KR20120131925A - 주사기용 원심분리장치 및 원심분리방법기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 주사기의 원심분리방법은 주사기를 통해 시료를 추출하는 시료추출단계, 상기 주사기의 선단을 원심분리장치의 구심쪽으로 향해 경사지도록 장착하는 원심분리 준비단계, 원심분리단계, 상기 주사기 내에 층상 구분된 시료 중 주사기 선단에 위치한 불필요한 시료를 제거하는 단계, 상기 주사기 내에 유효성분을 추출하는 단계로 이루어진다.

Description

주사기용 원심분리장치 및 원심분리방법기{A centrige installing the front of injector and centrifuging method}

본 발명은 주사기용 원심분리장치 및 원심분리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주사기에 원심 분리되어 층상 구분된 시료 중 불필요한 시료와 유효한 시료를 용이하게 제거 및 추출할 수 있도록 하는 주사기용 원심분리장치 및 원심분리방법에 관한 것이다.

지방 이식술은 과거처럼 지방흡입으로 채취한 지방을 그냥 사용하는 것이 아니고 원심 분리와 세척 과정 등을 통해 살아있는 지방 세포만을 분리하는 과정이다.

파괴된 지방 세포에서 나온 기름과 흡입 시 발생하는 피 등이 주변의 이식된 지방 조직의 괴사를 일으키는 것과는 달리 살아있는 지방세포만을 분리하는 기술이 도입되어 생존률을 비약적으로 향상시키는 것이 핵심이다.

이러한 지방 이식술의 과정은 신체 부위에 작은 절개를 가한 후 끝단에 구멍이 있는 관(지방흡입관)을 삽입하고 주사기의 음압을 이용하여 지방을 빨아낸다.

이후, 원심분리기(Centrifugal separator)를 통하여 주사기 내에 모여진 지방에서 지방 줄기세포, 적혈구 및 피, 수분 등 액체성분을 층으로 분리시킨 다음 주사기 내에서 층간 구별되어 있는 적혈구와 깨진 지방세포로부터 유리된 프리오일(free oil)등을 제거하고, 이식 대상인 지방줄기 세포만을 취득하여 인체에 주입하는 시술단계를 거친다.

이를 가능하도록 지방을 빼낸 주사기를 양압으로 원심분리기용 시험관에 옮겨 담은 다음 시험관을 원심분리기에 장착한 후 고속 회전시켜 입자의 크기와 밀도에 따라 지방 물질을 층간 분리함으로써, 지방 성분 중 비중이 다른 물질들(적혈구, 프리오일)을 분리한다.

여기서, 원심분리는 고체와 고체를 둘러싼 액체 간의 밀도차를 이용한다. 어떤 혼합물질을 시험관에 넣고 빠르게 회전시켜서 인공적으로 강한 가속도를 부여함으로써 무거운 물질은 시험관 아래에 가라앉고 가벼운 물질은 위에 뜨도록 한다.

즉, 흡입한 지방이 원심분리를 거치게 되면서 도 1에서 도시한 바와 같이, 시험관 내부에서 적혈구 E는 가장 아래층에 위치하고, 가장 윗층에는 프리오일 F이 위치되며, 상기 적혈구 E와 프리오일 F 사이 중간에 지방줄기세포 S가 층으로 구분된다.

이후, 바늘을 장착한 주사기를 통하여 실험관 내에서 지방줄기세포S 만을 추출하게 된다.

그러나, 종래기술은 최초 지방을 추출한 주사기를 통하여 실험관으로 옮기는 과정에서 추출한 지방이 외부공기에 노출됨에 따라 미생물 오염 위험에 의한 2차 감염이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 이와 같은 오염의 위험을 방지하기 위하여 클린벤치 또는 클림룸 등의 고가의 설비를 이용하여야 하는 단점에 의해 결국, 지방 줄기세포 S를 획득하기 위한 장치와 방법이 복잡하고 까다로운 문제점이 있었다.

또한, 실험관 내에 지방줄기세포 S만을 추출시 이물질의 유입과 외부 공기로의 노출 가능성이 있어, 공기 또는 이물질에 의한 2차 감염의 원인의 유발시킬 수 있어 무균적 추출 공정을 행하기 어려운 문제점이 있었다.

이는, 지방줄기세포 S의 추출방법에 있어 시간과 노동력이 요구되고, 자칫 공기접촉으로 인한 감염과 순수지방을 손실할 염려가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 주사기를 통해 인체에서 추출한 시료를 실험관 으로 옮기지 않고 주사기를 그대로 원심분리기에 장착하여 원심분리시킬 수 있도록 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 원심분리에 의해 주사기 내에서 층상 구분되어 있는 시료 중 불필요한 성분의 제거가 용이하도록 하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 목적은 원심분리 의해 주사기 내에서 층상 구분되어 있는 시료 중 유효한 성분의 추출을 용이하도록 하는 데 있다.

아울러, 본 발명의 목적은 지방이식용 주사기의 크기에 관계없이 장착할 수 있도록 하는 주사기 구심 장착용 원심분리기를 제공하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 목적은 원심분리 이후 유효한 성분의 추출량을 육안으로 확인할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주사기의 원심분리방법은 주사기를 통해 시료를 추출하는 시료수득단계, 상기 주사기의 선단을 원심분리기의 구심쪽으로 향해 경사지도록 장착하는 원심분리 준비단계, 원심분리단계, 상기 주사기 내에 층상 구분된 시료 중 주사기 선단에 위치한 불필요한 시료를 제거하는 단계, 상기 주사기 내에 유효성분을 추출하는 단계로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 상기 원심분리 준비 단계는 상기 주사기의 실린더 선단이 원심분리장치의 수용부에 장착되되, 상기 실린더의 선단이 수용부의 상부로 향해 장착되도록 이루어진다.

본 발명에 따르면, 상기 주사기에서 실린더의 피스톤에 결합된 로드와 실린더 선단에 결합된 침투수단를 각각 분리한 다음 상기 침투수단이 제거된 실린더 선단의 출입구에 마게를 결합하여 시료를 대기와 차단시킨 후 수용부에 장착되도록 이루어진다.

본 발명에 따르면, 상기 불필요한 시료 제거단계는 상기 실린더의 출입구에서 마게를 분리하고, 피스톤에 로드를 결합하여 상기 로드를 통한 피스톤의 양압 발생에 의해 출입구로 불필요한 시료를 제거하도록 이루어진다.

본 발명에 따르면, 상기 유효성분 추출단계는 상기 실린더의 출입구에 튜브를 결합하여 피스톤의 양압에 의해 유효성분을 튜브로 충진시키도록 이루어진다.

본 발명에 따르면, 상기 튜브는 외주연에 단위 눈금이 형성되도록 이루어진다.

본 발명의 주사기용 원심분리장치는 시료를 추출한 주사기를 원심분리하는 장치에 있어서, 상기 주사기를 장착하기 위해 원심분리기에 설치된 수용부의 입구가 원심분리기의 구심 방향을 향하면서 하향으로 경사지게 형성되고, 상기 주사기는 추출물이 충진된 실린더 내부의 압력을 유지시키는 피스톤에서 로드를 분리시킨 상태로 실린더 선단측 출입구가 수용부의 상부에 위치되도록 장착하여 원심분리 이후 비중이 낮은 시료의 물질 순서로 주사기의 출입구측에서부터 하부방향으로 층상 분리되도록 구성한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 주사기용 원심분리장치 및 원심분리방법은 주사기를 통해 인체에서 추출한 시료를 실험관 등으로 옮겨 원심분리시키지 않고 시료를 담은 주사기를 그대로를 원심분리기에 장착하여 원심분리시킬 수 있도록 주사기에서 로드와 침투수단를 분리한 실린더를 통해 단축의 길이를 갖도록 한 다음 손쉽게 원심분리기에 장착하여 원심분리 함으로써, 시료가 대기에 노출되지 않으면서 원심분리되어 무균적 지방줄기세포의 추출 공정을 손쉽게 행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 주사기용 원심분리장치 및 원심분리방법은 원심분리에 의해 시료가 주사기 선단부터 순서대로 프리오일 F, 지방줄기세포 S, 적혈구 E가 층상 구분된 상태에서 유효한 성분인 지방줄기세포 S를 수득하기 위해 피스톤을 통한 양압에 의해 주사기 외부로 불필요한 성분인 프리오일 F을 손쉽게 제거할 수 있도록 하고,

프리오일 F의 제거한 다음에는 주사기 선단에 튜브를 장착하여 실린더 내부 상층부 존재하는 다음 층상의 지방줄기세포 S를 피스톤 양압을 통해 튜브 내부로 손쉽게 수득할 수 있으며,

또한, 지방줄기세포 S를 추출하기 위한 단계에서 대기와의 노출을 차단시켜 오염없는 지방줄기세포의 수득을 가능하게 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 주사기용 원심분리장치 및 원심분리방법은 원심분리장치의 수용부 내주연을 테이퍼지게 형성시켜 다양한 지름을 갖는 주사기의 크기에 관계없이 장착할 수 있도록 하여 장착에 대한 호환성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 주사기용 원심분리장치 및 원심분리방법은 원심분리되고 난 이후 실린더의 출입구에 결합되는 튜브를 더 포함시키되, 상기 튜브에는 단위 눈금을 표시하여 유효 성분인 지방줄기세포의 추출량을 확인할 수 있어 시술의 정확성 및 안전성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 원심분리된 지방세포가 실험관 내부에서 층간 구조를 이루는 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 주사기용 원심분리기를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 주사기의 원심분리방법을 나타낸 블럭도.
도 4는 본 발명에 따른 주사기의 원심분리방법을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 유효한 성분을 수득한 주사기를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 원심분리장치를 나타낸 부분 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 원심분리장치의 다른 실시예를 나타낸 부분 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 원심분리장치의 다른 실시예를 나타낸 부분 단면도.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

도 2는 본 발명에 따른 주사기용 원심분리기를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 주사기의 원심분리방법을 나타낸 블럭도이며, 도 4는 본 발명에 따른 주사기의 원심분리방법을 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명에 따른 유효한 성분을 수득한 주사기를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 원심분리장치를 나타낸 부분 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 원심분리장치의 다른 실시예를 나타낸 부분 단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 원심분리장치의 다른 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.

이하, 본 발명의 방법 및 장치는 지방을 예로서 설명되나 그 조직의 유형은 지방 조직, 혈액, 골수, 근육, 피부, 간, 연결 조직, 근막(fascia) 및 기타 부드러운 액상의 조직 또는 조직성분을 포함하며, 이들에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에 사용되는 지방흡입 물질이라 함은 지방흡입 시 발생하는 모든 물질을 의미한다. 전형적으로 그러한 지방흡입 물질은 지방조직 및 지방흡입에 의한 흡인물을 포함한다.

본 발명에 의한 줄기세포 분리에 있어서, 우선 출발물질(이하, "시료"라 칭한다.)을 획득하여야 한다. 상기 시료는 지방으로서 지방흡입을 통하여 수득할 수 있다.

상기 지방은 인간의 지방일 수 있으며, 지방유래줄기세포로 배양되어 성형용도 등으로 사용될 경우 자가 지방일 수 있다. 한편 지방흡입은 원하는 시술부위에서 이루어질 수 있으며, 주사기 100를 통하여 지방을 채취할 수 있다.

이때, 사용될 수 있는 주사기 100는 지방을 채취할 수 있는 모든 유형을 포함하며, 비제한적인 예로서 본 발명자가 기 제안한 대한민국 특허출원 제 2003-5029호, 제2005-61134호, 제2005-34848호, 제2006-64946호, 대한민국 실용신안출원 제2003-21484호, 제2004-10685호, 제2006-26454호에 개시된 주사기 100일 수 있다. 상기 주사기 100의 특징은 지방흡입과 동시에 흡인된 지방흡입물질이 대기와 차단된다는 특징이 있다.

주지된 바와 같이, 주사기 100는 침투수단 110 및 실린더 120, 피스톤 130, 로드 140로 구성되고, 본 발명에서 적용되는 주사기 100는 실린더 120 내부에서 압력을 발생시키는 피스톤 130과 로드 140가 분리 또는 결합이 선택적으로 가능하도록 구성된다.

여기서, 실린더 120에는 선단의 반대방향 단부에 플랜지 123가 형성되고, 침투수단 110은 바늘 또는 관(지방흡입관)으로 적용 될 수 있다.

상기와 같은 주사기를 이용한 본 발명의 주사기의 원심분리방법은 아래와 같다.

먼저, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 주사기 100를 통해 시료를 추출하는 시료수득단계 S10, 상기 주사기 100의 선단을 원심분리장치의 구심쪽으로 향해 경사지도록 장착하는 원심분리 준비단계 S20, 원심분리단계 S30, 상기 주사기 내에 층상 구분된 시료 중 주사기 선단에 위치한 불필요한 시료를 제거하는 단계 S40, 상기 주사기 내에 유효성분을 추출하는 단계 S50으로 이루어진다.

즉, 시료수득단계 S10는 신체 부위에 작은 절개를 가한 후 끝단에 구멍이 있는 침투수단 110을 삽입하고 주사기의 음압을 이용하여 지방을 빨아내어 실린더 내부에 지방(이하, "시료"라 칭한다.)을 수득한다.

이후, 원심분리 준비단계 S20는 실린더 120에서 침투수단 110을 분리 한 다음 실린더의 출입구에 마게 122를 결합하여 시료를 대기와 차단시킨다.

그리고, 피스톤 130에서 로드 140를 분리하여 단축 길이를 갖는 실린더를 갖도록 한 다음 원심분리장치 200에 홈 형태로 형성된 수용부 221에 장착한다.

이때, 실린더 120의 선단이 수용부 221의 상부로 향해 장착하는 이유는, 원심분리 단계 S30를 통해 비중이 낮은 시료의 물질 순서로 주사기 100의 선단에서부터 하부 방향으로 층상 구분시키기 위함이다.

즉, 실린더 100의 선단부터 순서대로 프리오일 F, 지방줄기세포 S, 적혈구 E가 층상 구분되면 피스톤 130의 양압에 의해 불필요한 시료인 프리오일 F은 손쉽게 제거하고, 유효한 성분인 지방줄기세포 S는 용이하게 수득할 수 있기 때문이다.

이를 가능하도록 원심분리단계 S30 이후 상기 불필요한 시료 제거단계를 통해 상기 실린더 120 선단의 출입구 121에서 마게 122를 분리하고, 상기 피스톤 130에 로드 140를 결합하여 상기 로드 140를 통한 피스톤 130의 양압 발생에 의해 출입구 121로 실린더 120 내부에서 제일 상부에 위치한 불필요한 시료인 프리오일 F을 제거한다.

이후, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 유효성분 추출단계는 상기 실린더 120의 출입구 121에 튜브 를 결합하여 피스톤의 양압에 의해 유효성분을 튜브로 충진토록 한다.

다시 말해, 프리오일 F의 제거한 다음 주사기 선단에 튜브 150를 장착하여 실린더 120 내부에서 상부 층상에 존재하는 지방줄기세포 S를 피스톤 130의 양압을 통해 튜브 150 내부로 손쉽게 수득할 수 있다. 동시에 유효한 성분을 추출하기 위한 단계에서 튜브를 통해 지방줄기세포 S가 대기에 노출되지 않음으로 오염없는 지방줄기세포 S의 수득을 가능하게 한다.

여기서, 상기 튜브는 외주연에 단위 눈금이 형성시켜 유효한 성분인 지방줄기세포의 추출량을 확인할 수 있어 시술의 정확성 및 안전성을 향상시키는 효과가 있다.

상기와 같이, 원심분리에 의해 시료가 주사기 선단부터 순서대로 프리오일 F, 지방줄기세포 S, 적혈구 E가 층상 구분된 상태에서 유효한 성분인 지방줄기세포 S를 수득하기 위해 피스톤을 통한 양압에 의해 주사기 외부로 불필요한 성분인 프리오일 F을 손쉽게 제거한 다음 주사기 선단에 튜브를 장착하여 실린더 내부 상층부 존재하는 다음 층상의 지방줄기세포 S를 피스톤 양압을 통해 튜브 내부로 손쉽게 수득할 수 있어 시료가 대기에 노출되지 않으면서 원심분리되어 무균적 지방줄기세포의 추출 공정을 손쉽게 행할 수 있다.

이와 같이, 주사기의 원심분리방법을 가능하게 하는 주사기용 원심분리장치의 구성은 아래와 같다.

도 2, 도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 원심분리장치 200는 크게 회전수단 210과 로터 220로 구성된다.

상기 회전수단 210은 로터 220를 회전시키기 위한 장치이고, 상기 로터 220는 주사기 100를 장착하는 수용부 221가 마련된다.

상기 수용부 221는 원통형 또는 다각형 형태로 형성될 수 있으나, 상기 실린더 120 장착의 편의성을 위해 통상적으로 원통형으로 형성시키는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 수용부 221는 내주연의 형상이 실린더 120의 플랜지 123 형상과 동일하게 형성시켜 수용부 221 내부에 수용된 실린더 120의 공회전을 방지할 수 있도록 하는 것을 더 포함한다.

나아가, 상기 수용부 221는 입구에서 바닥으로 내주연이 점차 좁아지는 내경을 갖도록 테이퍼지게 형성시켜 다양한 직경의 크기를 갖는 실린더 120를 결합시킬 수 있도록 하여 주사기 100 장착에 대한 호환성을 향상시킨다.

여기서, 수용부 221를 원통형, 플랜지형 또는 테이퍼 내경으로 형성시킴에 따라 실린더 120의 장착에 대한 편의성을 제공할 수 있으며, 상기 수용부 221는 원심분리기 200에서 등간격으로 형성된다.

특히, 상기 원심분리기 200에서 실린더 120를 장착하고 난 후 별도의 잠금장치를 마련하지 않아도 상기 실린더 120가 수용부 221 내부에 완전하게 수용되거나, 실린더 120 길이방향으로 절반 이상으로만 수용되면 원심분리기 200의 원심력에 의해 수용부 221 내부에서 실린더 120가 외부로 이탈되는 현상이 없이 안정적으로 원심분리를 행할 수 있다.

특히, 상기 수용부 221의 입구가 원심분리기 200의 구심 방향으로 향하도록 경사지게 형성시키고, 상기 주사기 100는 추출물이 충진된 실린더 120 내부의 압력을 유지시키는 피스톤 130에서 로드 140를 분리시킨 상태로 상기 실린더 120의 출입구 121가 수용부 221의 상부에 위치되도록 장착하여 원심분리장치 200가 고속 회전으로 동작시 주사기 100 선단의 출입구 121가 구심력의 중심이 되도록 하여 비중이 낮은 물질 순서로 실린더 120 선단에서 반대 방향으로 층상 구분시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

100 : 주사기 110 : 침투수단
120 : 실린더 121 : 출입구
122 : 마게 123 : 플랜지
130 : 피스톤 140 : 로드
150 : 튜브 151 : 눈금
200 : 원심분리장치 210 : 회전수단
220 : 로터 221 : 수용부
E : 적혈구 S : 지방줄기세포
F : 프리오일

Claims (7)

1. 주사기를 통해 시료를 추출하는 시료수득단계,
   상기 주사기의 선단을 원심분리장치의 구심쪽으로 향해 경사지도록 장착하는 원심분리 준비단계,
   원심분리단계,
   상기 주사기 내에 층상 구분된 시료 중 주사기 선단에 위치한 불필요한 시료를 제거하는 단계,
   상기 주사기 내에 유효성분을 추출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주사기의 원심분리방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 원심분리 준비 단계는,
   상기 주사기의 실린더 선단이 원심분리장치의 수용부에 장착되되, 상기 실린더의 선단이 수용부의 상부로 향해 장착되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 주사기의 원심분리방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 주사기에서 실린더의 피스톤에 결합된 로드와 실린더 선단에 결합된 침투수단를 각각 분리한 다음 상기 침투수단이 제거된 실린더 선단의 출입구에 마게를 결합하여 시료를 대기와 차단시킨 후 수용부에 장착되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 주사기의 원심분리방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 불필요한 시료 제거단계는,
   상기 실린더의 출입구에서 마게를 분리하고, 피스톤에 로드를 결합하여 상기 로드를 통한 피스톤의 양압 발생에 의해 출입구로 불필요한 시료를 제거하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 주사기의 원심분리방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 유효성분 추출단계는,
   상기 실린더의 출입구에 튜브를 결합하여 피스톤의 양압에 의해 유효성분을 튜브로 충진시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 주사기의 원심분리방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 튜브는 외주연에 단위 눈금이 형성되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 주사기의 원심분리방법.
7. 시료를 추출한 주사기를 원심분리하는 장치에 있어서,
   상기 주사기를 장착하기 위해 원심분리장치에 설치된 수용부의 입구가 원심분리장치의 구심 방향을 향하면서 하향으로 경사지게 형성되고,
   상기 주사기는 시료가 충진된 실린더 내부의 압력을 유지시키는 피스톤에서 로드를 분리시킨 상태로 실린더 선단측 출입구가 수용부의 상부에 위치되도록 장착하여 원심분리 이후 비중이 낮은 시료의 물질 순서로 주사기의 출입구측에서부터 하부방향으로 층상 분리되도록 포함한 것을 특징으로 하는 주사기용 원심분리장치.
   

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