KR100431244B1 - 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화 처리방법 - Google Patents

생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소수성을 나타내는 다공성 생분해성 고분자 지지체에 폴리비닐 알코올을 주성분으로 하는 친수성 고분자를 도포, 가교 또는 블렌드시켜 친수성을 가지는 생분해성 고분자 다공성 지지체를 제조하는 방법으로써, 종래에 비해 생분해성 고분자 다공성 지지체가 친수성과 조직친화성을 동시에 가져 조직공학용으로 사용시 세포배양액 및 체액이 쉽게 지지체 내로 침투되어 산소 및 영양분의 공급이 원활하고 조직세포들이 균일하게 효율적으로 점착, 증식될 수가 있는 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화 처리방법에 관한 것이다.

Description

생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화 처리방법{Hydrophilic treatment method of porous biodegradable polymer scaffolds}
본 발명은 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소수성을 나타내는 생분해성 고분자 다공성 지지체에 폴리비닐 알코올을 주성분으로 하는 친수성 고분자를 도포, 가교 또는 블렌드시켜 친수성을 가지는 생분해성 고분자 다공성 지지체를 제조하는 방법으로써, 종래에 비해 생분해성 고분자 다공성 지지체가 친수성과 조직친화성을 동시에 가져 조직공학용으로 사용시 세포배양액 및 체액이 쉽게 지지체 내로 침투되어 산소 및 영양분의 공급이 원활하고 조직세포들이 균일하게 효율적으로 점착, 증식될 수가 있는 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화 처리방법에 관한 것이다.
조직공학(tissue engineering)이란 1988년 캘리포니아에서 개최된 최초의 조직공학 심포지엄에서 제정되었듯이, 생명과학과 공학의 기본 개념과 기술을 통합 응용하여 생체조직의 구조와 기능 사이의 상관 관계를 이해하고 나아가서 생체조직의 대용품을 만들어 이식함으로서 우리 몸의 기능을 유지, 향상 또는 복원하는 것을 목적으로 하는 응용 학문이다. 기본적인 조직공학 기법을 요약하면, 먼저 환자의 몸에서 필요한 조직을 일부 채취하고 그 조직편으로부터 세포를 분리한 다음 분리된 세포를 배양을 통하여 필요한 양만큼 증식시키고 다공성을 가지는 생분해성 고분자 지지체에 주입(seeding)하여 일정기간 체외 배양한 뒤 이 하이브리드형 세포/고분자 구조물을 다시 인체 내에 이식하는 것이다. 이식 후 세포들은 신생 혈관이 형성될 때까지는 체액의 확산에 의해 산소와 영양분을 공급받다가 인체 내에 혈관이 자라 들어와 혈액의 공급이 이루어지면 세포들이 증식 분화하여 새로운 조직 및 장기를 형성하고 고분자 지지체는 분해되어 없어지게 되는 기법을 응용하는 것이다. 조직공학의 역사는 1988년 이래로 약 10년 정도의 역사를 가지는 신생 학문으로 재료학, 세포학, 의학 등의 다학제간의 긴밀한 협조로서 이루어지는 학문으로 미래를 주도할 생명과학 분야의 신기술의 하나로 전망이 매우 밝다고 할 수 있다.
조직공학에서 중요한 요소는 무엇보다도 필요한 조직을 배양하기 위한 적절한 세포의 선택, 조직 형성의 틀을 제공하는 생체 분해성 재료, 조직공학 기법에 의해 제조되어진 인공장기가 이식되어질 생체 내의 환경이라고 할 수 있다.
먼저, 조직공학에 사용되어질 세포는 건강해야 함은 필수이고, 세포 고유의 기능을 잘 수행해야 할뿐만 아니라 다음의 여러 요소도 갖추어야 한다. 먼저, 세포 외 기질의 분비 기능과 다른 세포 혹은 생체재료와 상호작용하여 3차원적인 조직 형태가 가능하여야 한다. 또한 세포를 체외에서 배양할 수 있을 만큼 충분한 양의 확보가 중요하며, 면역학적 거부반응을 잘 고려하여 자가 혹은 이종 세포의 신중한 선택이 중요하다고 할 수 있다.
다음으로, 조직공학에서 중요한 요소는 조직 형성의 틀을 제공하는 생체분해성 재료이다. 1960년경 폴리락틱산(poly(lactic acid), PLA), 폴리글리콜산(poly(glycolic acid), PGA) 등의 생분해성 고분자의 합성법 발견 당시에는 가공이 어렵고, 가공 중 혹은 사용 중에 생분해됨으로써 물성이 변하는 단점으로 등한시 여겨졌으나, 최근 조직공학에서 재료의 생분해성이 중요한 역할을 할 수 있음을 알게 된 이후 활발히 연구가 진행되어 왔다. 특히, 이들 생분해성 고분자는 미국 식품의약청(FDA)에서 인체 내 사용 가능한 무독성 고분자로 승인 받은바 있다.
조직공학에서 생분해성 고분자 재료가 갖추어야 할 주 요건은 세포가 재료 표면에 점착하여 3차원적 구조를 가진 조직을 형성할 수 있도록 틀의 역할을 충분히 해내야 하며, 이식된 세포가 지지체 내에 고르게 점착되어 생분해성 고분자 재료가 일정기간 경과 후 분해되어 없어진 후에도 제 형태를 유지할 수 있어야 한다. 특히 세포가 지지체 내에 고르게 점착함은 조직공학의 성패에 관련된 매우 중요한 요소이다.
또한, 조직공학에서 중요한 요소는 인공장기가 이식되어질 생체내의 환경이다. 배양된 세포와 고분자 재료가 체내에 이식이 되면 체외와는 전혀 다른 생화학적, 물리적 환경에 놓이게 되는데, 생화학적 환경을 결정짓는 요소는 이식물이 위치하는 장소와 생체재료의 투과성, 물질 수송력이라고 할 수 있다. 이식물이 위치하는 주위환경은 세포의 생존율과 기능에 중요한 역할을 하므로 신중히 고려되어야 한다. 세포는 주위의 산소나 영양분의 공급이 충분해야 잘 성장할 수 있는데, 인공 생체조직 내에서 가장 내부에 위치한 세포들은 이러한 공급원들로부터 가장 멀리 위치하게 되어 성장에 불리한 상태에 놓이게 된다. 따라서 생체재료의 투과성을 적절히 조절하거나, 그 재료의 투과성에 따라 주위환경을 바꾸어 주어야 한다.
생분해성 고분자로 제조된 다공성 지지체는, 원하는 세포로부터 조직을 재생하고 이를 인체 내에 이식하여 손상된 장기의 기능 및 형태를 유지하게 하는 조직공학의 급속한 발전에 지대한 역할을 하여왔다. 지지체 내에서 균일한 세포 분포 정도는 조직공학에 있어서 성공과 실패를 결정하는 중요한 인자이다. 일반적으로 고분자 지지체 내에서 세포들이 균일하게 주입, 점착되기 위해서는 먼저 지지체 다공질 표면이 친수성과 세포친화성을 가져야 한다. 그러나 FDA에서 승인된 PGA, PLA, 폴리락틱산-글리콜산 공중합체(poly(lactic-co-glycolic acid), PLGA) 등 생분해성 고분자로 다공성 지지체로 제조하였을 경우, 다공질 표면이 소수성을 띠어 세포들의 균일한 주입과 배양액 및 체액의 원활한 침투가 어렵고, 또한 세포친화성을 가지지 않는다. 이로 인해 세포를 지지체 내에서 배양함에 있어 많은 문제점이 야기되어 왔고, 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행 중에 있다.
현재 이들 소수성 고분자 지지체 내에 세포를 배양하기 위해 가장 널리 사용되고 있는 방법이 알코올 전-적심(pre-wetting) 방법이다. 즉 소수성인 이들 고분자 지지체 내로 세포배양액이 침투되지 못하므로, 알코올에 담가 지지체를 미리 적시어 준 상태에서 세포 배양액으로 옮겨 배양액 침투를 유도해 주고 있는데, 지지체로부터 빠져나가 배양액 내에 잔존할 수 밖에 없는 알코올이 세포에게는 독성을 나타낸다는 점이다. 참고로 70 % 알코올 수용액은 세포 및 박테리아의 강력한 살균제로 사용되고 있다.
일반적으로 조직적합성은 물 적심성(water wettability)이 큰 영향을 미치는 요인이 되어지는데 물 적심성은 재료가 얼마나 친수성을 띠느냐하는 것과 일맥상통하는 말이다.
재료의 물 적심성 및 친수성과 조직적합성과의 관계를 살펴보면, 일반적으로 친수성이 큰 재료가 조직세포의 점착과 증식이 양호한 것으로 나타나고 있다. 그러나 대부분의 합성 고분자 재료의 경우에는 소수성을 띠므로 조직세포와의 친화력이 좋지 못하여 이를 개선하기 위한 고분자 재료의 표면개질이 필요하게 된다.
표면개질 방법은 물리, 화학적인 방법이 있는데 코로나방전 처리, 플라즈마방전 처리, 자외선 조사, 감마선 조사, 단량체의 그라프트 중합, 약품 처리 방법 등이 있다. 이 방법들을 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.
코로나방전 처리는 대기 중에서 고분자 재료를 코로나로 방전시켜 고분자 표면에 C-O, C〓O, O-C〓O, C-O-O 등과 같이 산소를 함유하는 관능기를 도입하여 친수성을 증가시키는 방법이고, 플라즈마방전 처리는 저기압에서 행하는 것으로 글로우 방전에 의해 고분자 표면에 산소를 함유하는 관능기를 도입하여 친수성을 증가시키는 방법이다. 자외선 조사법과 감마선 조사법은 공기 중에서 고분자 표면에 자외선과 감마선을 각각 조사하여 산화작용에 의해 역시 산소를 함유하는 관능기를 도입하여 친수성을 증가시키는 방법이다. 그라프트 중합법은 상기에 열거한 방전 및 조사법을 통해, 재료 표면층에 중합을 개시하는 활성종을 생성시킨 후 친수성 작용기를 그라프트시켜 친수성을 증가시키는 방법이다. 하지만 위의 친수화 처리방법들은 2차원적인 재료 표면, 즉 필름이나 시이트 형태의 재료 표면을 친수화 처리하는 데는 효과적이지만 3차원적인 지지체의 경우, 코로나, 플라즈마, 자외선 등이 지지체의 다공질 내부까지 침투하지 못하므로 지지체 외부 표면과 내부 다공질 표면을 균일하게 친수화 처리하는데에는 문제가 있다. 약품 처리법은 강산화성 시약으로 고분자 표면을 처리하여 극성기를 도입하여 친수성을 증가시키는 방법이지만, 지지체 자체의 분해 및 물성 저하를 초래하는 것이 문제점으로 나타나고 있다.
이와같이, 생분해성 고분자로 제조된 다공성 지지체의 친수화 처리방법이 다양하게 연구되어 그 적용이 매우 기대되는 것임에도 불구하고, 종래의 상기한 문제점을 개선하지 못하여 현실적으로 아직 개발되지 못하고 있는 실정이다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 폴리비닐 알코올(poly(vinyl alcohol), PVA)을 주성분으로 하는 친수성 고분자를 생분해성 고분자로 이루어진 3차원 구조의 다공성 지지체에 도포, 가교 또는 블렌드시켜 지지체 내에서 균일한 세포 분포와 점착, 산소 및 영양분의 공급이 원활한 친수성 생분해성 고분자 다공성 지지체를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 생분해성 고분자 다공성 지지체를 손쉽게 친수화시켜 세포들의 점착과 영양분, 산소의 공급을 원활히 하여 세포의 성장을 효율적으로 향상시켜 조직공학 분야에서 유용하게 사용할 수 있는 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 생분해성 고분자 다공성 지지체의 물 적심성 시험 결과를 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 비교예 1에 따른 생분해성 고분자 다공성 지지체의 물 적심성 시험 결과를 보여주는 사진이다.
본 발명은 일반적으로 소수성을 나타내는 생분해성 고분자로 이루어진 다공성 지지체에 폴리비닐 알코올을 주성분으로 하는 친수성 고분자를 도포, 가교 또는 블렌드시켜 친수성을 가지는 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화 처리방법에 관한 것이다.
이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 분자량 1,000 ∼ 1,000,000 g/mol인 생분해성 고분자로 이루어진 다공성 지지체를 분자량 1,000 ∼ 500,000 g/mol인 친수성 고분자 0.1 ∼ 50 중량% 용액에 담지시켜 초기 압력을 0.001 kg/cm2로 감압시킨 후 곧바로 1.0 kg/cm2로 가압시켜 친수성 고분자 용액을 다공성 지지체 내부에 침투시킨후, 0.01 ∼ 48 시간동안 친수성 고분자를 도포하여 얻는 다공성 지지체의 친수화 처리방법을 그 특징으로 한다.
본 발명에서 사용하는 상기 분자량 1,000 ∼ 1,000,000 g/mol인 생분해성 고분자는 폴리락틱산(poly(lactic acid)), 폴리글리콜산(poly(glycolic acid)), 폴리락틱산-글리콜산 공중합체(poly(lactic acid-co-glycolic acid)), 폴리디옥사논(polydioxanone), 폴리카프로락톤(poly(ε-caprolactone)), 폴리하이드록시부티레이트(poly(β-hydroxybutyrate))와 폴리하이드록시부티레이트-하이드록시발러레이트 공중합체(poly(hydroxybutyric acid-co-hydroxyvaleric acid), 폴리(γ-에틸 글루타메이트)(poly(γ-ethyl glutamate)), 폴리안하이드라이드 공중합체(polyanhydrides) 중에서 선택된 단독 또는 2 종 이상의 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 1,000 ∼ 500,000 g/mol인 친수성 고분자는 폴리비닐 알코올(poly(vinyl alcohol)) 단독, 폴리비닐 알코올과 합성 친수성 고분자의 혼합물 또는 폴리비닐 알코올과 천연 친수성 고분자의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 합성 친수성 고분자로는 폴리비닐 피롤리돈(poly(vinyl pyrrolidon)), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리메타크릴산(polymethacrylic acid), 폴리아크릴아마이드(polyacryl amide), 폴리메타크릴아마이드(polymethacryl amide), 폴리에틸렌 옥사이드(poly(ethylene oxide)) 또는 폴리(에틸렌옥사이드-프로필렌 옥사이드) 공중합체(poly(ethylene oxide-co-propylene oixide)) 등이 있으며, 상기 천연 친수성 고분자로는 소듐 알지네이트(sodium alginate), 키틴(chitin), 키토산(chitosan), 히아룬산(hyaluronic acid), 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스(hydroxypropylmethyl cellulose) 또는 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxy methyl cellulose) 등이 있다. 상기에서 폴리비닐 알코올과 합성 친수성 고분자 또는 천연 친수성 고분자의 혼합물의 혼합비는 1:0 ∼ 5 중량비가 바람직하며, 만일 혼합비가 상기 범위를 벗어나면 고분자 용액의 점도가 너무 높아지는 문제가 있다.
그리고, 상기 생분해성 고분자로 이루어진 다공성 지지체에 상기 친수성 고분자를 도포할 때 사용되는 친수성 고분자는 0.1 ∼ 50 중량% 용액을 사용하는 것이 바람직하며, 만일 친수성 고분자 용액이 0.1 중량% 미만이면 도포 후 친수성이 약해지는 문제가 있고, 50 중량%를 초과하면 점도가 너무 높아지는 문제가 있다. 그리고, 상기 친수성 고분자를 도포하는 조건은 초기 압력은 0.001 kg/cm2로 감압시킨 후 곧바로 1.0 kg/cm2로 가압시켜 친수성 고분자 용액을 다공성 지지체 내부에 침투시킨후, 0.01 ∼ 48 시간동안 도포하는 것이 바람직하며, 만일 초기압력이 0.001 kg/cm2미만이면 용액이 끓는 문제가 있고, 1.0 kg/cm2를 초과하면 친수성 고분자가 다공성 내부로 침투하지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 분자량 1,000 ∼ 1,000,000 g/mol인 생분해성 고분자로 이루어진 다공성 지지체를 분자량 1,000 ∼ 500,000 g/mol인 친수성 고분자 0.1 ∼ 50 중량% 용액에 담지시켜 초기 압력은 0.001 kg/cm2로 감압시킨 후 곧바로 1.0 kg/cm2로 가압시켜 친수성 고분자 용액을 다공성 지지체 내부에 침투시켜 0.01 ∼ 48 시간동안 도포, 건조한 후, 칼슘클로라이드(calcium chloride) 또는 소듐시트레이트(sodium citrate) 0.01 ∼ 50 중량% 용액에 0.01 ∼ 48 시간동안 담지시켜 친수성 고분자를 가교시켜 얻는 다공성 지지체의 친수화 처리방법을 또 다른 특징으로 한다.
상기 분자량 1,000 ∼ 1,000,000 g/mol인 생분해성 고분자와 분자량 1000 ∼ 500,000 g/mol인 친수성 고분자는 상술한 바와 같다.
그리고, 상기 생분해성 고분자로 이루어진 다공성 지지체에 상기 친수성 고분자를 가교시킬 때 사용되는 칼슘클로라이드 또는 소듐시트레이트는 0.01 ∼ 50 중량% 용액을 사용하는 것이 바람직하며, 만일 칼슘클로라이드 또는 소듐시트레이트 용액이 0.01 중량% 미만이면 가교된 고분자의 물성이 약한 문제가 있고, 50 중량%를 초과하면 용액이 과포화 상태가 되는 문제가 있다.
본 발명은 분자량 1,000 ∼ 1,000,000 g/mol인 생분해성 고분자와 분자량 1,000 ∼ 500,000 g/mol인 친수성 고분자를 블렌드시켜 복합체(composite) 형태로 얻는 다공성 지지체의 친수화 처리방법을 또 다른 특징으로 한다.
상기 분자량 1,000 ∼ 1,000,000 g/mol인 생분해성 고분자와 분자량 1,000 ∼ 500,000 g/mol인 친수성 고분자는 상술한 바와 같다.
그리고, 상기 생분해성 고분자와 친수성 고분자를 블렌드시켜 복합체(composite) 형태로 제조하는 다공성 지지체의 친수화 처리방법에서, 생분해성 고분자와 친수성 고분자의 혼합비는 1:0.001 ∼ 1 중량비가 바람직하며, 만일 그 혼합비가 상기 범위를 벗어나면 친수성이 약해지거나 물성이 약해지는 문제가 있다.
상기한 본 발명에 따른 친수화 처리방법에 의해 제조된 생분해성 고분자 다공성 지지체는 친수성과 조직친화성을 동시에 가지므로 조직공학용으로 사용시 세포배양액 및 체액이 쉽게 지지체 내로 침투되어 산소 및 영양분의 공급이 원활하고 조직세포들이 균일하게 효율적으로 점착, 증식될 수가 있다.
이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
소수성인 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화를 위해 친수성 고분자를 다공성 지지체의 다공질 표면에 도포하는 방법을 사용하였다. 그 방법은 다음과 같다.
미세분말 석출법과 열압착법을 병합한 방법[대한민국 특허출원 제 99-12325호]으로 생분해성 고분자인 PLGA 및 폴리 L-락틱산(PLLA)를 이용하여 200 ∼ 300 μm의 다공질 크기와 90 % 정도의 다공도를 가지는 지지체를 제조하고, 이렇게 제조한 다공성 지지체를 친수성 고분자인 PVA(2 중량%) 용액이 담긴 용기에 위치시켰다.
이 용기를 진공오븐에 넣고 진공을 걸어 주면 다공성 지지체 내를 차지하고 있던 기포들이 빠져나오고, 기포가 차지하고 있던 다공질 공간 내로 PVA 용액이 침투하게 된다. 이 상태로 1시간 이상 방치하여 둔다. 이 다공성 지지체를 용기에서 꺼내어 진공 하에서 건조하여 PVA가 도포되어 친수화처리된 다공성 지지체를 얻었다.
상기 방법에 의해 제조된 다공성 지지체 표면에 물방울을 떨어뜨려 물 적심성을 시험하였으며, 그 결과를 다음 표 1과 도 1에 나타내었다.
표 1과 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 다공성 지지체는 수 초 이내에 물방울이 지지체 내로 완전히 침투되는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 2
소수성인 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화를 위해 친수성 고분자를 다공성 지지체의 다공질 표면에 도포 후 가교시키는 방법을 사용하였다. 그 방법은 다음과 같다.
미세분말 석출법과 열압착법을 병합한 방법[대한민국 특허출원 제 99-12325호]으로 생분해성 고분자인 PLGA 및 PLLA를 이용하여 200 ∼ 300 μm의 다공질 크기와 90 % 정도의 다공도를 가지는 지지체를 제조하고, 이렇게 제조한 다공성 지지체를 친수성 고분자인 PVA와 소듐 알지네이트(혼합비; 1:1 중량비)의 혼합 용액(2중량%)이 담긴 용기에 위치시켰다. 이 용기를 진공오븐에 넣고 진공을 걸어 주면 다공성 지지체 내를 차지하고 있던 기포들이 빠져나오고, 기포가 차지하고 있던 다공질 공간 내로 친수성 고분자 혼합용액이 침투하게 된다. 이 상태로 1시간 이상 방치한 후, 이 다공성 지지체를 용기에서 꺼내어 진공 하에서 건조하였다. 이를 CaCl2(2 중량%) 수용액에 담궈 1시간 동안 가교시켜 주었다. 이 다공성 지지체를 용기에서 꺼내어 진공 하에서 건조하여 친수성 고분자가 도포, 가교되어 친수화처리된 다공성 지지체를 얻었다.
상기 방법에 의해 제조된 다공성 지지체 표면에 물방울을 떨어뜨려 물 적심성을 시험하였으며, 그 결과를 상기 표 1에 나타내었다.
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 의해 제조된 다공성 지지체는 수 초 이내에 물방울이 지지체 내로 완전히 침투되는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 3
소수성인 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화를 위해 친수성 고분자를 다공성 지지체의 다공질 표면에 도포 후 가교시키는 방법을 사용하였다. 그 방법은 다음과 같다.
미세분말 석출법과 열압착법을 병합한 방법[대한민국 특허출원 제 99-12325호]으로 생분해성 고분자인 PLGA 및 PLLA를 이용하여 200 ∼ 300 μm의 다공질 크기와 90 % 정도의 다공도를 가지는 지지체를 제조하고, 이렇게 제조한 다공성 지지체를 친수성 고분자인 PVA와 키토산(혼합비; 1:1 중량비) 혼합용액(2 중량%)이 담긴 용기에 위치시켰다. 이 용기를 진공오븐에 넣고 진공을 걸어 주면 다공성 지지체 내를 차지하고 있던 기포들이 빠져나오고, 기포가 차지하고 있던 다공질 공간 내로 친수성 고분자 혼합용액이 침투하게 된다. 이 상태로 1시간 이상 방치한 후, 이 다공성 지지체를 용기에서 꺼내어 진공 하에서 건조하였다. 이를 소듐 시트레이트(5 중량%) 수용액에 담가 2시간 동안 가교시켜 주었다. 이 다공성 지지체를 용기에서 꺼내어 진공 하에서 건조하여 친수성 고분자가 도포, 가교되어 친수화처리된 다공성 지지체를 얻었다.
상기 방법에 의해 제조된 다공성 지지체 표면에 물방울을 떨어뜨려 물 적심성을 시험하였으며, 그 결과를 상기 표 1에 나타내었다.
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에 의해 제조된 다공성 지지체는 수 초 이내에 물방울이 지지체 내로 완전히 침투되는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 4
소수성인 다공성 지지체의 친수화를 위해 생분해성 고분자와 친수성 고분자를 블렌드시켜 복합체(composite) 형태로 하여 다공성 지지체를 제조하는 방법을 사용하였다. 그 방법은 다음과 같다.
생분해성 고분자인 PLGA와 친수성 고분자인 PVA를 분말 형태로 냉동상태에서 분쇄한 후 각각의 비율(PLGA:PVA 1:0.02 ∼ 0.3 중량비)로 혼합하여 주었다.
혼합된 고분자로부터 열과 압력을 가해 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 사용하여 미세분말 석출법과 열압착법을 병합한 방법으로 200 ∼ 300 μm의 다공질 크기와 90 % 정도의 다공도를 가지는 지지체를 제조하였다. 제조법을 좀더 자세히 설명하면, 황동재질의 틀에 필름을 위치시키고 필름의 상부와 하부에 일정 크기(200 ∼ 300 μm)의 소금(NaCl)을 일정 두께로 분포시킨 후, 고분자의 용융점(Tm) 이상의 온도에서 압력을 가해 주었다. 이렇게 제조된(내부에 소금이 함유되어 있는) 시트를 증류수로 약 48시간 동안 세척하여(2 ∼ 6시간마다 증류수 교환) 시트 내에 포함되어 있는 소금을 완전히 제거한 후, 남아 있는 증류수를 여과지로 제거한 후, 이를 진공에서 24시간 건조하여 PVA가 블렌드되어 친수화처리된 다공성 지지체를 얻었다.
상기 방법에 의해 제조된 다공성 지지체 표면에 물방울을 떨어뜨려 물 적심성을 시험하였으며, 그 결과를 상기 표 1에 나타내었다.
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 4에 의해 제조된 다공성 지지체는 수 초 이내에 물방울이 지지체 내로 완전히 침투되는 것을 확인할 수 있었다.
비교예 1
미세분말 석출법과 열압착법을 병합한 방법[대한민국 특허출원 제 99-12325호]으로 생분해성 고분자인 PLGA를 이용하여 200 ∼ 300 μm의 다공질 크기와 90 % 정도의 다공도를 가지는 지지체를 제조하였다.
상기 방법에 의해 제조된 다공성 지지체 표면에 물방울을 떨어뜨려 물 적심성을 시험하였으며, 그 결과를 상기 표 1과 도 2에 나타내었다.
표 1과 도 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1에 의해 제조된 다공성 지지체는 30분 경과 후에도 물방울이 지지체 내로 침투하지 못함을 확인할 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다공성 지지체를 친수화시키는 방법에 따른 친수성을 가지는 생분해성 고분자 다공성 지지체는 조직세포가 다공성 지지체 내로 용이하게 침투, 점착할 수 있게 해주고, 산소와 영양분의 공급을 원활하게 해 줌으로서 지지체 내 세포배양의 용이성과 세포의 성장을 촉진시킬 수 있어 조직공학용 지지체로서 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 분자량이 1,000 ∼ 1,000,000 g/mol인 폴리락틱산, 폴리글리콜산, 폴리락틱산-글리콜산 공중합체, 폴리디옥사논, 폴리(카프로락톤), 폴리(하이드록시부티레이트), 폴리하이드록시부티레이트-하이드록시발러레이트 공중합체, 폴리(γ-에틸 글루타메이트) 및 폴리안하이드라이드 공중합체 중에서 선택된 생분해성 고분자로 이루어진 다공성 지지체를, 분자량이 1,000 ∼ 500,000 g/mol인 폴리비닐 알코올 단독 또는 폴리비닐 알코올과 폴리비닐 피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리메타크릴아마이드, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리(에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드) 공중합체, 소듐 알지네이트, 키틴, 키토산, 히아룬산, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스 중에서 선택된 친수성 고분자가 함유된 0.1 ∼ 50 중량% 용액에 담지시켜, 초기 압력은 0.001 kg/cm2로 감압시킨 후 곧바로 1.0 kg/cm2로 가압하여 친수성 고분자 용액을 다공성 지지체 내부에 침투시킨 후, 0.01 ∼ 48 시간동안 친수성 고분자를 도포하여 얻는 것을 특징으로 하는 다공성 지지체의 친수화 처리방법.
  2. 삭제
  3. 분자량이 1,000 ∼ 1,000,000 g/mol인 폴리락틱산, 폴리글리콜산, 폴리락틱산-글리콜산 공중합체, 폴리디옥사논, 폴리(카프로락톤), 폴리(하이드록시부티레이트), 폴리하이드록시부티레이트-하이드록시발러레이트 공중합체, 폴리(γ-에틸 글루타메이트) 및 폴리안하이드라이드 공중합체 중에서 선택된 생분해성 고분자로 이루어진 다공성 지지체를, 분자량이 1,000 ∼ 500,000 g/mol인 폴리비닐 알코올 단독 또는 폴리비닐 알코올과 폴리비닐 피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리메타크릴아마이드, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리(에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드) 공중합체, 소듐 알지네이트, 키틴, 키토산, 히아룬산, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스 중에서 선택된 친수성 고분자가 함유된 0.1 ∼ 50 중량% 용액에 담지시켜, 초기 압력을 0.001 kg/cm2로 감압시킨 후 곧바로 1.0 kg/cm2로 가압시켜 친수성 고분자 용액을 다공성 지지체 내부에 침투시켜 0.01 ∼ 48 시간동안 도포한 후, 칼슘클로라이드 또는 소듐시트레이트 0.01 ∼ 50 중량% 용액에 담지하여 친수성 고분자를 가교시켜 얻는 것임을 특징으로 하는 다공성 지지체의 친수화 처리방법.
  4. 삭제
  5. 분자량이 1,000 ∼ 1,000,000 g/mol인 폴리락틱산, 폴리글리콜산, 폴리락틱산-글리콜산 공중합체, 폴리디옥사논, 폴리(카프로락톤), 폴리(하이드록시부티레이트), 폴리하이드록시부티레이트-하이드록시발러레이트 공중합체, 폴리(γ-에틸 글루타메이트) 및 폴리안하이드라이드 공중합체 중에서 선택된 생분해성 고분자와, 분자량이 1,000 ∼ 500,000 g/mol인 폴리비닐 알코올 단독 또는 폴리비닐 알코올과 폴리비닐 피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리메타크릴아마이드, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리(에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드) 공중합체, 소듐 알지네이트, 키틴, 키토산, 히아룬산, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스 중에서 선택된 친수성 고분자를 1 : 0.001 ∼ 1 중량비로 블렌드시켜 복합체(composite) 형태로 얻는 것임을 특징으로 하는 다공성 지지체의 친수화 처리방법.
  6. 삭제
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