KR100671965B1 - 키토산-폴리에틸렌옥사이드를 기저로 하는 하이드로젤과 이의 제조방법 - Google Patents

키토산-폴리에틸렌옥사이드를 기저로 하는 하이드로젤과 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 키토산-폴리에틸렌옥사이드를 기저로 하는 하이드로젤과 이를 이용한 생리활성 물질 전달체와 조직재생유도용 지지체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은, 아크릴레이트 작용기를 갖는 물질과 공유결합된 키토산 유도체가 티올 작용기를 갖는 물질과 가교결합으로 형성된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤, 상기 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 생리활성 물질을 화학적으로 결합시켜 제조한 조직재생용 하이드로젤 및 이에 물리적으로 담지시킨 생리활성 물질 전달체를 제공한다. 또한, 상기 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤 및 생리활성 물질 전달체를 제조하는 방법을 제공한다.
키토산, 폴리에틸렌 옥사이드, Michael type 반응, 하이드로젤, 생리활성 물질 전달체, 조직재생유도용 지지체, 세포치료제

Description

키토산-폴리에틸렌옥사이드를 기저로 하는 하이드로젤과 이의 제조방법{Chitosan-Poly(Ethylene Oxide)-Based Bioactive Hydrogel and Manufacturing Method Therefor}
도 1은 본 발명의 키토산-아크릴레이트 화합물의 화학반응식,
도 2는 본 발명의 Michael type 반응식에 따른 키토산-폴리에틸렌옥사이드 화학반응식,
도 3은 본 발명의 방법에 의하여 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤의 모식도,
도 4는 본 발명의 방법에 의하여 제조된 하이드로젤의 디지털 사진으로, (A) chitosan : 2-acrylamidoglycolic acid: PEO-4SH=1:4:4 조건에서 합성한 하이드로젤; (B) 3(아크릴):1(티올) w/v=23.33% 조건에서 chitosan; 2-acrylamidoglycolic acid; PEO-4SH=1:4:4 조건에서 합성한 하이드로젤; (C) 4(아크릴):3(티올) w/v=6.67% 조건에서 chitosan;2-acrylamidoglycolic acid: PEO-4SH=1:4:4 조건에서 합성한 하이드로젤,
도 5는 본 발명의 방법에 의하여 제조된 키토산-아크릴레이트의 FTIR 결과로, (A)는 키토산을 나타내며, (B)는 키토산-아크릴레이트를 나타냄,
도 6은 본 발명의 방법에 의하여 제조된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드 로젤의 전자현미경 사진,
도 7은 본 발명의 방법에 의하여 제조된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 세포 배양을 진행한 결과,
도 8은 본 발명의 방법에 의하여 제조된 0.3%의 CGRGDGC 펩타이드가 포함된 키토산-폴리에틸렌옥사이드-펩타이드 하이드로젤에 세포배양을 진행한 결과.
도 9는 본 발명의 방법에 의하여 제조된 0.3%의 피브로넥틴이 포함된 키토산-폴리에틸렌옥사이드-피브로넥틴 하이드로젤에 세포배양을 진행한 결과.
도 10은 본 발명의 방법에 의하여 제조된 0.3%의 콜라겐이 포함된 키토산-폴리에틸렌옥사이드-콜라겐 하이드로젤에 세포배양을 진행한 결과.
본 발명은 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤, 이를 이용한 생리활성물질 전달체, 조직재생 유도용 지지체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 아크릴레이트 작용기를 갖는 물질과 공유결합된 키토산 유도체가 티올 작용기를 갖는 물질과 가교결합으로 형성된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤 및 상기 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 세포부착과 하이드로젤 분해능을 제공하는 조직재생 유도용 지지체 및 생리활성 물질을 담지시킨 생리활성 물질 전달체에 관한 것이다. 또한, 상기 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤 및 생리활성 물질 전달체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
키토산(chitosan)은 게, 새우 등 갑각류의 껍질에 존재하는 키틴(chitin)을 고온, 강알칼리로 처리하여 탈아세틸화시킨 천연 고분자 물질로서, 분자내 유리 아미노기가 존재하므로, 화학, 의학 및 식품산업분야 등에 다양하게 이용되고 있다. 의학 분야에서는 약물 혹은 세포 전달담체(drug or cell delivery carriers)와 인공피부, 인공연골, 인공골 등과 같은 인체조직 재생에 필요한 지지체(scaffolds for tissue engineering)로 활용되고 있다.
키토산을 이용한 그 동안의 연구들은 주로 조직재생을 위한 지지체 제조에 대한 것이었다. “키토산으로 표면 코팅된 조직재생용 생분해성 고분자제제 및 그 제조방법”, “조직공학용 다공성 고분자 지지체의 제조방법”, “키토산-히알루론산으로 이루어진 이온성 복합지지체”, “생체흡수성 신경도관 및 이의 제조방법”, “연골세포에 특이적으로 부착하는 올리고 펩타이드, 세포외기질을 포함하는 인공장기 제조용 생분해성 고분자기질 및 그의 제조방법”, “세포에 부착하는 올리고펩타이드” 등이 보고되고 있다.
의약, 식품, 농업, 환경, 화장품 산업 등 전산업분야에서 용도가 매우 다양한 하이드로젤에 대한 연구가 상당히 진행되었음에도 불구하고, 하이드로젤에 고정된 생리 활성 물질의 잔존수율과 활성이 높아서 유용하게 사용될 수 있는 효율이 높은 하이드로젤의 개발에 대한 요구가 계속 있는 실정이다.
이런 배경 하에서, 본 발명자는, 아크릴레이트를 갖는 물질과 가교된 키토산 유도체가 티올 작용기를 갖는 물질과 공유결합시켜 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제조하고, 상기 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 이용하여 펩 타이드, 세포 등의 생리활성 물질을 효과적으로 담지 혹은 화학결합을 유도할 수 있고, 생리 활성 물질의 잔존수율과 활성이 높은 것을 실제로 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 아크릴레이트를 갖는 물질과 공유결합된 키토산 유도체가 티올 작용기를 갖는 물질과 가교결합으로 형성된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 세포의 부착유도 혹은 하이드로젤의 분해가 가능하여 조직재생 환경조성을 용이하게 할 수 있는 조직재생 유도형 지지체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 생리활성 물질을 담지시킨 생리활성 물질 전달체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 수용성 키토산 용액을 제조하는 단계; 키토산을 아크릴레이트 작용기를 갖는 물질과 공유결합시켜 키토산 유도체를 제조하는 단계; 및 상기 키토산 유도체를 티올 작용기를 갖는 물질과 가교결합시키는 단계를 포함하는 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 수용성 키토산 용액을 제조하는 단계; 키토산을 아크릴레이트를 갖는 물질과 가교결합시켜 키토산 유도체를 제조하는 단계; 생리활성 물질을 상기 키토산 유도체 또는 티올 작용기를 갖는 물질과 혼합하는 단계; 및 약물을 담지한 채 상기 키토산 유도체를 티올 작용기를 갖는 물질과 공유결합시키 는 단계를 포함하는 생리활성 물질 전달체 또는 조직재생 유도용 지지체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤 및 이의 제조방법은 다음과 같은 특징을 가진다.
본 발명의 제 1 목적에 의하면, 아크릴레이트 작용기를 갖는 물질과 공유결합된 키토산 유도체가 티올 작용기를 갖는 물질과 가교결합으로 형성된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제공한다.
본 발명의 제 2 목적에 의하면, 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 생리활성 물질을 담지시킨 생리활성 물질 전달체를 제공한다.
본 발명의 제 3 목적에 의하면, 키토산-폴리에틸렌옥사이드-펩타이드 하이드로젤에 생리활성 물질이 화학적으로 가교결합된 조직재생 유도용 지지체를 제공한다.
본 발명의 제 4 목적에 의하면, (a) 수용성 키토산 용액을 제조하는 단계; (b) 키토산을 아크릴레이트를 갖는 물질과 공유결합시켜 키토산 유도체를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 키토산 유도체를 티올 작용기를 갖는 물질과 가교결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 제 5 목적에 의하면, (a) 수용성 키토산 용액을 제조하는 단계; (b) 키토산을 아크릴레이트를 갖는 물질과 공유결합시켜 키토산 유도체를 제조하는 단계; (c) 생리활성 물질을 상기 키토산 유도체 또는 티올 작용기를 갖는 물질과 혼합하는 단계; 및 (d) 생리활성 물질을 담지한 채 상기 키토산 유도체를 티올 작용기를 갖는 물질과 가교결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생리활성 물질 전달체를 제조하는 방법을 제공한다.
이하 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
하나의 양태로서, 본 발명은 아크릴레이트를 갖는 물질과 가교결합된 키토산 유도체가 티올 작용기를 갖는 물질과 공유결합으로 형성된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 관한 것이다.
본 발명에서 용어, “하이드로젤”은 충분한 양의 수분을 보유하고 있는 친수성 폴리머의 3차원적 구조를 의미한다. 본 발명의 목적상, 하이드로젤은 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤이다. 수용성 키토산과 아크릴레이트(acrylate) 그룹을 가진 분자를 화학적으로 결합시켜 키토산-아크릴레이트 화합물을 일차 합성한 다음, 키토산-아크릴레이트 화합물의 아크릴 그룹과 티올 작용기를 가진 폴리에틸렌옥사이드를 Michael type 반응시켜 젤을 합성하였다.
본 발명에서 사용되는 키토산은 탈아세틸화된 키토산으로, 바람직하게는 60% 이상 탈아세틸화된 수용성 키토산, 보다 바람직하게는 약 85% 탈아세틸화된 수용성 키토산이다. 또한, 1 내지 1,000KDa의 크기를 갖는 키토산이고, 보다 바람직하게는 5KDa 내지 200KDa의 크기를 갖는 키토산이다. 키토산은 생체 친화성이 우수하 고, 항원성이 낮으며 생체 내에서 분해 흡수되는 특징을 가지므로 의료용 재료로 바람직하다.
본 발명의 하이드로젤에 사용되는 키토산은, 키토산의 아민 작용기가 아크릴레이트의 카르복실산 작용기로 공유결합되어, 아크릴레이트를 함유하는 키토산 유도체이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 키토산-아크릴레이트 화합물의 화학반응식은 도 1과 같다.
키토산과 가교결합될 수 있는 아크릴레이트를 갖는 물질에는 아크릴산(acrylic acid), 메타아크릴산(methacrylic acid), 아크릴아미드(acrylamide), 메타아크릴아미드(methacrylamide), 알킬-(메타)아크릴아미드(alkyl-(meth) acrylamide), 엔-모노-(메타)아크릴아미드(N-mono-(meth) acrylamide), 엔,엔-디-씨1-씨4 -(메타)아크릴아미드(N,N-di-C1 -C4 alkyl-(meth)acrylamide), 엔-부틸(메타)아크릴레이트(N-butyl (meth)acrylate), 메틸(메타)아크릴레이트[methyl(meth) acrylate], 에틸(메타)아크릴레이트[ethyl(meth) acrylate], 이소보닐(메타)아크릴레이트[isobornyl(meth) acrylate], 사이크로헥실(메타)아크릴레이트[cyclohexyl(meth) acrylate], 하이드로에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate), 하이드로에틸 메타아크릴레이트(hydroxyethyl methacrylate), 하이드로프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate), 하이드로프로필 메타아크릴레이트(hydroxypropyl methacrylate), 하이드로부틸 아크릴레이트(hydroxybutyl acrylate), 엔-(2-하이드록시에틸)아크릴아미드(N-(2-hydroxyethyl) acrylamide), 엔-메틸아크릴아미드(N-methyl acrylamide), 엔-부토실메틸아크릴아미드(N-butoxy methyl acrylamide), 엔-메톡시메틸아크릴아미드(N-methoxymethyl acrylamide), 엔-메톡시메틸메타아크릴아미드(N-methoxymethyl methacrylamide), 2-아크릴아미도글리콜산(2-acrylamidoglycolic acid) 및 2-카복시에틸 아크릴레이트(2-carboxyethyl acrylate) 등을 포함하나, 이로 제한되지 않는다. 보다 바람직하게는 2-아크릴아미도글리콜산 또는 2-카복시에틸 아크릴레이트(2-carboxyethyl acrylate), 아크릴산이다.
본 발명의 구체적인 양태로서, 하이드로젤 제조를 위한 키토산 유도체로서, 2-아크릴아미도글리콜산을 키토산과 결합시켜 키토산-아미도아크릴레이트로, 2-카복시에틸 아크릴레이트를 키토산과 결합시켜 키토산-2-카보에틸아크릴레이트로 합성하였다.
키토산 유도체를 티올 작용기를 갖는 물질과 공유결합시킴으로써 본 발명의 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제조할 수 있다. 이 때, 아크릴 작용기와 티올 작용기 비율은 4:1 내지 1:3 이다. 바람직하게는, 아크릴 작용기와 티올 작용기 비율은 3:1 내지 1:2이고, 보다 바람직하게는 1:1이다.
키토산 유도체와 결합되는 티올 작용기를 갖는 물질에는 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리프로필렌 옥사이드(polypropylene oxide), 또는 알릴 글리시딜 에테르(allyl glycidyl ether) 등이 있으나 이에 제한되지 않는다. 보다 바람직하게는 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide)이다.
구체적인 양태에서, 키토산-아크릴레이트의 작용기와 티올 작용기를 가진 분 자인 폴리에틸렌옥사이드 티올 간의 Michael type 반응에 의해 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤이 합성되었다(도 2, 도 3).
상기 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤은 상처치유 패치, 성형재료, 미용재료, 혹은 조직재생용 지지체 등의 다양한 용도로 사용될 수 있다. 또한, 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤은 생리활성 물질전달체로 사용할 수 있다. 키토산은 생체적 합성(biocompatibility)을 지닌 물질로 공지되어 있으므로, 생리활성물질 전달체로의 이용은 더욱 바람직하다.
다른 양태로서, 본 발명은 상기 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 생리활성 물질을 담지시킨 생리활성 물질 전달체에 관한 것이다.
본 발명에서 용어, “생리활성 물질”이란 질병의 치료, 치유, 예방 또는 진단 등에 사용되는 물질을 의미하고, 특정 물질이나 분류에 제한되지 않는다. 이런 생리활성 분자에는 유기 합성 화합물, 추출물, 단백질, 펩타이드, PNA(peptide nucleic acid) 핵산, 지질, 탄수화물, 스테로이드, 세포외기질 물질 및 세포 등을 포함한다. 또한, 임의의, 희석제, 방출 지연제, 비활성 오일, 결합제 등의 당 기술분야에서 다양한 부형제가 선택적으로 혼합될 수 있다.
본 발명에서 용어, “생리활성 물질 전달체”는 생리활성 물질을 담지하여 생체내로 전달할 수 있는 장치를 의미한다. 본 발명에서는 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤 또는 키토산-폴리에틸렌옥사이드-펩타이드 하이드로젤에 생리활성 물질이 담지되어 생체내로 전달된다. 목적에 따라서는 생리활성 물질은 예정된 부위에서 예정된 시간에 걸쳐서 일정하게, 방출되도록 할 수 있다. 이런 조절형 물 질 전달체는 생체적 이용률이 낮거나 약물의 흡수성이 매우 커서 체외로 지나치게 빨리 소실되는 경우에 약물의 방출 속도를 조절함으로써 약물의 혈중 농도를 오랫동안 치료 영역에 유지시킬 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에서, 젤의 물리적 강도 및 화학적 특징에 따라 젤의 분해속도, 생리활성 물질의 방출속도 등이 조절될 수 있다.
본 발명의 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 담지하여 생체내로 전달할 수 있는 유기합성 화합물에는 일반적으로 사용되는 항생제, 항암제, 소염진통제, 항바이러스제, 항균제 등이 있다. 항생제로는 테트라사이클린, 미노사이클린, 독시사이클린, 오플록사신, 레보플록사신, 시프로플록사신, 클라리스로마이신, 에리쓰로마이신, 세파클러, 세포탁심, 이미페넴, 페니실린, 겐타마이신, 스트렙토마이신, 반코마이신 등의 유도체 및 혼합물에서 선택되는 항생제를 예시할 수 있다. 항암제로는 메토트렉세이트, 카보플라틴, 탁솔, 시스플라틴, 5-플루오로우라실, 독소루비신, 에트포사이드, 파클리탁셀, 캄토테신, 사이토신 아라비노스 등의 유도체 및 혼합물에서 선택되는 항암제를 예시할 수 있다. 소염제로는 인도메타신, 이부프로펜, 케토프로펜, 피록시캄, 플루비프로펜, 디클로페낙 등의 유도체 및 혼합물에서 선택되는 소염제를 예시할 수 있다. 항바이러스제로는 아시콜로버, 로바빈 등의 유도체 및 혼합물에서 선택되는 항바이러스제를 예시할 수 있다. 항균제로는 케토코나졸, 이트라코나졸, 플루코나졸, 암포테리신-B, 그리세오풀빈 등의 유도체 및 혼합물에서 선택되는 항균제를 예시할 수 있다.
본 발명의 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 담지하여 생체내로 전달 할 수 있는 단백질 및 펩타이드에는 질병을 치료 또는 예방할 목적으로 사용되는 호르몬, 사이토카인, 효소, 항체, 성장인자, 전사조절인자, 혈액인자, 백신, 구조단백질, 리간드 단백질 및 수용체, 세포표면항원, 수용체 길항물질과 같은 다양한 생리활성 펩타이드, 이들의 유도체 및 유사체를 예시할 수 있다.
구체적으로, 간 성장호르몬, 성장호르몬 방출 호르몬, 성장호르몬 방출 펩타이드, 인터페론류와 인터페론 수용체류(예: 인터페론-알파, -베타 및 -감마, 수용성 타입 I 인터페론 수용체 등), 과립구 콜로니 자극인자(G-CSF), 과립구-마크로파지 콜로니 자극인자(GM-CSF), 글루카콘-유사 펩타이드류 (GLP-1등), 지프로테인 관련수용체 (G-protein-coupled receptor), 인터루킨류(예: 인터루킨-1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9 등)와 인터루킨 수용체류(예: IL-1 수용체, IL-4 수용체 등), 효소류(예: 글루코세레브로시다제(glucocerebrosidase), 이두로네이트-2-설파타제(iduronate-2-sulfatase), 알파-갈락토시다제-A, 아갈시다제 알파(agalsidase alpha), 베타, 알파-L-이두로니다제(alpha-L-iduronidase), 뷰티릴콜린에스터라제(butyrylcholinesterase), 키티나제(chitinase), 글루타메이트 디카르복실라제(glutamate decarboxylase), 이미글루세라제(imiglucerase), 리파제(lipase), 유리카제(uricase), 혈소판-활성인자 아세틸하이드롤라제(platelet-activating factor acetylhydrolase), 중성 엔도펩티다제(neutral endopeptidase), 마이엘로퍼옥시다제(myeloperoxidase) 등), 인터루킨 및 사이토카인 결합 단백질류(예: IL-18bp, TNF-결합 단백질 등), 마크로파지 활성인자, 마크로파지 펩타이드, B 세포인자, T 세포인자, 단백질 A, 알러지 억제인자, 세포 괴사 당단백질, 면역독소, 림포독소, 종양 괴사인자, 종양 억제인자, 전이 성장인자, 알파-1 안티트립신, 알부민, 알파-락트알부민(alpha-lactalbumin), 아포리포단백질-E, 적혈구 생성인자, 고 당쇄화 적혈구 생성인자, 안지오포이에틴류(angiopoietin), 헤모글로빈, 트롬빈(thrombin), 트롬빈 수용체 활성 펩타이드, 트롬보모듈린(thrombomodulin), 혈액인자 Ⅶ, 혈액인자 Ⅶa, 혈액인자 Ⅷ, 혈액인자 Ⅸ, 혈액인자 XIII, 플라즈미노겐 활성인자, 피브린-결합 펩타이드, 유로키나제, 스트렙토키나제, 히루딘(hirudin), 단백질 C, C-반응성 단백질, 레닌 억제제, 콜라게나제 억제제, 수퍼옥사이드 디스뮤타제, 렙틴, 혈소판 유래 성장인자, 상피세포 성장인자, 표피세포 성장인자, 안지오스타틴(angiostatin), 안지오텐신(angiotensin), 골 형성 성장인자, 골 형성 촉진 단백질, 칼시토닌, 인슐린, 아트리오펩틴, 연골 유도인자, 엘카토닌(elcatonin), 결합조직 활성인자, 조직인자 경로 억제제(tissue factor pathway inhibitor), 여포 자극 호르몬, 황체 형성 호르몬, 황체 형성 호르몬 방출 호르몬, 신경 성장인자류(예: 신경 성장인자, 모양체 신경영양인자(cilliary neurotrophic factor), 악소제네시스 인자-1(axogenesis factor-1), 뇌-나트륨 이뇨 펩타이드(brain-natriuretic peptide), 신경교 유래 신경영양인자(glial derived neurotrophic factor), 네트린(netrin), 중성구 억제인자(neurophil inhibitor factor), 신경영양인자, 뉴트린(neuturin) 등), 부갑상선 호르몬, 릴랙신, 시크레틴, 소마토메딘, 인슐린 유사 성장인자, 부신피질 호르몬, 글루카곤, 콜레시스토키닌, 췌장 폴리펩타이드, 가스트린 방출 펩타이드, 코티코트로핀 방출인자, 갑상선 자극호르몬, 오토탁신(autotaxin), 락토페린(lactoferrin), 미오스타틴 (myostatin), 수용체류(예: TNFR(P75), TNFR(P55), IL-1 수용체, VEGF 수용체, B 세포 활성인자 수용체 등), 수용체 길항물질(예: IL1-Ra 등), 세포표면항원(예: CD 2, 3, 4, 5, 7, 11a, 11b, 18, 19, 20, 23, 25, 33, 38, 40, 45, 69 등), 단일클론 항체, 다중클론 항체, 항체 단편류(예: scFv, Fab, Fab', F(ab')2 및 Fd), 바이러스 유래 백신 항원 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 담지하여 생체내로 전달할 수 있는 핵산으로는 DNA, RNA, 올리코뉴클레오티드 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 담지하여 생체내로 전달할 수 있는 세포외기질 물질에는 콜라겐, 피브로넥틴, 젤라틴, 라미닌, 비트로넥틴 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 담지하여 생체내로 전달할 수 있는 세포에는 섬유아세포, 혈관내피세포, 평활근세포, 신경세포, 연골세포, 뼈세포, 피부세포, 슈반세포, 줄기세포 등을 예시할 수 있다.
실제 본 발명의 방법으로 제조된 하이드로젤을 세포 전달체로 이용하였을 때, 하이드로젤에 담지된 세포들이 증식되어 숫자가 증가하고 약 2주 후에는 분해되어 세포들이 세포배양 플라스크 표면에 부착됨을 확인할 수 있었다. 이는 본 발명의 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤이, 이에 담지되는 생리 활성 물질의 잔존수율과 활성에 안정적임을 시사하는 바이다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 키토산-폴리에틸렌옥사이드에 있어서 키 토산 유도체에 티올 작용기를 갖는 물질로 폴리에틸렌옥사이드 외에 시스틴 아미노산을 포함하는 펩타이드 또는 단백질 등을 결합하여 합성된 키토산-폴리에틸렌옥사이드-펩타이드 하이드로젤에 관한 것이다. 이는 조직재생유도 생리활성 지지체로 사용될 수 있다. 상기 시스틴 아미노산을 포함하는 펩타이드는 세포부착성 및/또는 세포이동 및 증식유도가 가능한 아미노산 시퀀스(sequence)와 아크릴레이트 키토산/폴리에틸렌옥사이드와의 가교결합을 위한 시스틴 아미노산을 포함하는 펩타이드(예를 들면 RGD)와 콜란겐나제, 플라즈민 등과 같은 효소에 의하여 생분해가 조절되는 기능성을 가진 아미노산 시퀀스(예를 들면 YKNR)에 시스틴을 함유하는 펩타이드 혹은 상기의 서로 다른 기능을 포함하는 펩타이드를 일컫는다.
본 발명에서 용어, “조직재생 유도용 생리활성 지지체”는 조직재생의 유도기능을 가진 펩타이드를 키토산-폴리에틸렌옥사이드의 화학구조에 화학적으로 결합시켜 새로운 키토산-폴리에틸렌옥사이드-펩타이드로 구성되는 하이드로젤 물질을 의미한다. 펩타이드는 아미노산 시스틴(cystein)을 포함하는 올리고펩타이드 혹은 단백질을 나타내며 시스틴에 포함된 티올 작용기가 아크릴레이트 작용기와 반응하여 화학적 가교결합하여 키토산-폴리에틸렌옥사이드-펩타이드 하이드로젤을 형성한다. 펩타이드의 아미노산 시퀀스에 의하여 세포의 부착과 증식(예를 들면, RGD) 혹은 지지체의 분해지점(예를 들면, YKNR)을 제공하는 역할을 하여 조직재생을 유도한다. 세포의 부착은 하이드로젤 혹은 젤 내부에 포함된 세포들의 부착이 가능하도록 하는 지점(focal contact or cell adhesion)을 제공한다. 또한 지지체의 분해지점은 하이드로젤의 분해를 유도하며, 이에 따라 부착된 세포들이 지지체의 분해에 따라 분해되는 지점으로 세포이동과 증식을 유도하여 최종적으로 하이드로젤은 분해되어 제거되고, 하이드로젤이 차지하였던 공간은 세포가 분비한 세포외기질과 증식된 세포에 의하여 구성되는 새로운 재생조직이 대체하는 것이다.
본 발명의 키토산-폴리에틸렌옥사이드-펩타이드 하이드로젤의 구성요소인 펩타이드는 세포부착성의 RGD, RGDS, REDV, YIGSR 등의 올리고펩타이드 혹은 시스틴을 포함하는 세포외기질 물질로 알려진 콜라겐(collagen), 피브로넥틴(fibronectin), 젤라틴(gelatin), 엘라스틴(elastin), 오스티오칼신(osteocalcin), 피브리노겐(fibrinogen), 피브로모듈린(fibromodulin), 테나신(tenascin), 라미닌(laminin), 오스티오폰틴(osteopontin), 오스티오넥틴(osteonectin), 퍼레칸(perlecan), 베르시칸(versican), 본 윌리브랜드 팩터(von Willebrand factor) 및 비트로넥틴(vitronectin)이 될 수 있으며, 특정효소에 의하여 분해되는 YKNR 유기합성 화합물 등이 포함될 수 있다. 여기서 RGE, REDV, YKNR 등은 아미노산의 단일글자 표기이다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 (ⅰ)수용성 키토산 용액을 제조하는 단계; (ⅱ) 키토산을 아크릴레이트를 갖는 물질과 가교결합시켜 키토산 유도체를 제조하는 단계; 및 (ⅲ) 상기 키토산 유도체를 티올 작용기를 갖는 물질과 공유결합시키는 단계를 포함하는 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제조하는 방법에 관한 것이다.
(ⅰ) 단계에서, 키토산을 물에 녹이는 단계.
(ⅱ) 단계에서, 아크릴레이트를 갖는 물질과 키토산은 가교제를 이용하여 가 교시킬 수 있다. 가교제에는 에틸렌글리콜, 글리세린, 폴리옥시에틸렌글리콜, 염화칼슘, 유산알루미늄, 비스아크릴아미드, 디아릴프타레이트, 디아릴아디페이트, 1,4-부탄디올 디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 트리그리세린디글리시딜에테르, 트리아릴아민, 글리옥살, 디에틸프로필 에틸카르보 디이미드 하이드로클로라이드, 카르보 디이미드 (CDI) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 구체적인 양태에서는, 디에틸프로필 에틸카르보 디이미드 하이드로클로라이드(EDC)를 가교제로 사용하였으며, 키토산: 2-아크릴아미도글리콜산: EDC의 몰 반응비는 다양하게 조절될 수 있다. 실제로 1: 4: 4, 1: 8: 8 또는 1: 12: 8 등으로 다양하게 변화시켜 하이드로젤을 형성할 수 있다.
(ⅲ) 단계에서, 아크릴 작용기와 티올 작용기 비율은 적절하게 조절될 수 있다. 아크릴 작용기와 티올 작용기 비율은 4:1 내지 1:3 이다. 바람직하게는, 아크릴 작용기와 티올 작용기 비율은 3:1 내지 1:2이고, 보다 바람직하게는 1:1이다.
사용되는 키토산의 분자량, 아크릴레이트를 함유하는 분자의 종류, 키토산 농도와 디아세틸화 정도, 사용하는 가교제의 종류, 농도 및 pH, 반응시키는 아크릴 작용기와 티올 작용기의 비율 등 매우 다양한 요소에 따라 하이드로젤의 물리적 강도 및 화학적 특성은 달라진다. 이런 모든 점을 고려하여 목적에 적합한 하이드로젤을 제조하도록 한다. 예를 들어, 키토산: 2-아크릴아미도글리콜산: EDC의 몰 비 및 PEO에 결합된 티올기 개수에 따라 젤의 함수율이 달라질 수 있다. 또한, 키토산-폴리에틸렌옥사이드 용액농도가 감소함에 따라 형성되는 기공크기가 증가함을 알 수 있었다.
보다 구체적으로, 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤의 제조하는 방법은 수용성 키토산 용액을 제조하는 단계; 키토산을 아크릴레이트를 갖는 물질과 가교결합시켜 키토산 유도체를 제조하는 단계; 키토산 유도체로부터 미반응 아크릴레이트 반응물을 제거하는 단계; 키토산 유도체를 건조시키는 단계; 및 상기 키토산 유도체를 티올 작용기를 갖는 물질과 공유결합시키는 단계를 포함한다.
또 다른 양태로서 본 발명은 (ⅰ) 수용성 키토산 용액을 제조하는 단계; (ⅱ) 키토산을 아크릴레이트를 갖는 물질과 가교결합시켜 키토산 유도체를 제조하는 단계; (ⅲ) 생리활성 물질을 상기 키토산 유도체 또는 티올 작용기를 갖는 물질과 혼합하는 단계; 및 (ⅳ) 생리활성 물질을 담지한 채 상기 키토산 유도체를 티올 작용기를 갖는 물질과 공유결합시키는 단계를 포함하는 생리활성 물질 전달체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤로 생리활성 물질의 담지는 젤 제조과정 또는 젤 제조 후 사용 전에 할 수 있지만, 젤 제조과정 중 (ⅲ) 단계에서 생리활성 물질을 젤에 담지하는 것이 바람직하다. 키토산 유도체 용액 또는 티올 작용기를 갖는 물질을 녹인 용액에 생리활성 물질을 혼합하여, 물질이 젤과 함께 공유결합되도록 한다.
보다 구체적으로, 생리활성 물질 전달체의 제조하는 방법은 수용성 키토산 용액을 제조하는 단계; 키토산을 아크릴레이트를 갖는 물질과 가교결합시켜 키토산 유도체를 제조하는 단계; 키토산 유도체로부터 미반응 아크릴레이트 반응물을 제거 하는 단계; 키토산 유도체를 건조시키는 단계; 생리활성 물질을 상기 키토산 유도체 또는 티올 작용기를 갖는 물질과 혼합하는 단계; 및 상기 키토산 유도체를 티올 작용기를 갖는 물질과 공유결합시키는 단계를 포함한다.
이하 실시예와 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
[실시예]
<실시예 1> 생리활성 인자가 포함된 키토산 유도체 하이드로 젤 개발
1 단계 과정: 약 85% 디아세틸화된 수용성 키토산 (5~10 KDa; Chitolife, Korea 혹은 100 KDa 자광; Korea)을 물에 녹인 20mL 와 2-아크릴아미도 글리콜산(2-Acrylamidoglycolic acid monohydrate)을 물에 녹인 용액 5mL를 혼합한 다음 EDC를 5mL 천천히 첨가하여 4 시간동안 상온에서 교반하면서 반응을 진행하였다. 반응 후 에탄올 용액으로 생성물을 침전시킨 후, 진공건조기에서 1일 동안 동결 건조하여 1(키토산) : 4(2-아크릴아미도글리콜산) : 4(EDC) 몰 반응비에 따른 키토산-아미도아크릴레이트 생성물을 획득하였다.
2 단계 과정: 1단계에서 제조한 키토산-아크릴레이트는 트리에탄올 아민(triethanol amine) 용매에 녹여 키토산-아크릴레이트 용액을 제조하고, 티올 작용기를 4개 혹은 6개(4 arm or 6 arm) 가진 폴리에틸렌옥사이드 용질을 트리에탄올 아민 용매에 녹여 용액을 제조하였다.
3단계 과정: 2단계에서 제조된 두 가지 용액을 혼합하여 하이드로젤을 제조하였다. 이때 아크릴 작용기와 티올 작용기 비율을 1:1 비율이 되도록 각각의 용액 을 제조한 다음, 두 용액을 혼합하여 하이드로젤화 진행을 살펴본 결과 젤이 10분 안에 형성되는 것을 육안으로 관찰할 수 있었다.
<실시예 2>
실시예 1의 경우에 (키토산): (2-아크릴아미도글리콜산): (EDC) 몰 반응비를 1:8:8로 변화시켜 키토산-아미도아크릴레이트 생성물을 획득하였으며, 이때 합성된 키토산-아미도아크릴레이트에 6 arm 티올 작용기를 가진 폴리에틸렌옥사이드를 사용한 경우는 1-2분 이후부터 하이드로젤이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.
<실시예 3>
실시예 1의 (키토산):(2-아크릴아미도글리콜산):(EDC) 몰 반응비를 1:4:4 대신에 1:12:8의 비율로 반응시킨 후 얻어진 키토산-아크릴레이트와 폴리에틸렌옥사사이드(6 arm 티올)와의 반응을 6시간에서 3일 정도까지 진행한 결과, 물리적 특성이 우수한 하이드로젤을 합성할 수 있었으며 3주 이후에도 분해되지 않고 증류수에서 하이드로젤 형태를 유지하고 있음을 확인할 수 있었다.
<실시예 4>
실시예 1의 2-아크릴아미도글리콜산(2-acrylamidoglycolic acid monohydrate) 대신에 2-카복시에틸아크릴레이트 (2-carboxyethyl acrylate)를 사용하여 반응을 진행한 결과 키토산-2-카복시에틸아크릴레이트 (chitosan-2-carboxyethyl acrylate) 생성물을 합성할 수 있었다. 합성된 키토산-2-카복시에틸아크릴레이트와 폴리에틸렌옥사이드(6 arm thiol)와의 반응을 실시예 1과 같이 진행한 결과, 1분 이내에 하이드로젤을 합성할 수 있었으며 증류수에서 수화를 진행 한 결과 수화상태로 1주일 이상 형태를 유지하고 있음을 알 수 있었다.
<실시예 5>
실시예 1의 2단계에서 하이드로젤 합성과정에서 폴리에틸렌 옥사이드(6 arm 티올) 용액에 CGRGDGC 펩타이드를 키토산-아크릴레이트의 중량에 대하여 0.3% 첨가하여 반응을 진행한 결과, 2분 이내에 키토산-폴리에틸렌옥사이드-펩타이드 하이드로젤을 합성할 수 있었다.
<실시예 6>
실시예 1의 2단계에서 하이드로젤 합성과정에서 100,000 cells/mL 농도의 평활근세포를 폴리에틸렌 옥사이드와 키토산-2-카복시에틸 아크릴레이트(chitosan-2-carboxyethyl acrylate)와 함께 첨가하여 하이드로젤의 합성을 진행하여 세포가 포함된 하이드로젤 합성시간을 1분 이내 내지 1주일 이내로 조절하였다.
<실시예 7>
실시예 5의 하이드로젤 합성과정에서 실시예 1의 2단계에서 합성된 키토산 아크릴레이트 중량의 0.1% 혹은 0.3%에 해당하는 펩타이드를 멸균 증류수에 녹인 5 혹은 15μL 펩타이드 용액과 5,000 평활근세포가 포함된 10μL의 세포현탁액을 1.5 mL 마이크로코니컬 튜브(micro-conical tube)에 각각 준비한다. 또 다른 1.5mL 마이크로코니컬 튜브에 폴리에틸렌옥사이드-트리에탄올아민 용액 300μL와 키토산 아크릴레이트-트리에탄올아민 용액 300μL을 각각 준비한다. 준비된 펩타이드 용액에 평활근세포 현탁액을 포함시킨 후 혼합하여 세포-펩타이드 용액을 제조하고, 다시 폴리에틸렌옥사이드 용액과 2차적으로 혼합시킨다. 상기의 세포-펩타이드-폴리에틸 렌옥사이드 용액을 키토산 아크릴레이트 용액과 혼합하여 세포가 함유된 키토산-폴리에틸렌옥사이드-펩타이드 하이드로젤을 제조하였다.
<실시예 8>
실시예 1의 2단계에서 하이드로젤 합성과정에서 피브로넥틴을 트리에탄올 아민 용매에 녹인 용액[키토산-아크릴레이트의 0.3% (w/w)]과 함께 혼합하여 피브로넥틴이 첨가된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제조하였다.
<실시예 9>
실시예 1의 2단계에서 하이드로젤 합성과정에서 용액에 콜라겐(type 2)을 트리에탄올 아민 용매에 녹인 용액[키토산-아크릴레이트의 0.3% (w/w)]과 함께 혼합하여 시스틴 아미노산이 포함된 콜라겐이 첨가된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제조하였다.
<실시예 10>
실시예 1의 2단계에서 하이드로젤 합성과정에서 용액에 CGRGDGC 펩타이드를 트리에탄올 아민 용매에 녹인 용액[키토산-아크릴레이트의 0.3% (w/w)]과 함께 혼합하여 시스틴 아미노산을 포함하는 콜라겐이 첨가된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제조하였다.
[실험예]
<실험예 1>
실시예 1에서 형성된 (1:4:4)의 비율로 제조된 하이드로젤 및 아크릴 작용기와 티올 작용기를 3:1 및 4:3의 비율로 하여 제조된 하이드로젤을 디지털 사진기 로 촬영하여 관찰한 결과, 하이드로젤이 증류수에 존재하였으며 젤이 분해되지 않고 있음을 확인하였다 (도 4 참고).
<실험예 2>
키토산-아크릴레이트 샘플을 Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR)로 평가한 결과, 키토산-2-카복시에틸 아크릴레이트(chitosan-2-carboxyethyl acrylate)의 샘플에서 1730 wavelength (cm-1)에서 에스터 아크릴레이트 피크를 확인함으로써 키토산에 아크릴레이트가 공유결합하고 있음을 알 수 있었다(도 5 참고).
<실험예 3>
실시예 6에서 제조된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 세포를 포함시킨 후 1주일 동안 광학현미경으로 확인한 결과, 세포들이 증식되어 그들의 숫자가 증가하였으며 약 2주 후에는 분해되어 세포들이 세포배양 플라스크 표면에 부착되어 있음을 확인하였다.
<실험예 4>
합성된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 동결건조하여 중량을 측정하고, 한 시간이상 증류수에서 수화 후 중량을 측정하여 두 중량을 비교한 결과, 제조방법에 따라 약 800-1900 % 중량 증가되었음을 확인하여 (표 1 참조), 물이 포함된 하이드로젤이 형성되었음을 확인하였다. 제조된 하이드로젤은 수용액에서 1주일 동안 분해되지 않음을 육안으로 확인하여 형태학적으로 안정한 하이드로젤을 합 성하고 있음을 알 수 있었다.
[표 1] 하이드로젤 합성 후의 함수율 평가결과
몰 비율 PEO arm 1:4:4 1:8:8
4A 1154% 758%
6A 776% -
<실험예 5>
키토산-아크릴레이트를 합성한 다음, 화학원소분석기(ESCA)로 확인한 결과 질소원소 양이 8.9%에서 12.2%로 증가함을 보아 키토산에 아세틸 아마이드 화합물 양이 증가하였음을 알 수 있어 아크릴레이트화합물이 가교결합되어 있음을 알 수 있었다.
<실험예 6>
키토산과 폴리에틸렌옥사이드 농도를 4.3%와 3.3%로 하여, 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제조한 다음 동결건조 하여 전자현미경으로 그 형태를 관찰한 결과, 용액농도가 감소함에 따라 형성되는 기공크기가 증가함을 알 수 있었다 (도 6 참고).
<실험예 7>
실시예 6의 세포가 포함된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 37 0C, 5% CO2 조건의 세포배양기에서 평활근세포배양을 1주일까지 진행하여 세포의 증식과 부착을 관찰한 결과 세포수가 증가함을 관찰하였다. (도 7 참고)
<실험 예 8>
실시예 7의 세포가 함유된 키토산-폴리에틸렌옥사이드-펩타이드 하이드로젤을 37 0C, 5% CO2 조건의 세포배양기에서 세포배양을 1주일까지 진행하여 세포의 증식과 부착을 관찰한 결과, 세포수가 증가함을 광학현미경으로 관찰하였다. (도 8 참고)
<실험 예 9>
실시예 8의 키토산-폴리에틸렌옥사이드-피브로넥틴 하이드로젤에 세포를 포함시켜 37 0C, 5% CO2 조건의 세포배양기에서 세포배양을 1주일까지 진행하여 세포의 증식과 부착을 관찰한 결과 세포수가 증가함을 관찰하였다. (도 9 참고)
<실험 예 10>
실시예 9의 키토산-폴리에틸렌옥사이드-콜라겐 하이드로젤에 세포를 포함시켜 37 0C, 5% CO2 조건의 세포배양기에서 세포배양을 1주일까지 진행하여 세포의 증식과 부착을 관찰한 결과 세포수가 증가함을 관찰하였다. (도 10 참고)
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의해 약물/세포가 포함된 하이드로젤을 개발하여 조직공학용 인공장기 재생, 화상치료 혹은 미용을 위한 드레싱제, 혹은 약물전달체로 사용하면, 약물의 효율적 전달과 하이드로젤의 생분해에 따른 조직재생을 촉진할 수 있을 것이다. 예를 들면, 아크릴레이트 그룹을 가진 키토산용액과 티올 그룹을 가진 폴리에틸렌옥사이드용액을 혼합-분사시키면서 순간적으로 하이드로젤을 형성시켜 화상부위나 상처부위를 치료할 수 있다. 또 다른 예로써, 폴리에틸렌옥사이드 용액에 세포를 혼합시킨 다음, 키토산-아크릴레이트 용액과 함께 혼합하여 주사기로 용액을 분사시켜, 원하는 시간 내에 다양한 물리적 특성을 가진 하이드로젤로 변형 가능하도록 유도시켜 복잡한 형태의 상처부위 조직을 복구시킬 수 있는 조직재생 유도용 하이드로젤 지지체로 응용할 수 있다. 조직재생 지지체로서 치유부위에 따라 하이드로젤의 물리적 특성과 젤 합성 및 분해시간 조절이 가능하기 때문에 적용하중에 따라 다양한 물리적 특성을 가진 하이드로젤로 응용이 가능하다. 또한 세포 대신에 생리활성물질을 포함시켜 조직재생 혹은 상처치유 가능한 약물담체의 하이드로젤로 사용가능하다. 두 가지 용액을 혼합함으로써 순간적으로 하이드로젤이 형성되므로, 각기 다른 용기에 용액을 담아 분사(spray)형태로 두 가지 용액을 혼합하여 상처부위 치료방법으로 응용이 가능하다. 제조된 하이드로젤은 생체적 합성이 우수하므로 성형용 필러(filler)로 적용 또한 가능하다.

Claims (13)

  1. 아크릴레이트 작용기를 갖는 물질과 공유결합된 키토산 유도체가 티올 작용기를 갖는 물질과 가교결합으로 형성된 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴레이트 작용기를 갖는 물질이 아크릴산(acrylic acid), 메타아크릴산(methacrylic acid), 아크릴아미드(acrylamide), 메타아크릴아미드(methacrylamide) 알킬-(메타)아크릴아미드(alkyl-(meth)acrylamide). 엔-모노-(메타)아크릴아미드(N-mono-(meth)acrylamide), 엔,엔-디-씨1-씨4 -(메타)아크릴아미드(N,N-di-C1 -C4 alkyl-(meth)acrylamide), 엔-부틸(메타)아크릴레이트(N-butyl (meth)acrylate), 메틸(메타)아크릴레이트[metyl(meth)acrylate], 에틸(메타)아크릴레이트[ethyl(meth)acrylate], 이소보닐(메타)아크릴레이트[isobornyl(meth)acrylate], 사이크로헥실(메타)아크릴레이트[cyclohexyl(meth)acrylate], 하이드로에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate), 하이드로에틸 메타아크릴레이트(hydroxyethyl methacrylate), 하이드로프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate), 하이드로프로필 메타아크릴레이트(hydroxypropyl methacrylate), 하이드로부틸 아크릴레이트(hydroxybutyl acrylate), 엔-(2-하이드록시에틸)아크릴아미드[N-(2-hydroxyethyl) acrylamide], 엔-메틸아크릴아미드(N-methyl acrylamide), 엔-부토실메틸아크릴아미드(N-butoxymethyl acrylamide), 엔-메톡시메틸아크릴아미드(N-methoxymethyl acrylamide), 엔-메톡시메틸메타아크릴아미드(N-methoxymethyl methacrylamide), 2-아크릴아미도글리콜산(2-acrylamidoglycolic acid) 및 2-카보실에틸 아크릴레이트(2-carboxyethyl acrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 아크릴레이트 작용기를 갖는 물질이 아크릴산, 아크릴아미도글리콜산 또는 2-카복시에틸 아크릴레이트(2-carboxyethyl acrylate)로 이루어진 군에서 선택됨을 특징으로 하는 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 티올 작용기를 갖는 물질은 폴리에틸렌옥사이드(poly(ethylene oxide)), 시스틴 아미노산을 함유하는 펩타이드 및 단백질 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 조직재생 유도용 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤.
  6. 제5항의 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤에 생리활성 물질을 담지시킨 생리활성 물질 전달체.
  7. 제6항에 있어서,
    생리활성 물질이 항생제, 항암제, 진통제 소염제, 항바이러스제, 항균제 및 호르몬으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 유기 합성 화합물, 단백질, 펩타이드, 핵산, 세포외기질 물질 및 세포 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 생리활성 물질 전달체.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    단백질이 호르몬, 사이토카인, 효소, 항체, 성장인자, 전사조절인자, 혈액인자, 백신, 구조단백질, 리간드 단백질 및 수용체, 세포표면항원 및 수용체 길항물질 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생리활성 물질 전달체.
  10. 제7항에 있어서,
    세포외기질 물질이 콜라겐(collagen), 피브로넥틴(fibronectin), 젤라틴 (gelatin), 엘라스틴(elastin), 오스티오칼신(osteocalcin), 피브리노겐(fibrinogen), 피브로모듈린(fibromodulin), 테나신(tenascin), 라미닌(laminin), 오스티오폰틴(osteopontin), 오스티오넥틴(osteonectin), 퍼레칸(perlecan), 베르시칸(versican), 본 윌리브랜드 팩터(von Willebrand factor) 및 비트로넥틴(vitronectin)으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생리활성 물질 전달체.
  11. 제7항에 있어서,
    세포가 섬유아세포, 혈관내피세포, 평활근세포, 신경세포, 뼈세포, 피부세포, 연골세포, 슈반세포 및 줄기세포로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생리활성 물질 전달체.
  12. (a) 수용성 키토산 용액을 제조하는 단계;
    (b) 키토산을 아크릴레이트를 갖는 물질과 공유결합시켜 키토산 유도체를 제조하는 단계; 및
    (c) 상기 키토산 유도체를 티올 작용기를 갖는 물질과 가교결합시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항의 키토산-폴리에틸렌옥사이드 하이드로젤을 제조하는 방법.
  13. (a) 수용성 키토산 용액을 제조하는 단계;
    (b) 키토산을 아크릴레이트를 갖는 물질과 공유결합시켜 키토산 유도체를 제조하는 단계;
    (c) 생리활성 물질을 상기 키토산 유도체 또는 티올 작용기를 갖는 물질과 혼합하는 단계; 및
    (d) 생리활성 물질을 담지한 채 상기 키토산 유도체를 티올 작용기를 갖는 물질과 가교결합시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 제6항의 생리활성 물질 전달체를 제조하는 방법.
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