KR101035870B1

KR101035870B1 - 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사, 그의 제조방법 및 그를 이용한 의료용 용도

Info

Publication number: KR101035870B1
Application number: KR1020080098342A
Authority: KR
Inventors: 박영환; 임정남; 고재훈; 이경우; 조용우
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2011-05-20
Also published as: WO2010041816A2; WO2010041816A3; US8317826B2; KR20100039116A; US20100087856A1

Abstract

본 발명은 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사, 그의 제조방법 및 그를 이용한 의료용 용도에 관한 것이다.

본 발명의 생분해성 멀티필라멘트 가연사는 생분해성 고분자 소재로 이루어진 멀티필라멘트를 가연처리한 것으로서, 가연사 본연의 벌키성과 우수한 소프트감에 더불어, 상기 생분해성 고분자 소재로 이루어진 멀티필라멘트 가연사에 부분적으로 150 내지 1000%의 벌키성을 더 부여함으로써, 상기 벌키 구조에서 세포배양이 가능하며, 세포전달 또는 약물전달 용도에 적합하다.

생분해성 고분자, 벌키구조, 멀티필라멘트가연사, 세포배양, 봉합사

Description

벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사, 그의 제조방법 및 그를 이용한 의료용 용도{ABSORBABLE BULKY MULTI-FILAMENT DRAW TEXTURED YARN, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND MEDICAL USE USING THEM}

본 발명은 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사, 그의 제조방법 및 그를 이용한 의료용 용도에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 본 발명은 생분해성 고분자 소재로 이루어진 가연사(Draw Textured Yarn, 이하, "DTY"라 한다.)에 부분적으로 벌키 구조를 더 부여함으로써, 세포배양, 세포전달 또는 약물전달이 용이한 생분해성 멀티필라멘트 가연사, 그의 제조방법 및 그를 이용한 의료용 용도에 관한 것이다.

생체 조직공학(Tissue engineering)이란 환자의 몸에서 필요한 조직을 채취하고, 그 조직 편으로부터 세포를 분리한 다음, 분리된 세포의 배양을 통해 필요한 양만큼 증식시키고, 생분해성 고분자 지지체 위에 심어 일정기간 체외에서 배양한 뒤, 상기 하이브리드형 세포/고분자 구조물을 다시 인체 내에 이식하는 것이다.

이식 후, 세포들은 대부분의 조직이나 장기인 경우, 신생 혈관이 형성될 때까지는 체액의 확산에 의하여 산소와 영양분을 공급받다가, 인체 내의 혈관이 자라 들어와 혈액의 공급이 이루어지면 세포들이 증식, 분화하여 새로운 조직 및 장기를 형성하고, 고분자 지지체는 그동안 분해되어 없어지게 되는 기법을 응용한다.

따라서, 상기와 같은 조직공학 연구를 위해서는 우선 생체 조직과 유사한 생분해성 고분자 지지체를 제조가 전제되어야 하며, 인체 조직의 재생을 위해 사용되는 지지체 재료의 주된 요건은 조직세포가 재료 표면에 유착하여 3차원적인 조직을 형성할 수 있도록 기질 또는 지지체의 역할을 충분히 할 수 있는 기계적 강도를 가져야 하며, 이식된 세포와 숙주 세포 사이에 위치하는 중간 장벽으로서의 역할도 해야 하는데, 이를 위해서는 이식 후 혈액응고나 염증반응이 일어나지 않는 무독성의 생체 적합성이 있어야 한다.

또한, 이식된 세포가 새로운 체내 조직으로서 기능과 역할을 하게 되면, 원하는 시간 안에 생체 내에서 완전히 분해되어 없어질 수 있는 생분해성을 지녀야 한다.

현재, 통상적으로 사용되는 고분자로는 자연에서 유래되는 콜라겐(collagen), 키토산(chitosan), 젤라틴(gellatin), 히알루론산(hyaluronic acid), 알긴산(alginic acid) 등의 천연고분자와, 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리카프로락산(PCL) 및 이들의 공중합체인 합성고분자가 대표적이다.

이러한 생분해성 천연고분자 또는 합성고분자를 이용한 제조된 세포 배양용 지지체(scaffold)는 세포주입 및 세포증식이 용이하도록 높은 공극률과 높은 강도가 요구된다.

상기 조건에 부합하는 지지체 구조의 제작을 위하여 최근 여러 연구자들에 의해 고분자를 다공성 구조로 만들기 위한 여러 방법들이 시도되고 있는데, 대표적인 일례 로, 단결정 소금을 혼합하여 건조한 후 소금을 물에 용해시켜 내는 염침출법[Solvent-casting and particulate-leaching technique: Polymer, 1994, 35, 1068], CO₂가스를 이용하여 고분자를 팽창시키는 가스 발포법[Gas forming technique: Journal of Biomedical Materials Research, 1998, 42, 396], 고분자 섬유를 부직포로 만들어 고분자 체(Mesh)로 제조하는 방법[Fiber extrusion and fabric forming process: Tissue Engineering, 1995, 1, 97], 고분자 용액에 함유되어 있는 용매를 비용매 속에 담구어 다공성을 만드는 상분리법[Thermally induced phase separation technique: Journal of Biomedical Materials Research, 1996, 30, 449] 및 나노 섬유사를 전기 방사하여 나노 섬유사의 가닥 내부에 공간부가 형성된 발포 셀을 더 형성하여 3차원 세포 지지체의 기공률을 향상시키는 전기방사법[대한민국 등록특허 제638736호]등이 있다.

그러나, 상기 염침출법의 경우, 제조공정은 용이하나, 표면이 거칠고, 잔류염이 존재하기 때문에 표피층이 차단되는 문제가 발생하고, 가스 발포법은 상호연결성이 약한 공극을 형성하므로 세포주입 적용에 한계를 갖는다. 또한, 고분자 섬유를 부직포로 만들어 고분자 체(Mesh)로 제조하는 방법은 상대적으로 높은 공극률과 표면적을 최적화할 수 있으나, 여전히 낮은 강도가 문제점으로 지적된다.

반면에, 상분리법은 공극의 크기조절은 용이하나, 다소 작은 사이즈의 공극형성으로 인하여 실질적 적용에 어려움이 있다. 또한, 전기방사법 역시 만족한 만한 공극률 확보가 용이하지 않아, 세포주입이 어렵다.

따라서, 종래 제조방법들은 전반적으로 기공의 크기의 조절이 쉽지 않고, 다공도가 비교적 낮으며 기공간 오픈 구조가 잘 형성되지 않는다. 또한, 지지체 표면의 다공성 막힘 현상이 야기되고 비교적 복잡한 제조과정과 제조 시, 발생할 수 있는 가스등의 유해 물질의 분비 및 지지체내의 염의 잔존 등 많은 문제점들을 가지고 있다.

이에, 본 발명자들은 종래 의료용으로 사용될 수 있는 공지된 생분해성 고분자를 이용하되, 30㎛ 이하의 극세 멀티필라멘트사를 제조한 후 연신 가연처리된 멀티필라멘트 가연사(Draw Textured Yarn)를 제공하여 가연사 자체의 벌키성 및 소프트성을 도입하고 있다. 더 나아가, 본 발명은 상기 가연사에 부분적으로 벌키성을 부여함으로써, 시술과 동시에 세포배양, 세포전달 또는 약물 전달을 용이하게 하여 시술의 편의성을 극대화할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 생분해성 고분자 소재로 이루어진 가연사(DTY)에 부분적으로 벌키 구조가 부여된 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 부분적으로 벌키 구조가 부여된 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 이용한 의료용 용도를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 생분해성 고분자 소재로 이루어진 가연사(DTY)에 부분적으로 벌키 구조가 부여된 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 제공한다.

본 발명의 생분해성 멀티필라멘트 가연사에서, "벌키 구조"라 함은 섬유 사이에 1㎛ 이상의 다수의 기공이 존재하는 구조를 말하며, "벌키성"이라 함은 벌키 구조를 갖지 않는 부분의 직경 대비, 벌키 구조를 갖는 부분의 직경의 비율을 말하는 것으로, 본 발명의 벌키 구조는 150 내지 1000% 벌키성을 가지며, 더욱 바람직하게는 200 내지 600%의 벌키성을 가지는 것이다. 또한, 본 발명의 생분해성 멀티필라멘트 가연사는 상기 벌키 구조 내 1 내지 150㎛ 크기의 기공을 가짐으로써, 세포전달, 세포증식 또는 약물전달에 적합하도록 고안된다.

본 발명의 생분해성 고분자 소재로 이루어진 가연사(DTY)의 원료인 생분해성 고분자는 글리콜라이드, 글리콜산, 락타이드, 젖산, 카프로락톤, 다이옥사논, 트리메틸렌카보네이트 및 에틸렌글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 화합물의 단일 중합체 또는 이들을 포함하는 공중합체의 생분해성 합성 고분자 또는 콜라겐, 산화셀룰로오스, 키토산, 젤라틴, 피브린, 히알루론산 및 알지네이트로 이루어진 군에서 선택되는 생분해성 천연 고분자를 사용한다.

본 발명은 생분해성 고분자를 방사하여 멀티필라멘트사를 제조하는 공정; 상기 방사된 멀티필라멘트사를 합사하면서 연신 가연하여 멀티필라멘트 가연사를 제조하는 공정; 상기 멀티필라멘트 가연사를 인장 또는 연신하여 벌키 구조를 부여하는 공정; 및 상기 벌키 구조가 형성된 멀티필라멘트 가연사를 추가 연사(Twisting) 또는 브레이딩(braiding) 처리하는 공정;으로 이루어진 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제조방법은 상기 추가 연사 또는 브레이딩 처리된 멀티필라멘트 가연사 일부에 대하여, 코팅처리공정을 더 수행할 수 있다.

상기 방사된 멀티필라멘트사가 단사의 직경이 5 내지 30㎛인 멀티필라멘트사이며, 합사된 멀티필라멘트사의 직경은 40 내지 1000㎛이다.

본 발명의 제조방법에서, 벌키 구조를 가지는 멀티필라멘트 가연사는 150 내지 1000% 벌키성을 가지도록 인장 또는 연신하여 제조되며, 상기 부분적으로 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 이용한 세포 배양용 지지체를 제공한다.

나아가, 본 발명은 생분해성 고분자 소재로 이루어진 가연사에 부분적으로 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 이용한 생분해성 멀티필라멘트 봉합사를 제공한다.

또한 상기 봉합사는 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사와 외과용 바늘이 결합된 후 멸균포장된 형태로 제공된다.

본 발명에 따라, 생분해성 고분자 소재로 이루어진 가연사에 부분적으로 150 내지 1000%의 벌키성을 더 부여하여, 의료용도에 적합한 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 제공할 수 있다.

본 발명은 부분적으로 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 제공함 으로써, 세포 또는 약물 전달체로 유용하여 세포배양용 지지체 또는 의료용 봉합사로서 유용하게 활용될 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 생분해성 고분자 소재로 이루어진 가연사(DTY)에 부분적으로 벌키 구조가 부여된 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 제공한다[도 1].

본 발명은 생분해성 고분자 소재로 이루어진 멀티필라멘트를 연신 가연처리한 가연사(Draw Textured Yarn)로서, 가연사 본연의 특성인 벌키성과 우수한 소프트감을 가지며, 나아가, 본 발명은 상기 멀티필라멘트 가연사에 부분적으로 벌키 구조를 더 부여함으로써, 의료용도에 적용시, 상기 벌키 구조를 통해 세포배양, 세포전달 또는 약물전달에 적합하도록 한다.

본 발명의 명세서 상에서 "벌키 구조"라 함은 섬유 사이에 1㎛ 이상의 다수의 기공이 존재하는 구조를 말하며, "벌키성"이라 함은 생분해성 고분자 소재로 이루어진 멀티필라멘트 가연사 제조 후 인장 또는 연신을 통해 형성하며, 상기 연사 또는 브레이딩 처리에 의해, 생분해성 멀티필라멘트 가연사에 부분적으로 150 내지 1000%, 더욱 바람직하게는 200 내지 600%의 벌키성이 부여되는 것을 의미한다.

구체적으로 본 발명의 멀티필라멘트 가연사는 1∼150㎛, 더욱 바람직하기로는 5∼50㎛의 기공을 가진 벌키 구조를 가지므로, 높은 다공도로 인하여 기공간 오픈 구조 형성이 용이하다.

이때, 본 발명의 멀티필라멘트 가연사의 벌키성은 세포배양, 세포전달 또는 약물전 달 등의 사용목적 및 대상에 따라, 자유로이 조절될 수 있으나, 150% 미만으로 가공되면, 실간의 공극이 작아져 세포 배양시 세포 증식이 어렵고, 생체 내로 전달할 수 있는 세포나 약물 함유량이 떨어져 의료용도로 사용될 수 있는 지지체로서의 효용성이 떨어진다. 또한, 1000%를 초과하면, 생분해성 고분자 수지의 취약한 내구성으로 인하여 사절발생률이 높아지고, 실간의 공극이 지나치게 커져 세포나 약물 등의 보유 능력이 떨어지기 쉬워 바람직하지 않다.

도 2는 본 발명의 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 주사전자현미경을 이용하여 확대 관찰한 사진으로서, 본 발명의 생분해성 멀티필라멘트 가연사는 벌키 구조 내 기공을 가지는 망상 구조로서, 상기 벌키한 정도나 기공크기는 가연사 제조공정 시, 인장 또는 연신 조건에 의해 조절 가능하다.

기공크기는 선택되는 세포 또는 약물크기에 따라 적절히 조절될 수 있음은 당연히 이해될 수 있을 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명의 멀티필라멘트 가연사의 벌키 구조는 1∼150㎛, 더욱 바람직하기로는 5∼50㎛의 기공을 갖는다. 이때, 기공크기가 1㎛ 미만이면, 실간의 공극이 작아져 세포 배양시 세포 증식이 어렵고, 생체 내로 전달할 수 있는 세포나 약물 함유량이 떨어져 의료용도로 사용될 수 있는 지지체로서의 효용성이 떨어진다. 또한, 기공크기가 150㎛를 초과하면, 실간의 공극이 지나치게 커져 세포나 약물 등의 보유 능력이 떨어지기 쉬워 바람직하지 않다.

본 발명에서 세포 배양, 생체 내로 세포나 약물 전달을 목적으로 하는 벌키 구조의 멀티필라멘트 가연사는 그 목적을 달성한 후 체내에서 분해 흡수되는 것이 바람직 하므로 생분해성 고분자를 사용하는 것이 효과적이다.

본 발명에서 사용되는 생분해성 고분자는 공지된 생체적합성 소재라면, 특별히 제한되지 않으며, 천연고분자 또는 합성 고분자를 포함한다. 본 발명에서 사용되는 생분해성 합성 고분자는 글리콜라이드, 글리콜산, 락타이드, 젖산, 카프로락톤, 다이옥사논, 트리메틸렌카보네이트 및 에틸렌글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 화합물의 단일 중합체 또는 이들을 포함하는 공중합체를 사용한다.

또한, 생분해성 천연 고분자는 콜라겐, 산화셀룰로오스, 키토산, 젤라틴, 피브린, 히알루론산 및 알지네이트를 사용할 수 있다.

본 발명은 생분해성 고분자 소재로 이루어진 가연사(DTY)에 부분적으로 벌키 구조가 부여된 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 제조방법을 제공한다.

더욱 구체적으로는, 생분해성 고분자를 방사하여 멀티필라멘트사를 제조하는 제1공정;

상기 합사된 멀티필라멘트사를 합사하면서 연신 가연하여 멀티필라멘트 가연사를 제조하는 제2공정;

상기 멀티필라멘트 가연사를 인장 또는 연신하여 벌키 구조를 부여하는 제3공정; 및

상기 벌키 구조가 형성된 멀티필라멘트 가연사를 추가 연사(Twisting) 처리 또는 브레이딩처리하여 집속성을 부여하는 제4공정;으로 이루어진다.

또한, 본 발명의 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 제조방법은 상기 추가 연사 또는 브레이딩 처리되어 집속성(형태 안정성)이 부여된 멀티필라멘트 가연사 일부에 대 하여, 코팅처리공정을 더 수행하는 제5공정;을 포함할 수 있다.

제1공정은 글리콜라이드, 글리콜산, 락타이드, 젖산, 카프로락톤, 다이옥사논, 트리메틸렌카보네이트 및 에틸렌글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 화합물의 단일 중합체 또는 이들을 포함하는 공중합체의 생분해성 합성 고분자 또는 콜라겐, 산화셀룰로오스, 키토산, 젤라틴, 피브린, 히알루론산 및 알지네이트로 이루어진 군에서 선택되는 생분해성 천연 고분자를 방사구금을 통하여 방사하여, 단사의 직경이 5 내지 30㎛인 극세 멀티필라멘트사를 제조한다.

이때, 제1공정의 생분해성 멀티필라멘트사는 30㎛를 초과하지 않는 극세 멀티필라멘트이면서, 강도 2.0∼9.0 g/d 및 신도 20∼80%의 물성을 만족하여 이후 연신 가연 공정시, 사절 발생 및 품위저하를 최소화할 수 있다.

반면에, 본 발명의 생분해성 멀티필라멘트사를 이루는 단사의 직경이 30㎛를 초과하면, 세포배양, 세포전달 또는 약물전달 후 분해 속도가 느려질 수 있으며 뻣뻣함이 증가해 작업성이나 시술 편의성이 떨어지는 단점이 있다.

이때, 생분해성 고분자 소재로 이루어진 멀티필라멘트사의 신도가 20% 미만이면, 높은 장력으로 인해 가연 작업성이 급속히 저하되며, 신도가 높을수록 작업성은 향상되지만 신도가 80%를 초과하는 멀티필라멘트사는 작업성이 현저히 떨어진다. 이에, 더욱 바람직하게는 신도 25∼40%를 충족하는 것을 선택 사용한다. 또한, 강도가 2.0g/d 미만이면, 강도 저하에 따라 가연 작업성이 떨어지며, 9.0g/d을 초과하면, 가연사의 소프트한 촉감이 감소하게 된다.

제2공정은 제1공정에서 방사된 생분해성 멀티필라멘트사를 적용하는 분야 및 용도 따라 달라질 수 있으나, 적용분야가 의료용 봉합사에 적용될 경우, 합사된 멀티필라멘트의 바람직한 직경은 40 내지 1000㎛이고, 더욱 바람직하게는 40 내지 800㎛이다.

이때, 합사의 직경이 40㎛ 미만이면, 연신 가연공정 시 사절 등이 발생하기 쉽고 벌키 구조 생성효율이 낮고 강력이 낮아 시술편의성이 떨어지고, 1000㎛를 초과하면, 생체 내 적용 시, 통상의 봉합사를 사용하는 외과 수술 방법을 통한 시술이 어렵고, 생체 내에서의 사용한 고분자의 이물반응(foreign body reaction)이 커지는 단점이 있다.

이후, 상기 합사된 멀티필라멘트사를 연신 가연공정을 거쳐 멀티필라멘트 가연사를 제조하는 공정으로서, 가연 작업성 및 가연사의 품질 확보를 위하여, 생분해성 고분자 소재로 이루어진 멀티필라멘트사를 작업속도 200∼700m/min, 더욱 바람직하게는 250∼400m/min 조건으로 수행하고, 연신비를 1.01∼1.8, 더욱 바람직하게는 1.02∼1.7로 수행한다.

제3공정은 상기 공정에서 제조된 멀티필라멘트 가연사를 인장 또는 연신하여 벌키 구조를 부여하는 공정이다.

벌키 구조를 부여하는 방식은 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 인장이 가능한 거치대에 권취한 후, 3∼10%, 더욱 바람직하게는 4∼7%로 인장하는 방식을 사용한다. 이때, 인장률이 3% 미만이면, 벌키 구조를 만들기 어렵고, 10%를 초과하여 실시하면 사절이 발생하기 쉬워 바람직하지 않다.

또한, 벌키 구조를 부여하는 다른 방식으로는 연속공정시 연신방법으로 수행한다.

제4공정은 제3공정에서 벌키 구조가 형성된 멀티필라멘트 가연사를 추가 연사처리 또는 브레이딩 처리하는 공정이다.

상기 추가 연사(Twisting) 처리 또는 브레이딩 처리공정은 벌키 구조가 형성된 멀티필라멘트 가연사부의 집속성, 강력, 사용편의성을 향상시키기 위하여 수행하며, 상기 벌키 구조의 부여 공정이후, 멀티필라멘트 가연사를 거치대에서 분리한 후 벌키 구조를 유지하면서도 집속성을 향상시키기 위해 200회/meter 이내의 꼬임(twisting)을 부여하여 연사처리한다.

반면에, 본 발명의 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 봉합사로 사용할 경우, 연사 공정 대신 브레이딩(braiding)하는 방법도 가능하며, 상기 브레이딩 방법은 브레이딩 시 일정길이만큼 브레이딩 되지 않도록 제어한다.

따라서, 상기 공정들을 통해, 본 발명의 벌키 구조가 부여된 생분해성 멀티필라멘트 가연사는 1∼150㎛, 더욱 바람직하기로는 5∼50㎛의 기공을 가진 벌키 구조로서, 기공의 크기 조절이 용이하고, 높은 다공도를 나타낸다.

상기 제4공정 이후, 상기 추가 연사 또는 브레이딩 처리된 멀티필라멘트 가연사 일부에 대하여, 집속성을 더욱 향상시키고, 사용 시 생체 조직의 손상을 줄이기 위한 코팅처리공정을 더 수행하는 제5공정;으로 이루어진다.

상기 추가 연사처리 또는 브레이딩 처리하는 공정과 코팅공정들을 통해, 벌키 구조가 부여된 멀티필라멘트 가연사 일부만을 추가 집속함으로써, 집속되지 않은 멀티필라멘트 가연사에 부분적으로 150 내지 1000%, 더욱 바람직하게는 200 내지 600%의 벌키성을 부여하게 된다.

코팅처리공정을 상세히 살펴보면, 유기용매에 생분해성 고분자 수지가 1 내지 10 중량% 함유된 코팅액에 추가 연사 또는 브레이딩 처리된 멀티필라멘트 가연사를 도포, 함침 등의 통상의 방법으로 표면 코팅처리한다.

이때, 코팅액에 사용되는 실 표면에 필름층을 형성할 수 있는 생분해성 고분자 수지는 글리콜라이드, 글리콜산, 락타이드, 젖산, 카프로락톤, 다이옥사논, 트리메틸렌카보네이트 및 에틸렌글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 화합물의 단일 중합체 또는 이들을 포함하는 공중합체의 생분해성 합성 고분자 또는 콜라겐, 산화셀룰로오스, 키토산, 젤라틴, 피브린, 히알루론산 및 알지네이트로 이루어진 군에서 선택되는 생분해성 천연 고분자에서 선택되며, 더욱 바람직한 일례로는 글리콜라이드 및 락타이드(30:70) 공중합체 또는 폴리카프로락톤을 에틸렌아세테이트 또는 메틸렌클로라이드에 용해시켜 사용하는 것이다.

또한, 시술 편의성을 위해 코팅 용액에 칼슘 스테아레이트와 같은 유연제를 추가 첨가할 수 있다.

본 발명은 생분해성 고분자 소재로 이루어진 섬유 가연사(DTY)에 부분적으로 벌키 구조가 부여된 멀티필라멘트 가연사의 벌키 구조에서 세포 또는 생체조직이 증식되도록 하는 세포배양용 지지체를 제공한다.

본 발명의 세포배양용 지지체는 부분적으로 벌키 구조가 부여된 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 벌키 구조가 1∼150㎛, 더욱 바람직하기로는 5∼50㎛의 기공을 가짐으로써, 높은 다공도를 나타내므로, 지지체 표면의 다공성 막힘 현상이 해소될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 지지체로 이용하여, 세포(NIH 3T3 셀)를 3일 동안 배양한 결과를 각각 100배 또는 500배 확대한 사진이다.

상기 결과로부터, 본 발명의 생분해성 고분자 소재로 이루어진 가연사에 부분적으로 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사는 상기 벌키 구조 내에서 세포배양을 구현할 수 있음을 뒷받침한다.

본 발명의 생분해성 멀티필라멘트 봉합사는 1∼150㎛, 더욱 바람직하기로는 5∼50㎛의 기공을 가진 벌키 구조와 부분적으로 150 내지 1000%의 벌키성이 부여된 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 이용함으로써, 의료용 봉합사로 사용될 때, 세포배양, 세포전달 또는 약물전달 용도에 유용하므로, 외과 수술 방식으로 세포 또는 약물 전달작용을 수행할 수 있으므로, 시술의 편의성을 극대화시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 봉합사는 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사와 외과용 바늘이 결합된 후 멸균포장된 형태로 제공된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 벌키 구조를 가지는 멀티필라멘트 가연사의 제조 1

글리콜라이드 및 락타이드가 90:10 중량비로 이루어진 공중합체(Poly(glycolide-co-lactide))를 통상의 용융 방사법에 의해, 단사의 직경이 15∼17㎛인 56 필라멘트로 이루어진 멀티필라멘트사를 제조하였다. 이때 멀티필라멘트사의 강도는 7g/d이고 신도 40%을 나타내었다.

상기 멀티필라멘트사를 무라다 33H (Murata 33H, Belt type, Belt angle 110°)를 이용하여 멀티필라멘트사 4추를 합사하면서 첫 번째 롤러에서 Z연으로 가연하고, 두 번째 롤러에서 해연한 후, 170℃에서 열세팅하여 224 필라멘트로 구성된 연신 가연사(DTY)를 제조하였다. 이때, 가연시 연신비는 1.024, 선속도 250 m/min로 수행하였다.

이후, 상기 글리콜라이드-락타이드 공중합체 소재로 이루어진 연신 가연사를 인장이 가능한 거치대(Rack)에 권취한 후, 4% 인장하여 벌키한(bulky) 구조를 가지는 멀티필라멘트 가연사를 제조하였다.

제조된 벌키 구조의 멀티필라멘트 가연사를 거치대에서 분리한 후 80회/meter로 꼬임(twisting)을 주었다. 꼬여진 멀티필라멘트 가연사를 길이 45cm가 되도록 자른 후, 4% 정도 신장이 되도록 장력을 가한 상태에서 중심부분의 5cm 가량을 제외한 나머지 부분만을 코팅한 후 40℃로 셋팅된 열풍건조기에서 약 3초간 건조하였다. 이때, 코팅은 에틸렌아세테이트에 글리콜라이드와 락타이드 30:70 공중합체 2중량%가 용해된 코팅액을 이용하였다.

<실시예 2> 벌키 구조를 가지는 멀티필라멘트 가연사 제조 2

폴리락타이드(Polylactide)를 통상의 용융 방사법에 의해, 단사의 직경이 10∼12㎛인 72 필라멘트로 이루어진 멀티필라멘트사를 제조하였다.

상기 멀티필라멘트사를 무라다 33H (Murata 33H, Belt type, Belt angle 100°)를 이용하여 멀티필라멘트사 4추를 합사하면서 첫 번째 롤러에서 Z연으로 가연을 하고 두 번째 롤러에서 해연을 한 뒤 115℃로 열 세팅하여 288 필라멘트로 구성된 연신 가연사(DTY)를 제조하였다. 이때, 가연시 연신비는 1.63, 선속도 300 m/min로 수행하였다. 이때 멀티필라멘트사의 강도는 3.2g/d이고 신도 30%를 나타내었다.

이후, 상기 폴리락타이드로 이루어진 연신 가연사를 인장이 가능한 거치대(Rack)에 권취한 후, 5% 인장하여 벌키한(bulky) 구조를 가지는 멀티필라멘트 가연사를 제조하였다.

제조된 벌키 구조의 멀티필라멘트 가연사를 거치대에서 분리한 후 150회/meter로 꼬임(twisting)을 주었다. 꼬여진 멀티필라멘트 가연사를 길이 45cm가 되도록 자른 후, 5% 정도 신장이 되도록 장력을 가한 상태에서 중심부분의 4cm 가량을 제외한 나머지 부분만을 코팅한 후 상온에서 건조하였다. 이때, 코팅은 에틸렌아세테이트에 글리콜라이드와 락타이드 30:70 공중합체 2중량%가 용해된 코팅액을 이용하여 수행되었다.

<실시예 3> 벌키 구조를 가지는 멀티필라멘트 가연사의 제조 3

글리콜라이드 및 락타이드가 90:10 중량비로 이루어진 공중합체(Poly(glycolide-co-lactide))를 통상의 용융 방사법에 의해, 단사의 직경이 15∼17㎛인 56 필라멘트로 이루어진 멀티필라멘트사를 제조하였다. 이때, 멀티필라멘트사의 강도는 7g/d이고 신도 40%를 나타내었다.

상기 멀티필라멘트사를 무라다 33H (Murata 33H, Belt type, Belt angle 110°)를 이용하여 멀티필라멘트사 4추를 합사하면서 첫 번째 롤러에서 Z연으로 가연하고, 두 번째 롤러에서 해연을 한 뒤 170℃에서 열세팅하여 224 필라멘트로 구성된 연신 가연사(DTY)를 제조하였다. 이때, 가연시 연신비는 1.024, 선속도 250 m/min로 수행하였다.

제조된 벌키 구조의 멀티필라멘트 가연사를 거치대에서 분리한 후 다시 2추 합사하여 약 40회/meter의 꼬임(twisting)을 주어 448 filament로 구성된 벌키 구조의 멀티필라멘트 가연사를 제조하였다.

꼬여진 멀티필라멘트 가연사를 길이 70cm가 되도록 자른 후 6% 정도 신장이 되도록 장력을 가한 상태에서 중심부분의 5cm 가량을 제외한 나머지 부분만을 코팅한 후 40℃로 셋팅된 열풍건조기에서 약 3초간 건조하였다. 이때, 코팅은 메틸렌클로라이드(Methylene chloride)에 폴리카프로락톤 2중량%가 용해된 코팅액을 이용하였다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은

첫째, 생분해성 고분자 소재로 이루어진 멀티필라멘트 가연사에 부분적으로 150 내 지 1000%의 벌키성을 더 부여함으로써, 의료용도에 적합한 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 제공하였다.

둘째, 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 제조방법을 통해, 의료용 생분해성 고분자를 이용하여 단사 직경이 5 내지 30㎛인 극세 멀티필라멘트사를 제공하였다.

셋째, 초 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 제공함으로써, 세포 또는 약물 전달체로 유용하여 세포배양용 지지체 또는 의료용 봉합사로서 유용하게 활용될 수 있다.

넷째, 본 발명의 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 이용한 의료용 봉합사는 시술하면서 세포 또는 약물 전달작용을 동시에 수행할 수 있으므로, 시술의 편의성을 극대화시킬 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명의 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 사진이고,

도 2는 본 발명의 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 주사전자현미경을 이용하여 확대 관찰한 사진이고,

도 3 및 도 4는 본 발명의 벌키 구조를 가지는 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 지지체로 이용하여 세포배양 결과를 각각 100배 또는 500배 확대한 사진이다.

Claims

생분해성 고분자 소재로 이루어진 멀티필라멘트 가연사(DTY)에 부분적으로 200 내지 1000%의 벌키성이 부여된 벌키 구조를 가지는 의료용 생분해성 멀티필라멘트 가연사.
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제1항에 있어서, 상기 벌키 구조가 생분해성 멀티필라멘트 가연사에 10∼150㎛의 기공이 부여되도록 하는 것을 특징으로 하는 상기 의료용 생분해성 멀티필라멘트 가연사.
생분해성 고분자를 방사하여 멀티필라멘트사를 제조하는 공정,

상기 합사된 멀티필라멘트사를 연신 가연하여 멀티필라멘트 가연사를 제조하는 공정,

상기 멀티필라멘트 가연사를 인장 또는 연신하여 벌키 구조를 부여하는 공정 및

상기 벌키 구조가 형성된 멀티필라멘트 가연사를 추가 연사 또는 브레이딩 처리하여 집속성을 향상하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 제1항의 생분해성 멀 티필라멘트 가연사의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 추가 연사 또는 브레이딩 처리된 멀티필라멘트 가연사 일부에 대하여 코팅처리공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 방사된 멀티필라멘트사가 단사의 직경이 5 내지 30㎛인 멀티필라멘트사인 것을 특징으로 하는 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 합사된 멀티필라멘트사의 직경이 40 내지 1000㎛인 것을 특징으로 하는 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사에 부분적으로 150 내지 1000%의 벌키성이 부여된 것을 특징으로 하는 상기 생분해성 멀티필라멘트가연사의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 벌키 구조를 가지는 멀티필라멘트 가연사가 1 내지 150㎛의 기공을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 제조방법.
제5항의 제조방법으로부터 제조되되, 생분해성 고분자 소재로 이루어진 섬유 가연사(DTY)에 부분적으로 벌키 구조가 부여된 생분해성 멀티필라멘트 가연사의 벌키 구조에서 세포 또는 생체조직이 증식되도록 하는 것을 특징으로 하는 세포배양용 지지체.
제11항에 있어서, 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사에 부분적으로 150 내지 1000%의 벌키성을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 세포배양용 지지체.
제11항에 있어서, 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사가 1 내지 150㎛의 기공을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 세포배양용 지지체.
제5항 또는 제6항의 제조방법으로부터 제조되되, 생분해성 고분자 소재로 이루어진 섬유 가연사(DTY)에 부분적으로 벌키 구조가 부여된 생분해성 멀티필라멘트 가연사를 이용한 것을 특징으로 하는 생분해성 멀티필라멘트 봉합사.
제14항에 있어서, 상기 생분해성 멀티필라멘트 봉합사에 외과용 바늘이 결합되어 멸균포장된 것을 특징으로 하는 상기 생분해성 멀티필라멘트 봉합사.
제14항에 있어서, 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사에 부분적으로 150 내지 1000%의 벌키성을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 생분해성 멀티필라멘트 봉합사.
제14항에 있어서, 상기 생분해성 멀티필라멘트 가연사가 1 내지 150㎛의 기공을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 생분해성 멀티필라멘트 봉합사.