KR100499096B1 - 조직공학용 다공성 고분자 지지체의 제조방법 - Google Patents

조직공학용 다공성 고분자 지지체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조직공학용 다공성 고분자 지지체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생체적합성 고분자를 가교화 또는 비용매에 침전시켜, 섬유유사상의 고분자(부유상태)를 포함하는 용액을 제조하고, 이를 초순수로 세척한 후, 다양한 형태의 틀에 붓고, 이를 원심분리하여 섬유유사상의 고분자가 적층된 형태의 다공성 고분자 지지체를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기의 원심분리과정에서 원심력(회전속도)을 조절함으로써 고분자 지지체 내의 다공도(porosity) 및 다공질 크기(pore size) 조절이 가능하고, 다공질들의 내·외부가 균일한 다공성을 가지는 특징을 만족하면서 동시에 고분자 지지체가 형태적으로 다양성을 가지도록 쉽게 제조할 수 있는 바, 이로써 기존의 제조방법에 의하여 제조되어지는 조직공학 분야에 적용되는 고분자 지지체 보다 훨씬 그 효용성을 높여 줄 수 있는 다공성 고분자 지지체의 새로운 제조방법에 관한 것이다.

Description

조직공학용 다공성 고분자 지지체의 제조방법{Fabrication method of porous polymeric scaffolds for tissue engineering application}
본 발명은 조직공학용 다공성 고분자 지지체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생체적합성 고분자를 가교화 또는 비용매에 침전시켜, 섬유유사상의 고분자(부유상태)를 포함하는 용액을 제조하고, 이를 초순수로 세척한 후, 다양한 형태의 틀에 붓고, 이를 원심분리하여 섬유유사상의 고분자가 적층된 형태의 다공성 고분자 지지체를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기의 원심분리과정에서 원심력(회전속도)을 조절함으로써 고분자 지지체 내의 다공도(porosity) 및 다공질 크기(pore size) 조절이 가능하고, 다공질들의 내·외부가 균일한 다공성을 가지는 특징을 만족하면서 동시에 고분자 지지체가 형태적으로 다양성을 가지도록 쉽게 제조할 수 있는 바, 이로써 기존의 제조방법에 의하여 제조되어지는 조직공학 분야에 적용되는 고분자 지지체 보다 훨씬 그 효용성을 높여 줄 수 있는 다공성 고분자 지지체의 새로운 제조방법에 관한 것이다.
조직공학(tissue engineering)이란 과학의 발달과 함께 등장한 새로운 분야중의 하나이다. 이것은 생명 과학과 공학의 기본 개념과 기술을 통합 응용하여 생체 조직의 구조와 기능 사이의 상관 관계를 이해하고 나아가서 생체 조직의 대용품을 만들어 이식함으로서 우리 몸의 기능을 유지, 향상 또는 복원하는 것을 목적으로 하는 응용 학문이다.
상기의 대표적인 조직공학 기법을 요약하면 다음과 같다. 먼저 환자의 몸에서 필요한 조직을 채취하고 그 조직편으로부터 세포를 분리한 다음 이렇게 분리된 세포를 배양을 통하여 필요한 양만큼 증식시키고, 다공성을 가지는 생분해성 고분자 지지체 내에 주입하여 일정기간 체외 배양한 뒤 이 하이드리브형 세포/고분자 구조물을 다시 인체내에 이식하는 것이다. 이식 후 세포들은 대부분의 조직이나 장기의 경우 신생혈관이 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 그동안 분해되어 없어지게 되는 기법을 응용하는 것이다.
따라서 이러한 조직공학 연구를 위해서는 우선 생체조직과 유사한 생분해성 고분자 기질 또는 지지체를 제조하는 일이 중요하다. 인체 조직의 재생을 위해서 사용되는 지지체 재료의 주된 요건은 조직세포가 재료표면에 유착하여 3차원 구조를 가진 조직을 형성할 수 있도록 기질 또는 틀의 역할을 충분히 해내야 하고, 이식된 세포와 숙주 세포 사이에 위치하는 중간 장벽으로서의 역할도 해야하는데 이는 이식 후 혈액 응고나 염증반응이 일어나지 않는 무독성의 생체 적합성이 있어야 함을 의미한다. 또한 이식된 세포가 충분히 조직으로서 제 기능과 역할을 하게 되면 원하는 시간에 따라 생체 내에서 완전히 분해되어 없어질 수 있는 생분해성을 지녀야 한다. 현재 널리 상용되고 있는 합성 생분해성 고분자로는 폴리아미노산, 폴리안하이드라이드, 폴리ε-카프로락톤, 폴리오르쏘에스테르, 폴리글리콜산(PGA), 폴리락틱산(PLA) 및 이들의 공중합체인 폴리락틱-글리콜산(PLGA) 등이 있으며, 천연 생분해성 고분자로는 알긴산, 키토산, 하이알루닉산 그리고 콜라겐 등이 있다.
이러한 고분자를 다공성 구조로 만들기 위한 여러 방법들이 시도되고 있는데, 예를 들면 단결정 소금을 혼합하여 건조한 후 소금을 물에 용해시켜 내는 미세분말 석출법[Solvent-casting and particulate-leaching technique: Antonios G. Mikos, Amy J. Thorsen, Lisa A. Czerwonka, Yuan Bao, and Robert Langer, Polymer, 35, 1068 (1994)], CO2 가스를 이용하여 고분자를 팽창시키는 법[Gas forming technique: Leatrese D. Harris, Byung-Soo Kim, and David J. Mooney, Journal of Biomedical Materials Research, 42, 396 (1998)], 고분자 섬유를 부직포로 만들어 고분자 체(mesh)로 제조하는 법[Fiber extrusion and fabric forming process: Keith T. Paige and Charles A. Vacanti, Tissue Engineering, 1, 97 (1995)], 고분자 용액에 함유되어 있는 용매를 비용매 속에 담구어 상 분리시키는 상분리법[Thermally induced phase separation technique: Ch. Schugens, V. Maquet, Ch. Grandfils, R. Jerome, and Ph. Teyssie, Journal of Biomedical Materials Research, 30, 449 (1996)], 고분자 용액과 물을 혼합하여 유화 용액으로 제조한 후 액체 질소로 냉동시키고 동결 건조하는 유화 동결 건조법[Emulsion freeze-drying method: K. Whang, C. H. Thomas, and K. E. Healy, Polymer, 36, 837 (1995)], 고분자용액에 가교제를 혼합하여 겔화한 후, 동결 건조하는 동결건조법[Freeze-drying method: L. Shapiro, S Cohen, Biomaterials, 18, 583 (1997)], 단결정 소금을 혼합하여 건조한 후, 다시 단결정 소금을 위와 아랫면에 깔고 열과 압력을 가하여 소금이 함유된 시료를 만들고, 시료 내부에 존재하는 소금을 물에 용해시켜 지지체의 표면과 내부가 균일한 다공성을 나타낼 수 있는 발전된 미세 분말 석출법[Modified solvent-casting and particulate-leaching technique: J. H. Lee and Y. M. Ju, Korea Patent, 308, 549 (2001)] 등이 있다.
조직공학의 목적은 인체의 장기를 복원하는 것으로, 제조된 고분자 지지체는 다양한 장기의 형태를 지녀야 한다. 그러나, 상기의 여러 제조방법들은 고분자 다공성 지지체 내의 다공도(porosity)와 다공질 크기(pore size)의 조절 그리고 그 다공질들을 지지체의 내부와 표면에 균일하게 분포되도록 하는 노력은 기울였으나 다양한 형태를 가지는 다공성 고분자 지지체를 제조하기에는 그 제조과정이 복잡하거나 불가능하기 때문에 그 형태가 단순해서 효율성이 떨어진다.
이에 본 발명자는 원심분리 과정에서 원심력(회전속도)을 조절함으로써, 고분자 지지체 내의 다공도(porosity) 및 다공질 크기(pore size) 조절이 가능하고, 다공질들의 내·외부가 균일한 다공성을 가지는 특징을 만족하면서 동시에 고분자 지지체가 형태적으로 다양성을 가지도록, 다양한 형태의 틀에 섬유유사상의 고분자(부유상태)를 포함하는 용액을 붓고 원심분리하여 섬유유사상 고분자가 적층된 다공성 고분자 지지체를 제조하는 방법을 고안함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 생체적합성 고분자를 가교화 또는 비용매에 침전시킴과 동시에 강력한 교반력을 이용하여 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자가 포함되는 용액을 제조하는 단계;
상기 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자를 포함하는 용액을 초순수로 원심분리를 이용하여 세척된 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자를 제조하는 단계; 및
상기 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자를 원심분리를 이용하여 틀(mold)에 적층시켜 다공질의 내·외부가 균일하고 다공도와 그 크기의 조절이 가능한 다공성 고분자 지지체를 제조하는 단계가 포함되는 조직공학용 다공성 고분자 지지체의 제조방법을 그 특징으로 한다.
이와 같은 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 고분자용액 상태의 생체적합성 고분자를 가교제에 가교 또는 비용매에 침전시킴과 동시에 호모게나이저의 강한 교반력을 이용하여 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자를 포함하는 용액을 제조하고, 이를 원하는 다양한 형태의 틀에 붓고 원심분리하여 섬유유사상의 고분자가 적층된 다공성 고분자 지지체를 제조하는 일련의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 고분자 지지체는 원심분리방법에 의하여 다공성 고분자 지지체 내의 다공도(porosity) 및 다공질 크기(pore size)의 조절이 용이하고, 다공질들의 내·외부가 균일한 다공성을 가지는 특징을 만족하면서 동시에 고분자 지지체가 형태적으로 다양성을 가지도록 하므로 조직공학 분야에 특히 유용하다.
본 발명에 따른 다공성 고분자 지지체의 제조방법을 단계별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 1 단계는 고분자용액 상태의 생체적합성 고분자를 가교화 또는 비용매에 침전시킴과 동시에 호모게나이저의 교반력을 이용하여 섬유유사상의 고분자를 포함하는 고분자용액을 제조하는 과정이다. 상기의 1 단계에서 사용될 수 있는 생체적합성 고분자의 종류로는 일정 용액 안에서 손쉽게 가교 될 수 있는 것과 침전 될 수 있는 것이 사용된다. 손쉬운 가교가 일어나는 생체적합성 고분자는 예를 들면 소디움알지네이트, 키토산, 글리콜키토산, 콜라젠, 젤라틴, 하이알론산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피놀리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴아마이드 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것이 사용된다. 또한, 침전이 용이하게 형성되는 생체적합성 고분자는 예를 들면 폴리글리콜산, 폴리락틱산, 폴리락틱-글리콜산 공중합체, 폴리디옥사논, 폴리ε-카프로락톤, 폴리하이드록시부티레이트와 폴리하이드록시부티릭산-하이드록시발러릭산의 공중합체, 폴리γ-에틸글루타메이트, 폴리안하이드라이드 공중합체 및 키토산 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용한다.
그리고 본 발명의 1단계에서 사용된 생체적합성 고분자를 가교시키기 위한 가교제로는 예를 들면 칼슘클로라이드, 칼슘설페이트, 칼슘테트라보레이트, 스트론튬클로라이드, 바륨클로라이드, 글루타알데하이드, 포름알데하이드, 키토산, 글리콜키토산, 폴리엘라이신 및 소디움시트레이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용한다.
상기의 생체 적합성 고분자를 침전시키기 위한 적합한 비용매로는 에탄올, 메탄올, 헥산, 에테르 및 물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용한다. 상기 준비된 생체적합성 고분자를 적합한 용매에 녹여서 0.01 ∼ 50 중량% 농도의 고분자 용액을 제조하고, 상기 준비된 가교제는 적합한 용매에 녹여서 0.01 ∼ 30 중량% 농도의 가교제 용액을 제조한다.
준비된 가교제 또는 비용매가 담겨있는 용기에 호모게나이저를 설치한 다음, 상기에서 준비된 생체적합성 고분자 용액을 떨어뜨림과 동시에 5,000 ∼ 100,000 rpm 정도로 강하게 교반하게 되면 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자가 포함된 용액이 제조된다.
본 발명의 2 단계는 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자를 포함하는 용액내에 존재하는 미반응한 가교제 제거를 위하여 시행되는 것으로 원심분리틀에서 1 ∼ 500 rpm 로 원심분리하여 상층액 제거한 뒤 초순수로 부유시키고 원심분리하여 다시 상층액을 제거하는 세척과정을 1 ∼ 5 회 반복하여 세척이 완료된 부유상태의 고분자를 형성한다.
본 발명의 3 단계는 상기 2 단계를 거친 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자를 원하는 형태의 틀에 부어 1 ∼ 100,000 rpm으로 틀 내부에 섬유유사상의 고분자가 균일하게 적층되게 하는 원심분리를 이용하여 상층액을 제거한 후, 동결 건조하여 다공성 고분자 지지체를 제조하는 과정이다. 제조되는 다공성 고분자 지지체의 다공도와 다공질의 크기는 원심분리 과정에서 가해지는 원심력(회전속도)의 변화로 충분히 조절가능하며 또한 원심분리에 의해 균일하게 적층되어 다공질들의 내·외부가 균일한 다공성을 가지는 고분자 지지체가 제조된다. 이때 제조되는 고분자 지지체는 대체로 다공도 50 ∼ 95 % 와 다공질의 크기 50 ∼ 500 ㎛ 범위로 유지되기 위해서, 원심분리 과정에서의 회전속도가 1 ∼ 100,000 rpm 으로의 유지가 필요하다.
부가적으로 상기의 방법으로 제조된 다공성 지지체를 세포점착력과 우수한 물성 부여를 위해 함침제를 사용하여 함침과정을 실시하였다. 여기에 사용된 함침제는 예를 들면, 소디움 알지네이트, 키토산, 글리콜키토산, 콜라젠, 젤라틴, 하이알론산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴아마이드 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 0.01 ∼ 40 중량% 농도의 수용액으로 제조하여 사용하여 함침과정을 실시한다.
이와 같은 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1 단계 과정:
천연고분자인 소디움알지네이트와 가교제로서 칼슘클로라이드를 각각 2 중량% 농도의 수용액으로 제조하였다. 제조된 칼슘클로라이드 수용액을 비이커에 담고, 호모게나이저를 설치하였다. 호모게나이저를 24,000 rpm으로 강하게 교반하면서 칼슘클로라이드 수용액에 소디움알지네이트 수용액을 떨어뜨려 섬유유사상의 가교된 칼슘알지네이트 (부유상태)를 포함하는 용액을 제조하였다.
2 단계 과정:
미반응한 칼슘클로라이드 제거를 위해 상기에서 제조된 가교된 칼슘알지네이트를 포함하는 용액을 원심분리 튜브에 넣어 500 rpm의 회전속도로 원심분리하여 상층액을 제거하고 초순수로 재부유와 다시 상층액을 제거하는 세척과정을 3회 반복 실시하여 부유상태의 가교된 칼슘알지네이트를 제조하였다.
3 단계 과정:
상기에서 제조된 부유상태의 가교된 알지네이트를 원하는 형태의 틀에 부어 각각 1000, 2000, 3000 rpm의 속도로 원심분리하여 상층액을 조심스럽게 제거하였다. 그 후 틀 내에 적층된 가교 알지네이트를 동결 건조하여 다공성 고분자 지지체를 제조하였다.
이상의 방법으로 제조된 다공성 고분자 지지체의 다공도와 내·외 균일성 및 회전속도에 따른 다공질 크기의 변화를 다음 표 1에 나타내었다. 표 1의 결과에 의하면 원하는 형태, 조절된 다공질의 크기, 지지체의 내·외부가 동일한 다공성을 가지는 지지체가 제조되었음을 확인하였다.
또한, 본 발명을 이용하여 완성된 다양한 형태의 다공성 고분자 지지체의 사진을 도 1에 나타내었으며, 도 2는 원심분리기의 회전속도에 따른 다공성 지지체 다공질의 크기변화를 나타낸 SEM 사진이다. 사진에 의하면 각각의 회전속도에 따라 용이하게 다공질 크기가 조절됨을 알 수 있었다.
실시예 2
상기 실시예 1의 1 단계 과정에서 칼슘클로라이드를 대신하여 세포친화성이 우수한 것으로 알려진 천연고분자인 키토산을 이용하고, 소디움알지네이트와 키토산을 0.5 %의 아세트산 수용액에 각각 1.5 중량% 농도로 녹여주고 상기 실시예 1과 동일방법으로 다공성 고분자 지지체를 제조하였다. 제조된 지지체는 1 N 농도의 수산화나트륨(NaOH) 수용액과 초순수로 세척하여 중성화하는 과정을 거쳤다. 다음 표 1을 통하여 원하는 형태, 조절된 다공질의 크기, 지지체의 내·외부가 동일한 다공성을 가지는 지지체가 제조되었음을 확인하였다.
실시예 3
상기 실시예 1의 1 단계 과정에서 사용된 물질 대신에, 천연고분자인 키토산을 0.5 %의 아세트산 수용액에 1.5 중량% 농도로 녹여주고, 수용액내의 키토산을 침전시키기 위한 침전제로 10 중량% 농도의 소디움시트레이트 수용액을 사용하여 실시예 1과 동일하게 제조하였다. 다음의 표 1을 통하여 원하는 형태, 조절된 다공질의 크기, 지지체의 내·외부가 동일한 다공성을 가지는 지지체가 제조되었음을 확인하였다.
실시예 4
다공성 고분자 지지체의 세포적합성을 향상시키기 위해 키토산 수용액에 실시예 1에서 제조한 지지체를 4시간 함침시킨 후 꺼내어, 1 N 농도의 수산화나트륨(NaOH) 수용액과 초순수로 세척하여 중성화하는 과정을 거친 후, 동결건조하여 다공성의 고분자 지지체를 제조하였다. 다음 표 1을 통하여 원하는 형태, 조절된 다공질의 크기, 지지체의 내·외부가 동일한 다공성 뿐만 아니라, 사용된 키토산의 농도 증가에 따른 물성의 증가를 보여주는 도 3으로 우수한 물성을 지닌 다공성 고분자 지지체를 제조되었음을 확인하였다. 이는 키토산 수용액의 농도조절로 기존의 동결건조법으로 제조된 지지체(비교예 1)보다 우수한 물성을 지니는 지지체를 제조할 수 있음을 보여주는 결과이다.
비교예
종래의 동결건조법을 이용하여 본 발명의 실시예 1과 동일한 재료를 이용하여 다공성 고분자 지지체를 제조하였다. 실시예 1과 같이 각각의 수용액을 제조한 뒤, 소디움알지네이트 수용액을 세포배양용 12 well(웰)에 넣고 동결 건조하였다. 동결 건조된 지지체를 칼슘클로라이드 수용액에 담궈 가교시킨후, 이를 초순수로 3회 세척하고 동결건조 하였다. 제조된 지지체의 다공도와 내·외 균일성은 다음 표 1에 나타내었으며, 도 4에서는 실시예 1과 비교예로 제조된 다공성 지지체의 내·외부 사진을 나타내었다. 상기 표 1과 도 4에 따르면 원심분리법을 이용하여 실시예 1에서 제조된 고분자 지지체에 비하여 종래의 동결건조법으로 제조된 비교예가 다공도와 내·외부의 균일성이 떨어지게 나타났다. 제조된 지지체의 물성은 실시예 1에서 제조한 지지체와 비슷하게 나타났다(도 3).
실시예 5
생분해성 고분자인 폴리락틱-글리콜릭산(PLGA, 50:50, Mw, 110,000)을 테트라글리콜에 7 중량% 농도로 녹이고, 폴리락틱-글리콜릭산의 비용매(nonsolvent)인 에탄올을 이용하여 상기 실시예 1과 동일 방법으로 제조하여, 다음 표 1을 통하여 원하는 형태, 조절된 다공질의 크기, 지지체의 내·외부가 동일한 다공성을 가지는 지지체를 제조하였음을 확인하였다.
구분 다공도(%) 다공질들의내·외 균일성 회전 속도(rpm)에 따른 다공질의 크기(㎛)
1000 rpm 2000 rpm 3000 rpm
실시예 1 ∼91 균일 ∼250 ∼190 ∼130
실시예 2 ∼92 균일 ∼260 ∼190 ∼140
실시예 3 ∼89 균일 ∼250 ∼200 ∼140
실시예 4 ∼85 균일 ∼230 ∼160 ∼110
실시예 5 ∼79 균일 ∼200 ∼140 ∼80
비교예 ∼88 불균일 ∼180
상기에서 기술한 바와 같이, 본 발명은 원심분리법을 이용하여 고분자 지지체 내의 다공도(porosity)및 다공질 크기(pore size)의 조절과 그 다공질들을 지지체의 내부와 표면에 균일하게 분포하도록 하는 것과 동시에, 다공성 고분자 지지체의 제조시 틀 내부에서 섬유유사상의 고분자가 균일하게 적층되어 형태적 다양성을 가지는 지지체를 제조하여 형태복원에 어려움을 겪었던 조직공학의 여러분야에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 다양한 형태를 가지는 다공성 고분자 지지체를 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 원심분리기의 회전속도에 따른 다공성 고분자 지지체의 다공질 크기변화를 나타내는 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 다공성 고분자 지지체를 키토산 수용액에 농도별로 함침시켰을 때의 물성 강화 정도를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 다공성 고분자 지지체와 비교예에서 제조된 다공성 고분자 지지체의 내·외부에 형성된 다공의 형태를 보여주는 SEM 사진이다.

Claims (8)

  1. 소디움알지네이트, 키토산, 콜라젠, 젤라틴, 하이알론산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피놀리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리글리콜산, 폴리락틱-글리콜산 공중합체, 폴리디옥사논, 폴리ε-카프플로락톤, 폴리하이드록시부티레이트와 폴리하이드록시부티릭산-하이드록시발러릭산 공중합체, 폴리γ-에틸글루타메이트, 폴리안하이드라이드 공중합체 및 키토산 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 생체적합성 고분자를 가교화 또는 비용매에 침전시킴과 동시에 강력한 교반력을 이용하여 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자가 포함되는 용액을 제조하는 단계;
    상기 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자를 포함하는 용액을 초순수로 원심분리를 이용하여 세척된 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자를 제조하는 단계; 및
    상기 섬유유사상을 가지는 부유상태의 고분자를 원심분리를 이용하여 틀(mold)에 적층시켜 다공질의 내·외부가 균일하고 다공도와 그 크기의 조절이 가능한 다공성 고분자 지지체를 제조하는 단계
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 조직공학용 다공성 고분자 지지체의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가교제가 칼슘클로라이드, 칼슘설페이트, 칼슘테트라보레이트, 스트론튬클로라이드, 바륨클로라이드, 글루타알데하이드, 포름알데하이드, 키토산, 글리콜키토산, 폴리엘라이신 및 소디움시트레이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 다공성 고분자 지지체의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 생체적합성 고분자를 침전시키기 위한 비용매가 에탄올, 메탄올, 헥산, 에테르 및 물 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 다공성 고분자 지지체의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 생체적합성 고분자를 가교화 또는 비용매에 침전시킴과 동시에 강력한 교반력을 이용하여 섬유유사상의 부유상태 고분자를 포함하는 용액을 제조하기 위한 교반속도는 5,000 ∼ 100,000 rpm인 것을 특징으로 하는 다공성 고분자 지지체의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유유사상의 부유상태 고분자를 다공성 고분자 지지체로 제조하기 위한 원심분리기의 회전속도는 1 ∼ 100,000 rpm인 것을 특징으로 하는 다공성 고분자 지지체의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제조된 고분자 지지체를 함침용액에 함침하는 단계가 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 조직공학용 다공성 고분자 지지체의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 함침제로는 소디움 알지네이트, 키토산, 글리콜키토산, 콜라젠, 젤라틴, 하이알론산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴아마이드 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 것을 0.01 ∼ 40 중량% 농도의 수용액으로 제조하여 사용하는 것을 특징으로 하는 다공성 고분자 지지체 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100751733B1 (ko) 2005-07-07 2007-08-24 한국과학기술연구원 겔 방사 성형법을 이용한 조직공학용 다공성 고분자지지체의 제조 방법
KR20140063964A (ko) 2012-11-19 2014-05-28 가톨릭대학교 산학협력단 세포배양용 다공성 지지체 및 이의 제조방법

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100778071B1 (ko) * 2007-02-02 2007-11-28 순천향대학교 산학협력단 용융함침 공정을 이용한 다공질 기지체인 세라믹-고분자생체복합체의 제조방법.
KR100941511B1 (ko) * 2007-11-20 2010-02-10 한국원자력연구원 고기능 생분해성 생체고분자/인산칼슘 하이브리드 골지지체의 제조방법
KR101537716B1 (ko) * 2013-02-14 2015-07-21 인제대학교 산학협력단 원심 분리에 의한 고분자 지지체의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 고분자 지지체
CN104213238B (zh) * 2014-08-11 2016-04-27 武汉轻工大学 提高胶原纤维材料抗拉强度的方法
KR101725430B1 (ko) * 2014-09-17 2017-04-10 서울대학교 산학협력단 마이크로유체 칩을 이용한 나노크기의 알지네이트 하이드로겔의 제조방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5158574A (en) * 1987-07-20 1992-10-27 Regen Corporation Prosthetic meniscus
US5723508A (en) * 1996-01-25 1998-03-03 Northwestern University Method of fabricating emulsion freeze-dried scaffold bodies and resulting products
KR20000060718A (ko) * 1999-03-18 2000-10-16 윤덕용 발포성 염을 이용한 생체조직공학용 다공성 고분자 지지체의 제조방법
KR20010046941A (ko) * 1999-11-16 2001-06-15 윤덕용 생체조직공학용 다공성 생분해성 고분자 지지체의 제조방법
US6306169B1 (en) * 1997-03-07 2001-10-23 Abonetics Ltd. Tissue implant
KR20020005201A (ko) * 2000-06-23 2002-01-17 박호군 비등성 혼합물을 이용한 조직공학용 생분해성의 다공성고분자 지지체 및 그의 제조방법
JP2002143291A (ja) * 2000-11-16 2002-05-21 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 複合多孔質構造体及びその製造方法
KR20030021431A (ko) * 2001-09-06 2003-03-15 이진호 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화 처리방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5158574A (en) * 1987-07-20 1992-10-27 Regen Corporation Prosthetic meniscus
US5723508A (en) * 1996-01-25 1998-03-03 Northwestern University Method of fabricating emulsion freeze-dried scaffold bodies and resulting products
US6306169B1 (en) * 1997-03-07 2001-10-23 Abonetics Ltd. Tissue implant
KR20000060718A (ko) * 1999-03-18 2000-10-16 윤덕용 발포성 염을 이용한 생체조직공학용 다공성 고분자 지지체의 제조방법
KR20010046941A (ko) * 1999-11-16 2001-06-15 윤덕용 생체조직공학용 다공성 생분해성 고분자 지지체의 제조방법
KR20020005201A (ko) * 2000-06-23 2002-01-17 박호군 비등성 혼합물을 이용한 조직공학용 생분해성의 다공성고분자 지지체 및 그의 제조방법
JP2002143291A (ja) * 2000-11-16 2002-05-21 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 複合多孔質構造体及びその製造方法
KR20030021431A (ko) * 2001-09-06 2003-03-15 이진호 생분해성 고분자 다공성 지지체의 친수화 처리방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100751733B1 (ko) 2005-07-07 2007-08-24 한국과학기술연구원 겔 방사 성형법을 이용한 조직공학용 다공성 고분자지지체의 제조 방법
KR20140063964A (ko) 2012-11-19 2014-05-28 가톨릭대학교 산학협력단 세포배양용 다공성 지지체 및 이의 제조방법

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