WO2016126087A2 - 피부내 혈관의 치료 장치 - Google Patents

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    • A61B2018/00458—Deeper parts of the skin, e.g. treatment of vascular disorders or port wine stains

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for treating blood vessels related to skin and skin appendages using electrical signals, and more particularly, electrical signals such as radio frequency and radio waves are transmitted to the skin through electrodes inserted into the skin, and the electrical signals are applied to the skin.
  • the invention relates to a device for treating blood vessels associated with the skin and skin appendages by allowing more heat response to the blood vessels than tissues.
  • Hair loss, hair removal (Removal of Hair), sebaceous gland hyperplasia, hyperhidrosis, and ichthyosis are a trend that the population that wants to treat is rapidly increasing unlike the past, but the current treatment device is limited in the result of the treatment, more Research and development of improved treatment devices for good treatment results is important.
  • the burned state is often confirmed according to the implementation of Intensive Pulsed Light (IPL), which is one of the conventional treatments.
  • IPL Intensive Pulsed Light
  • PHI post-inflammatory hyperpigmentation
  • vascular blemishes or apoptosis of vascular cells of the causative vessels, thereby increasing the therapeutic effect, and reducing side effects caused by excessive thermal damage to the vessels in conventional treatments
  • vascular blemishes or capillary dilatation
  • the present invention provides a therapeutic device for generating electrical signals acting on blood vessels in the skin.
  • the electrical signal conducted to the electrode is characterized in that it is repeatedly conducted with at least one pause.
  • the blood vessel in the skin is located between two electrodes of the plurality of electrodes.
  • an electric field is formed between the plurality of electrodes.
  • an alternating current (A.C.) electric field is formed between the plurality of electrodes.
  • the plurality of electrodes is characterized in that it comprises a bipolar (bipolar) system.
  • the plurality of electrodes may be inserted adjacent to the blood vessels in the skin.
  • the purpose of use of the device for treating blood vessels in the skin is melasma, dermal melasma, hyperpigmentation, hypopigmentation, rosacea, flushing, Symptomatic improvement of at least one of erythema, and telangiectasia
  • the treatment device is characterized in that it can be treated by affecting blood vessels associated with hair loss (Hair loss), hair removal (Removal of Hair), sebaceous gland hyperplasia, hyperhidrosis, liquor and the like.
  • heat damage is applied to the blood vessels in the skin by an electrical signal applied to a portion of the electrode inserted into the treatment target skin.
  • heat damage is applied to the outer skin layer of the blood vessel in the skin by an electrical signal applied to the insertion site of the electrode of the electrode.
  • heat damage is applied only to the region adjacent to the electrode in the skin tissue into which the electrode is inserted, the blood vessel in the skin and the region of the adjacent tissue of the blood vessel.
  • heat damage is not applied to a region adjacent to the electrode and a skin tissue region between adjacent tissue regions of blood vessels in the skin.
  • the plurality of electrodes is characterized in that the insertion into the dermal layer of the skin to be treated.
  • the electrical signal generator may be a high frequency signal generator having a frequency of 0.1 MHz to 100 MHz.
  • the electrical signal generator may be a radio frequency signal generator.
  • the insertion depth of the electrode into the skin to be treated, the voltage value applied to the electrode, the power value transmitted from the electrode, the time the electrical signal is applied to the electrode, the electrical signal is not applied to the electrode At least one of the idle time is characterized in that it can be set in advance.
  • it characterized in that it further comprises an electrode module having a fixing part for fixing the plurality of electrodes.
  • the apparatus may further include a driving unit for driving the electrode or the electrode module to insert the electrode into the skin.
  • the intradermal vascular treatment device is characterized in that it can be further used for the treatment of intravascular tissue in all medical areas, including dermatology.
  • the present invention it is possible to normalize abnormal hyperproliferation of the causative vessels by giving proper heat damage to the vessels of the dermis or epidermis, which are causes or worsening factors such as blemishes, vascular blemishes, pigmentation, injection, flushing, or capillary expansion. Induces phagocytosis or apoptosis of blood vessels of blood vessels to enhance the therapeutic effect, as well as more precisely control the extent of thermal damage directly through electrodes inserted into the skin, thereby allowing blood vessels in conventional therapies Reduces side effects caused by excessive heat damage to the skin, and heats more concentrated on blood vessels instead of heat throughout the skin, reducing side effects such as burns caused by excessive heat damage to the entire skin in conventional treatments. Blemishes, vascular blemishes, pigmentation, injection, flushing, erythema, or capillary expansion It is possible to reduce the incidence of intestines.
  • FIG. 2 is a view showing the structure of a treatment device for generating an electrical signal acting on the blood vessels in the skin according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view for explaining the principle of vascular treatment by the treatment device for generating an electrical signal acting on the blood vessels in the skin according to an embodiment of the present invention
  • 4 to 12 show animal experiments and clinical effects of a treatment device for generating electrical signals acting on blood vessels in the skin according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a view showing the waveform of the electrical signal generated by the treatment device according to an embodiment of the present invention.
  • lesions such as blemishes, vascular blemishes, hyperpigmentation, hypopigmentation, injection, flushing, erythema, capillary dilatation, depilation, hair loss, sebaceous gland hyperplasia, hyperhidrosis, and ichthyosis are common. It was found that this was deeply related to the number, size, shape and function of blood vessels in the lesion.
  • lesions such as vascular staining, pigmentation, injection, flushing, and vasodilation have a significant increase in the number and size of blood vessels in the dermis or epidermis, clinically and histologically, compared to the normal skin of the periphery. have.
  • hair loss lesions can be treated by expanding blood vessels in which blood circulation is degraded, thereby increasing blood circulation, and sebaceous gland hyperplasia, hyperhidrosis, etc. can be treated by reducing the number and size of blood vessels. .
  • the present invention has been developed by using the difference in tissue impedance, conductivity, and dielectric constant of each layer and each appendage of the skin tissue, and the dielectric constant to transmit the electrical signal through the invasive electrode into the skin, and selectively to each specific within the skin It is a device that can affect tissues, and in particular, a device capable of selective treatment of high impedance blood vessels.
  • the present invention is a device that can control the intensity of the electrical signal transmitted to control the degree of thermal response to the blood vessels, thereby congestion, regeneration, remodeling, It is a therapeutic device that selectively generates a desired effect among the effects of growth, regrowth, degradation, degeneration, and the like.
  • the present invention based on the changes in the blood vessels, blemishes, vascular blemishes, hyperpigmentation, hypopigmentation, injection, flushing, erythema, capillary expansion (Telangiectasia), hair loss (Hair loss), hair removal (Removal) of hair).
  • the present invention is a device that is used for the treatment of sebaceous gland hyperplasia (Hyperseborrea), hyperhidrosis (Hyperhydrosis), etc., is a device that can be used in the application treatment, such as the treatment of liquor associated with.
  • Hyperseborrea sebaceous gland hyperplasia
  • Hyperhydrosis hyperhidrosis
  • the present invention is a device that can be used in the application treatment, such as the treatment of liquor associated with.
  • the present invention may cause an appropriate thermal reaction to the blood vessels of the dermis or epidermis and skin appendages that cause or worsen, thereby increasing blood flow in the causative vessels, normalizing abnormal hyperproliferation, or phagocytosis of vascular cells in causative vessels.
  • phagocytosis or apoptosis (apoptosis) to increase the therapeutic effect for each therapeutic purpose, as well as reduce the side effects caused by excessive heat damage to the blood vessels in conventional therapies, hyperplasia of the removed blood vessels (hyperplasia) It is a device that can lower the recurrence rate of lesions by remodeling.
  • the present invention improves the pathological structure and function of melanocytes and basement membranes of the skin along with vascular therapy, or affects the amount and function of Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) derived from blood vessels. It relates to a treatment device.
  • VEGF Vascular Endothelial Growth Factor
  • the conventional invasive radiofrequency treatment technology is limited to a technique for coagulation of skin tissue itself by heat and a technique for bleeding blood vessels or cauterizing directly with high heat for the main purpose of collagen production in the skin.
  • the present inventors have developed an apparatus that mainly treats blood vessels in the skin by forming an electric field in the skin, and specifically, the present invention relates to a technique for forming an electric field by inserting two or more electrodes into the skin. It is about.
  • the conventional radiofrequency treatment technology requires a relatively long conduction time because the main purpose is collagen production in the skin, but the present invention operates even with a shorter conduction time.
  • this is not only realized by the conduction time, but also when other conditions such as voltage, power, and impedance in the skin are all corresponding, and complex conditions need to be adjusted.
  • the short conduction time in which selective coagulation occurs in blood vessels mainly means within 50 msec, more broadly within 100 msec, and more broadly within 300 msec.
  • At least one time with a delay time (for example, 5-100 msec) is provided. It is possible to generate electrical signals with repetitive conduction times.
  • the present invention by generating a repetitive electrical signal with a rest period, it is possible to increase the applied voltage relatively, thereby forming a relatively wide interval between the electrode 153 and the electrode 153, the application Since the voltage can be relatively increased, the degree of response to the blood vessel is increased even within the same conduction time, and thus the conduction time can be formed relatively short, thereby minimizing the effect on the surrounding tissues other than the blood vessel.
  • the present invention it is possible to increase the applied voltage by the resting period, thereby allowing the vascular reaction to occur quickly and preventing the reaction from occurring in tissues other than the blood vessel through the resting period.
  • the repeated one conduction time may vary according to various conditions of the apparatus, and the length of each conduction time may be the same or may be different. In addition, the length of time of the resting period may also vary each time.
  • the conduction time in the present invention varies depending on the voltage, power, current of the electrical signal, the size, thickness, quantity, and the like of blood vessels in the skin, and depends on the insertion depth of the electrode, the thickness of the electrode, the spacing, the polarity arrangement, and the like. May also vary.
  • the present invention relates to a device in which the electrodes inserted into the skin have a bipolar configuration and is applicable to all cases for the purpose of treating intravascular skin except for direct electrocauterization of blood vessels.
  • lesions such as blemishes, vascular blemishes, pigmentation, injections, flushing, or capillary dilation have a significant increase in the number and size of blood vessels in the lesion skin, clinically and histologically, compared to the skin that appears normal at the periphery. have.
  • Changes in these vessels in patients with blemishes, vasculature, pigmentation, injections, flushing, or capillary dilatation may be due to angiogenesis or vasodilation associated with an increase in Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF).
  • VEGF Vascular Endothelial Growth Factor
  • the number of blood vessels distributed in the lesion skin such as blemishes, vascular blemishes, pigmentation, injection, flushing, or capillary dilation shows an important correlation with the amount of pigments in the skin of the lesions. It can be seen that it plays an important role in the occurrence or exacerbation of pigmentation, injection, flushing, or capillary dilatation.
  • the present invention proposes a treatment device for removing causal vessels that are blood vessels corresponding to neovascularized or expanded vessels causing the above symptoms.
  • the treatment apparatus 100 generating an electrical signal acting on blood vessels in the skin according to an embodiment of the present invention includes a power supply unit 110, an electrical signal generator 130, and an electrode module 150. , A driving unit 170, an input unit 180, and a controller 190.
  • the electrode module 150 includes a fixing unit 151 to which two or more electrodes 153 are fixed, and the power supply unit 110 supplies power supplied from the outside to the electrical signal generator 130,
  • the electrical signal generator 130 applies an electrical signal to the electrode 153 of the electrode module 150 through an electrically conductive material such as the electrical signal applying line 135.
  • the electrode 153 may be directly or indirectly connected to the electric signal generator 130 and the driver 170 independently of the electrode module 150.
  • the electrode 153 or the electrode module 150 may be connected in any form directly or indirectly to be electrically connected to the electrical signal generator 130.
  • the electrode 153 may be a needle electrode which is a needle-shaped electrode made of a conductive material.
  • the electrical signal generated by the electrical signal generator 130 mainly corresponds to a signal having a frequency range of 300 Hz to 300 GHz in the form of electromagnetic waves.
  • the electrical signal generating unit 130 is an electrical signal having a frequency of the dual medium frequency (Intermediate Frequency) or high frequency (High Frequency) or radio frequency (Radio Frequency) or electromagnetic wave (Electro Magnetic Wave) or ultrasonic region Might generate
  • the electrical signal generated by the electrical signal generator 130 is generated in the form of electromagnetic wave (Electromagnetic Wave) of a predetermined frequency region, and operates to transmit the electrical signal to two or more electrodes 153, the electrode 153 Heat is generated in blood vessels or surrounding blood vessels 300 by electrical signals transmitted to the skin 200 within the lesion.
  • electromagnetic wave Electromagnetic Wave
  • the operator may insert the electrode 153 directly into the lesion skin 200 by hand, the electrode 153 fixed to the electrode module 150 may be inserted.
  • a drive unit 170 for driving the electrode 153 or the electrode module 150 to be automatically inserted to a predetermined depth.
  • the driving unit 170 and the electrode 153 or the electrode module 150 may be directly connected or indirectly connected by other intermediate devices.
  • the driving unit 170 and the electrode 153 or the electrode module 150 are not normally connected, the electrode 153 or the electrode module 150 may be inserted into the skin only by driving. .
  • the driver 170 transmits force directly or indirectly such that two or more electrodes 153 are inserted into the skin 200 at a predetermined depth (about 1 mm to 2.5 mm) of the skin 200.
  • two or more electrodes 153 may be inserted into the skin, but may be inserted at a depth (approximately 0.2 mm to 1 mm) that can be inserted into the epidermal layer 210. It may be inserted at a predetermined depth (about 1 mm to 4 mm) that can reach the dermal layer 220.
  • the insertion depth of the electrode 153 into the skin 200 to be treated may be 0.2 mm to 4 mm.
  • the electrode 153 may only be in contact with the skin surface without being inserted into the skin.
  • the insertion depth of the electrode 153 into the treatment target skin 200 may be within 4 mm.
  • the insertion depth of the electrode 153 into the treatment target skin 200 in the thicker portion of the skin may be deeper than 4mm, it may be a depth corresponding to the thickness of the entire skin layer.
  • various means for linearly moving the electrode 153 or the electrode module 150 such as an actuator, a motor, a linear motor, a stepping motor, an electromagnet, and a piezoelectric element may be used as the driving unit 170.
  • an actuator a motor, a linear motor, a stepping motor, an electromagnet, and a piezoelectric element
  • a piezoelectric element may be used as the driving unit 170.
  • the input unit 180 includes an input device through which a control command of an operator is input, and the control command input through the input unit 180 includes a magnitude of a voltage applied to the electrode 153 through the electrical signal generator 130, It may be a command to control the amount of energy of the electrical signal, such as the amount of current, the resistance value at this time, the impedance of the tissue, or the application time of the electrical signal, and also the depth of insertion of the electrode 153 into the skin. Will be controllable via command.
  • the controller 190 controls the magnitude, amount of current, resistance, impedance, or voltage applied to the two or more electrodes 153 through the electrical signal generator 130 according to a control command transmitted from the input unit 180. Control the amount of energy of the electrical signal, such as the time of application.
  • controller 190 controls the power supply unit 110 so that the power supply unit 110 repeatedly supplies power to the electrical signal generator 130 at a predetermined time interval, or as shown in FIG. 13.
  • the generator 130 directly controls the electrical signal generator 130 so as to repeatedly generate an electrical signal at a predetermined time interval.
  • the applied voltage (V1) is 10 volts to 400 volts (preferably 20-300 volts) based on the 100 ohm load measurement
  • the delay time is 0.1 msec (milliseconds) to 500 msec (preferably 5-300 msec) and conduction time may be 1-450 msec (preferably 5-300 msec).
  • the delay time is too short (less than 0.1 msec)
  • heat damage occurs in tissues other than the causative vessel 300
  • the causative vessel 300 Influence on the continuity of the signal applied to the ss) causes insufficient thermal response to the causative vessel 300.
  • the conduction time is too long (more than 450 msec)
  • excessive thermal reaction may be caused to tissues other than the blood vessel 300, and if too short (less than 1 msec), the thermal reaction to the blood vessel 300 is insufficient. Done.
  • the number of repeated conduction of the electrical signal with the resting period is closely related to the applied voltage, power, conduction time, rest period, etc., too few times the thermal reaction is insufficient and too many times the repeated conduction is the blood vessel 300 Excessive thermal reactions can occur in other tissues.
  • the present inventors have experimentally confirmed that a more preferable therapeutic effect occurs in the case of discontinuous repeated application of the relatively high output voltage through the above-mentioned pause period than in the case of continuous application of the low output voltage.
  • the electrical signal generating unit 130 generates a pulse signal as shown in Figure 13, because the generation of the AC pulse signal causes a thermal reaction rather than to generate a DC pulse signal More preferable.
  • two electrodes inserted with the causative vessel 300 interposed therebetween are implemented as bipolar electrodes 153, and the alternating currents are inserted in the state where the electrodes 153 are inserted into the skin.
  • a polarized high frequency pulse signal it is possible to form an alternating current pulsed type electric field in the skin tissue.
  • the high-frequency pulse signal of the alternating polarity is much more advantageous than the direct current signal in generating a thermal reaction by vibrating water molecules in the causative vessel 300 tissue.
  • the present invention enables a more selective thermal reaction to the causative vessel 300 as compared with the case of applying the high-frequency pulse signal of the DC polarity by applying the high-frequency pulse signal of the alternating polarity of the polarity.
  • the electric field 250 formed between the two electrodes 153 inserted with the causative vessel 300 interposed therebetween may be an alternating electric field 250.
  • the operator may input the insertion depth of the electrode 153 into the skin through the input unit 180, and accordingly, the controller 190 controls the driving degree of the driving unit 170.
  • the operator inputs at least one of a voltage value or a power value of the electrical signal, a voltage application time or a combination of these values through the input unit 180, and sets the insertion depth of the electrode 153, the controller 190 Accordingly, the electrical signal generator 130 controls to generate a predetermined electrical signal, and the electrical signal generator 130 converts an AC or DC current supplied from the power supply 110 into a predetermined electrical signal. The electrical signal is applied to the electrode 153.
  • the driving unit 170 is set by the operator.
  • the electrode 153 or the electrode module 150 is moved to insert the electrode 153 into the skin 200 by the insertion depth of the electrode 153.
  • FIG 3 is a view for explaining the principle of treatment by the treatment device for generating an electrical signal acting on the blood vessels in the skin according to an embodiment of the present invention.
  • the skin layer 200 of the subject includes the epidermal layer 210 and the dermal layer 220.
  • the dermal layer 220 mainly includes the blemishes, vascular blemishes, pigmentation, injection, flushing, or capillary dilatation, and blood vessels. Blood vessels that cause expansion and the like, that is, blood vessels 300 are distributed.
  • blood vessels 300 may be distributed in the epidermal layer 210, and the blood vessels 300 may be distributed in the epidermal layer 210 and the dermal layer 220.
  • the electrode 153 may be adjusted to be inserted only up to the epidermal layer 210 or to the dermal layer 220 according to the distribution pattern of the blood vessel 300 which is the cause.
  • the vessel 300 causing such bleeding, vascular tinge, hyperpigmentation, hypopigmentation, injection, flushing, erythema, or capillary dilatation will be referred to as a causative vessel 300.
  • the inserted portion of the electrode 153 in the skin is preferably inserted into the dermal dermal layer 220, but the type or energy of the electrical signal Depending on the value of the voltage or power, the conduction time, the portion inserted into the skin of the electrode 153 may be inserted only up to the epidermal layer 210.
  • the electrode 153 may be in contact with the skin surface without being inserted into the skin.
  • the inserted portion of the electrode 153 inserted into the skin dermal layer 220 is located between the causative vessels 300 such as blemishes, vascular blemishes, pigmentation, injection, flushing, or capillary expansion in the lesion. Done.
  • the causal vessel 300 may be located between the two electrodes 153.
  • an electric field 250 as shown in FIG. 3 is formed between the two electrodes.
  • the causative vessel 300 may be located deeper than the electrode 153, in some cases may be located below the electrode 153, the causative vessel 300 is the electrode If located only in the electric field 250 formed by 153, there is no problem to cause a thermal reaction anywhere.
  • the electric field 250 formed between the two electrodes 153 inserted with the causative vessel 300 interposed therebetween may be an alternating electric field 250.
  • the high frequency signal applied to the electrode 153 has a frequency between 0.1Mhz and 100Mhz.
  • the causative vessel 300 may be adjacent to or relatively far from the electrode 153.
  • the practitioner of the electrode 153 and the causative vessel 300 may be used.
  • the type of electrical signal may be selected, or the voltage, power, or conduction time of the electrical signal may be adjusted.
  • the electrode 153 inserted into the skin 200 receives an electrical signal from the electrical signal applying line 135, and the electrical signal that is conducted to the inserted portion of the electrode 153 in the skin is the causative vessel 300. ) Will be damaged.
  • the electrical signal applying line 135 may be directly connected to the electrode 153, but the PCB board, soldering, electrical pins (conducting electricity, bent and stretched in the form of a pin capable of movement, for example spring in the inner Shape, such as elastic pins for metallic electrical conduction, etc.), pogo pins, electrical conduction plates, electrical conduction rods, or electrical connectors that are indirectly connected to the electrode 153 to apply electrical signals.
  • electrical pins conducting electricity, bent and stretched in the form of a pin capable of movement, for example spring in the inner Shape, such as elastic pins for metallic electrical conduction, etc.
  • pogo pins electrical conduction plates, electrical conduction rods, or electrical connectors that are indirectly connected to the electrode 153 to apply electrical signals.
  • the electrical signal applied in the lesion is particularly concentrated around the causative vessel 300, and heat is generated at the concentrated region, and the causative vessel 300 is caused by the heat. ) Is treated.
  • the treatment device 100 for generating an electrical signal acting on the blood vessels in the skin is a device for applying an electrical signal to the electrode 153 so that appropriate heat is generated around the causative vessel 300 or its surroundings. .
  • the inventors of the present invention through the clinical trial process for developing the treatment device 100 for generating an electrical signal acting on the blood vessels in the skin according to the present invention has found the following facts.
  • the vessels 300 are mostly neovascular (immature vessels), and the bonds between the cells that make up the vessel wall are looser than those of normal vessels.
  • the thickness of the blood vessel is thinner than that of normal blood vessels, and the cell structure of the blood vessel wall is weak, and unlike normal blood vessels, it is easily destroyed by relatively weaker electrical stimulation.
  • causative vessel 300 In order to damage the causative vessel 300 properly, electrical signal conduction of strength that is not too weak or too strong is required, and thus, delicate control of the electrical signal generator 130 is required.
  • Causal vessel 300 is relatively inadequately weak, or after artificial stimulation, cauterization, ablation, or severe destruction caused by strong electrical signals, new vessels are rapidly restored in a more enhanced form by the compensation mechanism of the vessel. This is because it is characterized by accompanying hypervascular hyperplasia (Vascular Hyperplasia).
  • a treatment method that simply destroys the causative vessel 300 by applying an electric signal of random artificial intensity, such as blemishes, vascular blemishes, pigmentation, injection, flushing, or capillary enlargement, is rather blemishes, vascular blemishes than before treatment.
  • Vascular Hyperplasia or Post Inflammatory Hyperpigmentation (PIH) a phenomenon that worsens conditions such as pigmentation, injection, flushing, or capillary enlargement.
  • tissue region (B) around the causative vessel 300 in FIG. The tissue can be observed more clearly.
  • electrical signals cause thermal reactions around the outer surface of the vascular structure and conduct along the vascular wall.
  • Vascular Hyperplasia overexpresses Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) and promotes blood vessel regeneration, thereby deteriorating the lesion.
  • VEGF Vascular Endothelial Growth Factor
  • the inventors physically excessive blood vessel 300 causing causes such as blemishes, vascular blemishes, pigmentation, injection, flushing, or capillary expansion Rather than destroying the blood vessels, heat is applied to the vessel walls of the vessels, and appropriate damage to the endothelial cells (vessel walls) normalizes abnormal hyperproliferation of the causative vessel 300 or increases vascular endothelial growth. It has been found that the amount or concentration of the Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) is normalized, or associated angiogenesis is reduced and vasodilation is returned to normal size.
  • VEGF Vascular Endothelial Growth Factor
  • the technical principle of applying appropriate damage to the vascular cells (Endothelial Cell) of the cause vessel 300 is as follows Same as
  • the blood in the vessel 300 is composed of water, so the conductivity is high, so that the electrical signals in the electric field are higher than those in other skin tissues.
  • the impedance difference between the blood vessel wall and the blood is severe and the permittivity of the blood vessel wall is high, which causes a thermal reaction caused by vibration of charge concentrated on the blood vessel wall.
  • water molecules and ionic materials generate vibrations by electromagnetic signals in the form of electromagnetic waves, and heat by friction caused by vibrations.
  • heat generated in the blood vessel wall causes heat damage to endothelial cells.
  • the treatment apparatus 100 does not damage surrounding skin tissues other than the causative vessel 300 tissues such as blemishes, vascular blemishes, pigmentation, injection, flushing, or capillary expansion, It is a therapeutic device that produces heat in blood vessel walls.
  • the treatment device 100 is a device that can cause thermal damage only to the vascular cells (Endothelial Cell) of the blood vessel 300, and may cause frictional heat due to vibration of water, ionic material (or electrolyte). It is a therapeutic device that causes thermal damage to blood vessels by using an electrical signal.
  • the treatment device 100 normalizes abnormal hyperproliferation of endothelial cells, normalizes the amount of increased Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) or the concentration in the lesion skin, or is associated with it. Treat angiogenesis or proliferated vasodilation.
  • VEGF Vascular Endothelial Growth Factor
  • the treatment device 100 induces phagocytosis or apoptosis of endothelial cells and shows a therapeutic effect.
  • the voltage value and power value in Table 1 above are measured values when a 100 ⁇ (Ohm) resistance is applied to the treatment apparatus 100 according to the present invention as a load resistance.
  • the voltage (Vrms unit; Volt) and the power are voltage and power measurements based on a load resistance of 100 ⁇ (Ohm; resistance).
  • the skin layer 200 (epidermal layer 210, or The voltage and power value of the electrical signal applied to the electrode 153 inserted into the dermal layer 220.
  • the application time (msec unit; 0.001Second) in Table 1 means the time that the electrical signal is applied to the electrode 153 in the state that the electrode 153 is inserted into the skin layer 200.
  • any one or two or more parameter values of Table 1 are input to the input unit 180 of the treatment apparatus 100, and are set to a preset value through a control device such as the controller 190.
  • the treatment device 100 may be controlled.
  • FIG 4 a photograph showing the results of the animal experiments on the micro pig skin (micro pig), when compared with the pre-experimental state picture (a), in the post-experimental state picture (b), the electrical signal
  • the signal was applied, the electrical response to the blood vessels in the dermis could be observed indirectly through tissue change, and there was no evidence of blood vessel destruction or excessive dermal bleeding. Damage to vascular cells could be confirmed.
  • 6 and 7 are photographs showing the results of animal experiments on the cow liver (Bovine Liver), showing a photograph of a state immediately after applying an electrical signal.
  • the pre-treatment skin condition photograph (a) for the first clinical trial patient in FIG. 8 the skin condition photograph (b) after the weekly regular treatment for 2 months, was used for blemishes, vascular blemishes, and pigmentation. Significant improvements can be seen, such as, injections, flushing, or capillary dilatation.
  • the skin condition (b) after a weekly regular treatment for 2 months through the spots, vascular blemishes, pigmentation, injection, Significant improvement effects such as flushing and capillary dilatation can be confirmed.
  • the pre-treatment skin condition photograph (a) for the fourth clinical trial patient in FIG. 11, the skin condition photograph (b) after regular treatment once a week for 2 months, and the skin condition photograph one year after the end of the treatment ( c) was able to confirm the significant improvement effect such as blemishes, vascular blemishes, pigmentation, injection, flushing, or capillary dilation, and unlike the conventional treatment, even after one year after the end of treatment of the present invention The lesions did not reoccur, but rather improved after 2 months of treatment.
  • the pre-treatment skin condition photograph (a) of the fifth clinical trial patient in FIG. 12, the skin condition photograph (b) after regular treatment once a week for two months, and the skin condition photograph one year after the end of the treatment ( c) was able to confirm the significant improvement effect such as blemishes, vascular blemishes, pigmentation, injection, flushing, or capillary dilation, and unlike the conventional treatment, even after one year after the end of treatment of the present invention The lesions did not recur, but rather improved after 2 months of treatment.
  • the heat response by the electrical signal applied to the skin tissue is different in appearance of the electric heat response according to the resistance value of each component tissue in the delivered tissue.
  • an electrical signal applied to the skin tissue may be transmitted to the skin tissue in a monopolar manner consisting of a cathode active electrode and an anode ground electrode. It can also be delivered to the skin in a bipolar fashion with an active electrode.
  • the bipolar system is more preferable than the unipolar system because it is safer for the human body and the selective intensive treatment of only the corresponding lesion site is easy.
  • the invasive method according to the present invention is to deliver an electrical signal after poking the electrode to the target tissue, it is possible to precisely control the treatment depth compared to the conventional non-invasive method, a relatively deeper area than the non-invasive method It can be treated evenly, there is an advantage that can form a selective tissue thermal response to the target tissue in a discontinuous aspect.
  • the hair root structure may be a conductor of current in the skin through the research process, and when electrical signals are transmitted to the hair root structure, similar to that conducted through the outer wall of the blood vessel in the vascular tissue, in particular, The outer layer was found along the outer root sheath and fibrous connective tissue.
  • the intensity of the electrical signal applied to the hair root tissue it is expected to improve hair loss, which is a refractory lesion, and to treat permanent hair removal.
  • thermal reaction is mainly caused only to vascular tissues, thereby preventing unnecessary burns and damage of other tissues.
  • the present invention it is easy to control the degree of the thermal response of the vascular tissue, it is possible to prevent bruising, hypercompensatory vascular hyperproliferation after the procedure that occurs during excessive blood vessel damage.
  • the vascular tissue deep in the skin can be treated, and the vascular tissue in the skin can be evenly treated.
  • the use of a bipolar electrode is safer than the use of a monopolar electrode where the electrical conduction is confined within the local lesion and the electric field is applied to the whole body. Risks can be prevented.
  • the pain caused by the thermal reaction can be reduced, so that a more comfortable procedure can be received.
  • the intradermal vascular treatment device is not limited to the application of the dermatological region, but also including the dermatological region, oral cavity, pharynx, larynx, esophagus, stomach, small intestine, large intestine, anus, liver, interest, gallbladder.
  • the tissues of all medical areas such as the digestive system, organs, lungs, pleura, respiratory system including chest wall, brain, all nerve organs including spinal cord, subcutaneous tissues Can be.
  • the present invention is recognized in the medical equipment industry.

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Abstract

피부내 혈관의 치료 장치가 개시된다. 본 발명은, 시술 대상 피부에 삽입되며, 피부내 혈관에 전기적 신호를 가하는 복수의 전극, 복수의 전극과 전기적으로 연결되어 있는 전기적 신호 발생부, 및 전기적 신호 발생부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 구비한다. 본 발명에 따르면, 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 홍반, 또는 모세혈관 확장 등의 원인 또는 악화 요인이 되는 진피 또는 표피의 혈관에 적절한 열 손상을 주어 원인 혈관의 비정상적인 과증식을 정상화하거나, 원인 혈관의 혈관세포의 대식작용(phagocytosis) 또는 세포자살(apoptosis)을 유도하여 치료 효과를 높일 뿐만 아니라, 종래의 치료법에서의 혈관에 과도하게 열 손상을 가하여 생기는 부작용을 줄이고, 제거된 혈관의 재형성에 의한 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 홍반, 또는 모세혈관 확장 등의 재발생율을 낮출 수 있게 된다.

Description

피부내 혈관의 치료 장치
본 발명은 전기적 신호를 이용해 피부 및 피부 부속기에 연관된 혈관을 치료하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피부 내에 삽입되는 전극을 통하여 고주파, 라디오파와 같은 전기적 신호를 피부 내에 전달하되, 전기적 신호가 피부 조직보다는 혈관에 열 반응이 더욱 집중되도록 함으로써, 피부 및 피부 부속기에 연관된 혈관을 치료하는 장치에 관한 것이다.
기미, 혈관성 기미, 과색소 침착, 저색소 침착, 주사, 홍조, 홍반, 또는 모세혈관 확장 등은 아직까지 발생 기전이 명확히 밝혀지지는 않았으나, 햇빛 노출, 임신, 약물, 체내 호르몬 변화, 유전적 요인 등이 그 원인으로 추정되고 있다.
탈모(Hair loss), 제모(Removal of Hair), 피지선 과다, 다한증, 액취증 등은 과거와 달리 이를 치료하고자하는 인구가 급증하는 추세이나, 현재의 치료장치로는 그 치료 결과에 한계가 있어, 더 좋은 치료 결과를 위한 개량된 치료장치의 연구개발이 중요시된다.
한편, 종래의 피부 치료법으로는 레이저를 이용한 치료법과, 아이피엘과 같은 다파장 광선치료와 같은 류의 빛을 이용한 치료방법이 사용된 바 있으나, 이와 같은 치료방법들은 피부 깊숙히 분포하는 상기 증상들에 대한 원인 혈관들에 대한 효과적인 치료 효과를 보장할 수 없을 뿐만 아니라, 과도한 열 손상에 의한 부작용이 발생한다는 기술적 한계가 있었다.
구체적으로, 종래의 치료법 중 하나인 IPL(Intensive Pulsed Light) 실시에 따라 화상을 입은 상태가 종종 확인되고 있으며, 도 1에서는 레이저 치료후 과색소침착(PIH; Post Inflammatory Hyperpigmentation) 상태를 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 원인 또는 악화 요인이 되는 진피 또는 표피의 혈관에 적절한 열 손상을 주어 원인 혈관의 비정상적인 과증식을 정상화하거나, 원인 혈관의 혈관세포의 대식작용(phagocytosis) 또는 세포자살(apoptosis)을 유도하여 치료 효과를 높일 뿐만 아니라, 종래의 치료법에서의 혈관에 과도하게 열 손상을 가하여 생기는 부작용을 줄이고, 제거된 혈관의 재형성에 의한 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 재발생율을 낮출 수 있는 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 치료를 위해 피부내 혈관에 작용하는 전기적 신호를 생성하는 치료 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 피부내 혈관의 치료 장치는, 시술 대상 피부에 삽입되며, 상기 피부내 혈관에 전기적 신호를 가하는 복수의 전극; 상기 복수의 전극과 전기적으로 연결되어 있는 전기적 신호 발생부; 및 상기 전기적 신호 발생부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 전극에 전도되는 전기적 신호는 적어도 1회의 휴지기를 두고 반복해서 전도되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 전극 중 2개의 전극 사이에는 상기 피부내 혈관이 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 전극 사이에 전기장(electric field)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 전극 사이에 교류(A.C.: Alternative Current) 전기장이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 전극은 양극성(bipolar) 체계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 전극은 상기 피부내 혈관에 인접하게 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피부내 혈관의 치료 장치의 사용 목적이, 기미(melasma), 혈관성 기미(dermal melasma), 과색소 침착(hyperpigmentation), 저색소 침착(hypopigmentation), 주사(rosacea), 홍조(flushing), 홍반(erythema), 및 모세혈관 확장(telangiectasia) 중 적어도 하나의 증상 개선인 것을 특징으로 한다
또한, 상기 치료 장치는 탈모(Hair loss), 제모(Removal of Hair), 피지선 과다, 다한증, 액취증 등과 연관된 혈관에 영향을 주어 치료할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전극의 상기 시술 대상 피부 내 삽입된 부위에 인가된 전기적 신호에 의해 상기 피부내 혈관에 열 손상이 가해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전극의 상기 시술 대상 피부 내 삽입된 부위에 인가된 전기적 신호에 의해 상기 피부내 혈관의 외피층에 열 손상이 가해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전극이 삽입된 피부 조직에서 상기 전극과 인접한 영역과, 상기 피부내 혈관 및 상기 혈관의 인접 조직 영역에만 열 손상이 가해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전극이 삽입된 피부 조직에서 상기 전극과 인접한 영역과, 상기 피부내 혈관의 인접 조직 영역 사이의 피부 조직 영역에는 열 손상이 가해지지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 전극은 상기 시술 대상 피부의 진피층까지 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기적 신호 발생부는, 주파수가 0.1MHz 내지 100MHz인 고주파(high frequency) 신호 발생 장치인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기적 신호 발생부는, 라디오파(radio frequency) 신호 발생 장치인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전극의 상기 시술 대상 피부로의 삽입 깊이, 상기 전극에 인가되는 전압값, 상기 전극으로부터 전달되는 전력값, 상기 전극에 상기 전기적 신호가 인가되는 시간, 상기 전극에 상기 전기적 신호가 인가되지 않은 휴지기 중 적어도 하나를 미리 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 전극을 고정하는 고정부를 구비하는 전극 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전극 또는 전극 모듈을 구동시켜 상기 전극이 피부 내로 삽입되게 하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피부내 혈관 치료 장치는 피부과 영역을 포함해서, 모든 의학 영역의 조직내 혈관 치료에 더 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 원인 또는 악화 요인이 되는 진피 또는 표피의 혈관에 적절한 열 손상을 주어 원인 혈관의 비정상적인 과증식을 정상화하거나, 원인 혈관의 혈관세포의 대식작용(phagocytosis) 또는 세포자살(apoptosis)을 유도하여 치료 효과를 높일 뿐만 아니라, 피부 내 삽입된 전극을 통해 직접적으로 열 손상의 정도를 더 정확하게 제어함으로써 종래의 치료법에서의 혈관에 과도하게 열 손상을 가하여 생기는 부작용을 줄이고, 피부 전체에 열을 가하는 대신 혈관에 더 집중되게 열을 가하여 종래의 치료법에서의 피부 전체에 과도하게 열 손상을 가하여 생기는 화상 등의 부작용을 줄이며, 제거된 혈관의 재형성에 의한 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 홍반, 또는 모세혈관 확장 등의 재발생율을 낮출 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 치료 장치에서의 부작용을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부내 혈관에 작용하는 전기적 신호를 생성하는 치료 장치의 구조를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부내 혈관에 작용하는 전기적 신호를 생성하는 치료 장치에 의한 혈관 치료의 원리를 설명하는 도면,
도 4 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부내 혈관에 작용하는 전기적 신호를 생성하는 치료 장치의 동물 실험 및 임상 효과를 나타내는 도면, 및
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 장치에 의해 생성되는 전기적 신호의 파형을 나타내는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명자에 의한 최근의 연구에 의하면, 기미, 혈관성 기미, 과색소 침착, 저색소 침착, 주사, 홍조, 홍반, 모세혈관 확장, 제모, 탈모, 피지선 과다, 다한증, 액취증 등의 병변은 공통적으로 병변내 혈관의 숫자, 크기, 형태, 기능과 관련이 깊다는 사실이 발견되었다.
일 예로 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 혈관확장 등의 병변은 주변부의 정상으로 보이는 피부에 비해 임상적으로나 조직학적으로 진피 또는 표피 내 혈관의 수와 크기가 의미있게 증가되어 있음을 들 수 있다.
아울러, 병변의 상태에 따라 치료에 도움이 되는 방향으로 병변내 혈관을 변화시킴으로써 치료가 가능하다는 것 또한 발견되었다.
구체적으로, 탈모 병변은 혈액 순환이 저하되어 있는 혈관을 확장시켜 혈액순환을 증가시킴으로써 치료가 가능하고, 피지선 과다, 다한증 등은 혈관의 수와 크기가 증가되어 있는 상태이므로 이를 줄여줌으로써 치료가 가능하다.
한편, 전통적으로 주사, 홍조, 홍반, 또는 모세혈관 확장 등은 혈관성 문제로 인한 대표적인 피부미용 관련 증상이며, 본 발명자는 기미, 혈관성 기미, 과색소 침착, 저색소증 등의 증상도 그 원인으로 혈관성 문제가 밀접하게 연관되어 있다는 사실을 추가로 알게 되었다.
아울러, 그 외의 제모, 탈모, 피지선 과다, 다한증, 액취증 등의 병변에서도 영양을 공급하는 혈관의 과다 발달 또는 저하가 그 원인이 되고 있음을 알게 되었다.
이에 따라, 개발된 본 발명은 피부 조직의 각 층과 각 부속기, 각 조직에 따른 조직 임피던스와 전도율, 유전율의 차이를 이용해 전기적 신호를 침습성 전극을 통해 피부 내로 전달시켜, 선택적으로 피부 내의 각각의 특정 조직에 영향을 주는 것이 가능한 장치이며, 특히 임피던스가 높은 혈관의 선택적 치료가 가능한 장치이다.
또한, 본 발명은 혈관에 일어나는 열 반응의 정도를 조절하기 위해, 전달하는 전기 신호의 강도를 조절할 수 있는 장치로서, 이에 의해 혈관 조직의 충혈(congestion), 재생(regeneration), 리모델링(remodeling), 증식(growth), 재증식(regrowth), 퇴화(degradation), 소멸(degeneration) 등의 효과 중 원하는 효과를 선택적으로 발생시키는 치료 장치이다.
아울러, 본 발명은 상기와 같은 혈관의 변화를 바탕으로, 기미, 혈관성 기미, 과색소침착, 저색소침착, 주사, 홍조, 홍반, 모세혈관 확장(Telangiectasia), 탈모(Hair loss), 제모(Removal of Hair) 등의 치료에 사용하는 장치이다.
또한, 본 발명은 피지선 과다(Hyperseborrea), 다한증(Hyperhydrosis) 등의 치료에 사용하는 장치로, 이와 연관된 액취증의 치료와 같은 응용치료에도 사용 가능한 장치이다.
또한, 본 발명은 원인 또는 악화 요인이 되는 진피 또는 표피의 혈관, 피부부속기 혈관에 적절한 열반응을 일으켜 원인 혈관의 혈류량을 증가시키거나, 또는 비정상적인 과증식을 정상화하거나, 원인 혈관의 혈관세포의 대식작용(phagocytosis) 또는 세포자살(apoptosis)을 유도하여 각 치료 목적에서의 치료 효과를 높일 뿐만 아니라, 종래의 치료법에서의 혈관에 과도하게 열 손상을 가하여 생기는 부작용을 줄이고, 제거된 혈관의 과증식(hyperplasia) 재형성에 의한 병변의 재발생율을 낮출 수 있는 장치이다.
또한, 본 발명은 혈관치료와 더불어 피부의 멜라닌세포(Melanocyte)와 기저막(Basement membrane)의 병리학적 구조와 기능을 개선하거나, 혈관에서 유래하는 VEGF(Vascular Endothelial Growth Factor)의 양과 기능에 영향을 주는 치료장치에 관한 것이다.
한편, 종래의 침습형 고주파 치료 기술은 피부내 콜라겐 생성을 주 목적으로 피부 조직 자체를 열에 의해 응고시키는 기술과 혈관을 지혈하거나, 직접 높은 열로 소작하는 기술에 국한되었다.
그러나, 본 발명자는 이와는 달리, 피부내에 전기장(Electric Field)를 형성하여 피부내 혈관을 주로 치료하는 장치를 개발하였으며, 구체적으로 본 발명은 2개 이상의 전극을 피부 내에 삽입하여 전기장을 형성하는 기술에 관한 것이다.
즉, 혈관을 직접 전기 소작하는 것과 달리 일정 영역에 고르게 전기장을 형성하고 이에 의해 주로 혈관에 선택적으로 열 작용이 일어나고, 이를 통해 상기 각종 병변을 치료하는 것으로, 이는 기존과 달리 조직 내에 특정 조건의 전기장을 형성하면 초기에 혈관 이외의 조직보다 혈관에 먼저 전기적 신호가 작용하는 현상을 연구를 통해 찾아냈고, 이에 따라 본 발명을 개발한 것이다.
즉, 종래의 고주파 치료 기술은 피부내 콜라겐 생성이 주 목적이므로, 상대적으로 긴 전도시간을 요구하지만, 본 발명은 그보다 짧은 전도 시간만으로도 동작된다. 물론, 이는 단지 전도 시간만으로 구현이 되는 것은 아니고, 전압, 전력, 피부 내 임피던스 등의 다른 조건들도 모두 상응할 때 구현할 수 있는 것으로, 복합적인 조건들의 조절이 필요하다.
또한, 본 발명에 의하면 혈관으로의 높은 전도도로 인해 표피나 진피가 응고되기 전에 혈관이 먼저 응고되는 것이 가능하게 된다.
이와 같이 본 발명에서 혈관에 선택적인 응고가 일어나는 짧은 전도시간은 주로 50msec 이내를 의미하며, 더 넓게는 100msec 이내이고, 더 넓게는 300msec이내가 된다.
한편, 본 발명에서는 혈관 이외의 피부 조직에 과도한 열 반응이 일어나는 것을 막고 혈관에의 열 반응을 집중시키기 위해, 일정 시간의 휴지기(delay time)를 두고(예를 들면, 5-100msec) 1회 이상 반복적인 전도 시간을 갖는 전기적 신호를 생성할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 휴지기를 두고 반복적인 전기적 신호를 생성함으로써, 인가 전압을 상대적으로 높일 수 있게 되며 그에 따라 전극(153)과 전극(153) 사이의 간격을 상대적으로 넓게 형성할 수 있게 되며, 인가 전압을 상대적으로 높일 수 있게 됨으로써 동일한 전도 시간 내에서도 혈관에의 반응 정도는 더욱 높아지게 됨으로써, 전도 시간을 상대적으로 짧게 형성할 수 있게 됨에 따라 혈관 이외의 주변 조직에의 영향을 최소화할 수 있게 된다.
즉, 본 발명에서는 휴지기에 의해 인가 전압을 높일 수 있게 됨으로써 혈관 반응이 빨리 일어나도록 함과 동시에, 휴지기를 통해 혈관 이외의 조직에서 반응이 일어나는 것을 방지할 수 있는 것이다.
한편, 이 때 반복되는 1회의 전도시간은 장치의 여러 조건들에 따라 달라질 수 있으며, 매 회의 전도시간의 길이가 같을 수도 있고, 각각 다를 수도 있다. 또한 휴지기의 시간의 길이도 매 회 다를 수 있다.
아울러, 본 발명에서의 전도 시간은 전기신호의 전압, 전력, 전류, 피부내 혈관의 크기, 굵기, 수량, 등에 따라 달라지고, 시술시 전극의 삽입 깊이, 전극의 굵기, 간격, 극성 배치 등에 따라서도 달라질 수 있다.
아울러, 본 발명은 피부 내에 삽입되는 전극들이 Bipolar(양극성) 구성을 갖는 장치에 관한 것이며, 혈관의 직접적인 전기 소작을 제외한 피부내 혈관 치료를 목적으로 하는 모든 경우에 적용 가능한 장치이다.
구체적으로, 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 병변에는 주변부의 정상으로 보이는 피부에 비해 임상적으로나 조직학적으로 병변 피부 내 혈관의 수와 크기가 의미있게 증가되어 있다.
기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 환자에서 나타나는 이러한 혈관의 변화는 혈관내피성장인자(Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF)의 증가와 연관된 혈관 신생 또는 혈관 확장에 의한 것이다.
또한, 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 병변 피부 내에 분포하는 혈관의 수는 병변 피부 내 색소의 양과 중요한 연관성을 보이므로 병변 피부 내 혈관 병변이 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 발생 또는 악화에 중요한 역할을 함을 알 수 있다.
이에 본 발명에서는 상기 증상들을 야기시키는 신생 혈관 또는 확장된 혈관에 해당하는 혈관인 원인 혈관을 제거하기 위한 치료 장치를 제안하게 되었다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부내 혈관에 작용하는 전기적 신호를 생성하는 치료 장치(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부내 혈관에 작용하는 전기적 신호를 생성하는 치료 장치(100)는 전원 공급부(110), 전기적 신호 발생부(130), 전극 모듈(150), 구동부(170), 입력부(180), 및 제어부(190)를 포함한다.
먼저, 전극 모듈(150)은 두 개 이상의 전극(153)이 고정된 고정부(151)를 포함하며, 전원 공급부(110)는 외부로부터 공급되는 전원을 전기적 신호 발생부(130)에 공급하고, 전기적 신호 발생부(130)는 전기적 신호 인가선(135)과 같은 전기 전도성 물질을 통해 전기적 신호를 전극 모듈(150)의 전극(153)에 인가한다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 전극(153)은 전극 모듈(150)없이 독립적으로 전기적 신호 발생부(130) 및 구동부(170)와 직접 또는 간접적으로 연결될 수도 있을 것이다.
아울러, 본 발명을 실시함에 있어서, 전극(153) 또는 전극 모듈(150)은 전기적 신호 발생부(130)와 전기적으로 연결되기 위해 직접 또는 간접적인 어떠한 형태로도 연결될 수 있다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 전극(153)은 도전성 재료로 제작된 침 형태의 전극인 침 전극이 될 수도 있을 것이다.
전기적 신호 발생부(130)에 의해 발생되는 전기적 신호는 주로 전자기파(Electromagnetic Wave)의 형태로, 특히 300Hz 내지 300GHz의 주파수 범위를 갖는 신호에 해당된다.
본 발명을 실시함에 있어서, 전기적 신호 발생부(130)는 이중 중주파(Intermediate Frequency) 또는 고주파(High Frequency) 또는 라디오파(Radio Frequency) 또는 전자기파(Electro Magnetic Wave) 또는 초음파 영역의 주파수를 갖는 전기적 신호를 발생시킬 수도 있을 것이다.
전기적 신호 발생부(130)에 의해 발생되는 전기적 신호는 소정의 주파수 영역대의 전자기파(Electromagnetic Wave) 형태로 발생되며, 상기 전기적 신호가 두 개 이상의 전극(153)에 전달되도록 동작하며, 전극(153)을 통해 병변 내 피부(200)에 전달된 전기적 신호에 의해 혈관 또는 혈관 주위 조직(300)에 열이 발생하게 된다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 전극(153)을 시술자가 직접 손으로 병변 피부(200) 내에 삽입할 수도 있을 것이며, 전극 모듈(150)에 고정된 전극(153)을 삽입할 수도 있을 것이다.
또한, 본 발명을 실시함에 있어서는, 미리 설정한 깊이만큼 자동으로 삽입되도록 전극(153) 또는 전극 모듈(150)을 구동시키는 구동부(170)를 더 구비할 수 있을 것이다. 한편, 이 경우에 구동부(170)와 전극(153) 또는 전극 모듈(150)은 직접 연결되거나, 중간의 다른 장치들에 의해 간접적으로 연결될 수 있을 것이다.
또한, 평상시에는 구동부(170)와 전극(153) 또는 전극 모듈(150)이 연결되지않은 상태였다가, 구동시에만 전극(153) 또는 전극 모듈(150)을 밀어서 피부 내에 삽입되도록 할 수도 있을 것이다.
구동부(170)는 두 개 이상의 전극(153)이 피부(200)의 소정의 깊이(대략 1mm 내지 2.5mm)로 피부(200) 내에 삽입되도록 직접 또는 간접적으로 힘을 전달한다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 두 개 이상의 전극(153)을 피부 내에 삽입하되, 표피층(210)에 삽입할 수 있는 깊이(대략 0.2mm 내지 1mm)로 삽입될 수 있으며, 피부(200)의 진피층(220)에 도달할 수 있는 소정의 깊이(대략 1mm 내지 4mm)로 삽입될 수도 있을 것이다. 전극(153)의 시술 대상 피부(200) 내로의 삽입 깊이는 0.2mm 내지 4mm가 될 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 목적인 피부 내 혈관을 치료하는 것이 가능하면, 전극(153)을 피부 내에 삽입하지않고 피부 표면에 접촉만 할 수도 있을 것이다.
이와 같이, 전극(153)의 시술 대상 피부(200) 내로의 삽입 깊이는 4mm 이내가 될 수 있을 것이다. 한편, 피부의 두께가 더 두꺼운 부위에서의 전극(153)의 시술 대상 피부(200) 내로의 삽입 깊이는 4mm보다 더 깊을 수 있으며, 피부 전층의 두께에 해당하는 깊이일 수 있을 것이다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 구동부(170)로는 엑추레이터, 모터, 리니어 모터, 스테핑모터, 전자석, 압전소자 등 전극(153) 또는 전극 모듈(150)을 직선운동시킬 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있다.
입력부(180)는 시술자의 제어 명령이 입력되는 입력 장치를 구비하며, 입력부(180)를 통해 입력되는 제어 명령은, 전기적 신호 발생부(130)를 통해 전극(153)에 인가되는 전압의 크기, 전류의 양, 이 때의 저항값, 조직의 임피던스, 또는 전기적 신호의 인가 시간과 같은 전기적 신호의 에너지의 양을 제어하는 명령이 될 수 있으며, 전극(153)의 피부 내부로의 삽입 깊이 또한 제어 명령을 통해 제어가능할 것이다.
제어부(190)는 입력부(180)로부터 전송되는 제어 명령에 따라 전기적 신호 발생부(130)를 통해 두 개 이상의 전극(153)에 인가되는 전압의 크기, 전류의 양, 저항값, 임피던스, 또는 전압의 인가 시간 등의 전기적 신호의 에너지의 양을 제어한다.
아울러, 제어부(190)는 전원 공급부(110)가 소정의 시간 간격을 두고 반복적으로 전기적 신호 발생부(130)에 전원을 공급하도록 전원 공급부(110)를 제어하거나, 또는 도 13에서와 같이 전기적 신호 발생부(130)가 소정의 시간 간격을 두고 반복적으로 전기적 신호를 발생하도록, 전기적 신호 발생부(130)를 직접 제어한다.
본 발명을 실시함에 있어서는, 인가 전압(V1)은 100 옴(ohm) 부하 측정 기준시 10 volt 내지 400 volt(바람직하게는 20-300 volt), 휴지기(Delay Time)는 0.1 msec(millisecond) 내지 500 msec(바람직하게는 5-300 msec), 전도 시간(conduction time)은 1-450 msec(바람직하게는 5-300 msec)가 될 수도 있을 것이다.
구체적으로, 휴지기(Delay Time)가 너무 짧은 경우(0.1 msec 미만인 경우)에는 원인 혈관(300) 이외의 조직에도 열손상이 발생하게 되며, 너무 긴 경우에는(500 msec 초과인 경우) 원인 혈관(300)에 인가되는 신호의 연속성에 영향을 줌에 따라 원인 혈관(300)에의 열 반응이 불충분하게 된다. 반대로 전도 시간이 너무 긴 경우(450 msec 초과인 경우)에는 혈관(300) 이외의 조직에 과도한 열 반응을 일으킬 수 있고, 너무 짧은 경우(1 msec 미만인 경우)는 혈관(300)에의 열반응이 불충분하게 된다.
한편, 전기적 신호를 휴지기를 두고 반복 전도하는 횟수는 인가하는 전압, 전력, 전도시간, 휴지기 등과 밀접하게 관련되며, 너무 적은 횟수는 열 반응이 불충분하게 되고 너무 많은 횟수의 반복 전도는 혈관(300) 이외의 조직에 과도한 열 반응을 일으킬 수 있다.
한편, 본 발명자는 저출력 전압의 연속적 인가의 경우보다 상대적 고출력 전압의 상기와 같은 휴지기를 통한 비연속적 반복 인가의 경우에 있어서, 더욱 바람직한 치료 효과가 발생됨을 실험적으로 확인하였다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 전기적 신호 발생부(130)가 도 13에서와 같은 펄스 신호를 발생하되, 교류 펄스 신호를 발생토록 하는 것이 직류 펄스 신호를 발생토록 하는 것보다 열 반응을 일으키기에 더 바람직할 것이다.
즉, 본 발명을 실시함에 있어서는, 원인 혈관(300)을 사이에 두고 삽입된 2개의 전극을 각각 양극성(bipolar) 전극(153)으로 구현하고, 이들 전극(153)을 피부 내에 삽입한 상태에서 교류 극성의 고주파 펄스 신호를 인가함으로써, 피부내 조직에 교류 펄스형 전기장(Alternative Current Pulsed Typed Electric Field)을 형성할 수 있게 된다.
구체적으로, 교류 극성의 고주파 펄스 신호는 원인 혈관(300) 조직 내에 있는 물분자를 진동시킴으로써 열 반응을 발생시킴에 있어서, 직류 신호보다 월등히 유리하다.
이와 같이, 본 발명에서는 극성이 교번되는 교류 극성의 고주파 펄스 신호를 인가함에 따라 직류 극성의 고주파 펄스 신호를 인가하는 경우에 비해, 원인 혈관(300)에의 보다 선택적 열 반응이 가능하게 된다.
이와 같이, 본 발명을 실시함에 있어서는 원인 혈관(300)을 사이에 두고 삽입된 2개의 전극(153) 사이에 형성되는 전기장(250)은 교류 전기장(250)이 되는 것이 바람직할 것이다.
한편, 고출력 전압을 전도하는 경우에 저출력 전압을 전도하는 경우보다 더 넓은 부위에 균일하고 강력한 전기장을 형성할 수 있다. 물론, 고출력 전압 전기장 내에서 혈관(300)의 열 반응은 더 빨리 일어나므로, 이와 상응하게 전도 시간의 단축 조절이 필요하다.
한편, 입력부(180)를 통해 시술자는 전극(153)의 피부 내부로의 삽입 깊이를 입력할 수 있고, 이에 따라 제어부(190)는 구동부(170)의 구동 정도를 제어한다.
즉, 시술자는 입력부(180)를 통해 전기적 신호의 전압값 또는 전력값, 전압 인가 시간 중 적어도 하나 또는 이러한 값들의 조합값을 입력하고, 전극(153)의 삽입 깊이를 설정하면, 제어부(190)는 이에 따라 전기적 신호 발생부(130)가 소정의 전기적 신호를 생성하도록 제어하고, 전기적 신호 발생부(130)는 전원 공급부(110)로부터 공급되는 교류 또는 직류 전류를 소정의 전기적 신호의 형태로 변환하며, 해당 전기적 신호는 전극(153)으로 인가된다.
한편, 제어부(190)가 시술자가 입력부(180)를 통해 설정한 전극(153)의 피부 속으로의 삽입 깊이에 따라 구동부(170)의 구동 정도를 제어하면, 구동부(170)는 시술자가 설정한 전극(153)의 피부 내 삽입 깊이만큼 상기 피부(200) 내로 전극(153)이 삽입되도록 전극(153) 또는 전극 모듈(150)을 이동시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부내 혈관에 작용하는 전기적 신호를 생성하는 치료 장치에 의한 치료의 원리를 설명하는 도면이다.
도 3에서와 같이 피시술자의 피부층(200)은 표피층(210)과 진피층(220)을 포함하고 있으며, 주로 진피층(220)에는 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장, 혈관 확장 등의 원인이 되는 혈관, 즉, 혈관(300)이 분포되어 있다.
한편, 경우에 따라서는 표피층(210)에 원인이 되는 혈관(300)이 분포되어 있기도 하며, 혈관(300)이 표피층(210)과 진피층(220)에 함께 분포되어 있기도 한다.
본 발명을 실시함에 있어서는, 원인이 되는 혈관(300)의 분포 양상에 따라 전극(153)이 표피층(210)까지만 삽입되게 하거나, 또는 진피층(220)까지 삽입되도록 조절할 수 있을 것이다.
본 명세서에서는 이와 같은 기미, 혈관성 기미, 과색소침착, 저색소침착, 주사, 홍조, 홍반, 또는 모세혈관 확장 등의 원인이 되는 혈관(300)을 원인 혈관(300)이라 명명하기로 한다.
도 3에서와 같이 원인 혈관(300)이 진피층(220)에만 존재하는 경우에는 전극(153)의 피부 내 삽입된 부위는 피부 진피층(220)까지 삽입되도록 함이 바람직하나, 전기적 신호의 종류나 에너지(전압 또는 전력의 값, 전도시간)에 따라 전극(153)의 피부 내 삽입된 부위가 표피층(210)까지만 삽입되도록 할 수도 있을 것이다.
또는, 전극(153)을 피부 내 삽입하지 않아도 원인 혈관(300)에 열 반응을 일으키기에 충분한 경우는 전극(153)이 피부 내에 삽입되지 않고 피부 표면에 접촉할 수도 있을 것이다.
한편, 피부 진피층(220)까지 삽입된 전극(153)의 피부 내 삽입된 부위는 병변 내의 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 원인 혈관(300)들 사이에 위치하게 된다.
또는, 2개의 전극(153) 사이에 원인 혈관(300)이 위치하게 될 수도 있을 것이다. 아울러, 2개의 전극(153) 사이에 원인 혈관(300)이 위치하게 되는 경우에 2개의 전극 사이에는 도 3에서와 같은 전기장(250)이 형성된다.
또는, 본 발명을 실시함에 있어서는, 원인 혈관(300)이 전극(153)보다 더 깊은 곳에 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는 전극(153)의 밑에 위치할 수도 있으며, 원인 혈관(300)이 전극(153)에 의해 형성된 전기장(250) 내에만 위치하면 어느 곳에 위치하여도 열 반응을 유발하기에 문제는 없다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서는 원인 혈관(300)을 사이에 두고 삽입된 2개의 전극(153) 사이에 형성되는 전기장(250)은 교류 전기장(250)이 되는 것이 바람직할 것이다.
즉, 본 발명에서는 원인 혈관(300)을 사이에 두고 삽입된 2개의 양극성 전극(153)을 피부 내에 삽입한 상태에서 교류 극성의 고주파 신호를 인가함으로써, 피부내 혈관 조직에만 선택적인 열반응(thermal response)를 발생시킬 수 있게 된다.
교류 전기장(250)을 이용하여 원인 혈관(300)에만 국한된 열반응(선택적 열반응)을 유도함으로써, 주변 조직에의 영향 및 손상을 최소화한 상태에서 혈관에 대해서만 선택적 치료가 가능하게 된다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 전극(153)에 인가되는 고주파 신호는 0.1Mhz 내지 100Mhz 사이의 주파수를 갖도록 함이 바람직할 것이다.
한편, 경우에 따라서는 원인 혈관(300)이 전극(153)에 인접하거나, 또는 상대적으로 원거리에 위치할 수 있는데, 본 발명을 실시함에 있어서, 시술자는 전극(153)과 원인 혈관(300)의 거리에 따라 전기적 신호의 종류를 선택하거나, 전기적 신호의 전압, 전력, 또는 전도시간 등을 조정할 수 있을 것이다.
보다 구체적으로, 피부(200)에 삽입된 전극(153)은 전기적 신호 인가선(135)으로부터 전기적 신호를 인가받으며, 전극(153)의 피부 내 삽입된 부위에 전도되는 전기적 신호는 원인 혈관(300)을 손상시키게 된다.
이때 전기적 신호 인가선(135)은 직접 전극(153)과 연결될 수도 있으나, PCB 보드, 납땜, 전기핀(전기를 전도하고, 구부려졌다 펴졌다하는 운동이 가능한 형태의 핀으로, 일예로 속안에 스프링 등이 든 금속성 전기 전도용 탄성핀과 같은 형태들을 의미한다.), 포고핀, 전기 전도판, 전기전도 막대, 또는 전기 커넥터 등을 통해 간접적으로 전극(153)과 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 인가할 수도 있을 것이다.
전기적 신호가 원인 혈관(300)을 손상시키는 기전을 먼저 간단히 설명하면, 병변 내 인가된 전기적 신호가 원인 혈관(300) 주위에 특히 집중되어, 집중된 부위에 열이 발생하고, 열에 의해 원인 혈관(300)이 치료되도록 하는 것이다.
즉, 본 발명에 따른 피부내 혈관에 작용하는 전기적 신호를 생성하는 치료 장치(100)는 원인 혈관(300) 또는 그 주위에 적절한 열이 발생하도록 전기적 신호를 전극(153)에 인가하도록 하는 장치이다.
한편, 본 발명에 따른 피부내 혈관에 작용하는 전기적 신호를 생성하는 치료 장치(100)를 개발하기 위한 임상 실험 과정을 통해 본 발명자는 다음과 같은 사실을 발견하게 되었다.
기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 원인 혈관(300)은 대부분 신생 혈관(미성숙 혈관)으로서, 혈관벽을 구성하는 세포간의 결합이 일반 정상 혈관에 비해 느슨한 상태에 있으며, 그 두께가 정상 혈관에 비하여 가늘고, 혈관벽의 세포 구조가 연약하여 정상 혈관과는 달리, 상대적으로 더 약한 전기적 자극에 의해서도 쉽게 파괴되는 성향을 갖고 있다.
따라서, 혹자는 이와 같은 원인 혈관(300)을 단순하게 전기적 신호를 가하여 파괴시킴으로써 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등을 쉽게 치료할 수 있다고 믿기 쉬우나 실제 치료에서는 그렇지 않다.
왜냐하면, 이와 같은 원인 혈관(300)에 적절한 손상을 주려면 너무 약하지도 강하지도 않은 강도의 전기적 신호 전도가 필요하여, 전기적 신호 발생부(130)의 섬세한 제어가 필요하다. 원인 혈관(300)은 상대적으로 부적절하게 약하거나, 강한 강도의 전기적 신호에 의한 인위적인 자극, 소작, 제거, 심한 파괴가 이루어진 다음에는, 혈관의 보상 기전에 의해 더욱 강화된 형태로 빠르게 새로운 혈관이 복구되는 혈관 과증식 과대 재발생 현상(Vascular Hyperplasia)을 수반하는 특징이 있기 때문이다.
따라서, 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 원인 혈관(300)을 단순하게 무작위의 인위적인 강도의 전기적 신호를 가하여 파괴하는 치료 방법은 오히려 치료 이전보다 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 상태를 더욱 심각하게 악화시키는 현상인 혈관 과증식(Vascular Hyperplasia) 또는 염증후 과색소침착(Post Inflammatory Hyperpigmentation; PIH)을 유발하게 되는 것이다.
본 발명에 따른 피부내 혈관에 작용하는 전기적 신호를 생성하는 치료 장치(100)를 개발하기 위한 임상 실험 과정에서 발견한 전기적 신호에 의한 병변 피부의 변화를 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
도 4 및 도 5에서와 같이, 본 발명에서의 치료 장치(100)를 사용하여 미니 돼지(micro pig)의 피부에 전기적 신호를 인가하였을 때 진피 내 혈관에 선택적으로 반응함을 관찰할 수 있었으며, 혈관이 파괴되거나 과도하게 진피 내 출혈이 발생하는 소견은 나타나지 않았다.
한편, 도 5를 구체적으로 살펴보면, 도 5의 (a)에서와 같이 전극(153)이 삽입된 주변 조직 영역(A)의 내부에는 옅은 핑크색을 띄고 있는 열 손상을 입은 조직이 관찰되며, 원인 혈관(300) 주변 조직 영역(B)의 내부에도 혈관벽 근처에 옅은 핑크색을 띄고 있는, 선택적으로 열 손상을 입은 조직이 관찰된다.
구체적으로, 도 5의 (a)에서의 원인 혈관(300) 주변 조직 영역(B)을 확대한 사진인 도 5의 (b)를 통해 혈관벽 근처에 옅은 핑크색을 띄고 있는, 선택적으로 열 손상을 입은 조직을 더욱 명확하게 관찰할 수 있다.
한편, 삽입된 전극(153)의 주변 조직 영역(A)과 원인 혈관(300) 주변 조직 영역(B) 사이의 조직에는 어떠한 열 손상도 발생되지 않음을 확인할 수 있다.
한편, 도 6 및 도 7에서와 같이, 혈관에 대한 선택적 반응 여부를 더 명확히 보기위해, 피부에 비해서 주로 간세포와 혈관구조로만 이루어져, 혈관을 제외하고는 비교적 균일한 조직 임피던스와 전도율, 유전율을 보이는 간 조직을 선택하여 실험하였으며, 본 발명에 따른 치료 장치(100)를 사용하여 소의 간 조직에 전기적 신호를 인가하였을 때에도 간 조직 내의 혈관에 선택적으로 반응함을 확인할 수 있었다.
또한, 전기적 신호가 혈관 구조의 바깥 표면 주변에서 열 반응을 주로 일으키고, 혈관 벽을 따라 전도되는 양상을 보였다.
이때 혈관의 외피층(Tunica Adventitia)에서는 전기적 신호에 의한 열 반응이 전달되는 조직 변화를 주로 관찰할 수 있었고, 내피층과 중피층에서는 상대적으로 조직이 보존 되는 것을 확인할 수 있었다.
병변 피부 내 혈관을 비선택적으로 과도하게 파괴시키는 경우에는 혈관 과증식(Vascular Hyperplasia)에 의해 혈관내피성장인자(Vascular Endothelial Growth Factor; VEGF)를 과발현시키고 혈관 재생이 촉진되어 병변이 악화될 수 있다.
그러나 선택적으로 원인 혈관(300)에, 또는 혈관(300)의 외피층에, 전기적 신호에 의해 발생되는 열 반응이 일어나는 경우에는, 병변 피부 내의 원인 혈관(300) 구조를 정상적인 피부 혈관 구조로의 재생을 촉진시키게 되며, 과도한 물리적인 비선택적 혈관 파괴시 나타날 수 있는 부작용의 위험을 줄임으로써, 임상적으로 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등이 호전되는 효과를 보였다.
한편, 본 발명에 따른 치료 장치(100)를 개발하기 위한 임상 실험 과정에서, 본 발명자는 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 원인 혈관(300)을 물리적으로 과도하게 파괴하는 것이 아니라, 해당 혈관의 혈관벽에 열을 가하여, 혈관 내피 세포(Endothelial Cell)(vessel wall)에 적정한 손상을 가하면, 원인 혈관(300)의 비정상적인 과증식을 정상화하거나, 증가되어 있던 혈관내피성장인자(Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF)의 양 또는 농도를 정상화하거나, 이와 연관된 혈관 신생을 줄이고 혈관 확장을 정상 크기로 돌려놓게 된다는 사실을 발견하게 되었다.
한편, 혈관 세포에 적정한 손상을 가하면, 혈관세포(Endothelial Cell)의 대식작용(phagocytosis) 또는 세포자살(apoptosis)을 유도함으로써, 치료 효과를 높일 수 있게 된다는 사실을 발견하게 되었다.
뿐만 아니라, 도 11 및 도 12에서와 같이, 이와 같이 자발적인 혈관세포(Endothelial Cell)의 대식작용(phagocytosis) 또는 세포자살(apoptosis)을 유도하는 메커니즘에 의해 제거된 혈관은 재발생 빈도가 현격하게 떨어진다는 사실 또한 환자 임상 실험을 통해 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 치료 장치(100)를 통해 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 원인 혈관(300)의 혈관세포(Endothelial Cell)에 적정한 손상을 가하는 기술적 원리는 다음과 같다.
기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 원인 혈관(300) 내부의 혈액의 대부분은 물로 구성되어 있어 전도율(conductivity)이 높아 전기장 내의 전기적 신호를 다른 피부 내 조직보다 가장 먼저 강력히 끌어당기고 혈관 벽과 혈액 사이의 임피던스 차이가 심하고 혈관 벽의 유전율(permittivity)이 높아, 혈관 벽에 집중된 전하의 진동에 의한 열 반응을 일으키는 원리이다. 참고로, 물 분자와 이온 물질들은 전자기파 형태의 전기적 신호에 의해 진동을 일으키며, 진동에 의한 마찰에 의해 열을 발생시킨다.
이때 혈관의 안쪽 경계와 맞닿는 부위의 혈액을 통해 전기적 신호가 빠져나가는 현상에 의해 혈관 벽 안쪽은 열 반응이 덜 일어나게 되며, 또한, 흐르는 혈액에 의해 열이 분산되어 혈관 벽 내층은 열 반응이 덜하고, 혈관 벽 외층에 열이 집중되게 된다.
만약 전기적 신호의 인가 시간을 더 늘리면 전체적으로 더 많은 열이 발생하며, 더 많은 열에 의해 과도하게 혈관이 손상을 입게 된다.
한편, 혈관벽에서 발생된 열은 혈관세포(Endothelial Cell)에 열 손상을 유발하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 치료 장치(100)는 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 원인 혈관(300) 조직 이외의 주변 피부 조직에는 손상을 가하지 않은 상태에서, 혈관벽에 열을 일으키는 치료 장치이다.
즉, 본 발명에 따른 치료 장치(100)는 해당 혈관(300)의 혈관세포(Endothelial Cell)에만 열 손상을 유발할 수 있는 장치이며, 물, 이온물질(또는 전해질)의 진동에 의한 마찰열을 일으킬 수 있는 전기적 신호를 이용하여, 혈관에 열 손상을 가하는 치료 장치이다.
본 발명에 따른 치료 장치(100)는 혈관세포(Endothelial Cell)의 비정상적인 과증식을 정상화하거나, 증가된 혈관내피성장인자(Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF)의 양 또는 병변 피부 내 농도를 정상화하거나, 이와 연관된 혈관 신생 또는 증식된 혈관 확장을 치료한다.
아울러, 본 발명에 의한 치료 장치(100)는 혈관세포(Endothelial Cell)의 대식작용(phagocytosis) 또는 세포자살(apoptosis)을 유도하여 치료 효과를 나타낸다.
한편, 열 손상에 의한 혈관세포(Endothelial Cell)의 대식작용(phagocytosis) 또는 세포자살(apoptosis)이 유도되기 위해서는 혈관세포(Endothelial Cell)에 적정 수준의 열손상이 가해져야 하는데, 본 발명자는 적정 수준의 열 손상이 가해지도록 하는 치료 장치(100)의 구동 조건을 찾아내기 위한 반복적 임상 실험 과정을 통해 다음의 표 1에서와 같은 실험 결과값을 획득하였다.
구동조건1 구동조건2 구동조건3
전압(Vrms:100Ω기준) 5~400 10~300 20~250
전력(W:100Ω기준) 0.25~1,600 1.0~900 4.0~625
인가 시간(msec) 1~500 5~400 10~300
상기 표 1에서의 전압값과 전력값은, 본 발명에 따른 치료 장치(100)에 부하저항으로 100Ω(Ohm; 저항)을 걸고, 측정하였을 때의 측정값이다.
달리 표현하면, 전압(Vrms 단위; Volt)과 전력은 부하저항이 100Ω(Ohm; 저항)인 것을 기준으로 하였을 때의 전압과 전력 측정값으로써, 시술 대상 피부층(200)(표피층(210), 또는 진피층(220))에 삽입되는, 전극(153)에 인가되는 전기적 신호의 전압, 전력값을 의미한다.
한편, 표 1에서의 인가 시간(msec 단위; 0.001Second)은 피부층(200)에 전극(153)이 삽입된 상태에서 전기적 신호가 전극(153)에 인가되는 시간을 의미한다.
간단히 표현하면 전기적 신호를 시술 대상 피부층(200)에 1회 샷(shot)할 때, 인가하는 시간을 의미한다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 표 1의 파라미터 값들을 어느 하나 또는 둘 이상을 상기 치료 장치(100)의 입력부(180)에 입력하여, 제어부(190)와 같은 제어 장치를 통해 미리 설정된 값으로 치료 장치(100)를 제어할 수도 있을 것이다.
즉, 표 1에서 구동조건 1에서 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 병변이 호전되었으며, 구동조건 2로 구동조건을 좁게 설정하였을 때, 병변의 치료 효과가 더욱 개선되었다.
또한, 구동조건 2에서보다 구동조건 3으로 구동조건을 설정하였을 때, 세포 자살 유도 또는 병변의 치료 효과는 가장 두드러지게 나타났다.
아울러, 본 발명에 따른 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 치료 장치(100)에 대한 구동조건 2~3의 범위 내에서의 각각의 파라미터를 적용하여, 사람 또는 동물을 대상으로 한 다양한 임상 실험을 실시하였으며, 그 결과를 도 4 내지 도 12를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 미니 돼지(micro pig) 피부를 대상으로 동물 실험을 한 결과를 나타내는 사진으로, 실험전 상태 사진(a)과 비교하여 볼 때, 실험후 상태 사진(b)에서, 전기적 신호를 인가하였을 때 진피 내 혈관에 선택적으로 전기적 신호가 반응함을 조직 변화를 통해 간접적으로 관찰할 수 있었으며, 혈관이 파괴되거나 과도하게 진피 내 출혈이 발생하는 소견은 나타나지 않았으며, 세포 자살을 유도하는 혈관 세포의 손상을 확인할 수 있었다.
도 6 및 도 7은 소 간(Bovine Liver)을 대상으로 동물 실험을 한 결과를 나타내는 사진으로, 전기적 신호를 인가한 직후 상태의 사진을 도시하고 있다.
도 6, 도 7을 보면, 소의 간 조직에 전기적 신호를 인가하였을 때에도 간 조직 내 혈관에 선택적으로 전기적 신호가 반응하는 것을 확인할 수 있었고, 이때 혈관의 외피층(Tunica Adventitia)에 주로 전기적 신호에 의한 열로 인한 손상을 조직 변화를 통해 관찰할 수 있었고, 내피층과 중피층은 상대적으로 보존이 되는 것을 확인할 수 있었다.
그 외에도, 도 8에서의 제1 임상시험 환자를 대상으로 한 치료전 피부 상태 사진(a), 2개월 동안의 주1회 정기 치료후의 피부 상태 사진(b)을 통해 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 획기적인 개선 효과를 확인할 수 있다.
도 9에서의 제2 임상시험 환자를 대상으로 한 치료전 피부 상태 사진(a), 2개월 동안의 주1회 정기 치료후의 피부 상태 사진(b)을 통해 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 획기적인 개선 효과를 확인할 수 있다.
도 10에서의 제3 임상시험 환자를 대상으로 한 치료전 피부 상태 사진(a), 2개월 동안의 주1회 정기 치료후의 피부 상태 사진(b)을 통해 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 및 모세혈관 확장 등의 획기적인 개선 효과를 확인할 수 있다.
도 11에서의 제4 임상시험 환자를 대상으로 한 치료전 피부 상태 사진(a), 2개월 동안의 주1회 정기 치료후의 피부 상태 사진(b), 치료 종료후 1년 경과후의 피부 상태 사진(c)을 통해 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 획기적인 개선 효과를 확인할 수 있었고, 또한 종래의 치료법과는 달리, 본 발명의 치료 종료후 1년이 경과한 후에도 병변이 재발생하지 않고, 오히려 2개월의 치료 직후보다 더 호전된 모습을 보이고 있음을 확인할 수 있었다.
도 12에서의 제5 임상시험 환자를 대상으로 한 치료전 피부 상태 사진(a), 2개월 동안의 주1회 정기 치료후의 피부 상태 사진(b), 치료 종료후 1년 경과후의 피부 상태 사진(c)을 통해 기미, 혈관성 기미, 색소침착, 주사, 홍조, 또는 모세혈관 확장 등의 획기적인 개선 효과를 확인할 수 있었고, 또한 종래의 치료법과는 달리, 본 발명의 치료 종료후 1년이 경과한 후에도 병변이 재발생하지않고, 오히려 2개월의 치료 직후보다 더 호전된 모습을 역시 보이고 있음을 확인할 수 있었다.
한편, 본 발명에서, 피부 조직에 인가되는 전기적 신호에 의한 열 반응은 전달된 조직 내의 각 구성 조직의 저항값에 따라 전기열 반응의 양상이 다르게 나타난다.
본 발명을 실시함에 있어서는, 경우에 따라서 피부 조직에 인가되는 전기적 신호는 음극을 띠는 활동 전극과 양극을 띠는 접지 전극으로 이루어진 단극성(monopolar) 방식으로 피부 조직에 전달될 수도 있으며, 두 개의 활동 전극으로 되어있는 양극성(bipolar) 방식으로 피부에 전달될 수도 있다.
구체적으로, 단극성 방식에서는 활동 전극에서 나오는 전류(전자)가 환자의 몸을 통해서 접지 전극으로 흘러가는 전기적 경로(전기 회로)가 형성되는 반면, 양극성 방식에서는 전기 회로가 표적조직 부분에 국한되어 만들어진다. 따라서, 양극성 방식이 단극성 방식에 비해 인체에 더 안전하고 해당 병변 부위만 선택 집중 치료가 용이하여 더 바람직하다.
아울러, 본 발명에 따른 침습 방식은 표적조직에 전극을 찌른 후에 전기적 신호를 전달하게 됨으로써, 기존의 비침습적 방식에 비해 정밀하게 치료 깊이 조절을 할 수 있고, 비침습적 방식에 비해 상대적으로 더 깊은 부위를 고르게 치료할 수 있으며, 비연속적 양상으로 타겟 조직에 선택적 조직 열 반응을 형성할 수 있는 이점이 있다.
또한, 전신적인 혈관에 영향을 줄 경우 치명적인데, 침습 방식에 의하면 국소적으로 국한된 치료가 더 가능하여 상대적으로 안전하다.
아울러, 본 발명에서는 연구 과정을 통해 모근 구조가 피부에서 전류의 도체일 수 있음을 확인하였으며, 전기적 신호가 모근 구조에 전달될 때, 혈관 조직에서 혈관벽 외층을 통해 전도된 것과 비슷하게, 특히 모근 구조의 바깥층인 외모근초와 섬유성 결합조직을 따라서 나타나는 것을 확인하였다.
이에 따라, 모근 조직에 가해지는 전기적 신호의 세기를 조절하여 현재 난치성 병변인 탈모의 개선과 영구적 제모의 치료 효과를 기대할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명을 이용한 기미 치료시에는 치료 효과를 높이고 재발율을 낮추기위해, 레이저 토닝, 약물 요법 등등 기존의 치료법과 병행 시술이 가능하다.
정리컨대, 본 발명에 의하면 혈관 조직에만 열반응을 주로 일으켜, 그외 조직의 불필요한 화상 및 손상을 예방할 수 있게 된다.
아울러, 휴지 구간을 구비한 펄스 방식으로 전기적 신호를 인가함으로써, 주변 조직의 불필요한 손상 예방과 과도한 혈관 조직 손상 예방을 할 수 있게 되며, 주변 조직의 불필요한 열 손상을 최소화함으로써 시술 후 회복 기간을 단축하고, 부작용의 발생 위험을 줄일 수 있게 된다.
아울러, 본 발명에 의하면, 혈관 조직의 열 반응의 정도를 조절하기가 용이하게 됨으로써, 과다한 혈관 손상시 발생하는 시술 후 멍 자국, 과보상성 혈관 과증식 등을 예방할 수 있다.
아울러, 본 발명에 의하면 기존의 치료와는 달리 침습형 전극을 활용함으로써 피부 내 깊숙한 위치의 혈관 조직도 치료가 가능하게 되며, 피부 내 혈관 조직을 고르게 치료할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 양극성 전극을 사용함으로써, 전기 전도가 국소 병변 내에 국한되어 전신에 전기장이 걸리게 되는 단극성 전극을 쓰는 경우보다 더욱 안전하며, 심장 질환, 심장 박동기 치료 환자의 경우 전신 효과에 의한 위험을 예방할 수 있다.
아울러, 본 발명에 의하면 혈관 조직만 선택적으로 치료할 수 있게 됨으로써, 열 반응에 의해 유발되는 통증을 줄일 수 있어 더욱 편안한 시술을 받을 수 있게 된다.
아울러, 본 발명에 의한 피부내 혈관 치료 장치는 단지 피부과 영역의 응용에만 국한되는 것이 아니라, 피부과 영역을 포함해서, 구강, 인두, 후두, 식도, 위, 소장, 대장, 항문, 간, 이자, 쓸개, 비장 등을 포함한 소화기관, 기관, 폐, 흉막, 흉벽을 포함한 호흡기관, 뇌, 척수를 포함한 모든 신경기관, 피하(subcutaneous) 조직 등의 모든 의학 영역의 조직내 혈관을 치료하는 데에 더 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
본 발명은 의료 장비 산업에서의 산업상 이용 가능성이 인정된다.

Claims (17)

  1. 시술 대상 피부에 삽입되며, 상기 피부내 혈관에 전기적 신호를 가하는 복수의 전극;
    상기 복수의 전극과 전기적으로 연결되어 있는 전기적 신호 발생부; 및
    상기 전기적 신호 발생부에 전원을 공급하는 전원 공급부
    를 포함하는 피부내 혈관의 치료 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극에 전도되는 전기적 신호는 적어도 1회의 휴지기를 두고 반복해서 전도되는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극 중 2개의 전극 사이에는 상기 피부내 혈관이 위치하는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극 사이에 전기장이 형성되는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극 사이에 교류 전기장이 형성되는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 전극은 양극성(bipolar) 체계를 포함하는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극은 상기 피부 내로 삽입되지 않고 상기 피부 표면에 접촉만 하는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 피부내 혈관의 치료 장치의 사용 목적이, 기미, 혈관성 기미, 과색소 침착, 저색소 침착, 주사, 홍조, 홍반, 및 모세혈관 확장 중 적어도 하나의 증상 개선인 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전극의 상기 시술 대상 피부 내 삽입된 부위에 인가된 전기적 신호에 의해 상기 피부내 혈관에 열 손상이 가해지는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전극의 상기 시술 대상 피부 내 삽입된 부위에 인가된 전기적 신호에 의해 상기 피부내 혈관의 외피층에 열 손상이 가해지는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전극이 삽입된 피부 조직에서 상기 전극과 인접한 영역과, 상기 피부내 혈관 및 상기 혈관의 인접 영역에 열 손상이 가해지는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전극이 삽입된 피부 조직에서 상기 전극과 인접한 영역과, 상기 피부내 혈관의 인접 조직 영역 사이의 피부 조직 영역에는 열 손상이 가해지지 않는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극은 상기 시술 대상 피부의 진피층까지 삽입되는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 신호 발생부는, 주파수가 0.1MHz 내지 100MHz 인 고주파 신호 발생 장치인 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전극의 상기 시술 대상 피부로의 삽입 깊이, 상기 전극에 인가되는 전압값, 상기 전극으로부터 전달되는 전력값, 상기 전극에 상기 전기적 신호가 인가되는 시간, 상기 전극에 상기 전기적 신호가 인가되지 않은 휴지기 중 적어도 하나를 미리 설정할 수 있는 것인 피부내 혈관의 치료 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극을 고정하는 고정부를 구비하는 전극 모듈을 더 포함하는 피부내 혈관의 치료 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전극 또는 전극 모듈을 구동시켜 상기 전극이 피부 내로 삽입되게 하는 구동부를 더 포함하는 피부내 혈관의 치료 장치.
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