KR100909995B1 - 췌도세포 이식 과정을 이미지화할 수 있는 췌도세포 캡슐봉합 구조체 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 췌도세포 이식 과정을 이미지화할 수 있는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 생체적합성 고분자 비드에 고정화된 췌도세포 캡슐 봉합 구조체에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 췌도세포를 이식한 후 이식된 세포가 원하는 부위에 분포되어 있는지 확인할 수 있고, 면역 반응을 억제하며, 이식수술을 실시간으로 이미지화하는데 유용하다.
췌도세포, 이식, 근적외선 광학 영상, MRI, 봉합 구조체

Description

췌도세포 이식 과정을 이미지화할 수 있는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체 및 그 제조방법{Islet Encapsulation Materials Imaging Islet Transplantation Process and Use Thereof}
본 발명은 췌도세포 이식 과정을 이미지화할 수 있는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 생체적합성 고분자 비드에 고정화된 췌도세포 캡슐 봉합 구조체에 관한 것이다.
당뇨병은 혈액 내 포도당을 조절하는 호르몬인 인슐린이 부족하거나, 몸의 각 장기에서 작용하는 인슐린이 제기능을 발휘하지 못함으로써 당 대사에 장애가 발생하여 생기는 질병이다. 당뇨병은 췌장에서 인슐린을 분비하는 베타세포가 파괴되어 인슐린이 절대적으로 부족하여 발생하는 인슐린 의존성인 제1형 당뇨병과, 인슐린은 정상적으로 분비되지만 인슐린이 작용하는 장기에서 인슐린에 대한 저항성이 생겨 인슐린이 제기능을 발휘하지 못하여 발생하는 인슐린 비의존성인 제2형 당 뇨병으로 구분된다.
당뇨병을 치료하기 위한 방법으로는 경구 혈당 강하제, 인슐린 분비촉진제 등이 있으며, 최근에는 췌도세포 이식이 당뇨병 치료의 이상적인 치료방법으로 제시되고 있다. 췌도세포 이식에 있어서, 동종 이식은 면역 반응을 막기 위해 계속해서 면역 억제제를 사용하여야 하고, 췌도세포의 공급이 절대적으로 부족하다는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 이종 이식의 면역 반응이 극복될 경우 돼지 등을 이용한 지속적인 췌도세포의 공급이 가능해질 것이다.
췌도세포 이식 후 나타나는 면역 반응을 억제하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는바, 생체적합성 고분자인 알지네이트-폴리리신-알지네이트(alginate-polylysine-alginate)를 이용하여 췌도세포를 캡슐 봉입한 후 이식하면 면역 반응을 상당 수준 억제하여 혈당 조절이 가능하다는 보고가 있다 (F. Lim et al., Science, 210:908-910, 1980). Novocell사에서는 폴리에틸렌글리콜(polyetheleneglycol, PEG)로 코팅된 췌도세포를 이식하여 혈당을 조절하고, 면역 반응으로부터 췌도세포를 보호함으로써 FDA의 승인을 받았다. 또한, 캡슐의 크기를 감소시키기 위하여 췌도세포 주변을 폴리-디알릴디메틸암모늄 클로라이드(poly-diallyldimethyammonium chloride, PDADMAC)와 폴리-스티렌술포네이트(poly-styrenesulfonate, PSS)를 이용하여 나노캡슐화 다층(multilayer)으로 코팅하는 방법이 보고되고 있다 (S. Krol et al., Nanoletters, 6:1933-1939, 2006).
그러나, 현재 캡슐 봉입한 췌도세포 이식수술을 가이드(guiding)하고, 이식 후 원하는 부위에 잘 분포되어 있는지 확인할 수 있는 방법은 극히 제한되어 있다. 그 예로, 자기영상 조영제를 포함하고 있는 산화철 나노입자로 라벨링된 췌도세포를 이식한 후, 자기영상 이미지화한 보고가 있으나(F Saudek et al., Transplantation 80:1596-1603, 2005), 이식된 췌도세포가 췌장과 간에 흩어져 있어서 이미지화하는데 한계를 가지고 있다.
또한, 근적외선(near-infrared, NIR) 염료가 결합되어 있는 자성 나노입자로 라벨링된 췌도세포를 누드 마우스에 이식한 후, 췌도세포를 비침습적으로 모니터한 보고가 있으나(A. Moore et al., Nature medicine, 12:144-148, 2006), 이러한 프로브(probe)는 베타세포에 특이성을 가지고 있지 않아서 이식 연구에 제한이 있고, 라벨링하기 위하여 배양 시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다 (P. Harris et al., Current medicinal chemistry, 13:2761-2773, 2006).
근적외선 염료는 파장 영역이 700~900㎚의 근적외선 영역이어서 조직 투과력이 좋고, 배후 노이즈가 최소화되어 있으므로 효과적인 영상제제로서의 특성을 가지고 있다. 이러한 근적외선 염료의 특성을 이용하여 췌장세포를 이식한 후, 생체 조직을 손상시키지 않고 비침습적으로 반복하여 영상을 얻을 수 있다.
이에 본 발명자들은 췌도세포의 이식 과정을 이미지화할 수 있는 췌도세포 봉합 구조체를 개발하고자 예의 노력한 결과, 근적외선 염료, 산화철 나노입자 및 췌도세포를 생체적합성 고분자 비드에 고정화하여 제조된 췌도세포 봉합 구조체를 이식함으로써 면역 반응으로부터 췌도세포를 보호하고, 이식수술을 실시간으로 이미지화할 수 있다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 주된 목적은 생체적합성 고분자 물질, 자성 나노입자 및 근적외선 염료를 함유하고, 췌도세포가 캡슐 봉입된 췌도세포 캡슐 봉합 구조체 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 생체적합성 고분자 비드에 고정화된 췌도세포 캡슐 봉합 구조체를 제공한다.
본 발명에서 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 알지네이트(alginate), 히알루론산(hyaluronic acid), 황산콘드로이친(chondroitin sulfate), 덱스트란(dextran), 덱스트란 설파이트(dextran sulfate), 헤파린(heparin), 헤파린 설파이텀(heparin sulfatem), 헤파란 설파이트(heparan sulfate), 키토산(chitosan), 젤란검(gellan gum), 잔탄검(xanthan gum), 구아검(guar gum), 수용성 셀룰로오스 유도체(cellulose derivatives) 및 카라기난(carrageenan)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 자성 나노입자는 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 가돌리늄(Gd), 프라세오디듐(praseodymium, PR), 사마륨(samarium, Sm), 유로퓸(europium, Eu), 테르븀(terbium, Tb), 디스프로슘(dysprosium, Dy), 홀뮴(holmium, Ho), 에르븀(erbium, Er), 둘륨(thulium, Tm), 이테르븀(ytterbium, Yb) 및 루테튬(lutetium, Lu) 또는 이들 복합체로 이루어진 나노입자로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 근적외선 염료는 Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, 인도시아닌 그린(indocyanine green, ICG), 사이페이트(cypate), 인도트리카보시아닌(indotricarbocyanine, ITCC), NIR820, NIR2, IRDye78, IRDye80, IRDye82 및 그 유도체, 크레시 바이올렛(cresy violet), 나일 블루(nile blue), 옥사진750(oxazine750), 로다민800(rhodamine800) 및 텍사스 레드(texas red)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 생체적합성 고분자 비드 내부에 고정되어 있고, 상기 비드의 표면은 다중 음이온 폴리사카라이드(polyanionic polysaccharide)층 및 다중 양이온 중합체(polycationic polymer)층으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체를 제공한다.
본 발명에서 있어서, 상기 다중 음이온 폴리사카라이드는 알지네이트(alginate), 히알루론산(hyaluronic acid), 황산콘드로이친(chondroitin sulfate), 덱스트란(dextran), 덱스트란 설파이트(dextran sulfate), 헤파린(heparin), 헤파린 설파이텀(heparin sulfatem), 헤파란 설파이트(heparan sulfate), 키토산(chitosan), 젤란검(gellan gum), 잔탄검(xanthan gum), 구아검(guar gum), 수용성 셀룰로오스 유도체(cellulose derivatives) 및 카라기난(carrageenan)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 다중 양이온 중합체는 폴리-라이신(poly-lysine), 폴리-오르니틴(poly-ornithine), 폴리-에틸렌이민(poly-ethyleneimine) 및 폴리-알릴아민(poly-allylamine)로 구성 된 군에서 선택되는 하나 이상의 중합체인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 캡슐 봉합 구조체의 표면은 비이온성 폴리머(non-ionic polymer)로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체를 제공한다.
본 발명에서 있어서, 상기 비이온성 폴리머로는 폴리-에틸렌 옥사이드(poly-ethylene oxide), 폴리-비닐피롤리돈(poly-vinylpyrrolidone), 폴리-에틸옥사졸린(poly-ethyloxazoline), 폴리-비닐 알코올(poly-vinyl alcohol) 및 폴리사카라이드( polysaccharides)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 구조체는 마크로머(macromer)를 이용한 광중합(photopolymerization)으로 표면이 개질되어 있는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 마크로머는 폴리-에틸렌 옥사이드(poly-ethylene oxide, PEO), 폴리-에틸렌 글리콜(poly-ethylene glycol, PEG), 폴리-비닐 알코올(poly-vinyl alcohol, PVA), 폴리-비닐피롤리돈(poly-vinylpyrrolidone, PVP), 폴리-에틸옥사졸린(poly-ethyloxazoline, PEOX), 폴리-아미노산(poly-amino acid), 폴리사카라이드(polysaccharides) 및 단백질로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 생체적합성 고분자 비드, 자성 나노입자 및 근적외선 염료의 혼합물에 췌도세포를 분산시킨 후, 고형화시켜 생체적합성 고분자 비드 내부에 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 고정되어 있는 비드를 수득하는 것을 특징으로 하는, 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 생체적합성 고분자 비드 내부에 고정화된 췌도세포 캡슐 봉합 구조체의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, (a) 생체적합성 고분자 비드, 자성 나노입자 및 근적외선 염료의 혼합물에 췌도세포를 분산시킨 후, 고형화시켜 생체적합성 고분자 비드 내부에 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 고정되어 있는 비드를 수득하는 단계; (b) 상기 비드를 다중 양이온 중합체로 코팅시키는 단계; 및 (c) 상기 다중 양이온 중합체로 코팅된 비드를 다중 음이온 폴리사카라이드로 코팅시키는 단계를 포함하는 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 생체적합성 고분자 비드 내부에 고정화된 췌도세포 캡슐 봉합 구조체의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 췌도세포 이식 과정을 이미지화할 수 있는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체를 제공하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 췌도세포 이식 후 면역 반응으로부터 췌도세포를 보호하고, 조직 투과성이 높은 근적외선 빛을 이용하여 이식수술을 실시간으로 이미지화할 수 있다. 또한, 이식 후 췌도세포의 분포 위치를 근적외선 빛으로 비침습적으로 확인할 수 있어서 고통을 감소시킬 수 있고, 이식 후 췌도세포의 생사 여부를 간접적으로 확인할 수 있다.
본 발명의 일 양태는 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 생체적합성 고분자 비드에 고정화된 췌도세포 캡슐 봉합 구조체 및 그 제조방법에 관한 것 이다.
본 발명의 일 실시예에서는 생체적합성 고분자 물질인 알긴산 나트륨 용액에 근적외선 영역에서 빛을 강하게 흡수하거나 산란하는 특성을 가지는 염료인 인도시아닌 그린이 녹아 있는 산화철 용액을 첨가하여 혼합한 혼합물에 췌도세포를 분산시킨 후, Inotech encapsulator를 이용하여 고형화시켰다. 상기 고형화된 비드를 세척한 후, 다중 양이온 중합체인 폴리-L-라이신 용액과 반응시킨 다음 세척하였다. 상기 반응물을 다중 음이온 폴리사카라이드인 알긴산 나트륨 용액과 반응시킨 후, 세척하여 췌도세포가 캡슐 봉입된 알지네이트 비드를 제조하였다.
상기 췌도세포 캡슐 봉합 구조체는 고분자 전해질(polyelectrolyte) 및 그 복합체 합성방법(complexation)을 이용하여 제조된 아가로오즈(agrose), 알지네이트(alginate), 키토산(chitosan), 셀룰로오스(cellulose), 젤란(gellan), k-카라기난(k-carrageenan) 및 알지네이트-폴리(L-라이신)-알지네이트(alginate-poly(L-lysine)-alginate), 알지네이트-키토산(alginate-chitosan), 알지네이트-키토산-폴리에틸렌 글리콜-폴리(L-라이신)-알지네이트(alginate-chitosan-polyethylene glycol-poly(L-lysine)-algiante), 알지네이트-셀룰로오스 설파이트-폴리메틸렌-구아니딘-알지네이트 공중합체(alginate-cellulose sulfate-polymethylene-co-guanidine-alginate) 등을 포함한다.
상기 췌도세포 캡슐 봉합 구조체는 air-driven droplet generator(Novamatrix), electrostatic droplet generator, laminar jet break-up(Inotech encapsulator) 등을 이용하여 제조할 수 있다.
또한, 면역반응을 억제하기 위하여 상기 캡슐 봉합 구조체의 표면을 비이온성 폴리머(non-ionic polymer)로 감싼 췌도세포 캡슐 봉합 구조체를 제조할 수 있다.
상기 비이온성 폴리머의 분자량은 2,000~100,000 daltons으로, 상기 비이온성 폴리머로는 폴리-에틸렌 옥사이드(poly-ethylene oxide), 폴리-비닐피롤리돈(poly-vinylpyrrolidone), 폴리-에틸옥사졸린(poly-ethyloxazoline), 폴리-비닐 알코올(poly-vinyl alcohol) 및 폴리사카라이드( polysaccharides) 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 캡슐 봉합 구조체의 안정성을 증가시키기 위하여 탄소-탄소 이중결합을 가진 마크로머(macromer)를 이용하여 광중합(photopolymerization)으로 표면이 개질되어 있는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체를 제조할 수 있다.
본 발명에서는 상기 췌도세포 캡슐 봉합 구조체를 췌도세포의 이식수술 과정에 응용하기 위하여, 상기 췌도세포 캡슐 봉합 구조체의 근적외선 영상(NIR) 및 자기공명이미지(MRI)를 측정하였다. 그 결과, 기존의 이미지화 방법에 비하여 췌도세포 캡슐 봉합 구조체의 분포 위치를 쉽고 명확하게 확인할 수 있었다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
본 발명에서는 생체적합성 고분자 물질로서 알지네이트만을 예시하였으나, 히알루론산, 황산콘드로이친, 덱스트란, 덱스트란 설파이트, 헤파린, 헤파린 설파이텀, 헤파란 설파이트, 키토산, 젤란검, 잔탄검, 구아검, 수용성 셀룰로오스 유도체 및 카라기난 등 생체적합성을 나타내고, 캡슐 봉입에 사용할 수 있는 고분자라면 제한 없이 사용할 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
또한, 본 발명에서는 자성 나노입자로서 산화철만을 예시하고, 근적외선 염료로서 인도시아닌 그린만을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다는 것은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
실시예 1: 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유하는 알지네이트 비드의 제조
알긴산 나트륨(sodium alginate) 용액 30㎖에 인도시아닌 그린(indocyanine green) 0.002g이 녹아 있는 산화철 용액 12㎖을 첨가한 후, 최종 농도가 1.5%(w/v)가 되도록 혼합하였다. 상기 혼합액을 고형화시키기 위하여, Inotech encapsulator를 사용하여 100mM CaCl2 용액에 상기 혼합액을 떨어뜨려 준 후, 상온에서 10분 동안 반응시켰다. 반응 후, 고형화된 비드를 분리하여 4-모포린프로파네설포닉산(4-Morpholinepropanesulfonic acid, 4-MOPS) 완충용액으로 세척하고, 0.05% 폴리-L-라이신(poly-L-lysine) 용액과 10분 동안 반응시킨 다음, MOPS 완충용액으로 세척하였다. 상기 반응물을 0.1% 알긴산 나트륨(sodium alginate) 용액에서 10분 동안 반응시킨 후, MOPS 완충용액으로 세척한 다음, 폴리-L-라이신(poly-L-lysine) 및 알지네이트(alginate)로 코팅된 비드를 피펫을 이용하여 분리하였다 (도 2).
도 3은 근적외선 염료를 함유하는 알지네이트 비드(A), 산화철 나노입자를 함유하는 알지네이트 비드(B), 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유하는 알지네이트 비드(C)에 대한 현미경 사진이다.
실시예 2: 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유하고, 췌도세포가 캡슐 봉입된 알지네이트 비드의 제조
알긴산 나트륨(sodium alginate) 용액 및 인도시아닌 그린(indocyanine green)이 녹아 있는 산화철 용액의 혼합물에 서울 아산메디컬센터로부터 공급받은 췌도세포를 분산시킨 후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 근적외선 염료 및 산화철 나노 입자를 함유하고, 췌도세포가 캡슐 봉입된 알지네이트 비드를 제조하였다.
도 4는 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유하고, 췌도세포가 캡슐 봉입된 알지네이트 비드에 대한 현미경 사진이다.
상기에서 제조된 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유한 알지네이트로 췌도세포를 캡슐 봉입한 후, 캡슐 봉합 구조체 내에서의 세포 생존 능력(cell viability) 및 베타세포 특이성을 확인한 결과, 캡슐 안쪽의 일부 세포를 제외하고는 세포가 생존해 있음을 확인할 수 있었다 (도 5 및 도 6).
실시예 3: 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유하고, 췌장세포가 캡슐 봉입된 알지네이트 비드를 이용한 이식수술 이미지화
캡슐 봉합 구조체를 췌도세포 이식수술 과정에 응용하기 위하여, 상기 실시예 2에서 제조된 캡슐 봉합 구조체의 근적외선 영상(NIR) 및 자기공명이미지(MRI)를 측정하였다 (도 7 및 도 8).
그 결과, 상기 캡슐 봉합 구조체를 이용하는 경우 근적외선 영상(NIR) 및 자기공명이미지(MRI) 측정시 췌도세포를 쉽세 이미지화할 수 있었다.
도 9는 상기 실시예 2에서 제조된 마우스 췌도세포가 캡슐 봉입된 구조체를 렛트에 이식하는 수술 과정을 실시간 이미지화하는 과정을 나타낸 것이다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
도 1은 이미징 조영제를 포함하는 췌도세포 봉합구조체를 나타낸 모식도이다.
도 2는 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유하는 알지네이트 비드의 제조과정에 대한 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 근적외선 염료를 함유하는 알지네이트 비드(A), 산화철 나노입자를 함유하는 알지네이트 비드(B), 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유하는 알지네이트 비드(C)에 대한 현미경 사진이다 (scale bar=700㎛).
도 4는 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유하고, 췌도세포가 캡슐 봉입되어 있는 알지네이트 비드에 대한 현미경 사진이다 (scale bar=500㎛).
도 5는 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유한 알지네이트로 췌도세포를 캡슐 봉입한 후 세포 생존능력(cell viability)을 확인한 것이다.
도 6은 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유한 알지네이트로 췌도세포를 캡슐 봉인한 후 베타세포 특이성을 확인한 것이다.
도 7은 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유한 알지네이트 비드의 칼라 이미지(A) 및 근적외선 이미지(B)를 나타낸 것이다.
도 8은 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유한 알지네이트 비드의 자기공명이미지(MRI)를 나타낸 것이다.
도 9는 근적외선 염료 및 산화철 나노입자를 함유한 알지네이트 비드로 캡슐 봉입된 췌도세포의 이식수술을 실시간으로 이미지화하는 과정을 나타낸 것이다.

Claims (18)

  1. 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 가돌리늄(Gd), 프라세오디듐(praseodymium, PR), 사마륨(samarium, Sm), 유로퓸(europium, Eu), 테르븀(terbium, Tb), 디스프로슘(dysprosium, Dy), 홀뮴(holmium, Ho), 에르븀(erbium, Er), 둘륨(thulium, Tm), 이테르븀(ytterbium, Yb) 및 루테튬(lutetium, Lu) 또는 이들 복합체로 이루어진 나노입자로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자성 나노입자, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, 인도시아닌 그린(indocyanine green, ICG), 사이페이트(cypate), 인도트리카보시아닌(indotricarbocyanine, ITCC), NIR820, NIR2, IRDye78, IRDye80, IRDye82 및 그 유도체, 크레시 바이올렛(cresy violet), 나일 블루(nile blue), 옥사진750(oxazine750), 로다민800(rhodamine800) 및 텍사스 레드(texas red)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 근적외선 염료 및 췌도세포가 알지네이트(alginate), 히알루론산(hyaluronic acid), 황산콘드로이친(chondroitin sulfate), 덱스트란(dextran), 덱스트란 설파이트(dextran sulfate), 헤파린(heparin), 헤파린 설파이텀(heparin sulfatem), 헤파란 설파이트(heparan sulfate), 키토산(chitosan), 젤란검(gellan gum), 잔탄검(xanthan gum), 구아검(guar gum), 수용성 셀룰로오스 유도체(cellulose derivatives) 및 카라기난(carrageenan)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자 비드 내부에 고정화된 췌도세포 캡슐 봉합 구조체.
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  5. 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 가돌리늄(Gd), 프라세오디듐(praseodymium, PR), 사마륨(samarium, Sm), 유로퓸(europium, Eu), 테르븀(terbium, Tb), 디스프로슘(dysprosium, Dy), 홀뮴(holmium, Ho), 에르븀(erbium, Er), 둘륨(thulium, Tm), 이테르븀(ytterbium, Yb) 및 루테튬(lutetium, Lu) 또는 이들 복합체로 이루어진 나노입자로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자성 나노입자, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, 인도시아닌 그린(indocyanine green, ICG), 사이페이트(cypate), 인도트리카보시아닌(indotricarbocyanine, ITCC), NIR820, NIR2, IRDye78, IRDye80, IRDye82 및 그 유도체, 크레시 바이올렛(cresy violet), 나일 블루(nile blue), 옥사진750(oxazine750), 로다민800(rhodamine800) 및 텍사스 레드(texas red)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 근적외선 염료 및 췌도세포가 알지네이트(alginate), 히알루론산(hyaluronic acid), 황산콘드로이친(chondroitin sulfate), 덱스트란(dextran), 덱스트란 설파이트(dextran sulfate), 헤파린(heparin), 헤파린 설파이텀(heparin sulfatem), 헤파란 설파이트(heparan sulfate), 키토산(chitosan), 젤란검(gellan gum), 잔탄검(xanthan gum), 구아검(guar gum), 수용성 셀룰로오스 유도체(cellulose derivatives) 및 카라기난(carrageenan)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자 비드 내부에 고정되어 있고, 상기 비드의 표면은 다중 음이온 폴리사카라이드(polyanionic polysaccharide)층 및 다중 양이온 중합체(polycationic polymer)층으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체.
  6. 제5항에서 있어서, 상기 다중 음이온 폴리사카라이드는 알지네이트(alginate), 히알루론산(hyaluronic acid), 황산콘드로이친(chondroitin sulfate), 덱스트란(dextran), 덱스트란 설파이트(dextran sulfate), 헤파 린(heparin), 헤파린 설파이텀(heparin sulfatem), 헤파란 설파이트(heparan sulfate), 키토산(chitosan), 젤란검(gellan gum), 잔탄검(xanthan gum), 구아검(guar gum), 수용성 셀룰로오스 유도체(cellulose derivatives) 및 카라기난(carrageenan)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체.
  7. 제5항에서 있어서, 상기 다중 양이온 중합체는 폴리-라이신(poly-lysine), 폴리-오르니틴(poly-ornithine), 폴리-에틸렌이민(poly-ethyleneimine) 및 폴리-알릴아민(poly-allylamine)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 중합체인 것을 특징으로 하는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체.
  8. 제5항에서 있어서, 상기 캡슐 봉합 구조체의 표면은 비이온성 폴리머(non-ionic polymer)로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체.
  9. 제8항에서 있어서, 상기 비이온성 폴리머로는 폴리-에틸렌 옥사이드(poly-ethylene oxide), 폴리-비닐피롤리돈(poly-vinylpyrrolidone), 폴리-에틸옥사졸린(poly-ethyloxazoline), 폴리-비닐 알코올(poly-vinyl alcohol) 및 폴리사카라이 드( polysaccharides)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체.
  10. 제5항에서 있어서, 상기 구조체는 마크로머(macromer)를 이용한 광중합(photopolymerization)으로 표면이 개질되어 있는 것을 특징으로 하는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체.
  11. 제10항에서 있어서, 상기 마크로머는 폴리-에틸렌 옥사이드(poly-ethylene oxide, PEO), 폴리-에틸렌 글리콜(poly-ethylene glycol, PEG), 폴리-비닐 알코올(poly-vinyl alcohol, PVA), 폴리-비닐피롤리돈(poly-vinylpyrrolidone, PVP), 폴리-에틸옥사졸린(poly-ethyloxazoline, PEOX), 폴리-아미노산(poly-amino acid), 폴리사카라이드(polysaccharides) 및 단백질로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 췌도세포 캡슐 봉합 구조체.
  12. 알지네이트(alginate), 히알루론산(hyaluronic acid), 황산콘드로이친(chondroitin sulfate), 덱스트란(dextran), 덱스트란 설파이트(dextran sulfate), 헤파린(heparin), 헤파린 설파이텀(heparin sulfatem), 헤파란 설파이트(heparan sulfate), 키토산(chitosan), 젤란검(gellan gum), 잔탄검(xanthan gum), 구아검(guar gum), 수용성 셀룰로오스 유도체(cellulose derivatives) 및 카라기난(carrageenan)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자 비드, 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 가돌리늄(Gd), 프라세오디듐(praseodymium, PR), 사마륨(samarium, Sm), 유로퓸(europium, Eu), 테르븀(terbium, Tb), 디스프로슘(dysprosium, Dy), 홀뮴(holmium, Ho), 에르븀(erbium, Er), 둘륨(thulium, Tm), 이테르븀(ytterbium, Yb) 및 루테튬(lutetium, Lu) 또는 이들 복합체로 이루어진 나노입자로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자성 나노입자 및 Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, 인도시아닌 그린(indocyanine green, ICG), 사이페이트(cypate), 인도트리카보시아닌(indotricarbocyanine, ITCC), NIR820, NIR2, IRDye78, IRDye80, IRDye82 및 그 유도체, 크레시 바이올렛(cresy violet), 나일 블루(nile blue), 옥사진750(oxazine750), 로다민800(rhodamine800) 및 텍사스 레드(texas red)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 근적외선 염료의 혼합물에 췌도세포를 분산시킨 후, 고형화시켜 생체적합성 고분자 비드 내부에 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 고정되어 있는 비드를 수득하는 것을 특징으로 하는, 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 생체적합성 고분자 비드 내부에 고정화된 췌도세포 캡슐 봉합 구조체의 제조방법.
  13. 다음 단계를 포함하는 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 가돌리늄(Gd), 프라세오디듐(praseodymium, PR), 사마륨(samarium, Sm), 유로퓸(europium, Eu), 테르븀(terbium, Tb), 디스프로슘(dysprosium, Dy), 홀뮴(holmium, Ho), 에르븀(erbium, Er), 둘륨(thulium, Tm), 이테르븀(ytterbium, Yb) 및 루테튬(lutetium, Lu) 또는 이들 복합체로 이루어진 나노입자로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자성 나노입자, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, 인도시아닌 그린(indocyanine green, ICG), 사이페이트(cypate), 인도트리카보시아닌(indotricarbocyanine, ITCC), NIR820, NIR2, IRDye78, IRDye80, IRDye82 및 그 유도체, 크레시 바이올렛(cresy violet), 나일 블루(nile blue), 옥사진750(oxazine750), 로다민800(rhodamine800) 및 텍사스 레드(texas red)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 근적외선 염료 및 췌도세포가 알지네이트(alginate), 히알루론산(hyaluronic acid), 황산콘드로이친(chondroitin sulfate), 덱스트란(dextran), 덱스트란 설파이트(dextran sulfate), 헤파린(heparin), 헤파린 설파이텀(heparin sulfatem), 헤파란 설파이트(heparan sulfate), 키토산(chitosan), 젤란검(gellan gum), 잔탄검(xanthan gum), 구아검(guar gum), 수용성 셀룰로오스 유도체(cellulose derivatives) 및 카라기난(carrageenan)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자 비드 내부에 고정화된 췌도세포 캡슐 봉합 구조체의 제조방법:
    (a) 생체적합성 고분자 비드, 자성 나노입자 및 근적외선 염료의 혼합물에 췌도세포를 분산시킨 후, 고형화시켜 생체적합성 고분자 비드 내부에 자성 나노입자, 근적외선 염료 및 췌도세포가 고정되어 있는 비드를 수득하는 단계;
    (b) 상기 비드를 다중 양이온 중합체로 코팅시키는 단계; 및
    (c) 상기 다중 양이온 중합체로 코팅된 비드를 다중 음이온 폴리사카라이드로 코팅시키는 단계.
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  17. 제13항에서 있어서, 상기 다중 양이온 중합체는 폴리-라이신(poly-lysine), 폴리-오르니틴(poly-ornithine), 폴리-에틸렌이민(poly-ethyleneimine) 및 폴리-알릴아민(poly-allylamine)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 중합체인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제13항에서 있어서, 상기 다중 음이온 폴리사카라이드는 알지네이트(alginate), 히알루론산(hyaluronic acid), 황산콘드로이친(chondroitin sulfate), 덱스트란(dextran), 덱스트란 설파이트(dextran sulfate), 헤파린(heparin), 헤파린 설파이텀(heparin sulfatem), 헤파란 설파이트(heparan sulfate), 키토산(chitosan), 젤란검(gellan gum), 잔탄검(xanthan gum), 구아검(guar gum), 수용성 셀룰로오스 유도체(cellulose derivatives) 및 카라기난(carrageenan)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
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