WO2021086057A1 - 약물주입장치 - Google Patents

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WO2021086057A1
WO2021086057A1 PCT/KR2020/014916 KR2020014916W WO2021086057A1 WO 2021086057 A1 WO2021086057 A1 WO 2021086057A1 KR 2020014916 W KR2020014916 W KR 2020014916W WO 2021086057 A1 WO2021086057 A1 WO 2021086057A1
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WO
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drug injection
injection device
main body
drug
skull
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PCT/KR2020/014916
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English (en)
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이부락
성지원
나덕렬
이승훈
이정민
정우람
김갑수
박낙순
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(주)서한케어
사회복지법인 삼성생명공익재단
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Definitions

  • the present invention relates to a drug injection device, and more particularly, to a drug injection device capable of repeatedly injecting a drug by implanting and fixing it on the skull of a small or medium-sized animal.
  • BBB blood-brain barrier
  • vertebrate animals used for the purpose of experiments or reared may be used.
  • small rodents among experimental animals such as mice and rats, have a small skull and a thin subcutaneous layer, so that when a drug injection device is installed, they may be exposed to the outside of the brain. Therefore, the drug injection device exposed to the outside has a high probability of being damaged or lost due to movement of an animal or being infected by external contamination.
  • the cost of the experiment increases due to frequent cases of death due to infection of bacteria during the experiment.
  • the present invention has been invented in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a drug injection device capable of repeatedly injecting drugs by transplanting and fixing them on the skull of small and medium-sized animals.
  • the drug injection device is located on the skull and is implanted and fixed in the subcutaneous layer in the drug injection device implanted in the skull of an animal. And a main body having a drug injection hole into which trocarnies are inserted in the center; A cover member positioned in the body receiving space, having a guide hole for guiding the drug injection in the center, and fixed to the skull; A guide member extending from the guide hole and positioned under the cover member to guide the trocar needles; And a sealing member that is installed between the main body and the cover member and prevents reverse flow of the drug and the introduction of external foreign substances.
  • the main body includes a main body; And a mounting portion extending on the main body and having at least one fixing hole for fixing and being mounted on the skull.
  • the mounting portion may have an inclined side portion leading to the skull from the upper portion of the body.
  • It is inserted into the fixing hole to fix the skull and the body, and may further include at least one fixing member.
  • the receiving space of the main body and the cover member may have a coupling groove or a coupling protrusion for locking one side in contact with each other.
  • the main body may satisfy at least one of Conditional Formula 1 and Conditional Formula 2 below.
  • D 1 denotes the outer diameter of the upper body
  • H 1 denotes the height of the main body
  • L 1 denotes the horizontal length of the main body.
  • the cover member may satisfy Conditional Formula 3 below.
  • D 2 means the outer diameter of the cover member
  • H 2 means the height of the cover member
  • the guide member has a curved end and may satisfy Conditional Formula 4 below.
  • L 2 means the length of the guide member.
  • the sealing member may satisfy Conditional Formula 5 below.
  • L 3 means the height of the sealing member.
  • At least one of the main body, the cover member, the sealing member, and the guide member may be made of polyetheretherketone, and the fixing member may be made of a titanium material.
  • the drug injection device enables daily activities without immune rejection in the state of being implanted in the animal brain for a long period of time, and is implanted in the subcutaneous layer of the animal brain and does not protrude upward. Since it cannot be peeled off, it has the advantage of not being lost or separated.
  • the drug injection device has the advantage that the cover member and the main body are primarily fastened to improve the fixing force even before fastening of the fixing member, and are not separated and separated even after long-term use.
  • the drug injection device can guide the drug to be repeatedly injected by accurately positioning the drug target point through the guide member.
  • the drug injection device according to the present invention has an effect of improving hygiene by preventing contaminants from penetrating into the brain by opening the drug injection port through repeated procedures by including a sealing member.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a state in which a drug injection device according to an embodiment of the present invention is mounted on the skull of an experimental animal.
  • FIG. 2 is a view showing the implanted state of FIG. 1 and the state after the implantation.
  • Figure 3 is a perspective view showing a drug injection device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a drug injection device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a schematic view for explaining the coupling relationship between the body and the cover member of the drug injection device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a schematic front view showing a separate drug injection device according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a schematic view showing a modified example of the guide member of Figure 4.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional perspective view showing an example in which a filter is added to the sealing member of the drug injection device according to embodiments of the present invention.
  • 9A is a view showing a fixing member of a drug injection device according to embodiments of the present invention.
  • Figure 9b is a schematic perspective view showing the head of the fixing member shown in Figure 9a.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a state in which a drug injection device according to an embodiment of the present invention is mounted on the skull of an experimental animal
  • FIG. 2 is a view showing the implanted state of FIG. 1 and the state after the implantation.
  • the drug injection device 10 is implanted in the skull 1 of an animal, is located on the skull 1 of an experimental animal, and is implanted and fixed in the subcutaneous layer 5 Can be.
  • the drug injection device 10 may inject a drug by inserting a trocar needle 7 in the center.
  • the upper drawing is a diagram in which the drug injection device 10 is implanted in the skull of a mouse.
  • the lower drawing is a view showing a state in which the scalp is covered again after the drug injection device 10 is implanted.
  • the drug injection device 10 can perform daily activities without immune rejection in a state of being implanted in the animal brain for a long time.
  • since it is implanted in the subcutaneous layer of the animal brain and does not protrude upward there is an advantage that it is not lost or separated because the animal cannot be peeled off by an external shock or the animal cannot be peeled off.
  • the trocar needle 7 may include an injection needle, an examination needle, or the like. It is not limited thereto, and various instruments and equipment other than the trocar needle 7 (e.g., stimulation leads, ablation probes or catheters, injection or fluid delivery devices, biopsy needles, extraction tools, etc.) are inserted to diagnose and/or Treatment procedures can be carried out.
  • various instruments and equipment other than the trocar needle 7 e.g., stimulation leads, ablation probes or catheters, injection or fluid delivery devices, biopsy needles, extraction tools, etc.
  • drugs that can be injected during an animal experiment using the drug injection device 10 according to the present invention may include all drugs that require various animal experiments related to various brain diseases.
  • the amyloid hypothesis (substances that inhibit ⁇ -amyloid protein production), A ⁇ protein aggregation inhibitors, tau aggregation inhibitor cholinease inhibitors, NMDA receptors or antagonists, cholinergic precursors, antioxidants, and dementia-related chemistry
  • Drugs human umbilical cord blood cells, human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells, neural stem cells, stem cells such as bone marrow stem cells, drugs to treat mental disorders such as Parkin's, depression, schizophrenia, brain tumors, and stroke-related drugs. have.
  • FIG 3 is a perspective view showing a drug injection device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a drug injection device according to an embodiment of the present invention.
  • the drug injection device 10 includes a main body 30, a cover member 50, a guide member 70, a sealing member 90, and a fixing member ( 40).
  • the body 30 has a receiving space 31b therein, the upper portion thereof is sealed, and a drug injection hole 31a into which the trocar needle 7 is inserted may be formed in the center.
  • the body 30 is made of a body portion 31 and a mounting portion 33 and may have a shape such as a hat.
  • the mounting portion 33 may be located at at least two points to be stably mounted on the skull (1).
  • the fixing member 40 is inserted into the fixing hole 33a to fix the skull 1 and the body 30, and may include at least one.
  • the cover member 50 is located in the receiving space of the main body 30, and a guide hole 50a for guiding drug injection is formed in the center, and may be fixed to the skull 1.
  • the guide member 70 extends from the guide hole 50a and is located under the cover member 50 to guide the trocar needle 7.
  • the sealing member 90 is installed between the main body 30 and the cover member 50, and it is possible to prevent reverse flow of drugs and the introduction of foreign substances.
  • the main body 30 may satisfy at least one of Equation 1 and Equation 2 below.
  • D 1 refers to the outer diameter of the upper body
  • H 1 refers to the height of the body
  • L 1 refers to the horizontal length of the mounting portion (33).
  • Equation 1 If it deviates from the lower limit of Equation 1, as the external size of the main body 30 decreases, durability becomes weak, and it may be difficult for a practitioner to handle. In addition, if it deviates from the upper limit of Equation 1, the body 30 may protrude outside the subcutaneous layer 5 as the external size of the main body 30 increases, and may be exposed, resulting in a risk of infection. Therefore, under the condition of Equation 1, it can be implanted in the subcutaneous layer 5 without pressing the brain of a small rodent, and the position of the body 30 can be confirmed by tactile sensation when the drug is repeatedly injected.
  • Equation 2 If it deviates from the lower limit of Equation 2, it may be difficult to fasten the fixing member 40 because the length of the mounting portion 33 is short. In addition, if it deviates from the upper limit of Equation 2, it can be positioned longer than the brain of a small rodent, thereby compressing the brain. Therefore, under the condition of Equation 2, the size of the small rodent's brain is not compressed and is not exposed to the outside after implantation in the subcutaneous layer 5 and is fixed to the optimum size.
  • FIG. 5 is a schematic view for explaining the coupling relationship between the main body and the cover member of the drug injection device according to an embodiment of the present invention.
  • the main body 31 of the drug injection device 10 has a receiving space 31b therein, and a cover member 50, a guide member 70, and a sealing member. At least one of (90) can be accommodated.
  • the body portion 31 may have a drug injection hole 31a into which the trocar needles 7 are inserted in the center.
  • the drug injection hole 31a has a shape that narrows downwards, such as a funnel, so that the drug can be well introduced into the guide member 70.
  • the mounting portion 33 is extended to the body portion 31 and at least one fixing hole 33a for being mounted and fixed to the skull 1 may be formed.
  • the cover member 50 is installed inside the main body 30, and is connected to the guide member 70 in the center, and a guide hole 50a for guiding the trocar needle 7 for injecting drugs to be inserted may be formed. have.
  • a concave coupling groove 33b may be formed along the inner periphery in the receiving space 31b of the main body 30 according to the present invention.
  • the cover member 50 may have a convex coupling protrusion 50b formed along the outer periphery.
  • Each of these coupling grooves 33b and coupling protrusions 50b may be locked in contact with each other at one side of the receiving space 31b and the cover member 50 of the main body 30.
  • the receiving space 31b and the cover member 50 of the main body 30 may have a coupling groove 33b or a coupling protrusion 50b for locking one side in contact with each other.
  • the main body 30 can be primarily coupled to the cover member 50 inserted into the skull 1, the main body 30 and the cover member 50 are coupled even before the fixing member 70 is lost or fastened. It has the advantage of improving the holding power and not separating even after long-term use.
  • the cover member 50 may satisfy Equation 3 below.
  • D 2 means the outer diameter of the cover member
  • H 2 means the height of the cover member
  • the space for accommodating the sealing member 90 may be small, and the function of the cover member 50 even if the size of the sealing member 90 is made small and accommodated. This can be lost.
  • the cover member 50 may push the main body 30 by the tension of the sealing member 90 to weaken the fixing force. Therefore, under the condition of Equation 3, the cover member 50 is positioned on the skull 1 to prevent reverse flow of the injected drug and serves to support the sealing member 90 located at the top of the cover member 50. You can have the optimal size you can do.
  • FIG. 6 is a schematic front view showing a separate drug injection device according to another embodiment of the present invention.
  • a side portion extending from an upper portion to a lower portion of the body 130 may be formed to be inclined. Therefore, when the fixing member 40 is fastened to the mounting portion 33, it is possible to prevent the main body 30 from being bent due to a force applied to both sides.
  • the fixing member 40 is screwed, it is fastened in an oblique direction according to the hardness surface portion, so it can be easily aligned with the hardness surface mounting portion 33.
  • the cover member 190 may prevent the coupling protrusion 190a from being separated from the main body 130 after being accommodated in the main body 131 by being formed at an intermediate point of the side surface.
  • the functions of the other members are the same except for the main body 130 and the cover member 190, so detailed descriptions of the members are provided in FIGS. As already described in 5, it will be omitted.
  • the guide member 70 may guide the trocar needle 7 so that the drug is delivered to the target point T to the brain parenchyma inside the skull 1 of the animal. Referring to FIG. 3, the trocar needle 7 may pass through the drug injection hole 31a to reach the guide member 70 and deliver the drug to the final target point T.
  • the guide member 70 may guide the drug to be repeatedly injected by accurately positioning the drug target point T.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a modified example of the guide member of FIG. 4.
  • the guide member 70 has a curved end and may satisfy Equation 4 below.
  • L 2 means the length of the guide member.
  • the guide member 70 may have an optimum length in consideration of the insertion depth into the skull of a small and medium-sized animal for the purpose of experimentation.
  • At least one injection groove 70a may be formed at an end so as not to collect drugs.
  • This injection groove (70a) can be injected so that the drug is evenly distributed to the target point (T) without being collected at the end of the guide member (70).
  • the sealing member 90 is installed between the main body 30 and the cover member 50, and it is possible to prevent reverse flow of drugs and the introduction of foreign substances. That is, the sealing member 90 may satisfy Equation 4 below.
  • L 3 means the height of the sealing member.
  • the sealing member 90 may be positioned between the main body 30 and the cover member 50 and have an optimal size that can be accommodated in the main body 31.
  • At least one of the main body 30, the cover member 50, the sealing member 90, and the guide member 70 is made of polyetheretherketone (PEEK), and the fixing member ( 40) may be made of a titanium material.
  • PEEK polyetheretherketone
  • the present invention is not limited thereto, and any material capable of biotransplantation and MRI can be applied in various ways.
  • the sealing member 90 is siloxane, silicone, dimethyl, and vinyl mechanical heat is 55 to 60% by weight, silaneamine, 1.1.1-trimethylaminetrimethylsilyl and silica hydrolysis product is 25 to 30% by weight, silicon siloxane, dimethyl and Methyl vinyl is a first mixture in which 5 to 7% by weight is mixed; And siloxane, silicone, dimethyl and vinyl mechanical heat is 55 to 60% by weight, silaneamine, 1.1.1-trimethylaminetrimethylsilyl and silica hydrolysis product is 25 to 30% by weight, siloxane silicon, dimethyl and methylvinyl is 5 to 7% by weight, silicon siloxane, dimethyl, and methyl hydrogen may include a second mixture in which 1 to 5% by weight are mixed.
  • the sealing member 90 may be characterized in that the first mixture and the second mixture satisfy Equation 6 below.
  • M 1 means a first mixture
  • M 2 means a second mixture
  • the sealing member 90 of Equation 5 has an appropriate magnification of the first mixture and the second mixture, so that there are few bubbles on the surface, and when the trocar needle 7 is injected, the particles of the mixture are not injected into the ventricle. It can be a ratio.
  • the drug injection device 10 may further include a filter film 95 for preventing the sealing member 90 from introducing foreign substances therein.
  • the filter membrane 95 may include an integral sealing filter member 80 that has a mesh shape and is integrated with the sealing member 90 to be easily installed at a time. That is, the sealing filter member 80 may prevent foreign substances and bacteria from being introduced from the outside and reverse flow of drugs from the inside.
  • FIG. 9A is a view showing a fixing member of the drug injection device according to embodiments of the present invention
  • FIG. 9B is a schematic perspective view showing the head of the fixing member shown in FIG. 9A.
  • the fixing member 40 of the drug injection device 10 can be fixed by screwing, and is inserted into the fixing hole 33a of the mounting portion 33 to be inserted into the skull. It can be fixed from (1).
  • the fixing member 40 may include at least one, and the fixing force may increase when each of the fixing members 40 is fixedly installed on both sides of the main body 33.
  • the fixing member 40 may include a body portion 45 that is implanted and fixed in the skull and a head portion 43 that is connected to and mounted on the body portion 45.
  • the body portion 45 and the head portion 43 may satisfy at least one of Equation 7 and Equation 8 below.
  • D 3 means the size of the outer diameter of the head
  • D 4 means the size of the outer diameter of the body
  • L 4 means the length of the head
  • L 5 means the length of the body.
  • the fixing member 40 may be most suitable for fixing the mounting portion 33 by being inserted into the small animal skull 1 with a screw shape.
  • the head portion 43 may form an identification groove 43a having a'cross (+)' shape that is located in the center and is horizontally fastened with a fastening mechanism when fastened.
  • a concave fastening groove 43b for fastening in a correct position without a fastening mechanism (not shown) and magnetism may be further formed.
  • the fastening mechanism (not shown) may have a protrusion having a shape matching the fastening groove 43b at the front end. That is, the identification groove 43a may have a shape that matches the cross-shaped protruding portion of the fastening mechanism (not shown) even without magnetism, so that the fixing member 40 can be identified at once.
  • the fastening groove (43b) is located in the center of the identification groove (43a) and may play a role of matching the protruding portion of the fastening mechanism (not shown) so that the fastening is aligned horizontally without magnetism.
  • the identification groove 43a and the fastening groove 43b may satisfy Equation 9 below.
  • L 5 means the width of the identification groove
  • D 6 means the diameter of the fastening groove
  • each of the identification groove 43a and the fastening groove 43b can identify a fastening mechanism (not shown) so that it is fastened to the correct position without magnetism.
  • the body part 45 is implanted and fixed in the skull, and the thread is formed to be tapered to the end, and at least one pressure reducing groove 45a satisfying Equation 10 below may be formed.
  • L 5 means the length of the head
  • L 7 means the length of the section in which the pressure reducing groove is formed.
  • the fixing member 40 When it is out of the lower limit of Equation 10, the fixing member 40 is easy to place, but can be easily removed, so that the fixing force may be weakened, and when it is out of the upper limit of Equation 10, it may be insignificant to exhibit the function of the pressure reducing groove 45a. .
  • the pressure reducing groove 45a can minimize damage to the bone by the pressure applied when the screw having the screw thread of the fixing member 40 is placed on the skull.
  • a pre-procedure preparation step is performed through MRI using a navigation device (not shown) (S10).
  • the pre-procedure preparation step (S10) may include a step of transmitting an image and a photo to the MRI device by inputting a location using a navigation probe (S11). It may include the step of finding a location of the target point T in the animal brain based on the MRI image or photograph and marking a plurality of sections that are reference to the subcutaneous layer 5 of the animal (S13).
  • the types of the navigation probe may be classified into a measurement probe and a verification probe. Among them, the subcutaneous layer 5 of the animal may be marked after checking the path before grating using a verification probe.
  • It may include the step of cutting the subcutaneous layer 5 of the animal located at the marking site into, for example, a shape of'L','A', and'S' (S15). After the incision, in order to secure a space for perforation, the incision may be opened, and the incision subcutaneous layer 5 may be tied and pulled using a surgical thread, and the step of fixing so as not to open during the procedure may be included (S17). At this time, it can be fixed and spread using forceps or the like. In addition, in order to secure the field of view and visibility during the procedure, it may include the step of inhaling foreign substances, blood, etc. using a suction catheter together with physiological saline whenever necessary to secure the field of view (S17a). It may include the step of removing bone debris or residue with tweezers after puncture (Burr holl) in the incised and exposed skull 1 (S19).
  • the step of implanting the drug injection device 10 in the puncture site may be performed (S30).
  • the implanting step (S30) is to first implant the cover member 50 to which the guide member 70 is coupled to the perforation site, and the end of the guide member 70 is approached to the target point (T). It may include the step of passing through the implantation (S31). At this time, it should be inserted with as much care as possible so as not to damage the brain parenchyma. After transplanting the cover member 50 to the perforated portion, it may include the step of inserting the sealing member 90 above the cover member 50 (S33).
  • Including the step of engaging or locking the coupling groove (33b) formed in the receiving space (31b) of the main body (30) and the coupling protrusion (50b) formed in the cover member (50) with the sealing member (90) interposed therebetween Can do it (S35). It may include a final fastening step of fastening the fixing member 40 to each of the at least two fixing holes 33a formed in the main body 30 so that the drug injection device 10 is not separated from the skull 1. (S37).
  • a drug injection step of injecting a therapeutic agent to the target point T through the drug injection device 10 may be performed (S50).
  • the trocar needle 7 containing the therapeutic drug is a drug injection hole 31a in the center of the main body 30, a sealing member 90, and a guide hole in the center of the cover member 50. It may include the step of administering the drug by passing through (50a) and the guide member 70 in order to reach the final target point (T) (S51).
  • each of the drug injection hole 31a and the guide hole 50a may have a shape that becomes narrower downward, such as a funnel, so that the drug may be well introduced into the guide member 70.
  • the trocar needle 7 containing the therapeutic agent is provided with a drug injection hole 31a in the center of the main body 30, a sealing member 90, a guide hole 50a in the center of the cover member 50, and a guide member 70.
  • Passing in order to reach the final target point (T) may include a step of repeatedly administering a plurality of times over a long period of time (S53). At this time, at least one injection groove (70a) is formed so that the drug does not accumulate at the end of the guide member 70 so that the drug is not collected at the end and is evenly distributed to the target point (T) so that the drug is injected. (S55).

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Abstract

동물의 두개골 및 피하층 사이에 이식되는 약물주입장치가 개시되어 있다. 이 개시된 약물주입장치는 두개골 상에 위치하여 피하층 내에 이식 고정되는 본체와; 동물의 두개골 내부 뇌실질로 약물이 주입되도록 트로카니들을 가이드하는 가이드부재와; 본체 내부에 설치되는 것으로, 중앙에 가이드부재와 연결되며 약물 주입 트로카니들이 삽입되도록 가이드하는 홀이 형성된 커버부재와; 본체와 커버부재 사이에 설치되는 것으로, 약물의 역류 및 외부 이물질 투입을 방지하는 실링부재를 포함한다.

Description

약물주입장치
본 발명은 약물주입장치에 관한 것으로서, 상세하게는 중소형 동물의 두개골에 이식 고정하여 약물을 반복 주입할 수 있는 약물주입장치에 관한 것이다.
최근 삶의 질을 저하시키는 질병에 있어서 특히 사회 경제적 비용을 증가시키는 뇌 관련 질병이 많은 사회적 이슈가 되고 있다. 예를 들어, 퇴행성 뇌질환, 정신계 질환, 뇌종양 및 뇌졸중 등의 현재 뇌 질환의 경우 경구투여 및 정맥투여 방법이 많이 사용되고 있다. 그러나 효과 및 부작용 측면에서 볼 때 뇌에 직접 투여하는 방법이 기존 방법에 비하여 효과가 100배 이상인 반면 약물의 전신적 순환에 의한 부작용은 거의 없다는 이점이 있다.
한편, 뇌를 타깃으로 하는 약물은 반드시 뇌혈관장벽(Blood-Brain Barrier, BBB)을 통과해야 하는 어려움이 있다. 줄기세포의 경우도 마찬가지로 뇌로 효과적으로 전달되어야 기능을 발휘할 수 있다. 줄기세포의 전달 효율을 가장 최우선으로 한다면 뇌시술을 통한 줄기세포의 직접이식이 가장 좋은 방법이지만 환자가 신경외과시술을 받아야하는 위험부담이 있고 반복 투여가 요구될 시 현실적으로 한계성이 있다. 이와 같은 다양한 뇌 질환에 관한 약물 반복 투여에 관한 효과를 입증하기 위해서는 동물실험이 필수적이다.
이러한 동물실험에는 실험을 목적으로 사용 또는 사육되는 척추동물이 사용될 수 있다. 특히, 실험동물 중 작은 설치류 예를 들면, 마우스(Mouse) 및 렛드(Rat)의 경우 두개골이 작고 피하층이 얇기 때문에 약물주입장치를 설치하게 되는 경우 뇌 외부로 노출될 수 있다. 따라서, 외부로 노출된 약물주입장치는 동물의 움직임에 의해 파손 및 분실되거나 외부 오염에 의한 감염될 확률이 높다. 종래기술의 경우 외부 충격에 약하고 고정이 불가능하여 실험기간 동안 유지되기 어렵기 때문에 약물을 반복 투여하는 데 한계가 있다. 또한, 실험 중 동물들이 세균에 감염되어 사망하는 경우가 빈번하여 실험 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 중소형 동물의 두개골에 이식 고정하여 약물을 반복 주입할 수 있는 약물주입장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 약물주입장치는 동물의 두개골에 이식되는 약물주입장치에 있어서 상기 두개골 상에 위치하며 피하층 내에 이식 고정되는 것으로, 내부에는 수용공간을 가지고 그 상부는 밀폐되어 있으며 중앙에 트로카니들이 삽입되는 약물주입홀이 형성된 본체와; 상기 본체 수용공간에 위치하는 것으로, 중앙에 상기 약물 주입을 가이드하는 가이드홀이 형성되며 상기 두개골에 고정되는 커버부재와; 상기 가이드홀과 연장되며 상기 커버부재 하부에 위치하고 상기 트로카니들을 가이드하는 가이드부재; 및 상기 본체와 상기 커버부재 사이에 설치되는 것으로, 상기 약물의 역류 및 외부 이물질 투입을 방지하는 실링부재를 포함할 수 있다.
상기 본체는 본체부; 및 상기 본체부에 연장 형성되는 것으로 상기 두개골에 거치되며 고정시키도록 하는 적어도 하나의 고정홀이 형성되는 거치부를 포함할 수 있다.
상기 거치부는 상기 본체 상부에서부터 상기 두개골로 이어지는 측면부가 경사지게 형성될 수 있다.
상기 고정홀에 삽입되어 상기 두개골과 상기 본체를 고정시키는 것으로, 적어도 하나의 고정부재를 더 포함할 수 있다.
상기 본체의 수용공간 및 상기 커버부재는 서로 접하는 일 측면이 록킹되도록 하는 결합홈 또는 결합돌기가 형성될 수 있다.
상기 본체는 하기의 조건식 1 및 조건식 2 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
<조건식 1>
0.4 ≤ D 1/H 1 ≤ 10
<조건식 2>
3 ≤ L 1 ≤ 15 [㎜]
여기서, D 1은 상기 본체 상부 외경을 의미하고, H 1은 상기 본체의 높이를 의미하며, L 1은 상기 본체의 가로길이를 의미한다.
상기 커버부재는 하기의 조건식 3을 만족할 수 있다.
<조건식 3>
0.6 ≤ D 2/H 2 ≤ 100
여기서, D 2는 상기 커버부재 외경을 의미하고, H 2는 상기 커버부재의 높이를 의미한다.
상기 가이드부재는 끝단이 곡선으로 형성되고 하기의 조건식 4를 만족할 수 있다.
<조건식 4>
1 ≤ L 1 ≤ 10 [㎜]
여기서, L 2은 상기 가이드부재의 길이를 의미한다.
상기 실링부재는 하기의 조건식 5를 만족할 수 있다.
<조건식 5>
0.1 ≤ L 3 ≤ 3 [㎜]
여기서, L 3은 상기 실링부재의 높이를 의미한다.
상기 본체, 상기 커버부재, 상기 실링부재, 상기 가이드부재 중 적어도 어느 하나는 폴리에테르에테르케톤으로 이루어지고, 상기 고정부재는 티타늄 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 약물주입장치는 동물 뇌에 장기간 이식된 상태에서 면역적 거부 반응 없이 일상 활동할 수 있도록 하고, 동물 뇌의 피하층에 이식되어 상부로 돌출되지 않음으로 외부 충격에 의하여 떨어져 나가거나 동물이 발로 벗겨낼 수 없어 분실 및 이탈되지 않는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 약물주입장치는 커버부재와 본체가 일차적으로 체결됨으로써 고정부재 체결전에도 고정력을 향상시키고 장기간 사용하여도 분리 이탈되지 않는 이점이 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 약물주입장치는 가이드부재를 통하여 약물 타겟지점을 정확하게 위치시켜 약물이 반복 주입되도록 가이드할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 약물주입장치는 실링부재를 포함함으로써, 반복되는 시술로 약물주입구가 벌어져 뇌 내에 오염물질이 침투되는 것을 예방하여 위생성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 실험동물의 두개골에 본 발명의 일 실시예에 따른 약물주입장치가 장착된 모습을 보인 개략적인 도면.
도 2는 도 1의 이식한 모습 및 이식 후의 모습을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물주입장치를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물주입장치를 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물주입장치의 본체 및 커버부재 사이의 결합관계를 설명하기 위한 개략적인 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물주입장치를 분리하여 보인 개략적인 정면도.
도 7은 도 4의 가이드부재의 변형예를 보인 개략적인 도면.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 약물주입장치의 실링부재에 필터가 부가된 예를 보인 부분단면 사시도.
도 9a는 본 발명의 실시예들에 따른 약물주입장치의 고정부재를 보인 도면.
도 9b는 도 9a에 도시된 고정부재의 헤드부를 보인 개략적인 사시도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치를 상세하게 설명하기로 한다. 여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로서, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아니다.
도 1은 실험동물의 두개골에 본 발명의 일 실시예에 따른 약물주입장치가 장착된 모습을 보인 개략적인 도면이고, 도 2는 도 1의 이식한 모습 및 이식 후의 모습을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치(10)는 동물의 두개골(1)에 이식되는 것으로, 실험동물의 두개골(1) 상에 위치하며 피하층(5) 내에 이식되어 고정될 수 있다. 약물주입장치(10)는 중앙에 트로카니들(7)을 삽입하여 약물을 주입할 수 있다. 도 2를 참조하면, 위쪽 도면은 마우스의 두개골에 약물주입장치(10)가 이식된 도면이다. 아래쪽 도면은 약물주입장치(10)를 이식 후 두피를 다시 덮은 상태를 나타낸 도면이다. 도면에서 보는 바와 같이, 약물주입장치(10)는 동물 뇌에 장기간 이식된 상태에서 면역적 거부 반응 없이 일상 활동할 수 있다. 또한, 동물 뇌의 피하층에 이식되어 상부로 돌출되지 않음으로 외부 충격에 의하여 떨어져 나가거나 동물이 발로 벗겨낼 수 없어 분실 및 이탈되지 않는 이점이 있다.
여기서 트로카니들(7)은 주사바늘, 검사용 바늘 등을 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 트로카니들(7) 외의 다양한 기구 및 장비(예를 들어, 자극 리드, 절제 프로브 또는 카테터, 주사 또는 유체 전달 장치, 생검 바늘, 추출 도구 등)가 삽입되어 진단 및/또는 치료 절차를 실행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 약물주입장치(10)를 이용하여 동물 실험시 주입될 수 있는 약물은 각종 다양한 뇌 질환 관련 동물 실험을 필요로 하는 약물들이 모두 포함될 수 있다. 예를 들어, 아밀로이드가설(β-아밀로이드 단백질 생성을 억제하는 물질), Aβ단백질 응집억제제, 타우 응집 억제제 콜린 분해효소 억제제, NMDA 수용체 또는 길항제, 콜린성 전구 물질, 항산화 물질, 당료치료제 등의 치매관련 화학약물, 인간제대혈세포, 인간제대혈유래 중간엽 줄기세포, 신경줄기세포, 골수줄기세포 등의 줄기세포, 파킨스, 우울증, 정신분열 등의 정신계 질환 치료 약물, 뇌종양 및 뇌졸중 관련 치료 약물 등을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물주입장치를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물주입장치를 보인 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 약물주입장치(10)는 본체(30), 커버부재(50), 가이드부재(70), 실링부재(90) 및 고정부재(40)를 포함할 수 있다. 본체(30)는 내부에 수용공간(31b)을 가지고 그 상부는 밀폐되어 있으며 중앙에 트로카니들(7)이 삽입되는 약물주입홀(31a)이 형성될 수 있다. 본체(30)는 본체부(31) 및 거치부(33)로 이루어지며 모자와 같은 형상을 가질 수 있다. 또한, 거치부(33)는 두개골(1)에 안정적으로 거치되기위해 적어도 두 지점에 위치할 수 있다. 고정부재(40)는 고정홀(33a)에 삽입되어 두개골(1)과 본체(30)를 고정시키는 것으로, 적어도 하나를 포함할 수 있다. 커버부재(50)는 본체(30) 수용공간에 위치하는 것으로, 중앙에 약물 주입을 가이드하는 가이드홀(50a)이 형성되며 두개골(1)에 고정될 수 있다. 가이드부재(70)는 가이드홀(50a)과 연장되며 커버부재(50) 하부에 위치하고 트로카니들(7)을 가이드할 수 있다. 실링부재(90)는 본체(30)와 커버부재(50) 사이에 설치되는 것으로, 약물의 역류 및 외부 이물질 투입을 방지할 수 있다.
본체(30)는 하기의 수학식 1 및 수학식 2 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure PCTKR2020014916-appb-img-000001
Figure PCTKR2020014916-appb-img-000002
여기서, D 1는 본체 상부 외경을 의미하고, H 1은 본체의 높이를 의미하며, L 1은 거치부(33) 가로길이를 의미한다.
수학식 1의 하한치에서 벗어나는 경우 본체(30) 외형 크기가 작아지면서 내구성이 약해지고 시술자가 취급하기 어려울 수 있다. 또한, 수학식 1의 상한치에서 벗어나는 경우 본체(30) 외형 크기가 커지면서 피하층(5) 외부에 돌출될 수 있으며 노출되어 감염의 위험이 생길 수 있다. 따라서, 수학식 1의 조건일 때 소형설치류의 뇌를 압박하지 않고 피하층(5)에 이식될 수 있고, 약물 반복 투입시 촉감으로 본체(30)의 위치를 확인할 수 있다.
수학식 2의 하한치에서 벗어나는 경우 거치부(33)의 길이가 짧아 고정부재(40)를 체결하기 어려움이 있을 수 있다. 또한, 수학식 2의 상한치에서 벗어나는 경우 소형설치류의 뇌 보다 길게 위치할 수 있어 뇌를 압박할 수 있다. 따라서, 수학식 2의 조건일 때 소형설치류의 뇌를 압박하지 않고 피하층(5)에 이식 후 외부로 노출되지 않고 고정되는 최적을 크기를 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물주입장치의 본체 및 커버부재 사이의 결합관계를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 약물주입장치(10)의 본체부(31)는 내부에 수용공간(31b)를 가지고 커버부재(50), 가이드부재(70) 및 실링부재(90) 중 적어도 어느 하나를 수용할 수 있다. 또한, 본체부(31)는 중앙에 트로카니들(7)이 삽입되는 약물주입홀(31a)이 형성될 수 있다. 이 약물주입홀(31a)는 깔대기와 같이 아래로 갈수록 좁아지는 형상을 가져 약물이 가이드부재(70) 내부로 잘 유입되도록 할 수 있다. 거치부(33)는 이 본체부(31)에 연장 형성되는 것으로 두개골(1)에 거치되어 고정되도록 하는 적어도 하나의 고정홀(33a)이 형성될 수 있다. 커버부재(50)는 본체(30) 내부에 설치되는 것으로, 중앙에 가이드부재(70)와 연결되며 약물을 주입하는 트로카니들(7)이 삽입되도록 가이드하는 가이드홀(50a)이 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 본체(30)의 수용공간(31b)에는 내주연을 따라 오목한 결합홈(33b)이 형성될 수 있다. 또한, 커버부재(50)는 외주연을 따라 볼록한 결합돌기(50b)가 형성될 수 있다. 이러한 결합홈(33b) 및 결합돌기(50b) 각각은 본체(30)의 수용공간(31b) 및 커버부재(50) 일 측면에서 서로 접하여 록킹(Locking)될 수 있다. 이는 도면에 한정되는 것은 아니며, 본체(30)의 수용공간(31b) 및 커버부재(50)는 서로 접하는 일 측면이 록킹되도록 하는 결합홈(33b) 또는 결합돌기(50b)가 형성될 수 있다. 따라서, 두개골(1)에 삽입된 커버부재(50)에 본체(30)를 일차적으로 결합시킬 수 있기 때문에 고정부재(70)가 분실되거나 체결전에도 본체(30)와 커버부재(50)가 결합되어 고정력을 향상시키고 장기간 사용하여도 분리 이탈되지 않는 이점이 있다.
커버부재(50)는 하기의 수학식 3을 만족할 수 있다.
Figure PCTKR2020014916-appb-img-000003
여기서, D 2는 커버부재 외경을 의미하고, H 2는 커버부재의 높이를 의미한다.
수학식 3의 하한치를 벗어나는 경우 커버부재(50)는 실링부재(90)를 수용할 공간이 작아질 수 있고, 실링부재(90)의 사이즈를 작게 제작하여 수용한다고 해도 커버부재(50)의 기능이 상실될 수 있다. 또한, 수학식 3의 상한치를 벗어나는 경우 커버부재(50)는 실링부재(90)의 장력에 의하여 본체(30)를 밀어내어 고정력을 약하게 할 수 있다. 따라서, 수학식 3의 조건일 때 커버부재(50)는 두개골(1) 상에 위치하여 주입한 약물을 역류를 방지하고 커버부재(50) 상단에 위치하는 실링부재(90)를 지지하는 역할을 할 수 있는 최적의 크기를 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물주입장치를 분리하여 보인 개략적인 정면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물주입장치의 거치부(133)는 본체(130) 상부에서부터 하단으로 이어지는 측면부가 경사지게 형성될 수 있다. 따라서, 고정부재(40)가 거치부(33)에 체결될 때 양쪽에 가압되는 힘에 의해서 본체(30)가 휘어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고정부재(40) 나사체결시 경도면 부분에 맞게 사선방향으로 체결하기 때문에 경도면 거치부(33)와 수평을 맞추기에 용이할 수 있다. 커버부재(190)는 결합돌기(190a)가 측면의 중간 지점에 형성되어 본체부(131)에 수용된 후 본체(130)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물주입장치는 도 5와 비교하였을 때 본체(130) 및 커버부재(190)를 제외하고 다른 부재들의 기능은 동일함에 따라 부재들에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 5에서 이미 서술된 바 생략하기로 한다.
가이드부재(70)는 동물의 두개골(1) 내부 뇌실질로 약물이 타겟지점(T)으로 전달되도록 트로카니들(7)을 가이드할 수 있다. 도 3을 참조하면, 이 트로카니들(7)은 약물주입홀(31a)를 통과하여 가이드부재(70)로 도달할 수 있고 최종 타겟지점(T)에 약물을 전달할 수 있다. 가이드부재(70)는 약물 타겟지점(T)을 정확하게 위치시켜 약물이 반복 주입되도록 가이드할 수 있다.
도 7은 도 4의 가이드부재의 변형예를 보인 개략적인 도면이다.
가이드부재(70)는 끝단이 곡선으로 형성되고 하기의 수학식 4를 만족할 수 있다.
Figure PCTKR2020014916-appb-img-000004
여기서, L 2는 가이드부재의 길이를 의미한다.
수학식 4의 하한치를 벗어나는 경우 뇌실질에 약물을 주입하기 위해 트로카니들(7)을 삽입할 때 목표지점으로 타켓팅하여 가이드하기에 어려움이 있다. 수학식 4의 상한치를 벗어나는 경우 목표지점으로 타켓팅하는 것이 아니라 두개골을 관통할 수 있다. 따라서, 수학식 4의 조건일 때 실험 목적의 중소형동물 두개골에 삽입 깊이를 고려하여 가이드부재(70) 최적의 길이를 가질 수 있다.
도 7를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드부재(70)는 끝단에 약물이 고이지 않도록 적어도 하나 이상의 분사홈(70a)이 형성될 수 있다. 이 분사홈(70a)은 가이드부재(70) 끝단에 고이지 않고 약물이 타겟지점(T)에 고르게 분산되도록 분사할 수 있다.
실링부재(90)는 본체(30)와 커버부재(50) 사이에 설치되는 것으로, 약물의 역류 및 외부 이물질 투입을 방지할 수 있다. 즉, 실링부재(90)는 하기의 수학식 4를 만족할 수 있다.
Figure PCTKR2020014916-appb-img-000005
여기서, L 3은 실링부재의 높이를 의미한다.
수학식 5의 하한치를 벗어나는 경우 뇌실질과 외부와의 완벽한 차단을 하는 실링부재(90)의 기능을 상실할 수 있다. 또한, 수학식 5의 상한치를 벗어나는 경우 두께 두꺼워지면서 차단의 기능이 우선시됨으로 트로카니들(7) 삽입시 삽입되지 않고 휘어질 수 있다. 수학식 5의 조건일 때 실링부재(90)는 본체(30)와 커버부재(50) 사이에 위치하고 본체부(31)에 수용될 수 있는 최적을 크기일 수 있다.
한편, 약물주입장치(10)는 본체(30), 커버부재(50), 실링부재(90), 가이드부재(70) 중 적어도 어느 하나는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)으로 이루어지고, 고정부재(40)는 티타늄 소재로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 생체이식 가능하고 MRI촬영이 가능한 소재면 다양하게 적용될 수 있다.
실링부재(90)는 실록산, 실리콘, 디메틸 및 비닐기계열은 55 내지 60 중량%, 실란아민, 1.1.1-트리메틸아민트리메틸실릴 및 실리카 가수분해 생성물은 25 내지 30 중량%, 실록산실리콘, 디메틸 및 메틸비닐은 5 내지 7 중량%를 혼합한 제1혼합물; 및 실록산, 실리콘, 디메틸 및 비닐기계열은 55 내지 60 중량%, 실란아민, 1.1.1-트리메틸아민트리메틸실릴 및 실리카 가수분해 생성물은 25 내지 30 중량%, 실록산실리콘, 디메틸 및 메틸비닐은 5 내지 7 중량%, 실록산실리콘, 디메틸 및 메틸수소는 1 내지 5 중량%를 혼합한 제2혼합물을 포함할 수 있다.
실링부재(90)는 제1혼합물 및 제2혼합물이 하기의 수학식 6을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure PCTKR2020014916-appb-img-000006
여기서, M 1은 제1혼합물을 의미하는 것이고, M 2는 제2혼합물을 의미한다.
수학식 6의 하한치를 벗어나는 경우 혼합물의 밀도가 약해져 시간이 지남에 따라 굳거나 입자가 떨어져 나갈 수 있다. 또한, 수학식 6의 상한치를 벗어나는 경우 혼합물의 밀도가 강해져서 바늘 삽입이 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 5의 실링부재(90)는 제1혼합물 및 제2혼합물의 적정한 배율을 가짐으로써 표면의 기포발생이 적고 트로카니들(7) 주입시 혼합물의 입자가 뇌실질 안으로 주입되지 않는 최적의 비율일 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물주입장치(10)는 실링부재(90)가 내부의 이물질 투입을 방지하는 필터막(95)를 더 포함할 수 있다. 이 필터막(95)는 메쉬 형상을 가지고 실링부재(90)와 일체화되어 설치가 한번에 용이한 일체형 실링필터부재(80)을 포함할 수 있다. 즉, 실링필터부재(80)는 외부로부터 이물질 및 세균 투입 및 내부의 약물 역류를 방지할 수 있다.
도 9a는 본 발명의 실시예들에 따른 약물주입장치의 고정부재를 보인 도면이고, 도 9b는 도 9a에 도시된 고정부재의 헤드부를 보인 개략적인 사시도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치(10)의 고정부재(40)는 나사체결로 고정시킬 수 있으며 거치부(33) 고정홀(33a)에 삽입되어 두개골(1)로부터 고정시킬 수 있다. 또한, 고정부재(40)는 적어도 하나를 포함할 수 있고, 본체(33)의 양측에 각각 고정 설치될 때 고정력이 증가할 수 있다. 이 고정부재(40)는 두개골 내에 식립 고정되는 몸체부(45) 및 이 몸체부(45)와 연결되어 거치되는 헤드부(43)를 포함할 수 있다. 또한, 몸체부(45) 및 헤드부(43)는 하기의 수학식 7 및 수학식 8 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure PCTKR2020014916-appb-img-000007
Figure PCTKR2020014916-appb-img-000008
여기서, D 3은 헤드부 외경의 크기를 의미하고, D 4는 몸체부 외경의 크기를 의미하고, L 4은 헤드부 길이를 의미하며, L 5는 몸체부 길이를 의미한다.
수학식 7 및 8의 하한치를 벗어나는 경우 몸체부(45)가 헤드부(43) 보다 더 사이즈가 커짐으로 나사체결이 되기 어렵고, 수학식 7 및 8의 하한치를 벗어나는 경우 나사의 형태를 가지기 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 7 및 수학식 8의 조건을 만족할 때 고정부재(40)는 나사의 형상을 가지고 소형동물 두개골(1)에 식립되어 거치부(33)를 고정되기 가장 적합할 수 있다.
헤드부(43)는 중앙에 위치하여 체결시 체결기구와 수평하게 체결되도록 하는 '십자(+)' 형상의 식별홈(43a)을 형성할 수 있다. 이 식별홈(43a)의 중앙에는 체결기구(미도시)와 자성(磁性) 없이 정위치에 체결되도록 하는 오목한 체결홈(43b)이 더 형성될 수 있다. 이에 맞춤으로 체결기구(미도시)는 앞단에 체결홈(43b)과 일치되는 형상의 돌기가 형성될 수 있다. 즉, 식별홈(43a)은 자성이 없어도 체결기구(미도시)의 십자형상의 돌출된 부분과 일치되는 형상으로 고정부재(40)를 한번에 식별 가능하도록 할 수 있다. 체결홈(43b)은 식별홈(43a)의 중앙에 위치하는 것으로 체결기구(미도시)의 돌출된 부분과 일치하여 자성 없이도 수평을 맞추어 체결되도록 하는 역할을 할 수 있다.
식별홈(43a) 및 체결홈(43b)은 하기의 수학식 9를 만족할 수 있다.
Figure PCTKR2020014916-appb-img-000009
여기서, L 5은 식별홈의 넓이를 의미하고, D 6은 체결홈의 직경을 의미한다.
수학식 9의 하한치를 벗어나는 경우 체결홈(43b)의 직경이 너무 작아져 체결기구가 체결되기 어려울 수 있고 수학식 9의 상한치를 벗어나는 경우 식별홈(43a)의 기능인 식별이 가능하기 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 9의 조건일 때 식별홈(43a) 및 체결홈(43b) 각각이 체결기구(미도시)를 식별하여 자성(磁性) 없이 정위치에 체결되도록 할 수 있다.
몸체부(45)는 두개골 내 식립 고정되고 끝단까지 나사산이 테이퍼지게 형성되며, 하기의 수학식 10을 만족하는 적어도 하나의 압력저감홈(45a)이 형성될 수 있다.
Figure PCTKR2020014916-appb-img-000010
여기서, L 5는 헤드부의 길이를 의미하고, L 7는 압력저감홈이 형성된 구간의 길이를 의미한다.
수학식 10의 하한치를 벗어나는 경우 고정부재(40)는 식립이 용이하나 쉽게 빠질 수 있어 고정력이 약해질 수 있고 수학식 10의 상한치를 벗어나는 경우 압력저감홈(45a)의 기능을 발휘하기 미미할 수 있다. 수학식 10의 조건일 때 압력저감홈(45a)은 고정부재(40)의 나사산이 형성된 나사를 두개골에 식립시 가해지는 압력에 의해 골이 손상되는 것을 최소화할 수 있다.
도 1 내지 도 10을 참조하여 아래와 같이 본 발명에 따른 약물주입장치(10)의 설치하는 방법에 대하여 상세하게 서술하기로 한다.
네비게이션 장치(미도시)를 이용하여 MRI 촬영을 통해 시술 전 준비 단계를 실시한다(S10). 시술 전 준비 단계(S10)는 네비게이션 프로브(probe)를 이용하여 위치를 입력하여 MRI 장비로 영상 및 사진을 송신하는 단계를 포함할 수 있다(S11). MRI 촬영된 영상 또는 사진을 기초로 동물 뇌 내 타겟지점(T)되는 위치를 찾아 동물의 피하층(5)에 기준이 되는 복수 개의 구간을 마킹(marking)하는 단계를 포함할 수 있다(S13). 상기 네비게이션 프로브의 종류는 측정용 프로브와 검증용 프로브로 분류될 수 있다. 이 중 검증용 프로브를 이용하여 격자하기 전 경로를 확인한 후 동물의 피하층(5)에 마킹할 수 있다. 마킹 부위에 위치한 동물의 피하층(5)을 예를 들어, 'L', 'ㄱ' 및 'S'자 등의 형상으로 절개하는 단계를 포함할 수 있다(S15). 절개 후, 천공을 위한 공간을 확보하기 위하여 절개 부위를 벌리고 절개된 피하층(5)을 시술용 실을 이용하여 묶어서 당길 수 있고 시술 중 벌어지지 않도록 고정시키는 단계를 포함할 수 있다(S17). 이때 겸자(forceps) 등을 이용하여 고정 및 벌림을 할 수 있다. 또한, 시술 중 시야 및 가시거리를 확보하기 위하여 필요시 마다 생리식염수와 함께 선션기(suction catheter)를 이용하여 이물질, 피 등을 흡입하여 시야확보하는 단계를 포함할 수 있다(S17a). 절개되어 노출된 두개골(1)에 천공(Burr holl)한 후 핀셋으로 뼈 부스러기 또는 잔여물을 제거하는 단계를 포함할 수 있다(S19).
천공 부위에 약물주입장치(10)를 이식하는 단계를 실시할 수 있다(S30). 상세하게, 이식하는 단계(S30)는 먼저 가이드부재(70)가 결합된 커버부재(50)를 천공 부위에 이식하는 것으로, 가이드부재(70) 끝단을 타겟지점(T)에 접근하도록 동물의 뇌실질을 통과시켜 이식하는 단계를 포함할 수 있다(S31). 이때, 뇌실질의 조직이손상되지 않도록 최대한 조심해서 삽입해야한다. 상기 커버부재(50)를 천공 부위에 이식 후, 커버부재(50) 상부에 실링부재(90)를 삽입하는 단계를 포함할 수 있다(S33). 상기 실링부재(90)를 사이에 두고 본체(30)의 수용공간(31b)에 형성된 결합홈(33b)과 커버부재(50)에 형성된 결합돌기(50b)가 서로 결합 체결 또는 록킹하는 단계를 포함할 수 있다(S35). 본체(30)에 형성된 적어도 두개의 고정홀(33a) 각각에 고정부재(40)을 체결하여 두개골(1)에 약물주입장치(10)가 이탈되지 않도록 고정하는 최종 체결 단계를 포함할 할 수 있다(S37).
약물주입장치(10)를 통해 치료제를 타겟지점(T)에 주입하는 약물 주입 단계를 실시할 수 있다(S50). 상세하게 상기 약물 주입 단계(S50)는 치료제 약물을 포함하는 트로카니들(7)이 본체(30) 중앙의 약물주입홀(31a), 실링부재(90), 커버부재(50) 중앙의 가이드홀(50a) 및 가이드부재(70) 순으로 통과하여 최종 타겟지점(T)에 도달해 약물을 투여하는 단계를 포함할 수 있다(S51). 여기서, 약물주입홀(31a) 및 가이드홀(50a) 각각은 깔대기와 같이 아래로 갈수록 좁아지는 형상을 가져 약물이 가이드부재(70) 내부로 잘 유입되도록 형성될 수 있다. 또한, 치료제 약물을 포함하는 트로카니들(7)이 본체(30) 중앙의 약물주입홀(31a), 실링부재(90), 커버부재(50) 중앙의 가이드홀(50a) 및 가이드부재(70) 순으로 통과하여 최종 타겟지점(T)에 도달해 장기간에 걸쳐 복수의 횟수로 반복 투여하는 단계를 포함할 수 있다(S53). 이때, 가이드부재(70)의 끝단에 약물이 고이지 않도록 적어도 하나 이상의 분사홈(70a)이 형성되어 약물이 끝단에 고이지 않고 타겟지점(T)에 고르게 분산되어 약물이 투입되는 단계를 포함할 수 있다(S55).
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 두개골에 이식되는 약물주입장치에 있어서,
    상기 두개골 상에 위치하며 피하층 내에 이식 고정되는 것으로, 내부에는 수용공간을 가지고 그 상부는 밀폐되어 있으며 중앙에 트로카니들이 삽입되는 약물주입홀이 형성된 본체와;
    상기 본체 수용공간에 위치하는 것으로, 중앙에 상기 약물 주입을 가이드하는 가이드홀이 형성되며 상기 두개골에 고정되는 커버부재와;
    상기 가이드홀과 연장되며 상기 커버부재 하부에 위치하고 상기 트로카니들을 가이드하는 가이드부재; 및
    상기 본체와 상기 커버부재 사이에 설치되는 것으로, 상기 약물의 역류 및 외부 이물질 투입을 방지하는 실링부재를 포함하고,
    상기 가이드부재는,
    끝단에 약물이 고이지 않도록 적어도 하나 이상의 분사홈이 형성되어 약물이 끝단에 고이지 않고 타겟지점에 고르게 분산되도록 하는 점을 포함하는 약물주입장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체는,
    본체부; 및
    상기 본체부에 연장 형성되는 것으로 상기 두개골에 거치되며 고정시키도록 하는 적어도 하나의 고정홀이 형성되는 거치부를 포함하는 약물주입장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 거치부는,
    상기 본체 상부에서부터 상기 두개골로 이어지는 측면부가 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 고정홀에 삽입되어 상기 두개골과 상기 본체를 고정시키는 것으로, 티타늄소재로 이루어지는 적어도 하나의 고정부재를 더 포함하는 약물주입장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 수용공간에 결합홈이 형성되고, 커버부재에 결합돌기가 형성되어 록킹되는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체는,
    하기의 조건식 1 및 조건식 2 중 적어도 어느 하나를 만족하는 약물주입장치.
    <조건식 1>
    0.4 ≤ D 1/H 1 ≤ 10
    <조건식 2>
    3 ≤ L 1 ≤ 15 [㎜]
    여기서, D 1은 상기 본체 상부 외경을 의미하고, H 1은 상기 본체의 높이를 의미하며, L 1은 상기 본체의 가로길이를 의미한다.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버부재는,
    하기의 조건식 3을 만족하는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
    <조건식 3>
    0.6 ≤ D 2/H 2 ≤ 100
    여기서, D 2는 상기 커버부재 외경을 의미하고, H 2는 상기 커버부재의 높이를 의미한다.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드부재는,
    끝단이 곡선으로 형성되고 하기의 조건식 4를 만족하는 약물주입장치.
    <조건식 4>
    1 ≤ L 1 ≤ 10 [㎜]
    여기서, L 2은 상기 가이드부재의 길이를 의미한다.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실링부재는,
    하기의 조건식 5를 만족하는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
    <조건식 5>
    0.1 ≤ L 3 ≤ 3 [㎜]
    여기서, L 3은 상기 실링부재의 높이를 의미한다.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체, 상기 커버부재, 상기 실링부재, 상기 가이드부재 중 적어도 어느 하나는 폴리에테르에테르케톤으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
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