WO2022114481A1 - 피부질환 치료 장치 및 이를 포함하는 피부질환 치료 시스템 - Google Patents

피부질환 치료 장치 및 이를 포함하는 피부질환 치료 시스템 Download PDF

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WO2022114481A1
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WO
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skin disease
light source
disease treatment
photosensitive film
treatment device
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PCT/KR2021/012855
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English (en)
French (fr)
Inventor
왕강균
신준용
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주식회사 비아이바이오포토닉스
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K27/00—Leads or collars, e.g. for dogs
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61D7/00—Devices or methods for introducing solid, liquid, or gaseous remedies or other materials into or onto the bodies of animals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light

Definitions

  • the present invention relates to a skin disease treatment device and a skin disease treatment system including the same.
  • bovine ringworm disease skin diseases of cattle.
  • ringworm a fungus called Tricophyton verucosum or T. mentagrophytes, which germinates by attaching to the stratum corneum of hair follicles. A spore is formed around the hair, and the infected hair becomes weak and breaks.
  • ringworm in cows is a highly contagious disease, and it can be said that early treatment is essential in that it spreads quickly and there is a high risk of secondary infection caused by wounds at the lesion site.
  • a suitable treatment method has not yet been found.
  • companion animals are characterized by a long contact time with humans and a high level of direct skin-to-skin contact. Therefore, when a zoonotic skin disease, a disease that can be transmitted between animals and humans, occurs in companion animals, the probability of transmission to humans is very high.
  • Malassezia is a representative fungal skin disease that occurs in dog breeds, and skin diseases such as staphylococcal, candida, or ringworm, which occur frequently from bacteria or fungi, are infectious to humans as well as companion animals due to their zoonotic nature. can become painful.
  • Fungal diseases transmitted from companion animals to humans are treated by protecting the affected area to promote natural healing, or by applying or oral administration of antifungal agents such as terbinafine or azole derivatives.
  • antibiotics may cause the emergence of new multidrug-resistant bacteria and side effects of metabolism, and long-term use of ointments or sprays may accompany side effects such as hormonal disturbance, obesity and diabetes mellitus.
  • antifungal agents Azole derivatives: Ketoconazole, Itraconazole, etc.
  • Photodynamic Therapy a non-toxic drug or dye known as a photosensitizer is administered systemically or locally to a patient with a lesion, and then energy transfer occurs by the interaction of light and the photosensitizer. It is a treatment method in which a local chemical effect occurs.
  • photodynamic therapy is recognized as an independent treatment technique.
  • the photodynamic therapy has an advantage in that it can be used for treatment even on animals, for example, in veterinary hospitals, it is partially used for the treatment of dermatitis and the like for companion animals.
  • the process of injecting the photosensitizer into the body is required, there is a risk of side effects due to drug absorption and drug implementation, and professional manpower is required to calculate and operate the correct injection amount, and the price is high because laser equipment is used.
  • the problem is that it is expensive.
  • the present invention is convenient to use, there is no risk of developing resistant strains, can alleviate symptoms and early healing without side effects even for mammals such as livestock and companion animals, and has high efficacy in the treatment of bacteria as well as fungi
  • a disease treatment device and a skin disease treatment system including the same are provided.
  • the present invention is a photosensitive film comprising a photosensitizer and a polymer support; a light source for irradiating light generating active oxygen of the photosensitive film; And it provides a skin disease treatment device comprising a support member for supporting the light source.
  • the active oxygen includes singlet oxygen, and the average value of singlet oxygen present inside the photosensitive film, on the surface of the film, and on the outside of the film is singlet oxygen in a wavelength range of 1150 to 1350 nm.
  • the ratio of singlet oxygen diffusing to the outside of the film may be 50% or more, as measured by the phosphorescence signal generated during de-excitation of the film.
  • the photosensitizer may be at least one selected from the group consisting of azo-based dyes, xanth-based dyes, indigoid-based dyes, triphenylmethane-based dyes, cyanine-based, phthalocyanine-based and porphyrin-based dyes.
  • the photosensitizer is [5,10,15-triphenyl-20-(4-methoxycarbonylphenyl)-porphyrin] platinum ([5,10,15-Triphenyl-20-(4-methoxycarbonylphenyl) )-porphyrin] platinum), pheophytin-a (pheophytin-a), 10-hydroxy pheophytin-a (10-Hydroxy pheophytin-a), Pheophorbide-a propyl ester , 10-hydroxylpheophorbide-a propyl ester (10-Hydroxylpheophorbide-a propyl ester), pheophorbide-a methyl ester, 10-hydroxylpheophorbide-a methyl ester (10 -Hydroxyl pheophorbide-a methyl ester), hematoporphyrin, hematoporphyrin, meso-
  • the polymer support is polydimethylsiloxane, polyurethane, polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene, polymethylmethacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, poly(N-isopropylacrylamide) , it may be at least one selected from the group consisting of chitosan hydrogel and alginic acid hydrogel.
  • the photosensitive film may include a photosensitive agent inside the polymer support.
  • the thickness of the photosensitive film may be 5 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the light source may be at least one selected from the group consisting of a laser, a fluorescent lamp, a halogen lamp, a light emitting diode (LED), and an organic light emitting diode (OLED).
  • the support member may be provided so as to adjust the irradiation direction of the light source.
  • the support member may be foldable and unfoldable, and may include one or more binding parts for maintaining the folded state.
  • the photosensitive film may be interposed between the light source and the affected part, and may be attached to one surface of the support member 300 or accommodated in an inner pocket formed in the support member.
  • the photosensitive film may be attached to the affected part.
  • the present invention is a photosensitive film comprising a photosensitizer and a polymer support; a light source for irradiating light generating active oxygen of the photosensitive film; a support member for supporting the light source; a communication unit for communication with an external device; and a control unit for controlling the light source according to a control command received from an external device.
  • control unit may control the driving of the light source, the intensity of the light source, and the irradiation time of the light source.
  • the intensity of the light source and the light irradiation time of the light source may be transmitted to an external device through a communication unit, and the transmitted information may be displayed on the external device.
  • the senor may further include a sensing unit for sensing at least one of temperature and humidity, the information sensed by the sensing unit may be transmitted to an external device through a communication unit, and the transmitted information may be displayed on the external device.
  • the present invention may provide a skin disease treatment method for treating a skin disease in an animal using the skin disease treatment device or the skin disease treatment system.
  • the device for treating skin diseases according to the present invention induces the generation of active oxygen in the photosensitive film, and thus has high efficacy in the treatment of bacteria as well as fungi. Symptom relief and early healing are possible without side effects, and there is no risk of developing resistant strains.
  • the skin disease treatment system according to the present invention is designed for user convenience, so it is economical, convenient, and has an excellent effect in treating skin diseases.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the mechanism of the device for treating skin diseases according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic view showing a light source and a support member according to the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing the sterilization effect of Staphylococcus aureus of the device for treating skin diseases according to the present invention.
  • 4A to 4C are graphs showing the sterilization effect on the standard strain and the resistant strain of the device for treating skin diseases according to the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the sterilization effect on the skin disease treatment device according to the present invention, Staphylococcus aureus, canine microspores, and Malassezia furfur of Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 6 is a graph showing the sterilization effect on Trichophyton Interdigital and Trichophyton Vercosum of the device for treating skin diseases according to the present invention, Comparative Examples 3 and 4;
  • a skin disease is a disease that affects the skin system, and can be caused by bacteria or fungi, and due to its zoonotic nature, humans and animals can metastasize to each other.
  • photodynamic therapy is a treatment method in which a local chemical effect occurs while energy transfer occurs due to the interaction of light and a photosensitizer, in that it can be used for local treatment and treatment for animals.
  • the photodynamic therapy requires a process of injecting a photosensitizer into the body, so there is a risk of side effects due to drug absorption and drug implementation, and requires professional manpower to calculate and operate an accurate injection amount, laser equipment There is a problem that the price is expensive because it uses has a
  • the present invention is to solve the problems of the treatment of skin diseases as described above, and the skin disease treatment device according to the present invention induces active oxygen production of the photosensitive film to have high efficacy in the treatment of bacteria as well as fungi, and is injected into the body Because it does not go through the process of treating mammals such as livestock and companion animals, symptom relief and early healing are possible without side effects, there is no risk of developing resistant strains, and the skin disease treatment system according to the present invention is designed for user convenience. It is economical, convenient, and has an excellent effect in treating skin diseases.
  • the present invention provides a photosensitive film 100 including a photosensitive agent and a polymer support, a light source 200 for irradiating light generating active oxygen of the photosensitive film 100, and the light source It provides a skin disease treatment device including a support member 300 for supporting the (200).
  • the photosensitizer absorbs light to generate reactive oxygen species (ROS) such as singlet oxygen.
  • ROS reactive oxygen species
  • the active oxygen 10 is a generic term for highly reactive ions or molecules, and the concentration of active oxygen may rapidly increase due to environmental stress such as exposure to light or high temperature. An increase in a certain amount of ROS can promote cell proliferation, but an excess of ROS can oxidatively damage lipids, proteins and DNA.
  • the photosensitizer when irradiated with light of a specific wavelength from the outside, the photosensitizer may generate active oxygen, and the generated active oxygen may induce the death of viruses, bacteria, or fungi by oxidative stress.
  • the active oxygen 10 includes at least one selected from the group consisting of hydrogen peroxide, superoxide, singlet oxygen, hydroxyl radical, hydrogen peroxide and nitric oxide, for example, in the present invention, the active oxygen is It may contain singlet oxygen.
  • the skin disease device of the present invention can oxidatively damage viruses, bacteria or fungi that cause skin diseases by increasing the concentration of the reactive oxygen species, thereby inducing sterilization or death.
  • viruses, bacteria or fungi examples include Vesicular stomatitis virus, Staphylococcus aureus, Staphylococcus pseudintermedius, Microsporum canis, Malassezia furfur. ), Trichophyton mentagrophytes, Trichophyton verrucosum, methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA and MSSA), Salmonella typhimurium, Acinetobaxter baumanii ), Pseudomenas aeruginosa, or Klebsiella pneumoniae.
  • MRSA and MSSA methicillin-resistant Staphylococcus aureus
  • Salmonella typhimurium Acinetobaxter baumanii
  • Pseudomenas aeruginosa or Klebsiella pneumoniae.
  • the photosensitizer may use at least one selected from the group consisting of azo-based dyes, xantholic dyes, indigoid-based dyes, triphenylmethane-based dyes, cyanine-based, phthalocyanine-based and porphyrin-based dyes.
  • the photosensitizer is [5,10,15-triphenyl-20-(4-methoxycarbonylphenyl)-porphyrin] platinum ([5,10,15-Triphenyl-20-(4-methoxycarbonylphenyl)- porphyrin] platinum), pheophytin-a (pheophytin-a), 10-hydroxy pheophytin-a (10-Hydroxy pheophytin-a), pheophorbide-a propyl ester, 10 -hydroxylpheophorbide-a propyl ester (10-Hydroxylpheophorbide-a propyl ester), pheophorbide-a methyl ester, 10-hydroxylpheophorbide-a methyl ester (10-Hydroxyl pheophorbide-a methyl ester), hematoporphyrin, hematoporphyrin, meso-tetra
  • the efficiency of generating active oxygen is high, and thus the sterilization or killing efficiency of viruses, bacteria or pathogens causing skin diseases may be excellent.
  • the production efficiency of the active oxygen may mean the production quantum yield of singlet oxygen.
  • the quantum yield of singlet oxygen can be evaluated by measuring a phosphorescence signal generated upon de-excitation of known singlet oxygen.
  • the polymer support serves to support the photosensitizer and not to be exposed to the outside.
  • the polymer support preferably has a high oxygen permeability so that active oxygen generated in the photosensitizer can reach the affected part 20 .
  • the oxygen permeability of the polymer support is preferably 5% or more, for example, the oxygen permeability of the polymer support may be 6% or more, 8% or more, 10% or more, 12% or more, or 14% or more.
  • the polymer support having an oxygen permeability in the above range facilitates the external diffusion of active oxygen generated by the photosensitizer to increase the content of active oxygen reaching the affected area, so that the sterilization or killing efficiency of viruses, bacteria or pathogens is excellent.
  • the oxygen permeability of the polymer support may be measured according to ASTM D 3895.
  • the photosensitive film 100 may include a photosensitive agent inside the polymer support.
  • the photosensitive film 100 of the present invention can prevent the photosensitizer from directly contacting the affected part 20 by distributing the photosensitizer inside the polymer support.
  • the photosensitive film 100 in which the photosensitizer is distributed inside the polymer support can minimize the side effects caused by the photosensitizer even when directly attached to the affected part 20 .
  • the thickness of the photosensitive film 100 may be 5 ⁇ m to 50 ⁇ m, for example, 5 ⁇ m to 30 ⁇ m, 5 ⁇ m to 20 ⁇ m, 5 ⁇ m to 15 ⁇ m, 5 ⁇ m to 10 ⁇ m. have.
  • the photosensitive film 100 having a thickness in the above range facilitates diffusion of the active oxygen 10 generated in the photosensitizer to the outside of the film to increase the content of active oxygen reaching the affected area 20, so that the virus, Sterilization or killing efficiency of bacteria or pathogens may be excellent.
  • the photosensitive film 100 measures the average value of singlet oxygen present inside the photosensitive film 100, the surface of the film, and the outside of the film in a wavelength range of 1150 to 1350 nm.
  • the ratio of singlet oxygen diffusing to the outside of the film may be 50% or more.
  • the average value of singlet oxygen present inside the photosensitive film 100, the surface of the film, and the outside of the film may be confirmed by measuring the quantum yield of singlet oxygen.
  • the generation quantum yield of singlet oxygen can be confirmed by directly measuring a phosphorescence signal generated during de-excitation of singlet oxygen, for example, Nd-YAG (Continuum surelite II-10, 10 Hz, 7
  • Singlet oxygen phosphorescence according to time and wavelength can be detected by using a pumping parameter oscillator (OPO) laser (Continuum OPO plus, 5 ns FWHM pulse) as the excitation light source 200 (ns FWHM pulse).
  • OPO pumping parameter oscillator
  • a monochromator OFPtometrics LLC, mini-chrom04
  • NIR-PMT Hyamamatsu, H10330A
  • the signal is obtained using a 500 MHz digital oscilloscope (Agilent Technology, DS07052A), and by analyzing the data using a computer, a single oxygen generation quantum yield can be obtained quantitatively.
  • the ratio of singlet oxygen diffusing to the outside of the film is obtained by obtaining a singlet oxygen phosphorescence signal of the sample through the time wavelength-resolved singlet oxygen phosphorescence measurement, and then converting the phosphorescence signal in each wavelength range of 1150 to 1350 nm using Equation 1 and It can be obtained by fitting with the same exponential decay function.
  • the obtained values are named internal, surface and external, and this method is performed at 1150 to 1350 nm
  • the ratio of singlet oxygen diffusing to the outside of the film can be obtained through the average values and relative ratios of each of the inner, surface, and outer surfaces after applying to the phosphorescence signal in the wavelength region of .
  • the ratio of singlet oxygen diffusing to the outside of the film among the generated singlet oxygen is preferably 50% or more, for example, 60% or more, 70% or more.
  • the ratio of singlet oxygen diffusing to the outside of the film is smaller than the above range, the concentration of singlet oxygen present inside and on the surface of the film is high, so that the killing efficiency of viruses, bacteria or fungi is lowered.
  • the ratio of singlet oxygen diffusing to the outside of the film among singlet oxygen may be adjusted according to the type of the photosensitizer, the type of the polymer support, the thickness of the polymer support, and the shape of the photosensitive film 100 .
  • the light source 200 used in the present invention is a particle beam or electromagnetic wave having enough energy to generate active oxygen by exciting the photosensitizer.
  • a laser, a fluorescent lamp, a halogen lamp, a light emitting diode (LED), or an organic light emitting diode (OLED) may be used.
  • the wavelength range of the light source 200 may be 400 to 1200 nm, for example, 400 to 900 nm. In the case of having the wavelength range as described above, it is possible to induce active oxygen generation of the photosensitizer and minimize skin side effects.
  • the output of the light source 200 may be 0.1 to 50 mW/cm 2 , for example, 0.1 to 30 mW/cm 2 , 0.3 to 30 mW/cm 2 , or 0.5 to 20 mW/cm 2 . If out of the above range, the output of the light source 200 is too weak to generate active oxygen of the photosensitizer, or the output of the light source 200 is too strong, there is a risk that the affected area may be burned.
  • the output stability is 90% or more.
  • the light source 200 is supported by a support member 300, and specifically, the support member 300 may be provided so that the irradiation direction of the light source 200 can be adjusted, More specifically, the light source 200 may be supported by the support member 300 such that the light irradiation direction is toward the affected part.
  • the light source 200 is a module or strip form in which a plurality of light sources 200 are combined, and is attached to the support member 300 with an adhesive so that the light irradiation direction is directed toward the affected part or by a fastener. It may be in the form of binding to the support member (300).
  • the fastener may be, for example, a button, a buckle, a hook, or Velcro.
  • the support member 300 may further include an outer skin layer for preventing the light source 200 from directly contacting the affected part, in this case, the outer skin layer may be in the form of interposed between the light source 200 and the affected part. .
  • the outer skin layer has a form in which a portion of the outer skin layer is perforated, and thus prevents direct contact with the affected area, but may prevent attenuation of the amount of light irradiation.
  • the support member 300 may further include a battery for supplying power to the light source 200 .
  • the support member 300 may include a fastener or a pocket for the battery to enable detachment and replacement of the battery.
  • the cable connected to the battery may extend to the outside of the support member 300 and be connected to the light source 200 located inside, and to the light source 200 along the cable-only cutout existing inside the support member 300 . can be connected.
  • the support member 300 is foldable and expandable, and may include one or more binding parts 310 for maintaining the folded state.
  • the support member 300 may be in the form of a harness or clothing, and may include a binding part 310 that can wrap and fix the affected part.
  • the binding part 310 is positioned at both ends of a harness or clothing to wrap and fix the affected part.
  • the binding part 310 may be additionally installed according to the shape of the affected part or the shape of the animal in addition to both ends, if necessary.
  • the binding part 310 may be at least one selected from the group consisting of a button, a buckle, a hook, and a Velcro.
  • the support member 300 may further include an adjustable band according to the size of the affected part or animal.
  • the support member 300 may be wrapped by appropriately adjusting to fit the shape and size of the affected part or animal by further including a band.
  • the harness form refers to a form of a string or a belt that can wrap an animal or human body
  • the clothing form refers to a form that is covered with cotton, cloth, or fibers.
  • the support member 300 according to the present invention can be folded and unfolded, and by having the form of the harness or clothes, it is wearable, so that it is possible to conveniently treat skin diseases.
  • the apparatus for treating skin diseases of the present invention uses the support member 300 in the form of a harness or clothing, while performing skin disease treatment, daily life is possible. Therefore, when used in animals, anesthesia is not required, thereby preventing side effects, and it is possible to prevent the animal from directly scratching or licking the affected area, causing inflammation or developing a secondary infection.
  • a heat dissipation film may be formed on the outer surface (the side opposite to the affected part direction) of the support member 300 .
  • heat by the light source 200 can be effectively discharged to the outside.
  • the photosensitive film 100 of the present invention is interposed between the light source 200 and the affected part 20, as shown in FIG. 1, is attached to one surface of the support member 300, or is formed on the support member 300. Can be stored in a pocket. That is, the photosensitive film 100 is positioned between the light source 200 and the affected part 20 , so that active oxygen 10 can be generated by the light irradiated from the light source 200 .
  • the generated active oxygen 10 can kill or sterilize viruses, bacteria or fungi of the affected area 20 .
  • the photosensitive film 100 When the photosensitive film 100 is of a type attached to one surface of the support member 300 , the photosensitive film may further include an adhesive layer and a release film layer on one surface.
  • the adhesive layer may use an epoxy-based or urethane-based material
  • the release film may use polyethylene, polypropylene, or a stretched film thereof.
  • the support member 300 may have an inner pocket for accommodating the photosensitive film 100 .
  • the inner pocket may be in a form in which a part of the support member 300 is cut, and the cutout may be formed to be able to be opened and closed by a zipper or a button.
  • the apparatus for treating skin diseases according to the present invention is an embodiment, and after attaching the photosensitive film 100 to the affected area and wrapping the support member 300 including the light source 200 to the affected area, the light of the light source 200 Active oxygen generation of the photosensitive film 100 may be induced by irradiation.
  • the present invention provides a photosensitive film 100 including a photosensitive agent and a polymer support, a light source 200 for irradiating light generating active oxygen of the photosensitive film 100, and supporting the light source 200 It is possible to provide a skin disease treatment system including a support member 300 for the purpose, a communication unit for communication with an external device, and a control unit for controlling the light source 200 according to a control command received from the external device.
  • the skin disease treatment system according to the present invention includes the above configuration, it can be conveniently operated from the outside without directly contacting the skin disease treatment device including the light source 200 .
  • the user who manages the animal can check the state of the light source 200 through the external device even if the animal to be treated for the skin disease is far away. It can be known in real time, and the user can control the operation of the light source 200 by executing a control command through the external device, so that even if the animal using the skin disease treatment system is far away, including the light source 200 There is an advantage that it can be controlled without direct manipulation of the skin disease treatment device.
  • the external device may be a portable terminal including a display device such as a display.
  • the control unit controls the light source 200 according to a control command received from an external device, and specifically, the control unit controls the driving of the light source 200, the intensity of the light source 200, and the irradiation time of the light source 200 it could be
  • the intensity of the light source 200 and the light irradiation time of the light source 200 are transmitted to an external device through the communication unit, and the transmitted information may be displayed on a display device of the external device.
  • the skin disease treatment system further includes a sensing unit for sensing at least one of internal and/or external temperature and humidity, and the information sensed by the sensing unit is transmitted to an external device through a communication unit, The transmitted information may be displayed on an external device.
  • the sensing unit may be a temperature sensor and a humidity sensor.
  • the user can know the temperature and/or humidity information inside and/or outside the skin disease treatment device through an external device, and accordingly, the intensity of the light source 200 and the light source 200 irradiation Time can be appropriately adjusted for skin disease treatment.
  • the skin disease treatment device and the skin disease treatment system may be for treating a skin disease of an animal, for example, for treating a skin disease targeting a companion animal or livestock.
  • the present invention may provide a skin disease treatment method for treating a skin disease using the skin disease treatment device or the skin disease treatment system.
  • the method of treating a skin disease using the skin disease treatment apparatus includes the steps of attaching the photosensitive film 100 to the affected part; Fixing the light source 200 on the affected part and the photosensitive film 100 using the support member 300 to support the light irradiation direction of the light source 200 toward the affected part; and driving the light source 200 .
  • the photosensitive film 100 is attached to one surface of the support member 300 supporting the light source 200, or the support member ( 300) receiving the inner pocket formed in; Positioning the support member 300 on the affected part; and driving the light source 200 .
  • the wavelength range of the light source 200 may be 400 to 1200 nm, for example, 400 to 900 nm or 400 to 750 nm. In the case of having the wavelength range as described above, it is possible to induce active oxygen generation of the photosensitizer and minimize skin side effects.
  • the output of the light source 200 may be 0.1 to 50 mW/cm 2 , for example, 0.1 to 30 mW/cm 2 , 0.3 to 30 mW/cm 2 , or 0.5 to 20 mW It can be /cm 2 . If out of the above range, the output of the light source 200 is too weak to generate active oxygen of the photosensitizer, or the output of the light source 200 is too strong, there is a risk that the affected area may be burned.
  • the driving of the light source 200 is preferably performed in a humidity range of 20 to 80% and a temperature of -30 to 60°C.
  • the light source 200 is driven at the humidity and temperature within the above range, stable operation of the skin disease treatment device is possible, and the skin disease treatment effect is high.
  • the method for treating a skin disease using the skin disease treatment system includes a photosensitive film 100 , a light source 200 , and a support member 300 for supporting the light source 200 . fixing to the affected part; and controlling the light source 200 through an external device.
  • the step of controlling the light source 200 the step of displaying the intensity of the light source 200 and the light irradiation time of the light source 200 on an external device, and the intensity of the light source 200 based on the information displayed on the display unit and adjusting the light irradiation time of the light source 200 .
  • the skin disease treatment method may be for animals, for example, companion animals or livestock.
  • the oxygen permeability of PET, PU, and PP used as the polymer support was measured by the method of ASTM D 3895, using an Oxygen Permeation Analyzer (Model8000, manufactured by Illinois Instruments) at 25° C. and 60 RH% atmosphere.
  • Singlet oxygen generation quantum yields were measured for the photosensitive films of Preparation Examples 1 to 13.
  • the quantum yield of singlet oxygen generation was directly measured by the phosphorescence signal generated upon de-excitation of singlet oxygen.
  • Oscillator (OPO) laser Continuous OPO plus, 5 ns FWHM pulse
  • the phosphorescence signal was detected using a monochromator (Optometrics LLC, mini-chrom04) and NIR-PMT (Hamamatsu, H10330A) in the direction perpendicular to the excitation beam. Signals were acquired using a 500 MHz digital oscilloscope (Agilent Technology, DS07052A) and data were analyzed
  • the rate of diffusion of singlet oxygen to the outside of the film was measured by the following method.
  • the singlet oxygen phosphorescence signal of the sample is obtained through time-wavelength-resolved singlet oxygen phosphorescence measurement, and the phosphorescence signal in each wavelength range of 1150 to 1350 nm is fitted with an exponential decay function as in Equation 1 below ( fitting).
  • the respective amplitude values A 1 , A 2 ⁇ and A 3 obtained here were calculated as time values t 1 , t 2 and t 3 .
  • the values obtained based on t 1 , t 2 and t 3 are named factor 1 (inside of the film), factor 2 (surface of the film) and factor 3 (outside of the film), and these methods are in the wavelength range of 1150 to 1350 nm.
  • the ratio of outdiffusion was obtained through the average value and relative ratio of each of factor 1, factor 2, and factor 3, after applying to the phosphorescence signal in Fig. This is shown in Table 2 below.
  • Staphylococcus aureus was loaded in a thermostat at 25° C., and the distance between the Staphylococcus aureus and the photosensitive film of Preparation Examples 1 to 4 and Preparation Example 6 was fixed to 2 mm, and then 10 mW/cm 2 of white light for 60 minutes. was investigated to test the killing efficacy of Staphylococcus aureus. The experimental results are shown in FIG. 3 .
  • Example 1 Staphylococcus pseudintermedius, Microsporum canis, and Malassezia furfur were respectively loaded in a thermostat at 25° C., and the distance between the strain and the photosensitive film 100 of Preparation Example 1 was 2 mm. After fixing to the sterilization effect was compared by irradiating white light of 10mW/cm 2 for 60 minutes.
  • This is Example 1 and as a comparative example, the experimental results compared with the case where the light source was not irradiated (Comparative Example 1) and the case where there was no photosensitive film (Comparative Example 2) are shown in FIG. 5 .
  • Trichophyton mentagrophytes and Trichophyton verrucosum were respectively loaded in a thermostat at 25° C., and the distance between the strain and the photosensitive film of Preparation Example 1 was fixed to 2 mm and then 10 mW for 120 minutes. /cm 2
  • the sterilization effect was compared by irradiating white light.
  • This is Example 2, and as a comparative example, the experimental results compared with the case where the light source was not irradiated (Comparative Example 3) and the case without the photosensitive film 100 (Comparative Example 4) are shown in FIG. 6 .
  • the skin disease treatment device and the skin disease treatment system including the same according to the present invention do not have the risk of developing resistant strains, and can alleviate symptoms and cure early without side effects even for mammals such as livestock and companion animals, and not only bacteria but also Since it has high efficacy in the treatment of fungi, it can be used in the treatment of skin diseases.

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Abstract

본 발명은 피부질환 치료 장치 및 피부질환 치료 시스템에 관한 것으로, 광감응성 필름의 활성 산소 생성을 유도하여 박테리아는 물론 진균류의 치료에서도 높은 효능을 가지며, 체내 주입하는 과정을 거치지 않으므로 가축 및 반려동물과 같은 포유동물을 대상으로도 부작용 없이 증상 완화 및 조기 치유가 가능하고, 내성균주의 발생 위험이 없으며, 사용자 편의를 위해 설계되어 경제적이고, 편리하며, 피부질환 치료의 효능이 우수하다.

Description

피부질환 치료 장치 및 이를 포함하는 피부질환 치료 시스템
본 발명은 피부질환 치료 장치 및 이를 포함하는 피부질환 치료 시스템에 관한 것이다.
최근 소의 피부질환으로 일선 축산 농가들이 심각한 피해를 보고 있다. 예를 들어, 최근 발명한 소 버짐병(피부진균증, ringworm)의 경우, 트리코피톤(Tricophyton verucosum 또는 T. mentagrophytes)이라는 진균의 감염으로 발생하는데, 이 진균의 아포는 모낭의 각질층에 달라붙어 발아하며 털 주위에 아포를 형성하고, 감염된 털은 약해져 끊어지게 된다. 또한, 소 버짐병은 높은 전염성을 가지는 질환으로 확산속도가 빠르고, 병변 부위의 상처에 의한 2차 감염 발생 우려가 크다는 점에서 조기 치료가 필수적이라고 할 수 있다. 그러나, 상기와 같은 심각성에도 불구하고, 아직까지 이에 대한 적합한 치료방법을 찾지 못하고 있다.
한편, 반려동물은 인간과 접촉시간이 길고 피부간의 직접적 접촉이 매우 높다는 특징이 있다. 따라서, 동물과 사람 간 전파 가능한 질병인 인수공통성 피부질환이 반려동물에게 발생하는 경우 인간으로의 전염 확률이 매우 높다. 예를 들어, 말라세치아는 견종에게 발생하는 대표적인 진균성 피부질환이며, 박테리아 또는 진균류로부터 빈번히 발생하는 포도상구균성, 칸디다성 또는 링웜과 같은 피부질환은 인수공통성으로 인해 반려동물은 물론 인간에게도 전염되어 고통을 유발할 수 있다.
반려동물로부터 인간으로 전이되어 발생되는 진균성 질환은 환부를 보호함으로써 자연 치유를 도모하거나, 테르비나핀 또는 아졸(Azole) 유도체 등 항진균제 도포 또는 경구투여에 의한 방법으로 치료가 행해지고 있다.
다만, 인간으로부터 반려동물에게 전이되어 발생되는 피부질환은 반려동물의 특성상 환부보호를 통한 개선이 어려울 뿐만 아니라 반려동물이 환부에 도포된 외용약제 또는 직접적으로 환부를 긁거나 핥아 염증이 발생하거나 2차 감염으로 발전하여 만성적이고 복합적인 피부질환으로 이행되고 있다.
현재 사용되고 있는 항생제의 사용은 신종 다제내성균의 출현 및 신진대사의 부작용이 발생할 우려가 있으며, 장기간 연고 또는 스프레이를 사용하는 경우 호르몬계 교란, 비만 및 당뇨로 인한 스테로이드성 간염 등의 부작용을 동반할 수 있다. 또한, 말라세치아, 버짐병 및 칸디다성 등의 진균류로 인한 피부질환의 경우 항진균제(Azole 유도체: Ketoconazole, Itraconazole 등)가 고가이고, 광범위한 간 대사를 통해 약효가 발현되므로 간과 신장 기능에 중대한 영향을 미칠 수 있다.
한편, 광동역학 치료(Photodynamic Therapy, PDT)는 광감응제로 알려진 비독성 약물 또는 염료를 병변을 가진 환자에게 전신적 또는 국소적으로 투여한 후 빛과 광감응제의 상호 작용에 의해 에너지 전달이 일어나면서 국소적인 화학적 효과가 발생하는 치료 방법이다. 최근 치료용 광감응제의 개발과 광감응제와 광원(200)의 전달에 대한 기술이 개발되면서 광동역학 치료는 독립적인 치료 기술로서 인정받고 있다.
상기 광동역학 치료는 동물을 대상으로도 치료에 활용될 수 있다는 점에서 이점이 있는데, 예를 들어, 동물병원에서는 반려동물을 대상으로 피부염 등의 치료에 일부 활용하고 있다. 다만, 광감응제를 체내에 주입하는 과정이 요구되어 약제의 체내 흡수 및 약물이행에 따른 부작용의 우려가 있고, 정확한 주입량을 산출 및 운용하기 위한 전문적 인력을 요하며, 레이저 장비를 이용하므로 가격이 비싸다는 문제가 있다.
또한, 상기 광동역학 치료 중 가정용으로 시판되는 제품의 경우 아직 항균 기능 메커니즘상 특정 박테리아에만 효과가 있으며 항진균 영역에서의 효능은 전무하다는 문제가 있으며, 가정용으로 사용하기 위해 단파장 LED 혹은 UV 광 조사를 이용하는 경우에는 환부 이외에 정상세포도 괴사하는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 피부질환 치료 기술이 요구된다.
본 발명은 사용이 편리하고, 내성균주의 발생 위험이 없으며, 가축 및 반려동물과 같은 포유동물을 대상으로도 부작용 없이 증상 완화 및 조기 치유가 가능하며, 박테리아는 물론 진균류의 치료에서도 높은 효능을 가지는 피부질환 치료 장치 및 이를 포함하는 피부질환 치료 시스템을 제공한다.
본 발명은 광감응제 및 고분자 지지체를 포함하는 광감응성 필름; 상기 광감응성 필름의 활성 산소를 생성시키는 광을 조사하기 위한 광원; 및 상기 광원을 지지하기 위한 지지부재를 포함하는 피부질환 치료 장치를 제공한다.
일 실시예로서, 상기 활성 산소는 단일항 산소를 포함하고, 광감응성 필름의 내부, 필름의 표면 및 필름의 외부에 존재하는 단일항 산소의 평균 값을 1150~1350 nm의 파장영역에서 단일항 산소의 탈여기 시 발생하는 인광신호로 측정하였을 때, 필름의 외부로 확산하는 단일항 산소의 비율이 50% 이상일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 광감응제는 아조계 색소, 크산트계 색소, 인디고이드계 색소, 트라이페닐메테인계 색소, 시아닌계, 프탈로시아닌계 및 포르피린계로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 잇다.
일 실시예로서, 상기 광감응제는 [5,10,15-트리페닐-20-(4메톡시카르보닐페닐)-포르피린] 플래티늄 ([5,10,15-Triphenyl-20-(4-methoxycarbonylphenyl)-porphyrin] platinum), 페오피틴-a (pheophytin-a), 10-하이드록시 페오피틴-a (10-Hydroxy pheophytin-a), 페오포바이드-a 프로필에스터 (Pheophorbide-a propyl ester), 10-하이드록실페오포바이드-a 프로필에스터 (10-Hydroxylpheophorbide-a propyl ester), 페오포바이드-a 메틸에스터 (Pheophorbide-a methyl ester), 10-하이드록실페오포바이드-a 메틸에스터 (10-Hydroxyl pheophorbide-a methyl ester), 헤마토 포르피린, 헤마토 포르피린(hematoporphyrin), 메조-테트라키스 (p- 설포내이토페닐) 포르피린(Meso-tetrakis (p-sulfonatophenyl) porphyrin), 5,10,15,20-테트라키스(3,5-비스카르복실-페닐)포르피린(5,10,15,20-Tetrakis(3,5-biscarboxyl-phenyl)porphyrin) 및 에리트로신(erythrosine)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 고분자 지지체는 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드), 키토산 하이드로겔 및 알긴산 하이드로겔로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 광감응성 필름은 고분자 지지체 내부에 광감응제를 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 광감응성 필름의 두께는 5㎛ 내지 50㎛일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 광원은 레이저, 형광등, 할로겐 램프, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 및 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 지지부재는 광원의 조사 방향을 조절 가능하게 마련될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 지지부재는 접힘 및 펼침 가능하고, 접힘 상태를 유지시키기 위한 하나이상의 결속부를 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 광감음성 필름은 광원과 환부 사이에 개재되되, 지지부재(300)의 일면에 부착되거나, 지지부재에 형성된 내부 포켓에 수납될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 광감응성 필름은 환부에 부착될 수 있다.
또한, 본 발명은 광감응제 및 고분자 지지체를 포함하는 광감응성 필름; 상기 광감응성 필름의 활성 산소를 생성시키는 광을 조사하기 위한 광원; 상기 광원을 지지하기 위한 지지부재; 외부 기기와의 통신을 위한 통신부; 및 외부 기기로부터 수신된 제어명령에 따라 광원을 제어하기 제어부를 포함하는 피부질환 치료 시스템을 제공할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 제어부는 광원의 구동, 광원의 세기 및 광원의 조사 시간을 제어하는 것일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 광원의 세기 및 광원의 광 조사 시간은 통신부를 통하여 외부 기기로 전송되고, 상기 전송된 정보는 외부 기기에 표시될 수 있다.
일 실시예로서, 온도 및 습도 중 적어도 하나를 감지하는 감지부를 더 포함하고, 상기 감지부에서 감지된 정보는 통신부를 통하여 외부 기기로 전송되며, 상기 전송된 정보는 외부 기기에 표시될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 피부질환 치료 장치 또는 피부질환 치료 시스템을 이용하여 동물의 피부질환을 치료하는 피부질환 치료 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 피부질환 치료 장치는 광감응성 필름의 활성 산소 생성을 유도하여 박테리아는 물론 진균류의 치료에서도 높은 효능을 가지며, 체내 주입하는 과정을 거치지 않으므로 가축 및 반려동물과 같은 포유동물을 대상으로도 부작용 없이 증상 완화 및 조기 치유가 가능하고, 내성균주의 발생 위험이 없다.
또한, 본 발명에 따른 피부질환 치료 시스템은 사용자 편의를 위해 설계되어 경제적이고, 편리하며, 피부질환 치료의 효능이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 피부질환 치료 장치의 메커니즘을 나타낸 개략도이다
도 2는 본 발명에 따른 광원과 지지부재를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 피부질환 치료 장치의 포도상구균의 멸균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 피부질환 치료 장치의 표준균주와 내성균주에 대한 멸균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 피부질환 치료 장치, 비교예 1 및 2의 포도상구균, 개 소포자균 및 말라세지아 푸르푸르에 대한 멸균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 피부질환 치료 장치, 비교예 3 및 4의 트리코피톤 인터디지탈 및 트리코피톤 베르코숨에 대한 멸균 효과를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
피부질환이란 피부계통에 영향을 미치는 병으로서, 박테리아 또는 진균류에 의해 발생할 수 있으며, 인수공통성으로 인해 인간과 동물이 서로에게 전이를 일으킬 수 있다.
상기 피부질환이 동물에게 발생하는 경우, 동물의 특성상 환부보호를 통한 개선이 어려울 뿐만 아니라 반려동물이 환부에 도포된 외용약제 또는 직접적으로 환부를 긁거나 핥아 염증이 발생하거나 2차 감염으로 발전하여 만성적이고 복합적인 피부질환으로 이어질 수 있다.
피부질환을 치료하기 위해 항생제를 사용하는 경우 신종 다제내성균의 출현 및 신진대사의 부작용이 발생할 우려가 있으며, 스테로이즈제의 경우 호르몬계 교란, 비만 및 당뇨로 인한 스테로이드성 간염 등의 부작용을 동반할 수 있다. 또한, 항진균제의 사용은 항진균제가 고가이고, 광범위한 간 대사를 통해 약효가 발현되므로 간과 신장 기능에 중대한 영향을 미칠 수 있다는 문제를 가진다.
또한, 광동역학 치료는 빛과 광감응제의 상호 작용에 의해 에너지 전달이 일어나면서 국소적인 화학적 효과가 발생하는 치료 방법으로, 국소 부위의 치료 및 동물을 대상으로한 치료에도 활용될 수 있다는 점에서 이점을 가진다.
다만, 상기 광동역학 치료는 광감응제를 체내에 주입하는 과정이 요구되어 약제의 체내 흡수 및 약물이행에 따른 부작용의 우려가 있고, 정확한 주입량을 산출 및 운용하기 위한 전문적 인력을 요하며, 레이저 장비를 이용하므로 가격이 비싸다는 문제가 있으며, 가정용으로 시판되는 제품의 경우에는 항진균 영역에서의 효능은 전무하고, 가정용으로 사용하기 위해 단파장 LED 혹은 UV 광 조사를 이용하므로 환부 이외에 정상세포도 괴사하는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 피부질환 치료의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 피부질환 치료 장치는 광감응성 필름의 활성 산소 생성을 유도하여 박테리아는 물론 진균류의 치료에서도 높은 효능을 가지며, 체내 주입하는 과정을 거치지 않으므로 가축 및 반려동물과 같은 포유동물을 대상으로도 부작용 없이 증상 완화 및 조기 치유가 가능하고, 내성균주의 발생 위험이 없으며, 본 발명에 따른 피부질환 치료 시스템은 사용자 편의를 위해 설계되어 경제적이고, 편리하며, 피부질환 치료의 효능이 우수한 효과를 가진다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 광감응제 및 고분자 지지체를 포함하는 광감응성 필름(100), 상기 광감응성 필름(100)의 활성 산소를 생성시키는 광을 조사하기 위한 광원(200) 및 상기 광원(200)을 지지하기 위한 지지부재(300)를 포함하는 피부질환 치료 장치를 제공한다.
상기 광감응제(photosensitizer)는 빛을 흡수하여 단일항 산소와 같은 활성 산소(Reactive Oxygen Species, ROS)를 생성한다.
상기 활성 산소(10)는 반응성이 큰 이온 또는 분자를 총칭하는 용어로서, 활성 산소의 농도는 빛이나 고온에 노출되는 것과 같은 환경적인 스트레스로 인하여 빠르게 증가할 수 있다. 일정량의 활성 산소의 증가는 세포 증식을 촉진할 수 있으나, 과량의 활성 산소는 지질, 단백질 및 DNA를 산화적으로 손상시킬 수 있다.
따라서, 외부에서 특정 파장의 빛을 조사하는 경우 상기 광감응제는 활성 산소를 생성하고, 발생된 활성 산소는 산화 스트레스에 의해 바이러스, 박테리아 또는 진균류의 사멸을 유도할 수 있다.
본 발명에서 활성 산소(10)는 과산화수소, 슈퍼옥사이드, 단일항 산소, 하이드록실 라디칼, 하이드로겐 퍼옥사이드 및 산화질소로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 포함하며, 예를 들어, 본 발명에서 활성 산소는 단일항 산소를 포함할 수 있다. 본 발명의 피부질환 장치는 상기 활성 산소종의 농도를 증가시킴으로써, 피부질환을 일으키는 바이러스, 박테리아 또는 진균류를 산화적으로 손상시켜 이들을 멸균 또는 사멸을 유도할 수 있다.
상기 바이러스, 박테리아 또는 진균류의 예로는 수포성구내염 바이러스(Vesicular stomatitis virus), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 포도상구균(Staphylococcus pseudintermedius), 개 소포자균(Microsporum canis), 말라세지아 푸르푸르(Malassezia furfur), 트리코피톤 인터디지탈(Trichophyton mentagrophytes), 트리코피톤 베르코숨(Trichophyton verrucosum), 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA 및 MSSA), 살모넬라 타이피무리움(Salmonella typhimurium), 아시네토박터 바우마니(Acinetobaxter baumanii), 녹농균(Pseudomenas aeruginosa) 또는 폐렴막대균(Klebsiella pneumoniae) 등이 있다.
상기 광감응제는 아조계 색소, 크산트계 색소, 인디고이드계 색소, 트라이페닐메테인계 색소, 시아닌계, 프탈로시아닌계 및 포르피린계로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 광감응제는 [5,10,15-트리페닐-20-(4메톡시카르보닐페닐)-포르피린] 플래티늄 ([5,10,15-Triphenyl-20-(4-methoxycarbonylphenyl)-porphyrin] platinum), 페오피틴-a (pheophytin-a), 10-하이드록시 페오피틴-a (10-Hydroxy pheophytin-a), 페오포바이드-a 프로필에스터 (Pheophorbide-a propyl ester), 10-하이드록실페오포바이드-a 프로필에스터 (10-Hydroxylpheophorbide-a propyl ester), 페오포바이드-a 메틸에스터 (Pheophorbide-a methyl ester), 10-하이드록실페오포바이드-a 메틸에스터 (10-Hydroxyl pheophorbide-a methyl ester), 헤마토 포르피린, 헤마토 포르피린(hematoporphyrin), 메조-테트라키스 (p- 설포내이토페닐) 포르피린(Meso-tetrakis (p-sulfonatophenyl) porphyrin), 5,10,15,20-테트라키스(3,5-비스카르복실-페닐)포르피린(5,10,15,20-Tetrakis(3,5-biscarboxyl-phenyl)porphyrin) 및 에리트로신(erythrosine)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
상기와 같은 광감응제를 사용하는 경우 활성 산소의 생성 효율이 높아 피부질환을 일으키는 바이러스, 박테리아 또는 병원균의 멸균 또는 사멸 효율이 우수할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성 산소의 생성 효율은 단일항 산소의 생성 양자 수율을 의미하는 것일 수 있다. 단일항 산소의 생성 양자 수율은 공지된 단일항 산소의 탈여기 시 발생하는 인광신호를 측정하여 평가할 수 있다.
상기 고분자 지지체는 상기 광감응제를 지지하며, 외부로 노출되지 않도록 하는 역할을 한다. 상기 고분자 지지체는 광감응제에서 생성된 활성 산소가 환부(20)에 도달할 수 있도록 산소 투과율이 높은 것이 바람직하다.
상기 고분자 지지체의 산소 투과율은 5% 이상인 것이 바람직하며, 예를 들어 상기 고분자 지지체의 산소 투과율은 6% 이상, 8% 이상, 10% 이상, 12% 이상 또는 14% 이상일 수 있다. 상기와 같은 범위의 산소 투과율을 가지는 고분자 지지체는 광감응제에서 생성된 활성 산소의 외부 확산을 용이하게 하여 환부에 도달하는 활성 산소의 함량을 높여 바이러스, 박테리아 또는 병원균의 멸균 또는 사멸 효율이 우수할 수 있다. 상기 고분자 지지체의 산소 투과율은 ASTM D 3895에 의해 측정한 것일 수 있다.
상기 조건을 만족하는 고분자 지지체로는 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드), 키토산 하이드로겔 및 알긴산 하이드로겔로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 들 수 있다.
이때, 상기 광감응성 필름(100)은 고분자 지지체 내부에 광감응제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 광감응성 필름(100)은 고분자 지지체 내부에 광감응제를 분포시킴으로써, 광감응제가 환부(20)에 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 고분자 지지체 내부에 광감응제를 분포시킨 광감응성 필름(100)은 환부(20)에 직접 부착하더라도 광감응제에 의한 부작용을 최소화할 수 있다.
이때, 상기 광감응성 필름(100)의 두께는 5㎛ 내지 50㎛일 수 있으며, 예를 들어, 5㎛ 내지 30㎛, 5㎛ 내지 20㎛, 5㎛ 내지 15㎛, 5㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 상기 범위의 두께를 가지는 광감응성 필름(100)은 광감응제에서 생성된 활성 산소(10)의 필름 외부로 확산을 용이하게 하여 환부(20)에 도달하는 활성 산소의 함량을 높임으로써, 바이러스, 박테리아 또는 병원균의 멸균 또는 사멸 효율이 우수할 수 있다.
본 발명에 따른 광감응성 필름(100)은 광감응성 필름(100)의 내부, 필름의 표면 및 필름의 외부에 존재하는 단일항 산소의 평균 값을 1150~1350 nm의 파장영역에서 단일항 산소의 탈여기 시 발생하는 인광신호로 측정하였을 때, 필름의 외부로 확산하는 단일항 산소의 비율이 50% 이상일 수 있다.
상기 광감응성 필름(100)의 내부, 필름의 표면 및 필름의 외부에 존재하는 단일항 산소의 평균 값은 단일항 산소의 생성 양자 수율을 측정함으로써 확인할 수 있다.
구체적으로, 상기 단일항 산소의 생성 양자 수율은 단일항 산소의 탈여기 시 발생하는 인광 신호에 의해 직접 측정하여 확인할 수 있으며, 예를 들어, Nd-YAG(Continuum surelite II-10, 10 Hz, 7 ns FWHM 펄스) 펌핑 파라미터 진동자(OPO) 레이저(Continuum OPO plus, 5 ns FWHM 펄스)를 여기광원(200)으로 사용하여 시간과 파장에 따른 단일항 산소 인광을 검출할 수 있다. 인광신호는 여기빔과 수직 방향에서 모노크로미터(Optometrics LLC, mini-chrom04)와 NIR-PMT(Hamamatsu, H10330A)를 사용할 수 있다. 신호는 500 MHz 디지털 오실로스코프(Agilent Technology, DS07052A)를 사용하여 얻고, 컴퓨터를 이용하여 데이터를 분석함으로서, 단일한 산소 생성 양자 수율을 정량적으로 얻을 수 있다.
필름의 외부로 확산하는 단일항 산소의 비율은 상기 시간파장분해 단일항 산소인광측정을 통해 시료의 단일항 산소 인광신호를 얻은 후 각각의 1150~1350 nm 파장범위에서 인광신호를 하기 수학식 1과 같은 지수적 감쇠식(exponetial decay function)으로 피팅(fitting)하여 획득할 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2021012855-appb-img-000001
여기서, 얻어진 각각의 진폭 값 A1, A2 및 A3를 시간 값인 t1, t2 및 t3로 연산한 후, 얻어진 값을 내부, 표면 및 외부로 명명하고, 이러한 방법을 1150~1350 nm의 파장영역에서 인광신호에 대해 적용한 후 취합하여 내부, 표면 및 외부 각각의 평균 값과 상대적 비율을 통해 필름의 외부로 확산하는 단일항 산소의 비율을 구할 수 있다.
본 발명에 따른 광감응성 필름(100)은 생성된 단일항 산소 중 필름의 외부로 확산하는 단일항 산소의 비율이 50% 이상인 것이 바람직하며, 예를 들어, 60% 이상, 70% 이상일 수 있다. 필름의 외부로 확산하는 단일항 산소의 비율이 상기 범위보다 작은 경우 필름의 내부 및 표면에 존재하는 단일항 산소의 농도가 높아 바이러스, 박테리아 또는 진균류의 사멸 효율이 떨어진다.
단일항 산소 중 필름의 외부로 확산하는 단일항 산소의 비율은 광감응제의 종류, 고분자 지지체의 종류, 고분자 지지체의 두께 및 광감응성 필름(100)의 형태에 따라 조절할 수 있다.
본 발명에 사용되는 광원(200)은 상기 광감응제를 여기시켜 활성 산소를 생성할 수 있을 정도의 에너지를 가진 입자선 또는 전자기파이다. 상기 광원(200)으로는 레이저, 형광등, 할로겐 램프, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 사용할 수 있다.
이때, 상기 광원(200)의 파장 범위는 400 내지 1200nm일 수 있으며, 예를 들어, 400 내지 900nm일 수 있다. 상기와 같은 파장 범위를 가지는 경우, 광감응제의 활성 산소 생성을 유도할 수 있으면서도 피부 부작용을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 광원(200)의 출력은 0.1 내지 50mW/cm2일 수 있으며, 예를 들어, 0.1 내지 30mW/cm2, 0.3 내지 30mW/cm2 또는 0.5 내지 20mW/cm2 일 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 광원(200)의 출력이 너무 약해 광감응제의 활성 산소가 생성되지 않거나, 광원(200)의 출력이 너무 강해 환부가 화상을 입을 우려가 있다.
또한, 상기 광원(200)은 환부에 근접하여 사용하기 때문에 출력안정도가 90% 이상인 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 본 발명에서 상기 광원(200)은 지지부재(300)에 의하여 지지되며, 구체적으로 상기 지지부재(300)는 광원(200)의 조사 방향을 조절 가능하게 마련될 수 있으며, 보다 구체적으로 상기 광원(200)은 광 조사 방향이 환부를 향하도록 지지부재(300)에 지지될 수 있다.
예를 들어, 광원(200)은 복수의 광원(200)이 합쳐진 모듈 또는 스트립 형태로서, 광 조사 방향이 환부를 향하도록 접착제에 의하여 상기 지지부재(300)에 부착된 형태 또는 결착구에 의하여 상기 지지부재(300)에 결착된 형태일 수 있다. 이때, 결착구의 예를 들면 단추, 버클, 후크 또는 벨크로 등일 수 있다. 본 발명은 상기와 같이 광원(200)이 지지된 지지부재(300)를 사용함으로써, 광감응성 필름(100)에 손쉽고 안정적으로 광을 조사할 수 있다.
또한, 상기 지지부재(300)에는 광원(200)이 환부와 직접 접촉하는 것을 방지하기 위한 외피층을 더 포함할 수 있으며, 이때, 외피층은 광원(200)과 환부의 사이에 개재된 형태일 수 있다.
상기 외피층은 외피층의 일부가 뚫려있는 형태를 가짐으로써, 환부와 직접 접촉은 방지하되, 광 조사량을 감쇄를 방지하여도 좋다.
상기 지지부재(300)는 상기 광원(200)에 전원을 공급하기 위한 배터리를 더 포함할 수 있다. 이때, 지지부재(300)는 배터리를 위한 결착구 또는 포켓을 포함하여 상기 배터리의 탈착 및 교체가 가능하도록 할 수 있다. 이때, 배터리에 연결된 케이블은 지지부재(300)의 외부로 연장되어 내부에 위치한 광원(200)에 접속될 수 있으며, 지지부재(300)의 내부에 존재하는 케이블 전용 절개부를 따라 광원(200)에 접속될 수 있다.
상기 지지부재(300)는 접힘 및 펼침 가능하고, 접힘 상태를 유지시키기 위한 하나이상의 결속부(310)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 지지부재(300)는 하네스 또는 의류 형태일 수 있으며, 환부를 감싸서 고정할 수 있는 결속부(310)를 포함할 수 있다.
상기 결속부(310)는 하네스 또는 의류의 양단부에 위치하여 환부를 감싸서 고정하는 역할을 한다. 이때, 상기 결속부(310)는 필요에 따라 양단부 외에도 환부의 형태나 동물의 형태에 따라 추가적으로 더 설치될 수 있다.
상기 결속부(310)는 단추, 버클, 후크 및 벨크로로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
또한, 상기 지지부재(300)는 환부 또는 동물의 크기에 따라 조절가능한 밴드를 더 포함할 수 있다. 상기 지지부재(300)는 밴드를 더 포함함으로써, 환부 또는 동물의 형태 및 크기에 맞도록 적절하게 조절하여 감쌀 수 있다.
여기서, 하네스 형태란 끈 또는 벨트의 형태로서 동물이나 사람의 몸을 감쌀 수 있는 외형을 가진 것을 지칭하며, 의류 형태란 면, 천 또는 섬유 등으로 외부가 덮여 있는 외형을 가진 것을 지칭한다.
본 발명에 따른 지지부재(300)는 접힘 및 펼침 가능하고, 상기 하네스 형태 또는 의류 형태를 가짐으로써, 웨어러블이 가능하므로 편리하게 피부질환 치료를 진행할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 피부질환 치료 장치는 하네스 또는 의류 형태의 지지부재(300)를 사용하여 피부질환 치료를 진행하면서도 일상적인 생활이 가능하다. 따라서, 동물에 사용하는 경우 마취 등이 필요하지 않아 이로 인한 부작용을 방지할 수 있으며, 동물이 직접적으로 환부를 긁거나 핥아 염증이 발생하거나 2차 감염으로 발전하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 지지부재(300)의 외측면(환부 방향의 반대 측면)에는 방열 필름이 형성될 수 있다. 방열 필름이 형성됨으로써, 광원(200)에 의한 열을 효과적으로 외부로 배출할 수 있다.
본 발명의 광감응성 필름(100)은 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 광원(200)과 환부(20) 사이에 개재되되, 지지부재(300)의 일면에 부착되거나, 지지부재(300)에 형성된 내부 포켓에 수납될 수 있다. 즉, 상기 광감응성 필름(100)은 광원(200)과 환부(20) 사이에 위치함으로써, 광원(200)으로부터 조사된 광에 의해 활성 산소(10)를 생성할 수 있다. 생성된 활성 산소(10)는 환부(20)의 바이러스, 박테리아 또는 진균류를 사멸하거나 멸균할 수 있다.
상기 광감응성 필름(100)이 지지부재(300)의 일면에 부착되는 타입인 경우, 광감성 필름은 일면에 접착층 및 이형 필름층을 더 포함할 수 있다. 상기 접착층은 에폭시계 또는 우레탄계 등을 이용할 수 있으며, 이형 필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 연신 필름 등을 이용할 수 있다.
상기 광감응성 필름(100)을 지지부재(300)에 수납하여 사용하는 경우에는 상기 지지부재(300)는 광감응성 필름(100)을 수용하기 위한 내부 포켓을 가질 수 있다. 상기 내부 포켓은 지지부재(300)의 일부가 절개된 형태일 수 있으며, 상기 절개부를 지퍼나 단추에 의해 개폐가 가능하도록 형성하여도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 피부질환 치료 장치는 일 실시예로서, 광감응성 필름(100)을 환부에 부착하고 광원(200)을 포함하는 지지부재(300)를 환부에 감싼 후 광원(200)의 광 조사에 의해 광감응성 필름(100)의 활성 산소 생성을 유도할 수 있다.
본 발명은 광감응제 및 고분자 지지체를 포함하는 광감응성 필름(100), 상기 광감응성 필름(100)의 활성 산소를 생성시키는 광을 조사하기 위한 광원(200), 상기 광원(200)을 지지하기 위한 지지부재(300), 외부 기기와의 통신을 위한 통신부 및 외부 기기로부터 수신된 제어명령에 따라 광원(200)을 제어하기 제어부를 포함하는 피부질환 치료 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 피부질환 치료 시스템은 상기와 같은 구성을 포함함으로써, 광원(200)을 포함하는 피부질환 치료 장치에 직접 접촉하지 않고서도 외부에서 편리하게 이를 조작할 수 있다.
예를 들어, 상기 피부질환 치료 시스템을 이용하여 동물의 피부질환을 치료하는 경우, 동물을 관리하는 사용자는 피부질환 치료 대상인 동물이 멀리 떨어진 경우에도 상기 외부 기기를 통해 광원(200) 등의 상태를 실시간으로 알 수 있고, 사용자는 상기 외부 기기를 통해 제어명령을 수행하여 광원(200)의 구동을 제어할 수 있으므로, 피부질환 치료 시스템을 사용 중인 동물이 멀리 떨어진 경우에도 광원(200)을 포함하는 피부질환 치료 장치의 직접 조작없이도 이를 제어할 수 있다는 이점이 있다.
상기 외부 기기는 디스플레이와 같은 표시 장치를 포함하는 휴대용 단말기일수 있다.
상기 제어부는 외부 기기로부터 수신된 제어명령에 따라 광원(200)을 제어하며, 구체적으로, 상기 제어부는 광원(200)의 구동, 광원(200)의 세기 및 광원(200)의 조사 시간을 제어하는 것일 수 있다.
일단 가동된 피부질환 치료 장치의 광원(200)의 세기 및 광원(200)의 광 광 조사 시간은 통신부를 통하여 외부 기기로 전송되고, 상기 전송된 정보는 외부 기기의 표시 장치에 표시될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 피부질환 치료 시스템은 내부 및/또는 외부의 온도 및 습도 중 적어도 하나를 감지하는 감지부를 더 포함하고, 상기 감지부에서 감지된 정보는 통신부를 통하여 외부 기기로 전송되며, 상기 전송된 정보는 외부 기기에 표시될 수 있다.
상기 감지부는 온도 센서 및 습도 센서일 수 있다. 상기와 같은 감지부를 포함함으로써, 사용자는 외부 기기를 통해 피부질환 치료 장치의 내부 및/또는 외부의 온도 및/또는 습도 정보를 알 수 있으므로, 이에 따라 광원(200)의 세기 및 광원(200) 조사 시간을 피부질환 치료에 적절하게 조절할 수 있다.
상기 피부질환 치료 장치 및 피부질환 치료 시스템은 동물의 피부질환을 치료하기 위한 것일 수 있으며, 예를 들어, 반려 동물 또는 가축을 대상으로 피부질환을 치료하기 위한 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 피부질환 치료 장치 또는 상기 피부질환 치료 시스템을 이용하여 피부질환을 치료하는 피부질환 치료 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 피부질환 치료 장치를 이용하여 피부질환을 치료하는 방법은, 광감응성 필름(100)을 환부에 부착하는 단계; 광원(200)의 광 조사 방향이 환부를 향하도록 지지하는 지지부재(300)를 이용하여 환부 및 상기 광감응성 필름(100)의 상부에 광원(200)을 고정하는 단계; 및 상기 광원(200)을 구동하는 단계를 포함할 수 있다.
또는 일 실시예로서, 상기 피부질환 치료 장치를 이용하여 피부질환을 치료하는 방법은, 광감응성 필름(100)을 광원(200)을 지지하는 지지부재(300)의 일면에 부착하거나, 지지부재(300)에 형성된 내부 포켓에 수납하는 단계; 상기 지지부재(300)를 환부에 위치시키는 단계; 및 상기 광원(200)을 구동하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 광원(200)을 구동하는 단계에서 광원(200)의 파장 범위는 400 내지 1200nm일 수 있으며, 예를 들어, 400 내지 900nm 또는 400 내지 750nm일 수 있다. 상기와 같은 파장 범위를 가지는 경우, 광감응제의 활성 산소 생성을 유도할 수 있으면서도 피부 부작용을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 광원(200)을 구동하는 단계에서 광원(200)의 출력은 0.1 내지 50mW/cm2일 수 있으며, 예를 들어, 0.1 내지 30mW/cm2, 0.3 내지 30mW/cm2 또는 0.5 내지 20mW/cm2 일 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 광원(200)의 출력이 너무 약해 광감응제의 활성 산소가 생성되지 않거나, 광원(200)의 출력이 너무 강해 환부가 화상을 입을 우려가 있다.
또한, 상기 광원(200)을 구동하는 단계는 습도가 20 내지 80%이며, 온도가 -30 내지 60℃인 범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 상기 범위의 습도 및 온도에서 광원(200)을 구동하는 경우 피부질환 치료 장치의 안정적인 운용이 가능하며, 피부질환 치료의 효과가 높다.
본 발명은 일 실시예로서, 상기 피부질환 치료 시스템을 이용하여 피부질환을 치료하는 방법은, 광감응성 필름(100), 광원(200) 및 광원(200)을 지지하기 위한 지지부재(300)를 환부에 고정하는 단계; 및 외부 기기를 통해 광원(200)을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광원(200)을 제어하는 단계 이후에, 외부 기기에 광원(200)의 세기 및 광원(200)의 광 조사 시간을 표시하는 단계 및 표시부에 표시된 정보를 바탕으로 광원(200)의 세기 및 광원(200)의 광 조사 시간을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 피부질환 치료 방법은 동물을 대상으로 하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 반려 동물 또는 가축을 대상으로 할 수 있다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예
광감응성 필름의 제조
제조예 1
광감응제로 [5,10,15-Triphenyl-20-(4-methoxycarbonylphenyl)-porphyrin] platinum(PtCP) 7mM, 용매로 에탄올(ethanol) 10g, TMPTA(trimethylolpropane triacrylate) 1g 및 고분자 지지체로 폴리우레탄(PU) 10g을 20℃ 암실 조건에서 1시간 교반하였다. 상기 교반된 용액에 광개시제로 TPO(2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl phosphine oxide) 0.3g과 계면활성제(F-477, 10%) 0.2g을 첨가한 후 20℃ 암실 조건에서 1시간 교반하였다. 이후 진공 오븐에 넣고 40℃ 암실 조건에서 1시간 방치 한 후 용매를 제거하였다. 위 용액을 성형틀에 넣고 UV를 조사하여 광경화하여 고분자 지지체로 폴리우레탄이 사용된 광감응성 필름을 제조하였다.
제조예 2 내지 제조예 13
광감응제를 5,10,15,20-Tetrakis(3,5-biscarboxyl-phenyl)porphyrin(TDCPP), Pheophorbide-a propyl ester(PPE), Metal free phthalocyanine(PC) 또는 Al-phthalocyanine(Al-Pc)로 변경하거나, 고분자 지지체를 polypropylene(PP) 또는 polyethylene terephthalate(PET)로 변경 또는 필름의 두께를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 광감응성 필름을 제조하였다.
고분자 지지체로 사용된 PET, PU 및 PP의 산소투과도는 ASTM D 3895의 방법으로, Oxygen Permeation Analyzer(Model8000, Illinois Instruments사 제품)을 사용하여 25℃, 60RH% 분위기하에서 측정하였다.
구 분 광감응제 지지체 산소투과도(%) 필름 두께(㎛)
제조예 1 PtCP PU 14 10
제조예 2 PtCP PP 12 10
제조예 3 PtCP PET 6 10
제조예 4 PtCP PU 14 15
제조예 5 PtCP PU 14 20
제조예 6 PtCP PU 14 30
제조예 7 TDCPP PET 6 10
제조예 8 TDCPP PP 12 10
제조예 9 TDCPP PU 14 10
제조예 10 PPE PU 14 10
제조예 11 Pc PET 6 10
제조예 12 Pc PU 14 10
제조예 13 Al-Pc PU 14 10
광감응성 필름의 단일항 산소 외부 확산 비율 측정
제조예 1 내지 13의 광감응성 필름에 대하여 단일항 산소 생성 양자 수율을 측정하였다. 단일항 산소 생성 양자 수율은 단일항 산소의 탈여기 시 발생하는 인광신호에 의해 직접 측정하였다. Nd-YAG(Continuum surelite II-10, 10 Hz, 7 ns FWHM 펄스) 펌핑 파라미터 진동자(OPO) 레이저(Continuum OPO plus, 5 ns FWHM 펄스)를 여기광원으로 사용하여 시간과 파장에 따른 단일항 산소 인광을 검출하였다. 인광신호는 여기빔과 수직 방향에서 모노크로미터(Optometrics LLC, mini-chrom04)과 NIR-PMT(Hamamatsu, H10330A)를 사용하여 검출하였다. 신호는 500 MHz 디지털 오실로스코프(Agilent Technology, DS07052A)를 사용하여 얻었으며 컴퓨터를 이용하여 데이터를 분석하였다.
단일항 산소의 필름의 외부로 확산하는 비율은 하기의 방법으로 측정하였다. 시간파장분해 단일항 산소인광측정을 통해 시료의 단일항 산소 인광신호를 얻어, 각각의 1150~1350 nm 파장범위에서 인광신호를 하기 수학식 1과 같은 지수적 감쇠식(exponetial decay function)으로 피팅(fitting)하였다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2021012855-appb-img-000002
여기서 얻어진 각각의 진폭 값 A1, A2- 및 A3를 시간 값인 t1, t2 및 t3로 연산하였다. t1, t2 및 t3을 토대로 얻어진 값을 factor 1(필름의 내부), factor 2(필름의 표면) 및 factor 3(필름의 외부)으로 명명하고, 이러한 방법을 1150~1350 nm의 파장영역에서 인광신호에 대해 적용한 후 취합하여 factor 1, factor 2 및 factor 3의 각각의 평균 값과 상대적 비율을 통해 외부확산의 비율을 구하였다. 이를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 단일항 산소의 확산 비율(%)
내부 표면 외부
제조예1 4.3 19.5 76.2
제조예2 6.5 23.3 70.2
제조예3 15.4 34.1 50.5
제조예4 26.4 22.4 46
제조예5 38.1 23.2 38.7
제조예6 54.1 23.4 22.5
제조예7 14.9 28.9 56.2
제조예8 8.9 33.4 57.7
제조예9 4.1 18.4 77.5
제조예10 10.6 32.1 57.3
제조예11 84.9 11.4 3.7
제조예12 76.8 18.4 4.8
제조예13 37.4 26.3 36.3
실험예
황색포도상구균 멸균 효능
25℃의 항온조에 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)을 담지하고, 상기 황색포도상구균과 제조예 1 내지 4 및 제조예 6의 광감응성 필름의 거리를 2mm로 고정한 후 60분 동안 10mW/cm2의 백색광을 조사하여 포도상구균의 사멸 효능을 실험하였다. 실험 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3을 참고하면, 단일항 산소의 외부 확산 비율이 높을수록 균주의 사멸 효과가 뛰어남을 알 수 있다.
표준 균주와 내성균주의 멸균 효능
25℃의 항온조에 ATCC(표준균주) 및 각각의 내성균주 인 폐렴막대균(Klebsiella pneumoniae), 녹농균(Pseudomenas aeruginosa) 및 아시네토박터 바우마니(Acinetobaxter baumanii)를 담지하고, 균주와 제조예 1의 광감응성 필름과의 거리를 2mm로 고정한 후 60분 동안 5mW/cm2의 백색광을 조사하여 표준균주와 내성균주의 멸균 효과를 비교하였다. 실험 결과를 도 4a 내지 도 4c에 나타내었다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 폐렴막대균(Klebsiella pneumoniae), 녹농균(Pseudomenas aeruginosa) 및 아시네토박터 바우마니(Acinetobaxter baumanii) 모두 60분 이내에 대부분 사멸하는 것을 확인할 수 있으며, 표준균주와 내성균주의 멸균 효능의 차이가 거의 없음을 알 수 있다.
피부질환 치료 장치의 멸균 효능
25℃의 항온조에 포도상구균(Staphylococcus pseudintermedius), 개 소포자균(Microsporum canis) 및 말라세지아 푸르푸르(Malassezia furfur)를 각각 담지하고, 균주와 제조예 1의 광감응성 필름(100)의 거리를 2mm로 고정한 후 60분 동안 10mW/cm2의 백색광을 조사하여 멸균 효과를 비교하였다. 이를 실시예 1로 하고, 비교예로서 광원을 조사하지 않은 경우(비교예 1) 및 광감응성 필름이 없는 경우(비교예 2)와 비교한 실험 결과를 도 5에 나타내었다.
또한, 25℃의 항온조에 트리코피톤 인터디지탈(Trichophyton mentagrophytes) 및 트리코피톤 베르코숨(Trichophyton verrucosum)을 각각 담지하고, 균주와 제조예 1의 광감응성 필름과의 거리를 2mm로 고정한 후 120분 동안 10mW/cm2의 백색광을 조사하여 멸균 효과를 비교하였다. 이를 실시예 2로 하고, 비교예로서 광원을 조사하지 않은 경우(비교예 3) 및 광감응성 필름(100)이 없는 경우(비교예 4)와 비교한 실험 결과를 도 6에 나타내었다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 실시예 1 및 2의 경우 비교예 1 내지 4와 비교시 균에 대한 사멸 효능이 매우 우수함을 알 수 있다.
부호의 설명
10 : 활성 산소, 20 : 환부, 100 : 광감응성 필름, 200 : 광원, 300 : 지지부재, 310 : 결속부
본 발명에 따른 피부질환 치료 장치 및 이를 포함하는 피부질환 치료 시스템은 내성균주의 발생 위험이 없으며, 가축 및 반려동물과 같은 포유동물을 대상으로도 부작용 없이 증상 완화 및 조기 치유가 가능하며, 박테리아는 물론 진균류의 치료에서도 높은 효능을 가지므로 피부질환 치료 분야에 사용할 수 있다.

Claims (17)

  1. 광감응제 및 고분자 지지체를 포함하는 광감응성 필름;
    상기 광감응성 필름의 활성 산소를 생성시키는 광을 조사하기 위한 광원; 및
    상기 광원을 지지하기 위한 지지부재를 포함하는 피부질환 치료 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 활성 산소는 단일항 산소를 포함하고,
    광감응성 필름의 내부, 필름의 표면 및 필름의 외부에 존재하는 단일항 산소의 평균 값을 1150~1350 nm의 파장영역에서 단일항 산소의 탈여기 시 발생하는 인광신호로 측정하였을 때, 필름의 외부로 확산하는 단일항 산소의 비율이 50% 이상인 피부질환 치료 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광감응제는 아조계 색소, 크산트계 색소, 인디고이드계 색소, 트라이페닐메테인계 색소, 시아닌계, 프탈로시아닌계 및 포르피린계로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나인 피부질환 치료 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광감응제는 [5,10,15-트리페닐-20-(4메톡시카르보닐페닐)-포르피린] 플래티늄 ([5,10,15-Triphenyl-20-(4-methoxycarbonylphenyl)-porphyrin] platinum), 페오피틴-a (pheophytin-a), 10-하이드록시 페오피틴-a (10-Hydroxy pheophytin-a), 페오포바이드-a 프로필에스터 (Pheophorbide-a propyl ester), 10-하이드록실페오포바이드-a 프로필에스터 (10-Hydroxylpheophorbide-a propyl ester), 페오포바이드-a 메틸에스터 (Pheophorbide-a methyl ester), 10-하이드록실페오포바이드-a 메틸에스터 (10-Hydroxyl pheophorbide-a methyl ester), 헤마토 포르피린, 헤마토 포르피린(hematoporphyrin), 메조-테트라키스 (p-설포내이토페닐) 포르피린(Meso-tetrakis (p-sulfonatophenyl) porphyrin), 5,10,15,20-테트라키스(3,5-비스카르복실-페닐)포르피린(5,10,15,20-Tetrakis(3,5-biscarboxyl-phenyl)porphyrin) 및 에리트로신(erythrosine)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나인 피부질환 치료 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 지지체는 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드), 키토산 하이드로겔 및 알긴산 하이드로겔로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나인 피부질환 치료 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광감응성 필름은 고분자 지지체 내부에 광감응제를 포함하는 피부질환치료 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광감응성 필름의 두께는 5㎛ 내지 50㎛인 피부질환 치료 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 레이저, 형광등, 할로겐 램프, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 및 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 피부질환 치료 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 광원의 조사 방향을 조절 가능하게 마련된 피부질환 치료 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 접힘 및 펼침 가능하고, 접힘 상태를 유지시키기 위한 하나이상의 결속부를 포함하는 피부질환 치료 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광감음성 필름은 광원과 환부 사이에 개재되되,
    지지부재의 일면에 부착되거나, 지지부재에 형성된 내부 포켓에 수납되는 피부질환 치료 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광감응성 필름은 환부에 부착되는 피부질환 치료 장치.
  13. 광감응제 및 고분자 지지체를 포함하는 광감응성 필름;
    상기 광감응성 필름의 활성 산소를 생성시키는 광을 조사하기 위한 광원;
    상기 광원을 지지하기 위한 지지부재;
    외부 기기와의 통신을 위한 통신부; 및
    외부 기기로부터 수신된 제어명령에 따라 광원을 제어하기 제어부를 포함하는 피부질환 치료 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 광원의 구동, 광원의 세기 및 광원의 조사 시간을 제어하는 것인 피부질환 치료 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 광원의 세기 및 광원의 광 조사 시간은 통신부를 통하여 외부 기기로 전송되고,
    상기 전송된 정보는 외부 기기에 표시되는 피부질환 치료 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    온도 및 습도 중 적어도 하나를 감지하는 감지부를 더 포함하고,
    상기 감지부에서 감지된 정보는 통신부를 통하여 외부 기기로 전송되며,
    상기 전송된 정보는 외부 기기에 표시되는 피부질환 치료 시스템.
  17. 제1항의 피부질환 치료 장치 또는 제13항의 피부질환 치료 시스템을 이용하여 동물의 피부질환을 치료하는 피부질환 치료 방법.
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