KR0165642B1 - 임플란트용 생분해성 차폐막 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 효과적인 조직 재생 유도 기능을 가지며 조직 접합성 물리적 강도, 유연성 및 성형성이 우수한 임플란트용 차폐막 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 생분해성 및 생체적합성의 섬유로 망사를 제작하고, 생분해성 및 생체적합성의 고분자 및 용매로 이루어진 고분자 용액을 상기 망사의 양면에 도포하고, 상기 용매를 제거하여 제조된 다공성 차폐막을 망사에 피복된 고분자 막에 정교하게 다공성 미세구조를 형성함으로써 조직 접합성이 우수할 뿐 아니라, 물리적 강도, 유연성 및 성형성이 증대되어 조직의 재생유도, 지지, 차폐용 보조장치, 체내에 삽입된 인공기관의 지지 및 보조 장치, 및 약물 운반체로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

임플란트용 생분해성 차폐막 및 그의 제조방법

제1도는 본 발명에 따라 제조된 차폐막에 생분해성 봉합사가 부착된 것을 모식적으로 나타낸 것이고,

제2도는 차폐막의 물리적 강도를 측정하기 위한 장치를 모식적으로 도시한 것이고,

제3도는 차폐막의 성형성을 평가하기 위한 장치를 모식적으로 도시한 것이고,

제4도는 본 발명의 하나의 태양에 따라 제조된 차폐막의 주사전자현미경 사진(배율 400배)이고,

제5도는 본 발명의 다른 태양에 따라 제조된 차폐막의 주사전자현미경 사진(배율 1000배)이며,

제6도는 본 발명의 하나의 태양에 따른 약물을 함유한 차폐막에 있어서, 시간에 따른 약물 방출량을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 임플란트용 생분해성 차폐막 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 조직 재생 유도(guided tissue regeneration) 또는 특정 조직 부위간의 차단을 위하여 외과적으로 삽입되어 손상된 조직을 재생 회복시키리 뿐 아니라, 체내에 인공기관 부착시 이를 보조하여 주변 조직의 재생 또는 신형성(neogenesis)을 유도하고 조직내로 흡수되는 생분해성 차폐막 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

질환이나 상처등으로 손상되거나 소실된 조직이 원래의 정상적인 형태와 동일하게 완전히 회복되기는 힘든 것으로 알려져 있다.

예를 들어 치주 질환으로 인해 치조골이 침식된 경우에는, 소실된 골조직 부위에서 결체조직이 과다 생장하기 때문에 치조골과 치주인대조직의 정상적인 회복이 불가능하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 현재 시행되고 있는 조직 재생술로는 자가골이식(autografting), 면역원성을 제거한 사람이나 동물의 뼈, 상업적으로 시판되는 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite) 등을 이용하는 이식술이 있다. 차폐막을 이용한 조직 재생술은 손상 부위를 다른 주위 환경과 차단시켜 확보된 공간내에서 새로운 조직 재생을 이루게 하는 것이다.

국제 특허출원 공개 WO 90/11730 호에서는 익스팬디드(expanded) 폴리테트라플루오로에틸렌계 재료를 이용하여 손상된 치조골의 재생 또는 임플란트 도입시 치조골 조직의 강화를 꾀하였다. 그러나, 익스팬디드 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 비분해성 재료는 시술후 이를 제거하기 위한 2차적 수술이 요구되며 이에 따라 감염, 염증 등이 유발될 가능성도 높아진다는 단점이 있다.

따라서, 최근에는 생체 흡수성 소재를 이용하여 시술후 2차직제거 수술의 번거로움을 배제한 차폐막의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 예를 들어, 국제 특허출원 공개 WO 92/15340 호에서는 폴리글리콜산, 폴리락트산, 폴리카프로락톤 등을 주원료로 하고 시트르산 에스테르를 가소제로 첨가한 생분해성 차폐막으로 격자 모양의 미세구조를 가진 막과 구형의 미세공을 가진 막의 이중구조로 이루어져, 막의 차단 기능과 조직 접합 특성이 차폐막을 개발한 바 있다. 여기에서 가소제의 첨가는 고분자 차폐막의 성형성을 향상시켜 차폐막이 삽입되는 부위에 적합한 모양으로 도입될 수 있도록 하였으나, 차폐막 도입에 의한 염증 반응을 높여 치료 효과에 나쁜 영향을 미칠 수 있다는 문제점이 있다.

국제 특허출원 공개 WO 92/10218 호에는 가소제를 첨가하지 않은 생분해성 소재의 필름에 부직포와 같은 섬유상 소재를 부착시킴으로써 막의 차단성과 조직 적합성을 향상시키는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 이 방법은 차단막의 역할을 하는 필름이 비다공성 구조를 가지기 때문에 막의 양쪽 조직간의 물질 교류, 혈관 형성 등이 방해를 받아 재생되는 조직과 그 반대쪽 조직의 접합이 불량해질 수 있다는 단점을 갖는다.

이에 본 발명자들은 조직 재생 유도 기능 및 조직 접합성이 우수하면서 물리적 강도와 성형성이 개선된 차폐막을 개발하기 위해 연구를 거듭한 결과, 폴리글리콜산, 폴리락트산, 폴리락트클리콜산계 등의 생분해성/생체적합성 섬유 소재를 사용하여 지지체인 기본 망사를 제작한 다음, 여기에 생분해성/생체적합성 고분자를 함유한 용액을 도포하여 미세공을 형성시킴으로써 조직 접합성이 우수하고 성형성 및 강도가 증대된 다공성 차폐막을 제조할 수 있음을 밝혀내어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 효과적인 조직 재생 유도 기능을 가지며 조직 접합성, 물리적 강도, 성형성 등이 우수한 임플란트용 차폐막 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 생분해성 및 생체적합성의 섬유로 된 직물 또는 편물 망사에 생분해성 및 생체적합성의 다공성 고분자 막이 피복된 임플란트용 차폐막 및 이의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서는 차폐막에 다공성을 부여하기 위하여 지지체 망사에 피복되는 고분자 용액에 주용매 및 부용매을 사용하여 이들 각각의 고분자에 대한 용해도 차이에 기인하는 상전이에 따른 다공성 형성을 도모하고/하거나, 염류, 당류 등과 같은 수용성의 불활성 물질에 의해 다공성을 형성시키는 방법을 사용하였다. 이에 따라, 차폐막 표면의 미세공과 내부의 미세공이 내부곡면을 통해서 서로 연결되는 구조를 갖도록 함으로써 생체적합성 및 미세공 형성의 균일성과 재현성을 개선시킬 수 있었다.

본 발명의 차폐막에 있어서 지지체가 되는 기본 망사는 수술용 봉합사로 이용되는 폴리글리콜산계 다중섬유나 단일섬유 또는 폴리락트글리콜산이나 폴리락트산계 다중섬유나 단일섬유로 제작되는 것이 바람직하다. 망사의 형태는 일정한 섬유 밀도를 갖는 편물 또는 직물 형태가 바람직하다. 즉, 생체 흡수성 수술용 봉합사 소재로 개발된 인장강도 5.5g/데니아 이상, 섬도 35 내지 150 데니아의 폴리글리콜산계 다중섬유나 단일섬유, 또는 이와 유사한 물성의 폴리락트글리콜산, 폴리락트산계 다중섬유나 단일섬유를 직접 이용하거나 이들을 혼합하여 브레이딩한 섬유를 이용하여, 20 내지 100 본/인치의 섬유 밀도를 갖는 편물 또는 직물을 제작해서 고분자 용액을 피복시키기 위한 지지체 망사로 사용한다. 폴리글리콜산이나 폴리락트산계 고분자는 그 자체의 유연성이나 가소성은 매우 낮으나, 이와 같이 직물 또는 편물 형태의 망사로 제작하게 되면 차폐막에 인장강도 뿐만 아니라 유연성과 가소성도 부여할 수 있게 된다. 특히 폴리글리콜산 섬유는 인장강도가 높고 가수분해 속도가 비교적 빠르므로 이를 이용하여 차폐막을 제조할 경우, 높은 물리적 강도를 부여하는 동시에 조직이 차폐막 내부로 신속하게 침투되어 접합될 수 있도록 만들 수 있다.

차폐막에 다공성을 부여하기 위해 상기 망사에 피복시키는 고분자 용액은 염화메틸렌을 주용매로 하고, 에탄올, N-메틸피롤리돈, 아세트산에틸 중의 하나를 부용매로 첨가 하고/하거나 수용성 불활성 입자를 미세공 형성 인자로서 첨가, 분산시켜 제조된다.

상기 생분해성 고분자로는 생분해성이면서 생체에 적합한 소재로 잘 알려져 있는 폴리락트산, 폴리락트-글리콜산, 폴리카프로락톤, 폴리파라디옥사논, 트리메틸렌카보네이트 등의 합성 고분자가 사용될 수 있다. 상기 생분해성 소재들은 분자량, 결정성, 첨가물의 종류 등에 따라 인체내에서의 분해 속도가 결정되므로 적용될 치료 목적에 맞추어 분해 속도를 조절할 수 있다.

또한 시술 초기 차폐막 소재와 주변 조직간의 신속한 접합을 위해서는 소재의 세포 접합성이 좋아야 한다. 하기 [표 1]은 여러가지 성분 조성의 생분해성 합성 고분자로 제조된 고분자막의 세포 접합성을 조사하여 그 결과를 나타낸 것이다.

* 각 처리구 당 170,000개의 섬유아세포를 치상하였음.

고분자막의 세포 접합성은, 각각의 고분자 또는 그 혼합물들을 염화메틸렌 용액에 녹여 캐스팅후 건조시켜 최종 두께가 약 100μm인 필름을 제조하고, 이를 페트리디쉬 바닥에 붙인 다음 래트의 진피 유래섬유아세포를 배지와 함께 치상하여 배양기내에서 고분자 막에 부착된 세포수를 계수함으로써 평가할 수 있다.

상기 [표 1]에서 보듯이, 분자량과 결정성이 비교적 낮은 D.L-폴리락트산, 폴리-L-락트글리콜산, 폴리-D,L-락트글리콜산 등이 전반적으로 세포접합성이 우수하다. 또한 폴리-L-락트산의 경우는 세포접합성이 상대적으로 낮으나 폴리락트글리콜산과 1:9 내지 4:6의 비율로 혼합된 다음에는 세포접합성의 급격한 감소가 나타나지 않으므로 이들 고분자 혼합물도 임플란트용 차폐막에 효과적으로 사용될 수 있다.

임플란트용 소재로 사용되기 위해서는 조직 접합성이 높아야 되는 동시에 조직내 삽입후 구조적 변형성이 최소화되어야 한다. 생분해성 고분자 소재들은 가수분해 속도, 결정성 등의 차이로 차폐막 제조시 분해에 따른 막의 변형 정도가 다르게 나타난다. 치료기간 동안 형태를 충분히 유지하면서 분해되지 않는 동시에 삽입된 조직내에서의 차폐막의 이탈, 염증 유발 등을 억제하기 위해서는 삽입 초기에 분해에 따른 막의 팽창을 최소화하여야 한다. 생분해성 고분자 소재의 가수분해에 따른 팽창률을 알아 보기 위해, 여러가지 성분 조성을 갖는 고분자 소재를 염화메틸렌 용액에 녹인 고분자 용액을 캐스팅하고 건조시켜 최조적으로 100μm 두께의 필름을 제작한 다음, 생리적 염 농도의 0.01M 인산 완충용액(pH 7.4)에 넣고 37℃에서 교반시키면서 두께 변화를 측정하여 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.

상기 [표 2]에서 보듯이, 비교적 높은 세포 접합성을 갖는 폴리-D,L-락트산이 가장 높은 팽창률을 나타내었고, 폴리-L-락트글리콜산, 폴리-D,L-락트글리콜산 등도 분해속도가 느린 폴리-L-락트산에 비해 두께 변화가 큰 것으로 나타났다. 그러나 폴리-L-락트산과 폴리락트글리콜산의 혼합시 가수분해에 따른 필름의 팽창이 상당히 감소되는 것을 볼 수 있다.

이상 여러가지 시험 결과를 참고로 하여 본 발명의 방법에 따라 분자량, 결정성 등이 서로 다른 폴리-D,L-락트산, 폴리-L-락트글리콜산, 폴리-D,L-락트글리콜산, 폴리-L-락트산, 폴리카프로락톤 등을 혼합 사용하여 임플란트용 차폐막 소재를 제조하게 되면, 생체내 분해속도를 조절할 수 있을 뿐 아니라 보다 우수한 조직 접합성, 형태적 안정성 등을 갖는 차폐막을 얻을 수 있다.

이와 같이 지지체 망사에 피복되는 생분해성 고분자 막은, 차폐막이 삽입되는 조직 부위에서 주변 조직과의 빠른 접합을 유도하기 위해, 막의 내외부에 다공성을 유발시켜 외과적으로 삽입되는 부위에서 세포의 생장, 침투를 통한 접착을 용이하게 하는 것이 유리하다. 또한 막 내부에 서로 연결되어 존재하는 미세공들은 막을 경계로 양쪽 조직간의 물질 교류, 산소 공급, 혈관 형성 등을 차단하지 않으므로 손상된 조직의 재생을 촉진하고 재생된 조직과 주변 조직과의 정상적인 접합을 유도하게 된다. 이러한 통로 역할을 하는 미세공의 크기를 막의 양쪽면을 관통하지 않을 정도로 작게 조절하게 되면, 물질 교류는 가능하나 막 내부로 침투하여 접합된 조직이 차폐막을 투과하여 다른 조직 부위로 이전되는 것이 차단된다. 따라서 조직 재생 유도를 위한 차폐막의 제작에 있어 다공성의 형성 및 다공도, 미세공의 크기 조절 등은 치료의 효과에 있어 매우 중요한 요소이다.

본 발명의 방법에 따르면 높은 다공도를 가지면서도 막의 내외부에 균일한 미세구조를 갖는 다공성 막을 제조하기 위하여, 주용매 및 부용매를 사용한 상전이 방법 및/또는 불활성 입자를 고분자 용액에 첨가하는 방법을 사용함으로써, 지름 100μm 이하의 미세공이 균일하게 형성된 두께 500μm이하의 다공성 막을 제조할 수 있다.

이 때, 주용매로는 염화메틸렌을, 부용매로는 에탄올, N-메틸피롤리돈, 아세트산 에틸 중의 하나를 선택하여 첨가하는 것이 바람직하다. 수용성인 염류, 당류, 폴리비닐피롤리돈 등의 불활성 입자를 첨가하는 경우에는 스프레이 드라이어, 분쇄기 등을 사용하여 이들 입자의 크기를 차폐막의 미세공과 유사한 크기로 만들어 염화메틸렌 단일 용매의 고분자 용액이나 부용매가 부가된 고분자 용액에 첨가한 후 망사의 양면에 도포한다. 이어서 용매를 완전히 제거한 후, 막 내부에 남아 있는 염류, 당류 등의 수용성 불활성 입자를 수조내에서 녹여내고 막을 건조시킴으로써 상기 불활성 입자 크기에 해당하는 미세공으로 이루어진 다공성 막을 얻을 수 있다.

상기 미세공 형성 인자로서 사용할 수 있는 수용성 불활성 입자로는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 염화암모늄, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 시트르산나트륨 등의 염류와, 프럭토스, 말토스, 텍스트린, 펙틴, 자일란, 알기네이트, 카라기난 등의 당류 및 폴리비닐피롤리돈 등의 포함된다.

차폐막이 조직 접합 및 물질 투과를 효과적으로 수행하도록 하기 위해서는 차폐막 내외로의 체액 침투 및 투과가 용이하여야 하는데, 본 발명에 사용된 생분해성 다공성 구조를 가지지만 고분자 소재의 소수성으로 인해 체액 침투성(wettability)이 낮다는 문제가 있다.

이러한 점을 고려하여, 제조된 다공성 차폐막을 유리전이온도(glass transition temperature, Tg) 이상의 온도로 가열된 엠보싱판으로 압착하여, 다공성 미세구조를 유지시키면서 소재의 결정성을 낮춤으로써 수분침투 및 수용성 물질의 투과도를 향상시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명의 차폐막에 엠보싱 처리를 하게 되면, 차폐막이 부분적으로 압착되어 성형성도 향상시킬 수 있으므로 시술의 편의성 및 조직 재생을 위한 공간 확보가 유리하다는 장점도 있다. 지지체 망사에 도포되는 생분해성 고분자들은 대체로 유리전이온도가 45℃ 이상으로 그 자체는 상온에서 유연성이 낮아 시술에 적합한 정도의 성형성을 얻을 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 종래에는 여러가지 시트르산 에스테르, 에틸기가 결합된 락트산의 올리고머 등을 가소제로 첨가하여 성형성을 향상시키고자 하였다(국제 특허출원 공개 WO 92/15340 호). 또한 미국 특허 제 5250584 호에서는 상온에서도 유연한 락타이드/글리콜라이드, 락타이드/카프로락톤의 공중합체를 제조하여 치주막 소재로 사용한 바 있다. 본 발명의 바람직한 태양에 있어서는, 생체적합성이 우수한 생분해성 고분자 소재를 선택하여 다공성 미세구조를 형성시키되, 염증 반응을 증가시킬 수 있는 가소제를 첨가하지 않으면서 열압착에 의한 엠보싱 처리를 통하여 막의 친수성, 물리적 강도의 증대와 함께 유연성 및 성형성을 향상시켰다.

이와 같이 제조된 본 발명의 차폐막은 생체내 임플란트용 소재로 사용되어 삽입되는 부위에서 조직의 분리 및 차단 기능과 아울러 적당한 생체 흡수성과 다공성 미세구조를 가져 주변 조직의 생장과 침투, 그리고 소재를 경계로 한 양쪽 조직간의 물질 교류 및 혈관 형성 등을 허용하여 손상된 조직의 재생을 촉진하고 재생된 조직과 그 반대편 조직간의 접합을 증진시킨다. 또한 물리적 강도와 성형성이 향상되어 시술 편의성을 증대시킬 뿐 아니라, 시술 후 돌발적인 막의 파괴를 최소화할 수 있다.

본 발명의 차폐막은 시술 편의성 및 적용 효과를 더욱 증진시키기 위하여 생분해성 봉합사를 부착할 수도 있다. 예를 들어 손상된 치조골의 재생을 위해 본 발명의 차폐막을 도입할 경우, 치주낭 형성을 최소화하고 치조골 재생을 촉진하기 위해 삽입된 부위에서 차폐막의 이탈을 막고 상피조직의 침투 및 증식을 억제하려면 효과적인 차폐막의 고정 수단이 필요하다. 이 경우 치조골 재생을 위한 공간 확보, 상피하방증식 억제 등의 효과를 증진시키기 위해서는 생분해성 봉합사를 차폐막에 부착시키는 것이 바람직하다.

제1도는 본 발명에 따라 제조된 차폐막에 생분해성 봉합사가 부착된 것을 도시한 것으로, 다공성 필름(1)을 차폐막(2)에 덧대어 봉합사(3)를 부착시킴으로써 차폐막을 치아 근단에 단단히 묶을 수 있게 된다. 이러한 방법은 차폐막의 유동을 억제하고 치근과 차폐막의 경계부분에 상피 세포의 빠른 접합을 가능하게 하여 구강 내로 차폐막이 노출되는 것을 최소화하며 안정적인 치료 효과를 제공할 수 있다.

본 발명의 차폐막은 또한 삽입 부분에서의 감염 방지, 염증 억제, 조직재생 촉진 등의 목적으로 약물을 포함할 수 있다. 차폐막에 혼입될 수 있는 약물로는 플루비프로펜, 이부프로펜, 인도메타신, 나프록센, 메페남산 등의 소염제, 테트라사이클린, 미노사이클린, 옥시테트라사이클린 등의 항생제, 메트로니다졸, 혈소판유래 증식인자(platelet-derived growth factor), 인슐린 유사 성장인자, 상피 성장인자, 종양 증식인자 등이 포함될 수 있다.

이하에서는 하기의 실시예에 의거하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명의 바람직한 태양을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 만으로 제한되는 것은 아니다.

[비교실시예 1]

본 발명에 따른 차폐막의 다공성 구조와 엠보싱 처리 효과를 알아 보기 위해 비다공성막, 다공성막, 엠보싱한 다공성막을 각각 다음과 같이 제조한 후 물리적 강도와 성형성을 분석하였다.

먼저, 폴리-L-락트글리콜산(iv 0.8) 1.6g과 폴리-L-락트산(iv 6.3) 0.4g을 25ml의 염화메틸렌에 녹인 다음, 생성된 용액을 캐스팅하고 건조시켜 두께 200μm의 막을 제조한 후, 진공 오븐에서 하룻동안 건조시켜 잔류 용매를 제거함으로써 비다공성 막을 제조하였다.

한편, 폴리-L-락트글리콜산(iv 0.8) 1.6g과 폴리-L-락트산(iv 6.3) 0.4g을 25ml의 염화메틸렌에 녹인 다음, 여기에 시트르산나트륨 미세분말 20g을 첨가하고 고르게 분산시켰다. 생성된 용액을 캐스팅하고 건조시켜 두께 200μm의 막을 제조한 후, 진공 오븐에서 하룻동안 건조시켜 잔류 용매를 제거하고, 수조에서 6시간 이상 교반하여 시트르산나트륨을 녹여 내고 다시 건조시켜 다공성 막을 제조하였다.

다른 한편으로, 상기와 같은 방법으로 다공성막을 제조한 다음 cm2 당 20개의 돌출이 있는 판을 150℃로 가열한 후 순간 압착하여 엠보싱을 수행하였다.

상기 제조된 각각의 막을 폭 12mm, 길이 60mm의 시료로 만들어 제2도에 도시된 바와 같이 장치에 얹고 무게 1.4g의 추를 올려 놓은 후 눌러서 내려간 거리(L)를 비교하여 각 막의 물리적 강도를 평가하였다. 막의 성형성은 제3도에 도시된 바와 같은 장치를 이용하여 시료를 90°로 구부린 다음 10초 후의 각도를 측정함으로써 평가하였다. 그 결과를 하기 [표 3]에 나타내었다.

* L은 추무게에 대하여 막이 아래로 내려간 거리(mm)를 의미함.

상기 결과에서 보듯이 다공성 막은 다공성 구조가 없는 막에 비해 높은 성형성을 나타내었으나 물리적 강도는 급격히 감소하였는데, 이 다공성 막을 열을 가한 엠보싱판으로 압착한 경우 물리적 강도가 비다공성 막 수준으로 향상되면서 성형성도 좋아짐을 알 수 있다.

[실시예 1]

섬도 75 데니아로 방사, 연신한 폴리글리콜산 다중섬유를 가지고 환편기를 이용하여 밀도 45 본/인치의 편물을 제작하였다.

이어서, 30ml의 염화메틸렌에 폴리-L-락트산 0.3g과 폴리-L락트글리콜산 1.7g을 가하고 여기에 시트르산나트륨 미세분말 22g을 첨가하고 기계적 교반에 의해 분산시켜 고분자 용액을 제조하였다.

제조된 용액을 상기에서 제작한 폴리글리콜산 망사상에 도포한 다음 건조시켜 용매를 완전히 제거하고 막 내부에 남아 있는 시트르산나트륨을 수조내에서 녹여 내어 다공성 차폐막을 제조하고, 주사전자현미경으로 관찰하였다.

제4도는 상기와 같이 제조된 차폐막의 주사전자현미경 사진(배율 400배)으로, 막의 내외로 연결되어 있는 지름 100μm 이하의 수많은 미세공을 확인할 수 있다.

상기 제조된 차폐막을 5×60mm의 크기로 잘라 생리적 염농도의 0.01M 인산 완충용액(pH 7.4)에 넣고 37℃에서 교반시키면서 일정한 시간 간격으로 샘플링하여 인장강도 및 신장도 변화를 측정하여 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.

상기 결과에서 보듯이, 본 발명에 따라 제조된 차폐막은 높은 초기 강도를 가지는 것을 알 수 있으며, 따라서 시술시나 임플란트 초기에 돌발적인 막의 파괴를 최소화할 수 있다.

[실시예 2]

섬도 75 데니아로 방사, 연신한 폴리글리콜산 다중섬유를 가지고 환편기를 이용하여 밀도 45 본/인치의 편물을 제작하였다.

이어서, 30ml의 염화메틸렌에 폴리-L-락트산 0.3g과 폴리-L-락트글리콜산 1.7g을 가하여 녹인 후, 아세트산 에틸 10ml와 폴리비닐피롤리돈 0,8g을 첨가하고 기계적 교반에 의해 분산시켜 고분자 용액을 제조하였다.

제조된 용액을 상기에서 제작한 폴리글리콜산 망사상에 도포한 다음 건조시켜 용매를 완전히 제거하고 막 내부에 남아 있는 폴리비닐피롤리돈을 수조내에서 녹여 내어 다공성 차폐막을 제조하고, 주사전자현미경으로 관찰하였다.

제5도는 상기와 같이 제조된 차폐막의 주사전자현미경 사진(배율 1000배)으로, 지름 10μm 이내의 매우 균일한 미세공이 막 표면에 존재하며 이 미세공이 막의 내부로 연결되어 있는 것을 확인할 수 있다.

[실시예 3]

폴리-L-락트글리콜산 2g을 25ml의 염화메틸렌에 녹인 다음, 시트르산나트륨 미세분말 20g을 첨가하고 고르게 분산시켰다. 생성된 용액을 캐스팅한 후 건조시켜 두께 200μm의 필름을 제조하고 진공오븐에서 하룻동안 건조시켜 잔류 용매를 제거한 다음, 수조에서 6시간 이상 교반하여 시트르산나트륨을 녹여내고 다시 건조시켰다. 제조된 막을 ㎠ 당 20개의 돌출이 있는 판을 150℃로 가열하여 순간 압착함으로써 엠보싱하였다.

이와 같이 엠보싱 처리 전후의 차폐막의 투과도는, 소혈청 알부민을 용해시킨 0.01M 인산 완충액(pH 7.4) 중에서 시간에 따른 물질의 이행량을 계산함으로써 측정하고, 그 결과를 [표 5]에 나타내었다.

상기 [표 5]에서 보듯이 엠보싱 처리를 하지 않은 다공성 막은 수용액의 침투가 느려 초기 투과량이 상대적으로 낮게 나타났으며, 엠보싱 처리를 한 다공성 막은 전반적으로 고르게 수용액에 침투되는 것이 관찰되었다.

[실시예 4]

섬도 50 내지 110 데니아로 방사, 연신한 폴리글리콜산 다중섬유를 가지고 환편기를 이용하여 밀도 45 본/인치의 편물을 제작하였다.

이어서, 30ml의 염화메틸렌에 폴리-L-락트산 0.3g과 폴리-L-락트글리콜산 1.7g을 가하여 녹인 후, 아세트산 에틸 10ml를 첨가하고 기계적 교반에 의해 분산시켜 고분자 용액을 제조하였다. 여기에 테트라사이클린 0.2g를 첨가하고 고르게 현탁시켰다.

생성된 용액을 상기에서 제작한 폴리글리콜산 망사상에 도포한 다음 건조시켜 용매를 완전히 제거하여 약물이 함유된 다공성 차폐막을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 차폐막을 0.01M 인산완충액(pH 7.4)에 넣은 후 교반 수조에서 교반하면서 일정한 시간 간격으로 시료를 채취하여 방출된 약물의 양을 원적외선 분광분석기를 사용하여 정량하였다.

제6도는 테트라사이클린을 함유하는 본 발명의 차폐막에 있어서, 시간에 따른 약물 방출량의 변화를 나타낸 그래프이다. 여기에서 보듯이, 본 발명의 차폐막에서는 임플란트 초기에 약물이 급격하게 방출되는 경향을 나타내어 감염 및 염증을 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 생분해성/생체적 합성 단일섬유 또는 다중섬유로 제작된 망사에, 생분해성/생체적합성 고분자 및 용매로 이루어진 고분자 용액을 피복하여 다공성 고분자 막을 형성시키고, 바람직하게는 가열된 엠보싱판을 압착하여 제조된 다공성 차폐막은, 인장강도가 높은 섬유 소재를 기본 망사로 사용하고 유연성이 우수하면서도 강도가 증대되어 시술시 또는 조직 적용 후 막의 형태가 안정하게 유지되며 돌발적인 막의 파괴로 인한 기능의 상실을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라, 망사에 고분자를 피복하여 정교하게 다공성 미세구조를 형성함으로써 차폐막이 삽입되는 부위 조직들의 생장을 보다 용이하게 조절하여, 편물이나 직물 형태의 망사 자체를 차폐막 소재로 이용하는 경우 생길 수 있는 상피세포의 하방증식이나 치은 퇴축과 같은 부작용을 감소시킬 수 있으며, 엠보싱 처리에 의해 물리적 강도, 유연성 및 성형성이 증대되어, 조직의 재생유도,지지, 차폐용 보조장치, 체내에 삽입된 인공기관의 지지 및 보조 장치, 및 약물 운반체로서 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (12)

1. 조직의 재생 유도, 지지 및 차폐, 체내에 삽입된 인공기관의 지지 및 보조, 또는 삽입된 부위에 약물을 운반시키기 위한 장치로서, 생분해성 및 생체적합성의 섬유로 된 직물 또는 편물 망사에 생분해성 및 생체적합성의 다공성 고분자 막이 피복된 차폐막.
2. 제1항에 있어서, 상기 생분해성 및 생체적합성의 섬유가 폴리글리콜산계, 폴리락트산계 또는 폴리락트글리콜산계의 단일섬유, 또는 이들을 브레이딩한 섬유인 것을 특징으로 하는 차폐막.
3. 제2항에 있어서, 상기 생분해성 및 생체적합성의 섬유가 폴리글리콜산계의 단일섬유, 다중섬유 또는 일을 브레이딩한 섬유인 것을 특징으로 하는 차폐막.
4. 제1항에 있어서, 상기 고분자 막이 폴리락트산, 폴리락트글리콜산, 폴리카프로락톤, 폴리파라디옥사논, 트리메틸렌카보네이트 또는 이들의 혼합물로 된 것을 특징으로 하는 차폐막.
5. 제4항에 있어서, 상기 고분자 막이 폴리락트산과 폴리락트글리콜산의 혼합물로 된 것을 특징으로 하는 차폐막.
6. 제1항에 있어서, 상기 고분자 막이 지름 100μm 이하의 미세공이 형성된 것임을 특징으로 하는 차폐막.
7. 제1항에 있어서, 상기 고분자 막에 플루비프로펜, 이부프로펜, 인도메타신, 나프록센, 메페남산, 테트라사이클린, 미노사이클린, 옥시테트라사이클린, 메트로니다졸, 혈소판유래 증식인자(platelet-derived growth factor), 인슐린 유사 성장인자, 상피 성장인자, 종양 증식인자 또는 이들의 혼합물이 추가로 함유된 것을 특징으로 하는 차폐막.
8. 제1항에 있어서, 생분해성 봉합사가 부착되는 것을 특징으로 하는 차폐막.
9. 생분해성 및 생체적합성의 섬유로 직물 또는 편물 망사를 제작하고, 생분해성 및 생체적합성의 고분자 및 용매로 이루어진 고분자 용액을 상기 망사의 양면에 도포하고, 상기 용매를 제거하는 단계를 포함하는 임플란트용 차폐막의 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 차폐막을 엠보싱 처리하는 단계를 더욱 포함하는 방법.
11. 상기 용매가 주용매와 부용매로 되고, 주용매는 염화메틸렌이고, 부용매는 에탄올, N-메틸피롤리돈 및 아세트산 에틸 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제9항 또는 제11항에 있어서, 상기 고분자 용액에 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 염화암모늄, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 시트르산나트륨, 프럭토스, 말토스, 덱스트린, 펙틴, 자일란, 알기네이트, 카라기난, 폴리비닐피롤리돈 또는 이들의 혼합물로 되는 미세공 형성 인자가 더욱 첨가되고, 고분저 막 형성후 이들 미세공 형성 인자를 제거시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.