KR102535836B1 - 자기장 구동 약물표적 장치 - Google Patents

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Abstract

자성체와 치료약물을 포함하는 약물전달체를 대상체 내의 병변 부위로 표적화시키는 자기장 구동 약물표적 장치가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 자기장 구동 약물표적 장치는 정적 자기장과 동적 자기장을 각각 제공 가능한 자기장부; 및 상기 대상체에 대한 상기 자기장부의 위치를 조절하도록 상기 자기장부가 설치되는 정위프레임부;를 포함한다.

Description

자기장 구동 약물표적 장치{MAGNETIC DRUG TARGETING APPARATUS}
본 발명은 자기장 구동 약물표적 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자성체와 치료약물을 포함하는 약물전달체를 대상체 내의 병변 부위로 표적화시키는 자기장 구동 약물표적 장치에 관한 것이다.
약물 전달 시스템 분야의 많은 연구들은 약물, 단백질, 유전자 및 생체분자를 세포조직 내부로 전달하는데 집중해 왔다. 이러한 연구들은 특정 타겟 영역에 효율적이고 선택적으로 약물 등을 전달하는 담체 시스템을 사용하여 성공적인 세포내 전달을 보여주었다.
이러한 담체 시스템은 조직 손상을 줄일 수 있고, 타겟 영역에 도달하기 전에 로딩 된 약물이 조기 누출되는 것을 막으며, 타겟이 되는 조직 외의 다른 조직에 대한 부작용을 방지할 수 있다.
이러한 약물 전달 시스템은 체내로 도입된 약물의 체내 농도와 위치를 제어하여 부작용을 최소화하고 치료부위에 질병 치료용 약물을 효율적으로 전달하는 기술로서 최근에는 자성 나노입자 또는 금 나노입자를 포함하는 코어와 유·무기물로 이루어진 쉘이 결합된 코어-쉘 구조의 담체를 응용하려는 연구가 진행되고 있다.
상기 코어는 외부 자기장을 통한 잠재적인 자기적 표적화뿐만 아니라, 교류 자기장(AC magnetic field) 또는 광(예: 근적외선(Near-infrared, NIR))을 가할 경우 열을 발생시킬 수 있어 매우 높은 치료 효과를 거둘 수 있으며, 상기 쉘은 작용기의 도입과 약물 로딩에 효과적으로 이용된다.
그러나 종래 약물 전달체에 주로 사용되는 생체적합성 소재는 분해되거나 흡수되어 생체 내에서 독성 문제가 없다고 알려져 있는 반면, 자성 나노입자는 생분해성이 없고 잠재적으로 세포 독성을 가진 물질로 알려져 있으며, 완벽한 자연 배출 또한 보장되지 않는다.
따라서, 약물 전달을 위해 사용된 자성 나노입자를 병변 부위로 적절하게 유도하면서도 체내로부터 안전하게 제거할 수 있는 시스템에 대한 연구가 필요한 실정이다. 특히, 병변 부위에 약물이나 세포를 표적화하여 치료효과를 보다 극대화할 수 있는 자기장 구동 약물표적 장치에 대한 개발이 요구되는 실정이다.
한국공개특허 제10-2020-0018910호 (2020. 02. 21. 공개)
본 발명은 자기장 구동 약물표적 장치가 가지고 있는 상기의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 대상체의 병변 부위에 대하여 약물이 보다 효과적으로 전달 및 침투될 수 있도록 자기장 구동 약물표적 장치를 구성하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 표적화가 필요한 대상체의 병변 부위가 변화되더라도 보다 용이하고 안정적으로 자기장의 제공 위치를 조절할 수 있도록 자기장 구동 약물표적 장치를 구성하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 대상체의 병변 부위에 대하여 보다 정밀하게 약물을 표적화시킬 수 있도록 자기장 구동 약물표적 장치를 구성하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 자성체와 치료약물을 포함하는 약물전달체(drug carrier)를 대상체 내의 병변 부위로 표적화(targeting)시키는 자기장 구동 약물표적 장치에 있어서, 정적 자기장과 동적 자기장을 각각 제공 가능한 자기장부; 및 상기 대상체에 대한 상기 자기장부의 위치를 조절하도록 상기 자기장부가 설치되는 정위프레임부;를 포함하는 자기장 구동 약물표적 장치가 제공된다.
여기서, 상기 자기장부는 자화상태에 따른 정적 자기장을 제공하는 영구자석 및 전류의 공급에 따른 동적 자기장을 제공하는 전자석을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전자석은 상기 영구자석을 중심으로 하여 둘레를 따라 복수로 배치될 수 있다.
또한, 상기 영구자석은 상기 정위프레임부에 착탈 가능하도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 영구자석은 복수로 조합되어 이루어지고, 각각의 상기 영구자석은 서로 다른 형태의 정적 자기장을 생성할 수 있다.
또한, 상기 자기장부는 상기 대상체에 대하여 동적 자기장을 제공하기 전에 선제적으로 정적 자기장을 제공할 수 있다.
또한, 상기 정위프레임부는 상기 대상체 중 머리 부위에 설치되어 상기 자기장부의 위치를 조절할 수 있다.
또한, 상기 정위프레임부는 상기 영구자석이 설치되는 제1 지그, 상기 전자석이 설치되는 제2 지그, 상기 제1 지그와 상기 제2 지그를 각각 지지하는 지그블럭, 반원을 포함하는 형상으로 형성되어 상기 지그블럭을 지지하는 회전가이드 및 상기 회전가이드를 상기 대상체에 대하여 지지하는 메인프레임을 포함할 수 있다.
또한, 상기 정위프레임부는 상기 대상체에 밀착 가능하도록 상기 메인프레임에 설치되는 지지로드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전가이드의 단부는 상기 메인프레임에 동축회전 구조로 결합될 수 있다.
또한, 상기 지그블럭은 상기 회전가이드의 반원 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 상기 회전가이드에 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1 지그와 상기 제2 지그는 각각 상기 지그블럭의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 상기 지그블럭에 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1 지그와 상기 제2 지그는 각각 일면이 래크(rack) 구조로 형성되고, 상기 지그블럭은 상기 제1 지그와 상기 제2 지그 각각의 일면에 치합되는 웜기어를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 지그블럭은 상기 웜기어에 구동력을 제공하도록 설치되는 모터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들의 해결 수단은 이상에서 언급한 해결 수단들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 해결 수단들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 자기장 구동 약물표적 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 자기장부에서 정적 자기장과 동적 자기장을 각각 제공 가능하므로, 대상체의 병변 부위에 대하여 약물이 보다 효과적으로 전달 및 침투될 수 있는 자기장 구동 약물표적 장치의 구현이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 정위프레임부에 설치된 자기장부를 대상체에 대하여 위치 조절함에 따라, 표적화가 필요한 대상체의 병변 부위가 변화되더라도 보다 용이하고 안정적으로 자기장의 제공 위치를 조절할 수 있는 자기장 구동 약물표적 장치의 구현이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 정위프레임부의 각 세부 구성을 통해 대상체와 자기장부 사이의 거리 및 각도를 정밀하게 조절함에 따라, 대상체의 병변 부위에 대하여 보다 정밀하게 약물을 표적화시킬 수 있는 자기장 구동 약물표적 장치의 구현이 가능하다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치를 대상체에 사용하는 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 정적 자기장을 통한 약물표적화 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 동적 자기장을 통한 약물표적화 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 회전가이드, 메인프레임 및 지지로드를 보다 상세히 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 자기장부가 정위프레임부에 설치된 상태를 보다 상세히 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 지그블럭을 보다 상세히 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 전자석 및 제2 지그를 보다 상세히 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 영구자석 및 제1 지그를 보다 상세히 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치를 대상체에 사용하는 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 정적 자기장을 통한 약물표적화 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 동적 자기장을 통한 약물표적화 상태를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)는 자성체와 치료약물을 포함하는 약물전달체(20)(drug carrier)를 대상체(10) 내의 병변 부위로 표적화(targeting)시킨다. 이 경우, 자기장 구동 약물표적 장치(1000)는 자기장부(100) 및 정위프레임부(200)를 포함한다.
구체적으로, 약물전달체(20)는 자성체와 치료약물을 포함하므로 자기장의 인가 시 자기장의 방향에 따라 위치 이동이 가능하여 병변 부위로 치료약물을 전달할 수 있다.
이를 이용하여 국부적인 병변(손상된 조직, 암 조직 등)에 대한 자기장 구동 약물표적은 최소침습 혹은 비침습적인 치료를 가능케할 수 있다.
이 경우, 자성체의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 철, 산화철(Fe3O4, Fe2O3), 코발트, 니켈 및 이의 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 치료약물은 저분자 합성 화합물, 저분자 천연 화합물, 펩타이드, 단백질, 항체, 치료용 DNA 또는 SiRNA일 수 있으며, 상기 치료약물과 다른 화합물과의 복합체일 수도 있다.
상기 복합체는 저분자 합성 화합물과 부형제와의 혼합물, 저분자 합성 화합물과 고분자와의 물리적 복합체(complex) 또는 화학적 복합체(polymer-drug conjugate), 펩타이드와 합성 고분자와의 정전기적 복합체(polyion complex), 엑소좀에 함입된 단백질, 치료용 DNA와 양이온성 고분자와의 정전기적 복합체(polyion complex) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한받는 것은 아니다.
한편, 약물전달체(20)의 평균입경은 100 nm 내지 3,000 ㎛, 구체적으로 500 nm 내지 1,000 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위의 크기를 가지는 약물전달체(20)는 주사기를 이용하여 체내에 투입할 수 있어 바람직하다.
자기장부(100)는 정적 자기장과 동적 자기장을 각각 제공 가능한 부분으로, 상술한 약물전달체(20)에 대하여 자기장을 인가할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 표적 병변 주위에 영구자석(110) 등을 부착하여 정적 자기장을 인가하는 경우, 자성체와 치료 약물을 포함하는 약물전달체(20)가 표적 병변으로 집중적으로 포집될 수 있다.
따라서, 표적 병변 부위에 대한 약물 전달이 효과적으로 이루어져 이에 대한 치료 효과를 높일 수 있다.
한편, 자성체는 외부 자기장에 반응해 정렬하고 서로 뭉치는 성질을 가지고 있기 때문에, 정적 자기장을 이용한 자기장 구동 약물 표적 방법에서는 표적 병변에 도착한 약물전달체(20)들이 뭉쳐져서 병변 깊숙이 약물을 침투하기 어려운 경우가 발생할 수 있다.
이와 관련하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 표적 병변 주위에 전자석(120) 등을 통한 시간에 따라 변화되는 동적 자기장을 인가하는 경우, 뭉쳐진 약물전달체(20)들이 풀어져 병변 깊숙이 침투될 수 있다.
따라서, 표적 병변 부위에 대한 약물 침투가 효과적으로 이루어져 이에 대한 치료 효과를 높일 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)는, 자기장부(100)에서 정적 자기장과 동적 자기장을 각각 제공 가능하므로, 대상체(10)의 병변 부위에 대하여 약물이 보다 효과적으로 전달 및 침투될 수 있는 자기장 구동 약물표적 장치(1000)의 구현이 가능하다.
정위프레임부(200)는 대상체(10)에 대한 자기장부(100)의 위치를 조절하도록 자기장부(100)가 설치되는 부분으로, 대상체(10)의 표적 병변 부위에 대하여 자상체부가 알맞은 자리에 위치하고 고정될 수 있도록 할 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 자기장부(100)는 정위프레임부(200)에 설치되어 대상체(10)에 대한 위치가 조절될 수 있을 뿐만 아니라, 특정 위치에 고정된 상태로 정위프레임부(200)에 의해 지지될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)는, 정위프레임부(200)에 설치된 자기장부(100)를 대상체(10)에 대하여 위치 조절함에 따라, 표적화가 필요한 대상체(10)의 병변 부위가 변화되더라도 보다 용이하고 안정적으로 자기장의 제공 위치를 조절할 수 있는 자기장 구동 약물표적 장치(1000)의 구현이 가능하다.
또한, 본 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)는, 정위프레임부(200)의 후술할 각 세부 구성을 통해 대상체(10)와 자기장부(100) 사이의 거리 및 각도를 정밀하게 조절함에 따라, 대상체(10)의 병변 부위에 대하여 보다 정밀하게 약물을 표적화시킬 수 있는 자기장 구동 약물표적 장치(1000)의 구현이 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치를 나타내는 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 회전가이드, 메인프레임 및 지지로드를 보다 상세히 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 자기장부가 정위프레임부에 설치된 상태를 보다 상세히 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 지그블럭을 보다 상세히 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 전자석 및 제2 지그를 보다 상세히 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치에서 영구자석 및 제1 지그를 보다 상세히 나타내는 도면이다.
이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)의 세부 구성을 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 자기장부(100)는 자화상태에 따른 정적 자기장을 제공하는 영구자석(110) 및 전류의 공급에 따른 동적 자기장을 제공하는 전자석(120)을 포함할 수 있다.
즉, 자기장부(100)는 영구자석(110)과 전자석(120)이 각각 구비되어, 정적 자기장과 동적 자기장을 각각 제공할 수 있다.
이러한 영구자석(110)은 에너지 소모 없이 상대적으로 강한 자기장을 생성할 수 있으며, 전자석(120)은 원하는 형태의 자기장을 입력 전류의 제어를 통해 쉽게 생성할 수 있다.
한편, 도 4 내지 도 9에서는 철심에 코일을 감은 형태의 솔레노이드 타입의 전자석(120)을 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 입력 전류의 제어를 통해 자기장을 생성할 수 있는 다양한 구조의 전자석(120)이 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 전자석(120)은 영구자석(110)을 중심으로 하여 둘레를 따라 복수로 배치될 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 전자석(120)이 소정의 간격으로 이격되게 배치되고, 이러한 복수의 전자석(120) 중심에 영구자석(110)이 배치될 수 있다.
이에 따라, 영구자석(110)을 통해 표적 병변으로 집중적으로 포집된 약물전달체(20)가 뭉쳐지더라도, 보다 다양하고 균일한 방향으로 뭉쳐진 약물전달체(20)를 풀어지게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 영구자석(110)은 정위프레임부(200)에 착탈 가능하도록 설치될 수 있다.
전자석(120)의 경우 입력 전류의 제어를 통해 생성되는 자기장을 다양하게 조절할 수 있으나, 영구자석(110)의 경우에는 자화상태에 따라 특정한 자기장만이 제공될 수 있다.
따라서, 대상체(10)의 표적 병변 부위에 따라 특정한 자기장만을 제공하는 영구자석(110)이 적합하지 않는 경우가 발생될 수 있다.
이에 따라, 필요에 따라 적절한 자기장이 제공될 수 있는 영구자석(110)으로 교체가 가능하도록, 영구자석(110)은 정위프레임부(200)에 착탈 가능하도록 설치되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 영구자석(110)은 복수로 조합되어 이루어지고, 각각의 영구자석(110)은 서로 다른 형태의 정적 자기장을 생성할 수 있다.
서로 다른 영구자석(110)들을 조합하여 관심 영역 안에 원하는 형태의 자기장(예를 들어, 표적 병변으로만 치료약물이 집중적으로 포집되게 하는 자기장)을 생성할 수 있다는 점에서, 영구자석(110) 하나만을 이용한 자기장 구동 약물표적 방법보다 더 효과적이고 효율적인 치료가 이루어질 수 있다.
이에 따라, 자기장 구동 약물표적 효과를 더욱 향상시키도록, 서로 다른 형태의 정적 자기장을 생성하는 영구자석(110)들을 조합하여 설치되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 자기장부(100)는 대상체(10)에 대하여 동적 자기장을 제공하기 전에 선제적으로 정적 자기장을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 영구자석(110) 등을 통한 정적 자기장을 인가하는 경우, 약물전달체(20)가 표적 병변으로 집중적으로 포집될 수 있으나, 표적 병변에 도착한 약물전달체(20)들이 뭉쳐져서 병변 깊숙이 약물을 침투하기 어려운 경우가 발생할 수 있다는 점에서, 전자석(120) 등을 통한 동적 자기장을 인가하여, 뭉쳐진 약물전달체(20)들이 풀어져 병변 깊숙이 침투되도록 할 필요가 있다.
이와 같이, 자기장부(100)가 정적 자기장을 제공하여 약물전달체(20)가 표적 병변으로 집중적으로 포집시킨 후, 동적 자기장을 제공하여 뭉쳐진 약물전달체(20)들이 풀어져 병변 깊숙이 침투되도록 하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 정위프레임부(200)는 대상체(10) 중 머리 부위에 설치되어 자기장부(100)의 위치를 조절할 수 있다.
대상체(10) 중 뇌에 대한 치료가 필요한 경우, 본 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)를 대상체(10)의 머리 부분에 설치하게 된다. 여기서, 뇌의 경우, 유해한 물질들로부터 뇌를 보호하기 위한 혈액-뇌 장벽(Blood-Brain barrier, BBB)이 수 나노 단위의 틈을 가지고 있기 때문에 자기장을 통해 뭉쳐진 약물전달체(20)를 풀어주는 것이 더욱 중요하다고 할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)는 자기장부(100)에서 정적 자기장과 동적 자기장을 각각 제공할 수 있으므로, 상기와 같은 뇌에 대한 치료에 더욱 적합할 수 있다.
또한, 매우 섬세하고 예민한 뇌의 특성 상 본 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)를 통한 치료약물의 전달 및 침투가 매우 정밀하게 진행될 필요가 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)는 정위프레임부(200)를 통해 자기장부(100)의 위치를 정밀하게 조절하고 고정 상태를 안정적으로 유지할 수 있으므로, 상기와 같은 뇌에 대한 치료에 더욱 적합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 정위프레임부(200)는 제1 지그(210), 제2 지그(220), 지그블럭(230), 회전가이드(240) 및 메인프레임(250)을 포함할 수 있고, 지지로드(260)를 더 포함할 수 있다.
제1 지그(210)는 영구자석(110)이 설치되는 부분으로, 영구자석(110)이 설치된 제1 지그(210)가 정위프레임부(200) 상에서 위치 이동됨으로써, 정적 자기장의 인가 상태가 조절될 수 있다.
제2 지그(220)는 전자석(120)이 설치되는 부분으로, 전자석(120)이 설치된 제2 지그(220)가 정위프레임부(200) 상에서 위치 이동됨으로써, 동적 자기장의 인가 상태가 조절될 수 있다.
지그블럭(230)은 제1 지그(210)와 제2 지그(220)를 각각 지지하는 부분으로, 제1 지그(210)와 제2 지그(220)는 지그블럭(230) 상에서 개별적으로 위치 이동되거나 고정되어 대상체(10)와의 배치 거리가 조절될 수 있다.
회전가이드(240)는 반원을 포함하는 형상으로 형성되어 지그블럭(230)을 지지하는 부분으로, 지그블럭(230)이 회전가이드(240) 상에서 위치 이동되거나 고정되어 대상체(10)와의 배치 각도가 조절될 수 있다.
메인프레임(250)은 회전가이드(240)를 대상체(10)에 대하여 지지하는 부분으로, 본 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)의 나머지 부분이 대상체(10)에 설치되도록 지지할 수 있다.
지지로드(260)는 대상체(10)에 밀착 가능하도록 메인프레임(250)에 설치되는 부분으로, 대상체(10)와 메인프레임(250) 사이에 유격이나 변위가 발생하지 않도록 메인프레임(250)과 대상체(10) 사이를 가압할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 회전가이드(240)의 단부는 메인프레임(250)에 동축회전 구조로 결합될 수 있다.
이 경우, 동축회전 구조는 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 공통축에 결합된 복수의 부재가 상기의 공통축을 중심으로 각각 회전 가능한 구조로서, 필요에 따라서는 상기의 공통축이 어느 하나의 부재와 일체로 형성될 수도 있다.
즉, 회전가이드(240)는 메인프레임(250)에 대하여 동축회전 가능하도록 설치되어 회전가이드(240)의 반원 부분이 양단을 연결한 가상의 축을 중심으로 회전될 수 있다.
이에 따라, 도 1을 기준으로 할 때 대상체(10)의 전후 방향에 대한 자기장부(100)의 배치 각도가 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 지그블럭(230)은 회전가이드(240)의 반원 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 회전가이드(240)에 결합될 수 있다.
즉, 지그블럭(230)은 일부분이 회전가이드(240)의 반원 부분에 관통되게 결합되어 회전가이드(240)의 반원 방향을 따라 슬라이딩 이동될 수 있다.
이에 따라, 도 1을 기준으로 할 때 대상체(10)의 좌우 방향에 대한 자기장부(100)의 배치 각도가 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 제1 지그(210)와 제2 지그(220)는 각각 지그블럭(230)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 지그블럭(230)에 결합될 수 있다.
즉, 제1 지그(210)와 제2 지그(220)는 각각 지그블럭(230)의 일부분을 관통하도록 결합되어 지그블럭(230)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동될 수 있다.
이에 따라, 도 1을 기준으로 할 때 대상체(10)와 제1 지그(210)의 거리, 대상체(10)와 제1 지그(210)의 거리가 각각 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 제1 지그(210)와 제2 지그(220)는 각각 일면이 래크(rack) 구조로 형성되고, 지그블럭(230)은 제1 지그(210)와 제2 지그(220) 각각의 일면에 치합되는 웜기어(231)를 포함할 수 있다.
즉, 웜기어(231)의 나사산 부분이 제1 지그(210)와 제2 지그(220) 각각의 래크 부분에 맞물릴 수 있다. 이 경우, 웜기어(231)가 회전함에 따라 이에 맞물린 래크가 가압되어 제1 지그(210)와 제2 지그(220)가 각각 길이 방향을 따라 이동될 수 있다.
이를 통해, 본 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)는 자기장부(100)와 대상체(10) 간의 거리를 보다 정밀하게 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)에서, 지그블럭(230)은 웜기어(231)에 구동력을 제공하도록 설치되는 모터(233)를 더 포함할 수 있다.
즉, 모터(233)에서 발생되는 구동력을 통해 웜기어(231)를 회전시킬 수 있으며, 이러한 웜기어(231)의 회전 시 상기와 같이 제1 지그(210)와 제2 지그(220)가 각각 길이 방향을 따라 이동될 수 있다.
이를 통해, 본 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)는 자기장부(100)와 대상체(10) 간의 거리를 보다 용이하게 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 구동 약물표적 장치(1000)를 이용한 치료약물 표적 과정을 개략적으로 설명하면 아래와 같다.
우선, 대상체(10)(예를 들어, 머리)에 있는 표적 병변의 위치를 특정하고 그에 따른 자기장부(100)의 회전각과 이동거리를 계산한다.
다음으로, 정위프레임부(200)의 지지로드(260)를 통해 메인프레임(250)을 대상체(10)에 고정한다.
다음으로, 회전가이드(240)를 메인프레임(250)에 대하여 동축회전시켜 자기장부(100)를 미리 계산된 회전각만큼 회전되도록 한 후 고정한다.
다음으로, 지그블럭(230)을 회전가이드(240)를 따라 미리 계산된 이동거리만큼 슬라이딩 이동시킨 후 고정한다.
다음으로, 지그블럭(230)에 설치된 모터(233)를 통해 웜기어(231)를 회전시켜 제1 지그(210) 및 이에 설치된 영구자석(110)이 표적 병변 근처에 미리 계산된 이동거리만큼 이동되도록 한 후 고정한다.
다음으로, 영구자석(110)이 생성하는 정적 자기장을 통해 자성체를 포함한 약물전달체(20)가 표적 병변에 집중되도록 한다.
다음으로, 지그블럭(230)에 부착된 모터(233)를 토해 웜기어(231)를 회전시켜 제2 지그(220) 및 이에 설치된 전자석(120)이 표적 병변 근처에 미리 계산된 이동거리만큼 이동되도록 한 후 고정한다.
다음으로, 전류 입력을 제어하여 전자석(120)이 생성하는 동적 자기장을 통해 영구자석(110)이 생성한 자기장에 의해 뭉친 약물전달체(20)를 풀어주어, 약물전달체(20)가 표적 병변의 주위까지 침투하여 약물을 전달하도록 한다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 대상체 20: 약물전달체
100: 자기장부 110: 영구자석
120: 전자석 200: 정위프레임부
210: 제1 지그 220: 제2 지그
230: 지그블럭 231: 웜기어
233: 모터 240: 회전가이드
250: 메인프레임 260: 지지로드
1000: 자기장 구동 약물표적 장치

Claims (14)

  1. 자성체와 치료약물을 포함하는 약물전달체(drug carrier)를 대상체 내의 병변 부위로 표적화(targeting)시키는 자기장 구동 약물표적 장치에 있어서,
    정적 자기장과 동적 자기장을 각각 제공 가능한 자기장부; 및
    상기 대상체에 대한 상기 자기장부의 위치를 조절하도록 상기 자기장부가 설치되는 정위프레임부;
    를 포함하고,
    상기 자기장부는, 상기 대상체에 정적 자기장을 제공하여 상기 약물전달체를 상기 대상체 내의 병변 부위로 포집시킨 후, 상기 대상체에 동적 자기장을 제공하여 포집되어 뭉쳐진 상기 약물전달체가 상기 대상체 내의 병변 부위에서 풀어지도록 하는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기장부는
    자화상태에 따른 정적 자기장을 제공하는 영구자석 및
    전류의 공급에 따른 동적 자기장을 제공하는 전자석을 포함하는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전자석은 상기 영구자석을 중심으로 하여 둘레를 따라 복수로 배치되는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 영구자석은 상기 정위프레임부에 착탈 가능하도록 설치되는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 영구자석은 복수로 조합되어 이루어지고,
    각각의 상기 영구자석은 서로 다른 형태의 정적 자기장을 생성하는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  6. 삭제
  7. 제2항에 있어서,
    상기 정위프레임부는 상기 대상체 중 머리 부위에 설치되어 상기 자기장부의 위치를 조절하는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  8. 제2항 내지 제5항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정위프레임부는
    상기 영구자석이 설치되는 제1 지그,
    상기 전자석이 설치되는 제2 지그,
    상기 제1 지그와 상기 제2 지그를 각각 지지하는 지그블럭,
    반원을 포함하는 형상으로 형성되어 상기 지그블럭을 지지하는 회전가이드 및
    상기 회전가이드를 상기 대상체에 대하여 지지하는 메인프레임을 포함하는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 정위프레임부는
    상기 대상체에 밀착 가능하도록 상기 메인프레임에 설치되는 지지로드를 더 포함하는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회전가이드의 단부는 상기 메인프레임에 동축회전 구조로 결합되는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 지그블럭은 상기 회전가이드의 반원 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 상기 회전가이드에 결합되는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 지그와 상기 제2 지그는 각각 상기 지그블럭의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 상기 지그블럭에 결합되는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 지그와 상기 제2 지그는 각각 일면이 래크(rack) 구조로 형성되고,
    상기 지그블럭은
    상기 제1 지그와 상기 제2 지그 각각의 일면에 치합되는 웜기어를 포함하는, 자기장 구동 약물표적 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지그블럭은
    상기 웜기어에 구동력을 제공하도록 설치되는 모터를 더 포함하는, 자기장 구동 약물표적 장치.
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