KR20130098888A - 조직이식과 조직복제 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이식편을 형성하기 위하여 생체 조직의 하나 또는 그 이상의 부분(미세이식편)을 얻기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 예를 들면, 중공관이 공여부위의 조직 안으로 삽입될 수 있으며, 관 안에 제공되는 핀이 관으로부터 미세이식편 제거의 제어를 용이하게 할 수 있다. 미세이식편은 관과 핀의 공동 작동을 통하여 채취될 수 있으며, 위에 가로 놓은 생체적합성 매트릭스 안으로 직접 이식될 수 있다. 관의 주변에 바늘이 제공될 수 있으며, 이 바늘은 미세이식편을 멀리 있는 수용부위 또는 매트릭스에 직접 이식하는 것을 용이하게 할 수 있다. 예시적인 장치는 복수의 미세이식편을 동시에 채취하고 이식하기 위하여 복수의 관과 핀을 포함할 수 있다. 채취된 미세이식편은 약 1 mm 미만의 작은 크기일 수 있으며, 공여부위의 회복 및/또는 채취된 조직의 생존을 촉진할 수 있다.

Description

조직이식과 조직복제 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TISSUE GRAFTING AND COPYING}

관련출원의 상호참조

본 출원은 2010년 5월 7일자로 출원된 미국 가출원 제61/332,230호, 2010년 8월 13일자로 출원된 미국 가출원 제61/373,498호, 2011년 1월 28일자로 출원된 미국 가출원 제61/437,507호에 기초한 우선권을 주장한다. 이 미국 가출원의 내용은 본 명세서에 전체가 참조로서 도입되었다.

발명의 분야

본 발명은 공여부위(donor site)로부터의 조직을 이용하여 조직이식을 제공하고 조직 구조를 재생산하기 위한 방법 및 장치의 예시적 실시예에 관한 것이다.

자가이식편(autograft)이라 함은 개인의 신체의 일부분(예, 공여부위)으로부터 타부분(예, 수용부위)으로 이식된 조직을 의미할 수 있다. 자가이식편은 예를 들면 손실 피부 및 기타 조직을 대체하기 위해 및/또는 외상, 상처, 화상, 수술에 의한 결손 및 선천성 결손의 치료를 촉진하기 위해 사용될 수 있다. 자가이식을 위한 조직의 입수는 조직 이식편의 개수 및/또는 총면적, 공여부위의 치유거동, 공여부위와 수용부위의 유사도, 심미적 고려사항 등을 포함하는 후보 공여부위의 특성에 의해 제한될 수 있다.

피부이식은 외과수술에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 전통적인 자가이식 과정은 화상 조직의 절제 또는 외과적 제거단계, 세척한 화상 부위를 위한 피복으로서 사용하기 위해 건강한 피부가 제거될 수 있는 공여부위의 선택단계, 이식편이 예를 들면 전기면도기와 유사한 기구를 이용하여 공여부위로부터 제거되는 채취단계를 포함할 수 있다. 이와 같은 기구(예, 더마톰(dermatome))는 피부 이식편으로서 사용하기 위해 화상을 입지 않은 공여부위의 피부로부터 분층 이식편(split-thickness graft)을 위한 예를 들면 약 10/1000 인치 두께의 조직편을 부드럽게 박편으로 깎아내도록 구성될 수 있다. 깎아낸 피부 이식편은 세척한 상처 위에 부착시켜 치유가 가능하게 할 수 있다. 공여 피부 조직은 공여부위가 2도 화상이 치유되는 것과 유사한 과정으로 스스로 치유될 수 있는 정도의 깊이로 제거 될 수 있다.

영구적 상처 피복으로 사용될 수 있는 2가지 전통적인 자가이식편은 시트상 이식편(sheet grafts) 및 망상 이식편(meshed grafts)을 포함한다. 시트상 이식편은 신체의 손상되지 않은 공여부위로부터 채취단계라고 칭할 수 있는 과정을 통해 제거된 피부 조직편을 의미한다. 사용되는 공여 피부 조직편의 치수는 대략 손상된 면적과 동일할 수 있다. 시트상 이식편을 절제된 상처 위에 놓은 다음, 스테이플 고정이나 다른 방법으로 정위치에 고정시킨다. 시트상 이식편으로 사용되는 공여 피부조직은 상당히 신장할 수 없고, 이식 조직은 채취 후에 약간 수축되므로 시트상 이식편은 피복될 손상 부위보다 약간 큰 것을 입수할 수 있다.

시트상 이식편은 치유된 조직부위의 외관을 개선시킬 수 있다. 예를 들면, 시트상 이식편은 손상이 있는 안면, 목 및 손과 같이 넓은 면적에 사용하는 것이 바람직하고, 그 결과 신체에서 눈에 더 자주 띄는 이들 부분은 치료 후에 상처가 없는 외관을 가질 수 있다. 시트상 이식편은 손상부위가 작은 경우에는 피부의 전체 화상부위나 손상부위의 피복에 사용될 수 있다. 소면적의 시트상 이식편은 설치 후에 그 시트상 이식편의 하부에서 유체의 축적(예, 혈종)이 발생할 수 있으므로 유실될 가능성이 있다.

시트상 이식편은 전층 이식편 또는 분층 이식편일 수 있다. 예를 들면, 분층 피부 이식편은 화상 환자 및 피부 궤양 환자의 상처를 피복하기 위해 사용될 수 있다. 전통적인 분층 이식편은 예를 들면 사과를 깎는 것과 유사한 과정으로 공여부위로부터 표피 및 상피조직의 시트를 채취하는 단계에 의해 형성될 수 있다. 이 분층 이식편은 화상 또는 궤양 부위의 위에 놓일 수 있다. 공여부위의 피부조직은 일반적으로 긴 치유시간이 경과한 후에 재생될 수 있다. 분층 이식편은 전층 이식편에 비해 바람직할 수 있다. 이것은 공여부위로부터 다량의 전층 피부 조직을 제거하는 것은 감염의 위험성이 증대할 뿐 아니라 공여부위에 상흔을 유발하고 긴 치유시간을 요하기 때문이다. 그러나 분층 피부 자가이식편용으로 공여부위로부터 제거된 피부 조직은 얇은 상피층만을 포함할 수 있고, 이것에는 수용부위의 구조적 안정성 및 정상 외관을 개선하는 피부의 특정 요소가 결핍되어 있을 가능성이 있다.

전층 피부 이식편은 전체 표피층 및 다양한 두께인 피부 성분을 포함하는 조직의 시트를 이용하여 형성될 수 있다. 피부 성분은 전층 이식편 내에 보존될 수 있으므로 이식 후에 정상적이 피부의 특성이 유지될 수 있다. 전층 이식편은 분층 이식편에 비해 다량의 콜라겐 함량, 피부 혈관망, 및 상피 부속물을 함유할 수 있다. 그러나 전층 이식편은 더 많은 양의 조직에 혈관재생이 필요하므로 더 정밀한 생존조건이 필요할 수 있다.

전층 피부 이식편은 로컬 플랩(local flaps)이 접근할 수 없는 안면 부위와 같이 눈에 보이는 부분의 치료, 또는 로컬 플랩이 금기되는 이식 과정에서 바람직하다. 이와 같은 전층 피부 이식편은 분층 이식편에 비해 정상 피부의 특징, 예를 들면 색상, 조직, 및 두께와 같은 특징을 더 많이 유지할 수 있다. 전층 이식편은 또 치유 중에 수축이 거의 발생하지 않는다. 이들 특성은 안면 및 손과 같은 눈에 잘 띄는 부분에서 중요하다. 또, 어린이의 전층 이식편은 개인에 따라 다르지만 성장의 가능성이 더 우수하다. 그러나, 전통적인 전층 피부 이식의 실시는 비교적 소규모이고, 오염되지 않고, 혈관생성이 양호한 상처에 한정될 수 있으므로 분층 이식과 같은 다양한 형태의 이식 과정을 위해서는 부적합하다. 또, 전층 이식편의 공여부위는 외과적 봉합이나 분층 이식편을 이용한 리서피싱(resurfacing)이 요구될 수 있다.

망상 피부 이식편은 넓은 면적의 개방된 상처를 피복하기 위해 사용될 수 있다. 이 넓은 면적의 개방된 상처는 예를 들면 충분한 면적의 건강한 공여부위가 부족하므로 시트상 이식편을 이용하여 피복하기가 곤란하다. 피부 이식편을 망상화(Meshing)하면 공여부위로부터 얻은 피부조직을 더 넓은 면적을 피복할 수 있도록 신장시킬 수 있다. 또, 이 망상 이식편은 이것을 상처에 붙였을 때 그 피부 이식편의 하부의 혈액 및 체액의 배출을 촉진시킴으로써 이식편의 유실을 방지하는데 도움이 될 수 있다. 망상 이식편의 신장율(예를 들면, 신장전의 이식편의 면적에 대한 신장후의 이식편의 면적의 비)은 전형적으로 약 1:1 내지 1:4의 범위일 수 있다. 예를 들면, 공여 피부는 약 1:1 또는 1:2의 비율로 망상화 시킬 수 있고, 신장비가 커지면 커질수록 이식편은 더 취약해질 수 있고, 치유됨에 따른 망상화 이식편의 반흔의 발생, 및/또는 치유시간의 장기화의 원인이 될 수 있다.

전통적인 이식편의 망상화 과정은 공여 피부조직을 기계에 넣어 피부조직에 복수의 슬릿을 관통 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 슬릿은 어망이나 금속망 울타리와 유사한 형식으로 용이한 신장을 가능하게 한다. 신장된 이식편의 망 사이의 공간(이것을 틈새 또는 간극이라 칭할 수 있다)이 새로운 상피의 성장에 의해 채워짐에 따라 치유가 일어날 수 있다. 그러나 망상 이식편은 시트상 이식편에 비해 내구성이 취약할 수 있고, 치수가 큰 틈새는 이식편이 치유된 후에도 영구적인 반흔을 남길 수 있다.

이식편의 치유 및 고착을 돕기 위해, 수술 후 적어도 약 5일간은 이식 부위를 움직이지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이 부동 기간 중에 하측의 조직으로부터 피부 이식편 내로 혈관이 성장하여 2개의 조직층의 결합을 도와줄 수 있다. 이식편이 안착된 날로부터 약 5일 후, 운동치료 프로그램, 목욕, 및 기타 정상적인 일상활동이 재개될 수 있는 경우가 많다. 심한 2도 화상 및 전층 화상은 신속한 치유 및 최소의 반흔을 위해 피부 이식수술이 필요하다. 큰 화상은 병원에 입원하여 1회 이상의 이식수술로 이어지고, 치유를 위해 장기간 움직이지 않는 것이 필요하다.

자가이식의 대안으로서, 최근 사망한 사람으로부터 채취한 피부조직(이것을 동종이식편(homograft; allograft), 또는 사체피부라 한다)을 세척한 상처부위의 임시 피복물로서 사용할 수 있다. 비망상화 사체피부는 절제된 상처에 배치된 다음 정위치에 스테이플로 고정될 수 있다. 수술 후, 사체피부는 드레싱으로 피복될 수 있다. 다음에 사체의 동종이식편을 이용한 상처 피복은 영구적 자가이식을 위해 제거될 수 있다.

이종이식편(xenograft; heterograft)은 다종의 동물(예, 돼지)로부터 채취된 피부를 말한다. 이종이식편의 피부조직도 영구적인 자가이식편을 이식하기 전에 절제된 상처의 임시 피복을 위해 사용할 수 있고, 또 인간 피부조직의 제한된 입수가능성 및/또는 고비용으로 인해 이종이식편이 사용될 수 있다. 이종이식편을 이용한 상처 피복은 일반적으로 자가이식편의 채취 및 배치가 가능해질 때까지 사용할 수 있는 임시적 처치이다.

상피의 부속물은 이식과정 후 재생될 수 있다. 예를 들면, 모발은 분층 이식편보다 전층 이식편에서 성장할 가능성이 높다. 그러나, 이와 같은 모발의 성장은 상처의 위치에 따라 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 전층 이식편의 공여부위는 부분적으로는 수술시 모발성장의 패턴에 기초하여 신중하게 선택될 수 있다. 또, 특정의 모낭은 피부 표면에 수직한 방향으로 자라지 않으므로, 이식편 조직을 채취하기 위한 절단의 방향이 부적절하면 모낭이 절단될 수 있다.

이식편 조직에 위치한 땀샘 및 피지선은 이식 후 초기에 퇴화될 가능성이 있다. 이들 구조는 분층 이식편에 비해 전층 이식편에서 재생될 가능성이 높은데, 이것은 전층 이식편이 전체 기능 단위로서 이식될 수 있기 때문이다. 예를 들면, 땀샘의 재생은 부분적으로 수용부위의 교감신경섬유를 이용한 피부 이식편의 신경재생에 달려있다. 이와 같은 내방성장(ingrowth)이 발생하면, 피부 이식편은 수용부위의 발한 특성(sweating characteristics)을 취할 수 있다. 반면에, 피지선의 재생은 이식편의 신경재생에 무관하고, 공여부위의 특성을 유지할 수 있다. 재생 전의 피부 이식편은 이들 샘에서 생성되는 정상적인 피지의 윤활이 결핍될 수 있고, 이것으로 인해 이와 같은 이식편은 상해를 입기 쉬워진다.

일반적으로, 이식수술은 과도한 부작용을 유발하지 않는 상태로 공여부위로부터 채취할 수 있는 조직의 양에 의해 제한을 받는다. 전층 이식편은 상처부위에서 양질의 조직을 제공할 수 있으나, 공여부위는 전술한 바와 같이 외관이 심하게 손상될 수 있다. 분층 이식편은 공여부위와 수용부위의 치유시간 및 심미적 특성과 기능적 특성 사이의 타협점이 될 수 있는 한편, 망상화(meshing)는 눈에 보이는 반흔이 남기는 대신 보다 넓은 이식 피복을 제공할 수 있다.

공여부위로부터 이식 조직을 채취하는 것은 공여부위에 바람직하지 않은 대규모의 조직 손상을 발생할 수 있다. 다른 한편, 건강한 조직에 인접하는 소 면적의 피부 상처는 양호하게 안정될 수 있고, 신속하게 치유될 수 있다. 이와 같은 작은 상처의 치유는 분할 포토서몰리시스(fractional photothermolysis) 또는 분할 리서피싱(fractional resurfacing)과 같은 기법에서 발생할 수 있다. 이 기법에 서는 작은 치수의 손상의 패턴이 피부조직 내에서 생성될 수 있다. 이들 예시적인 기법은 미국특허 US 6,997,923 및 미국특허공개 US 2006/0155266에 개시되어 있다. 소규모의 손상 패턴은 건강한 조직의 재증식에 의해 신속하게 치유될 수 있고, 또 눈에 보이는 반흔이 없는 피부의 타이트닝(skin tightening)과 같은 바람직한 효과를 제공할 수 있다.

전술한 조직 이식수술의 단점에 비추어 볼 때, 이식에 적합함과 동시에 공여부위에 바람직하지 않은 손상을 최소화할 수 있는 조직을 제공할 수 있는 방법 및 장치의 예시적인 실시예를 제공하는 것이 바람직하다.

예시적인 실시예의 요약

본 발명의 예시적인 실시예는 공여부위가 신속하게 치유될 수 있도록 작은 이식조직을 채취할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다. 예를 들면, 본 방법의 예시적 실시예는 공여부위로부터 조직의 소형 부분(예, 미세이식편)을 채취하는 것에 의해 피부 이식조직을 획득하기 위해 제공될 수 있다. 이러한 미세이식편은 작은 조직 샘플로부터 더 큰 조직 구조를 만들어 내기 위하여 이식편 형성 또는 조직 "복제"에 사용될 수 있다.

이와 같은 미세이식편은 예를 들면 상피층 조직 및 피층 조직, 및/또는 기타의 신체장기로부터 획득되는 조직을 구비할 수 있는 피부조직을 포함할 수 있다. 이 미세이식편은 예를 들면 약 1 mm 미만, 또는 약 0.5 mm 미만, 또는 필요시 약 0.3 mm 이하, 또는 약 0.2 mm의 치수 중 적어도 하나의 치수를 가질 수 있다. 이와 같은 미세이식편의 예시적인 소형 치수는 미세이식편의 채취 후의 공여부위의 치유를 촉진할 수 있고, 또 미세이식편 조직의 확산 영양(diffusional nourishment)을 허용하는 것에 의해 미세이식편의 생존능력을 촉진할 수 있다. 조직의 부분을 채취함으로써 유발되는 공여부위의 손상은 면적이 작으므로 눈에 보이는 반흔이 거의 또는 전혀 형성되지 않고 신속하게 치유될 수 있다. 피부조직으로부터 획득된 미세이식편은 예를 들면 상피층 조직 및 피층 조직을 포함할 수 있고, 또 피층과 지방층의 경계의 근접부에 위치할 수 있는 줄기세포를 포함할 수도 있다. 이 미세이식편은 다른 유형의 조직, 예를 들면 여러 가지 내장기관 등으로부터 획득할 수도 있다.

공여부위로부터 채취된 피부조직의 획분(fraction)은 예를 들면 약 70% 미만, 또는 약 50% 미만일 수 있고, 다른 획분을 사용할 수도 있다. 채취된 조직 부분은 원통상, 긴 띠형상, 또는 적어도 하나의 소형 치수를 포함할 수 있는 기타의 형상일 수 있다. 특정의 예시적 실시예에서, 공여부위의 조직의 부분은 냉동되거나 또는 부분 냉동될 수 있다. 이와 같은 냉동은 채취된 조직 부분의 절단작업, 제거작업 및/또는 생존능력을 촉진시킬 수 있다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예서 있어서, 미세이식편을 채취하는 장치는 적어도 관 내부 일부분에 핀과 함께 제공되는 적어도 하나의 중공관을 포함하여 제공될 수 있으며, 상기 핀은 상기 관의 길이 방향 축을 따라 방향 변환 제어가 가능하다. 핀의 직경은 관의 내강의 내부 직경과 실질적으로 동일하거나, 이보다 약간 작을 수 있다.

이러한 관(들)과 대응하는 핀(들)은 기계적으로 적어도 하나의 구멍 관통을 갖는 기판에 연결될 수 있다. 복수의 선형 작동수단(actuator)은 적어도 하나의 관과 핀을 기판에 대하여 고정하고 및/또는 이동하기 위하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 작동수단은 기판의 구멍을 통해서 적어도 하나의 관을 위치시키고, 관의 말단부가 기판 하부 표면에서 돌출하는 거리를 제어할 수 있도록 구성할 수 있다. 상기 작동수단은 더 독립적으로 관 안의 핀의 위치를 제어하도록 구성할 수 있다. 기판은 조직으로부터 미세이식편을 채취하고, 조직 안에 미세이식편을 이식하는 것을 촉진하기 위하여 조직의 표면에 위치하도록 구성할 수 있다.

본 명세서의 다른 예시적인 실시예에 있어서, 복수의 관 및 대응하는 핀들은 복수의 미세이식편의 채취를 용이하게 하기 위하여 제공될 수 있다. 복수의 작동수단 또는 기계적 장치는 복수의 관과 핀의 상호 간의 위치와 조직에 대한 정확한 위치 및 변형을 촉진할 수 있도록 상기 관과 핀의 인접하는 말단과 통하며 제공될 수 있다. 상기 작동수단은 모든 관과 핀을 동시에 변형하거나, 선택적으로 특정 관 또는 핀을 독립적으로 변형하도록 구성할 수 있다. 진동 수단은 공여부위 및/또는 수용부위 안으로 관의 삽입을 용이하게 할 수 있는 장치에 연결될 수 있다.

예시적인 미세이식편은 생체적합성 매트릭스, 예를 들어 이식편 또는 공여부위의 더 큰 복제본을 형성하기 위해, 수용부위 조직 안으로 직접 이식할 수 있다. 상기 생체적합성 매트릭스는 채취된 미세 이식 조직의 위치를 지지하고, 성장을 촉진할 수 있는 콜라겐, 폴리젖산(polylactic acid), 히알루론산 및/또는 기타 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 매트릭스는 선택적으로 조직 성장 또는 생존을 촉진하기 위하여 예를 들어, 영양분, 성장 인자 및/또는 기타 물질을 포함할 수 있다. 상기 채취된 조직 부분은 구조적인 안정성을 제공하기 위해 광화학 조직 결합(photochemical tissue bonding)과 같은 기술을 사용하여 매트릭스에 결합시킬 수 있다. 상기 매트릭스는 수용부위에 적용될 수 있는데, 이 수용부위는 이식된 조직의 연속적인 시트를 형성하는 조직 부분의 성장과 혈관 재생을 촉진시킬 수 있다. 선택적으로, 상기 매트릭스는 미세이식편의 성장을 촉진하기에 적합한 환경에 놓을 수 있으며, 이 미세이식편은 공여부위로부터 '복제된 '조직의 더 큰 부분을 형성할 수 있다.

상기 예시적인 미세이식편은 수용부위에 직접 적용될 수 있는 이식 조직을 형성하기 위해 조밀한 배열로 모을 수도 있다. 상기 예시적인 미세이식편은 예를 들어, 본 발명에 개시된 예시적인 중공관을 사용하여, 반흔 조직과 같은 수용부위 조직에 직접 삽입할 수도 있다. 특정한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 미세이식편은 다양한 종류의 이종이식편을 형성하는 수용부위에 있는 조직 유형과 다른 공여부위로부터 채취할 수 있다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에는 조직으로부터 미세이식편을 추출 또는 채취하는 방법을 제공할 수 있으며, 선택적으로 매트릭스 물질에 직접 위치시킬 수 있다. 예를 들어, 예시적인 방법은 하기의 단계에 따라 조직을 채취하기 위해 제공되는 적어도 하나의 관과 핀을 포함하는 예시적인 장치를 사용할 수 있다:

A) 매트릭스 물질의 부분 또는 시트는 공여부위에 위치할 수 있으며, 관과 관 안에 제공되는 핀의 말단부는 상기 매트릭스 상부 표면에 인접 위치할 수 있다.

B) 상기 관과 핀은 매트릭스를 관통하고, 공여부위의 표면 가까이에 위치하도록 함께 변형될 수 있다.

C) 상기 관은 핀의 말단부가 공여부위 표면에 남아 있는 상태에서, 주위 조직으로부터 조직 일부를 절제하기 위해 공여부위 조직 아래쪽으로 변형될 수 있다.

D) 상기 관과 핀은 관의 말단부가 매트릭스 물질 하부 표면에 인접될 때까지 또는 매트릭스 물질 및 관의 말단 부분에 남아 있는 절단 조직을 포함하는 미세이식편 안에 있을 때까지 동시에 빼 낼 수 있다.

E) 주변 미세이식 편으로부터 관을 빼 낼 때 미세이식편을 매트릭스 물질 안에 고정시키고 매트릭스에 남겨둘 수 있도록, 상기 핀의 위치가 매트릭스에 대하여 상당히 안정된 상태에서 매트릭스로부터 상기 관을 더 빼 낼 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 중공관과 핀의 적어도 일부분의 주위에 관통 바늘(piercing needle)이 제공될 수 있다. 적어도 하나의 중공관, 핀 및 관통 바늘을 포함하는 장치는 중공관의 말단 부분에 포함된 미세이식편을 수용부위에 위치한 조직 안으로 위치시킬 수 있도록 구성할 수 있다. 상기 관통 바늘은 수용부위 조직 안으로 삽입할 수 있다. 상기 말단 부분에 핀과 채취한 미세이식편을 함유하는 중공관은 그 말단부가 수용부위 표면 또는 아래에 인접 위치하도록 관통 관을 통하여 전진 시킬 수 있다. 상기 관통 바늘은 중공관을 고정시킨 상태에서 수용부위로부터 제거할 수 있다. 다음으로 상기 중공관은 관 안에 있는 핀을 수용부위에 대하여 안정적으로 고정한 상태에서 제거할 수 있다. 이러한 방법으로, 예를 들어, 중공관을 빼낼 때 핀에 의하여 상기 미세이식편은 수용부위 조직에 남아 있을 수 있다. 핀은 관통 바늘에 의하여 처음 분리된 조직이 있는 수용부위 안에 미세이식편을 남겨 두고 빼 낼 수 있다. 시술 받는 조직에 대한 바늘, 관 및/또는 핀의 포지셔닝을 용이하게 하기 위하여 및/또는 시술 중에 조직의 기계적 안정성을 촉진하기 위하여, 기판은 적어도 하나의 개방 관통과 함께 제공될 수 있으며, 조직 표면 위에 위치하도록 구성할 수 있다.

본 발명의 이들 목적 및 기타 목적, 특징 및 이점은 첨부한 청구항과 관련한 본 발명의 예시적 실시예의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 추가의 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 예시적 실시예, 예시적 실시예의 결과 및/또는 특징을 도시한 첨부 도면을 참조한 후술하는 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1A는 원통상 미세이식편의 부분을 채취한 후의 예시적 공여부위의 개략도;
도 1B는 치유가 발생한 후의 도 1A에 도시된 예시적 공여부위의 개략도;
도 1C는 도 1A에 도시된 예시적 공여부위로부터 채취된 예시적 미세이식편의 개략도;
도 2A는 채취된 미세 이식조직을 생체적합성 매트릭스 내에 제공하여 제작한 예시적 이식편의 단면도;
도 2B는 도 2A에 도시된 예시적 이식편을 상처 위에 배치한 후 일부의 재성장이 발생한 후의 단면도;
도 3A는 길이가 긴 띠 형상의 조직을 채취한 다른 예시적 공여부위의 개략도;
도 3B는 치유가 발생한 후의 도 3A에 도시된 예시적 공여부위의 개략도;
도 3C는 도 3A에 도시된 공여부위로부터 채취될 수 있는 예시적 띠 형상의 조직의 개략도;
도 4A는 이식편을 형성하기 위해 콤팩트한 배열로 제공된 복수의 예시적 원통상 미세 이식조직 부분의 개략평면도;
도 4B는 도 4A에 도시된 예시적 미세 이식조직 부분의 측면도;
도 5A는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 이식조직의 채취를 위해 사용될 수 있는 예시적 장치의 개략도;
도 5B는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 이식조직의 채취를 위해 사용될 수 있는 예시적 장치의 개략도;
도 6A는 예시적 미세이식편을 채취하기 위해 예시적 공여부위 내에 삽입되는 도 5A에 도시된 예시적 장치의 개략도;
도 6B는 채취된 미세이식편을 수용하고 있는 도 5A에 도시된 예시적 장치의 개략도;
도 6C는 채취된 미세이식편을 도 5A에 도시된 예시적 장치로부터 제거하는 것을 도시한 개략도;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 이식조직을 채취하기 위해 사용될 수 있는 예시적 장치의 개략도;
도 8A는 두 개의 첨단부를 구비하는 예시적 장치의 말단부의 예시적 사진;
도 8B는 도 8A에 도시된 예시적 장치의 말단부의 추가의 예시적 사진;
도 8C 및 8D는 도 8A에 도시된 예시적 장치의 말단부 모양과 관련될 수 있는 예시적인 기하학적 구성의 개략도;
도 8E 내지 8J는 도 8A에 도시된 예시적 장치의 말단부로 제공될 수 있는 다양한 예시적인 기하학적 구성의 개략도;
도 9는 도 8A에 도시된 예시적 장치를 이용하여 얻은 예시적 현미경 사진;
도 10A는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 이식 조직을 채취하기 위해 사용될 수 있는 예시적 장치의 일부분의 개략도;
도 10B는 도 10A에 도시된 예시적 장치의 다른 부분의 개략도;
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 이식 조직을 채취하기 위해 사용될 수 있는 예시적 장치의 개략도;
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 이식 조직을 채취하기 위해 사용될 수 있는 예시적 절차 순서의 개략도;
도 13A는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 이식 조직을 채취하기 위해 사용될 수 있는 안정화된 기판의 예시적 구성의 개략도;
도 13B는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 이식 조직을 채취하기 위해 사용될 수 있는 안정화된 기판의 다른 예시적 구성의 예시적 사진;
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 이식 조직을 채취하기 위해 사용될 수 있는 2개의 안정화된 기판을 포함하는 예시적 배치 구성의 개략도;
도 15A 내지 15E는 수용부위 조직 안으로 채취한 미세 조직편을 직접 이식하는 예시적 장치 및 절차의 개략도;
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 예시적 장치 및/또는 방법을 사용하여 돼지 피부로부터 채취하여 콜라겐 겔 매트릭스에 이식한 미세이식편의 예시적 사진 시리즈;
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 예시적 장치 및/또는 방법을 사용하여 검은 마우스로부터 채취하여 누드 마우스에 형성된 상처 부위에 이식한 미세이식편의 예시적 사진 시리즈;
도 18A는 돼지에 형성된 전층 피부 상처(full-thickness skin wound)의 예시적 사진;
도 18B는 도 18A에 나타낸 예시적 상처에 미세이식편을 이식했을 때와 이식하지 않았을 때 회복 과정을 나타내는 예시적 사진 시리즈;
도 19A는 본 발명의 실시예에 따른 예시적 장치 및/또는 방법을 사용하여 생체 조직으로부터 예시적 장치를 삽입 및 추출하는 예시적 순서를 나타낸 개략도 시리즈; 및
도 19B는 도 19A에 나타낸 예시적인 삽입 및 추출 순서에 해당하는 예시적 이동 및 힘 데이터의 시간 함수를 나타낸 그래프이다.
도면 전체를 통해 동일한 참조번호 및 문자는 다른 언급이 없는 한 도시된 실시예에서 동일한 특징, 요소, 성분, 또는 부분들을 표시하기 위해 사용되었다. 더욱, 본 발명은 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이것은 실례로서의 실시예에 관해서 이루어진 것이므로 도면에 도시된 특정 실시예에 제한되는 것은 아니다.

발명의 예시적 실시예는 특히 공여부위의 더 신속한 치유를 촉진할 수 있고, 또 수용부위에서 개선된 조직 특성을 제공할 수 있는 자가이식편을 생산하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명의 예시적 실시예는 자가이식편을 제공하기 위해 사용될 수 있는 복수의 소규모 조직 부분(예, 미세이식편)을 포함할 수 있다. 이와 같은 미세이식편은 공여부위의 상당한 영구손상을 방지할 수 있고, 신속하게 치유될 수 있고 수용부에서 소망의 특성을 가지는 피부조직을 생성할 수 있다.

본 발명의 예시적 실시예에서, 적어도 하나의 소형 치수를 가지는 조직 부분(예, 미세이식편)들이 도1A에 도시된 바와 같은 예시적인 공여부위(100)로부터 채취되는 자가이식편의 생성방법이 제공될 수 있다. 도 1A에 도시된 다수의 구멍(110)은 조직 부분들(예, 미세이식편)이 채취되는 예시적 공여부위(100)의 영역을 나타낸다. 이들 예시적 구멍(110)은 대략 원형의 단면을 가지고 있으나, 다른 형태도 사용이 가능하다.

도 1B는 채취된 조직이 치유된 후의 예시적 공여부위(100)를 도시한 것이다. 채취된 조직에 의해 공여부위에 생성된 작은 손상영역(100)은 신속하게 치유될 수 있고, 및/또는 눈에 보이는 반흔(scarring)이 남지 않게 된다. 예를 들면, 도 1B에 도시된 치유된 공여부위(100)의 잔류 패턴은 정상 관찰 조건 하에서 육안으로 쉽게 감지할 수 없다.

공여부위(100)로부터 조직의 부분을 채취하는 것에 의해 형성될 수 있는 예시적 미세이식편(120)이 도 1C에 도시되어 있다. 공여부위(100)에는 미세이식편(120)의 채취에 따라 구멍(110)이 형성된다. 예시적 미세이식편(120)은 대략 원통상의 긴 형상을 가질 수 있다. 이 미세이식편(120)은 예시적 공여부위(100)의 상피층 조직(130) 및 피층 조직(140)의 양자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 이 예시적 미세이식편(120)의 길이는 피부층(예, 상피층 및 피층)의 전형적인 총 깊이와 일치할 수 있는 약 3 mm일 수 있다. 다른 길이도 공여부위(100)의 특정 피부나 조직 특성에 기초하여 사용할 수 있다. 일반적으로, 상당량의 피하조직을 채취하는 것은 피하고, 채취된 미세이식편(200)이 주로 상피조직(130) 및 피층조직(140) 만을 포함할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 예시적 미세이식편(120)의 하측 부분(150)은 공여부위(100)의 피층의 하측 부분(예, 피층과 지방층의 경계부의 인접부)에 존재할 수 있는 줄기세포를 포함할 수 있다.

채취 중에 형성된 구멍(110)의 폭 또는 직경(이것은 채취된 미세이식편(120)의 부분의 직경과 대략 동일할 수 있다)은 약 2 mm 미만, 또는 약 1 mm 미만일 수 있다. 본 발명의 특정의 예시적 실시예에서, 미세이식편(120)의 직경 또는 폭은 약 0.5 mm 미만, 약 0.3 mm 미만, 또는 약 0.2 mm일 수 있다. 예시적 구멍(110)의 치수는, 예를 들면 신속한 치유가 가능하고 및/또는 반흔을 남기지 않을 정도로 작은 공여부위(100)의 손상 부분을 만드는 효과와 성장 배지에 이식했을 때 생존력을 향상시킬 수 있을 정도로 작은 조직이거나 충분한 양의 미세 이식 조직을 형성할 수 있을 정도로 충분히 큰 조직을 형성하는 효과 및/또는 공여부위에 존재할수도 있는 캡쳐 조직 구조를 감안하여 선택될 수 있다.

예를 들면, 생체조직은 약 0.1 mm의 거리에 걸쳐 확산수송을 통해 영양소를 공급받는 것이 가능하다. 따라서, 약 0.5 mm 미만, 예를 들면 약 0.3 mm 미만, 또는 약 0.2 mm만큼 작은 적어도 하나의 치수를 가지는 예시적 미세이식편(120)은 향상된 생존능력 및 생존가능성을 나타낼 수 있고, 이식에 사용된 경우 성장이 가능할 수 있다. 이와 같은 예시적 미세이식편(120)은 수용부위 내에 배치되었을 때 영양소(예를 들면, 산소를 포함)를 더 양호하게 수용할 수 있고, 그 후 조직의 혈관재생이 발생할 수 있다.

예를 들면, 약 1~2 mm 의 폭을 갖는 크기가 더 큰 미세이식편(120)은 이와 같은 영양소의 확산수송으로부터 이득을 얻을 수 있고, 또 이식조직(예, 전통적인 전층 이식편, 분층 이식편 또는 망상화 이식편)의 상당히 더 큰 부분에 비해 생존가능성이 더 높을 수 있다. 이와 같이 더 큰 사이즈는, 예를 들면 단일 미세이식편(120) 안에 보존될 수 있는 특정 구조를 포함하는 조직과 같은 이종 조직을 채취하는 데 더 좋을 수 있다. 예를 들어, 피부 조직은 모발, 모낭, 피지선 등과 같은 특정 구조를 포함하며, 피부로부터 어느 정도 큰 미세 이식 조직(120)을 채취하는 것이 채취 및 이식 시 이와 같은 조직 구조의 보존을 도울 수 있다. 반대로, 예를 들어 약 0.5 mm 미만, 또는 약 0.2 mm의 폭을 갖는 더 작은 조직은, 근육 조직과 같이 조직 내에서 보존되는 더 큰 구조가 적거나 없는 동종 조직에 상대적으로 더 적합할 수 있다.

채취에 의해 공여부위(100)로부터 제거되는 조직의 표면 획분(예시적 구멍(110)이 점유하고 있는 공여부위(100)의 표면적의 비율)은 약 70% 미만, 또는 약 50% 미만이 더 바람직하다. 채취된 조직의 획분은 적절한 치수의 이식편을 형성할 수 있도록 충분한 미세이식편(120)을 채취할 수 있는 정도의 충분히 큰 획분, 및 잔류하는 비손상 조직으로부터의 성장에 기초한 공여부위(100)의 신속한 치유를 촉진할 수 있는 충분히 작은 획분일 수 있다. 예를 들면, 공여부위(100)의 특수한 특성, 필요한 이식편의 치수, 및 채취가 가능한 공여부위의 조직의 총량과 같은 인자들에 따라, 다른 획분의 조직을 공여부위(100)로부터 채취하는 것도 가능하다.

본 발명의 추가의 예시적 실시예에서, 이식편(200)은 예를 들면 도2A에 도시된 바와 같이 생체적합성 매트릭스(210) 내에 복수의 미세이식편(120)을 매립 또는 삽입하는 것에 의해 형성할 수 있다. 이 미세이식편(120)을 수용하고 있는 예시적 매트릭스(210)는 채취된 미세이식편(120)의 성장을 촉진하기 위한 영양소에 노출시킴으로써 성장이 발생한 후 이식편(200) 내의 연속적인 또는 거의 연속적인 조직층을 형성할 수 있다. 매트릭스(210) 및 미세이식편(120)을 포함하는 예시적 이식편(200)은 도 2B에 도시된 바와 같이 수용부위(220)(예, 세척한 상처부위)의 상측에 직접 배치될 수 있다. 또 이 예시적 미세이식편(120)은 전술한 바와 같은 줄기세포를 포함할 수 있고, 이것이 수용부위(220)에 이식되면 예시적 미세이식편(120)의 치유 및 융합을 촉진할 수 있다. 수용부위(220)는 영양소를 제공할 수 있고, 및/또는 채취된 미세이식편(120)의 혈관재생성을 촉진할 수 있다. 이것은 또 매트릭스(210)을 통한 채취된 미세이식편(120)의 성장을 촉진시키고 결국 이들 이식편 사이의 공간을 충만시킬 수 있다. 예를 들면, 도 2B는 주변의 매트릭스(210) 내로 성장을 개시한 후의 미세이식편(120)을 도시한 것이다.

예시적인 일 실시예에서, 미세이식편(120)은 공여부위(100)로부터 채취되었을 때와 거의 동일한 간격(예, 동일한 면밀도)으로 매트릭스(210) 내에 배치될 수 있다. 이 예시적 구성은 미세이식편(120)이 성장하여 이들 사이의 공간을 새로운 조직으로 충만시킴으로써 공여부위(100)의 전체의 채취된 면적과 거의 동일한 면적을 가지는 이식조직을 생성할 수 있다. 또, 매트릭스(210) 내의 미세이식편(120)의 평균 간격을 증대시켜 채취된 공여부위(100)의 총 면적보다 큰 면적의 이식조직을 형성하는 것이 가능하다. 특정의 이식편(200) 내의 미세이식편(120)의 특정의 간격은 예를 들면 공여부위(100)의 치수 및 손상 비율, 피부 이식편(200)에 의해 피복될 수용부위(220)의 치수, 미세이식편(120)이 연속 조직층의 재생 및 형성하는 요하는 시간, 이식된 수용부위의 원하는 외관 등과 같은 인자들에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 예시적 미세이식편(120)은 특정의 이식편에서 큰 간격을 두고 배치될 수 있다. 이것은 넓은 이식면적을 제공할 수 있으나 장기간의 치유시간을 요하고, 또 치유된 이식편(200) 내에 눈에 보이는 반흔이나 조직을 남길 가능성이 있다.

추가의 예시적 실시예에서, 도 3C에 도시된 것과 같은 조직부분(320)은 길고 좁은 띠형상으로 채취될 수 있다. 하나 이상의 예시적 조직의 띠(320)는 도 1C에 도시된 미세이식편(120)과 유사한 피층조직(140) 뿐 아니라 상피조직(130)의 양자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 예시적 조직의 띠(320)의 높이는 약 3 mm, 또는 공여부위(100)의 피층의 국부 깊이에 대응할 수 있는 다른 길이일수 있다. 또 대형 깊이 및/또는 소형 깊이는 예를 들면 공여부위 및 수용부위의 특성, 이식에 의해 치료될 상처 등에 기초하여 조직의 띠(320)를 채취할 때 선택될 수 있다.

이와 같은 예시적 조직의 띠(320)를 채취하면 도 3A에 도시된 바와 같이 공여부위(100)에 길고 좁은 홈(310)이 남을 수 있다. 이 홈(310)의 폭(및 채취된 조직의 띠(320)의 폭)은 약 1 mm 미만, 또는 약 0.5 mm 미만일 수 있다. 특정의 예시적 실시예에서, 이와 같은 조직의 띠의 폭은 약 0.3 mm 미만, 또는 약 0.2mm일 수 있다. 전술한 바와 같이, 이와 같은 작은 치수는 이식조직에 대한 영양소의 확산이송을 촉진할 수 있고, 채취된 조직의 생존능력을 향상시켜 줄 수 있다. 피부의 표면으로부터 홈(310)의 깊이는 채취된 띠(320)의 높이와 동일할 수 있다.

조직의 띠(320)를 형성하기 위해 채취된 예시적 공여부위(310)의 표면적 획분은 약 70% 미만, 또는 50% 이하일 수 있다. 채취된 긴 조직의 띠(320)(예, 공여부위로부터 채취된 폭 및 면적 획분)와 관련되는 파라메터의 선택을 지배하는 인자들은 실질적으로 원통상인 미세이식편(120)에 대해 설명한 것과 유사할 수 있다. 채취된 띠(320)의 길이는 예를 들면 얇은 조직의 띠(320)의 절단의 용이성, 채취의 용이성, 및 조작의 용이성, 공여부위(100)의 치수 등과 같은 인자들에 기초하여 선택될 수 있다. 또 공여부위에 형성된 긴 홈(310)은 도 3B에 도시된 바와 같이 눈에 보이는 반흔을 거의 또는 전혀 남기지 않고 신속하게 치유될 수 있다. 이것은 횡방향의 길이가 작고, 국부적인 조직의 재생을 지지해 줄 수 있는 인접한 건강한 조직의 존재하기 때문이다.

예를 들면 도 2A에 도시된 매트릭스(210)와 유사한 생체적합성 매트릭스 내에 배치될 수 있다. 이 조직의 띠(320)는 이 조직의 띠를 채취한 공여부위의 홈(310)의 구조와 일치하는 대략 평행 구조로 배열될 수 있다. 띠(320) 사이의 간격은 필요에 따라 공여부위(100)의 홈의 간격 보다 크게 하거나 또는 작게 함으로써 각각 이식조직의 총면적을 크게 하거나 또는 더욱 치밀한 이식조직을 제공할 수 있다. 이와 같은 채취된 조직의 띠(320)는 특정의 이식수술용으로 사용될 수 있다. 이것은 긴 치수는 채취된 피부조직 내에 이식편의 혈관재생성을 촉진하고 치유를 개선할 수 있는 구조를 보존할 수 있기 때문이다.

채취된 조직의 부분들은 타일 패턴이나 프랙탈 형상을 포함하는 다른 형상으로 공여부위로부터 채취될 수 있다. 일반적으로, 채취된 각 조직편(및 예를 들면 공여부위 내의 대응하는 각 구멍)은 약 1 mm 미만, 또는 0.5 mm 미만의 적어도 하나의 작은 치수를 구비할 수 있다. 특정의 예시적 실시예에서, 이 작은 치수는 약 0.3 mm, 또는 약 0.2 mm일 수 있다.

추가의 예시적 실시예에서, 채취된 조직의 부분들은 수용부위에 조밀한 구조로 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 4A는 예시적 조밀 배열로 수집될 수 있는 실질적으로 원통상인 복수의 미세이식편(120)의 개략 평면도로서, 예시적 미세이식편(120)들 중 인접한 이식편들은 적어도 부분적으로 상호 직접 접촉되어 있다. 도 4B는 도 4A에 도시된 미세이식편(120)의 개략 측면도이다. 이 예시적 조밀구조는 채취된 공여부위(100)의 총면적보다 작은 면적의 이식편을 제공할 수 있으나, 이것은 더욱 신속하게 치유되는 경향이 있고, 또 간격이 큰 채취된 조직 부분(120, 320)을 이용하여 형성된 이식편보다 눈에 보이는 반흔을 남길 가능성이 극히 적다. 채취된 조직의 유사한 예시적 조밀 구조는 예를 들면 도 3C 등에 도시된 조직(320)의 긴 띠를 이용하여 형성될 수 있다.

예시적 생체적합성 매트릭스(210)는 기계적 안정성을 제공하도록 구성되고 및/또는 채취된 미세이식편(200)을 지지하도록 구성되고, 및/또는 조직의 재성장을 촉진시킬 수 있는 하나 이상의 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 매트릭스(210)를 형성하기 위해 사용될 수 있는 재료의 예는 폴리젖산(PLA), 콜라겐, 저융점 아가로스(low melting agarose, LMA) 또는 히알루론산(예, 히알루라논)을 포함할 수 있다. 예를 들어 동종 이계(allogenic) 피부로 형성된 매트릭스(210)는 예를 들어 공여 피부 조직의 일부를 몇 번 냉동하고 해동함으로써 준비될 수 있다. 예를 들어 매트릭스(210)로 사용되기 위하여 공여 피부 안의 세포를 효과적으로 죽이기 위해서는 약 5번의 냉동/해동 사이클이 수행될 수 있다. 냉동 및 해동된 조직은 그리고 나서 죽은 세포 및 부스러기를 제거하기 위하여 세제 또는 다른 조성물로 세척된다.

본 발명의 또 다른 예시적 실시예에 있어서, 살아 있는 공여 피부 조직 샘플은 매트릭스 물질(210)을 형성하기 위하여 방사선 처리를 할 수 있다. 예를 들어, 공여 피부 조직은 감마선과 같이 치사량의 X-레이로 처리할 수 있다. 공여 매트릭스 물질의 세포는 따라서 죽기 전에 방사선에 노출 시킨 후 일정 시간 동안, 예를 들어 약 48~72시간 동안, 살아 있는 상태로 유지될 수 있다. 이러한 수명이 짧은 세포를 포함하는 매트릭스(210)는 초기에는 이식된 미세이식편의 성장을 지지할 수 있으나, 미세이식편의 성장 및/또는 생존에 불리한 예를 들어 자가 면역 반응과 같은 유의미한 상호작용이 발생하기 전에 죽을 수 있다. 한편, 독자 생존 가능한 미세이식편(120)과 이러한 방사선이 조사된 매트릭스(210) 이식은 방사선 조사 이후에 미세이식편(120)과 매트릭스(210) 사이에 자가면역 반응 없이 충분한 시간, 예를 들어 72시간 이상 동안 지연될 수 있다. 또한 상기 매트릭스(210)는 예를 들어, 세제 및/또는 산/염기 수용액으로 세포를 세척해 냄으로써, 공여부위로부터 제조될 수 있다. 이와 같은 매트릭스 또는 스캐폴드를 제조하는 예시적인 방법은 Alsberg et al.의 논문(Proc Natl Acad Sci USA. 2002 September 17; 99(19): 12025-12030.)에 상세히 기재되어 있다.

*본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 여기 설명된 매트릭스 물질의 작은 부분은 도 4A 및 4B에 도시된 것에서 일부 열(columns)이 매트릭스 물질로 구성된 점을 제외하고 이와 유사한 배열로, 미세이식편(120)과 결합될 수 있다. 미세이식편(12)과 매트릭스 열은 접착제, 광화학 결합 등을 이용하여 결합될 수 있다. 미세이식편(120)과 매트릭스 불질 부분의 상대적인 크기 및 수는 미세이식편 물질의 특정 분획을 갖는 복합 물질을 생성하기 위해 다양할 수 있다.

영양소 또는 기타 첨가제는 조직의 재성장을 더욱 촉진하기 위해 매트릭스(210) 내에 제공될 수 있다. 이러한 첨가제는 예를 들어, 하나 이상의 성장 요인, 줄기 세포 등을 포함할 수 있다. 성장 요인은 이식편의 혈관생성을 촉진시킬 수 있는 것으로서, 신생혈관성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF), 혈소판유래성장인자(platelet-derived growth factor, PDGF), TGF-β(transforming growth factor beta), 및 섬유아세포성장인자(fibroblast growth factor, FGF)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 표피성장인자(Epidermal growth factor, EGF) 및 케라티노사이트성장인자(keratinocyte growth factors) 또한 사용될 수 있으며, 케라티노사이트 및 섬유아세포와 같은 특정 피부 세포의 이동 및 분화를 증가시킬 수 있다. 혈소판이 풍부한 혈장은 또한 (상업적으로 사용가능산 시스템을 이용하여, 예를 들어, 환자 자신의 혈액에서 준비될 수 있다.) 특정 성장 인자를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 혈장을 준비하기 위해서는 외인성 성장인자에 비하여 더 많은 노력이 필요하지만(임상 직원의 관점에서), 이는 자연 치유 환경과 더욱 유사한 환경을 제공할 수 있다. 이러한 성장 요인은 액체 상태로 적당한 온도의 매트릭스(210), 예를 들어 LMA/콜라겐 혼합물에 제공될 수 있다. LMA/콜라겐 매트릭스는 가열한 LMA와 콜라겐을 결합시키기 전에 콜라겐의 pH 값을 조절함으로써 형설할 수 있다. 매트릭스(210)의 응고와 관련하여, 예를 들어, 혼합물은 약 4℃에서 냉각시키기 전에 약 37℃에서 약 20분 간 보관할 수 있다.

줄기 세포 소스는 예를 들어, 지방 조직 유래 줄기 세포 및/또는 골수 유래 중간엽 중기 세포를 포함할 수 있다. 피부 조직으로부터 채취한 미세이식편은 또한 모낭으로부터 줄기세포를 포함할 수 있다. 이러한 줄기 세포 또는 기타 세포는 미세이식편을 이식하기에 앞서 매트릭스에 세포를 배양함으로써 매트릭스 안에 결합시킬 수 있다. 미세이식편의 성장 및 생존을 촉징하기 위하여 낮은 수준의 광 요법(Low-level light therapy, LLLT)도 사용될 수 있다. 예를 들어, 조직의 치료 및/또는 성장을 더욱 촉진하기 위한 조직의 채취 및 이식 조직의 배치 후에 공여부위 및/또는 수용부위에 적색 또는 근적외선을 조명하는 데 사용할 수 있다.

성장 인자 및/또는 기타 첨가제는 예를 들어, 매트릭스 물질에 미세이식편을 이식하기에 앞서 매트릭스를 성장 인자가 담긴 용액에 담금으로써 매트릭스 안에 주입될 수 있다. 성장 인자는 또한 예를 들어, 저장소로부터 시간에 따라 직접 또는 펌핑을 통해 성장인자를 매트릭스로 보내거나, 매트릭스로 성장인자를 전달할 수 있는 생체적합성 폴리머 안에 성장 인자를 끼워 넣는 방법 등의 방출-제어 메커니즘을 이용하여 시간이 지남에 따라 방출시킴으로써, 매트릭스에 전달할 수 있다. 특정 성장 인자 또는 첨가제는 또한 시간이 지나면 절단될 수 있는 화학적 결합에 의하여 매트릭스 물질에 부착시킬 수 있으며, 이를 통해 성장인자를 매트릭스에 순차적으로 방출할 수 있다.

특정의 예시적 실시예에서, 광화학적 조직 접합술과 같은 기법을 사용하여 매트릭스(210) 내의 미세이식편(120) 및/또는 조직의 띠(320)의 기계적 안정성을 개선할 수 있다. 예를 들면, 광화학적 조직 접합 기법은 미국특허 US 7,073,510에 기재되어 있다. 이 기법은 조직에 광증감제(photosensitizer)를 가하고, 전자기 에너지를 조사하여 조직의 시일(seal)을 생성하는 것을 포함한다. 예를 들면, 로즈 벤갈(Rose Bengal)과 같은 광증감제를 예시적 미세이식편(120) 및/또는 조직의 띠(320)를 포함하는 매트릭스(210)에 가한 다음 그 매트릭스를 약 2분간 녹색광에 노출시킨다. 광화학적 조직 접합은 미세이식편(120) 및/또는 조직의 띠(320)와 매트릭스(210) 사이의 더 강한 접합을 촉진할 수 있는 중합반응을 촉매할 수 있다. 여기서, 매트릭스(210)는 예를 들면 히알루론산이나 콜라겐과 같은 단백질을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 예시적 실시예에 있어서, 매츠릭스 물질은 미세이식편(12)과 혼합될 수 있도록 액체 또는 겔 전구체 형태로 제공될 수 있다. 상기 매트릭스 물질은 응고 또는 겔화될 수 있다(예를 들어, 수용부위에 미세이식편(120)과 매트릭스 물질의 혼합물을 도입하기 전 또는 후에). 매트릭스(210)를 형성하기 위한 매트릭스 물질의 응고는 사용된 매트릭스 물질에 따라 다양한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 콜라겐 겔(도 16에 도시한 바와 같은)은 낮은 온도의 액체 형태로 제공될 수 있으며, 온도를 약 37℃로 높임으로써 응고될 수 있다. 다른 매트릭스(210)는 화학적 가교 결합 매커니즘에 의해 응고시킬 수 있는 폴리머를 이용하여 형성될 수 있다. 이러한 메커니즘은 예를 들어 온도, 빛(광화학 조직 결합과 유사한), pH 변화 등에 의해 활성화, 촉진 및/또는 개시될 수 있다.

만약 미세이식편(12)이 초기에 액체 형태인 매트릭스(210) 안에 제공된다면, 매트릭스(210) 내의 미세이식편(120)의 방향은 몇 가지 방법으로 설정되고 및/또는 유지될 수 있다. 예를 들어, 지질이 풍부한 재료는 미세이식편(120)의 상단부 또는 부분(예를 들어, 피부 조직에서 얻은 미세이식편(12)의 표피 표면)에 적용될 수 있다, 이는 미세이식편(120)의 위쪽은 액체 매트릭스 물질 표면에 떠다닐 수 있고, 그렇게 함으로써 미세이식편(120)의 위쪽 끝이 매트릭스(210)의 상부 표면에 정렬하기 위해서이다. 한편, 금속 페인트는 미세이식편(120)의 위쪽 부분에 적용할 수 있으며, 자기장은 매트릭스 물질 안에 미세이식편(120)이 정렬되도록 이식편 물질에 인접하여 적용될 수 있다. 이러한 예시적 정렬 절차는 특정 발향을 가진 미세이식편(120)을 포함한 매트릭스(210)를 생산하기 위해 매트릭스 물질의 응고 또는 겔화가 진행되기 전 및/또는 진행되는 동안 수행될 수 있다. 또한, 본 발명의 특정 예시적 실시예에 있어서, 미세이식편(120)은 특정한 방향성 없이 매트릭스(210)에 제공될 수 있다.

본 발명의 추가의 예시적 실시예에서, 도 5A에 도시된 바와 같이 전술한 공여부위(100)로부터 예시적 미세이식편(120)을 용이하게 채취할 수 있는 장치(500)가 제공될 수 있다. 이 예시적 장치(500)는 금속이나 다른 강성 구조의 재료로 제작될 수 있다. 예를 들면, 관(510)은 스텐레스강, 생검침(biopsy needle), 또는 유사 구조를 이용하여 제작될 수 있다. 이 관(510)은 공여부위의 조직(100)을 통해 관(510)의 삽입을 촉진하기 위해 테플론ㄾ과 같은 윤활재 또는 저마찰재료로 피복시킬 수 있다.

관(510)의 내경은 전술한 바와 같이 공여부위(100)로부터 제거되는 미세이식편(120)의 특정 직경과 대략 일치하도록 선택되거나 조직될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 관(510)의 내경은 약 1mm 이하일 수 있다. 예를 들면, 18 또는 20 게이지의 생검침(예, 각각 0.838 mm 및 0.564 mm의 내경을 가지는 생검침) 등을 이용하여 관(510)을 형성하는 것이 가능하다. 더 큰 게이지의 생검침(및 더 작은 내경을 가지는 생검침)도 사용할 수 있다. 관 사이의 상호작용에 기초하여, 채취된 미세이식편(120)의 폭 또는 직경은 이 미세이식편을 채취하기 위해 사용되는 장치(500)의 내경보다 약간 작을 수 있다.

관(510)의 말단부는 복수의 첨단부(points; 520)를 형성하도록 성형 될 수 있다. 예를 들면, 도 5A에 도시된 2개의 예시적 첨단부 또는 연장부(520)는 관(510)의 장축선에 대해 특정의 각도만큼 관(510)의 양측면을 연삭하는 것에 의해 형성될 수 있다. 도 5B에 도시된 바와 같은 추가의 예시적 실시예에서, 말단부에 3개의 첨단부 또는 연장부(520)를 구비하는 관(510)을 포함하는 예시적 장치(550)가 제공될 수 있다. 이 예시적 구조는 예를 들면 관(510)의 장축선에 대해 특정의 각 도로 관(510)의 부분들을 연삭함으로써 형성할 수 있고, 3개의 첨단부는 관(510)의 외주를 따라 약 120도의 간격으로 이격될 수 있다. 추가의 예시적 실시예에서, 말단부에 3개 이상의 첨단부 또는 연장부(520)를 가지는 관, 예를 들면 4, 5, 6, 7, 또는 8개의 첨단부(520)를 가지는 관을 포함하는 미세이식편 채취용 장치가 제공될 수 있다.

이 예시적 첨단부 또는 연장부(520)는 공여부위(100)에서 조직 내에 장치(500, 550)의 삽입을 촉진시켜 줄 수 있다. 관(510)의 말단부의 부분을 예를 들면 연삭하여 형성되는 예시적 첨단부 또는 연장부(520)는 또한 그 양 측면을 따라 경사진 날(beveled edge)을 구비할 수 있다. 이것은 공여부위의 조직 내에 장치(500, 550)의 삽입을 더욱 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 끝 각도가 더 넓고 끝 부분의 각진 부분이 더 짧은 끝 부분에 사용되는 것에 비하여 조직 안으로 관(510)을 완전히 삽입하기 위하여 더 긴 거리 및/또는 시간에 적용될 수 있음에도 불구하고, 끝 부분(tip)이 좁게 형성된 상기 첨단부 또는 연장부(520)는 끝 부분의 각도가 더 큰 첨단부(520)에 비하여 더 작은 힘을 사용하여 조직에 삽입할 수 있다. 조직을 관통하기 위해 관(510)에 필요한 초기 힘은 각각의 첨단부 또는 연장부(520)의 각도가 일정하다면, 대략적으로 첨단부(520)의 수에 비례할 수 있다. 관의 말단부에 있는 첨단부 또는 연장부(520)의 수가 많아질수록 관(510)의 기계적 안정성 및/또는 절단 조직의 기하학적 제어가 향상될 수 있으나, 조직을 관통하기 위해 더 큰 힘이 필요할 수 있다.

*이 예시적 장치(500)는 또 관(510)의 외면 상에 제공된 칼라(collar) 또는 스토퍼(stop)(540)를 포함할 수 있다. 이 예시적 스토퍼(540)는 관의 선단부(520)의 단부로부터 특정의 거리에 고정될 수 있다. 또는 이 거리는 스토퍼(540)를 관(510)의 축선을 따라 이동시키는 것에 의해 어떤 범위 내에서 조절할 수 있다.

도 6A는 예를 들면 스토퍼(540)가 공여부위(100)의 표면에 접촉할 때까지 예시적 장치(500)를 공여부위(100)의 조직 내에 삽입한 것을 도시한 것이다. 조직(600)의 일부는 관(510)의 하측 부분의 내부에 존재할 수 있다. 이 조직의 부분(600)의 측면은 관(510)이 공여부위의 조직(100) 내에 침투함에 따라 관(510)의 말단부 및/또는 첨단부(520)에 의해 주위의 조직으로부터 절단될 수 있다. 이 조직(600)은 관(510) 내에 유지될 수 있고, 도 6B에 도시된 바와 같이 관(510)이 공여부위(100)로부터 제거될 때 공여부위(100)로부터 분리되어 미세이식편(120)을 형성할 수 있다. 따라서 예시적 미세이식편(120)은 상피층 조직(130) 및 피층 조직(140)의 양자를 포함할 수 있다.

이 예시적 미세이식편(120)은 예를 들면 도 6C에 도시된 바와 같이 관(510)의 근접단부의 개구(620)를 통해 압력을 가함으로써 장치로부터 제거시킬 수 있다. 이 압력은 기계압, 수압, 압축 공기의 압력 등일 수 있다. 예를 들어, 이 압력은 상기 개구 내에 취송(blowing)함으로써, 관에 부착된 가요성 구(flexible bulb)를 눌러줌으로써, 소형 펌프와 같은 고압원에 연결되는 밸브를 개방시킴으로써 제공될 수 있다. 대안으로서, 이 예시적 미세이식편(120)은 공여부위(100)의 복수의 위치에 예시적 장치(500)를 삽입하여 채취될 수 있다. 관(510) 내의 각 미세이식편(120)은 그 상측의 다른 미세이식편들을 개구(620)를 향해 밀어 올릴 수 있다. 관(520)이 채취된 조직들로 충만 되면 이 예시적 장치(500)를 공여부위(100) 내에 추가로 삽입할 때마다 관(510) 내의 최상측의 미세이식편(120)은 개구(620)의 외부로 밀려날 수 있다.

이 예시적 장치(500)는 채취된 미세이식편(120)의 소망하는 길이에 대략 일치하는 깊이까지 공여부위의 조직(100) 내에 삽입될 수 있다. 이 거리는 예를 들면 예시적 장치(500) 상에 스토퍼(540)를 적절히 배치하거나 조절하는 것에 의해 결정 및/또는 제어될 수 있다. 예를 들면, 이 예시적 장치(500)는 그 첨단부 또는 연장부(520)가 도 6A에 도시된 바와 같은 피층/지방층의 접합부(610)의 위치 또는 그 부근까지 연장하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 미세이식편(120)은 관(510)을 그 축을 중심으로 회전시키지 않은 상태에서 공여부위로부터 장치(500)를 제거하는 것에 의해 공여부위(100)로부터 제거될 수 있다. 반면에, 전통적인 생검침 등은 주위의 조직으로부터 조직 샘플의 제거를 촉진하기 위해 종축선을 중심으로 회전시켜 주어야 한다. 이 예시적 장치(500) 상에 제공된 첨단부 또는 연장부는 공여부위(100)의 주위의 조직으로부터 미세이식편(120)의 제거를 촉진시킬 수 있다.

특정의 예시적 실시예에서, 공여부위의 조직의 일부 또는 전부는 미세이식편(120)의 채취 전 냉각, 냉동, 또는 부분 냉동될 수 있다. 이와 같은 냉각은 미세이식편(120)의 절단, 제거, 취급 및/또는 생존가능성을 촉진시킬 수 있다. 공여부위의 조직(100)은 전통적인 냉각기법, 예를 들면 저온 분사를 가하거나, 공여부위(100)를 적절한 시간동안 저온물체와 접촉시키는 것에 의해 냉각될 수 있다. 이 예시적 장치(500)도 또한 미세이식편(120)의 채취 전 냉각될 수 있다. 이 냉각은 예를 들면 미세이식편(120)이 채취되었을 때 및/또는 매트릭스(210)에 배치되었을 때 미세이식편의 기계적 안전성을 증대시킬 수 있다.

이 예시적 미세이식편(120)은 다양한 기법을 이용하여 매트릭스(210) 내에 배치될 수 있다. 예를 들면, 개개의 미세이식편(120)은 예를 들면 핀셋 등을 이용하여 매트릭스(210)의 특정의 위치에 삽입될 수 있다. 또, 도 6B에 도시된 바와 같이 채취된 미세이식편(120)을 포함하고 있는 이 예시적 장치(500)를 매트릭스(210)의 특정위치에 삽입하고, 근접단부의 개구(620)에 압력을 가함으로써 매트릭스(210) 내에 미세이식편(120)을 밀어넣을 수 있다. 다음에 이 예시적 장치(500)를 매트릭스(210)로부터 제거한 다음 같은 작업을 반복하여 매트릭스(210) 내에 복수의 미세이식편(120)을 배치시킬 수 있다. 근접단부의 개구(620)는 장치(500)가 매트릭스(210) 내에 삽입되는 중에는 폐쇄시킴으로써 미세이식편(120)이 장치(500)의 내부로 더 밀려올라가는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 관(510)의 상측 부분은 유체(예를 들면, 물이나 식염수)로 충만시킴으로써 미세이식편(120)이 관(510)의 상측으로 더 밀려올라가는 것을 방지할 수 있는 비압축성 체적부를 제공할 수 있다. 이와 같은 유체는 또 근접단부의 개구(620)에 압력을 제공함으로써 예시적 장치(500)로부터 미세이식편(120)의 제거를 촉진시켜 줄 수 있다.

본 발명의 추가의 예시적 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같은 예시적 장치(700)가 제공될 수 있다. 이 장치(700)는 베이스(710)에 고정되거나 기계적으로 결합된 예를 들면 복수의 관(510)을 포함할 수 있다. 이들 관(510)은 예를 들면 직선 배열 또는 베이스(710)를 따르는 여러 가지 2차원 패턴들 중의 임의의 하나의 배열과 같은 여러가지 구성으로 제공될 수 있다. 예시적 장치(700) 내에 제공되는 관(510)의 수는 예를 들면, 적어도 6개이거나, 약 10개를 초과하거나, 약 20개를 초과할 수 있다. 예를 들어, 상기 장치(700)는 약 3개의 관(510), 적어도 6개의 관, 또는 약 12개의 관을 예를 들어, 직사각형의 3x4 배열 또는 2x6 배열로 선형 배열하여 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서 더 큰 배열의 관(510)이 제공될 수 있다. 관(510)의 간격은 공여 및/또는 수용부위에서 인식 패턴의 형성을 피하기 위해 다소 불규칙하거나 다양하게 될 수 있다. 더 많은 수의 미세이식편(120)을 더 빨리 채취하고 이식하기 위하여 더 많은 수의 관(510)이 바람직할 수 있다. 그러나 더 많은 관(510)은 또한 조직 또는 매트릭스 안으로 관(510)을 삽입하는 데 더 큰 힘이 필요하므로, 힘이 너무 큰 경우 바람직하지 않을 수 있다. 또한, 관(510)의 수가 많아질수록 상기 장치(700)의 기계적 복잡성이 증가된다.

관(510)의 인접하는 개구(620)와 통하는 도관(720)이 제공될 수 있다. 또한 예를 들어 압력원(pressure source)(730)과 통하는 도관(720)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 압력원(730)은 펌프 또는 변형 전구와 같은 것을 포함할 수 있다. 상기 압력원(730)은 상승된 압력이 멤브레인이 변형될 때 상기 도관(720) 안에 제공될 수 있도록, 예를 들어, 도관(720)과 통하도록 제공되는 유연한 멤브레인을 포함할 수 있다. 이러한 구성은 본 명세서에서 설명하는 것과 같이, 관(510)에서 채취할 수 있는 미세이식편(120)의 제거 및/도는 삽입에 대한 인접 개구(620)에 압력을 가하기 용이할 수 있다.

필요에 따라 이 장치(700)에는 진동수단(740)이 제공될 수 있다. 이 진동수단(740)은 베이스(710) 및/또는 관(510)에 기계적으로 결합되어 관(510)이 미세이식편(120)의 채취나 배치를 위해 조직 또는 매트릭스 물질 내로 삽입하는 것을 촉진시킬 수 있다. 이 진동수단(740)은 약 50~500 μm의 범위, 또는 약 100~200 μm의 범위의 진폭을 가질 수 있다. 유도된 진동의 주파수는 약 10 Hz 내지 약 10 kHz의 범위, 또는 약 500 Hz 내지 약 2 kHz의 범위, 또는 심지어 약 1 kHz일 수 있다. 예를 들면 관(510)의 치수, 평균 간격, 및 재료, 예시적 장치(700) 내의 관(510)의 수, 및/또는 처치되는 조직에 기초하여 특정의 진동 파라메터가 선택될 수 있다. 이 진동수단(740)은 진동의 진폭 및/또는 주파수를 조절하도록 구성된 회로를 포함할 수 있다.

이 예시적인 장치(700)는 복수의 관(510) 내에서 복수의 미세이식편(120)을 동시에 획득하기 위해 사용될 수 있다. 이 예시적 장치(700)를 이용하여 미세이식편(120)을 획득 및 제거하기 위한 예시적인 과정은 도 6A-6C에 도시된 예시적인 장치(500)를 이용하여 단일의 미세이식편(120)을 획득하기 위한 전술한 과정과 유사할 수 있다.

상기 진동은 또 관(510)을 공여부위(100) 내에 충분히 삽입한 후 관(510)의 말단부의 인접부에서 조직을 절단하는 것을 도와 줄 수 있다. 이것은 공여부위(100)로부터 관(510) 내의 조직 부분의 분리 및/또는 배출을 촉진시켜 줄 수 있다. 이들 조직 부분들은 또 관(510)이 공여부위(100)로부터 후퇴될 때 관(510) 내의 마찰력에 의해 유지될 수 있다.

본 발명의 추가의 예시적 실시예에서, 공여부위의 조직은 관(510)을 삽입하기 전에 예를 들면 저온분사 또는 조직표면을 저온물체와 접촉시키는 것과 같은 대류기법 또는 전도기법을 이용하여 예냉시키는 것이 가능하다. 공여부위(100)를 냉각시키면 관이 공여부위(100)에 삽입될 때의 통증을 줄여주고, 또 조직(100)을 더욱 경질로 만들어주고, 관(510)에 의해 조직 부분(예, 미세이식편(120))의 더욱 정밀한 절단을 촉진시키는 것이 가능하다.

예시적 장치(700) 내의 관의 위치 및 간격은 예를 들면 획득될 미세이식편(120)의 특성, 공여부위(100)의 손상 패턴, 및/또는 전술한 기타의 인자에 기초하여 결정될 수 있다. 예시적 장치(700) 내에 제공되는 관(510)의 개수는 여러 가지 인자에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 더 많은 수의 관(510)을 선택하는 것은 공여부위(100)로부터 동시에 더 많은 수의 미세이식편(120)을 채취하기 위해 바람직하다. 이와 같은 예시적 구성은 더욱 효과적인 채취 작업을 촉진할 수 있다. 관(510)의 개수가 더 적으면 공여부위의 조직(100) 내에 동시에 삽입하는 것이 더 용이해 질 수 있다. 더욱, 매우 많은 수의 관(510)을 구비하는 예시적 장치(500)는 제작 및/또는 관리가 어려울 수 있다.

채취된 조직 부분들은 관(510)으로부터 직접 생체적합성 매트릭스 물질(210) 내에 투입될 있다. 이 관(510) 및 그 내부에 포함된 조직 부분들은 조직 부분들의 제거 전에 냉각시킬 수 있다. 이 냉각은 관(510) 내의 조직 부분을 경질화할 수 있고, 조작 및 배치를 더 쉽게 해줄 수 있다.

본 발명의 추가의 예시적 실시예에서, 복수의 실질적으로 평행한 블레이드를 포함하는 장치가 제공될 수 있다. 인접하는 블레이드들 중의 특정의 블레이드의 단부는 인접하는 블레이들 사이에 협폭의 직사각형의 개구를 형성하기 위해 접속되거나 폐색될 수 있다. 이와 같은 예시적 장치는 예를 들면 도 3C에 도시된 것과 같은 조직의 띠(320)를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 이 예시적 장치의 간격, 길이, 및 기타 특징은 예를 들면 예시적 장치(500, 700)에 대해 설명된 것과 유사한 인자들에 기초하여 선택될 수 있다.

본 발명의 추가의 예시적 실시예에서, 상기 예시적 방법 및 장치는 피부조직 이외의 다른 조직, 예를 들면 간장 또는 심장 등과 같은 내장기관에도 적용할 수 있다. 따라서, 다양한 조직을 위한 이식편이 형성될 수 있고, 공여부위에는 거의 손상이 발생하지 않고 동시에 신속한 치유가 촉진되고, 수용부위에의 배치에 적합한 이식조직을 생성하는 것이 가능하다.

도 8A는 2개의 첨단부를 구비하는 예시적 장치의 말단부의 사진이다. 이 장치는 예를 들면 5A에 도시된 예시적 장치와 유사하다. 도 8B는 이 예시적 장치의 추가의 회전상태의 사진이다. 이 예시적 장치는 약 1 mm의 외경 및 약 0.5 mm의 내경을 가지는 관을 이용하여 제작되었다. 첨단부 또는 연장부는 관의 말단부의 양측면을 관의 축선에 대해 적합한 각도로 연삭함으로써 형성하였다. 도 8A 및 8B에 나타낸 예시적 장치에서 사용된 각도는 30도였으나, 다른 각도를 사용하는 것도 가능하다. 관벽의 경사진 날을 첨단부 또는 연장부를 따라 볼 수 있다. 이들 첨단부의 형상은 본 장치를 공여부위의 조직의 내부에 삽입하는 것을 촉진해주고 및/또는 앞에서 자세히 설명한 바와 같이 공여부위로부터 미세이식편의 조직의 일부를 절단하는 것을 촉진해줄 수 있다. 예를 들면, 이와 같은 미세이식편은 관을 관축을 중심으로 회전시키지 않은 상태로 장치를 공여부위에 삽입한 후 공여부위로부터 후퇴시키는 것에 의해 분리 및 제거가 가능하다.

두 개의 첨단부(520)을 포함하는 예시적인 관(510) 말단 부('피어싱')의 형상은 각도 α로 나타낼 수 있으며, 이 각도는 관(510)에서 첨단부 또는 연장부(520) 및 세로축을 형성하는 관(510)의 양 측면 사이의 각을 의미한다. 관(510)의 말단 부에 경사진 구조를 형성하기 위해 관(510) 말단부의 각진 양 측면을 관(510)의 축에 대하여 각도 α로 연마시키나 자를 수 있다. 측면에서 봤을 때 첨단부 또는 연장부(520)에 형성된 각은 도 8C에 도시된 바와 같이 각도 2α로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 8A 및 8B에 나타낸 약 30도의 예시적인 팁 각도는 약 15도 정도의 각도에 해당한다.

도 8C에 나타낸 각도 α를 특징으로 하는 1차 경사면에 대하여 직각 방향으로 경사진 면이 선택적으로 더 제공될 수 있다. 이 2차 경사면은 각도 β로 나타내며, 각도 β는 도 8D에 나타낸 바와 같이, 관(510)의 측면과 반대쪽 면을 관(510)의 길이 축 방향에 대하여 연마시키거나 자르는 각도를 의미한다. 이 2차 경사면은 관의 말단에 형성된 첨단부(520)의 날카로운 모서리의 크기 또는 폭을 줄이기 위하여 제공될 수 있다.

도 8E, 8F 및 8G는 관(510)의 예시적인 경사면을 도시한 것으로, 1차 경사각은 약 6도일 수 있다. 예를 들어, 도 8E에는 2차 경사면이 없고, 첨단부 또는 연장부(520)이 관(510) 벽의 두께과 같은 길이의 평평한 절단 모서리를 갖는다. 도 8F 및 8G는 2차 경사면을 포함하녀, 2차 경사면에 대한 각도 β는 역시 6도이다. 도 8F에 나타낸 예시적인 끝 부분에서 2차 경사면은 비교적 얕고, 첨단부 또는 연장부(520)의 끝에 평평한 모서리가 더 짧아 지도록 한다. 도 8G에 나타낸 예시적인 끝 부분에서 2차 경사면은 더 깊으며, 이는 첨단부 또는 연장부(520)가 조직을 더 쉽게 관통할 수 있도록 날카로운 형상을 가질 수 있도록 한다.

도 8H, 8I 및 8J에는 관(510)의 예시적인 경사 끝부분을 나타내었으며, 이는 도 8E 내지 8G에 나타낸 것과 비슷하지만 1차 경사면의 각도가 12도인 것이다. 도 8H에는 2차 경사면이 없으며, 도 8I에 나타낸 얕은 2차 경사면은 각도 β가 약 6도이며, 도 8J에 나타낸 깊은 2차 경사면은 역시 약 6도의 각도 β를 갖는다.

상기 설명 및 도 8A 내지 8F에 나타낸 다양한 형상의 첨단부(520)는 본 발명에 개시된 어떠한 예시적 실시예에, 예를 들어 다양한 장치와 방법에 사용될 수 있다. 예를 들어, 약 15도 미만, 또는 약 12도 미만의 경사각 α를 갖는 중공관(510)이 제공될 수 있다. 이러한 예리한 끝 부분 각도는 생체 조직 또는 매트릭스 물질을 쉽게 관통할 수 있도록 첨단부 또는 연장부(520)에 날카로운 첨단부를 제공한다. 도 8E 내지 8G에 도시된 바와 같이 약 6도 정도의 좁은 끝 부분은 치밀하거나 단단한 조직 또는 매트릭스 물질에 미세이식편을 채취 및/또는 이식하는 데 바람직하며, 첨단부 또는 연장부(520)의 더 좁은 끝 부분은 조직 또는 매트릭스 물질에 관(510)을 삽입했을 때 조직 또는 매트릭스 물질을 쉽게 자를 수 있도록 구성할 수 있다. 도 8F, 8G, 8I 및 8J에 도시한 첨단부 또는 연장부(520)의 예시적인 끝 부분과 같이 각도 β를 갖는 2차 경사면은 첨단부 또는 연장부(520)의 끝 부분을 더 작고 더 뾰족하게 함으로써 다양한 물질에 관(510) 말단부를 삽입하는 것을 더 쉽게 할 수 있다. 그러나 첨단부 또는 연장부(520)의 끝 부분이 더 날카롭고 더 좁으면, 예를 들어 작은 끝 부분 각도 α 및/또는 각도 β의 2차 경사면을 갖는 경우, 관(510)이 조직 또는 매트릭스에 반복적으로 삽입된다면, 닳거나, 구부러지거나 또는 다른 변형이 일어나기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 특정한 용도로 선택된 끝 부분의 형상은 장치가 사용될 물질 또는 조직의 유형 뿐만 아니라, 관(510)의 기대 수명을 고려하여 선택할 수 있다.

도 9는 도 8A-8B에 도시된 장치를 이용하여 엑스 비보(ex vivo) 피부조직의 공여부위로부터 획득된 복수의 미세이식편의 사진이다. 미세이식편은 길고, 형태의 세부는 다수 불규칙적이지만 실질적으로 동일한 형상이다. 이들 미세이식편의 상측 부분은 상피조직을 포함하고, 하측 부분은 공여부위로부터 채취된 피층조직을 포함한다. 이들 미세이식편의 폭은 채취를 위해 사용된 도 8A-8B에 도시된 관의 내경보다 약간 작다.

도 9에 도시된 미세이식편은 관이 채취된 조직들로 충만될 때까지 예시적 장치를 공여부위 내에 복수회 삽입함으로써 채취된 것이다. 공여부위의 조직 내에 장치를 연속적으로 삽입할 때마다 최상측의 미세이식편은 관의 근접단부의 밖으로 배출되었고, 이것은 분석을 위해 개별적으로 회수되었다. 이와 같은 미세이식편은 전술한 바와 같이 이 미세이식편을 수용하고 있는 관의 근접단부에 압력을 가하여 관의 말단부의 외부로 이 미세이식편을 밀어냄으로써 제거될 수 있다.

본 명세서의 더욱 예시적인 실시 예에서, 장치(1000)는 도 10A에 도시된 것과 같이 공여부위(100)로부터 예시적인 미세이식편(120)을 채취하고 생체적합성 매트릭스(210) 상에 이를 위치시키는 것을 용이하게 하도록 제공될 수 있으며, 이는 본 명세서에 설명되어 있다. 상기 예시적 장치(1000)는 본 명세서에 기재된 것과 같이 말단부에 복수의 첨단부(1020)를 포함할 수 있는 중공관(1010)을 포함할 수 있으며, 이는 도 5A 및 도 5B에 도시된 중공관(510)과 유사할 수 있다.

본 명세서에 공개된 예시적인 실시 예에서, 상기 관(510)은 두 개의 첨단부(1020)를 제공할 수 있으며, 상기 첨단부(1020)는 중공관(1010)의 말단부의 반대편을 예각, 예를 들어 상기 관(1010)의 세로축에 대하여 6도에 해당하도록 연마되어 형성될 수 있다. 이러한 예각, 예를 들어 12도 이하 정도의 예각은 그 미세이식편(120)을 제거하기 위하여 생체조직을 관통하고 절삭하는데 특히 효과적이다. 두 개의 첨단부(1020)가 제공되는 이러한 관은 조직 또는 다른 재료를 관통하기 위하여, 유사한 직경의 단일-포인트 바늘과 관련된 힘의 대략 2배의 힘을 사용한다.

예를 들어, 도 19A는 삽입하는 단계 및 추출하는 단계 또는 채취된 바늘 장치를 조직 층으로부터 제거하는 단계의 예시적 순서를 보여준다. 상기 예시적 바늘 장치는 도 5A에 도시된 빈 뾰족한 관(510), 또는 도 10A에 도시된 예시적 뾰족한 관과 유사할 수 있다.

삽입하는 단계 및 추출하는 단계를 수행하기 위하여, 시간 함수와 같이 조직에 관한 바늘의 위치의 플롯은 예시적 바늘(예: 세로축을 따라) 적용되는 상응하는 힘의 플롯과 함께 도 19B에 도시된다. 도 19B에 도시된 데이터를 수집하기 위하여 사용되는 상기 바늘은 25 게이지 관(gauge tube)으로부터 팁 경사면 각도 α 6도, 측면 경사면 각도 β 6도로 형성되며, 이는 도 8C, 8D, 및 8F에 도시된 예시적 바늘 형태와 유사하다.

도 19B의 그래프에 제공된 것과 같이, 상기 바늘은 약 6초 동안 조직 층을 통과하여 빠르게 삽입될 수 있고, 약 1초 동안 그 곳에 고정될 수 있으며, 이 후 약 0.8초의 시간에 걸쳐 조직 층 밖으로 지속적으로 제거될 수 있다. 바늘이 조직으로 삽입된 이후에 바늘을 특정 깊이에 유지시키는데 필요한 힘과 조직 층 밖으로 이동 한 뒤 바늘에 대한 남은 힘에는 분명한 지연이 생길 수 있다. 25 게이지 관을 사용하여 형성된 바늘을 삽입시키는 과정과 추출하는 과정 동안에, 바늘에서 나타나는 최대 및 최소의 힘은 각각 -0.2N 및 0.2N이었다. 바늘이 조직 안팎으로 운동하는 사이에 생기는 지연 및 그 결과로 생긴 바늘의 힘은, 바늘이 삽입되고 철회되며, 및/또는 바늘이 조직에 대하여 움직일 때 조직이 바늘로 일부 접착됨에 따라 조직이 변형되는 결과 중 적어도 일부에 나타날 수 있다. 도 19B에 구성된 단계의 처음과 끝에서 나타나는 작은 힘은 일부 구성요소 조각 및/또는 구성요소 들에 부착된 수직 로드 셀 센싱과 거의 연결되어 있을 것으로 예상된다.

본 명세서에 공개된 하나의 예시적인 실시 예에서, 상기 관(1010)은 25 게이지 관의 얇은 벽 바늘을 사용하여, 하나의 예시로서 약 0.51 mm의 외부 직경 및 약 0.31 mm의 내부직경으로 형성될 수 있다. 이 예시적인 바늘의 크기는 약 0.2 mm의 폭 또는 직경을 갖는 미세이식편(120)을 채취하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 관(1010)은 모든 충분히 강한 재료, 바람직하게는 생물 조직에 대하여 생체적합성 있거나 불활성화되는 재료, 예를 들어, 304 스테인레스 강, 수술용 스테인레스 스틸 등의 재료로 형성될 수 있다. 상기 관(1010)에는 절단 가장자리의 날카로움을 증가시키기 위한 전해연마, 또는 재료의 강도를 증가시키기 위한 ME-92(R) 크롬 코팅과 같은 추가적인 마무리 공정이 적용될 수 있다. 이와 같은 마무리 공정은 절단 효율 및/또는 바늘(1010)의 유용한 수명을 증대시킨다.

도 10A에 도시된 바와 같이, 상기 관(1010)은 기판(1030)에 미끄러지기 쉽게 부착하므로, 기판(1030)에 제공되는 구멍을 통하여 관(1010)이 통과한다. 상기 기판(1030)에 대한 상기 관(1010)의 위치는 예를 들어, 실질적으로 상기 관(1010)의 세로축을 따라, 기판(1030)에 대하여 관(1010)을 제어가능하게 바꾸는 위치 배열에 의해 제어된다. 이러한 방법으로, 상기 관(1010)의 말단부가 상기 기판(1030)의 하부 표면을 지나 돌출된 거리는 제어가능하게 다양해질 수 있다.

상기 예시적 장치(1000)는 내강에 제공된 핀(1040) 또는 상기 관(1010)의 시작부분을 더 포함한다. 상기 핀(1040)의 직경은 상기 관(1010)의 내부 직경(내경)과 상당히 동일하고나 약간 작을 수 있어서, 상기 핀(1040)은 관(1010)의 대부분 또는 모든 내강을 채우거나 가리는 동안 상기 관의 축을 따라 바뀐다. 상기 핀(1040)은 상기 관 내부로 핀의 운동을 촉진시키거나 및/또는 핀으로 생체 재료들이 축적되거나 들러붙는 것을 방지하기 위하여, 테플론(Teflon) 등의 낮은 마찰 물질로부터 형성될 수 있으며, 낮은 마찰 물질에 의해 코팅될 수 있다. 상기 관(1010) 내부에서 미세이식편(120)의 위치변경을 촉진하기 위하여 상기 핀(1040)의 말단부는 실질적으로 납작할 수 있다.

본 명세서에 공개된 하나의 예시적인 실시 예에서, 상기 관(1010)은 25 게이지 관의 얇은 벽 바늘을 사용하여, 하나의 예시로서 약 0.51 mm의 외부 직경 및 약 0.31 mm의 내부직경으로 형성될 수 있다. 이 예시적인 바늘의 크기는 약 0.2 mm의 폭 또는 직경을 갖는 미세이식편(120)을 채취하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 크기의 관(1010)과 함께 사용될 수 있는 핀(1040)은 약 0.24의 직경을 구비할 수 있다. 상기 관(1010)의 내경과 상기 핀(1040)의 직경 간의 차이는 상기 관(1010) 내부에서의 핀(1040)의 운동을 촉진시키는 반면, 상기 핀은 미세이식편(120)을 상기 관(1010)의 내부에서 바깥으로 누를 정도로 충분히 넓다. 상기 관(1010) 및/또는 상기 핀(1040)은 모든 충분히 강한 재료, 바람직하게는 생물 조직에 대하여 생체적합성 있거나 불활성화되는 재료, 예를 들어, 304 스테인레스 강, 수술용 스테인레스 스틸 등의 재료로 형성될 수 있다.

상기 핀(1040)에는 예를 들어, 실질적으로 상기 관(1010)의 세로축을 따라, 상기 관에 대하여 상기 핀을 제어가능하게 바꾸는 추가적인 위치 배열이 제공될 수 있다. 이러한 방법으로, 상기 핀(1040)의 말단부의 위치에 대한 상기 관(1010)의 말단부의 위치는 제어가능하게 다양해질 수 있다. 예를 들어, 기판(1030)의 하부 표면에 대한 관(1010) 및 핀(1040)의 각 말단부의 위치는 바람직하게는 제어가능하고 독립적으로 선택되고 다양해질 수 있다.

도 10B는 여기에 설명된 관(1010) 및 핀(1040)에 대한 하나의 예시적인 도시로, 상기 관(1010)에 대하여 위치하는 상기 핀(1040)을 보여주며, 그들의 말단부들은 실질적으로 정렬된다. 핀(1040) 및/또는 관(1010)의 일부는 그들 사이 및/또는 구성요소 및 생체조직 사이에서 마찰을 감소시키기 위하여 코팅 도는 표면 처리되어 선택적으로 제공될 수 있다. 예시적인 코팅으로 플라스틱 또는 나일론, 폴리에틸렌과 같은 폴리머, 광택 금속합금 등이 포함될 수 있다.

공여부위(100)로부터 예시적인 미세이식편(120)의 채취하는 단계, 및 그 미세이식편을 선택적으로 생체적합성 기판(210)위에 위치시키는 단계를 촉진하는데 사용되는 예시적인 장치(1100)의 하나의 도식적인 측면도가 도 11에 도시되어 있다. 상기 장치(1100)는 도 10A에 도시된 관(1010), 핀(1040), 및 기판(1030)을 포함할 수 있다. 기판(1110) 또는 다른 지지구조는 상기 기판(1030)에 부착될 수 있고, 선택적으로 단일 구성요소로서 기판(1030)과 함께 제공될 수 있다.

하나의 첫 번째 작동수단(1120)이 상기 기판(1110)에 부착될 수 있고, 첫 번째 커플링 암(coupling arm)(1125) 등을 사용하는 상기 관(1010)에 기계적으로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 두 번째 작동수단(1130)은 상기 기판(1110)에 부착될 수 있고, 두 번째 커플링 암(1135) 등을 사용하는 상기 핀(1040)에 기계적으로 연결될 수 있다. 상기 첫 번째 작동수단(1120) 및 두 번째 작동수단(1130)은 전통적인 직선의 작동수단 등 일 수 있다. 이러한 작동수단(1120, 1130)은 상기 기판(1110) (및 기판(1130))에 대하여 상기 커플링 암(1125, 1135)들이 조절가능하게 위치되고 독립적으로 가변될 수 있도록, 적절한 조절부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 작동수단(1120, 1130)들의 운동의 선형 범위는, 예를 들어 미세이식편을 피부조직으로부터 채취하고 이를 본 명세서에 기재되는 기판에 위치시키는 것과 같은 상기 장치(1100)의 많은 전형적인 용도로 쓰이기 위하여 약 2 cm 이하 일 수 있다.

*도 11에 도시된 것과 같이 상기 장치(1000)의 예시적인 도식화된 구성에서, 작동수단(1120)의 변형 또는 위치 범위는, 상기 관(1010)의 말단부가 상기 기판(1030)의 하단 표면 위로 올라갈 수 있도록 선택될 수 있고, 상기 말단부가 상기 기판(1030)의 하단 표면 아래로 약 1~2 cm 정도의 최대 거리까지 돌출될 수 있도록 낮춰질 수 있다. 마찬가지로, 상기 작동수단(1130)의 위치 범위는 상기 핀(1040)의 말단부가 상기 관(1010)의 말단부 위로 약 1~2 cm의 거리 정도 올라올 수 있도록, 그리고 상기 핀(1040)의 말단부가 실질적으로 상기 관(1010)의 말단부와 직선상에 올 수 있도록(예를 들어 첨단부(1020)와 직선상에 올 수 있도록) 선택될 수 있다. 예를 들어, 공여부위가 상대적으로 두껍게 채취된 경우, 상기 작동수단(1120, 1130)의 변화 범위는 이러한 예시적 거리보다 역시 더 클 수 있다. 그 대신, 미세이식편들이 조직의 얇은 층에서 채취되어 얇은 기판 위에 선택적으로 위치시킨다면, 이러한 변화 범위는 다소 작아질 수 있다.

공여부위(100)로부터 미세이식편(120)을 채취하고 본 명세서에 실시예에 따른 기판(210) 위에 위치시키기 위한 하나의 예시적 순서가 도 12A 내지 12E에 도시되어 있다. 초기 일로서, 공여부위의 표면은 세척, 소독, 면도, 및/또는 기타 다른 준비가 이루어지며, 도 12A에 도시된 바와 같이, 기판 재료(210)의 일부 또는 시트가 그 위에 놓여진다. 상기 관(1010)의 말단부 및 핀(1040)은 각각의 작동수단들에 의해 정렬될 수 있으며, 상기 기판(210)의 상부표면과 가까이에 위치할 수 있다. 상기 관(1010) 및 상기 핀(1040)은 그 말단부가 기판의 두께를 관통하거나 지나칠 수 있도록 변화할 수 있으며, 도 12B에 도시된 바와 같이 공여부위(100) 표면과 가까운 곳에 위치할 수 있다. 상기 관(1010) 및 핀(1040)은 기판(210)을 통과함에 따라, 점성의, 휘기 쉬운, 탄성 있는 등의 성질을 가질 수 있는 소량의 기판 재료를 밀어낼 수 있다.

도 12C에 도시된 것과 같이, 상기 관(1010)은 공여부위(100) 조직을 관통할 수 있도록 아래로 옮겨지며, 반면에 상기 핀(1040)의 위치는 그 말단부가 공여부위(100) 표면에 가깝게 위치하여 유지될 수 있도록 공여부위에 대하여 실질적으로 움직이지 않고 고정될 수 있다. 상기 관(1010)의 말단부는 상기 관(1010)이 공여조직을 관통함에 따라 공여부위의 주위 조직으로부터 조직의 일부를 절단할 수 있고, 따라서 공여부위(100)의 조직 일부는 상기 관(1010)의 내강의 말단부 내부에 위치할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 관(1010)이 공여부위(100)에 침투한 깊이는 관 작동수단(1120)에 의해 조절될 수 있다. 공여부위 조직 내부의 특정 깊이에 말단부가 위치 할 수 있도록 상기 관(1010)은 옮겨질 수 있다. 예를 들어, 공여부위가 피부조직이라면, 상기 관(1010)의 말단부는, 예를 들어 도 12C에 도시된 것처럼 아래층의 지방조직으로 약간 침투하는 것과 같이, 피부 층 하단에 가깝게 되도록 연장될 수 있다.

도 12D에 도시된 바와 같이, 상기 관(101) 및 핀(1040)은 실질적으로 그들의 상대적인 위치를 유지할 수 있도록, 상기 관(1010)의 말단부가 공여부위(100) 표면에 가깝거나 약간 위로, 올려 지거나 동시에 집어넣어질 수 있다. 관(1010)에 의해 공여부위(100)로부터 절단된 일부 조직은 미세이식편(120)으로서 사용될 수 있으며, 관(1010)이 제거될 때 올려 지거나 공여부위(100)로부터 제거되도록 상기 관(1010)의 말단부에 역시 고정될 수 있다. 만약 상기 조직이 피부조직으로부터 채취된 것이라면, 관(1010)이 적어도 처음에 피하 지방층의 상부표면을 침투할 경우 상기 공여부위로부터의 미세이식편(120)의 제거는 용이해 질 수 있다. 미세이식편(120)의 하단은 피부 조직으로부터에 비해 더욱 쉽게, 인접한 지방조직에서 분리되거나 또는 떼어질 수 있다.

도 12D에 도시된 바와 같이, 상기 관(1010) 및 핀(1040)을 공여부위(100)로부터 함께 제거는 미세이식편을 기판 재료(210)의 층 안에 위치시키게 할 수 있다. 예를 들어, 상기 관(1010) 및 핀(1040)은 관(1010)의 말단부가 기판 재료(210) 하부표면에 가까이 또는 기판 재료(210) 내부에 위치할 수 있도록, 실질적으로 동시에 올려질 수 있다. 도 12E에 도시된 것과 같이, 상기 핀(1040)이 실질적으로 기판(210)에 대하여 고정적으로 위치를 유지하는 동안, 상기 관(1010)은 기판(210)로부터 더 후퇴한다. 이러한 예시적인 절차는 미세이식편(120) 주위로부터 관(1010)이 제거됨에 따라, 핀(1040)을 사용하는 기판(210)의 재료 내부에 미세이식편(120)이 실질적으로 위치하도록 촉진한다. 이러한 방법으로, 미세이식편(120)은 기판(21) 내부에 위치할 수 있고, 그곳에 머무를 수 있으나, 상기 관(1010) 및 핀(1040)은 공여부위(100) 및 기판(210)로부터 완전히 제거된다.

도 11은 예시적인 장치를 나타낸 것이고, 도 12A 내지 12D는 조직의 채취 절차이다. 하기는 공여부위에서 미세이식편(120)을 채취하고, 이식 또는 자가이식 절차를 이용하여 매트릭스(210)에 그들을 배치하는 것에 대한 몇 가지 이점에 대한 설명이다. 예를 들면 미세이식편(120)은 오염, 생물학적 자극 등의 기회 등을 감소시키기 위해 공기에 노출되지 않고 매트릭스(210) 내에 위치시킬 수 있다. 사용된 매트릭스 물질의 두께 등에 따라 다양한 침투 깊이가 선택되거나 채취될 미세이식편에 요구되는 깊이에 따라 조정될 수 있다. 미세이식편(120)은 그들의 작은 크기 및/또는 부드러운 조직의 일관성을 조작하기 어렵기 때문에 공여부위와 실질적으로 동일한 방향으로 매트릭스(210)에 위치할 수 있다.

도 11의 기판(1030)은 매트릭스 물질(210) 층 상에 위치하는 경우 매트릭스 (210)와 공여부위(100) 표면의 기계적 안정성을 제공 할 수 있다. 매트릭스(210) 상 기판(1030)의 배치와 공여부위(100)는 미세이식편(120)을 채취하는 동안 매트릭스(210)와 공여부위(100) 조직의 움직임 또는 변형을 억제할 수 있다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 기판(1310)은 도 13B와 같이 그들 사이에 긴 구멍이 있는 다수의 스트립 또는 슬라트(1315)를 포함한다. 도 13B의 검은 점은 검은색의 공여부위로부터 채취된 미세이식편이고, 수용부위로의 이식을 나타낸다. 공여부위와 수용부위는 돼지의 피부조직이고 동종이식편을 생성한다. 상기 설명한 조직(100) 안정화와 같이, 채취된 관(510, 1010)이 조직(100)과 슬라트(1315) 사이에 삽입되는 동안 기판(1030)은 공여조직(100)상에 위치한다. 또한, 기판(1310)은 예를 들면 공여부위 (100) 영역으로부터 관의 반복 삽입과 추출 등과 같이, 공여부위에 대응되는 관(510. 1010)의 배치를 용이하게 할 수 있다. 또한, 기판(1030)은 예를 들면 타원형, 삼각형, 사각형 또는 다른 형태 또는 이들의 조합 등의 다양한 구멍과 같은 관통구의 다른 기하학적 형태와 배열을 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 기판(1310)은 도 13과 같이 기계적 안정성을 제공하고 공여부위(100) 조직의 움직임을 감소하기 위하여 공여부위(100) 표면에 직접 위치할 수 있다. 상기 도 12A 내지 12E와 같이, 기판(1310)은 하나 또는 그 이상의 구멍을 제공할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 관(1010)은 공여부위로부터 미세이식편을 절단하고 추출하기 위하여 홀(1310)을 통과하도록 구성될 수 있다. 도 13A와 같이 매트릭스(210)는 기판(1030)의 상단에 제공될 수 있다. 선택적으로 드레싱 재료 층(1320)은 매트릭스(210)의 안정화 및/또는 처리의 편의성을 촉진하기 위해 매트릭스(210)의 상단 표면에 위치할 수 있다. 도 13A와 같이, 기판(1030)이 매트릭스(210)와 공여부위 사이에 제공되는 경우, 도 12A 내지 12E의 관(1010)과 핀(1030)의 거리 또는 높이 변화는 미세이식편(120)이 공여부위(100)로부터 채취되고 기판상의 매트릭스(210)에 위치하는 것과 같이 적절히 제어될 수 있다.

본 발명의 추가의 예시적 실시예에서, 두 기판(1400, 1410)은 도 14에 도시된 바와 같이 추가의 안정성을 제공하는데 사용될 수 있다. 도 13A에 도시된 기판(1030)과 유사하게, 하나 또는 그 이상의 구멍(1420)을 가지는 하부 기판(1410)이 공여부위(100)의 표면에 제공될 수 있다. 매트릭스(210)는 하부 기판(1410)의 상단에 제공될 수 있다. 상부기판(1400)은 상기 매트릭스(210) 또는 드레싱 재료(1320)의 상단에 제공될 수 있다. 하부 기판(1410)에 제공되는 상기 구멍(1420)에 대응되도록 및/또는 정렬되도록 상기 상부 기판(1400)은 하나 또는 그 이상의 구멍을 갖도록 제공될 수 있다. 이러한 정렬된 구멍들(1420, 1425)은 계적인 안정성을 공여부위(100) 및 매트릭스(210) 양쪽에 제공하면서 매트릭스(210) 및 공여부위 조직(100)의 내외로 관(1010)의 변환을 가능하게 할 수 있다. 상기 하부 기판(1410) 및 상부 기판(1400) 내에서 정렬된 구멍들(1420, 1425)은 상기 하나 또는 그 이상의 관(1010)들이 상기 구멍(1420, 1425)들을 통해 수직적으로 변환됨으로써 추가의 기계적 안정성 및 하나 또는 그 이상의 관(1010)의 개선된 정렬을 제공할 수 있다.

본 발명의 추가의 예시적인 실시예에서, 벽(1430)은, 예를 들어 측벽 등은, 도 14에 도시된 바와 같이 하부 기판(1410)과 상부 기판(1400)의 사이에, 예를 들어 하나 또는 양쪽 기판의 근처에 제공 되어질 수 있다. 하부 기판(1410), 상부 기판(1400) 및 벽(1430)은 함께 상기 매트릭스(210)의 주위가 밀폐되도록 형성할 수 있다. 이러한 예시적인 구성은 예를 들어 상기 매트릭스(210)가 점성이 있는 또는 쉽게 변형할 수 있는 물질로 형성된 경우 매트릭스(210) 함유를 가능하게 할 수 있다. 따라서 상기 도 14에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예는 기계적으로 단단하거나 안정하지 않을 수 있는 매트릭스(210) 내에서 미세이식편(120)의 설치를 가능하게 할 수 있다. 도 14에 도시된 예시적인 실시예는 이하에 개시된 본 발명의 다른 다양한 실시예들과 함께 사용될 수 있다.

예시적인 장치(1100)는 공여부위(100)로부터 복수의 미세이식편(120)을 채취하고, 선택적으로 그것들을 매트릭스(210)에 배치하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판(1030)은 이격된 복수의 관통 구멍들과 함께 제공될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 플레이트(1110) 또는 관(1010)과 핀(1040)을 지지하는 장치(1110)의 다른 부분은 기판(1030)을 통해 변환 가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 관(1010) 및 핀(1040)은 기판(1030) 안에 복수의 구멍들에 위치할 수 있다. 그런 변환은 1치수(예를 들어, 선형) 또는 2치수(예를 들어, 기판(1030)의 특정한 표면구역) 안에서 수행할 수 있다. 이러한 예시적인 방법으로, 공여부위(100)에 인접한 하나의 위치 안에 기판(1030) 및 예시적인 장치(1100)를 유지하면서, 복수의 미세이식편(120)은 공여부위(100)로부터 채취되고, 매트릭스(210)안에 복수의 위치, 예를 들어 기판(1030)안의 복수의 구멍들과 가까운 곳에 배치될 수 있다.

전술한 내용의 더 예시적인 측면에서, 도 11에 도시된 바와 같이 장치(1100)는 복수의 관(1010) 및 핀(1040)과 함께 제공될 수 있다. 모든 관(1010)들은 하나의 제1 작동수단(1120)을 사용하면서 함께 변환 가능하거나, 또는 관(1010)의 특정한 것은 복수의 제1 작동수단(1120) 및 적당한 제1 커플링 암(coupling arm)(1125)을 사용하면서 동시에 및/또는 순차적으로 변환 가능할 수 있다. 이와 유사하게, 복수의 핀(1040)은 하나의 제2 작동수단(1130)을 사용하면서 함께 변환 가능하거나, 또는 핀(1040)의 특정한 것은 복수의 제2 작동수단(1130) 및 적당한 제2 커플링 암(coupling arm)(1135)을 사용하면서 동시에 및/또는 순차적으로 변환 가능할 수 있다. 일반적으로, 관(1010)의 각각의 변환은 그와 관련된 핀(1040)으로 조정되는 것이 바람직하다. (즉, 상기 핀(1040)특정한 관(1010)의 내강 안에서 제공된 것임) 이러한 예시적인 방법으로, 관(1010) 및 관련된 핀(1040)의 결합은 도 12A 내지 12E에 도시된 채취 및 이식하는 단계 순서를 수행하도록 조절될 수 있다.

다음에 설명된 바와 같이, 하나 또는 그 이상의 미세이식편(120)을 포함하는 매트릭스(210)는 적합하게 준비되어 왔던 손상된 조직의 수용부위 위에 배치될 수 있는 이식편 물질로서 사용될 수 있다. 일반적으로, 이식편 물질은 매트릭스(210) 내에 제공된 복수의 미세이식편(120)을 포함할 것이다. 매트릭스(210) 내에 미세이식편(120)의 간격은 미세이식편이 매트릭스(120) 내에서 성장하도록 촉진시키기 위해 선택될 수 있다. 따라서, 충분한 범위를 제공하고, 또는 손상된 구역을 복구할 수 있다.

그 미세이식편(120)은 임의로, 균일한 패턴 또는 또 다른 바람직한 공간위치 내의 매트릭스(210) 내에 배치될 수 있다. 전술한 내용의 예시적인 측면에서, 이식된 미세이식편(120)의 밀도 또는 간격은 매트릭스(210)의 다른 구역 내에서 다를 수 있다. 예를 들어, 미세이식편(120)보다 더 높은 밀도 및/또는 더 낮은 간격은 주변부의 통합 및/또는 이식편의 혈관 재생을 향상시키기 위해 매트릭스(210)의 가장자리와 가깝게 제공될 수 있다. 손상된 조직의 구역 위에 배치된 후에, 멸균된 드레싱(dressing) 또는 그와 같은 것은 이식편 물질 위에 배치될 수 있다. 그러한 드레싱(dressing)은 수용부위에 이식편 물질의 취급 및 배치를 촉진할 수 있는 이식편 물질로 간주될 수 있다.

본 발명의 추가의 예시적 실시예에서, 채취된 미세이식편(120)은 예를 들어 실질적으로 수용부위의 전체 조직으로 바로 삽입 또는 이식될 수 있다. 예를 들어, 미세이식편(120)은 멜라닌 세포를 포함할 수도 있는 공여부위(100)로부터 채취될 수 있고, 멜라닌 세포가 부족한 수용부위의 조직으로 바로 도입될 수 있다. 이러한 예시적인 절차는 예를 들어 백반증 또는 비슷한 증상을 치료하기 위해 리피그먼트(repigment) 피부 조직에 이용될 수 있다. 수용부위(100)의 조직은 상기 설명한 대로 미세이식편(120)에 삽입되기 전에 냉동되거나 부분적으로 냉동될 수 있다.

도 15A 내지 15E는 미세이식편(120)을 수용부위(1510)안에 이식하기 위한 예시적인 장치(1500)이다. 그 장치(1500)는 도 10A에 나타낸 장치와 비슷하게, 말단부에 복수개의 첨단부(1020)와 중심 내강(central lumen) 또는 관의 개구(1010)에 제공되는 핀(1040)을 포함할 수 있다.

도 15에서 나타난 바와 같이 예시적인 장치(1500)는 관(1010) 주변에 제공될 수 있는 중공 관통 바늘(1520)을 추가적으로 포함하여 관(1010)을 관통 바늘(1520) 안에 넣거나 및/또는 뺄 수 있다. 관통 바늘(1520)은 피어스로 구성된 단일 첨단부(1525)를 포함하고 포지셔닝 수단에 침투될 수 있다. 관통 바늘(1520)은 수동으로 제어할 수 있거나 도 11에 나타낸 예시적인 장치(1100)의 작동 수단(actuator, 1120, 1130)과 유사한 작동 수단을 이용하여 제어될 수 있다.

본 발명의 예시적 방법에서, 관(1010)과 핀(1040)은 예를 들어 도 12A 내지 12D에 나타낸 예시적인 채취 절차를 사용하여, 미세이식편(120)을 채취하는데 사용될 수 있다. 미세이식편(120)은 관(1010)과 핀(1040)이 공여부위(100)로부터 완전히 제거될 때 관에 보관될 수 있다. 도 15A에서 보는 바와 같이 관(1010)과 핀(1040)은 피어싱 관(1520) 안에 위치하고, 관(1010)의 말단부가 관통 바늘(1520) 안에 있다.

도 15B에 나타낸 바와 같이 관통 바늘(1520)은 수용부위(1510)에 넣을 수 있고, 그러면 관통 바늘(1520)의 첨단부(1525)는 수용부위(1510)에 있는 조직의 부분을 분리한다. 도 15B에 나타낸 바와 같이 미세이식편(120)과 함께 관(1010)과 핀(1040)은 관통 바늘(1520)과 함께 앞으로 넣을 수 있고, 그러면 미세이식편(120)을 함유한 관(1010)의 말단부는 수용부위(1510)의 아래 또는 인접 표면에 위치한다. 수용부위(1510)에 대해 핀(1510)을 실질적으로 고정시키는 동안, 관(1010)은 수용부위(1510)로부터 빼낼 수 있고, 그러면 미세이식편(120)을 포함하는 관(1010)의 말단부는 도 15C에서 나타낸 바와 같이 수용부위의 분리된 조직 안에 위치할 수 있다.

그리고 나서 수용부위(1510)에 대해 핀(1510)을 실질적으로 고정시키는 동안, 관(1010)은 수용부위(1510)로부터 빼낼 수 있고, 그러면 도 15D 미세이식편(120)은 관(1010)이 빼내어 질 때 수용부위(1510)의 분리된 조직 안에 남아 있게 된다. 도 15E에서 나타낸 바와 같이, 수용부위(1510)로부터 장치(1500)를 제거하면, 수용부위(1510) 안에 미세이식편(120)이 남아 있게 된다.

직접 이식, 예를 들어, 멜라닌을 포함하고 있는 미세이식편(120)을 디피그먼트(depigment) 수용부위(220) 안으로 바로 이식함에 의해 백반증을 치료하는 것이 조직 정상화를 위하여 이용될 수 있다. 예시적인 미세이식편(120)은 건강한 공여부위(100)로부터 채취될 수 있고, 도 15A 내지 5E에 나타낸 예시적인 방법과 장치를 이용하여, 예시적인 미세이식편(120)은 건강한 공여부위(100)로부터 채취되고, 상처 안의 건강한 조직의 성장 촉진을 위한 상처 조직을 포함하는 수용부위(1510)로 바로 놓을 수 있다. 본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 조직의 일부는 이러한 조직 부분의 제거에 의해 수용부위(1510)에 형성되는 홀에서 미세이식편(120)이 놓기 전에, 수용부위(1510)에서 제거될 수 있다. 홀은 삽입을 용이하게 위하여 상기 삽입된 미세이식편(120)의 크기와 같거나 약간 클 수 있다. 예를 들어, 융제 레이저(ablative laser) 등을 사용하여 조직을 제거하거나(removing) 파괴(ablating)하는 것에 의하여, 상기 설명한 대로, 하나 이상의 관(510)을 이용하여 수용부위에 홀이 형성될 수 있다.

도 15A-15D에 개시된 예시적인 방법 및 장치는 상기 묘사한 예시적인 방법과 장치를 이용하여 예를 들어 근육 조직, 장기 조직과 같은 다양한 피부 근처 조직 사이에 또는 안에 이식하는 것 등을 포함한 다양한 절차로 사용될 수 있다. 다른 조직이 관여된 "하이브리드(HYBRID)" 또는 이종이식(heterogeneous grafts) 역시 발생될 수 있다. 예를 들어, 하나의 공여부위에서 조직의 첫 번째 유형을 갖는 공여부위의 미세이식편(120)은 조직의 두 번째 유형에 놓을 수 있다. 이러한 예시적인 이식 절차는 많은 다양한 응용에 이용될 수 있다. 예를 들어, 내분비 기관에서 미세이식편(120)은 피부를 포함하는 공여부위(1510)에 놓을 수 있다. 예를 들어, 췌장 조직 미세 이식은 인슐린 분비에 제공하기 위한 피부 조직에 놓을 수 있다. 또 다른 예를 들면, 부드러운 근육 조직은 위장관에 도입될 수 있다. 다른 기능 조직에서 얻어진 미세이식편(120)은 다른 특성을 갖는 공여부위에 놓을 수 있다.

본 발명의 특정 예시적인 실시예에 있어서, 관통 바늘(1520)은 날카로운 첨단부(1525)가 없는 관(510, 1010)의 부분 근처에 제공될 수 있다. 관통 바늘(1520)의 말단부는 평편할 수 있고, 예를 들어, 말단부의 바깥부분은 선택적으로 넓어지거나(widen) 플랜지(flanged)형태일 수 있다. 이러한 관통 바늘(1520)은 가이드 및/또는 관의 지지 역할을 할 수 있고, 그것이 공여부위 부분에 삽입되거나 공여부위로부터 빼내어 질 때, 관의 굽혀짐, 왜곡, 깨짐 등을 줄이거나 방지하는 역할을 할 수 있다. 그것은 또한 조직 안에서 조직의 관(1010) 및/또는 핀(1040)의 삽입 깊이를 조절하는 데에 이용될 수 있다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에 있어서, 도관(conduit)은 상기 묘사한, 예를 들어 관(510, 1010)의 인접 끝(proximal end)과 연결되어 있는 관(510, 1010)의 내강(lumen)과 커뮤니케이션하는 데에 제공될 수 있다. 이러한 도관은 도 2에 도시된 바와 같은 도관(720)과 비슷한 구성을 가질 수 있다. 도관은 낮은 및/또는 높은 압력원, 예를 들어, 진공 배열 및/또는 가압된 기체 또는 액체의 소스와 함께 커뮤니케이션하는 데에 제공될 수 있다. 예를 들어, 핀(1040)의 직경은 관(1010)의 내부 내강의 직경보다 약간 작을 수 있다. 이러한 구성은 핀(1040) 주위 관(1010)의 내강을 통과하는 가스 등의 유체를 이용 가능하게 하고, 관(1010)의 내강을 통해 전파되기 위한 압력 차이를 허락하게 된다. 도관으로부터 관(1010)의 내강으로의 낮은 압력의 조절 어플리케이션은 둘러싼 조직으로부터 미세이식편(120)의 분리를 가능하게 할 수 있다. 유사하게, 관(1010)의 내강으로의 도관으로부터 상승된 압력의 어플리케이션은 그것이 채취된 후에 관(1010)으로부터 미세조직편(120)의 제거 또는 축출(expulsion)을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에 있어서, 유체는 도 5A 및 5B에 나타낸 관(510) 또는 도 10A에 나타낸 관(1010) 안에 제공될 수 있고, 그러면 유체의 일부는 관(1010)과 핀(1040) 사이에 존재하게 된다. 이 유체는 핀(1040)과 관(1010) 사이의 마찰을 줄일 수 있다. 유체는 관(1010)이 복수개의 조직 미세이식편(120)을 채취하기 위해 사용될 때, 관(1010)의 말단부에 인접한 생물학적 조직의 축적(buildup) 또는 누적(accumulation)을 줄이거나 방지하기 위해 사용된다. 유체는 또한 예를 들어 도 6A 내지 6C, 12A 내지 12E, 및/또는 15A 내지 15D에서 나타낸 예시적인 미세이식편의 조작 시퀀스의 적절한 과정 동안에 감소되거나 상승된 압력의 유체를 제공하는 것에 의해, 관(1010) 안의 미세이식편(120)의 보유 및/또는 관으로부터 미세이식편(110)의 방출을 가능하게 한다. 예를 들어, 유체는 상기 묘사한 공여부위 또는 매트릭스(210)에 조직(1510) 안의 미세이식편(120)의 위치의 정확도를 향상시킬 수 있다. 채취된 미세이식편(110)의 포지셔닝의 이러한 정확성은 예를 들어, 미세이식편(120)이 채취 후 성장될 때 포낭 또는 다른 원하지 않는 결과의 형성을 줄이거나 방지할 수 있다.

이러한 유체는 예를 들어, 도관 또는 도 7에 나타낸 도관(720)과 유사하게 관(1010)의 인접 끝(proximal end)과의 커뮤니케이션에 제공되기 쉬운 유사의 것을 통해 제공될 수 있다. 또는 유체는 관(1010) 등의 사이드에 형성된 오프닝(opening)을 통하여 제공될 수 있다. 관통 바늘(1520)이 사용되는 경우, 도 15에 도시된 예시적인 장치(1500)에 제공된 바와 같이, 유체는 또한 또는 대체적으로 관통 바늘(1520)과 관(1010) 사이에 제공될 수 있다.

사용될 수 있는 예시적인 기체는 생체에 접합하고, 생체 조직에 대해 불활성인 것, 예를 들면 바람직하게는 조직(100, 1510)에 접촉할 때에 어떤 부작용도 생산하지 않는 것일 수 있다. 예를 들어, 유체는 생리 식염수, 글리세롤, 또는 유사한 것일 수 있다. 그것은 버퍼(buffered)될 수 있고, 그리고 응고 방지제, 항균제, 응고제 등과 같은 하나 또는 그 이상의 추가적인 성분을 포함하는 것일 수 있다. 하나 또는 그 이상의 성장 인자는 이러한 유체에 추가되어, 매트릭스(210) 또는 직접 수용부위(220)에 이식되기 전에, 미세이식편(120)을 그러한 성장 인자에 노출시킴으로써 미세이식편(120)의 생존능력을 향상시킬 수 있다.

힘 센서, 광 센서, 및/또는 위치 센서는 상기 묘사한 예시적인 채취 및/또는 매트릭스 이식 절차의 조절의 향상을 위한 작동 수단(1120, 1130) 및/또는 관(510, 1010) 및/또는 핀(1040)과의 커뮤니케이션 에 선택적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 채취 및/또는 특정 조직층의 이식 및/또는 미세이식편(120)의 크기를 돕기 위해, 상기 센서는 침투 깊이 및/또는 관(101)의 침투 저항 및/또는 핀(1040)을 탐지하는 데 이용될 수 있다.

관(510,1010) 내 미세이식편의 존재를 검출하기 위한 센서 역시 제공될 수 있다. 이러한 센서는 예를 들어, 관(510, 1010) 내에서 전기 저항 또한 저항의 변화를 탐지하도록 구성된 관(510, 1010)으로 제공되는 작은 전기 전류원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 작은 전류가 바늘(510, 1010)(예를 들어, 전극 구성)로 흐를 때에 탐지된 저항은 바늘(510, 1010)이 빈 것이거나 또는 미세이식편(120)이 존재하는 것을 나타낼 수 있다. 또한, 레이져 섬유 그리고 포토 탐지기(photo detector)는 분산된 빛의 변화를 선택적으로 탐지하여 미세이식편(120)이 존재하는지 아닌지를 나타내기 위하여 바늘 안에 제공될 수 있다.

상기 미세이식편 센서는 예를 들어, 만약 복수의 상기 미세이식편이 공여부위(100) 및/또는 수용부위(1510)의 2차원 스캔 또는 선회(traverdal)로 처리되면, 예를 들어, 실제 채취 및/또는 관(510, 1010)에 의해 이식된 미세이식편의 수 또는 비율을 결정하는 것에 이용될 수 있다. 상대적으로 작은 수의 "놓친(missed)" 미세이식편은 특정 절차에서 수용될 수 있으나, 반면 큰 수 또는 비율의 "놓친" 미세이식편은, 예를 들어, 바늘(510,1010)이 다시 높여질 필요가 있는 것, 이식편 물질이 실용적이거나 허용되는 것이 아닌 것, 및/또는 절차가 반복되거나 계속되어야 하는 것을 지시하는 것일 수 있다. 만약 탐지된 "놓친" 미세이식편이 공여부위(100)에 위치하면, 이는 특정 지역안의 조직이 구조적으로 다를 수 있음, 예를 들어 사마귀 또는 작은 상처가 공여부위(100)에 존재할 수 있음을 지시하는 것일 수 있다.

도 16은 돼지 피부로부터 채취하여 콜라겐 겔(gel)에 위치시킨 미세이식편의 예시적인 이미지의 시리즈이다. 미세이식편의 표피 부분은 이 이미지에 있는 미세이식편의 하단 끝 어두운 부분이다. 심지어 12시간만큼의 짧은 시간에(도 16의 왼쪽에 두 번째 이미지), 어두운 미세이식편 주변 밝은 영역으로부터 확인할 수 있듯이, 미세이식편으로부터 주변의 겔 매트릭스로 이식된 살아있는 세포가 관찰된다. 이 이식은 콜라겐 겔로 미세이식편을 높놓 후 72시간 동안 관찰되고, 상기 공개 묘사한 예시적인 실시예에 따라 채취되어 매트릭스에 놓인 미세이식편은 확장된 시간에 대하여 생존 가능할 수 있으며, 생존 가능한 이식편 재료를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에 있어서, 미세이식편(120)은 매트릭스 없이 깨끗한 상처 부위에 이식될 수 있다. 예를 들어 도 17은 흑쥐(black mouse)의 피부로부터 얻어진 미세이식편이 상처 부위에 이식되고 상처가 치유된 누드(hairless) 마우스로부터 생성된 상처의 치유를 보여주는 예시적인 이미지의 시리즈이다. 약 6주 후에 상처는 잘 치유되고, 누드 수용부위에 검은 머리카락의 일부 다발(tufts)이 관찰된다. 이 누드 수용부위의 검은 다발의 출현은 적어도 일부의 미세이식편은 치유 과정동안 생존하였다는 것과 기능적인 머리카락은 누두 수용 부분에 성공적으로 이식되었음을 나타낸다.

도 18A는 수술 전 전층(full-thickness) 피부 조직의 상당한 사각형 영역이 수술적으로 제거되어 돼지(swine)에 생성된 예시적인 상처를 나타낸다. 이 상처의 크기는 약 1.5 cm x 1.5 cm이다. 도 5A에 나타낸 장치(500)와 비슷한 장치를 이용하여, 상기 묘사한 예시적인 실시예에 따라서, 미세이식편은 돼지 개체의 공여부위로부터 채취되었다. 미세이식편은 하나의 상처에 직접 이식되었다(매트릭스를 사용함이 없이). 두 번째 유사한 상처는 또한 개체에 생성되었고, 어떤 미세이식편의 이식 없이 치유를 허락할 수 있었다.

도 18B 상단 행은 도 18A에 나타낸 미세이식편을 이식한 상처 부위가 4주 동안 회복되는 과정을 나타내는 일련의 예시적인 사진이다. 도 18B의 하단 행은 미세이식편 없이 상처가 4주 동안 회복되는 과정을 보여주는 일련의 예시적인 사진이다. 상처 부위에 미세이식편을 이식한 상처에서 수축된 상처의 양이 현저하게 감소한 것을 알 수 있다. 반대로, 미세이식편이 없는 상처에서는 회복 과정에서 현저하게 상처의 수축이 일어났다. 상처의 회복에 있어서 피부 조직의 수축은 일반적으로 바람직하지 않다. 예를 들어, 관절 주위 피부의 수축은 관절 운동의 범위를 감소시킬 수 있으며, 관절이 구부러지거나 펴질 때 통증을 일으킬 수 있다. 심각한 경우, 관절이 현저하게 또는 완전히 움직일 수 없는 상태로 될 수 있다(예를 들어, 악관절 주변 조직의 심한 수축은 환자가 입을 벌릴 수 없게 하며, 유동식을 필요로 할 수 있다). 따라서, 본 발명에 설명한 바와 같이 상처 부위에 미세이식편 이식은 상처가 회복되는 동안 조직 수축을 줄일 수 있으며, 이러한 수축으로 일어날 수 있는 해로운 부작용을 줄이거나 피할 수 있다.

여기에 설명된 예시적인 방법 및 장치는 또한, 본 발명의 예시적인 방법 또는 장치를 사용하여 다른 종류의 생체 조직을 채취하는 데 사용될 수 있으며, 피부 조직에 제한되지 않는다. 본 명세서의 실시예는 공여부위의 피해 생성을 줄이거나 피하면서 다양한 장기 또는 조직 유형으로부터 작은 조직 부분(예를 들어, 미세이식편(120))을 채취하는 것을 용이하게 할 수 있다. 채취된 조직 부분은 다양한 이식 또는 배양 과정에 사용 가능한 조직을 제공할 수 있다.

이상의 기술내용은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것에 불과하다. 본 기술분야의 전문가는 본 명세서의 교시를 참조하여 전술한 실시예에 대해 다양한 개조 및 변경을 가할 수 있다. 따라서, 본 기술분야의 전문가는 본 발명의 정신 및 범위 내에서 본 발명의 원리를 구현하는 본 명세서에 명확하게 설명되지 않은 다수의 기술을 창작할 수 있을 것이다. 본 명세서에 인용된 모든 특허 및 특허공개는 그 전체가 참조로서 본 명세서에 도입되었다.

Claims (20)

1. 적어도 하나의 생체 조직의 적어도 한 부분을 얻기 위한 장치로서,
   말단부에 제공되는 적어도 2개의 첨단부(points)를 포함하는 적어도 하나의 중공관(hollow tube); 및
   적어도 하나의 관의 중심 내강(central lumen) 내부에 부분적으로 제공되는 핀(pin)을 포함하며,
   상기 적어도 하나의 관의 내경은 1 mm 미만이고,
   상기 적어도 하나의 중공관의 적어도 한 부분은 공여부위에서 빼 낼 때 상기 공여부위로부터 이식편 조직의 적어도 한 부분을 채취하기 위해 공여부위에서 적어도 하나의 생체조직 안으로 삽입되도록 구성되고,
   상기 핀은 적어도 하나의 관의 세로 축을 따라 방향 전환 제어가 가능하며,
   상기 핀은 적어도 하나의 관으로부터 적어도 하나의 이식편 조직의 적어도 한 부분의 제거를 용이하게 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 관의 내경은 0.5 mm 미만인 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 관은 말단부에 제공되는 적어도 3개의 첨단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   적어도 하나의 관 안에 있는 핀의 위치를 제어하기 위해 구성되는 포지셔닝 수단(positioning arrangement)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   적어도 하나의 관통부(opening therethrough)를 포함하는 기판(substrate)을 더 포함하되, 적어도 하나의 관은 상기 기판과 미끄러지기 쉽게 연결되며 적어도 하나의 관통부의 일부분을 통과하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 5항에 있어서,
   기판에 대하여 적어도 하나의 관의 위치를 제어하도록 설정된 제 1 작동 수단 및 적어도 하나의 관 안에 있는 핀의 위치를 제어하도록 설정되어 있는 제 2 작동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 장치는 복수개의 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 장치는 적어도 6개의 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 관은 서로에 대하여 적어도 하나의 직사각형 배열 또는 선형 배열로 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 1항에 있어서,
    적어도 하나의 관에 이식편 조직의 적어도 한 부분이 있는지를 검출할 수 있도록 설정된 센서 수단(sensor arrangement)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 첨단부의 측면과 적어도 하나의 관의 세로 축 사이의 각도가 약 15도 미만인 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 1항에 있어서,
    적어도 하나의 중공관의 적어도 한 부분 둘레에 제공되는 중공 바늘(hollow needle)을 더 포함하되, 상기 중공 바늘은 적어도 하나의 중공관이 적어도 하나의 생체 조직 또는 매트릭스 물질 안에 삽입되는 것을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 12항에 있어서,
    적어도 하나의 중공 바늘에 대하여 적어도 하나의 중공관의 위치를 제어하도록 설정된 제 1 작동 수단 및 적어도 하나의 중공관의 위치에 대하여 핀의 위치를 제어하도록 설정된 제 2 작동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 13항에 있어서,
    적어도 하나의 관통부(opening therethrough)를 포함하는 기판(substrate)을 더 포함하되, 적어도 하나의 중공 바늘은 상기 기판과 미끄러지기 쉽게 연결되어 있고, 적어도 하나의 관통부의 일부분을 통과하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 14항에 있어서,
    기판의 위치에 대하여 중공 바늘의 위치를 제어하도록 설정된 제 3 작동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 적어도 하나의 생체 조직의 적어도 한 부분을 얻기 위한 방법으로서,
    공여부위 부위 위에 매트릭스 물질을 제공하는 단계;
    상기 매트릭스 물질의 상부 표면과 가까운 곳에 적어도 하나의 중공관의 말단부를 위치시키는 단계;
    핀의 말단부가 적어도 하나의 관의 말단부 가까이에 있도록 적어도 하나의 관의 내강 안에 핀을 위치시키는 단계;
    상기 적어도 하나의 관과 상기 핀의 말단부가 상기 공여부위 부위 표면과 가까워지게 하기 위해, 매트릭스 물질을 관통하도록 핀과 적어도 하나의 관을 함께 낮추는 단계;
    상기 핀의 말단부를 공여부위 부위 표면 가까이에 남겨둔 상태에서, 주변 조직으로부터 적어도 하나의 생체 조직의 적어도 한 부분을 절단하기 위하여 공여부위 안으로 상기 적어도 하나의 관을 넣는 단계;
    상기 적어도 하나의 관의 말단부가 매트릭스 물질의 표면 아래에 가까이 위치할 때까지 상기 적어도 하나의 관과 핀을 같은 속도로 동시에 올리는 단계; 및
    적어도 하나의 생체 조직의 적어도 한 부분을 매트릭스 물질 안에 남겨 두도록, 상기 핀의 위치는 매트릭스 물질에 대하여 안정적인 상태로 유지하면서 상기 적어도 하나의 관을 매트릭스로부터 빼 내는 단계를 포함하는 방법.
17. 제 16항에 있어서,
    매트릭스 물질 안에 적어도 하나의 성장 인자를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제 16항에 있어서,
    상기 매트릭스 물질은 적어도 하나의 콜라겐, 저융점 아가로스(low-melting agarose) 또는 탈활 생체 조직(devitalized biological tissue)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 적어도 하나의 생체 조직의 적어도 한 부분을 채취하고 이식하는 방법으로서,
    적어도 하나의 중공관의 말단부를 적어도 하나의 생체 조직 상부 표면 가까이에 위치시키는 단계;
    핀의 말단부가 상기 적어도 하나의 관의 말단부 뒤에 미리 설정된 거리만큼 떨어진 위치에 제공되도록 상기 적어도 하나의 관의 내강 안에 핀을 위치시키는 단계;
    상기 핀의 말단부가 상기 적어도 하나의 생체 조직 상부 표면 가까이에 위치하도록, 주변 조직으로부터 적어도 하나의 생체 조직의 적어도 한 부분을 절단하기 위하여 적어도 하나의 생체 조직 안으로 상기 적어도 하나의 관을 넣는 단계;
    상기 적어도 하나의 생체 조직의 적어도 한 부분은 적어도 하나의 관 안에 남아 있는 상태로, 상기 적어도 하나의 관이 적어도 하나의 생체 조직으로부터 제거될 때까지 상기 적어도 하나의 관과 핀을 동시에 올리는 단계;
    중공 바늘을 수용 물질 안에 특정 깊이로 삽입하는 단계;
    중공관의 말단부가 적어도 하나의 중공관 말단부 가까이에 위치하도록, 중공 바늘의 내강에 있는 적어도 하나의 생체 조직의 적어도 한 부분을 포함하는 적어도 하나의 중공관을 제공하는 단계;
    적어도 하나의 중공관 위치를 수용 물질 안에 유지하면서 수용 물질로부터 중공 바늘을 빼 내는 단계; 및
    적어도 하나의 생체 조직의 적어도 한 부분을 수용 물질 안에 남겨 두도록, 핀의 위치가 수용 물질에 대하여 상당히 안정적인 상태로 유지하면서 수용물질로부터 적어도 하나의 중공관을 제거하는 단계를 포함하는 방법.
20. 제 19항에 있어서,
    상기 수용 물질은 적어도 하나의 생물학적으로 호환 가능한 매트릭스 또는 추가적인 생체 조직을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    

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