KR100464930B1 - 조직재생 유도용 차폐막 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 키토산 부직포 사이에 미세공이 형성된 다공성 생분해성 고분자막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조직재생 유도용 차폐막은 생분해성 고분자막 내에 형성된 미세공에 의해 차폐막의 선택적인 세포성장 유도기능을 확보하며, 재생저해 세포는 차단하면서 신생하는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 키토산이 생분해성 고분자막에 사용되는 고분자의 가수 분해에 의해 생성되는 산을 중화시켜 염증반응 및 조직독성을 감소시킬 수 있고, 부직포, 고분자 막, 부직포 순으로 순차 적층함으로써 조직재생 유도용 차폐막의 기계적 강도를 충분히 향상시킬 수 있다.

Description

조직재생 유도용 차폐막 및 그의 제조방법{Barrier membrance for guided tissue regeneration and the preparation thereof}

본 발명은 손상된 치조골의 재생을 유도하기 위한 조직재생 유도용 차폐막 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 키토산 부직포 사이에 미세공이 형성된 다공성 생분해성 고분자 막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막 및 그 제조방법에 관한 것이다.

치주질환에 의한 치조골 손상의 치료시, 치주질환은 억제되더라도 치주 조직은 재생되지 않을 수도 있으며, 새로운 뼈가 생성되더라도 뼈가 불규칙하게 형성되거나 또는 치은 결체조직으로 대체됨으로써 치주조직 본래의 기능을 잃어버리게 될 수도 있다. 즉, 손상부위에서 치은 결합조직은 골조직이나 치주 인대조직보다 빨리 재생되어 이들 조직 내로 침투되기 때문에 치조골 및 치주 인대조직의 정상적인 재생이 원활히 진행되지 못하고 해부학적 변형 및 기능 상실이 유발되어 치조골의 재도입 수술이 필요하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 현재 시행되고 있는 치조골 재생술은 자가골이식(autografting)으로 손상된 부위를 채워 골형성을 유도하는 방법이 있다. 다른 방법으로는 면역원성을 제거한 사람이나 동물의 뼈를 인위적 골대체 물질로서 이용하거나 상업적으로 시판되는 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite) 등을 이용하는 방법이 있다.

최근 들어서는 탈회 골분말 및 이로부터 얻어지는 골형성 단백질(bone morphogenic protein)의 골재생 효과에 대한 관심이 집중되고 있으며, 이밖에도 다양한 방법 등이 시험되어 골조직 재생 능력이 입증되고 있기는 하지만 실제로 의료분야에서 환자들에게 널리 적용되지는 못하고 있다. 이에 따라 치주조직 재생에 있어서 새롭게 인공 막을 조직에 도입함으로써 치주조직의 치유를 증진시키고 완전한 치주조직으로의 복원을 꾀하는 동시에, 골이식 결과를 개선시키고 새로운 치조골의 생성을 유도하려는 시도가 활발히 이루어지고 있다.

손상된 부위에 차폐막을 외과적으로 삽입하여 특정 조직의 회복 및 재생을 개선하려는 기술의 한 예로 천연 혹은 합성 라텍스(latex)나 폴리테트라플로로에틸렌을 그 재질로 갖는 일반적인 조직재생 유도 차폐막을 들 수 있으나, 이러한 조직재생 유도막은 상기한 천연 혹은 합성 라텍스(latex)나 폴리테트라플로로에틸렌이 비분해성을 갖고 있어 이를 제거하기 위한 2차 제거 수술이 필요하다는 문제점을 안고 있다.

대한민국 공개번호 제2000-73589호는 섬유 굵기가 0.1 ㎛ ∼ 0.001 ㎛이며 용융방사에 의해 제조된 일측의 생분해성 부직포와, 섬유 굵기가 0.1 ㎛ ∼ 400 ㎛이며 용융방사에 의해 제조된 생분해성 고분자가 적층ㆍ압착된 치주질환 치료용 조직재생 유도용 차폐막을 개시하고 있다. 그러나, 상기에 개시된 조직재생 유도용 차폐막은 용융방사 및 용액 방사를 하여야 한다는 제조공정상의 문제점과 치주질환 치료용 약물이 부직포 내에 형성된 공간(또는 부직포의 매트릭스)에 함입됨으로써 충분한 효과를 거둘 수 없다는 문제점을 안고 있으며, 또한 충분한 기계적 강도를 발휘할 수 없다는 문제점을 안고 있다.

이에 본 발명자들은 충분한 기계적 강도를 가지면서도 치조골 재생 치료에유용한 개선된 조직재생 유도용 차폐막을 제조하기 위해 예의 연구한 결과, 키토산 부직포 사이에 미세공이 형성된 다공성 생분해성 고분자 막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막이 상기한 문제점을 개선할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 키토산 부직포 사이에 미세공이 형성된 다공성 생분해성 고분자막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 조직 재생 유도용 차폐막의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 시차주사 현미경으로 관찰된 본 발명의 조직재생 유도용 차폐막의 표면이고,

도 2는 시차주사 현미경으로 관찰된 본 발명의 조직재생 유도용 차폐막 사이의 샌드위치된 생분해성 고분자막의 단면도이며,

도 3a는 시차주사 현미경으로 관찰된 본 발명의 조직재생 유도용 차폐막의 골아세포를 1 일간 부착시킨 결과이며,

도 3b는 시차주사 현미경으로 관찰된 본 발명의 조직재생 유도용 차폐막의 골아세포를 7 일간 부착시킨 결과이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

1: 생분해성 고분자 막 2: 키토산 부직포

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 키토산 부직포 사이에 미세공이 형성된 다공성 생분해성 고분자막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막이 제공된다.

본 발명에 따른 조직재생 유도용 차폐막은 생분해성 고분자막 내에 형성된 미세공에 의해 차폐막의 선택적인 세포성장 유도기능을 확보하며, 재생저해 세포는 차단하면서 신생하는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 키토산이 생분해성 고분자막에 사용되는 고분자의 가수 분해에 의해 생성되는 산을 중화시켜 염증반응 및 조직독성을 감소시킬 수 있고, 부직포, 고분자 막, 부직포 순으로 순차 적층함으로써 조직재생 유도용 차폐막의 기계적 강도를 충분히 향상시킬 수 있다.

이하 본 발명의 보다 상세히 설명한다.

도 1은 시차주사 현미경으로 관찰된 본 발명의 조직재생 유도용 차폐막의 표면이고, 보다 자세하게는도 2에서 시차주사 현미경으로 관찰된 본 발명의 조직재생 유도용 차폐막이 생분해성 고분자막(1)이 키토산 부직포(2) 사이에 샌드위치된 생분해성 고분자막의 단면도를 나타낸다. 상기한 생분해성 고분자막(1)의 내부에 형성된 2 ∼ 10 ㎛의 미세공의 다공성 구조를 확인할 수 있으며 주변의 10 ∼ 30 ㎛ 정도의 재생저해 세포인 결체 조직 세포가 침윤하지 못하도록 차단할 수 있는 충분한 공극이다. 또한, 이로써 상기 형성된 미세공은 차폐막의 선택적인 세포성장 유도기능 확보, 재생저해 세포는 차단하면서 신생하려면 효과를 제공한다. 미세공의 형성은 혼합용매의 사용에 의해 가능하며 이에 대해서는 후술하도록 하겠다. 필요에 따라서는 키토산 부직포, 생분해성 고분자막, 키토산 부직포, 생분해성 고분자막, 키토산 부직포 순으로 추가 적층될 수 있다. 또한, 본 발명 조직재생 유도용 차폐막은 부직포, 고분자 막, 부직포 순으로 순차 적층함으로써 조직재생 유도용 차폐막의 기계적 강도를 충분히 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 생분해성 고분자막의 제조에 사용될 수 있는 생분해성 고분자 물질은 폴리에스테르류로서, 그 예로는 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리락트산-글리콜산 공중합체 및 폴리카프로락톤들이 응용되고 있다. 폴리락트산은 폴리글리콜산와 함께 생체내 분해성 이식재로 최초 사용된 고분자인데, 이 두가지 고분자는 약물 송달 시스템의 매트릭스나 수술용 재료의 제조에 주로 사용되어 왔다. 항생제, 마약길항제, 피임제, 항암제 등의 체내 송달시 미세하고, 이식제의 형태로 동물에 피하 또는 정맥주사로 적용되어 그 응용성이 입증되었다. 상기 생분해성 고분자막의 두께는 충분한 기계적 강도를 확보하고 효과적인 조직 재생 유도를 위하여 통상 0.01 ∼ 10 mm, 바람직하게는 0.05 ∼ 3 mm 이다.

부직포의 제조에 사용되는 키토산은 생분해성이며 조직 내에 아민기를 포함하므로, 생분해성 고분자막에 사용되는 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리락트산-글리콜산 공중합체 등이 생체 내에서 가수 분해될 때 락트산, 글리콜산 등과 같은 산을 생성하여 고분자 제제 주위의 pH가 감소하여 염증반응 및 조직독성을 유발하고, 따라서 혈관조직의 부실 또는 대사능력이 낮아지면 조직이 산분해 산물을 제거할 능력이 적은 부위라면, 국소적으로 독성을 일으킬 가능성은 더욱 커지게 되나, 이를 중화할 수 있어 부작용을 방지할 수 있다.

또한 세포외 기질의 글리코스아민글라이켄(glycosaminoglycan)과 유사한 구조로 조직 적합성이 탁월하다는 장점을 가지고 있다.

본 발명에 따른 키토산 부직포의 섬유 굵기는 특별히 제한되지 아니하며, 예를 들면, 0.001 ∼ 400 ㎛ 범위 내에서 자유롭게 할 수 있다. 섬유 굵기는 사용되는 생분해성 고분자의 성질 등에 의해 달라질 수 있으나, 일반적으로 부직포의 방사 방법에 크게 의존한다. 예를 들면, 용액 방사의 경우 0.1 ㎛ ∼ 400 ㎛의 범위의 직경을 갖는 부직포가 얻어지나, 방사시 고전압을 방사구금함에 의해 섬유의 굵기를 0.001 ㎛ 정도로 초극세화할 수 있다.

본 발명의 키토산 부직포는 생체 적합성을 향상시키는 생체외 기질 성분 및/또는 기계적 강도와 골조직 재생 효과를 향상시키는 세라믹 성분을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 세라믹 성분의 예로는 트리칼슘 포스페이트(TCP) 또는 칼슘 메타포스페이트를 들 수 있다.

통상, 치주질환 치료용 약물은 생분해성 고분자막에 포함된다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 부직포에 의해 형성된 매트릭스(matrix) 내에 함입될 수도 있다. 치주질환 치료용 약물로는 플루비프로펜, 이부프로펜, 인도메타신, 나프록센, 메페남산, 테트라사이클린, 미노사이클린, 옥시테트라사이클린, 메트로니다졸, 혈소판유래 증식인자(platelet-derived growth factor), 인슐린유사 성장인자, 상피 성장인자, 종양 증식인자 또는 이들의 혼합물이 포함되며, 이들은, 통상, 고분자 중량에 대해 5 내지 20 중량 %의 양으로 첨가되는 것이 바람직하다.

상기한 생분해성 고분자막 및/또는 키토산 부직포는 당해분야에서 통상 사용되는 가소제, 계면활성제를 추가로 포함할 수 있으며, 이들의 사용은 당해 분야에널리 공지되어 있다. 예를 들면, 본 출원인이 출원한 대한민국 특허번호 180585를 참조하기 바란다.

본 발명은 또한 상기 조직재생 유도용 고분자막의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 생분해성 고분자 물질을 방사장치에서 방사하여 키토산 부직포를 얻고, 얻어진 부직포의 표면에 생분해성 고분자 물질의 주용매 및 부용매의 혼합 용액을 도포하여 미세공을 갖는 생분해성 고분자막을 형성시키고, 생분해성 고분자막의 표면에 상기에서 얻어진 키토산 부직포를 적층ㆍ압착한 후 건조하는 단계를 포함한다. 본 명세서에서, 주용매라 함은 생분해성 고분자막의 제조에 사용되는 생분해성 고분자에 대해 0.01 g/ml이상, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.2 g/ml의 용해도를 갖고 끓는점이 30 ∼ 70 ℃ 범위내의 용매를 말하며, 부용매라 함은 상기 생분해성 고분자에 대해 0.4 g/ml 이하, 바람직하게는 0.2 ∼ 0.4 g/ml의 용해도를 갖고, 끓는점이 50 ∼ 90 ℃ 범위의 용매를 말한다.

주용매와 부용매의 혼합 용매를 사용하여 생분해성 고분자 물질을 용해시킴으로써 생분해성 고분자막에 미세공을 형성시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, 혼합 용액으로 도포된 후, 생분해성 고분자 물질에 대한 용해도가 높고 비점이 낮은 주용매가 먼저 증발되고, 생분해성 고분자에 대한 용해도가 낮고 비점이 높은 부용매의 비율이 상대적으로 증가됨에 따라, 생분해성 고분자의 용해력이 저하되면서 부용매와 생분해성 고분자가 분리된다. 따라서, 부용매가 완전히 증발된 후, 부용매가 존재하던 부위에 미세공이 형성된다. 주용매로 사용될 수 있는 용매의 예로는 메틸렌클로라이드를 들 수 있으며, 부용매로 사용될 수 있는 용매의 예로는 아세트산 에틸, 디옥산 및 클로로포름을 들 수 있다. 주용매 및 부용매의 종류는 사용되는 생분해성 고분자의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 또한 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이를 적절히 선택할 수 있을 것이다.

부직포를 형성하기 위한 방사방법은 특별히 제한되지 아니하며, 용액방사, 용융방사 및 멜트 브라운 등을 채용할 수 있다. 상기 방법 중 용액 방사를 이용할 경우, 생체적합성 등을 향상시키는 생체외 기질 성분 및/또는 기계적 강도와 골조직 재생 능력을 향상시키는 세라믹 성분(예: TCP, 칼슘 메타포스페이트 등)을 추가로 포함할 수 있어 보다 바람직하다. 용액 방사시, 키토산을 용해시킬수 있는 용매로는 락트산, 아세트산 및 염산을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니며, 용매의 선택은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 적절히 변형할 수 있을 것이다. 방사장치부터 방출되는 생분해성 고분자 섬유는 응고조를 통과하면서 응고되고, 세척조를 통과하면서 세척되어 키토산 부직포가 제조된다. 상기 제조방법 상에 응고액은 수산화칼륨과 에틸렌글리콜의 혼합용매, 수산화나트륨과 에틸렌글리콜의 혼합용매, 수산화칼륨 용액, 수산화나트륨 용액, 에탄올, 메탄올 및 아세톤 등을 포함하는 용매에서 선택된 것으로 사용되는 고분자 종류에 따라 다르게 선택될 수 있다. 또한, 상기 세척조에서 사용되는 용액은 메탄올 및 에탄올에서 선택된 것을 증류수에 제조된다.

상기 생분해성 고분자막의 제조에 사용되는 생분해성 고분자 용액에는 또한 차폐막에 가소성을 부여하기 위하여 가소제를 첨가할 수 있다. 사용가능한 가소제로는 디에틸테레프탈레이트, 폴리에틸렌글리콜, 글리세린 또는 이들의 혼합물이 포함되며, 사용된 고분자의 중량에 대해 10 내지 30 중량 %의 양으로 첨가, 분산시킨다.

이외에도 고분자 용액에는 친수성 물질 및 계면활성제를 첨가하여 차폐막의 수분 친화성을 증진시킬 수 있다. 상기 친수성 물질로는 하이드록시프로필메틸셀룰로즈(HPMC), 하이드록시프로필셀룰로즈(HPC), 염화나트륨, 글리세린, 키토산, 알기네이트 또는 이들의 혼합물이 포함되며, 사용되는 고분자 중량에 대해 10 내지 20 중량 %의 양으로 고분자 용액에 첨가되는 것이 바람직하다. 또한 이들 첨가물을 고분자 용액에 균일하게 분산시키기 위해 사용되는 계면활성제로는 폴리에틸렌-폴리옥시프로필렌 블록 공중합체(제품명:플루로닉(Pluronics) 또는 폴록사머(Poloxamers)가 포함되며 고분자 중량에 대해 5 내지 15 중량 % 의 양으로 첨가되는 것이 바람직하다.

이상과 같은 제조된 생분해성 고분자 용액을 키토산 부직포에 도포하여 제조된 차폐막은, 그의 미세공 생성능을 증대시키기 위해 비용매로 처리하는 것이 바람직하다. 비용매 처리는 차폐막을 메탄올, 증류수 또는 아세트산에틸 등의 비용매 중에 12 내지 24시간 동안 침지시키거나 또는 비용매의 증기가 포화된 수조내에 넣고 12 내지 24 시간 동안 방치한 후 꺼내어 건조시킴으로써 수행될 수 있다. 비용매 처리에 의한 미세공 생성능의 증대는 주용매와 비용매간의 용해도 차이에 기인하는 상전이에 의한 다공성 형성 원리를 이용한 것이다.

상기에서 제조된 본 발명의 조직재생 유도 차폐막은 손상된 치조골 주위 치근막 또는 이식물이 적용된 악골 부위에 삽입하거나 덧씌운 후 수술용 생분해성 봉합사로 치근에 고정시키거나 생체적합성 접착제를 이용하여 골 조직에 단단히 부착시키면, 차폐막의 내면에는 유도재생이 요구되는 골 조직이 위치하게 되며 외부면에는 결체조직이나 상피조직이 바로 접하여 덮이게 된다.

이하 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

<제조예 1> 키토산 부직포 제조

분자량 200,000인 키토산을 1 % 아세트산 용액에 용해하여 4 % 키토산 용액으로 제조하였다. 이 때, 용액방사 장치의 방사공이 30 공이고 방사공의 직경이 0.2 mm인 방사구금을 사용하였고, 압력이 0.6 ∼ 1.2 atm이며 5 ∼ 6 m/min의 방사속도로 방사하였다. 응고조의 용액이 얼음 400 g에 수산화 칼륨 400 g을 넣어 제조되었고, 세척조의 용액은 에틸렌글리콜 1 kg에 증류수 400 g을 넣어 제조되었다.용액방사 장치부터 방출되는 키토산 섬유는 응고조를 통과하면서 응고되고 세척조를 통과하면서 세척되어 키토산 섬유로 이루어진 키토산 부직포를 제조하였다. 이 때, 키토산 부직포를 이루는 섬유의 굵기는 평균 50 ㎛이다.

<제조예 2> 키토산-TCP 부직포 제조

상기 제조예 1의 제조방법에서 분자량 200,000인 키토산을 1 % 아세트산 용액에 용해하여 4 % 키토산 용액에 TCP 50 %를 첨가하여 동일한 방법으로 키토산-TCP 키토산 부직포를 제조하였으며 상기 방사방법으로 제조된 키토산-TCP 섬유의 굵기는 평균 60 ㎛이었다.

<실시예 1> 키토산 부직포 사이에 L-폴리락트산의 생분해성 고분자막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막 제작

분자량 370,000인 L-폴리락트산 1 g에 6 mL의 염화 메틸렌과 3 mL인 아세트산 에틸을 가하고 여기에 계면활성제인 스판 80을 0.3 mL 가한 후, 교반에 의해 균일한 고분자 용액을 제조하였다.

상기 용액을 제조예 1에서 제조된 키토산 부직포의 일측에 도포하고 그 위에 제조예 1에서 제조된 키토산 부직포를 추가로 적층한 후 압착하여 상온에서 24 시간 동안 건조 및 진공건조 단계를 거쳐 L-폴리락트산의 생분해성 고분자막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막 제작하였다.

도 2에서 보는 바와 같이, 상기 제작된 조직재생 유도용 차폐막의 성상을 시차 주사 현미경으로 관찰한 결과, 차폐막의 표면은 키토산 부직포 층이 나타났고, 막의 내부의 양쪽 바깥은 키토산 부직포 층이 관찰되었고 그 사이에 L-폴리락트산의 생분해성 고분자막이 관찰되었다.

<실시예 2> 키토산 부직포 사이에 폴리카프로락톤의 생분해성 고분자막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막 제작

분자량 130,000인 폴리카프로락톤 1 g에 6 mL의 염화 메틸렌과 3 mL인 아세트산 에틸을 가하고 여기에 계면활성제인 스판 80을 0.3 mL를 가한 후, 교반에 의해 균일한 고분자 용액을 제조하였다.

상기 용액을 제조예 1에서 제조된 키토산 부직포의 일측에 도포하고 그 위에 그 위에 제조예 1에서 제조된 키토산 부직포를 추가로 적층한 후 압착하여 상온에서 24 시간 동안 건조 및 진공건조 단계를 거쳐 폴리카프로락톤의 생분해성 고분자 막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막 제작을 제작하였다.

<실시예 3> 키토산 부직포 사이에 폴리락트산-글리콜산 공중합체의 생분해성 고분자막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막 제작

분자량 130,000인 폴리락트산-글리콜산 공중합체 1 g에 6 mL의 염화 메틸렌과 3 mL인 아세트산 에틸을 가하고 여기에 계면활성제인 스판 80을 0.3 mL를 가한 후, 교반에 의해 균일한 고분자 용액을 제조하였다. 이 용액을 상기 제작된 키토산 부직포의 일측에 도포하고 그 위에 상기에 제작한 키토산 부직포를 적층한 후압착하여 상온에서 24 시간 동안 건조시킨 다음 진공 건조시켜 다공성 차폐막을 제조하였다.

<실시예 4> 키토산-TCP 부직포 사이에 L-폴리락트산의 생분해성 고분자막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막 제작

분자량 370,000인 L-폴리락트산 1 g에 6 mL의 염화 메틸렌과 3 mL인 아세트산 에틸을 가하고 여기에 계면활성제인 스판 80을 0.3 mL를 가한 후, 교반에 의해 균일한 고분자 용액을 제조하였다.

상기 용액을 제조예 2에서 제조된 키토산-TCP 키토산 부직포의 일측에 도포하고 그 위에 제조예 2에서 제조된 키토산-TCP 키토산 부직포를 추가로 적층한 후 압착하여 상온에서 24 시간 동안 건조 및 진공건조 단계를 거쳐 조직재생 유도용 차폐막을 제작하였다.

이하 본 발명의 조직재생 유도용 차폐막의 특성을 실험하였다.

<실험예 1> 기계적 강도 측정

본 발명의 조직 재생 유도용 차폐막의 기계적 강도를 알아보기 위해 인장강도를 측정하였다. 인장강도의 측정은 인스트론 (제품명: Instron 8511 ;Instron corp., USA)이 사용되었고, 500 N의 load cell을 1 mm/min의 속도로 사용한 결과를 하기표 1에 기재하였다.

인장강도 측정

	인장강도 (kPa)
실시예 1	3541.67
실시예 2	3125.00
실시예 3	3245.27
실시예 4	4375.00
키토산으로만 이루어진 부직포	1670 ±797

상기표 1의 결과에서 보는 바와 같이, 그 결과로 키토산으로만 이루어진 부직포는 1670 ±797 kPa의 인장강도를 가진 반면, 본 발명의 키토산 부직포 사이에 미세공이 형성된 다공성 생분해성 고분자막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막의 경우 3680 ±636 kPa의 향상된 기계적 강도를 보였다.

<실험예 2> 조직재생 유도용 차폐막의 골아세포 부착력 실험

차폐막이 손상부위를 효과적으로 덮으려면 차폐막 주위의 세포의 부착이 필수적이며 또한 골손상부의 골세포에 의한 부착역시 효과적인 유도조직술식에서 필수적이므로 하기와 같은 방법으로 골아세포 부착력을 실험하였다.

골아세포(oseteoblast)를 hematocytometer로 수를 측정하여 complete media(DMEM supplemented with 10 % FBS, 8 μg/ml gentamycine, 10 mM Na β-glycerol phosphate, 50 μg/ml L-ascorbic acid)에 일정밀도로 가하여 분산시켰다. 24 웰 플레이트 바닥에 본 발명의 조직재생 유도용 차폐막을 장착하였다. 셀(cell)이 분산된 액을 30 ul씩 차폐막에 가하였다. 가한 셀(cell)의 밀도는 각 1 x 1 cm²의 매트릭스당 1 x 10⁵cells로 하였다. 세포액을 접종한 상태에서 3 시간동안 37 ℃, 5 % CO₂조건의 배양기에서 배양하여 셀이 접착하도록 하였다. 이후 1ml씩 배양액을 가하였으며 배양액은 2 ∼ 3일에 한번씩 교환하였다.

배양 후 1 일과 7 일째에 셀이 부착되어 있는 차폐막을 채취하였다. 각 차폐막에 부착된 세포의 상태 및 분화된 정도를 시차주사 현미경(SEM)하에서 관찰하기 위한 조작은 다음과 같다. 골아세포(oseteoblast)가 부착된 막을 세척하여 부착되지 않은 세포는 제거하고 0.1 M 인산완충 생리식염수(PBS, pH 7.4)에 녹인 2.5 % glutaraldehyde 용액에 4 ℃ 에서 40 분간 전고정하였다. 고정후 0.1 M 인산완충 생리식염액으로 세척하고 다시 0.1 M 인산완충생리식염액에 1 % 농도로 녹인 osmium tetroxide로 0 ℃ 에서 40 분간 후고정하였다. 후고정 후 -70 ℃ 에서 24 시간 보관하였으며 이를 동결건조하였다. 동결건조된 시료는 gold-palladium coating 하여 시차주사 현미경(SEM)으로 관찰하였다.

본 발명의 차폐막의 골아세포 부착력 실험의 결과로서도 3a는 실시예 1에서 제조한 차폐막의 골아세포를 1 일간 부착시켜 시차주사 현미경 사진으로 관찰한 결과이며, 본 발명의 조직재생 유도용 차폐막의 1 일째 골아세포 부착결과로 세포는 차폐막에 부착이 개시된 구형 및 신장된 형태를 보였다. 대부분이 세포질이 확장되어 편평한 모양을 나타내어 1 일내에 부착이 안정하게 이루어져 편평한 형태가 관찰되므로 골아세포들의 안정적인 접착을 볼 수 있으며,도 3b는 실시예 1에서 제조한 차폐막의 골아세포를 7 일간 부착결과 세포질의 방사선상으로의 확장 및 세포중심부의 편평화가 관찰되었고, 이 확장된 세포는 겹겹이 층을 이루어 돌기형의 세포 집합체를 형성함을 관찰할 수 있다.

따라서 상기도 3a및도 3b의 결과로 골아세포들의 안정적인 접착과 분화를볼 수 있었으며 이는 본 발명의 조직재생 유도용 차폐막이 높은 세포 친화성 및 생체 적합성을 보이고 있음을 알 수 있는 결과이다.

상기에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 조직재생 유도용 차폐막은 상피세포 및 결합조직의 침입을 충분히 차단하는 차폐효과가 탁월하고, 골조직의 성장을 도우며 수술시 원하는 만큼 손쉽게 디자인하여 수술편의성이 매우 우수하며 제품 생산성이 우수하고 기계적 강도가 우수하여 기능성이 매우 양호한 효과가 있다.

Claims (15)

1. 키토산 부직포 사이에 2 ~ 10㎛의 미세공이 형성된 다공성 생분해성 고분자막이 샌드위치된 조직재생 유도용 차폐막.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 생분해성 고분자막의 제조에 사용되는 고분자가 생분해성 폴리에스테르 고분자인 것을 특징으로 하는 차폐막.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 생분해성 폴리에스테르 고분자가 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리락트산-글리콜산 공중합체 및 폴리카프로락톤으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 차폐막.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 생분해성 고분자막의 두께가 0.01 ∼ 10 mm인 것을 특징으로 하는 차폐막.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 키토산 부직포가 생체 적합성을 향상시키는 생체외기질 성분, 기계적 강도와 골조직 재생 효과를 향상시키는 세라믹 성분 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 차폐막.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 세라믹 성분이 트리칼슘 포스페이트 또는 칼슘 메타포스페이트인 것을 특징으로 하는 차폐막.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 키토산 부직포의 섬유 굵기가 0.001 ∼ 400 ㎛인 것을 특징으로 하는 차폐막.
8. a) 생분해성 고분자 물질을 방사장치에서 방사하여 키토산 부직포를 얻고,

   b) 얻어진 부직포의 표면에 생분해성 고분자 물질의 주용매 및 부용매의 혼합 용액을 도포하여 미세공을 갖는 생분해성 고분자막을 형성시키고,

   c) 얻어진 생분해성 고분자막의 표면에 상기에서 얻어진 키토산 부직포를 적층ㆍ압착한 후 건조하는 단계를 포함하는 조직재생 유도 차폐막의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 키토산 부직포가 용액방사, 용융방사 또는 멜트브라운에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 키토산 부직포가 용액방사에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 제조방법.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 주용매가 메틸렌클로라이드인 것을 특징으로 하는 제조방법.
12. 제 8 항에 있어서, 상기 부용매가 아세트산 에틸, 디옥산 및 클로로포름으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
13. 제 8 항에 있어서, 상기 주용매가 메틸렌클로라이드이고, 부용매가 아세트산 에틸인 것을 특징으로 하는 제조방법.
14. 제 8 항에 있어서, 상기 방사시 응고액은 수산화칼륨과 에틸렌글리콜의 혼합용매, 수산화나트륨과 에틸렌글리콜의 혼합용매, 수산화칼륨 용액, 수산화나트륨 용액, 에탄올, 메탄올 및 아세톤으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
15. 제 8 항에 있어서, 상기 방사시 용매는 아세트산, 락트산, 염산 등인 것을 특징으로 하는 제조방법.