WO2019088690A1 - 뇌내 약물 주입 장치 및 뇌내 약물 주입 방법 - Google Patents

뇌내 약물 주입 장치 및 뇌내 약물 주입 방법 Download PDF

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이정민
정우람
이정일
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Definitions

  • Fig. 2 is a cross-sectional view schematically showing the drug intramuscular injection device of Fig. 1;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a part of a drug infusion device according to an embodiment of the present invention installed on a head of a patient.
  • a drug intramuscular injection device 1000 is installed in a head 10 of a patient with Alzheimer's disease.
  • the intra-cerebral drug infusion device 1000 installed at the head 10 of the patient means that the body 110, the tube 120 and the cap 130 are combined.
  • the in-brain drug injector 1000 shown in FIG. 1 or the like is prepared, and the skull 10b of the patient's head with Alzheimer's dementia is punctured. At this time, it is needless to say that the skin 13 covering the skull 10b is cut to expose the puncturing position of the skull 10b.
  • the syringe needle 151 is inserted into the tube portion 120 to reach the in-brain portion of the patient. Thereafter, the process of supplying the therapeutic drug M stored in the syringe 150 to the in-vivo part of the patient by operating the syringe 150 is repeated.

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Abstract

본 발명은 최상면의 제1 개구 및 최하면의 제2 개구 사이에서 연장되는 관통홀을 갖는, 바디부, 상기 관통홀 내면의 적어도 일부에 대응하는 형상을 갖고, 상기 제1 개구에 삽입되어 상기 제1 개구를 덮는, 캡부 및 일측 단부는 상기 제2 개구에 결합되고, 타측 단부는 뇌내 환부를 향해 연장되는, 튜브부를 구비하는 뇌내 약물 주입장치를 제공한다.

Description

뇌내 약물 주입 장치 및 뇌내 약물 주입 방법
본 발명의 실시예들은 뇌내 약물 주입 장치 및 뇌내 약물 주입 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 알츠하이머형 치매 등의 퇴행성 뇌질환을 앓고 있는 환자의 뇌내 환부에 반복적으로 용이하게 줄기세포 또는 뇌질환 치료 약물을 투여할 수 있는 뇌내 약물 주입 장치 및 뇌내 약물 주입 방법에 관한 것이다.
알츠하이머형 치매는 노인에게 주로 나타나는 치매의 주요 원인 가운데 하나인데, 병리조직학적으로는 뇌의 전반적인 위축, 뇌실의 확장, 신경섬유의 다발성 병변과 초로성 반점 등의 특징을 보인다.
현재 미국에서는 65~74세 인구의 약 3%, 75~84세 인구의 약 19%, 85세 이상 인구의 50%가 이 병을 앓고 있다고 하며, 우리나라에서도 농촌지역을 대상으로 한 최근의 연구에 의하면 농촌지역 60세 이상의 인구에서 약 21%가 치매양상을 보이고, 이 중 63%가 알츠하이머형 치매인 것으로 보고되고 있다. 고령화 사회로 인한 노인인구의 급격한 증가와 함께, 앞으로 알츠하이머형 치매 환자의 수가 더욱 늘어날 것으로 예상되고 있다.
이처럼 심각해지고 있는 알츠하이머형 치매 환자의 치료를 위한 방안으로 줄기세포를 환자의 뇌에 직접 주입해 치료하는 방법이 연구되고 있다. 다양한 알츠하이머병 치료제들이 뇌내에 전달되기 위해 많은 방법이 시도되고 있지만, 혈관을 통한 투여의 경우 뇌혈관 장벽(brain blood barrier)의 통과와 관련하여 어려움을 겪고 있다. 때문에 줄기세포를 이용한 알츠하이머 치매의 치료 효과를 극대화하기 위해서는 줄기세포를 환자의 뇌내의 정확한 위치에 반복적으로 투여하는 것이 가장 중요하다.
그러나, 현재까지 뇌내에 줄기세포를 투여할 수 있는 기기와 이를 이용한 알츠하이머 질환의 치료 사례가 국제적으로 전무한 실정이어서, 줄기세포를 환자의 뇌내에 투여하는 시술방법상 많은 어려움이 있다.
또한, 줄기세포의 투여를 위해서 사용되는 투여장치(delivery device)의 경우 가이드(guide)가 휘어져서 뇌수술용 네비게이션 시스템을 사용하더라도 정확한 위치에 투입할 수가 없어 시술의 정확도가 낮아질 위험성이 있다. 이러한 문제점은 반복 투여의 경우에서도 마찬가지로 재현되는데, 특히 같은 부위에 반복투여를 할 경우, 여전히 가이드의 정확도가 낮고 동일한 과정의 재수술을 수행하여야 한다는 점에서 환자들에게 상당히 번거로운 일이 아닐 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 알츠하이머형 치매 등의 퇴행성 뇌질환을 앓고 있는 환자의 뇌내 환부에 반복적으로 용이하게 줄기세포 또는 뇌질환 치료 약물을 투여할 수 있는 뇌내 약물 주입 장치 및 뇌내 약물 주입 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예들은 뇌내 약물 주입 장치 및 뇌내 약물 주입 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 최상면의 제1 개구 및 최하면의 제2 개구 사이에서 연장되는 관통홀을 갖는, 바디부, 상기 관통홀 내면의 적어도 일부에 대응하는 형상을 갖고, 상기 제1 개구에 삽입되어 상기 제1 개구를 덮는, 캡부 및 일측 단부는 상기 제2 개구에 결합되고, 타측 단부는 뇌내 환부를 향해 연장되는, 튜브부를 구비하는 뇌내 약물 주입장치가 제공된다.
상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 환자의 뇌내 환부에 줄기세포 또는 뇌질환 치료 약물을 반복적으로 투여하는 작업을 안전하게 수행할 수 있다.
또한, 피부를 절개하지 않고도 줄기세포 또는 뇌질환 치료 약물의 투여가 가능하므로, 수술 절차가 간편해지고 환자의 신체적 고통 및 경제적 부담을 경감시킬 수 있다.
물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌내 약물 주입 장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 뇌내 약물 주입 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 바디부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌내 약물 주입 장치의 일부를 환자의 두부에 설치한 모습을 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌내 약물 주입 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 최상면의 제1 개구 및 최하면의 제2 개구 사이에서 연장되는 관통홀을 갖는, 바디부, 상기 관통홀 내면의 적어도 일부에 대응하는 형상을 갖고, 상기 제1 개구에 삽입되어 상기 제1 개구를 덮는, 캡부 및 일측 단부는 상기 제2 개구에 결합되고, 타측 단부는 뇌내 환부를 향해 연장되는, 튜브부를 구비하는 뇌내 약물 주입장치가 제공된다.
상기 관통홀은, 상기 캡부가 삽입된 제1 관통부, 상기 튜브부가 삽입된 제3 관통부 및 상기 제1 관통부 및 상기 제3 관통부를 연결하는 제2 관통부를 포함할 수 있다.
상기 제1 관통부의 상기 최상면 방향의 단면적은 상기 최하면 방향의 단면적보다 클 수 있다.
상기 제1 관통부의 내면은 깔때기 형상을 가질 수 있다.
상기 캡부의 상기 제1 관통부에 삽입된 부분은 상기 제1 관통부의 상기 내면에 대응하는 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 관통부의 적어도 일부는 상기 캡부와 나사결합할 수 있다.
상기 제2 관통부의 단면적은 상기 제3 관통부의 단면적보다 작을 수 있다.
상기 바디부는, 내부에 상기 관통홀이 형성된 컬럼부 및 상기 컬럼부로부터 연장되어 상기 컬럼부의 외측으로 돌출되며, 상기 제1 개구를 둘러싸는 복수개의 나사홀들을 구비한 플랜지부를 포함할 수 있다.
상기 캡부는 투광성 물질을 포함할 수 있다.
상기 캡부는 실리콘을 포함할 수 있다.
상기 튜브부는 상기 바디부의 상기 제2 개구에 삽입될 수 있다.
상기 튜브부는 상기 바디부와 일체로 형성될 수 있다.
상기 캡부는 상기 바디부와 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 최상면의 제1 개구 및 최하면의 제2 개구 사이에서 연장되는 관통홀을 갖는 바디부와, 상기 관통홀 내면의 적어도 일부에 대응하는 형상을 갖는 캡부와, 상기 관통홀의 제2 개구에 결합된 튜브부를 구비하는 뇌내 약물 주입 장치를 준비하는 단계, (b) 알츠하이머형 치매를 포함하는 퇴행성 뇌질환을 가진 환자의 두개골에 구멍을 뚫는 단계, (c) 상기 구멍을 통해 상기 바디부, 상기 캡부 및 상기 튜브부의 결합체를 환자의 뇌실질 안으로 삽입하는 단계, (d) 상기 튜브부에 가이딩 로드를 삽입하여 상기 튜브부의 단부가 환자의 뇌내 환부 방향으로 이동하도록 가이드하는 단계, (e) 상기 튜브부의 상기 단부가 뇌내 환부에 도달할 시, 상기 바디부를 두개골에 결합한 후, 상기 결합체로부터 상기 가이딩 로드를 제거하는 단계 및 (f) 상기 캡부를 거쳐 상기 튜브부에 약물이 저장된 주사기의 바늘을 삽입하여, 상기 약물을 뇌내 환부로 공급하는 단계를 포함하는, 뇌내 약물 주입 방법이 제공된다.
(g) 상기 두개골을 덮도록 봉합된 피부의 상기 캡부에 중첩되는 부분에 약물이 저장된 주사기의 바늘을 통과시켜 상기 (f) 단계를 반복하여 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 바디부는, 내부에 상기 관통홀이 형성된 컬럼부 및 상기 컬럼부로부터 연장되어 상기 컬럼부의 외측으로 돌출되며, 상기 제1 개구를 둘러싸는 복수개의 나사홀들을 구비한 플랜지부를 포함할 수 있다.
상기 (e) 단계는, 상기 플랜지부와 두개골 사이에 받침부를 개재한 후, 상기 복수개의 나사홀들에 나사를 삽입하여 상기 플랜지부를 두개골에 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 받침부는 쐐기 형상을 가질 수 있다.
상기 캡부는 투광성 물질을 포함할 수 있다.
상기 캡부는 실리콘을 포함할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명함에 있어 실질적으로 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌내 약물 주입 장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 뇌내 약물 주입 장치를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 바디부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌내 약물 주입 장치(1000)는 바디부(110), 튜브부(120) 및 캡부(130)를 구비한다.
먼저 바디부(110)는 중심에 관통홀(TH)을 갖는데, 구체적으로, 관통홀(TH)은 바디부(110)의 최상면(X1)에 형성된 제1 개구(OP1) 및 바디부(110)의 최하면(X2)에 형성된 제2 개구(OP2) 사이에서 연장된다. 이로써 관통홀(TH)을 통해 주사기 등과 같은 약물 주입 기구가 뇌내 약물 주입 장치(1000)에 드나들 수 있게 된다.
관통홀(TH)은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 관통부(TH1), 제2 관통부(TH2) 및 제3 관통부(TH3)를 포함한다.
제1 관통부(TH1)는 관통홀(TH)에 있어서 캡부(130)가 삽입되는 부분으로, 크게 캡부(130)와 나사결합하는 부분과, 캡부(130)와 밀착하는 부분으로 나뉠 수 있다. 이 중 캡부(130)와 나사결합하는 부분은 제1 관통부(TH1)의 상부에 위치하는 부분으로, 캡부(130)를 바디부(110)에 나사결합시킬 수 있도록 내면에 캡부(130)의 나사산에 대응하는 나선홈이 형성될 수 있다. 물론 이에 한정되는 것은 아니고, 캡부(130)의 외주면에 나선홈이 형성되어 있고, 캡부(130)와 나사결합하는 부분에 나사산이 형성될 수도 있다.
제1 관통부(TH1) 중 캡부(130)와 밀착하는 부분은 제1 관통부(TH1)의 하부에 위치하는 부분으로, 캡부(130)와 밀착되도록 캡부(130)에 대응하는 형상을 갖는다. 캡부(130)와 밀착하는 부분은 최상면(X1) 방향의 단면적이 최하면(X2) 방향의 단면적보다 크게 형성될 수 있는데, 일 실시예로 깔때기 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 캡부(130)와 밀착하는 부분을 단순히 테이퍼 형상을 갖도록 형성할 수도 있다. 이와 같이 제1 관통부(TH1)의 최상면(X1) 방향의 단면적을 상대적으로 크게 형성함에 따라 주사기 등이 제1 관통부(TH1)에 용이하게 삽입될 수 있다. 또한, 제1 관통부(TH1)의 단면적이 제2 관통부(TH2)에 가까울수록 감소하도록 형성함에 따라, 주사기의 바늘만을 통과시켜 약물의 투여량을 미세하게 조절할 수 있다.
제3 관통부(TH3)는 관통홀(TH)에 있어서 튜브부(120)가 삽입되는 부분으로, 제3 관통부(TH3)의 내경은 튜브부(120)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 도 1 등에는 도시되지 않았으나, 튜브부(120)와 제3 관통부(TH3)는 서로 나사결합할 수도 있다.
제2 관통부(TH2)는 제1 관통부(TH1) 및 제3 관통부(TH3)를 연결하는 부분으로, 도 3에 도시된 바와 같이 제3 관통부(TH3)의 내경보다 작은 내경을 가질 수 있다. 예컨대, 제2 관통부(TH2)의 내경은 제3 관통부(TH3)에 삽입되는 튜브부(120)의 내경과 대략 동일할 수 있다. 또한, 제2 관통부(TH2)의 내면은 제1 관통부(TH1)의 내면과 연장되도록 형성될 수 있다. 이로써 제1 관통부(TH1), 제2 관통부(TH2) 및 제3 관통부(TH3)에 삽입된 튜브부(120)는 최상면(X1)에서 최하면(X2)까지 연장된 일체형의 관통구로서 기능할 수 있다.
한편, 바디부(110)는 외주면의 형상에 따라 컬럼부(111) 및 플랜지부(112)로 구분될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 컬럼부(111)는 기둥 형상을 갖는 부분으로, 관통홀(TH)의 대부분은 컬럼부(111)의 내부에 형성되어 있다. 컬럼부(111)는 반드시 원기둥일 필요는 없으며, 테이퍼, 다각기둥 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
플랜지부(112)는 컬럼부(111)로부터 연장되어 컬럼부(111)의 상부에 위치하는 부분이다. 플랜지부(112)는 판 형상을 가지며, 컬럼부(111)의 외측으로 돌출되도록 형성된다. 플랜지부(112)의 최상면(X1)에는 제1 개구(OP1)가 형성되어 있는데, 여기서 제1 개구(OP1)는 캡부(130)가 삽입되는 제1 관통부(TH1)의 입구에 해당한다. 따라서 플랜지부(112)에는 제1 관통부(TH1) 중에서도 캡부(130)와 나사결합하는 부분이 위치할 수 있다.
또한, 플랜지부(112)는 제1 개구(OP1)를 둘러싸는 복수개의 나사홀(112a)들을 구비한다. 도 1에는 복수개의 나사홀(112a)들이 세 개인 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 복수개의 나사홀(112a)들은 두 개 이상의 다양한 개수로 형성될 수 있다. 이로써 나사, 볼트, 핀 등의 체결부재가 복수개의 나사홀(112a)들에 삽입되어 플랜지부(112)를 환자의 두개골 등에 견고하게 결합시킬 수 있다.
다음으로, 튜브부(120)는 가늘고 긴 관형의 부재로서, 튜브부(120)의 제2 단부(122)는 바디부(110)의 제2 개구(OP2)에 삽입될 수 있다. 튜브부(120)의 제1 단부(121)는 환자의 뇌내 환부에 접근하는 부분으로, 뇌 조직 속에 쉽게 삽입될 수 있도록 테이퍼형으로 뾰족하게 가공될 수 있다. 이와 같은 튜브부(120)에는 주사기 바늘 등이 삽입되어 상기 주사기 바늘로부터 배출되는 약물이 제1 단부(121) 근처에 위치한 환부에 공급된다. 따라서 뇌내 환부의 위치에 따라 튜브부(120)의 길이는 다양하게 조절될 수 있다.
한편, 도 1 등에는 튜브부(120)와 바디부(110)가 별개의 부재인 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 튜브부(120)와 바디부(110)는 일체로 형성될 수도 있다.
다음으로, 캡부(130)는 바디부(110)의 제1 개구(OP1)에 삽입되어 제1 개구(OP1)를 덮는 부재이다. 캡부(130)는 덮개부(131), 나사산부(132) 및 밀착부(133)의 세 부분으로 구분할 수 있다.
이 중 덮개부(131)는 제1 개구(OP1)를 덮는 부분으로, 제1 개구(OP1)의 크기보다 크게 형성되어 제1 개구(OP1)를 외부로부터 차단시킬 수 있다. 이로써 외부의 이물질 등이 제1 개구(OP1)를 통해 뇌 조직 속에 유입되는 것을 방지할 수 있다. 덮개부(131)는 얇은 판 형상을 가지며, 중심부가 솟아오른 구릉 형태로 가공될 수 있다.
덮개부(131)로부터 연장된 나사산부(132)는 외측면에 나사산이 형성되어 있다. 이로써 캡부(130)의 나사산부(132)는 플랜지부(112)의 중심에 형성된 나선형 홈에 결합될 수 있다. 즉, 나사산부(132)는 전술한 제1 관통부(TH1) 중 캡부(130)와 나사결합하는 부분에 결합된다.
나사산부(132)로부터 연장된 밀착부(133)는 단면적이 점진적으로 감소하는 부분이다. 밀착부(133)는 전술한 제1 관통부(TH1) 중 캡부(130)와 밀착하는 부분의 내면에 대응하는 형상을 가지며, 이로써 밀착부(133)는 상기 제1 관통부(TH1) 중 캡부(130)와 밀착하는 부분에 끼워맞춰질 수 있다.
또한, 캡부(130)는 주사기 바늘 등이 통과할 수 있도록 유연한 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상대적으로 작은 내경을 갖는 제2 관통부(TH2) 및 제3 관통부(TH3)에 주사기 바늘 등을 정확히 삽입시킬 수 있도록 캡부(130)는 투명 또는 반투명 재질로 형성될 수 있다. 즉, 캡부(130)는 투광성 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 캡부(130)는 유연하면서도 투광성을 갖는 실리콘으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 바디부(110), 튜브부(120) 및 캡부(130)는, 환자의 신체 내부에 설치되는 부재들이므로 의료 등급(medical grade)의 소재로 형성될 필요가 있다. 아울러 MRI 영상 촬영 등이 가능하도록 비금속 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌내 약물 주입 장치의 일부를 환자의 두부에 설치한 모습을 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 뇌내 약물 주입 장치(1000)를 알츠하이머형 치매 환자의 두부(10)에 설치한다. 이때 환자의 두부(10)에 설치되는 뇌내 약물 주입 장치(1000)는 바디부(110), 튜브부(120) 및 캡부(130)가 결합된 것을 의미한다.
바디부(110)는 환자의 두개골(10b)에 결합되는데, 환자의 두개골(10b)은 곡면을 가지므로 환자의 두개골(10b) 상에 플랜지부(112)를 결합할 시 들뜨거나 비뚤어지는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 플랜지부(112)와 두개골(10b) 사이에 받침부(145)를 개재할 수 있다. 이로써 플랜지부(112) 하면을 평평하게 하여 나사가 두개골(10b) 내부에 안정적으로 삽입될 수 있다.
받침부(145)는 플랜지부(112)와 두개골(10b) 사이의 경사진 틈을 메울 수 있도록 쐐기 형상을 가질 수 있다. 그러나 상기 틈의 경사가 심하지 않은 경우, 받침부(145)는 두께가 일정한 판재 형태로 형성될 수도 있다. 또한, 나사가 받침부(145) 하부의 두개골(10b) 내부에 삽입되도록 받침부(145)에는 별도의 나사홀(145a)이 형성될 수 있다. 이때 받침부(145)의 나사홀(145a)이 플랜지부(112)의 나사홀(112a)에 연결될 수 있도록 받침부(145)의 위치를 적절히 조정할 필요가 있다.
한편, 튜브부(120)가 환자의 뇌내 환부까지 최단 거리로 도달할 수 있도록 튜브부(120) 내부에는 가이딩 로드(140)가 삽입된다. 가이딩 로드(140)는 직선형 막대로서 튜브부(120)를 뇌내 환부 방향으로 가이드한다. 따라서 가이딩 로드(140)는 튜브부(120) 내부에 끼워맞춤이 가능한 굵기로 제작되며, 뇌 조직 속으로 삽입될 시 휘어지지 않도록 강도가 높은 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 가이딩 로드(140)는 티타늄, 니티놀(nitinol), 스테인리스 스틸 중 적어도 하나를 포함하도록 형성될 수 있다.
또한, 가이딩 로드(140)는 가이딩 과정에서 튜브부(120)의 형상을 유지할 수 있도록 튜브부(120)의 내면에 대응하는 형상을 갖도록 가공될 수 있다. 따라서 환부에 접근하는 튜브부(120)의 단부 형상에 대응하여, 가이딩 로드(140)의 환부 방향 단부 또한 뾰족하게 형성될 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 11을 참조하여, 환자의 두개골에 뇌내 약물 주입 장치를 설치하여 뇌내 환부에 약물을 투여하는 과정에 대해 구체적으로 설명한다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌내 약물 주입 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
먼저 도 5에 도시된 바와 같이, 도 1 등에 도시된 뇌내 약물 주입 장치(1000)를 준비하고, 알츠하이머형 치매를 앓는 환자 두부의 두개골(10b)을 천공한다. 이때 두개골(10b)을 덮고 있는 피부(13)를 절개하여 두개골(10b)의 천공 위치를 노출시켜야 함은 물론이다.
이후 두개골(10b)에 형성된 구멍 내부에 튜브부(120), 바디부(110) 및 캡부(130)의 결합체인 뇌내 약물 주입 장치(1000)를 설치하고, 가이딩 로드(140)를 캡부(130)가 바디부(110)에 결합되어 있는 상태에서 캡부(130) 중심의 솟아오른 부분에 관통시킨다. 이에 따라 캡부(130)에서 튜브부(120)로 연장되는 삽입홀(IH)이 형성되고, 이 삽입홀(IH)을 통해 가이딩 로드(140)를 튜브부(120)에 삽입하여 튜브부(120)의 제1 단부(121)가 환자의 뇌실질(15) 속 환부(12) 방향으로 이동하도록 가이드한다. 이와 같은 가이딩 과정을 거쳐 튜브부(120)의 제1 단부(121)가 환부(12)에 도달할 시 바디부(110)를 두개골(10b)에 결합한다. 구체적으로는, 플랜지부(112)에 형성된 복수개의 나사홀(112a)들에 나사(112b)를 삽입하여 플랜지부(112)를 두개골(10b)에 체결하게 된다.
이때 도 4에 도시된 바와 같이 두개골(10b)의 천공 위치에 따라 플랜지부(112)와 두개골(10b) 사이에는 받침부가 개재될 수도 있다. 그러나, 이하 설명의 편의를 위해 받침부가 생략된 경우를 중심으로 구체적으로 설명한다.
다음으로 도 6에 도시된 바와 같이, 가이딩 로드(140)를 뇌내 주입 장치(1000)로부터 제거하고, 이후 도 7에 도시된 바와 같이, 주사기 바늘(151)을 캡부(130)에서 튜브부(120)로 연장되는 삽입홀(IH)을 통해 튜브부(120)에 삽입한다. 이때 주사기 바늘(151)은 환부 근처에 위치한 튜브부(120)의 제1 단부(121)까지 이동하게 된다.
다음으로 도 8에 도시된 바와 같이, 주사기(150)를 작동시켜 주사기에 저장되어 있던 약물(M)을 뇌내 환부에 공급한다. 여기서 약물(M)이라 함은 알츠하이머형 치매를 포함하는 뇌 퇴행성 질환을 치료하기 위한 약물로, 예컨대 줄기세포일 수 있다.
이와 같이 약물(M)을 소정의 양만큼 투여한 후, 주사기 바늘(151)을 뇌내 주입 장치(1000)로부터 제거한다. 이때 주사기 바늘(151)을 빼내면서 식염수(S)를 식염수 공급관(152)을 통해 투입할 수 있다. 한편, 도 8에 도시되지는 않았으나, 주사기 바늘(151)을 빼낸 후 캡부(130)에 잔존하는 삽입홀(IH)은, 캡부(130)의 재질상 특성(예컨대, 실리콘)으로 인하여 내부 통로의 적어도 일부가 메워질 수 있고, 이로써 외부로부터의 이물질 유입을 최소화할 수 있다.
다음으로 도 9에 도시된 바와 같이, 피부(13)를 봉합하여 뇌내 약물 주입 장치(1000)를 완전히 덮어 둔다. 이로써 알츠하이머형 치매 환자에 대한 1회의 뇌내 약물 투여 과정이 완료된다.
한편, 줄기세포와 같은 약물(M)의 최초 투여 후 3개월 내지 6개월이 경과하면, 약물(M)의 효력이 떨어지게 되므로, 이러한 경과 시점에 약물(M)을 반복적으로 투여할 필요가 있다. 즉, 소정의 기간이 지나 환자의 뇌내에 약물을 반복 투여해야 할 경우, 다음의 과정을 거치게 된다.
먼저 도 10에 도시된 바와 같이, 환자의 두부에 설치해 둔 뇌내 약물 주입장치(1000)에 주사기 바늘(151)을 삽입한다. 구체적으로, 캡부(130)가 피부(13) 하부에 매립된 상태에서, 피부(13)의 캡부(130) 중심에 중첩되는 부분을 주사기 바늘(151)로 관통시킨다. 이때 피부(13)의 주사기 바늘(151)에 의해 관통되는 부분은 캡부(130) 중심의 솟아오른 형상에 대응하여 외부로 돌출될 수 있다.
이와 같이 주사기 바늘(151)이 캡부(130)를 통과하여 튜브부(120) 내부에 적절히 삽입될 수 있도록, 캡부(130)는 유연한 재질로 형성될 수 있다. 또한, 캡부(130)는 투광성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 캡부(130)는 실리콘을 포함할 수 있다.
다음으로 도 11에 도시된 바와 같이, 주사기 바늘(151)을 튜브부(120)에 삽입하여 환자의 뇌내 환부에 도달하도록 한다. 이후 주사기(150)를 작동시켜 주사기(150)에 저장되어 있던 치료 약물(M)을 환자의 뇌내 환부에 공급하는 과정을 반복하게 된다.
도 10 및 도 11에 도시된 뇌내 약물 주입 방법에 따르면, 환자의 뇌내에 약물을 반복 투여해야 하는 경우, 복잡한 투여 과정을 거칠 필요 없이 이미 설치되어 있는 뇌내 약물 주입 장치(1000)에 주사기 바늘(151)만 삽입하면 된다. 이때 캡부(130)를 분리할 필요 없이 주사기 바늘(151)이 그대로 캡부(130)를 관통할 수 있으므로, 환자의 두부를 천공하고 주사기(150)를 삽입하는 번거로운 과정을 상당 부분 생략할 수 있다. 또한, 캡부(130)가 바디부(110)의 관통홀(TH)을 덮고 있는 상태에서 약물(M)을 투여하므로, 이물질 등이 뇌내로 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌내 약물 주입 장치 및/또는 뇌내 약물 주입 방법을 이용하는 경우, 환자의 뇌내 환부에 줄기세포 또는 뇌질환 치료 약물을 반복적으로 투여하는 작업을 안전하게 수행할 수 있다. 또한, 피부를 절개하지 않고도 줄기세포 또는 뇌질환 치료 약물의 투여가 충분히 가능하므로, 수술 절차가 간편해지고 환자의 신체적 고통 및 경제적 부담을 경감시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 환자의 뇌내 환부에 줄기세포 또는 뇌질환 치료 약물을 반복적으로 안전하게 투여할 수 있는 뇌내 약물 주입 장치 및 뇌내 약물 주입 방법이 제공되며, 이러한 뇌내 약물 주입 장치 및 뇌내 약물 주입 방법은 알츠하이머형 치매 등과 같은 퇴행성 뇌질환 환자나 뇌수술을 받은 환자의 치료에 이용되며, 그 밖에 뇌내에 약물 주입이 필요한 다양한 환자의 치료에 이용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 최상면의 제1 개구 및 최하면의 제2 개구 사이에서 연장되는 관통홀을 갖는, 바디부;
    상기 관통홀 내면의 적어도 일부에 대응하는 형상을 갖고, 상기 제1 개구에 삽입되어 상기 제1 개구를 덮는, 캡부; 및
    일측 단부는 상기 제2 개구에 결합되고, 타측 단부는 뇌내 환부를 향해 연장되는, 튜브부;를 구비하는 뇌내 약물 주입장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통홀은,
    상기 캡부가 삽입된 제1 관통부;
    상기 튜브부가 삽입된 제3 관통부; 및
    상기 제1 관통부 및 상기 제3 관통부를 연결하는 제2 관통부;를 포함하는, 뇌내 약물 주입 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 관통부의 상기 최상면 방향의 단면적은 상기 최하면 방향의 단면적보다 큰, 뇌내 약물 주입 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 관통부의 내면은 깔때기 형상을 갖는, 뇌내 약물 주입 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 캡부의 상기 제1 관통부에 삽입된 부분은 상기 제1 관통부의 상기 내면에 대응하는 형상을 갖는, 뇌내 약물 주입 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 관통부의 적어도 일부는 상기 캡부와 나사결합하는, 뇌내 약물 주입 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 관통부의 단면적은 상기 제3 관통부의 단면적보다 작은, 뇌내 약물 주입 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디부는,
    내부에 상기 관통홀이 형성된 컬럼부; 및
    상기 컬럼부로부터 연장되어 상기 컬럼부의 외측으로 돌출되며, 상기 제1 개구를 둘러싸는 복수개의 나사홀들을 구비한 플랜지부;를 구비하는, 뇌내 약물 주입 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡부는 투광성 물질을 포함하는, 뇌내 약물 주입 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 캡부는 실리콘을 포함하는, 뇌내 약물 주입 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 튜브부는 상기 바디부의 상기 제2 개구에 삽입되는, 뇌내 약물 주입 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브부는 상기 바디부와 일체로 형성되는, 뇌내 약물 주입 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡부는 상기 바디부와 일체로 형성되는, 뇌내 약물 주입 장치.
  14. (a) 최상면의 제1 개구 및 최하면의 제2 개구 사이에서 연장되는 관통홀을 갖는 바디부와, 상기 관통홀 내면의 적어도 일부에 대응하는 형상을 갖는 캡부와, 상기 관통홀의 제2 개구에 결합된 튜브부를 구비하는 뇌내 약물 주입 장치를 준비하는 단계;
    (b) 알츠하이머형 치매를 포함하는 퇴행성 뇌질환을 가진 환자의 두개골에 구멍을 뚫는 단계;
    (c) 상기 구멍을 통해 상기 바디부, 상기 캡부 및 상기 튜브부의 결합체를 환자의 뇌실질 안으로 삽입하는 단계;
    (d) 상기 튜브부에 가이딩 로드를 삽입하여 상기 튜브부의 단부가 환자의 뇌내 환부 방향으로 이동하도록 가이드하는 단계;
    (e) 상기 튜브부의 상기 단부가 뇌내 환부에 도달할 시, 상기 바디부를 두개골에 결합한 후, 상기 결합체로부터 상기 가이딩 로드를 제거하는 단계; 및
    (f) 상기 캡부를 거쳐 상기 튜브부에 약물이 저장된 주사기의 바늘을 삽입하여, 상기 약물을 뇌내 환부로 공급하는 단계;를 포함하는, 뇌내 약물 주입 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    (g) 상기 두개골을 덮도록 봉합된 피부의 상기 캡부에 중첩되는 부분에 약물이 저장된 주사기의 바늘을 통과시켜 상기 (f) 단계를 반복하여 수행하는 단계;를 더 포함하는, 뇌내 약물 주입 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 바디부는,
    내부에 상기 관통홀이 형성된 컬럼부; 및
    상기 컬럼부로부터 연장되어 상기 컬럼부의 외측으로 돌출되며, 상기 제1 개구를 둘러싸는 복수개의 나사홀들을 구비한 플랜지부;를 구비하는, 뇌내 약물 주입 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는, 상기 플랜지부와 두개골 사이에 받침부를 개재한 후, 상기 복수개의 나사홀들에 나사를 삽입하여 상기 플랜지부를 두개골에 결합하는 단계를 포함하는, 뇌내 약물 주입 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 받침부는 쐐기 형상을 갖는, 뇌내 약물 주입 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 캡부는 투광성 물질을 포함하는, 뇌내 약물 주입 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 캡부는 실리콘을 포함하는, 뇌내 약물 주입 방법.
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