의 광 조사 방향들을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 광 전달 카테터의 광조사부에 구비된 복수의 광원 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 광 전달 카테터의 광을 확산 또는 산란시키는 광조사조절부의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 니들 카테터의 주사 바늘을 수직으로 사용하는 경우의 광 조사를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 광 기반 소독 기기에 의한 Pseudomonas(슈도모나스) 박테리아 대상 광 소독 효과에 대한 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 광 기반 소독 기기에 의한 슈도모나스 대상 광 기반 소독 전후 전자현미경 (왼쪽) 및 형광현미경(오른쪽)으로 찍은 박테리아의 이미지들이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
먼저 본 발명의 전달기기가, 목표로 하는 내강 또는 관형 병변 조직으로, 레이저, 근자외선, 가시광선, 근적외선 등의 광 조사에 의해, 소화 기관계 등의 암이나 기타 증상이 있는 병변 조직의 자극, 파괴, 절개 또는 응고를 유도해 질환을 치료하는 원리를 설명한다.
<광 소독 원리>
저출력 광 치료는 병변 조직의 자극, 파괴, 절개 또는 응고를 유도하는 것으로 저출력 치료법, 광역동 치료법, 광열 치료법 등이 있다. 저출력 광 치료(Low-level laser therapy)는 보편적으로 400에서 3000 nm 범위 파장대의 빛을 100 J/cm2 이내의 세기로 조사하여 비침습적, 비열적 방법으로 조직 손상 없이 세포의 활성 및 생체 촉진하는 효과를 치료 원리로 한다. 이와 같은 저출력 광 치료는 일정한 수준의 전자기 에너지를 조사하여 세포의 기능을 자극하거나 억제함으로써 임상효과를 얻을 수 있다. 여기서, 근자외선， 가시광선， 근적외선 광원 등을 이용하여 고통완화， 염증， 부종， 조직 회복， 조직 괴사 방지 등 적용이 가능하다. 저출력 광 치료는 치료에 필요한 정확한 파장，적절한 출력，전자기 에너지의 분포，전자기 에너지 양의 제어에 따라 치료 효과를 극대화할 수 있다. 또한, 전자기 에너지 발생을 위해 LED 칩의 사용이 가능하며， 출력은 파장에 따라 차이가 존재하는데，400nm 대역의 근자외선 영역은 광출력이 20mW, 850-900 nm 대역은 10 mW 이상， 상처 치유 및 통증 완화에 효과가 있는 600-700 nm 대역의 경우 평균 40mW까지 개발되어 왔다.
광 조사에 따라 세포 초기 반응은 ATP(adenosine triphosphate)와 칼슘 이온의 증가가 대표적이다. ATP와 칼슘이온이 증가하고 이때 발생한 에너지는 mitochondria potential 증가，second messenger (cAMP, cGMP, Heat shock protein 등의 활성화 및 ROS(Reactive oxygen species) 발생량을 조절할 수 있다. 특히 ROS에 대한 조절로 정상 세포의 분화，이동，증식을 유도할 수 있으며， 손상 상태에서는 ROS의 양을 감소시켜 항산화 효과와 염증 완화 효과를 유도할 수 있다.
세포 기능에 대한 저출력 레이저의 기전은 사이토크롬c(CCO)에 의한 광자 흡수에 의존하며, 이는 산소 대사 및 아데노신 3인산 (ATP) 생산에 중요한 역할을 한다. 저출력 레이저는 사이토크롬c의 농도를 증가시켜 더 오랜 시간의 대사 효과를 이끌어 낼 수 있으며, 결과적으로 세포 산소 대사를 향상시키는 효과가 있다. 저출력 레이저는 성장 인자 생산, 세포 증식, 이동 및 세포 사멸과 같은 분자 의존적인 생물학적 과정을 조절할 수 있다. 섬유증의 주요 메커니즘이 되는 섬유 아세포는 상처 치유 과정에서 성장인자에 의해 근섬유 아세포로 전이된다. 이 과정에서 성장인자의 과도한 발현에 의해 세포 외 기질이 비정상적으로 발현 및 콜라겐이 형성되어 섬유증을 유발한다. 600에서 800nm 파장대의 적색광은 협착 즉, 섬유성 질환을 유발하는 유도 성장인자의 발현을 감소시키는 효과를 치료 원리로 한다. 400nm 파장대의 청색광은 활성 산소（ROS)의 직접 생성과 미토콘드리아 전자 수송 사슬의 복합체에 부착된 플래빈의 광 자극을 하는 기능을 하며, 염증 반응을 촉진하는 사이토 카인, 성장 인자 및 염증 매개체의 변화를 유도하고 조절할 수 있다.
적색광의 레이저 조사는 성장인자를 조절함으로써 전이-유도 섬유 아세포에서 과도한 섬유화 활성을 정상화하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 프로스타글란딘 E2 생성 및 시클로옥시게나아제 (COX) m-RNA 발현을 조절함으로써 항 염증 효과가 있다. 또한, 600에서 800nm 파장대의 레이저는 과산화물제거효소 작용과 카탈라아제 활성을 통한 혈압 내 활성 산소 억제와 칼슘(Ca2) 이동 변화의 기전을 배경으로 염증 반응을 감소시킨다. 400 nm 파장대의 청색광 레이저는 활성 산소（ROS)의 직접 생성과 미토콘드리아 전자 수송 사슬의 복합체에 부착된 플래빈의 광 자극을 하는 기능을 할 수 있으며, 염증 반응을 촉진하는 사이토 카인, 성장 인자 및 염증 매개체의 변화를 유도하고 조절한다. 900nm 파장대의 적외선 레이저는 히스타민 방출을 억제하여 알레르기 항원에 대한 면역 반응을 감소시키는 기전을 배경으로 염증 반응을 완화하는 항염증 효과가 있다. 또한, 적외선 레이저는 높은 투과율을 바탕으로 상처 치유 과정에서 세포 증식, 신 혈관 형성, 콜라겐 축적 및 재 상피화의 효과가 있다.
광역동 치료(Photodynamic therapy)는 광과민제(또는 광감작제)를 체내에 투입하여 축적시키고, 질환이나 종양을 파괴하기 위해 광 에너지를 사용한다. 광과민제가 광 에너지를 흡수하면 활성 산소(reactive singlet oxygen)0| 생성되어, 직접 세포의 괴사나 사명을 초래하여 질환이나 조양을 제거한다. 광역동 치료에 사용되는 파장대는 600~800nm 사이의 파장을 자주 사용하며, 광과민제 투입한 다음 수일 후에 광 에너지를 조사한다. 광 과민제 종류와 용량, 약물-광 간 시간, 파장(nm), 조사 강도(mW), 조사 에너지(J), 조사 횟수에 따라 광역동 치료효과가 달라진다. 광역동 치료는 열을 생성하지 않고 결합조직에 거의 영향이 없는 광화학 과정이기 때문에 열을 이용한 치료에 비해 기저 조직의 변형이 적으나, 광섬유 측면으로 광을 균일하게 전달하는 것이 치료 효과에 많은 영향을 미친다.
광열치료(Photothermal therapy)는 저출력 레이저 치료나 광역동 치료와 달리 높은 에너지를 이용하여 조직에 광 에너지를 전달하는 것으로 조직이 가진 흡수체(chromophore)에서 광을 흡수하여 온도를 높게 발생시켜 질환이나 종양 조직 등을 괴사시키는 치료법이다. 광 에너지가 조직에 먼저 흡수된 후 열이 발생하여 온도가 상승하고 주변 조직으로 열이 전도되면서 조직의 구성이나 결합에 영향을 미치게 된다. 조직 내에서 생성되는 온도에 따라 다양한 생물적 변화가 발생하는데 온도가 42℃일 경우 온열 효과와 단백질 수축, 50℃일 경우 효소 활동의 저하와 세포 움직임 둔화, 60~70℃일 경우 단백질 변성 및 응고, 80℃일 경우 세포막의 삼투, 100℃일 경우 기화, 열 분해, 제거, 파괴, 100℃이상일 경우 용해, 탄화 등이 발생하게 된다. 온도 상승에 따라 조직 변화를 유도하기 위해 광 에너지가 균일하게 전달되어야 높은 치료 효과와 안전성을 확보할 수 있다. 온도 상승(△T, ℃)은 [수학식1]을 이용하여 예측 가능하며, μa는 조직 흡수율 (1/cm), H는 단위 면적당 광 에너지(J/cm2), ρ는 조직 밀도(kg/cm3), c는 조직 비열 (J/kgK) 이다. 광열치료 효과를 높이기 위해 광 에너지, 펄스 길이, 빔 크기, 반복율, 파장, 조직의 광학적/열적 특성 등을 잘 고려하여 선택하여야 한다.
[수학식1]
본 발명에서는 이와 같은 저출력 광 치료, 광역동 치료, 광열 치료 방법 등에 착안하여 광 기반 소독 기기에 활용함으로써, 주사 바늘에 근접하여 약물 주입 동안 약물이 주입되는 피부 조직 주위에 레이저, 근자외선, 가시광선, 근적외선 등의 광을 넓고 균일하게 조사하여 피부 조직과 주사 바늘이 접촉한 부위가 소독되도록 함으로써 감염을 최소화하고 예방할 수 있도록 하였다. 예를 들어, 케모포트에 주사 바늘을 삽입하여 항암제 투여 시 바늘 주위에 본 발명의 광 기반 소독 장치를 적용함으로써 바늘 삽입 부위를 소독할 수 있고, 나아가 이식된 주변 조직에도 적용하는 등 광범위한 광 소독이 가능하다. 또한, 항암제 투여 도중 또는 후에 본 발명의 광 기반 소독 장치를 적용하여 주기적인 비접촉식 광 소독을 시행함으로써 케모포트 주변 감염을 예방할 수 있다. 이외에도 본 발명의 광 기반 소독 장치는 다양한 체내 이식형 기기 등에도 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
도 1은 본 발명의 광 기반 소독 기기(100)의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 광 기반 소독 기기(100)의 케모포트(70)에 사용 예시이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 약물 주입을 위한 주사 바늘(123)과 광(150)을 근접 배치하여 피부 조직의 소독이 이루어지도록 하기 위한, 본 발명의 광 기반 소독 기기(100)는, 제어 장치(90)의 제어를 받는 광원(11)의 광(150)을 피부 조직으로 지향시키기 위한 광 전달 카테터(112)를 포함하고, 링거 튜브, 주사기 실린더 등 약물 용기(10)로부터 약물을 제공받기 위한 카테터 라인(121)을 수용하고 주사 바늘(123)로 약물을 투여하기 위한 니들 카테터(122)를 포함하며, 광 전달 카테터(112)와 니들 카테터(122)를 결합시키기 위한 결합수단(130)을 포함할 수 있다. 결합수단(130)은 커넥터 또는 튜빙 형태일 수 있으며, 결합수단(130)에 의해 광 전달 카테터(112)와 니들 카테터(122)가 장방향으로 평행하게 결합될 수 있다.
도 2와 같이, 항암제 투여 등 장시간 반복적인 약물 투입이 필요한 경우에, 환자의 좌 상부 피하 지방층 등 체내에, 케모포트(70)를 삽입할 수 있으며, 케모포트(70)는 중심 정맥에 삽입된 카테터(80)와 연결될 수 있다. 케모포트(70)에 주사 바늘(123)(예, Huber-point Needle)이 삽입되어 링거 튜브, 주사기 실린더 등 약물 용기(10)의 약물이 환자의 혈관으로 투입될 수 있다. 링거 튜브, 주사기 실린더 등 약물 용기(10)는 커넥터(20)를 통해 카테터 라인(121)과 연결되어, 니들 카테터(122)를 통해 주사 바늘(123)로 약물이 흐르도록 할 수 있다.
카테터 라인(121)은 클립(50)을 통해 환자의 몸이나 주위의 거치대 등에 고정되어 지지될 수 있다. 결합수단(130)에 의해 결합되어 고정된 광 전달 카테터(112)와 니들 카테터(122)는 주사 바늘(123)을 통해 환자에게 약물이 투여되는 동안 환자 인체로부터 소정의 거리 이격되어 흔들림 없이 고정될 수 있다. 이와 같이 광 전달 카테터(112)와 니들 카테터(122)가 환자 인체로부터 소정의 거리 이격되어 흔들림 없이 고정되도록 하기 위하여 고정 도구(60)가 사용될 수 있다. 고정 도구(60)는 광 전달 카테터(112)와 니들 카테터(122)를 감싸는 형태일 수 있고, 적어도 양옆에는 환자 인체에 부착되는 접착 물질(예, 접착 테이프 형태)이 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 광 전달 카테터(112) 및 니들 카테터(122)를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 광 전달 카테터(112)는, 일측 단부에서 제어 장치(90)와 연결되며, 타측 단부에서 제어 장치(90)의 제어를 받는 광원(11)의 광(150)을 피부 조직으로 지향시킨다. 니들 카테터(122)는, 일측 단부에서 약물 용기(10)와 연결되어 약물을 제공하는 카테터 라인(121)을 수용하며, 그 타측 단부에서는 카테터 라인(121)으로부터 약물을 제공받아 체내 주입을 위한 주사 바늘(123)을 수용한다.
여기서, 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부에 배치되는 광원(11)은 광 섬유의 단부일 수도 있고, 광 소자일 수도 있다. 상기 광 소자는 LED(light emitting diode), 다이오드 레이저 소자, 펄스(pulsed) 레이저 소자, 반도체 (semiconductor) 레이저 소자, DPSS 레이저(Diode Pumped Solid State Laser) 소자 등 광 소독을 위한 다양한 광 발생 소자일 수 있다. 상기 광 소자가 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부에 배치되면 제어 장치(90)로부터 연장된 제어선들과 전원선들(111)에 연결될 수 있다. 상기 광 소자가 제어 장치(90)에 배치되면 상기 광 소자에 의해 제어 장치에서 발생한 광을 광 섬유(111)를 통해 상기 타측 단부에 고정된 상기 광 섬유의 단부로 전달할 수 있다. 상기 광 섬유의 단부는 광 발산에 효율적인 적절한 보호 재질로 감싸져 보호될 수 있다.
광원(11)은 파장 400nm~3000nm 범위의 레이저, 근자외선, 가시광선 또는 근적외선을 방출할 수 있으며, 에너지 밀도 0.01~10J/cm2 및 파워 밀도 0.01~10W/cm2의 연속형 또는 펄스형 광을 방출할 수 있다. 광원(11)은, 제어 장치(90)의 제어에 따라, 광의 세기(또는 상기한 파장범위에서의 선택), 광 방출 시간(예, 30초~10분 등 다양하게 적용 가능), 연속형이나 펄스형 광 전달 방법의 선택, 광의 출력 에너지 또는 파워 범위(상기한 에너지/파워 밀도 범위에서의 선택), 광 분포도의 선택(도 9의 광조사조절부의 선택적 사용 가능), 또는 소독 작동 횟수(예, 상기 광 방출 시간의 반복 횟수) 중 하나 이상의 소독 조건이 제어될 수 있다. 제어 장치(90)의 제어는 사용자의 조작이나 컴퓨터에서 판독 가능한 코드를 갖는 소프트웨어에 따라 이루어질 수 있다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 제어 장치(90)의 상기와 같은 제어는 제어 장치(90)와 유무선으로 연결된 사용자 단말을 통해서도 이루어질 수 있다. 상기 유무선 연결을 위한 통신은 유선 인터넷 통신이나 WiFi, WiBro 등 무선 인터넷 통신, WCDMA, LTE 등 이동통신, 또는 근거리 무선 통신 (예, 블루투스, 지그비, 와이파이 등) 등 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 상기 사용자 단말은 스마트폰, 노트북 PC, 데스크탑 PC, 전용 단말기 등 다양한 단말이 가능하다.
이와 같은 사용자 단말은, 상기 소독 조건, 또는 미리 저장한 상기 소독 조건에 대한 하나 이상의 목록을 포함한 스케쥴(예, 미리 정한 순서로 작동되기 위한 소독 조건들)을, 제어 장치(90)로 전송하여 광원(11)의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 사용자 단말은, 제어 장치(90)로 전송하여 광원(11)의 작동 제어가 이루어진 해당 소독 조건이나 스케쥴에 대한 정보를 저장하여, 추후에 이루어지는 사용자의 조회 요구에 대하여 해당 정보가 제공되도록 할 수도 있다.
도 3과 같이, 결합수단(130)에 의해 광 전달 카테터(112)와 니들 카테터(122)가 장방향으로 평행하게 결합될 때, 결합수단(130), 예를 들어, 커넥터 형태의 결합수단(130)은 광 전달 카테터(112) 또는 니들 카테터(122)의 둘레를 따라 회전 이동하여 배치가능하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 광 전달 카테터(112)와 니들 카테터(122)의 배치 관계는 서로 평행을 유지하면서 광원(11)의 광(150)을 피부 조직으로 적절히 지향시키도록 환자 몸체에 근접하게 적절히 배치될 수 있다. 예를 들어, 광 전달 카테터(112) 또는 그 단부의 광원(11)은, 광 전달 카테터(112)와 니들 카테터(122)의 평행한 상태에서, 니들 카테터(122) 또는 그 단부의 주사 바늘(123) 위에 배치될 수 있다.
도 3과 같이 주사 바늘(123)의 단부는 굽어져 있을 수도 있고, 그렇지 않고 직선 형태일 수도 있다. 하기하는 바와 같이, 광원(11)의 광(150)을 피부 조직으로 적절히 지향시키도록 하기 위하여, 적절한 기구물을 이용하여 광원(11) 부분이, 회전 가능하게 구성될 수도 있고, 꺽임 가능하게 구성될 수도 있다. 어느 경우든, 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부에 의해 광(150)은 주사 바늘(123)의 단부를 향해 30~90o 각도로 조사되는 것이 바람직하다.
광 전달 카테터(112), 니들 카테터(122) 및 커넥터 형태의 결합수단(130)은, PTFE(Polytetrafluoroethylene), Polyethylene, Polyvinyl Chloride, Nylon 66, 11, 12, Urethanes, Polyurethanes, Polypropylene, Polycarbonate, ABS, Pebax, PEEK (Polyetheretherketone), PET (Polyethylene Terephthalate) 등의 재질로 이루어질 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 광 전달 카테터(112) 단부에 대한 예시들을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 예를 들어, 광 전달 카테터(112) 단부의 광원(11)이 니들 카테터(122) 단부의 주사 바늘(123)에 대해 측면으로 적절히 이격되어, 피부 조직으로 지향하는 주사 바늘(123) 보다 피부 조직에 대해 높게 또는 낮게 배치될 수 있다. 주사 바늘(123)의 단부는 굽어져 있을 수도 있고, 그렇지 않고 직선 형태일 수도 있다. 광원(11)의 광(150)을 피부 조직으로 적절히 지향시키도록 하기 위하여, 적절한 기구물을 이용하여 광원(11) 부분이, 회전 가능하게 구성될 수도 있고, 꺽임 가능하게 구성될 수도 있다. 어느 경우든, 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부에 의해 광(150)은 주사 바늘(123)의 단부를 향해 30~90o 각도로 조사되는 것이 바람직하다.
도 4b와 같이, 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부에 광 확산 방지막(113)이 포함될 수 있다. 광 확산 방지막(113)은 광원(11)으로부터의 광이 피부 조직으로 향하게 하며, 피부 조직으로 광이 조사된 후 후방으로 반사 또는 산란되는 광을 차단하여 원하지 않는 자극을 피할 수 있도록 할 수 있다. 광 확산 방지막(113)은 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부에 광원(11)을 중심으로 회전 또는 꺽임 가능하도록 구성된 소정의 기구물에 장착되어져, 상기 기구물의 회전 또는 꺽임에 따라 광 확산 방지막(113)은 광원(11)을 중심으로 피부 조직의 반대측에 적절히 배치되도록 조작될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 도 4b의 본 발명의 광확산 방지막(113)에 대한 예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 광확산 방지막(113)은 광을 반사 또는 산란시키기 위한 코팅막을 포함할 수 있다. 상기 코팅막은 반사율이 높은 물질이나 산란을 발생시키는 물질로 이루어질 수 있고, 이에 따라 피부 조직으로 광이 조사된 후 후방으로 반사 또는 산란되는 광을 반사 또는 산란을 통해 다시 피부 조직으로 재조사되도록 할 수 있다. 이를 통해 후방으로 반사 또는 산란되는 광을 차단하여 원하지 않는 자극을 피할 수 있도록 하며, 광원(11)을 통해 직접 피부 조직에 조사되는 광과 동시에 확산 방지막(113)을 통해 반사 또는 산란되어 나오는 광으로 피부 조직을 소독하도록 할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 광확산 방지막(113)은 광을 흡수하기 위한 코팅막을 포함할 수도 있다. 상기 코팅막은 광 흡수율이 높은 물질로 이루어질 수 있고, 이에 따라 광원(11)의 광이 반사 또는 산란되어 나가지 않고 흡수되게 하여 광이 후방으로 새는 것을 방지하여 원하지 않는 자극을 피할 수 있도록 할 수 있다. 따라서 광 조사 시 광원(11)을 통해 발산되어 직접 피부 조직에 조사되는 광으로만 피부 조직을 소독하도록 하여, 소독 조건의 제어에 활용할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 광 전달 카테터(112) 및 니들 카테터(122)의 결합 방식들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 상기한 결합 수단(130)은 광 전달 카테터(112) 또는 니들 카테터(122) 중 어느 하나의 둘레를 따라 회전 이동하여 배치가능하도록 구성된 카테터 커넥터(131)일 수 있다. 예를 들어, 결합 수단(130)으로서 카테터 커넥터(131)는, 일측이 광 전달 카테터(112) 또는 니들 카테터(122) 중 어느 하나의 장방향 몸체 둘레의 일부 또는 전부를 감싸면서 고정되고 그 몸체 둘레를 따라 회전 이동 가능하며, 타측에 광 전달 카테터(112) 또는 니들 카테터(122) 중 다른 하나를 고정시킬 수 있다. 결합 수단(130)의 타측 역시 해당 몸체(112, 122) 둘레의 일부 또는 전부를 감싸면서 고정되고 그 몸체 둘레를 따라 회전 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 상기한 결합 수단(130)은 광 전달 카테터(112)와 니들 카테터(122)의 몸체를 감싸 그 내부에 배치시켜서 일체화되도록 구성된 튜빙(132)일 수 있다. 예를 들어, 튜빙(132)의 재질은 PTFE(Polytetrafluoroethylene), Polyethylene, Polyvinyl Chloride, Nylon 66, 11, 12, Urethanes, Polyurethanes, Polypropylene, Polycarbonate, ABS, Pebax, PEEK (Polyetheretherketone), PET (Polyethylene Terephthalate) 등으로 이루어질 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 니들 카테터(122)의 주사 바늘(123) 연장 형태에 따른 광 전달 카테터(112)의 광 조사 방향들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a를 참조하면, 항암제 투여 등을 위해 니들 카테터(122)의 주사 바늘(123)이 니들 카테터(122)의 장방향으로 연장되어 지향(또는 그 단부가 피부 조직에 삽입)되는 경우, 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부가 굽어짐 없이 연장 방향으로 뻗어 있도록 구성될 수 있고, 광 전달 카테터(112)와 니들 카테터(122)의 몸체가 서로 평행하게 0~5mm 이격 거리를 두고 배치될 수 있다. 이때 소독 범위를 확보하기 위하여 광 전달 카테터(112)의 광원(11)은 상술한 바와 같이 회전 또는 꺽임 수단에 의해 주사 바늘(123)의 단부를 향해 소정의 각도(예, 10~30o)의 방향으로 지향되도록 배치할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 니들 카테터(122)의 상기 타측 단부의 주사 바늘(123)의 단부가 굽어져 그 장방향에 대해 직각이나 소정의 각도 다른 방향으로 지향되는 경우, 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부도, 직각이나 소정의 각도 등 상기 다른 방향으로 굽어져 광(150)을 피부 조직으로 지향시킬 수 있다. 이때 소독 범위를 확보하기 위하여 광 전달 카테터(112)의 광원(11)은 상술한 바와 같이 회전 또는 꺽임 수단에 의해 주사 바늘(123)의 단부를 향해 소정의 각도(예, 10~30o)의 방향으로 지향되도록 배치할 수 있다. 조사되는 광(150)의 각도는 30~90o 각도일 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 니들 카테터(122)의 상기 타측 단부의 주사 바늘(123)의 단부가 굽어져 그 장방향에 대해 위와 같이 다른 방향으로 지향되는 경우, 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부는, 굽어짐 없이 연장 방향으로 뻗어 있을 수도 있다. 이때 소독 범위를 확보하기 위하여 광 전달 카테터(112)의 광원(11)을 회전 또는 꺽임 수단에 의해 주사 바늘(123)의 단부로 지향하도록 배치할 수 있다. 조사되는 광(150)의 각도는 30~90o 각도일 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 광 전달 카테터(112)의 광조사부(200)에 구비된 복수의 광원 사용예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8b는 도 8a의 광조사부(200)를 아래에서 본 모양을 나타낸 도면이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 광 기반 소독 기기(100)는, 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부에 주사 바늘(123)을 삽입하기 위한 홀(129)을 갖는 소정의 하우징을 포함하는 광조사부(200)를 포함할 수 있다. 여기서, 제어 장치(90)의 제어를 받는 복수의 광원(11)이 광조사부(200)의 하우징의 홀(129) 주위로 배치될 수 있다. 복수의 광원(11)은 제어 장치(90)로부터 광 섬유에 의해 광을 전달하는 광 섬유의 단부일 수도 있고, 상술한 바와 같은 LED 등 광 소자일 수도 있다.
복수의 광원(11)이 배치된 광조사부(200) 역시 회전 또는 꺽임 수단에 의해 주사 바늘(123)의 단부를 향해 소정의 각도(예, 10~30o)의 방향으로 지향되도록 배치할 수 있다. 복수의 광원(11)에서 나오는 광들은 피부 조직에서 중첩되도록 조사될 수도 있고, 중첩 없이 독립적으로 피부 조직에 조사되도록 구성할 수도 있다. 복수의 광원(11) 각각은 동일한 파장의 광을 조사할 수도 있고, 또는 서로 다른 파장의 광의 그룹으로 광을 조사하거나, 모두 파장이 다른 광을 조사하도록 구성될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 광 전달 카테터(112)의 광을 확산 또는 산란시키는 광조사조절부(300)의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 광 기반 소독 기기(100)는, 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부로부터의 광(150)을 확산 또는 산란시켜서, 피부 조직으로의 소정의 광 조사 범위(예, 광이 조사되는 범위로서 전체 각도 또는 광 조사된 영역의 작경 등), 광 조사 세기(예, 파장 등), 또는 광 분포도를 갖도록 조절하기 위한 광조사조절부(300)를 더 포함할 수 있다.
광 소독시 광원(11)으로부터의 광(150)을 소정의 에너지 밀도로 피부 조직에 조사하기 위하여, 확산용 또는 산란용 물질로 이루어지거나, 그 물질층을 투명재질 표면이나 그 내부에 갖는 광조사조절부(300)를 구비할 수 있다. 또는, 광조사조절부(300)가 확산용인 경우, 그 표면(일측 또는 양측)을 오목하게 만든 홈을 연속/비연속적으로, 그리고 대칭/비대칭적으로 형성하여 광 확산이 이루어지도록 할 수 있다. 또는, 광조사조절부(300)가 산란용인 경우, 광조사조절부(300) 투명재질 표면이나 그 내부에 산란 물질(예, SiO2, 나노 또는 마이크로 입자 등)을 둘 수 있다.
광 전달 카테터(112)가 카테터 커넥터(130)를 이용하여 니들 카테터(122)에 탈부착되는 것과 유사하게, 광조사조절부(300)는 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부에 추가 커넥터(135)를 이용하여 탈부착되도록 구성될 수 있다. 추가 커넥터(135)는 광 전달 카테터(112) 몸체 둘레를 따라 회전 가능하게 구성될 수도 있고, 광조사조절부(300)는 추가 커넥터(135)에 결합되어 회전 또는 꺽임이 가능하도록 구성될 수 있다.
이와 같은 광조사조절부(300)는 위와 같은 기능을 위한 각각의 수단들을 포함할 수 있으며, 경우에 따라, 제어 장치(90)의 제어에 따라, 상기 광 조사 범위, 광 조사 세기, 또는 광 분포도 등의 소독 조건 선택이 이루어지는 경우, 광조사조절부(300)의 해당 수단이 선택되어 소독이 실시될 수 있도록 구성될 수도 있다. 이와 같은 광조사조절부(300)의 해당 수단의 선택은 전자적 제어에 의해 자동으로 이루어질 수도 있고, 또한, 소정의 LCD, LED 등 표시 장치로 해당 정보가 표시되어 사용자에게 알림으로써 사용자에 의해 수동으로 이루어지게 할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 니들 카테터(122)의 주사 바늘(123)을 수직으로 사용하는 경우의 광 조사를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 니들 카테터(122)의 상기 타측 단부의 주사 바늘(123)이 굽어짐 없이 연장 방향으로 뻗어 있는 경우, 광 전달 카테터(112)의 상기 타측 단부에 고정된 광원(11)은 광 조사 방향이 변경가능하도록, 소정의 기구물이나 수단에 의해 광원(11) 부분이 회전 가능하거나 꺽임 가능하게 구성될 수 있다.
예를 들어, 항암제 투여시 수직으로 바늘(123)을 삽입하는 경우 광 전달 카테터(112)를 바늘 카테터(122)에 평행하게 위치시키고, 광 전달 카테터(112)의 단부가 일정 각도로 휘어 꺽이거나, 광섬유 등 광원(11)에서 나오는 광 조사 방향을 일정 각도로 만들어, 바늘(123)이 피부 조직에 삽입된 부위와 소정의 거리 주변 조직을 동시에 광 소독할 수 있다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 광 기반 소독 기기(100)에 의한 Pseudomonas(슈도모나스) 박테리아 대상 광 소독 효과에 대한 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a에서는, 많은 슈도모나스 박테리아가 남아있는 대조군(CTRL)을 보여주며, 여기에 적용하기 위한, 본 발명의 광 기반 소독 기기(100)에 의한 광 소독(예, Blue laser, BL; 파장 = 405 nm)을 위한 에너지 밀도의 상대적 증가(예, 120, 180, 240, 300)를 보여준다.
도 11b와 같이, 위와 같은 본 발명의 광 기반 소독 기기(100)에 의한 광 소독 후에, 남은 단위 면적당 박테리아 군집 (log CFU/m2)을 측정한 결과, 에너지 밀도가 증가함에 따라 박테리아 군집은 급격히 감소하며 로그 스케일에서 선형적 감소가 나타남을 알 수 있었다. 통계적 검정의 가설에서의 유의미한 차이가 없음(NS: no statistically significant)을 나타내는 p값은 0.13(차이가 있음)의 결과가 나온 것으로 뒷받침될 수 있다.
도 11c는 박테리아 소독에 사용하는 소독제(Glutaraldehyde, GA)와 비교하였을 때, 본 발명의 위와 같은 광 소독(BL) 적용시 많은 양의 활성산소(ROS; reactive oxygen species)가 생성되는 것을 확인하였다. 따라서, 광 조사시 박테리아에서 발생되는 활성산소 증가가 박테리아 대상 광 소독의 주된 기전임을 확인하였다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 광 기반 소독 기기(100)에 의한 슈도모나스 대상 광 기반 소독 전후 전자현미경 (왼쪽) 및 형광현미경(오른쪽)으로 찍은 박테리아의 이미지들이다. 도 12a에서 a2 이미지는 a1 이미지의 일부에 대한 확대 이미지이며, 도 12b에서 d2 이미지는 d1 이미지의 일부에 대한 동일 배율의 확대 이미지이다.
도 12a와 같이, 대조군(CTRL)의 경우 다량의 박테리아가 존재하는 것을 확인하였고, 도 12b와 같이, 대조군(CTRL)의 경우 다량의 박테리아가 존재하는 것을 확인하였고, 본 발명의 위와 같은 광 소독(BL) 적용시 박테리아 숫자가 감소한 것을 확인할 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광 기반 소독 기기(100)에 따르면, 주사 바늘(123)에 근접하여 약물 주입 동안 약물이 주입되는 피부 조직 주위에 레이저, 근자외선, 가시광선, 근적외선 등의 광을 넓고 균일하게 조사하여 피부 조직과 주사 바늘(123)이 접촉한 부위와 그 주변이 소독되도록 함으로써 감염을 최소화하고 예방할 수 있다. 예를 들어, 케모포트(70)에 주사 바늘(123)을 삽입하여 항암제 투여 시 바늘(123) 주위에 본 발명의 광 기반 소독 장치(100)를 적용함으로써 바늘(123) 삽입 부위와 그 주변을 소독할 수 있고, 나아가 이식된 주변 조직에도 적용하는 등 광범위한 광 소독이 가능하다. 또한, 항암제 투여 도중 또는 후에 본 발명의 광 기반 소독 장치(100)를 적용하여 주기적인 비접촉식 광 소독을 시행함으로써 케모포트(70) 주변 감염을 예방할 수 있다. 이외에도 본 발명의 광 기반 소독 장치(100)는 다양한 체내 이식형 기기 등에도 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
광원(11)
제어 장치(90)
광 전달 카테터(112)
광 확산 방지막(113)
카테터 라인(121)
주사 바늘(123)
니들 카테터(122)
광조사부(200)
광조사조절부(300)
제어 장치(90)
광 전달 카테터(112)
광 확산 방지막(113)
카테터 라인(121)
주사 바늘(123)
니들 카테터(122)
광조사부(200)
광조사조절부(300)
Claims (19)
- 약물 주입을 위한 주사 바늘과 광을 근접 배치하여 피부 조직의 소독이 이루어지는 광 기반 소독 기기에 있어서,
제어 장치와 연결되는 일측 단부, 및 상기 제어 장치의 제어를 받는 광원의 광을 피부 조직으로 지향시키기 위한 타측 단부를 포함하는 광 전달 카테터;
약물 용기와 연결되어 약물을 제공하는 카테터 라인을 수용하는 일측 단부, 및 상기 카테터 라인으로부터 상기 약물을 제공받아 체내 주입을 위한 주사 바늘을 수용하는 타측 단부를 포함하는 니들 카테터; 및
상기 광 전달 카테터와 상기 니들 카테터를 장방향으로 평행하게 결합 결합시키는 결합 수단
을 포함하는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 니들 카테터의 상기 주사 바늘을 체내에 삽입된 케모포트에 삽입하기 위한 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 광원은 상기 제어 장치로부터 연장된 제어선들과 전원선들에 연결되도록 상기 타측 단부에 배치되는 광 소자를 포함하는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 광원은 상기 제어 장치에서 발생한 광을 전달하는 광 섬유로서 상기 타측 단부에 배치되는 상기 광 섬유의 단부를 포함하는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 광원은 파장은 400nm~3000nm 범위의 레이저, 근자외선, 가시광선 또는 근적외선을 방출하며, 에너지 밀도 0.01~10J/cm2 및 파워 밀도 0.01~10W/cm2의 연속형 또는 펄스형 광을 방출하는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 광원은, 상기 제어 장치의 제어에 따라, 광의 세기, 광 방출 시간, 연속형이나 펄스형 광 전달 방법의 선택, 광의 출력 에너지 또는 파워 범위, 광 분포도의 선택, 또는 소독 작동 횟수 중 하나 이상의 소독 조건이 제어되는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 제어 장치와 유무선으로 연결된 사용자 단말을 더 포함하고,
상기 사용자 단말은, 상기 소독 조건, 또는 미리 저장한 상기 소독 조건에 대한 하나 이상의 목록을 포함한 스케쥴을, 상기 제어 장치로 전송하여 상기 광원의 작동을 제어하며, 상기 제어 장치로 전송하여 상기 광원의 작동 제어가 이루어진 상기 소독 조건이나 스케쥴에 대한 정보를 저장하여, 사용자의 조회 요구에 대하여 제공하는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부에 의해 상기 광은 상기 주사 바늘의 단부를 향해 30~90o 각도로 조사되는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 광 전달 카테터는 상기 타측 단부에, 상기 광원의 광이 피부 조직으로 조사될 때 후방으로 반사 또는 산란되는 광을 차단하는 광 확산 방지막을 더 포함하는 광 기반 소독 기기. - 제9항에 있어서,
상기 광 확산 방지막은 회전 또는 꺽임 가능하도록 구성된 광 기반 소독 기기. - 제9항에 있어서,
상기 광 확산 방지막은 광을 반사 또는 산란시키기 위한 코팅막을 포함하는 광 기반 소독 기기. - 제9항에 있어서,
상기 광 확산 방지막은 광을 흡수하기 위한 코팅막을 포함하는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 결합 수단은 상기 광 전달 카테터 또는 상기 니들 카테터의 둘레를 따라 회전 이동하여 배치가능한 카테터 커넥터를 포함하는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 결합 수단은 상기 광 전달 카테터와 상기 니들 카테터의 몸체를 감싸 내부에 배치시키기 위한 튜빙을 포함하는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 니들 카테터의 상기 타측 단부의 상기 주사 바늘의 단부가 굽어져 상기 장방향에 대해 다른 방향으로 지향되는 경우,
상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부가, 굽어짐 없이 연장 방향으로 뻗어 있는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 니들 카테터의 상기 타측 단부의 상기 주사 바늘의 단부가 굽어져 상기 장방향에 대해 다른 방향으로 지향되는 경우,
상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부가, 상기 다른 방향으로 굽어져 상기 광을 피부 조직으로 지향시키는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 니들 카테터의 상기 타측 단부의 상기 주사 바늘이 굽어짐 없이 연장 방향으로 뻗어 있는 경우,
상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부에 배치된 상기 광원은 광 조사 방향이 변경가능하도록, 상기 광원 부분이 회전 가능하거나 꺽임 가능하게 구성되는 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부는 상기 주사 바늘을 삽입하기 위한 홀을 갖는 광조사부를 포함하고,
상기 제어 장치의 제어를 받는 복수의 광원이 상기 광조사부의 상기 홀 주위로 배치된 광 기반 소독 기기. - 제1항에 있어서,
상기 광 전달 카테터의 상기 타측 단부로부터의 상기 광을 확산 또는 산란시켜서, 상기 피부 조직으로의 소정의 광 조사 범위, 광 조사 세기, 또는 광 분포도를 갖도록 조절하기 위한 광조사조절부를 더 포함하는 광 기반 소독 기기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18/386,344 US20240173563A1 (en) | 2022-11-24 | 2023-11-02 | Disinfection device based on light in proximity to syringe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240077115A true KR20240077115A (ko) | 2024-05-31 |
Family
ID=
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