KR100774089B1 - 주입형 연골세포치료제의 이식방법 - Google Patents

주입형 연골세포치료제의 이식방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100774089B1
KR100774089B1 KR1020050066026A KR20050066026A KR100774089B1 KR 100774089 B1 KR100774089 B1 KR 100774089B1 KR 1020050066026 A KR1020050066026 A KR 1020050066026A KR 20050066026 A KR20050066026 A KR 20050066026A KR 100774089 B1 KR100774089 B1 KR 100774089B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vial
syringe
mixing
chondrocyte
medium
Prior art date
Application number
KR1020050066026A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070010990A (ko
Inventor
고창권
이은영
최정용
장재덕
장정호
김평민
Original Assignee
세원셀론텍(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to KR1020050066026A priority Critical patent/KR100774089B1/ko
Application filed by 세원셀론텍(주) filed Critical 세원셀론텍(주)
Priority to JP2008522686A priority patent/JP2009501605A/ja
Priority to MX2008000787A priority patent/MX2008000787A/es
Priority to PCT/KR2005/003147 priority patent/WO2007011094A1/en
Priority to EP05809011A priority patent/EP1912661B1/en
Priority to BRPI0520520-4A priority patent/BRPI0520520A2/pt
Priority to RS20110196A priority patent/RS51951B/en
Priority to SI200531297T priority patent/SI1912661T1/sl
Priority to DK05809011.9T priority patent/DK1912661T3/da
Priority to PT05809011T priority patent/PT1912661E/pt
Priority to DE602005027004T priority patent/DE602005027004D1/de
Priority to AT05809011T priority patent/ATE501744T1/de
Priority to US11/988,924 priority patent/US20090254065A1/en
Priority to CNA2005800510893A priority patent/CN101247815A/zh
Priority to PL05809011T priority patent/PL1912661T3/pl
Priority to ES05809011T priority patent/ES2361420T3/es
Publication of KR20070010990A publication Critical patent/KR20070010990A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100774089B1 publication Critical patent/KR100774089B1/ko
Priority to HR20110321T priority patent/HRP20110321T1/hr
Priority to CY20111100569T priority patent/CY1111563T1/el

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/36Blood coagulation or fibrinolysis factors
    • A61K38/363Fibrinogen
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/36Blood coagulation or fibrinolysis factors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/39Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin, cold insoluble globulin [CIG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012Galenical forms characterised by the site of application
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0019Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3804Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
    • A61L27/3817Cartilage-forming cells, e.g. pre-chondrocytes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3839Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by the site of application in the body
    • A61L27/3843Connective tissue
    • A61L27/3852Cartilage, e.g. meniscus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/06Materials or treatment for tissue regeneration for cartilage reconstruction, e.g. meniscus

Abstract

본 발명은 주입형 연골세포치료제의 이식방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 동물 연골의 주성분을 이루는 콜라겐(collagen), 히알루로닉산(hyaluronic acid), 피브린(fibrin) 등의 기질(matrix)을 주사기의 선단 믹싱팁을 이용하여 상호 혼합하면서 연골손상부위에 주입하여 이식함을 특징으로 하고, 또한 본 발명은 바이알 1(Red)의 세포배양액 중 1ml을 멸균된 1mL 주사기 안으로 집어 넣은 후, 바이알 2(Blue)의 백색 또는 미황색의 동결건조분말(Fibrinogen)을 수직으로 한 상태에서 주사기의 바늘을 삽입하여 주입하여 10∼200mg/ml의 농도로 만드는 단계; 상기 바이알 1(Red)의 세포배양액 중 1ml을 주사기를 이용하여 백색 동결 건조 분말(Thrombin)이 들어있는 바이알 3(Red, small)에 수직으로 한 상태에서 주사기의 바늘을 삽입하여 서서히 붉은색 액체를 주입하는 단계; 1mL 주사기를 이용하여 바이알 3(Red, small)의 내용물 1mL중 0.1cc를 채취하여 바이알 4(yellow)의 바닥에 주입하여 1∼200IU/ml의 농도로 만드는 단계; 연골세포 현탁액 바이알 2개를 멸균된 1mL 주사기를 이용하여 전량을 바이알 4(yellow)에 넣고 주사기를 이용하여 2~3회 혼합하는 단계; 상기 바이알 2(Blue)의 내용물이 전부 용해된 것을 확인한 후, 1mL 주사기에 전량을 주입하는 단계; 상기 바이알 4(Yellow)의 잘 혼합된 세포 치료제를 1mL 주사기에 주입하는 단계; 및 상기 바이알 2(Blue)와 바이알 4(Yellow)의 내용물이 충진된 2개의 1mL 주사기를 거치대에 장착한 후 장착된 주사기에 스크류 팁(screw tip)을 장착하고, 이어서 주사 기의 선단 믹싱팁을 이용하여 상호 혼합하면서 동물의 연골손상부위에 주입하여 이식하는 단계;가 포함됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 연골의 주성분을 이루는 콜라겐(collagen), 히알루로닉산(hyaluronic acid), 피브린(fibrin) 등의 기질(matrix)을 혼합하여 이식함으로써 기존의 골막이식에 대한 불편을 해소하고, 광범위한 범위의 결손과 심화된 골 관절염도 치료 가능하며, 간단한 시술 방법으로 환자의 부담을 줄일 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 보다 빠르고 효과적으로 연골 생성을 도모할 수 있도록 하여 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
주입, 이식, 연골세포치료제.

Description

주입형 연골세포치료제의 이식방법{Simple Method of Autologous Chondrocyte Transplantation ; Injectable Chondrocyte Transplantation}
도 1 은 종래 연골세포치료제의 이식 방법을 보인 사진.
도 2 는 본 발명에 적용된 주입가능한 연골세포치료제의 이식 방법을 보인
사진.
도 3 은 본 발명에 적용된 연골세포치료제의 이식 방법을 보인 사진.
도 4 는 본 발명에 적용된 주입가능한 연골세포치료제를 주사기를 이용하여
이식하는 방법을 보인 사진.
도 5 는 본 발명 주입가능한 연골세포치료제의 물성 사진.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 개 연골재생 3개월 후의 사진.
도 7 은 본 발명 연골세포치료제의 개이식 8주 후의 전자현미경 사진.
도 8 은 본 발명 연골세포치료제의 개이식 12주 후의 전자현미경 사진.
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 개 연골조직의 12주 후의 사진.
도 10 은 본 발명 연골세포치료제의 조직학적 검사의 사진.
도 11 은 본 발명 연골세포치료제의 면역조직학 검사의 사진.
본 발명은 주입형 연골세포치료제의 이식방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연골의 주성분을 이루는 콜라겐(collagen), 히알루로닉산(hyaluronic acid), 피브린(fibrin) 등의 기질(matrix)을 혼합하여 이식함으로써 기존의 골막이식에 대한 불편을 해소하고, 광범위한 범위의 결손과 심화된 골 관절염도 치료 가능하며, 간단한 시술 방법으로 환자의 부담을 줄일 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 보다 빠르고 효과적으로 연골 생성을 도모할 수 있도록 하여 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피 최근 분자 생물학, 세포 생물학, 발생 생물학 등의 생물학과 공학적 요소가 가미된 조직공학(tissue engineering)의 학문은 인간의 손상된 조직과 장기의 기능을 향상, 유지 및 회복을 가능하게 하는 대체제의 개발로 인간의 삶의 질과 건강을 향상시키는데 기여해 왔다.
상기한 조직공학은 조직 대체제로 특정한 세포를 기본으로 한 기질(matrix)과의 상호작용에 의하여 세포유착(cell adhesion), 성장(growth), 분화(differentiation), 시토킨(cytokine)과 성장인자(growth factor)의 활성을 조절하여 세포내 신호전달 물질을 분비하여 조직 대체물을 만들게 된다. 초기의 조직공학은 세포만을 이용하거나 세포가 생산한 기질 복합체 형태인 세포요법(cell therapy)이 주를 이루어 응용분야에서 많은 제약을 가지고 있어 한 차원 높은 조직 대체물의 개발이 시급한 상황이며, 세포와 기질(matrix)의 혼합 형태의 연골세포 치료제를 개발하였다.
그리고 관절의 불안정성과 반월상 연골의 부분적 결손은 관절면의 마모와 손상을 촉진시킨다는 사실은 입증되어 왔으며, 한번 손상된 관절 연골은 생체 내에서 정상적으로 재생되지 않으며 손상된 관절 연골에 대한 만성적인 자극은 관절통과 관절 운동의 점진적인 제한으로 결국엔 퇴행성관절염을 초래하게 된다. 생체 내에서 증식할 수 없는 연골 세포를 생체 외에서 배양조건을 맞추어 분화와 증식을 유도하여 관절을 재생하는데 효과적으로 사용될 수 있으며 이식된 연골 세포는 정상관절의 연골과 비슷한 조직학적, 기계적 성질을 얻게 되어 거부반응이나 조직파괴는 관찰되지 않고 90% 이상의 환자에게 좋은 결과를 보였다
한편, 자기유래연골세포이식술 (Autologous chondrocyte transplantation, ACT)는 관절 연골의 손상을 치료하는데 있어 효과적인 치료법이다. 여기에는 관절성형술(abrasion arthroplasty), 천공술 및 미세골절술(drilling and microfracture), 골막 및 연골막 이식술(autograft of periosteum and perichondrium)과 같은 다른 치료법은 섬유연골(fibrocartilage) 또는 섬유연골성 조직(fibrocartilaginous tissue)으로 대체되며 유리연골(hyaline cartilage)은 거의 생성되지 않는다. 하지만 종래의 다른 기술과 비교하여 자기유래연골세포 이식술(ACT)은 유리연골(hyaline cartilage)을 생성한다는 가장 중요한 장점을 가지고 있다.
이와 같은 우수한 장점에도 불구하고 자기유래연골세포 이식술(ACT)은 도 1 에 도시된 바와 같이 약간의 기술적인, 그리고 이론적인 어려움을 가지고 있다.
즉, 첫번째로 이 기술은 수술과정에 있어 골막(periosteum)을 채취하여야 하기에 수술부위에 많은 절개를 필요로 한다. 이러한 많은 절개는 수술 후 극심한 통증을 수반하며 무릎의 운동성을 감소시킨다.
두번째로 연골 결손 부위의 경계에 연골막(periosteal patch)을 봉합하는 과정은 매우 복잡한 수술 기술이며, 때때로 골막 과대증식(periosteal hypertrophy)과 관절내 유착(intra-articular adhesion) 등이 보고 되었다. 골막의 봉합과정은 수술과정에서 가장 많은 시간을 소비하는 과정이다.
다른 단점으로는 수술 후 무릎의 운동과 같은 재활과정 중 이식한 부위에서 연골세포가 누수 되는 경우가 있으며, 이식한 부위에서 액상에 존재하는 이식된 연골세포가 중력에 의해 한쪽으로 치우쳐 불균일한 분포로 균질하지 않은 연골의 성장을 초래한다는 것이다.
위에서 언급한 단점들을 해결하기 위하여, 운반체(carrier) 또는 주형(scaffold)으로 생분해성(biodegradable)과 생체적합성(biocompatible) 중합체(polymer)를 이용한 많은 연구들이 이루어져 왔다. 예를 들어 콜라겐(collagen), 히알루로닉산(hyaluronic acid), 피브린(fibrin)과 같은 천연 폴리머(polymer)를 생체 물질로 이용하거나, 폴리락틱 엑시드(polylactic acid) 또는 폴리글리콜릭엑시드(polyglycolic acid)와 같은 합성 폴리머(polymer)를 이용하여 시험관(in vitro) 및 생체내(in vivo)에서 연골에 관한 많은 조직공학을 연구하고 있다.
주형(scaffold)은 세포의 성장 및 증식에 필요한 다공성 구조(pore structure) 및 연골세포의 표현형을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 피브린(Fibrin) 및 히알루로닉산(hyaluronic acid)는 이러한 요건을 충족시키는 적합한 폴리머(polymer)이다. 피브린(Fibrin)은 천연 물질이며 연골세포 이식술에 있어 매우 적합한 생물학적인 운반체이다. 또한 생체적합성(biocompatibility), 생분해성(biodegradability), 그리고 subchondrol bone (구조적으로 연골과 인접한 뼈)에 결합할 수 있는 능력과 같은 장점들이 이미 보고되어 졌다. 게다가 피브린(fibrin) 구조물은 모양을 만들기가 쉽고 주입용으로 사용하기가 용이하다. 히알루로닉산(hyaluronic acid)는 무릎 연골의 윤활제로서 수분함량을 조절한다.
하지만 여전히 하나의 문제점이 남아있다. 대부분의 조직공학(tissue engineering)용 주형(scaffold)이 patch, sponge, sheet와 같은 고체형(solid type)이기에, 조직공학용 연골치료제는 인접한 정상 연골(native cartilage)에 결합하기가 힘들다. 이것은 결손부위에 이식된 치료제가 경계부분에서 불완전한 치유를 한다는 점에서 중요한 점이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 연골의 주성분을 이루는 콜라겐(collagen), 히알루로닉산(hyaluronic acid), 피브린(fibrin) 등의 기질(matrix)을 혼합하여 이식함으로써 기존의 골막이식에 대한 불편을 해소하도록 함을 제1목적으로 한 것이고, 제2목적은 주입 가능한 연골세포치료제를 이식하는 순간 약 1~5분 내로 겔(GEL)화 되는 특성으로 인해 그 자리에서 편리하게 이식 가능하도록 한 것이며, 제3목적은 이식부위가 인접한 정상연골과 완전히 결합하게 할 수 있도록 함은 물론 광범위한 범위의 결손과 심화된 골 관절염도 치료가 가능한 것이고, 제4목적은 간단한 시술 방법으로 환자의 부담을 줄일 수 있도록 한 것이며, 제5목적은 이로 인해 보다 빠르고 효과적으로 연골 생성을 도모할 수 있도록 하여 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 주입형 연골세포치료제의 이식방법을 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 동물 연골의 주성분을 이루는 콜라겐(collagen), 히알루로닉산(hyaluronic acid), 피브린(fibrin) 등의 기질(matrix)을 주사기의 선단 믹싱팁을 이용하여 상호 혼합하면서 연골손상부위에 주입하여 이식함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 DMEM 배양액, Ham`s F-12, DMEM/F-12, IMDM, McCoy`s 5A Medium, MEM, α-MEM, RPMI 1640, Leibovitz`s L-15 Medium, Eagle`s basal Medium으로부터 선택된 세포배양액 1㎖를 피브리노겐(Fibrinogen) 동결건조분말이 함유되어 있는 바이알에 주입하여 10∼200㎎/㎖ 농도의 피브리노겐 용액을 제조하는 단계(바이알 1); 상기 DMEM 배양액, Ham`s F-12, DMEM/F-12, IMDM, McCoy`s 5A Medium, MEM, α-MEM, RPMI 1640, Leibovitz`s L-15 Medium, Eagle`s basal Medium으로부터 선택된 세포배양액 1㎖를 트롬빈(Thrombin) 동결 건조 분말이 함유되어 있는 바이알에 주입하여 트롬빈 용액을 제조하는 단계(바이알 2); 상기 바이알 2의 트롬빈 용액 1㎖ 중 0.1㎖를 채취하여 연골세포가 함유된 세포배양액을 혼합하여 1∼200lU/㎖ 농도의 트롬빈 용액을 제조하는 단계(바이알 3); 상기 바이알 1의 피브리노겐 용액을 1㎖의 주사기에 충진하는 단계; 상기 바이알 3의 연골세포를 함유하는 트롬빈 용액을 별도의 1㎖ 주사기에 충진하는 단계; 및 상기 충진된 2개의 주사기를 거치대에 장착한 후 장착된 주사기에 스크류팁(screw tip)을 장착하고 이어서 주사기의 선단 믹싱팁을 이용하여 상호 혼합하면서 동물의 연골손상부위에 주입하여 이식하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 주입형 연골세포치료제의 이식방법을 제공한다.
이하에서는 이러한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 적용된 주입형 연골세포치료제의 이식방법은 도 2 내지 도 12 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 동물 연골의 주성분을 이루는 콜라겐(collagen), 히알루로닉산(hyaluronic acid), 피브린(fibrin) 등의 기질(matrix)을 주사기의 선단 믹싱팁을 이용하여 상호 혼합하면서 연골손상부위에 주입하여 이식함을 특징으로 한다.
즉, 상기와 같은 본 발명은 주입 가능한 연골세포치료제를 이식하는 순간 약 1~5분 내로 겔(GEL)화 되는 특성으로 인해 그 자리에서 편리하게 이식 가능하도록 한 것이며, 이식부위가 인접한 정상연골과 완전히 결합하게 할 수 있도록 함은 물론 광범위한 범위의 결손과 심화된 골 관절염도 치료가 가능한 것이고, 간단한 시술 방법으로 환자의 부담을 줄일 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 보다 빠르고 효과적으로 연골 생성을 도모할 수 있도록 한 것이다.
또한 본 발명은 다음과 같은 실시예로 본 발명 연골세포치료제를 주입하여 이식하는 방법을 제공하게 된다.
[실시예]
본 발명은 다음과 같은 순서에 의해 동물(개)의 연골세포를 이용하여 실험을 진행하였고 3개월 후 평가를 하였다. 즉, 도 2 에 도시된 바와 같이,
1. 연골 결손 부위 주변을 다듬고 크기를 측정한 후 다음을 실시한다.
2. Kit안의 내용물 중 바이알 1(Red)의 알루미늄 뚜껑을 제거하고 70% 알코올로 표면과 뚜껑을 닦는다. 이때 상기 바이알 1(Red)은 붉은색의 세포 배양액(세포배양액+hyaluronic acid+aprotinin+collagen type 2 등)이 들어 있다.
3. 바이알 2(Blue)의 알루미늄 뚜껑을 제거하고 70% 알코올로 표면과 뚜껑을 닦는다. 이때 상기 바이알 2(Blue)는 백색 혹은 미황색의 동결건조분말 (Fibrinogen)이 들어있는 무색 바이알이다.
4. 바이알 1(Red)의 내용물 중 1ml을 멸균된 1mL 주사기 안으로 집어 넣은 후, 바이알2(Blue)를 수직으로 한 상태에서 주사기의 바늘을 삽입한다. 이때 바늘 끝이 동결 건조물에 닿지 않도록 하고 바이알의 내벽을 따라 주입하지 말고 동결건조물 위에 직접 주입한다. 이때 바이알 2(Blue) 안의 동결 건조물이 전부 용해 될 때 까지 바이알을 손으로 감싸 가볍게 흔들어 녹인다.
5. 바이알 3(Red, small)의 알루미늄 뚜껑을 제거하고 70% 알코올로 표면과 뚜껑을 닦는다. 이때 상기 바이알 3(Red, Small)은 백색 동결 건조 분말(Thrombin)이 들어있는 무색 바이알이다.
6. 바이알 1(Red)의 용액 중 1㎖을 주사기를 이용하여 바이알 3(Red, small)을 수직으로 한 상태에서 주사기의 바늘을 삽입하여 서서히 붉은색 액체인 세포배양액을 주입한다.
7. 바이알 4(yellow)의 알루미늄 뚜껑을 제거하고 70% 알코올로 표면과 뚜껑을 닦은 후, 1㎖ 주사기를 이용하여 바이알 3(Red, small)의 내용물 1㎖중 0.1㎖를 채취하여 바이알 4(yellow)의 바닥에 주입한다.
8. 연골세포가 함유된 세포배양액 바이알 2개를 멸균된 1㎖ 주사기를 이용하여 전량을 바이알 4(yellow)에 넣고 주사기를 이용하여 2~3회 혼합한다.
9. 바이알 2(Blue)의 내용물이 전부 용해 된 것을 확인한 후, 1mL 주사기에 전량을 넣는다.
10. 바이알 4(Yellow)의 잘 혼합된 세포 치료제를 1mL 주사기에 넣는다.
11. 바이알 2(Blue)와 바이알 4(Yellow)의 내용물이 충진된 2개의 1mL 주사기를 Syringe 거치대에 장착한다.
12. 장착된 주사기에 screw 연결 tip을 장착한 후 Screw tip과 피스톤 지지대를 장착한다.
13. 조립이 완료 된 후 이식을 시작한다. 단, 주입시에는 되도록 멈추지 않고 한번에 이식을 마친다.
14. 이식이 완료 된 후 약 5분 정도 대기한 후 주변을 다듬는다.
상기한 결과 본 발명은 종래와 비교해 다음과 같은 결과를 얻게 되었다.
기존 ACT 개발한 ACT (Injectable 연골세포치료제)
액상의 주사제 Gel type (이식하는 순간 1분 5분 내로 gel 화 되는 특성으로 이식이 편리하며 모양을 만들기가 쉽다.)
연골세포 + 배양액 연골세포 + 생체적합물질
골막 이식 필요 골막 불필요 (최소한의 절개로 이식 가능)
연골 재생 능력 우수 진일보한 연골재생 능력
무릎 절개 필요(골막 채취 및 이식 시 suture의 이유로 15 cm 이상의 절개 필요) 최소한의 절개(5 cm)로 수술 가능 관절경으로도 수술 가능
Non-even distribution (액상에 세포가 부유하는 상태이기에 중력에 의한 한쪽으로의 쏠림 현상으로 불균형한 연골 재생 가능성이 있다.) Even distribution (이식하는 순간 1분 5분 내로 gel 화 되는 특성으로 이식이 되는 순간 고른 분포를 띠며 그 상태에서 고른 연골 형성 능력을 보인다.)
Suture (수술 과정 중 가장 많은 시간을 소비 하며 과정도 복잡하다.) No suture
Long Operation time Short Operation time
Bleeding에 의한 fibrocartilage의 생성 가능 Bone wax로 bleeding control (거의 대부분 hyaline cartilage생성)
기둥 생성 과정이 추가 (연골치료제 조성물 및 사용방법 참고)
Defect 모양에 관계없이 이식 가능
불완전한 surture로 인한 누수현상 제거
Periosteum suture를 하지 않기에 체중부하의 시기 단축
한편, 상기 세포배양액은, DMEM 배양액 (Dulbecco`s Modified Eagle`s Medium)을 비롯한 Ham`s F-12, DMEM/F-12, IMDM (Iscove`s Modified Dulbecco`s Medium), McCoy`s 5A Medium, MEM (Minimum Essential Medium), -MEM, RPMI 1640, Leibovitz`s L-15 Medium, Eagle`s basal Medium과 같이 일반적으로 사용하는 세포 배양액이다.
그리고 상기 동결건조분말(Fibrinogen)은 10-200mg/ml가 바람직한 것으로, 이는 10mg/ml 이하일때는 matrix로서의 성질을 발현하기에 농도가 너무 낮고, 200mg/ml 이상일때는 용해 시 어려움이 따르며 점성이 매우 높아 사용하기 힘들어 상기 10-200mg/ml가 바람직하다.
또한 백색동결건조분말(Thrombin)은 1-200IU/ml가 바람직한 것으로, 이는 1IU/ml 이하일때는 fibrin을 형성하기에 농도가 너무 낮아 수분내에 gel 화 시킬수가 없고, 200IU/ml 이상일때는 혼합 즉시 고체화 되기에 injectable 치료제를 사용하기에 적절치 않아, 1-200IU/ml가 바람직하다.
또한 아프로티닌(Aprotinin)은 100-20,000KIU/ml가 바람직한 것으로, 이는 100KIU/ml 이하일때는 fibrin의 분해를 억제하는데 별 도움이 안되며, 20,000KIU/ml 이상일때는 세포독성을 나타낼 수 있어, 100-20,000KIU/ml가 바람직하다.
더하여 상기 히알루로닉산(Hyaluronic acid)은 0.01-2%(W/V)가 바람직한 것으로, 이는 0.01% 이하일때는 matrix로서의 역할이 충분치 않으며, 2% 이상일때는 구조적으로 fibrin의 결합작용에 영향을 미쳐 matrix의 강도, 경도에 영향을 미치므로, 0.01-2%(W/V)가 바람직하다.
또한 제 2형 콜라겐(Collagen type 2)은 50ug/ml - 1mg/ml가 바람직한 것으 로, 이는 50ug/ml이하에서는 역할이 충분치 않으며, 1mg/ml 이상일때는 특성상 fibrin의 결합작용에 영향을 미쳐 matrix의 강도, 경도에 영향을 미치므로, 50ug/ml - 1mg/ml가 바람직하다.
본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 연골의 주성분을 이루는 콜라겐(collagen), 히알루로닉산(hyaluronic acid), 피브린(fibrin) 등의 기질(matrix)을 혼합하여 이식함으로써 기존의 골막이식에 대한 불편을 해소하도록 한 것으로, 특히 주입 가능한 연골세포치료제를 이식하는 순간 약 1~5분 내로 겔(GEL)화 되는 특성으로 인해 그 자리에서 편리하게 이식 가능하도록 한 것이며, 이식부위가 인접한 정상연골과 완전히 결합하게 할 수 있도록 함은 물론 광범위한 범위의 결손과 심화된 골 관절염도 치료가 가능한 것이고, 간단한 시술 방법으로 환자의 부담을 줄일 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 보다 빠르고 효과적으로 연골 생성을 도모할 수 있도록 하여 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 주입형 연골세포치료제의 이식방법에 있어서,
    DMEM 배양액, Ham`s F-12, DMEM/F-12, IMDM, McCoy`s 5A Medium, MEM, α-MEM, RPMI 1640, Leibovitz`s L-15 Medium, Eagle`s basal Medium으로부터 선택된 세포배양액 1㎖를 피브리노겐(Fibrinogen) 동결건조분말이 함유되어 있는 바이알에 주입하여 10∼200㎎/㎖ 농도의 피브리노겐 용액을 제조하는 단계(바이알 1);
    상기 DMEM 배양액, Ham`s F-12, DMEM/F-12, IMDM, McCoy`s 5A Medium, MEM, α-MEM, RPMI 1640, Leibovitz`s L-15 Medium, Eagle`s basal Medium으로부터 선택된 세포배양액 1㎖를 트롬빈(Thrombin) 동결 건조 분말이 함유되어 있는 바이알에 주입하여 트롬빈 용액을 제조하는 단계(바이알 2);
    상기 바이알 2의 트롬빈 용액 1㎖ 중 0.1㎖를 채취하여 연골세포가 함유된 세포배양액을 혼합하여 1∼200lU/㎖ 농도의 트롬빈 용액을 제조하는 단계(바이알 3);
    상기 바이알 1의 피브리노겐 용액을 1㎖의 주사기에 충진하는 단계;
    상기 바이알 3의 연골세포를 함유하는 트롬빈 용액을 별도의 1㎖ 주사기에 충진하는 단계; 및
    상기 충진된 2개의 주사기를 거치대에 장착한 후 장착된 주사기에 스크류팁(screw tip)을 장착하고 이어서 주사기의 선단 믹싱팁을 이용하여 상호 혼합하면서 동물의 연골손상부위에 주입하여 이식하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 주입형 연골세포치료제의 이식방법.
  3. 제 2 청구항에 있어서,
    상기 주사기의 바늘을 삽입하여 주입하는 단계는, 바늘 끝이 동결 건조물에 닿지 않도록 하고, 바이알의 내벽을 따라 주입하지 말고 동결 건조물 위에 직접 주입함을 특징으로 하는 주입형 연골세포치료제의 이식방법.
  4. 삭제
KR1020050066026A 2005-07-20 2005-07-20 주입형 연골세포치료제의 이식방법 KR100774089B1 (ko)

Priority Applications (18)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050066026A KR100774089B1 (ko) 2005-07-20 2005-07-20 주입형 연골세포치료제의 이식방법
DE602005027004T DE602005027004D1 (de) 2005-07-20 2005-09-23 Einfaches verfahren zur transplantation von injizierbaren chondrozyten für eine autologe chondrozyten-transplantation
PCT/KR2005/003147 WO2007011094A1 (en) 2005-07-20 2005-09-23 Simple method of transplanting injectable chondrocyte for autologous chondrocyte transplantation
EP05809011A EP1912661B1 (en) 2005-07-20 2005-09-23 Simple method of transplanting injectable chondrocyte for autologous chondrocyte transplantation
BRPI0520520-4A BRPI0520520A2 (pt) 2005-07-20 2005-09-23 método simples de transplante de condrócitos injetáveis para o transplante autólogo de condrócitos
RS20110196A RS51951B (en) 2005-07-20 2005-09-23 SIMPLE PROCEDURE OF INJECTING CHONDROCIT INJECTION TRANSPLANTATION FOR HONDROCITA TRANSPLANTATION AUTOLOGY
SI200531297T SI1912661T1 (sl) 2005-07-20 2005-09-23 Preprost postopek za transplantacijo injektiranega kontrocita za autologno kontrocidno transplantacijo
DK05809011.9T DK1912661T3 (da) 2005-07-20 2005-09-23 Simpel fremgangsmåde til transplantering af injicerbar chondrocyt til autolog chondrocyt-transplantering
JP2008522686A JP2009501605A (ja) 2005-07-20 2005-09-23 軟骨細胞の自家移植用の注射できる軟骨細胞の簡易な移植方法
MX2008000787A MX2008000787A (es) 2005-07-20 2005-09-23 Metodo facil para trasplantar condrocito inyectable para trasplante autologo de condrocitos.
AT05809011T ATE501744T1 (de) 2005-07-20 2005-09-23 Einfaches verfahren zur transplantation von injizierbaren chondrozyten für eine autologe chondrozyten-transplantation
US11/988,924 US20090254065A1 (en) 2005-07-20 2005-09-23 Simple method of transplanting injectable chordrocyte for autologous chondrocyte transplantation
CNA2005800510893A CN101247815A (zh) 2005-07-20 2005-09-23 一种简单的用可注射软骨细胞进行同源软骨细胞移植的方法
PL05809011T PL1912661T3 (pl) 2005-07-20 2005-09-23 Prosty sposób przeszczepiania chondrocytów do wstrzyknięć do autologicznego przeszczepu chondrocytarnego
ES05809011T ES2361420T3 (es) 2005-07-20 2005-09-23 Procedimiento sencillo para trasplantar condrocitos inyectables para trasplante de condrocitos autologos.
PT05809011T PT1912661E (pt) 2005-07-20 2005-09-23 M?todo simples de transplantar condr?cito inject?vel para a transplanta??o aut?loga de condr?citos
HR20110321T HRP20110321T1 (hr) 2005-07-20 2011-05-03 Jednostavan postupak presađivanja injektibilnog kondrocita za autologno presađivanje kondrocita
CY20111100569T CY1111563T1 (el) 2005-07-20 2011-06-15 Απλη μεθοδος μεταμοσχευσης ενεσιμων χονδροκυτταρων για αυτολογο μεταμοσχευση χονδροκυτταρων

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050066026A KR100774089B1 (ko) 2005-07-20 2005-07-20 주입형 연골세포치료제의 이식방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070010990A KR20070010990A (ko) 2007-01-24
KR100774089B1 true KR100774089B1 (ko) 2007-11-06

Family

ID=37668959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050066026A KR100774089B1 (ko) 2005-07-20 2005-07-20 주입형 연골세포치료제의 이식방법

Country Status (18)

Country Link
US (1) US20090254065A1 (ko)
EP (1) EP1912661B1 (ko)
JP (1) JP2009501605A (ko)
KR (1) KR100774089B1 (ko)
CN (1) CN101247815A (ko)
AT (1) ATE501744T1 (ko)
BR (1) BRPI0520520A2 (ko)
CY (1) CY1111563T1 (ko)
DE (1) DE602005027004D1 (ko)
DK (1) DK1912661T3 (ko)
ES (1) ES2361420T3 (ko)
HR (1) HRP20110321T1 (ko)
MX (1) MX2008000787A (ko)
PL (1) PL1912661T3 (ko)
PT (1) PT1912661E (ko)
RS (1) RS51951B (ko)
SI (1) SI1912661T1 (ko)
WO (1) WO2007011094A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101114773B1 (ko) * 2009-10-23 2012-03-05 세원셀론텍(주) 연골조직 수복용 조성물의 제조방법
CN101716382B (zh) * 2009-12-02 2015-07-15 浙江大学 一种质粒dna/纤维蛋白凝胶/聚合物三元复合支架的制备方法
WO2012141536A2 (ko) * 2011-04-15 2012-10-18 가톨릭대학교 산학협력단 결합조직 재생용 조성물 및 결합조직을 재생하는 방법
KR101279812B1 (ko) * 2012-05-16 2013-06-28 세원셀론텍(주) 연골조직 수복용 조성물의 제조방법
CN105255814B (zh) * 2015-10-27 2016-09-21 上海科医联创生物科技有限公司 一种用于微骨折手术的软骨诱导基质的制备方法
CN106581772B (zh) * 2016-12-02 2020-02-18 四川大学华西医院 携带G-CSF缓释系统的Fibrin-HA水凝胶及其制备方法和用途
KR20190092059A (ko) * 2018-01-30 2019-08-07 가톨릭대학교 산학협력단 연골세포, 피브리노겐, 콜라겐 또는 트롬빈을 포함하는 관절경하 수술을 위한 연골 재생용 조성물

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100531922B1 (ko) 2003-12-23 2005-11-29 주식회사 셀론텍 연골치료제 조성물 및 그 사용방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5842477A (en) * 1996-02-21 1998-12-01 Advanced Tissue Sciences, Inc. Method for repairing cartilage
US5866165A (en) * 1997-01-15 1999-02-02 Orquest, Inc. Collagen-polysaccharide matrix for bone and cartilage repair
US6886568B2 (en) * 1998-04-08 2005-05-03 The Johns Hopkins University Method for fabricating cell-containing implants
KR20010082172A (ko) * 1998-08-14 2001-08-29 추후제출 연골세포 이식을 위한 방법, 기구 및 물질
EP1294414B1 (en) * 2000-06-29 2006-03-15 Biosyntech Canada Inc. Composition and method for the repair and regeneration of cartilage and other tissues
US7931687B2 (en) * 2002-05-13 2011-04-26 Articular Engineering, Llc Tissue engineered osteochondral implant
US7316822B2 (en) * 2003-11-26 2008-01-08 Ethicon, Inc. Conformable tissue repair implant capable of injection delivery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100531922B1 (ko) 2003-12-23 2005-11-29 주식회사 셀론텍 연골치료제 조성물 및 그 사용방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN101247815A (zh) 2008-08-20
MX2008000787A (es) 2008-04-08
HRP20110321T1 (hr) 2011-06-30
BRPI0520520A2 (pt) 2009-05-12
ATE501744T1 (de) 2011-04-15
DE602005027004D1 (de) 2011-04-28
KR20070010990A (ko) 2007-01-24
WO2007011094A1 (en) 2007-01-25
ES2361420T3 (es) 2011-06-16
DK1912661T3 (da) 2011-06-06
PT1912661E (pt) 2011-05-25
RS51951B (en) 2012-02-29
EP1912661A4 (en) 2009-09-09
SI1912661T1 (sl) 2011-07-29
JP2009501605A (ja) 2009-01-22
US20090254065A1 (en) 2009-10-08
EP1912661A1 (en) 2008-04-23
EP1912661B1 (en) 2011-03-16
PL1912661T3 (pl) 2011-08-31
CY1111563T1 (el) 2015-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jiang et al. Clinical application status of articular cartilage regeneration techniques: tissue-engineered cartilage brings new hope
Lin et al. Optimization of photocrosslinked gelatin/hyaluronic acid hybrid scaffold for the repair of cartilage defect
De la Puente et al. Cell culture in autologous fibrin scaffolds for applications in tissue engineering
Huang et al. In vivo mesenchymal cell recruitment by a scaffold loaded with transforming growth factor β 1 and the potential for in situ chondrogenesis
Mierisch et al. Transforming growth factor-β in calcium alginate beads for the treatment of articular cartilage defects in the rabbit
Solchaga et al. Hyaluronan‐based polymers in the treatment of osteochondral defects
Wayne et al. In vivo response of polylactic acid–alginate scaffolds and bone marrow-derived cells for cartilage tissue engineering
Getgood et al. Articular cartilage tissue engineering: today’s research, tomorrow’s practice?
Zurina et al. Tissue engineering using a combined cell sheet technology and scaffolding approach
Haleem et al. Advances in tissue engineering techniques for articular cartilage repair
JP4628756B2 (ja) 組織修復インプラント、その製造方法および組織修復方法
KR100774089B1 (ko) 주입형 연골세포치료제의 이식방법
Yan et al. Current concepts and challenges in osteochondral tissue engineering and regenerative medicine
Kazemi et al. Canine articular cartilage regeneration using mesenchymal stem cells seeded on platelet rich fibrin: Macroscopic and histological assessments
Hui et al. Mesenchymal stem cells in musculoskeletal tissue engineering: a review of recent advances in National University of Singapore
Cokelaere et al. Cartilage defect repair in horses: current strategies and recent developments in regenerative medicine of the equine joint with emphasis on the surgical approach
Madry et al. Tissue-engineering strategies to repair joint tissue in osteoarthritis: nonviral gene-transfer approaches
Yang et al. Biofunctionalized structure and ingredient mimicking scaffolds achieving recruitment and chondrogenesis for staged cartilage regeneration
de Albornoz et al. Cell therapies in tendon, ligament, and musculoskeletal system repair
Roseti et al. Host environment: Scaffolds and signaling (tissue engineering) articular cartilage regeneration: Cells, scaffolds, and growth factors
JP5704344B2 (ja) 人工コラーゲンを用いた軟骨培養用基材及び該基材を用いた軟骨再生治療方法
Dai et al. Histochemical and functional improvement of adipose-derived stem cell-based tissue-engineered cartilage by hyperbaric oxygen/air treatment in a rabbit articular defect model
Costa et al. Tissue engineering in orthopaedic sports medicine: current concepts
Strother et al. Biological augmentation to promote meniscus repair: from basic science to clinic application—state of the art
Qian et al. Natural bone collagen scaffold combined with autologous enriched bone marrow cells for induction of osteogenesis in an ovine spinal fusion model

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121004

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131001

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141001

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151002

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 13