KR102536453B1 - 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혈관 내 혈류 재개통과 다수의 측면구멍으로 통한 미세유체회로 생성으로 지속적인 혈전 흡입이 가능하며 혈전을 작게 쪼개거나 부수어 깨끗이 제거하고, 혈관손상과 분쇄된 혈전의 원위부 색전 발생을 최소화하면서 혈전을 제거할 수 있으며, 미세유체회로를 생성하여 혈전을 지속적으로 변형시키고, 작게 부수면서 생성된 유체회로를 따라 이동시켜 유도도관을 통해 혈전을 회수하기 때문에 뇌혈관처럼 작은 직경과 구불구불한 경로의 혈관 내의 혈전도 효과적으로 분쇄하여 제거할 수 있고, 혈관벽에 직접 작용하는 것은 금속 등 경도가 높은 재질이 아닌 유체제트이기 때문에 혈관 손상도 최소화할 수 있는 특징이 있다.

Description

혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구{Endovascular Apparatus and Device with Labyrinthine Septum Capable of Endovascular Blood Flow Reopening and Microfluidic Circuit Generation}

본 발명은 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것으로서, 혈전제거, 국소적 혈관벽의 체액 채집과 약물 전달 등의 기능을 가지는데 더욱 상세하게는 혈관 내 혈류 재개통과 다수의 측면구멍으로 통한 미세유체회로 생성으로 지속적인 혈전 흡입이 가능하며 혈전을 작게 쪼개거나 부수어 깨끗이 제거하고, 혈관손상과 분쇄된 혈전의 원위부 색전 발생을 최소화하면서 혈전을 제거할 수 있는 혈전제거장치와, 혈관벽의 병변을 표적으로 하여 국소적으로 약물 또는 세포 등을 정밀하게 전달할 필요가 있을 시 혈관내 우회로를 확보한 상태에서 혈류의 중단 없이 미세유체회로를 통해 혈관벽에 고농도의 약물 또는 세포를 포함한 유체를 장시간 머무르게 하여 혈관벽에 국소적인 약물전달 시술을 시행할 수 있는 혈관벽 국소적 약물전달 장치와, 정밀한 국소적 약물전달 전후의 효과 분석을 위한 혈관벽 부위의 체액 채집을 시행하여 죽상경화반, 혈관박리, 뇌동맥류 등 혈관병변에 인접한 혈관내로부터 채집한 시료로부터 엑소좀, microRNA, cytokine, 펩타이드 등 세포간 신호전달물질의 농도 분석이 가능하여, 이에 따른 세포간 신호전달체계 연구나 투여약물의 종류와 용량 결정이 가능한 국소적 혈관벽의 체액 채집용 혈관내 장치이다. 이 경우 미세유체회로의 구성요소 중 유체주입통로와 바깥방향구멍은 다수개의 단위로 구성하여 각각 생리식염수 주입 용도와 시료채집 용도로 분리하여 별도로 사용할 수 있다.

뇌졸중은 세계적으로 세번째로 흔한 사망 원인이며, 뇌졸중으로 매년 140,000명의 미국인이 뇌졸중으로 사망한다.

뇌졸중의 87%는 뇌 영역으로의 혈류가 차단되는 허혈성 뇌졸중으로써, 골든타임 이내에 혈전을 제거하지 않으면 뇌혈류가 방해되어 뇌졸중이 진행하고 비가역적 뇌손상을 초래한다.

스텐트 리트리버나 흡입도관은 혈전을 안전하고 효과적으로 제거하여 혈관을 재개통하기 위해 개발 및 구현된 혈전제거장치로, 스텐트 리트리버나 흡입도관을 이용한 혈전제거술은 안전하고 효과적인 혈전 제거 치료법으로 인정받고 있다.

다기관 임상시험을 통해 재개통 성공률은 70-80%에 도달할 정도로 높은 재개통 성공률을 보이는 등, 스텐트 리트리버나 흡입도관을 이용한 혈전제거술은 안전성과 유효성이 증명되었으며 현재 주요 혈관 폐색에 의한 급성뇌졸중의 표준치료가 되었다. 표준진료지침을 따르면 증상 발생 24시간 이내 급성 뇌졸중 환자와 증상발생 시간을 모르는 각성 뇌졸중 환자가 동맥내 혈전제거술의 적응증이 된다.

그러나, 기존의 스텐트 리트리버 또는 혈전흡입 도관을 이용한 동맥내 혈전제거술은 1)혈관 손상, 2)윈위색전증의 위험성, 3)여러 차례 혈전제거장치 설치를 반복해야 할 필요성 등의 문제점을 가지고 있다.

1) 혈관손상의 문제점

일반적인 스텐트 리트리버를 이용한 혈전제거술은 스텐트 구조물에 의해 혈관에 기계적인 압력을 가하므로 혈관 손상을 유발할 수 있고, 두통과 혈관경련을 유발할 수 있다. 심지어 혈관파열 또는 뇌혈관벽 손상에 의한 지주막하 출혈의 합병증까지 만들 수 있다.

일반적인 흡입도관의 사용도 뇌혈관의 손상 또는 관통 등 드물지만 치명적인 합병증을 만들수 있다.

동물실험에서 스텐트 리트리버를 이용한 혈전제거술 이후에 내피세포의 손상과 증식이 관찰되었고, 혈전제거술 후 혈관벽 자기공명영상에서 혈관벽의 두께가 두꺼워지고 조영증강 되는 소견을 보였다.

이러한 합병증을 줄이기 위해서는 혈관벽과 접촉을 최소화한 혈관 내 혈전제거장치가 바람직하다.

2) 원위 색전증의 문제점

일반적인 혈전제거시술 과정에서 기존의 혈전이 위치한 부위와는 다른 새로운 혈관영역으로 혈전이 색전할 수 있어, 시술 중 1 ~ 8.6% 빈도로 원위 색전증의 잠재적 부작용을 일으킬 위험성을 갖고 있다.

혈전 내부결속력의 약화로 인한 혈전의 파열은 새로운 혈관영역의 뇌경색 즉 의원성 색전증(iatrogenic embolism)을 유발할 수 있어 이를 예방 및 최소화하기 위해 노력해야한다. 기존의 혈전제거 기구는 혈전에 인장력이 작용하여 혈전의 구조를 변형, 신장(elongation), 골절 등의 변화를 유도하여 색전을 초래할 수 있다.

일반적인 스텐트 리트리버가 혈전을 끌고 내려오는 과정 중에 스텐트 리트리버에 걸린 혈전이 인장력으로 혈전이 길어지고 파편화될 수 있다. 또는 혈전이 혈전제거장치와 분리되어, 이들 혈전 또는 파편들이 혈류를 타고 원위부 혈관으로 이동하거나 흩어질 수 있다. 부스러진 혈전 조각(색전)은 혈류를 타고 말초혈관의 작은 가지로 이동하고 다른 혈관을 차단하여 조직으로의 혈액 공급을 손상시킨다.

대조적으로 투석을 위한 동정맥루 막힘, 정맥혈전증 등의 혈관내 혈전제거시술에서는 흡입혈전제거술 전에 혈전을 파편화 및 침용(marceration)의 시술단계를 일상적으로 수행한다. 혈전을 흡입하기 전에 풍선팽창을 하고 혈전 내에 0.035인치 j-팁 와이어 유도하에 돼지꼬리 카테터를 회전하는 등 혈전을 흡입하기 전에 일상적으로 혈전을 파편화하거나 마모시킨다. 이는 도관의 전진을 용이하게 하고, 혈전 흡입력을 증진하는 효과가 있다. 흡입 카테터를 제자리에 놓고 음압을 30초 동안 유지한 뒤, 음압을 유지하면서 카테터를 빼내면서 혈전을 제거한다. 반면 뇌혈관의 혈전제거술은 원위색전증의 위험성 때문에 의도적인 혈전의 파편화를 조장하지 않는다.

3) 혈전회수 실패 또는 혈관 재개통 실패로 인한 혈전제거장치의 반복적인 설치의 필요성

일반적인 혈전제거기구의 발전으로 혈전 제거 성공률이 많이 향상되었다고 하나, 여전히 혈전제거기구는 혈전제거에 실패할수 있다. 모든 혈전이 한번의 혈전제거 시도만에 깨끗이 회수되는 것은 아니어서 혈전제거장치를 여러 차례 혈관내로 진행할 필요가 있다.

또한, 일반적인 흡입 도관은 혈전제거에 유용한 도구이나, 흡입도관의 흡입 성공율은 도관의 직경에 달려있다. 그러나 도관의 직경이 아무리 크다 해도 흡입도관을 통한 흡입 과정에서 흡입 카테터 내강의 폐쇄로 인한 흡입 중단이 발생할 수 있으며, 흡입 술기를 계속하기 위해서는 혈전으로 막힌 흡입카테터를 체외로 빼내고 도관의 내강을 세척할 필요가 있다. 따라서 주요 혈관 폐색을 재개통하기 위해 여러 번의 혈전제거장치 통과가 필요한데 이로 인해 시술 시간이 길어지고 허혈성 뇌손상의 위험도가 증가한다.

이와 같이 많은 경우 시술의 성공은 큰 직경의 흡입도관을 목표혈관에 위치시킬 수 있는 시술자의 숙련도에 달려 있고 따라서 시술 프로토콜을 표준화하기 어렵다.

또한 기존 도관을 통해 혈관벽에 국소적으로 약물을 정밀하게 전달하는 것은 박동성 혈류에 의해 약물이 지속적으로 씻겨져 나가는 등 기술적으로 매우 어려우며, 혈류우회가 도움이 될 수 있다. 혈관벽의 미세환경에 따른 병적 상태를 분석하여 효과적인 약물을 선택하고 용량을 결정하여야하나 박동성 혈류 상태에서 미량의 신호전달물질을 채집하고 분석하기 어려워, 생체 또는 인체에서 국소적인 혈관벽 부위의 성분분석 기술을 적용하기 어렵다. 따라서 혈류우회를 하는 상태에서 혈관벽에 국소적인 신호전달 물질을 채집하고 분석하며, 동시에 약물을 정밀하게 전달하는 혈관내 기구가 필요하다.

대한민국 등록특허공보 제10-2371076호

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

혈전제거, 국소적 혈관벽의 체액 채집과 약물 전달 등의 기능을 가지는데 더욱 상세하게는 (1) 혈관 내 혈류 재개통과 다수의 측면구멍으로 통한 미세유체회로 생성으로 지속적인 혈전 흡입이 가능하며 혈전을 작게 쪼개거나 부수어 깨끗이 제거하고, 혈관손상과 분쇄된 혈전의 원위부 색전 발생을 최소화하면서 혈전을 제거할 수 있는 혈전제거장치이다. (2) 혈관벽의 병변을 표적으로 하여 국소적으로 약물 또는 세포 등을 정밀하게 전달할 필요가 있을 시 혈관내 우회로를 확보한 상태에서 혈류의 중단 없이 미세유체회로를 통해 혈관벽에 고농도의 약물 또는 세포를 포함한 유체를 장시간 머무르게 하여 혈관벽에 국소적인 약물전달 시술을 시행할 수 있는 혈관벽 국소적 약물전달 장치이다. (3) 정밀한 국소적 약물전달 전후 효과평가를 위해 죽상경화반, 혈관박리, 뇌동맥류 등 혈관병변에 인접한 혈관내로부터 채집한 시료로부터 엑소좀, microRNA, cytokine, 펩타이드 등 세포간 신호전달물질의 농도 분석이 가능하여, 이에 따른 세포간 신호전달체계 연구나 투여약물의 종류와 용량 결정이 가능한 국소적 혈관부위 체액 채집을 위한 혈관내 장치이다. 이 경우 미세유체회로의 구성요소 중 유체주입통로와 바깥방향구멍은 각각 생리식염수 주입 용도와 시료채집 용도로 분리하여 별도로 사용할 수 있는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 미세유체회로를 생성하여 혈전을 지속적으로 변형시키고, 작게 부수면서 생성된 유체회로를 따라 이동시켜 유도도관을 통해 혈전을 회수하기 때문에 뇌혈관처럼 작은 직경과 구불구불한 경로의 혈관 내의 혈전도 효과적으로 분쇄하여 제거할 수 있고, 혈관벽에 직접 작용하는 것은 금속 등 경도가 높은 재질이 아닌 유체제트이기 때문에 혈관 손상도 최소화할 수 있는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 혈관 내에 발생된 혈전을 제거하거나 국소적 혈관벽의 체액 채집과 약물 전달이 가능한 혈관기구에 있어서,

상기 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽 형태로 형성되는 혈전제거장치와;

상기 혈전제거장치에 형성되어 혈전제거장치에서 생성된 미세흐름회로를 통해 외부에서 이송된 고농도의 약물을 혈관벽에 전달하는 약물전달장치와;

상기 혈전제거장치에 형성되어 혈관벽 공간에 정체되어있는 체액을 채집하여 신체의 외부에 구비된 체외 분석기에서 세포간 전달물질의 종류와 양을 분석하는 국소적 혈관벽의 체액 채집장치;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 혈전제거장치는.

상기 혈전이 발생된 혈관 내에 위치하도록 혈관을 따라 이동되고, 설치시 상기 혈관 내의 혈류우회 기능을 수행하며, 흡입시 혈전을 유입하여 이송시키는 본체부와;

상기 본체부의 끝단부에 연결되어 신체의 외부까지 구비되고, 미세 유체를 혈전에 작용시켜 혈전을 이동, 변형, 파편화하도록 미세흐름회로를 생성하는 미세흐름회로부와;

상기 혈관 내에서부터 신체의 외부까지 구비되어 흡입 술기시에 혈관의 혈류를 차단한 뒤, 상기 미세흐름회로부에 의해 이동, 변형 및 파편화되어 본체부에 의해 이송된 혈전을 흡입하여 신체 외부로 배출하는 흡입부;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 본체부는, 원통형으로 양끝단부가 관통되는 외측관과;

상기 외측관의 내측에 구비되도록 원통형으로 형성되고, 상기 외측관의 내측면과 이격되어 공간이 형성되는 내측관과;

상기 외측관의 내측과 내측관의 외측 사이에 형성된 이격 공간에 수직으로 형성되어 상기 이격 공간의 관통된 양끝단부를 차단하는 동시에 상기 이격 공간으로 이송되는 미세흐름회로부의 미세 유체를 여러 방향으로 유도하도록 이격 공간을 구획하는 미로 격벽;

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 원통형의 외측관과 내측관은 이동방향으로 전방의 둘레가 좁고 후방으로 갈수록 둘레가 넓게 형성되도록 직경이 달라지는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 미로 격벽은 다수개가 이격 공간에 형성되어 이격 공간을 다수개로 구획하고, 상기 다수개의 미로 격벽을 통해 구획된 다수개의 이격 공간마다 사용 기능이 각각 다른데,

상기 다수개의 이격 공간은 미세흐름회로부로부터 이송된 미세 유체를 본체부의 외부로 배출시키는 다수개의 배출공간과, 상기 미세 유체에 의해 이동, 변형 및 파편화한 혈전이 유입되어 내측관의 내측으로 이송시키는 다수개의 관통공간으로 구획되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 외측관의 외부면 중 이격공간의 배출공간이 위치한 외부면에는 배출공간과 연통되는 다수개의 배출홀이 형성되어 배출공간으로 이송된 미세 유체가 배출홀을 통해 혈관 내의 혈전에 분사되고,

상기 외측관의 외부면 중 이격공간의 관통공간이 위치한 외부면에는 미세 유체에 의해 이동, 변형 및 파편화한 혈전을 유입하도록 다수개의 유입홀이 형성되고,

상기 유입홀은 외측관의 외부면과 관통공간에 위치한 내측관을 수직으로 관통하여 내측관의 내측과 연통되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 미세흐름회로부는, 상기 본체부의 후방 커버부 끝단부에 연결된 상태에서 흡입부의 내측을 따라 신체의 외부까지 구비되고, 내부에 미세한 유체를 이송시켜 혈전에 분사하는 미세유체이송관과;

상기 신체의 외부에 구비된 미세유체이송관의 일단부에 연결되어 미세유체이송관 내에 미세한 유체를 주입하는 미세주입펌프;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 흡입부는, 상기 혈관 내에 일측이 구비되어 혈관의 혈류를 차단하고, 타측은 신체의 외부에 구비되며, 내부가 관통 형성되어 내부를 통해 상기 미세유체이송관 및 및 다양한 기구를 유도하고, 체외로 혈전을 이송하는 유도도관과;

상기 신체의 외부에 구비된 유도도관의 끝단부에 연결되어 각종 장치와 연결시켜주는 허브와;

상기 허브의 일측에 연결되어 유체, 혈액 및 혈전을 흡입하는 흡입펌프;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 유도도관은,

첨단부와;

상기 첨단부의 일측에 형성되어 외부가 팽창수축이 가능하여 혈관 내를 직접적으로 차단하는 팽창부와;

상기 팽창부의 일측에 형성되어 팽창부의 팽창수축을 유도하는 몸체부와;

상기 몸체부의 일측에 형성되고, 타측은 허브와 연결되어 상기 몸체부를 좌,우로 구동시켜 팽창부를 팽창수축시키는 조절부;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 미세주입펌프는 흡입부의 흡입펌프와 동기화(同期化)되어 작동시 흡입펌프와 동시에 같이 작동하는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구에 관한 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구는 혈전제거, 혈관벽 국소적 약물전달, 국소적 혈관벽의 체액 채집 등의 기능을 가지는데 더욱 상세하게는 혈관 내 혈류 재개통과 다수의 측면구멍으로 통한 미세유체회로 생성으로 지속적인 혈전 흡입이 가능하며 혈전을 작게 쪼개거나 부수어 깨끗이 제거하고, 혈관손상과 분쇄된 혈전의 원위부 색전 발생을 최소화하면서 혈전을 제거할 수 있는 (1) 혈전제거장치와, 혈관벽의 병변을 표적으로 하여 국소적으로 약물 또는 세포 등을 정밀하게 전달할 필요가 있을 시 혈관내 우회로를 확보한 상태에서 혈류의 중단 없이 미세유체회로를 통해 혈관벽에 고농도의 약물 또는 세포를 포함한 유체를 장시간 머무르게 하여 혈관벽에 국소적인 약물전달 시술을 시행할 수 있는 (2) 혈관벽 국소적 약물전달 장치와, 정밀한 국소적 약물전달을 위한 성분분석을 위해 죽상경화반, 혈관박리, 뇌동맥류 등 혈관병변에 인접한 혈관내로부터 채집한 시료로부터 엑소좀, microRNA, cytokine, 펩타이드 등 세포간 신호전달물질의 농도 분석이 가능하여, 이에 따른 세포간 신호전달체계 연구나 투여약물의 종류와 용량 결정이 가능한 국소적 혈관벽의 체액 채집용 혈관내 장치이다. 이 경우 미세유체회로의 구성요소 중 유체주입통로와 바깥방향구멍은 다수개를 구비하여 각각 생리식염수 주입 용도와 시료채집 용도로 분리하여 별도로 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 미세유체회로를 생성하여 혈전을 지속적으로 변형시키고, 작게 부수면서 생성된 유체회로를 따라 이동시켜 유도도관을 통해 혈전을 회수하기 때문에 뇌혈관처럼 작은 직경과 구불구불한 경로의 혈관 내의 혈전도 효과적으로 분쇄하여 제거할 수 있고, 혈관벽에 직접 작용하는 것은 금속 등 경도가 높은 재질이 아닌 유체제트이기 때문에 혈관 손상도 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 혈관기구의 구성을 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 내 설치되어 작동하는 혈관기구를 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 본체부와 미세흐름회로부를 나타낸 정면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 본체부와 미세흐름회로부의 작동을 나타낸 개념도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 본체부를 나타낸 단면 실시도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 본체부를 나타낸 수직 단면도이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 펼쳐진 본체부를 나타낸 평면도이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 흡입부를 나타낸 개략도이고,
도 9는 도 8의 작동을 나타낸 작동도이고,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 허브를 나타낸 개략도이고,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 혈전제거장치의 작동방법을 나타낸 단계도이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 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 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 혈관기구의 구성을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 내 설치되어 작동하는 혈관기구를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 본체부와 미세흐름회로부를 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 본체부와 미세흐름회로부의 작동을 나타낸 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 본체부를 나타낸 단면 실시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 본체부를 나타낸 수직 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 펼쳐진 본체부를 나타낸 평면도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 흡입부를 나타낸 개략도이고, 도 9는 도 8의 작동을 나타낸 작동도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 허브를 나타낸 개략도이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 혈전제거장치의 작동방법을 나타낸 단계도이다.

도 1 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구는 혈전제거장치와, 국소적 혈관벽 약물전달장치와, 국소적 혈관벽의 체액 채집장치로 구성된다.

상기 혈전제거장치(400)는 도 1 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 혈관(1) 내에 발생된 혈전(2)을 제거하는 장치로써, 본체부(10)와, 미세흐름회로부와, 흡입부로 구성된다.

상기 본체부(10)는 도 1 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 혈전이 폐색하고 있는 혈관(1) 내에 위치하도록 혈관(1)을 따라 이동 및 설치하여, 상기 혈관(1) 내의 혈류 재개통 상태를 생성한다. 혈전흡입을 위해, 혈류중단 상태에서 미세유체회로 생성을 통해 이동, 변형 및 파편화한 혈전(2)을 유입하여 흡입부측으로 이송시킨다. 이때, 상기 본체부(10)는 혈관(1) 손상을 최소화할 수 있는 가요성이 있는 연질의 재질 또는 자가팽창의 성질이 있는 니티놀 (Nitinol) 합금 등의 재질로 형성된다.

여기서, 상기 본체부(10)는 원통형으로 양끝단부와 중공된 내부가 관통되는 외측관(11)과, 상기 외측관(11)의 내측에 구비되도록 원통형으로 형성되고, 상기 외측관(11)의 내측면과 이격되어 공간이 형성되는 내측관(12)과, 상기 외측관(11)의 내측과 내측관(12)의 외측 사이에 형성된 이격 공간에 수직으로 형성되어 상기 이격 공간의 관통된 양끝단부를 차단하는 동시에 상기 이격 공간으로 이송되는 미세흐름회로부의 미세 유체를 여러 방향으로 유도하도록 이격 공간을 구획하는 미로 격벽(13)로 구성된다.

또한, 상기 원통형의 외측관(11)과 내측관(12)은 이동방향으로 전방의 둘레가 좁고 후방으로 갈수록 둘레가 넓게 형성되도록 직경이 달라지는 형태로 형성되고, 상기 미로 격벽(13)은 원통형의 외측관(11)과 내측관(12)의 양끝단부에 관통된 이격 공간을 차단하도록 형성되고, 그 부위의 미로 격벽(13)은 원형 링 형태로 형성되어 이격 공간을 차단한다.

그리고, 상기 미로 격벽(13)은 다수개가 이격 공간에 형성되어 이격 공간을 다수개로 구획하고, 상기 다수개의 미로 격벽(13)을 통해 구획된 다수개의 이격 공간마다 사용 기능이 각각 다른데, 여기서, 상기 다수개의 이격 공간은 미세흐름회로부로부터 이송된 미세 유체를 본체부(10)의 외부로 배출시키는 다수개의 배출공간(14)과, 상기 미세 유체에 의해 이동, 변형 및 파편화한 혈전(2)이 유입되어 내측관(12)의 내측으로 이송시키는 다수개의 관통공간(15)으로 구분되어 구획된다. 이때, 상기 다수개의 배출공간(14) 사이 사이에 다수개의 관통공간(15)이 형성되도록 미로 격벽(13)에 의해 구획된다.

여기서, 상기 미로 격벽(13)은 도 7에서처럼, 평면으로 펼쳐보았을 때, 지그재그로 굴곡지게 형성되어 미세 유체가 다방면으로 이송시킬 수 있고, 그에 따라 미세 유체를 고루 이송시키는 동시에 배출홀(17)을 통해 외부에 고루 분사할 수 있다. 이때, 상기 미로 격벽(13)의 평면 형태는 미세 유체가 다방면으로 이송시킬 수 있도록 다양한 형태로 형성된다.

이렇듯, 상기 미로 격벽(13)은 원통형의 외측관(11)과 내측관(12)의 양끝단부에 관통된 이격 공간을 차단하는 외측 미로 격벽(13a)과 상기 이격 공간에 형성되어 이격 공간을 다수개의 배출공간(14)과 관통공간(15)으로 구획하는 내측 미로 격벽(13b)으로 구분된다. 이때, 상기 외측 미로 격벽(13a) 중 원통형의 외측관(11)과 내측관(12)의 후면에 위치한 외측 미로 격벽(13a)이 미세흐름회로부의 미세유체이송관(21)과 연통되도록 연결되어 미세흐름회로부의 미세 유체가 배출공간(14)에 전달된다.

여기서, 도 6 내지 도 7에서처럼, 상기 외측 미로 격벽(13a)을 통해 유입된 미세흐름회로부의 미세 유체가 관통공간(15)으로 이송되지 않도록 내측 미로 격벽(13b)으로 차단되게 형성되어 미세 유체가 배출공간(14)으로만 이송된다.

한편, 상기 외측관(11)의 외부면 중 이격공간의 배출공간(14)이 위치한 외부면에는 배출공간(14)과 연통되는 다수개의 배출홀(17)이 형성되어 배출공간(14)으로 이송된 미세 유체가 배출홀(17)을 통해 혈관(1) 내의 혈전(2)에 분사된다.

그리고, 상기 외측관(11)의 외부면 중 이격공간의 관통공간(15)이 위치한 외부면에는 미세 유체에 의해 이동, 변형 및 파편화한 혈전(2)을 유입하도록 다수개의 유입홀(18)이 형성된다.

또한, 상기 유입홀(18)은 외측관(11)의 외부면과 관통공간(15)에 위치한 내측관(12)을 수직으로 관통하여 내측관(12)의 내측과 연통되는데, 즉, 상기 유입홀(18)은 외측관(11)과 내측관(12)의 동일 수직선상에 형성되는데, 중간에 관통공간(15)이 위치한다. 이렇듯, 상기 유입홀(18)을 통해 유입된 이동, 변형 및 파편화한 혈전(2)은 내측관(12)을 관통하여 내측관(12)의 내측을 통해 흡입부에 전달되며, 상기 흡입부를 통해 신체의 외부로 배출된다.

상기 미세흐름회로부는 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본체부(10)의 끝단부에 부착되어 신체의 외부까지 구비되고, 미세한 유체를 이송시켜 혈전(2)을 이동, 변형 및 파편화하는 미세흐름회로를 생성하도록 미세유체이송관(21)과, 미세주입펌프(22)로 구성된다.

상기 미세흐름회로부는 기본적으로 생리식염수의 흐름에 의한 회로이나 tirofiban, abciximab 등 항혈소판제, 헤파린 등 항응고제, tissue plasminogen activator (tPA), urokinase와 같은 혈전용해제를 첨가한 유체로써 미세흐름회로를 구성할 수 있다.

여기서, 상기 미세유체이송관(21)은 본체부(10)의 외측 미로 격벽(13a)에 연통되도록 부착된 상태에서 흡입부의 내측을 따라 신체의 외부까지 구비되고, 상기 미세유체이송관(21)의 내부에는 미세주입펌프(22)를 통해 주입된 미세한 유체를 이송시켜 혈전(2)에 분사한다.

그리고, 상기 미세유체이송관(21)은 한개 이상 형성되는데, 상기 외측 미로 격벽의 연결구 개수에 맞춰 다수개가 형성될 수 있고, 상기 다수개의 미세유체이송관(21)은 흡입부의 내측을 따라 신체의 외부까지 구비된다.

또한, 상기 미세주입펌프(22)는 신체의 외부에 구비된 미세유체이송관(21)의 일단부에 연결되어 미세유체이송관(21) 내에 미세하게 유체를 주입하도록 조절해준다.

여기서, 상기 미세주입펌프(22)는 흡입부의 흡입펌프(300)와 동기화(同期化)되어 미세주입펌프(22)가 작동되거나 흡입펌프(300)가 작동되면 동시에 같이 작동된다. 이때, 같이 작동되어야하는 이유는 아래에서 기술한다.

상기 흡입부는 도 1 내지 도 2 및 도 8 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 혈관(1) 내에서부터 신체의 외부까지 구비되어 흡입 시술시에 혈관(1)의 혈류를 차단한 뒤, 상기 미세흐름회로부에 의해 이동, 변형 및 파편화되어 본체부(10)에 의해 이송된 혈전(2)을 흡입하여 외부로 배출하도록 유도도관(100)과, 허브(200)와, 흡입펌프(300)로 구성된다.

상기 유도도관(100)은 혈관(1) 내에 일측이 구비되어 혈관(1)의 혈류를 차단하고, 타측은 혈관(1)의 외측에 구비되며, 내부가 관통 형성되어 내부를 통해 상기 `미세유체이송관(21) 및 기타 혈관내 기구 등을 유도하고, 팽창부의 팽창으로 혈류차단시에 혈전, 혈액, 및 유체를 흡입제거하도록 구성한다. 즉, 첨단부(110)와, 상기 첨단부(110)의 일측에 형성되어 외부가 팽창수축이 가능하여 혈관(1) 내를 직접적으로 차단하는 팽창부(120)와, 상기 팽창부(120)의 일측에 형성되어 팽창부(120)의 팽창수축을 유도하는 몸체부(130)와, 상기 몸체부(130)의 일측에 형성되고, 타측은 허브(200)와 연결되어 상기 몸체부(130)를 종축 전후진으로 구동시켜 팽창부(120)를 팽창수축시키는 조절부(140)로 구성된다.

여기서, 상기 첨단부(tip, 110)는 유도도관(100)의 제일 끝단부에 원통형으로 형성되어 내부를 통해 미세유체이송관(21) 및 기타 혈관내 기구 등을 유도하고, 혈전, 혈액, 및 유체를 흡입제거 가능하도록 하고, 상기 첨단부(110)는 이동방향으로 전진시 탐색을 용이하기 위해 유도도관(100)의 전방으로 갈수록 직경이 조금씩 감소되도록 좁아진 또는 직경이 일정한 원통형이며, 가요성이 있는 플렉시블(flexible) 소재로 구성되어 혈관(1)계를 통한 탐색이 용이하다.

또한, 상기 팽창부(120)는 첨단부(110)와 몸체부(130) 사이에 형성되어 팽창 가능하여 혈관(1) 내벽에 밀착되는 풍선구간 또는 팽창구간을 구비하여 혈관(1)을 막는다. 상기 팽창부(120)는 스트럿(Strut) 또는 와이어 등 골격과 이를 둘러싸는 신축성 있는 막으로 구성되며, 상기 팽창부(120)의 스트럿 구조 전단은 첨단부(110)에 고정되고, 상기 팽창부(120)의 스트럿 구조 후단은 몸체부(130)에 고정되는데, 상기 팽창부(120)는 원통형의 원주방향과 길이방향을 따라 다수의 핀이 형성되고 초탄성 형상기억합금 또는 티타놀 재질로 이루어진 와이어로 제조하는데, 와이어를 스텐트 제조용 지그의 원주방향과 길이방향으로 각 핀에 엮거나 교차시켜 다수의 공간을 가진 그물망 형태로 형성됨으로써, 상기 팽창부(120)의 길이가 전,후 방향으로 조절되면서 동시에 팽창 또는 수축하여 팽창부의 외경이 변한다.

그리고, 상기 몸체부(130)는 내벽(body wall)에 와이어를 슬라이딩할 수 있는 모노레일이 형성되고, 상기 모노레일 와이어의 한쪽 끝을 팽창부(120)에 고정하고, 상기 와이어의 다른쪽 끝은 조절부(140)에 고정한다.

또한, 상기 조절부(140)는 몸체부(130)가 와이어를 타고 이동할 때, 이 작용을 조절하는 톱니바퀴로 이루어지고, 상기 조절부(140)는 몸체부(130)와 허브(200) 사이에 구비된다. 이때, 상기 톱니바퀴가 나선형으로 회전되면서 와이어를 밀었다 당겼다 하면서 몸체부(130)를 전,후로 작동시키고, 그와 동시에 팽창부(120)도 전,후로 작동되면서 팽창부(120)의 직경이 커졌다 작아졌다하면서 팽창수축되는 것이다.

상기 허브(200)는 신체의 외부에 구비된 유도도관(100)의 끝단부에 연결되어 각종 장치와 연결시켜주는데, 상기 허브(200)에는 투명한 재질로 유도도관 포트(A1), 조영제와 수액포트(B), 흡입펌프포트(D), 중앙챔버(C), 미세흐름회로부 포트(A2)를 연결시키도록 형성된다. 이때, 상기 허브(200)의 내부에는 공기 유무를 탐지하는 센서가 더 설치되어 센서로 공기가 있을 경우 제거할 수 있도록 한다.

상기 흡입펌프(300)는 허브(200)의 일측에 연결되어 유체, 혈액 및 혈전(2)을 흡입하는데, 흡입시 흡입력이 본체부(10)의 내부에 전달되어 음압으로 작용하도록 한다. 팽창부의 팽창에 의한 혈류차단은 혈전(2)이 혈관(1)의 원위부로 색전되는 것을 방지하는 역할과 함께, 혈전(2) 흡입작업시에 닫힌 공간을 제공하여 안정적으로 음압이 본체부(10)의 내경에 전달되어 유입홀(18)의 2차 유체제트를 생성할 수 있다.

상기 국소적 혈관벽 약물전달장치(500)는 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 혈류의 중단 없이 생성되는 미세유체회로를 통해 혈관벽에 고농도의 약물 또는 세포를 장시간 머무르게 하여, 결과적으로 국소적인 혈관벽에 효과적으로 약물 전달이 가능하다.

여기서, 대표적으로 죽상경화증, 혈관박리, 뇌동맥류 등의 혈관질환에서 해당 혈관벽에 국소적으로 고농도의 약물 또는 세포 등을 전달할 수 있는 효과가 있다. 예를 들어 죽상경화반의 파열로 인한 혈관분절의 혈전생성 및 혈관폐색의 경우 혈소판의 활성화 및 응집이 지속적으로 발생하여 혈전제거만으로는 혈관 재개통이 유지되지 않으며, 추가적인 풍선 성형술, 스텐트 삽입술, 항혈소판 제제의 투여 등을 요한다.

그리고, 급성 뇌경색의 경우 혈액뇌장벽이 약해진 상태로서 혈전용해제, 항혈소판 제제 등의 약물 사용이 제한적이며, 따라서 영구적인 스텐트 삽입 또한 개방성 (patency) 유지를 위해 필요한 항혈소판 제제 투여를 뇌출혈변환의 가능성을 낮추기위해 투여할 수 없는 경우가 많아 시행되기 어려운 실정이다. 다공성 기구의 바깥방향 구멍으로 개구하는 유체주입펌프에 항혈소판 제제 (tirofiban, abciximab), 항응고제 (heparin, NOAC), 혈전용해제 (tPA (tissue Plasminogen Activator), urokinase), 스텐트 재협착 방지 약물 (paclitaxel, rapamycin) 등을 탑재 (loading) 하여 정해진 속도와 용량으로 혈관벽에 국소적으로 정밀하게 투여 가능한 효과를 갖는다.

또한, 상기 국소적 혈관벽 약물전달장치(500)는 혈류의 중단 없이 생성되는 미세유체회로를 통해 혈관벽에 고농도의 약물 또는 세포를 장시간 머무르게 한다. 결과적으로 혈관벽에 국소적으로 약물 전달이 가능하다. 대표적으로 죽상경화증, 혈관박리, 뇌동맥류 등의 혈관질환에서 해당 혈관벽에 국소적으로 고농도의 약물 또는 세포 등을 전달한다.

한편, 혈관벽 영상을 얻기 위한 용도로는, 트롬빈 등 혈전에 풍부하거나 또는 혈관벽 염증관련 펩타이드에 특이한 결합을 할 수 있는 리간드를 결합한 요오드 나노입자(CT영상) 또는 가돌리늄 나노입자 또는 산화철 나노입자(MRI영상)을 유체주입펌프를 통해 정해진 주입속도와 용량으로 투여한 상태에서 3차원 혈관벽 영상을 획득할 수 있는 효과가 있다. 죽상경화반, 동맥박리, 뇌동맥류 등 혈관벽의 병태생리 진단을 위해 3차원 혈관벽 영상은 정밀 진단, 치료후 반응 평가, 예후 예측 등의 역할이 있다.

상기 국소적 혈관벽 체액 채집 및 성분분석장치(500)는 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 국소적 혈관벽 체액 채집 및 성분분석과 약물전달을 위한 도구로서 다공성 혈류 재개통 및 미세흐름회로 생성기구, 다공성 미세와이어 등의 다공성 기구를 사용할 수 있다. 세포간 전달물질 분석을 위한 국소적 혈관벽 체액 채집 및 성분분석 장치인 상기 기구를 동맥 또는 정맥에 위치시켜 국소적 혈관벽 체액 채집 및 성분분석을 시행하여 채집한 세포간 신호전달물질의 분석을 통한 세포간 신호전달체계 연구가 가능하다. microdialysis 기법, exsome microarray 등의 기법을 통해 혈관벽 부위의 세포간 신호전달물질을 분석하면, 투여하는 약물의 종류와 용량을 조절할 수 있다.

여기서, 미세주입통로를 통해 생리식염수, PBS 등의 유체를 천천히 주입하여 세정하고 바깥방향구멍을 통해 전달된 유체는 일정 기간 다공성기구의 외강공간에 머물게 한다. 이때 주입된 생리식염수에 혈관벽의 전달물질 (예를 들어 exosome, microRNA, cytokine, peptide 등) 이 녹는다.

그리고, 다공성기구의 외강공간은 기구의 기능부위와 혈관벽 사이에 있는 공간으로 혈관벽의 세포간 전달물질이 잠재적으로 존재한다. 미량의 세포전달물질들이 주입유체에 녹아 채집될 수 있으며 이는 병태생리적 상태를 반영할 수 있다.

대표적으로 exosome, paracrine hormone, neurotransimitter, cytokine 등의 세포간 전달물질을 수집한 뒤 미세주입통로를 통해 회수하며, 세포간 전달물질의 종류와 양을 측정하여 혈관벽의 병리생태적인 상태를 평가할 수 있다.

또한, 미세주입통로를 통해 생리식염수, PBS 등의 유체를 천천히 주입하여 세정하고 바깥방향구멍을 통해 전달된 유체는 일정 기간 다공성기구의 외강공간에 머물면서 혈관벽의 전달물질 등이 주입된 생리식염수에 녹는다.

이렇듯, 본 발명에 의한 기구는 바깥방향 구멍으로 개구하는 미세흐름회로를 여러 개로 구비할 수 있다. 예를 들어 바깥방향 구멍1로 개구하는 미세흐름회로를 통해 생리식염수를 주입하고 머물게 한다. 바깥구멍2로 개구하는 미세흐름회로를 통해 기구-혈관벽 공간에 정체되어있는 생리식염수를 채집하여 체외 분석기에서 세포간 전달물질의 종류와 양을 분석한다. 이러한 다수의 미세흐름회로를 동조화(sychronization)하여 혈관내 혈류 재개통 상태에서 기구-혈관벽 사이 공간에 생리식염수 또는 약제가 원위부 유실 또는 색전 없이 동적평형 상태에서 정해진 시간동안 위치할 수 있도록 한다.

여기서, 국소적 혈관벽 체액 채집 및 성분분석을 통해 혈관벽으로 국소적으로 투여할 약물의 종류와 용량 결정이 가능하다. 예를 들면 유체주입통로1은 생리식염수 주입, 유체주입통로2는 시료 채취용도로 사용하여, microdialysis 기법, exsome microarray 등의 기법을 통해 혈관벽 부위의 세포간 신호전달물질을 분석하고, 투여하는 약물의 종류와 용량을 정밀하게 실시간 또는 시계열 방식으로 조절할 수 있다. 대표적으로는 죽상경화반 파열로 인한 혈전성 혈관폐색의 경우 혈소판 기능 항진, 죽상경화관련 cytokine, matrix metalloproteinase (MMP), elastase, myeloperoxidase 등 염증관련 펩타이드, 혈전유발 thrombin 등의 농도를 실시간 또는 시계열 방식으로 측정하여 항혈소판제, 염증억제제, 줄기세포 제제, 혈전용해제 등의 투여 용량과 속도를 결정할 수 있다.

그리고, 단순히 국소적 혈관벽 체액 채집 및 성분분석을 통해 병리적인 변화를 추적하는 것에 더하여, 국소적 혈관벽 체액 채집 및 성분분석을 통해 투여약물의 종류와 용량 결정 가능하다. 예를 들면 다수의 유체주입통로 가운데 2개는 생리식염수 주입, 2개는 시료 채취용도로 사용가능하다.

또한, 유체주입통로와 흡인통로의 각각의 속도/압력/양을 조절하되 양자가 균형을 이루도록 하여, 결과적으로 도출되는 유체회로를 통해 국소적 혈관벽 체액수집 및 성분분석, 국소적인 혈관벽 약물 전달이 가능하다.

이하에서는 상기에서 기술한 본 발명의 혈전제거장치의 작동방법에 대해 도 11을 참고하여 단계별로 상세하게 기술한다.

1단계) 유도도관 설치

혈관(1)을 폐색하고 있는 혈전(2)을 제거하기 위해서 목표 혈관(1)의 입구에 원위부팽창 유도도관(100)을 위치시킨다.

2단계) 미세유체공급과 혈관 내 전진

혈전(2) 제거 작업의 준비단계로 미세주입펌프(22)로부터 유체를 공급하여 혈관기구의 표면을 친수성 처리한다. 미세흐름회로의 유체공급 여부와 양을 조절하여 혈관기구의 혈관(1)벽 부착을 방지하면서 혈관(1) 내에 위치하도록 유지하고, 낮은 마찰력으로 전진하여 목표혈관(1)구간에 도달하도록 한다. 혈관계를 통한 혈관기구의 탐색/전진/조작을 용이하게 하기 위해 근위 부분보다 더 유연한 원위 부분을 제공한다.

본 발명의 혈관기구는 유도도관(100)의 내부를 통해 삽입한 뒤 전방으로 이동시켜 본체부(10)와 미세흐름회로부가 유도도관(100)의 외부로 전진하여 나오도록 한다. 유도철사와 동심축으로 혈관기구를 전진시키거나, 유체흐름회로의 유체공급 제어에 의한 마찰력 감소를 이용하여 목표혈관(1)구간으로 접근한다.

3단계) 혈관 내 즉각적인 재개통(endovascular flow bypass)

원위부팽창 유도도관(100) 내에서 혈관기구를 삽입하여 혈전(2)이 폐색하고 있는 혈관(1)구간까지 전진한다. 혈전(2)구간에 혈관기구를 설치함과 동시에 혈전(2)은 혈관기구와 혈관(1)벽 사이 공간으로 밀려나고 혈관기구의 내강을 통해 즉각적인 혈류 재개통이 일어난다. 기구의 기능부위를 혈전(2)의 전체 구간을 모두 다 덮을 수 있을 구간으로 위치시키면, 혈관(1)을 막고 있는 혈전(2)을 혈관(1)벽 측면으로 변위시킬 수 있다. 혈전(2)구간에 위치한 혈관기구의 기능 부위에 의해 밀려난 혈전(2)은 혈관기구와 혈관(1)벽 사이 공간에 속박(displacement)된다. 한편, 혈관(1) 내 혈류 재개통을 통해 혈관(1) 단면의 중심을 차지하는 혈류는 혈전(2)의 전체구간을 통과한다.

4 단계) 미세유체회로 발생과 작용

유도도관(100)의 팽창부(120) 외경을 증가하여 혈류를 중단시킨 상태에서 동기화(synchronized)된 미세주입펌프(22)와 흡입펌프(300)가 작동되면서 미세유체회로를 발생한다. 미세주입펌프(22)에서 주입된 생리식염수 등 유체는 지지부위의 미세유체이송관(21)을 거쳐 기능부위의 미세유체이송관(21)으로 이동하며, 상기 미세유체이송관(21)의 배출홀(17)을 통해 혈관기구와 혈관(1)벽 사이 공간으로 분사된다.

이때, 유체주입시스템에서 상기 미세주입펌프(22)를 작동시켜 유체를 주입할 때 유체의 압력은 미세유체이송관(21)를 통해 배출홀(17)까지 전달되며, 대표적으로 생리식염수 등 유체가 미세유체이송관(21)을 따라 흐르고, 상기 미세유체이송관(21)을 통해 이송된 미세 유체는 본체부(10)의 이격공간으로 전달된 뒤, 외측관의 배출홀(17)을 통해 유체제트가 발생하면서 혈관기구와 혈관(1)벽 사이의 공간으로 분사한다.

혈관기구의 바깥쪽 면에서 생성되는 제트 흐름/배출홀(17)을 통한 생리식염수 제트에 의해 혈전은 수분함량 증가, 점탄성의 변화, 변형, 마모, 분열 등이 발생하고, 이에 상응하게 흡입부의 유도도관(100)을 통해 흡입력을 발생시켜 변형, 마모 등으로 작아진 혈전을 혈관기구의 내강과 외강 사이에 구비된 다수의 유입홀(18) 및 배출홀(17)을 통해 생성된 제트흐름과 유체회로를 따라 이동시키면서 더욱더 혈전을 변형시키고 흡입한다. 혈전은 미세유체회로를 따라 이동하면서 순차적인 변형을 거쳐 야금야금 제거된다.

또한, 상기 미세주입펌프(22)에 상응하여 흡입펌프(300)가 동시에 작동한다. 유도도관(100)에 연결된 흡입펌프(300)에서 지속적인 흡입을 시행하며 혈관기구의 내강을 비롯한 혈관(1)의 전 경로에서 음압이 발생한다. 이 음압에 의해 미세주입펌프(22)에 의해 주입된 생리식염수(유체)는 본체부(10)의 유입홀(18)을 통해 혈관기구의 내강으로 진입하고 이 때 잘게 부스러진 혈전(2)이 동시에 유도도관(100)을 거쳐 흡입펌프(300)로 흡입된다.

여기서, 혈전(2)이 제트 유체에 의해 배출홀(17)로부터 밀려나거나 유입홀(18)로 빨려 들어가면서 찢어지고 작아진 혈전(2)이 이동한다. 흡입력을 증강하기 위해 팽창부(120)를 팽창하는 등 흡입하는 유도도관(100)의 외경을 증가시키고 유도도관(100)의 외벽을 혈관(1) 내벽에 밀착하여 흐름을 정지하여 닫힌 공간을 형성한다.

혈류를 중단한 상태에서, 허브(200)에 연결된 흡입펌프(300)의 흡입을 시작하고 생성된 음압이 혈관기구의 중앙관강으로 전파한다. 유도도관(100) 내강의 음압이 본 발명의 미세유체이송관(21)의 안쪽방향에 유체제트를 만들고 미세유체회로를 형성한다. 혈관기구내강의 음압은 본체부(10)의 외부면에 형성된 유입홀(18)을 통해 혈관기구 외강과 내강 사이에 유체 제트를 생성하여 혈전(2)의 조각화 및 이동을 유발한다. 유체제트를 타고 혈전(2)은 파편 형태로 소형화하여 혈전(2)이 이동하다가 유입홀(18)에 끼여서 파편화하거나 작게 변형되어 구멍을 통과하고 이동한다.

5 단계) 혈관기구의 회수

미세회로를 통한 흡입과정을 마무리하기 위해, 유도도관(100)과 동심축으로 혈관(1)구간에 위치시켰던 혈관기구를 미세주입펌프(22)의 흡입과 흡입펌프(300)의 흡입을 동시에 시행하면서 서서히 혈관기구를 체외로 회수한다. 중단 없이 효과적인 미세흐름회로의 흡입력을 제공하기 위해 유도도관(100) 내부에 추가의 흡입도관을 동심성(coaxial)으로 설치하여 혈전(2) 구간에 위치하고 흡입펌프(300)를 연결하여 흡입도관과 혈관기구를 한 단위로 천천히 체외로 제거할 수 있다. 이 방식은 회수를 위한 전 과정동안에 미세주입펌프(22)와 흡입펌프(300)의 동조화된 작동에 의한 미세유체회로를 유지하면서 혈관기구를 회수할 수 있는 장점이 있다.

10 : 본체부 11 : 외측관
12 : 내측관 13 : 미로 격벽
13a : 외측 미로 격벽 13b : 내측 미로 격벽
14 : 배출공간 15 : 관통공간
17 : 배출홀 18 : 유입홀
21 : 미세유체이송관 22 : 미세주입펌프
23 : 배출홀
100 : 유도도관 110 : 첨단부
120 : 팽창부 130 : 몸체부
140 : 조절부
200 : 허브 300 : 흡입펌프
400 : 혈전제거장치
500 : 약물전달장치 또는 국소적 혈관벽 체액 채집 및 성분분석장치

Claims (10)

1. 혈관 내에 발생된 혈전을 제거하거나 국소적 혈관벽의 체액 채집과 약물 전달이 가능한 혈관기구에 있어서,
   상기 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽 형태로 형성되는 혈전제거장치와;
   상기 혈전제거장치에 형성되어 혈전제거장치에서 생성된 미세흐름회로를 통해 외부에서 이송된 약물을 혈관벽에 전달하는 약물전달장치와;
   상기 혈전제거장치에 형성되어 혈관벽 공간에 정체되어있는 체액을 채집하여 신체의 외부에 구비된 체외 분석기에서 세포간 전달물질의 종류와 양을 분석하도록 전달하는 국소적 혈관벽의 체액 채집장치;를 포함하여 구성되고,
   상기 혈전제거장치는, 상기 혈전이 발생된 혈관(1) 내에 위치하도록 혈관(1)을 따라 이동되고, 설치시 상기 혈관(1) 내의 혈류 재개통 기능을 수행하며, 흡입시 혈전(2)을 유입하여 이송시키는 본체부(10)와;
   상기 본체부(10)의 끝단부에 연결되어 신체의 외부까지 구비되고, 미세 유체를 혈전에 작용시켜 혈전을 이동, 변형, 파편화하도록 미세흐름회로를 생성하는 미세흐름회로부와;
   상기 혈관(1) 내에서부터 신체의 외부까지 구비되어 흡입 술기시에 혈관(1)의 혈류를 차단한 뒤, 상기 미세흐름회로부에 의해 이동, 변형 및 파편화되어 본체부(10)에 의해 이송된 혈전(2)을 흡입하여 신체 외부로 배출하는 흡입부;를 포함하여 구성되고,
   상기 본체부(10)는, 원통형으로 양끝단부와 중공된 내부가 관통되는 외측관(11)과;
   상기 외측관(11)의 내측에 구비되도록 원통형으로 형성되고, 상기 외측관(11)의 내측면과 이격되어 공간이 형성되는 내측관(12)과;
   상기 외측관(11)의 내측과 내측관(12)의 외측 사이에 형성된 이격 공간에 수직으로 형성되어 상기 이격 공간의 관통된 양끝단부를 차단하는 동시에 상기 이격 공간으로 이송되는 미세흐름회로부의 미세 유체를 여러 방향으로 유도하도록 이격 공간을 구획하는 미로 격벽(13);
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구.
   
2. 삭제
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4. 제 1항에 있어서,
   상기 원통형의 외측관(11)과 내측관(12)은 이동방향으로 전방의 둘레가 좁고 후방으로 갈수록 둘레가 넓게 형성되도록 직경이 달라지는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 미로 격벽(13)은 다수개가 이격 공간에 형성되어 이격 공간을 다수개로 구획하고, 상기 다수개의 미로 격벽(13)을 통해 구획된 다수개의 이격 공간마다 사용 기능이 각각 다른데,
   상기 다수개의 이격 공간은 미세흐름회로부로부터 이송된 미세 유체를 본체부(10)의 외부로 배출시키는 다수개의 배출공간(14)과, 상기 미세 유체에 의해 이동, 변형 및 파편화한 혈전(2)이 유입되어 내측관(12)의 내측으로 이송시키는 다수개의 관통공간(15)으로 구획되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 외측관(11)의 외부면 중 이격공간의 배출공간(14)이 위치한 외부면에는 배출공간과 연통되는 다수개의 배출홀(17)이 형성되어 배출공간(14)으로 이송된 미세 유체가 배출홀(17)을 통해 혈관(1) 내의 혈전(2)에 분사되고,
   상기 외측관(11)의 외부면 중 이격공간의 관통공간(15)이 위치한 외부면에는 미세 유체에 의해 이동, 변형 및 파편화한 혈전(2)을 유입하도록 다수개의 유입홀(18)이 형성되고,
   상기 유입홀(18)은 외측관(11)의 외부면과 관통공간(15)에 위치한 내측관(12)을 수직으로 관통하여 내측관(12)의 내측과 연통되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 미세흐름회로부는,
   상기 본체부(10)의 미로 격벽(13) 후면에 연결된 상태에서 흡입부의 내측을 따라 신체의 외부까지 구비되고, 내부에 미세한 유체를 이송시켜 혈전(2)에 분사하는 미세유체이송관(21)과;
   상기 신체의 외부에 구비된 미세유체이송관(21)의 일단부에 연결되어 미세유체이송관(21) 내에 미세한 유체를 주입하는 미세주입펌프(22);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 흡입부는,
   상기 혈관(1) 내에 일측이 구비되어 혈관(1)의 혈류를 차단하고, 타측은 신체의 외부에 구비되며, 내부가 관통 형성되어 내부를 통해 상기 미세유체이송관(21) 및 및 다양한 기구를 유도하고, 체외로 혈전(2)을 이송하는 유도도관(100)과;
   상기 신체의 외부에 구비된 유도도관(100)의 끝단부에 연결되어 각종 장치와 연결시켜주는 허브(200)와;
   상기 허브(200)의 일측에 연결되어 유체, 혈액 및 혈전(2)을 흡입하는 흡입펌프(300);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 유도도관(100)은,
   첨단부(110)와;
   상기 첨단부(110)의 일측에 형성되어 외부가 팽창수축이 가능하여 혈관(1) 내를 직접적으로 차단하는 팽창부(120)와;
   상기 팽창부(120)의 일측에 형성되어 팽창부(120)의 팽창수축을 유도하는 몸체부(130)와;
   상기 몸체부(130)의 일측에 형성되고, 타측은 허브(200)와 연결되어 상기 몸체부(130)를 좌,우로 구동시켜 팽창부(120)를 팽창수축시키는 조절부(140);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구.
   
10. 제 8항에 있어서,
    상기 미세주입펌프(22)는 흡입부의 흡입펌프(300)와 동기화(同期化)되어 작동시 흡입펌프(300)와 동시에 같이 작동하는 것을 특징으로 하는 혈관 내 혈류 재개통과 미세흐름회로의 생성이 가능한 미로격벽을 가진 혈관기구.
    
    

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