KR100722293B1 - Preparation of chito foam dressing for wound repair - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화상, 외상, 창상, 욕창 및 피부질환 등에 대하여 상처치유, 살균, 흉터조직방지, 흉터조직억제, 상처 회복 등의 효능을 갖는 키토산 폼 드레싱재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a chitosan foam dressing material having the effects of wound healing, sterilization, prevention of scar tissue, suppression of scar tissue, wound recovery and the like against burns, trauma, wounds, bedsores and skin diseases.
본 발명에 의한 키토산 폼 드레싱재는 제조공정 중의 잔류산이 전혀 남지않으므로, 상처치유력이 획기적으로 개선되고, 상처치유와 관련한 부상조직과 인접 또는 주변조직과의 원하지 않는 융착을 최대한 방지할 수 있다. In the chitosan foam dressing material according to the present invention, no residual acid remains in the manufacturing process, so that the wound healing force is remarkably improved, and unwanted fusion of the wound tissue and the adjacent or surrounding tissues associated with the wound healing can be prevented as much as possible.
키토산, 폼 드레싱, 상처치유Chitosan, Foam Dressing, Wound Healing
Description
본 발명은 키토산 폼 드레싱재의 제조방법에 관한 것으로 화상, 외상, 창상, 욕창 및 피부질환에 대하여 상처치유, 살균, 흉터조직방지, 흉터조직억제, 상처 회복 등의 효능을 갖게 하기 위하여 키토산계 드레싱재를 제조함에 있어서 잔류 산이 전혀 남지않고 상처치유 획기적으로 개선되고 상처치유와 관련한 부상조직과 인접 또는 주변조직과의 원하지 않는 융착을 최대한 방지할 수 있는 키토산 폼 드레싱재의 제조방법에 관한 것이다.
피부는 우리 몸 중 가장 큰 면적을 차지하는 중요한 기관으로서 외부의 미생물이나 자외선, 화학물질 등 여러 가지 유해 환경으로부터 보호하는 역할 및 인체의 수분증발을 억제함으로서 탈수를 방지하고 체온을 조절하는 역할을 하고 있는 바, 물리적 자극에 강해야 하고 탄력성이 있어야 하며 인체가 생명체를 유지하는 동안 그 역할을 충분히 수행해야 한다.
한편, 심한 화상, 외상, 창상, 욕창 및 피부질환 등 다양한 원인에 의하여 피부 손상이 일어나는 경우가 많은데, 일차봉합이 불가능한 창상 등은 피부이식이 불가피한 심한 결함을 남기기도 한다.
손상된 피부조직의 복구는 매우 중요한 문제이며 상처의 치료를 신속하게 하고 이차적인 각종 부작용을 최소화하기 위해서는 적절한 드레싱을 이용한 상처치료는 필수적이다.
한편, 키토산은 자연계에 존재하는 다당류의 일종으로 게, 새우의 껍질과 오징어의 뼈, 곰팡이 및 세균 등의 미생물의 세포벽에 함유되어 있는 키틴을 탈아세틸하여 수득되는 화합물로써, 1980년대 중반부터 그 다양한 산업분야에서 이용되고 있다. 이러한 키토산의 주요 용도는, 과거에는 주로 응집제, 중금속 흡착제, 염료폐수 정화제 등의 폐수처리 분야와 토양개량제, 살충제, 식물 항바이러스제, 농약 등 농업분야에 한정되었으나, 키토산의 장점과 다양한 특성이 밝혀지면서 식품과 음료 응용분야, 보건위생 응용분야, 화장품 응용분야, 섬유관련 응용분야, 의약품 응용분야 등으로 그 범위를 더욱 확대해 가고 있다. 특히 1990년대부터 의료용 재료로서 사용 가능한 물질로서 주목받으면서 상처 치유제, 인공 피부, 색전성 재료, 혈액 응고제, 인공 신장막, 생분해성 수술용 봉합사, 항균성 재료에서의 키토산 이용이 보고 되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제95-18057호에는 새우 갑각으로부터 생체 임상의학용 키토산의 제조가 기술되어 있다. 대한민국 공개특허공보 제91-19731호에는 생체임상의학용 키틴 및 키토산의 제조 방법이 기술되어 있다. 일본 특허공개공보 소56-68200호에는 프레이크상의 키틴을 수중에서 믹서 등으로 해리하여 콜로이드상의 분산액을 제조하고, 상기 키틴 분산액을 단독으로 종이를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 대한민국 공개특허공보 제98-76411호에는 키토산, 키틴, 이들의 올리고머 또는 이들의 올리고당을 적합한 용매에 0.1 내지 3%로 용해시켜 면적물에 침지하고, 중화, 제척, 건조하여 제조한 거즈를 이용하는 상처소독용 플라스터의 제조방법이 기술되어 있다. 대한민국 공개특허공보 제98-13801호에는 키토산이 함침된 부직포가 부착된 창상용 일회용 밴드가 기술되어 있다.
그 외, 부직포를 이용한 키틴, 키토산 관련 창상피복재가 사용되고 있는데 이러한 부직포 형태의 피복재는 통상의 거즈형 드레싱재 자체가 갖는 문제점으로 인하여, 키틴, 키토산을 필름으로 제조한 창상 피복재의 경우 기공이 전혀 형성되지 않아 투습도 및 삼출액 흡수능이 부족하고, 투습도가 낮다는 문제가 있었다. 따라서, 이들은 삼출액이 많은 상처에는 사용이 불가능하고 수팽윤 상태가 지속되면 잔류한 산으로 인하여 드레싱재가 붕괴되면서 정상피부의 침염을 일으키고 상처에 더 큰 악영향을 주는 등의 단점이 있었다.
한편, 이를 해결하기 위하여 일본특허공개 2003-292501, 일본등록특허 10-502665, 한국 실용신안등록 20-0340228 등에서는 상기한 드레싱재를 에탄올 수용액(즉, 물과 에탄올의 혼합물) 또는 물이나, 완충액(buffer)으로 중화, 세척하는 공정을 제안하고 있다. 그러나, 이러한 방법에서는 상기 처리과정에서 드레싱재의 형태가 뒤틀리거나 변형을 가져올 수 있고 완전히 잔류 산을 제거할 수 없는 단점이 있다.The present invention relates to a manufacturing method of chitosan foam dressing material, in order to have the effects of wound healing, sterilization, prevention of scar tissue, suppression of scar tissue, wound recovery, etc. for burns, trauma, wounds, bedsores and skin diseases. The present invention relates to a method for preparing chitosan foam dressing material, which is capable of significantly improving wound healing, leaving no residual acid in the preparation, and preventing unwanted fusion of wound tissue and adjacent or surrounding tissues related to wound healing.
Skin is an important organ that occupies the largest area of our body, protecting it from various harmful environments such as microorganisms, ultraviolet rays, and chemicals, and preventing dehydration and regulating body temperature by suppressing water evaporation. F. Be strong in physical stimuli, be elastic, and fully play its role while the human body is sustaining life.
On the other hand, the skin damage is often caused by a variety of causes, such as severe burns, trauma, wounds, bedsores and skin diseases, such as wounds that are not primary suture may leave severe defects inevitable skin transplantation.
Repair of damaged skin tissue is a very important problem and wound healing with appropriate dressing is essential to speed up the healing of wounds and minimize secondary side effects.
On the other hand, chitosan is a kind of polysaccharide that exists in nature. It is a compound obtained by deacetylating chitin contained in the cell walls of microorganisms such as crab, shrimp shell, squid bone, mold and bacteria. It is used in industry. In the past, chitosan was mainly used in the field of wastewater treatment such as flocculants, heavy metal adsorbents, dye wastewater purification agents, and agricultural fields such as soil modifiers, insecticides, plant antiviral agents, and pesticides. The range of food and beverage applications, health and hygiene applications, cosmetic applications, textile-related applications, and pharmaceutical applications is expanding. In particular, the use of chitosan in wound healing agents, artificial skin, embolic materials, blood coagulants, artificial kidney membranes, biodegradable surgical sutures, and antimicrobial materials has been reported since the 1990s.
Korean Unexamined Patent Publication No. 95-18057 describes the preparation of chitosan for in vivo clinical medicine from shrimp shells. Korean Patent Laid-Open Publication No. 91-19731 describes a method for preparing chilin and chitosan for bioclinical use. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 56-68200 describes a method of dissociating flake chitin in water with a mixer or the like to prepare a colloidal dispersion, and producing the paper using the chitin dispersion alone. Korean Patent Application Laid-Open No. 98-76411 discloses a wound using gauze prepared by dissolving chitosan, chitin, oligomers thereof or oligosaccharides thereof in a suitable solvent at 0.1 to 3%, immersing in an area, neutralizing, sterile and drying. A method of making a disinfecting plaster is described. Korean Laid-Open Patent Publication No. 98-13801 describes a wound disposable band with a nonwoven fabric impregnated with chitosan.
In addition, a wound coating material related to chitin and chitosan using a nonwoven fabric is used. Due to a problem of the conventional gauze-type dressing material itself, the wound coating material made of chitin and chitosan as a film has no pores. There was a problem that the moisture permeability and the exuding liquid absorption capacity is insufficient, the moisture permeability is low. Therefore, they cannot be used in wounds with a large amount of exudates, and if the water swelling condition persists, the dressing material collapses due to the remaining acid, causing the infection of the normal skin and causing a greater adverse effect on the wound.
In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-292501, Japanese Patent Registration 10-502665, Korean Utility Model Registration 20-0340228 and the like have the above-mentioned dressing material in an ethanol aqueous solution (ie, a mixture of water and ethanol) or water or a buffer solution. It proposes a process to neutralize and wash with a buffer. However, this method has the disadvantage that the form of the dressing material may be distorted or deformed during the treatment, and the residual acid cannot be completely removed.
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본 발명은 피부의 손상, 수술 및 화상을 포함하는 신체적 외상의 처리시 상처치유, 살균, 흉터조직방지, 흉터조직억제, 상처 회복 등의 효능을 갖게 하기 위한 키토산 폼 드레싱재를 제조함에 있어서, 잔류 산이 전혀 남지 않고 상처치유 획기적으로 개선되고 상처치유와 관련한 부상조직과 인접 또는 주변조직과의 원하지 않는 융착을 최대한 방지할 수 있는 방법을 개발하는 것을 목적으로 한다. The present invention remains in the production of chitosan foam dressing material for the effect of wound healing, sterilization, scar tissue prevention, scar tissue suppression, wound recovery, etc. in the treatment of physical trauma including skin damage, surgery and burns, It aims to develop a method that can dramatically improve wound healing without any acid and prevent the unwanted fusion of wound tissue and adjacent or neighboring tissues related to wound healing.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 키토산을 물에 분산시킨 후 이산화탄소(CO2)를 통기시켜 키토산을 용해시켜 키토산 수용액을 제조하고, 여기에 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 글리세린 등을 혼합한 후, 이 용액을 동결 건조시킴으로써, 키토산 수용액 제조 과정에서 이산화탄소가 제거되어, 잔류 산의 제거 공정이 필요 없고, 염이 남지 않는 키토산 홈 드레싱의 제조에 관한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention is to disperse the chitosan in water and then through the carbon dioxide (CO 2 ) to dissolve the chitosan to prepare a chitosan aqueous solution, and then mixed with polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycerin and the like By freeze-drying this solution, carbon dioxide is removed in the chitosan aqueous solution manufacturing process, and the removal process of a residual acid is unnecessary, and it is related with manufacture of the chitosan home dressing in which no salt remains.
본 발명에 사용된 키토산의 예로는 새우껍질, 게껍질 등을 가성소다로 가열하고 염산 등으로 처리하여 얻은 키틴을 탈아세틸화하여 얻은 α-키토산 또는 갑오징어 뼈 등을 가성소다 및 염산으로 처리하여 제조한 β-키토산을 사용할 수 있다. 본 발명에 사용한 키토산은 탈아세틸화도가 50%이상이고, 분자량 10,000 내지 3,000,000정도인 것을 사용할 수 있다. 키토산 수용액의 농도는 0.1 내지 20중량%를 사용하며 0.5 내지 5중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 키토산의 항균성, 창상치유특성 등이 키토산의 분자량에 따라 달라질 수 있기 때문에 드레싱재의 강도 등을 고려하여 저분자 키토산(분자량 10,000 내지 100,000)과 고분자 키토산을 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of chitosan used in the present invention include the treatment of α-chitosan or cuttlefish bone obtained by deacetylating chitin obtained by heating shrimp shells and crab shells with caustic soda and treating with hydrochloric acid or the like with caustic soda and hydrochloric acid. The prepared β-chitosan can be used. The chitosan used for this invention can use the thing whose deacetylation degree is 50% or more, and molecular weight 10,000-3,000,000 or so. The concentration of the chitosan aqueous solution is used 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight. In addition, since the antimicrobial activity and wound healing characteristics of chitosan may vary depending on the molecular weight of chitosan, the low molecular weight chitosan (molecular weight 10,000 to 100,000) and the polymer chitosan may be mixed in consideration of the strength of the dressing material.
본 발명의 폼 드레싱의 형태, 즉, 다공성 스폰지 형태를 제조하기 위하여 수용성 물질인 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 등을 사용할 수 있다. 이들은 용액 전체에 대하여 0.5 내지 30중량%를 사용할 수 있고, 1 내지 5중량%를 사용하는 것이 바람직하다.In order to prepare the form of the foam dressing of the present invention, that is, the porous sponge form, water-soluble materials such as polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and the like may be used. These can use 0.5-30 weight% with respect to the whole solution, and it is preferable to use 1-5 weight%.
상기 키토산 용액에는 글리세롤이 필수적으로 첨가되는데, 전체 용액에 대하여 1 내지 30중량%를 첨가하는 것이 바람직하다. 1 중량% 미만으로 첨가 시에는 미세한 기공의 형성과 인장강도 및 신장율의 증가를 기대하기 어렵고, 30 중량%를 초과 시에는 글리세롤의 농도가 너무 높아 키토산 폼 드레싱 자체가 형성되지 않는다.Glycerol is essentially added to the chitosan solution, preferably 1 to 30% by weight based on the total solution. When added in less than 1% by weight it is difficult to expect the formation of fine pores and increase the tensile strength and elongation, and when it exceeds 30% by weight, the concentration of glycerol is too high to form chitosan foam dressing itself.
또한, 추가적으로 PEG(폴리에틸렌글리콜)가 첨가될 수 있는데, PEG를 전체 용액에서 0.5 내지 10 중량%로 첨가되는 바람직하며, 사용되는 PEG의 분자량은 200 ~ 20,000 사이가 바람직하다.In addition, PEG (polyethylene glycol) may be additionally added, and PEG is preferably added at 0.5 to 10% by weight in the total solution, and the molecular weight of PEG used is preferably between 200 and 20,000.
상기 제조된 키토산 용액은 소정의 형상 및 크기의 디쉬(dish)에 넣고, 이를 동결 건조하여 일정한 크기의 기공이 형성된 스폰지상의 구조물을 제조한다.The prepared chitosan solution is placed in a dish of a predetermined shape and size, and freeze-dried to prepare a sponge-like structure in which pores of a predetermined size are formed.
또한, 상기의 폼 드레싱의 강도를 보강하기 위하여, 착용 기간 동안 폼 드레싱을 보호하는 역할을 하는 보강재를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 보강재로서 예를 들어, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴클로라이드(PVDC) 또는 알루미늄 포일(foil) 등을 적절히 선택하고, 상기 키토산 폼에 접착하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 키토산 폼 드레싱은 잔류하는 산 등의 불순물이 없고 키토산이 염상태로 존재하지 않기 때문에 습윤시 인장강도 및 신장율이 획기적으로 증가하고, 균일한 미세기공을 가지므로 이를 포함하는 창상피복재는 체내로부터의 수분 누출 방지, 삼출액의 흡수 및 외부로부터 잡균 침입과 감염 방지 효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 공기의 흐름이 원활하여 상처의 치유 및 세포의 분화 및 성장을 돕는 장점이 있다.In addition, in order to reinforce the strength of the foam dressing, it is preferable to use a reinforcing material which serves to protect the foam dressing during the wearing period. As such a reinforcing material, for example, polyurethane, polyethylene, polyvinylidene chloride (PVDC), aluminum foil, or the like is appropriately selected, and it is preferable to use it by adhering to the chitosan foam.
Since the chitosan foam dressing of the present invention is free from impurities such as residual acid and chitosan is not present in the salt state, the tensile strength and elongation rate increase dramatically when wet, and have a uniform micropores, so that the wound covering material containing the same is removed from the body. It is excellent in preventing water leakage, absorption of exudates, and prevention of invasion and infection of bacteria from the outside, as well as smooth air flow, so that wound healing and cell differentiation and growth are advantageous.
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실시예 1Example 1
키토산(분자량 150,000) 5g을 200g의 물에 분산시키 후 노즐을 통하여 이산화탄소를 3시간 통기시켜 키토산 용액을 제조하고, 여기에 폴리에틸렌글리콜(분자량 6000) 4g을 첨가하고 글리세린 2g을 첨가한 다음, 상기의 슬러리 용액을 깊이 3㎜되는 틀에 부어 -50℃로 급속 냉각시켜 동결 건조시켜 키토산 폼을 제조하였다.5 g of chitosan (molecular weight 150,000) was dispersed in 200 g of water, followed by aeration of carbon dioxide through a nozzle for 3 hours to prepare a chitosan solution, to which 4 g of polyethylene glycol (molecular weight 6000) was added and 2 g of glycerin was added. The slurry solution was poured into a mold having a depth of 3 mm, rapidly cooled to −50 ° C., and lyophilized to prepare a chitosan foam.
실시예 2Example 2
저분자 키토산(분자량 25,000) 2g, 고분자키토산(400,000) 3g을 물 200g에 분산시킨 후 노즐을 통하여 이산화탄소를 10시간 통기시킨 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 처리하여 키토산 폼을 제조하였다.Chitosan foam was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2 g of low molecular weight chitosan (molecular weight 25,000) and 3 g of high molecular weight chitosan (400,000) were dispersed in 200 g of water and the carbon dioxide was aerated for 10 hours through a nozzle.
실시예 3Example 3
키토산(분자량 150,000) 5g를 200g의 물에 분산시킨 후 노즐을 통하여 이산화탄소를 3시간 통기시켜 키토산 용액을 제조하고 여기에 폴리비닐알콜(분자량 50,000)을 2g 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.5 g of chitosan (molecular weight 150,000) was dispersed in 200 g of water, followed by aeration of carbon dioxide through a nozzle for 3 hours to prepare a chitosan solution, except that 2 g of polyvinyl alcohol (molecular weight 50,000) was used as in Example 1. Was carried out.
실시예 4Example 4
기계적 강도를 향상시키기 위하여 폴리우레탄필름 위에 접착제로 아크릴계 점착제를 바르고 실시예 1에서 제조한 키토산 폼을 붙여 키토산 폼 드레싱재를 제조하였다.In order to improve mechanical strength, an acrylic pressure-sensitive adhesive was applied to the polyurethane film with an adhesive, and the chitosan foam prepared in Example 1 was attached to prepare a chitosan foam dressing material.
실시예 5Example 5
실시예 2에서 제조한 키토산 폼을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 4 was carried out except that the chitosan foam prepared in Example 2 was used.
실시예 6Example 6
실시예 1 내지 5에서 제조한 폼을 두께 2.5㎜, 넓이 20㎠의 시편을 만들어 조직분석기로 강도를 측정하자, 실시예 1 내지 3에 비하여, 실시예 4 및 5의 경우에 그 강도가 현저히(대략 3배) 상승한 것을 알 수 있었다.
실시예 7(창상치유 실험)When the foams prepared in Examples 1 to 5 were made to have a specimen having a thickness of 2.5 mm and a width of 20 cm 2 to measure the strength with a tissue analyzer, the strength of the Examples 4 and 5 was significantly higher than that of Examples 1 to 3 ( About 3 times).
Example 7 (Wound Healing Experiment)
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실시예 1,2에서 제조한 키토산 폼의 창상치유효과를 보기 위하여 동물을 모델로 시험하였다. 토끼의 복벽을 좌우측에 각각 화살모양으로 12×10㎜의 창상을 만들었다. 이중 한쪽에는 상기 키토산 폼으로 덮고 한쪽은 그대로 놔둔 채로 봉합사가 복강 내에 노출되지 않도록 봉합하였다. Animals were tested as models to see the wound healing effect of the chitosan foam prepared in Examples 1 and 2. The abdominal wall of the rabbit was made of 12 × 10 mm wounds on the left and right sides, respectively. One side of the suture was closed so that the suture was not exposed in the abdominal cavity while being covered with the chitosan foam and leaving one side as it was.
이 결과를 2주 후, 4주 후에 관찰하였을 때 본 발명의 키토산 폼을 사용한 쪽에서는 형태를 거의 그대로 유지하고 있었고, 키토산 폼을 쓰지 않은 경우에 비하면 상처의 흉터가 매우 미약했다. When the results were observed after 2 weeks and 4 weeks, the shape using the chitosan foam of the present invention was almost maintained, and the scar of the wound was very weak as compared with the case where the chitosan foam was not used.
실시예 8(창상치유 실험)Example 8 (Wound Healing Experiment)
실시예 4, 5의 키토산 폼 드레싱재를 이용하여 실시예 7과 동일하게 실험하였다. 그 결과, 키토산 폼 드레싱재에 의해 흉터가 전혀 없었고, 실시예 1, 2에 비해서도 흉터 제거 효과가 우수했다. Experiments were performed in the same manner as in Example 7, using the chitosan foam dressing materials of Examples 4 and 5. As a result, there was no scar by the chitosan foam dressing material, and the scar removal effect was excellent also compared with Example 1, 2.
상기의 결과로 우레탄을 배면에 사용한 경우가 수분증발을 막고 물리적 특성을 더욱 향상시킬 수 있기 때문에 상처치료 용도로 적합하다고 할 수 있다.As a result of using the urethane on the back can be said to be suitable for wound treatment because it can prevent the water evaporation and further improve the physical properties.
본 발명에 의한 키토산 폼 드레싱재의 제조방법에 의하면, 키토산 폼을 제조한 후 중화 등의 공정을 가질 필요가 없고, 잔류산이 전혀 남지 않는 순수한 키토산 폼을 제조할 수 있으며, 이러한 키토산 폼 드레싱재는 삼출액을 적절히 흡수하고, 강도도 우수하며 항균기능을 갖는 효과기 때문에 화상, 창상 등 상처치료 및 피부의 재생에 유용하게 쓰일 것으로 기대된다.According to the manufacturing method of the chitosan foam dressing material according to the present invention, it is not necessary to have a process such as neutralization after manufacturing the chitosan foam, and it is possible to produce pure chitosan foam in which residual acid is not left at all. It is expected to be useful for healing wounds such as burns and wounds and regenerating the skin because it is absorbed properly, has excellent strength, and has antibacterial function.
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