KR100778654B1 - 혈관용 스텐트의 치옥트산 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혈관이 협착된 경우 좁아진 혈관을 넓히기 위하여 사용하는 스텐트(stent)에 혈관의 산화를 방지하기 위하여 혈관 황산화 물질인 치옥트산을 코팅하는 방법에 관한 것으로, 특히 스텐트의 재질이 코발트 크롬 합금인 경우, 기능기를 함유한 고분자 박막을 피복할 수 있는 플라즈마를 사용하여 치옥트산을 코팅할 수 있도록 하는 방법을 제공함으로써 스텐트 시술 후 혈관의 재협착율을 저하시킬 수 있도록 한 것이다.

치옥트산(Alpha-lipoic acid), 스텐트(stent)

Description

혈관용 스텐트의 치옥트산 코팅방법{Alpha-Iipoic acid Coating Method of stent for blood vessel}

도1은 본 발명의 제조공정을 보인 간략도

도2는 본 발명의 혈관용 스텐트 사시도

도3은 일반적인 스텐트를 이용한 혈관 확장 시술상태도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11: 반응기 12: 샘플 홀딩 플레이트

13: R.F 전원 공급원 14: 연결망

15: 정지밸브 16: 집단류 흐름 조절망

17: 가스 또는 액체저장고 18: 압력계

19: 문 밸브 20: 진공밸브

21: 전극 22: 맥 스텐트

본 발명은 혈관이 좁아지거나 협착된 경우 해당부위에 삽입하여 혈관을 확장시키는 스텐트에 관한 것으로, 특히 스텐트의 재질이 코발트-크롬 합금인 경우 그 표면에 혈관의 산화를 억제하는 치옥트산을 코팅하는 방법에 관한 것이다.

혈관확장 시술은 동맥 절개술이나 특정혈관 차단물질을 용해시키는 약물을 이용하는 전통적인 방식에서 최근에는 스텐트 시술법이 사용되고 있다.

즉, 셀링기법 등으로 혈관의 유입부를 확보한 후 혈관을 따라 안내 카테터(guide cartheter)를 혈관 내에 삽입, 진행시켜 혈관내의 협착부에 근접시키고, 협착부에 근접된 안내 카테터 내에 가이드 와이어(guide-wire)를 삽입하게 되면 가이드 와이어는 안내 카테터에 안내되어 굴곡진 혈관내의 협착부에 위치하게 된다(도3a). 그리고 풍선 카테터에 가이드 와이어를 삽입하여 혈관내의 협착된 부위까지 도달시킨 후 풍선 카테터의 풍선부를 협착부에 위치시키고(도3b), 풍선카테터의 결합부에 결합된 별도의 가압수단으로 공기를 가압하여 풍선부를 팽창시켜 혈관 차단물질을 압착시키면서 협착부가 확대된다(도3c).

나일론 재질의 유연성을 갖는 풍선부는 혈관 차단물질을 압착하는데 한계가 있으므로 상기 풍선부에 스테인레스 스틸 소재의 그물망으로 형성된 스텐트를 장착하여 상기 풍선부 팽창 시 상기 스텐트도 확장되어 상기 차단물의 압착강도를 더 높이고 여기에 헤파린이 코팅되어 있어 혈관내의 혈액이 스텐트 표면에 응고되는 작용을 저하시켜 혈관이 재 협착되는 문제를 해결하여 왔다.

그러나 상기와 같은 종래의 방식은 그 전에 비하여는 재협착율이 저하되었으 나 여전히 재협착 문제가 존재하며 당 업계에서는 이를 해결하기 위한 많은 연구와 시도가 이루어지고 있는 상태이다. 특히 스텐트를 더욱 얇게 하는 것이 요구되고 재협착 방지도 헤파린의 혈전용해 작용 외에 혈관산화 방지를 통한 염증억제 작용 등도 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 스테인레스 스틸인 경우에 비해 동일 유사한 강도이면서 약 30％~40％ 더 얇게 제조할 수 있는 코발트-크롬(Co-Cr) 합금소재의 스텐트에 혈관의 산화를 방지하는 물질인 치옥트산을 코팅하여 상기 스텐트 시술 후 코팅된 치옥트산의 작용으로 혈관의 산화를 억제시켜 염증을 억제하므로서 동맥경화를 억제시키도록 한 코발트-크롬 합금 스텐트에 치옥산을 코팅시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 코팅공정에 사용되는 공정 구성도를 도1에 의하여 설명하면, 튜브형상의 플라스마 반응기(11)와 상기 반응기(11)의 좌,우측에 설치된 전극(21)과, 상기 전극(21)에 전원을 공급하는 R.F 전원공급원(13)과, 상기 반응기(11)에 연결되어 압력을 제어하는 압력계(18)와, 상기 반응기(11)에 연결되어 문밸브(19)에 의해 진공을 제어하는 진공펌프(20)와, 상기 반응기(11)에 연결되어 가스 또는 액체저장고(17)의 가스 또는 액체를 공급, 차단하는 정지밸브(15), 질량 유량 조절계(16)로 구성된다.

상기 반응기 내부에는 샘플지지판(12)이 고정되어 있으며 스텐트는 상기 샘 플지지판(12) 위에 위치된다.

상기의 구성은 치옥트산 코팅을 위한 공정이 필요한 구성요소의 배치를 하나의 예로서 나타낸 것이며 본 발명의 코팅공정을 위해 다른 구성요소 또는 배치를 하는 것은 본 발명의 범주에 포함된다 할 것이다.

도2는 본 발명의 코발트-크롬 합금 스텐트의 사시도로서 그물망으로 형성되고 탄성과 신축성을 가지며 일정 형태에서 그 형상을 계속 유지하려는 특성을 갖는다.(기존의 stainless-steel 소재에 비해 약30％~40％ 얇음)

도3은 일반적인 스텐트 시술의 각 단계를 나타낸 상태도로서

도3a는 혈관의 좁아진 부위에 가느다란 와이어가 통과되어 있는 상태도이고(1단계), 도3b는 풍선위에 얹어진 스텐트가 혈관이 좁아진 부위에 놓인 상태도이고(2단계), 도3c는 풍선이 팽창되면서 스텐트가 혈관벽을 강하게 효과적으로 확장시켜 혈관을 넓힌 상태도이고(3단계), 도3d는 풍선은 공기압을 빼서 인체 밖으로 나오고 스텐트만 확장된 상태로 혈관에 남아있는 상태도(4단계)를 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명에 따른 스텐트의 치옥트산 코팅방법의 일실시예를 상세히 설명한다.

먼저 스텐트가 코발트-크롬 합금 소재이면서 고분자 필름이 피복되지 않은 경우를 설명한다.(이 경우 기능기를 함유한 고분자 박막이 입혀지는 플라즈마(plasma)-디아미노시콜로헥산(diaminocyclohexane) 등을 사용해야 함)

(세척공정)

코발트-크롬 합금 소재의 스텐트(22)를 표면처리 하기 전에 먼저 세척한다. 세척방법은 산소 플라즈마, 아르곤(Ar) 플라즈마 또는 아르곤+수소 플라즈마를 이용할 수 있다.

즉, 관(통)형태의 상기 R.F 플라즈마 반응기(11) 내의 상기 샘플지지대(12)에 상기 스텐트(22)를 위치시키고 상기 문밸브(19)를 개방한 후에 상기 반응기(11) 압력이 0.01torr 이하가 될 때까지 상기 회전식 진공펌프(20)를 이용하여 소제한다.

그리고 상기 정지밸브(15)를 개방한 후 상기 가스저장고(17)를 개방하여 산소, 아르곤 또는 아르곤+수소가스가 유입되게 하고 이때 가스압은 0.05~5기압으로 하여 플라즈마 세척을 실시한다. 플라즈마는 R.F 방전전력을 150W 정도로 하여 저온 플라즈마를 생성하고 스텐트를 20분 이상 노출시킨다.

이는 코발트-크롬 합금이 종래의 스테인레스 스틸 소재에 비하여 나중에 코팅되는 박막의 접착력이 미약하므로 방전전력(150W)과 노출시간(20분 이상)을 연장시켜 상기 스텐트 표면이 스퍼터링 현상에 의한 에칭으로 표면의 거칠기가 증가하도록 하여 접착력을 향상시키기 위한 것이다.

(표면 개질 공정)

상기 세척공정이 끝나면 상기 반응기(11) 내부를 0.01기압 이하에서 진공상태로 조정하고, 디아미노시클로헥산(diaminocylohexane) 증기를 상기 액체저장고(17)에 유입시키고 가스압력은 0.01 내지 0.5torr이 되도록 흐름속도를 조정한다. R.F 방전전력은 5~100와트(W)로 하여 저온 플라즈마를 생성하고 상기 스텐트(22)는 5~20분간 노출시켜 얇은 막을 형성시킨다.

상기와 같이 상기 스텐트(22)의 표면을 개질한 후에는 상기 정지밸브(15)를 폐쇄하고 0.01기압 이하의 압력으로 소제한 다음 공기를 주입하여 상기 개질된 스텐트(22)를 공기 속으로 유출시킨다. 이렇게 하면 기능기를 함유한 고분자 박막이 피복된다.

(치옥트산 그라프팅(grafing) 공정)

상기한 표면개질 공정이 완료되면, 상기 스텐트(22)는 소량의 치옥트산과 소디움 사이트레이트(sodium citrate) 및 시아나마이드(cyanamide)가 첨가된 치옥트산 용액을 25~50℃로 하여 5~80분간 담근 후 꺼내서 탈 이온수(deionized-water)에서 약1분간 세척하여 약하게 결합된 치옥트산을 제거함으로써 완전하게 치옥트산이 코팅된 코발트-크롬합금 소재의 스텐트가 제조된다.

지금까지 본 발명의 일실시예를 설명하였다.

상기 실시 예에서 표면개질 공정의 디아미노시클로헥산 플라즈마를 사용하는 대신 알릴알코올(allyl-arcohol) 플라즈마를 사용할 수 있다.

상기의 디아미노시클로헥산 플라즈마 처리는 아민기를 부여하기 위한 것인데, 치옥트산에 있는 카르복실기(COOH)와 화학적 결합이 가능한 히드록실기를 상기 알릴알코올 플라즈마 처리로 부여할 수 있기 때문이다.

이 경우 상기 실시예의 표면개질 공정에서 R.F 방전전력은 20W~30W, 스텐트(22) 노출시간은 5~10분으로 하는 것이 바람직하다.

이는 상기 알릴알코올은 박막코팅이 디아미노시클로헥산보다 쉽게 되고 방전전력이 너무 높으면 히드록실기를 보존하기 어렵기 때문이다.

다음에는 스텐트가 코발트-크롬합금 소재이면서 고분자 필름이 피복된 경우 치옥트산을 코팅하는 다른 실시 예를 설명한다.

이 경우에는 고분자 박막을 입힐 필요가 없어 공정조건이 다소 상이하게 될 것이다. 먼저 세척과정은 기본적으로 상기 일실시 예와 동일하나 R.F 방전전력은 20W이하, 노출시간은 5분 이하로 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 고분자의 경우 노출시간이 너무 길거나 방전전력이 너무 높으면 표면이 손상될 수 있기 때문이다. 또한 가스의 종류에 수증기(H2O)를 사용할 수도 있다.

표면개질 과정에서는 기상 그라프팅 반응(vapour-phase grafting)을 이용하여 카르복실기를 부여할 수도 있다. 즉, 세척공정과 활성화 과정이 완료된 후 상기 진공펌프(20)로 압력을 다시 0.01기압으로 낮춘 후 아크릴산(acrylic acid)의 증기를 상기 반응기(11)에 도입하여 아크릴산의 증기가 1~10분 동안 처리된 표면과 접촉하도록 하여 상기 스텐트(22)의 표면에 아크릴산 분자가 화학적으로 결합되도록 하여 키르복실기를 부여하게 된다.

지금까지 본 발명의 다른 실시 예를 설명하였다.

상기 실시 예들에 있어서, 치옥트산 그라프팅 공정의 치옥트산 용액은 바람직하게는 다음과 같이 구성시킬 수도 있다.

물 1리터에 소디움사이트레이트 22g을 넣어 소디움 사이트레이트 용액을 만들고 1N HCI을 이용하여 산도(pH)를 5가 되도록 한다.(pH 7~9도 가능하나 pH 5가 바람직함)

상기 용액 20ml에 치옥트산 0.05g과 시아나미드(cyanamide) 0.04g을 넣은 후 상온에서 1시간 활성화 시킨다.

상기 소디움사이트레이트 용액은 소디움사이트레이트 대신 세시움 카보네이트(cesium-carbonate) 또는 세시움하이드로겐(hydrogen) 카보네이트를 사용하여 혼합용액을 만들 수도 있다.

본 발명의 실시 예들에 있어서 코발트-크롬합금 소재의 스텐트를 치옥트산으로 코팅하는데 있어서 핵심적인 저온 플라스마 처리를 이용한 기능기 부여 공정조건 이외의 일반적 요소를 변경하여 실시하는 것은 본 발명의 범위에 포함된다 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은, 혈관확장 시술 후에도 스텐트에 혈관의 황산화 물질을 코팅하여 염증을 억제 하므로서 동맥경화 발생을 억제하는 효과를 얻을 수 있어 인체를 병으로부터 해방시키기 위한 유익한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 혈관용 스텐트의 혈관 황산화 물질 코팅방법에 있어서,

   코발트-크롬합금 소재의 스텐트 표면에 붙은 물질을 산소, 아르곤 또는 아르곤+수소 플라즈마를 이용하여 제거시키는 세척공정과,

   상기 세척공정 후 반응기 내부를 0.01기압 이하에서 진공상태로 조정하고 디아미노시클로헥산 증기를 액체저장고에 유입시키고 가스압력이 0.01 내지 0.5기압이 되도록 흐름속도를 조정하며 R.F 방전전력을 5~100와트(W)로 하여 저온 플라즈마를 생성하고 상기 스텐트를 5~20분간 노출시켜 기능기를 함유한 고분자 박막을 피복하는 표면개질 공정과,

   상기 표면개질 공정 후 상기 스텐트를 소량의 치옥트산과 소디움사이트레이트 및 시아나마이드가 첨가된 치옥트산 용액을 25℃~50℃로 하여 5분~80분 담근 후 꺼내어 약하게 결합된 치옥트산을 제거하는 치옥트산 그라프팅 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 혈관용 스텐트의 치옥트산 코팅방법
2. 제1항에 있어서, 상기 치옥트산 용액은,

   물 1ℓ에 소디움사이트레이트, 세시움 카보네이트 또는 세시움 하이드로겐 카보네이트 220g을 넣어 혼합용액을 만들고 1N(노르말 농도) HCI을 이용하여 산도(pH)를 5~9가 되도록 하며 상기용액 20㎖에 치옥트산 약 0.05g과 시아나미드 약 0.04g을 넣은 후 상온에서 약1시간 활성화 시키어 된 것을 특징으로 하는 혈관용 스텐트의 치옥트산코팅방법
3. 제1항에 있어서,

   표면개질 공정의 디아미노시클로헥산 플라즈마 대신 알릴알코올 플라즈마를 사용하고 방전전력을 20W~30W, 스텐트 노출시간을 5~10분으로 하여 치옥트산에 있는 카르복실기와 화학적 결합이 가능한 히드록실기를 부여하는 것을 특징으로 하는 혈관용 스텐트의 치옥트산 코팅방법
4. 제1항에 있어서,

   상기 스텐트에 고분자 필름이 피복된 경우, 상기 세척공정에서 R.F 방전전력은 20W이하, 노출시간은 5분이하인 것을 특징으로 하는 혈관용 스텐트의 치옥트산 코팅방법
5. 제4항에 있어서,

   상기 표면개질 공정 후 상기 반응기의 압력을 0.01torr으로 낮추고 아크릴산 증기를 도입하여 1~10분간 접촉하도록 하여 상기 스텐트의 표면에 아크릴산 분자가 화학적으로 결합하여 카르복실기를 부여하는 과정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 혈관용 스텐트의 치옥트산 코팅방법

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