KR101075038B1

KR101075038B1 - 지지 기재와 콜라겐의 복합체, 및 지지 기재와 복합체의제조 방법

Info

Publication number: KR101075038B1
Application number: KR1020057018555A
Authority: KR
Inventors: 에이이치 기타조노; 다카노리 미요시; 히로아키 가네코; 요시히코 스미; 유카코 후쿠히라
Original assignee: 데이진 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2011-10-19
Also published as: WO2004087012A1; KR20050120687A; CA2520958C; AU2004226561A1; EP1618856B1; ATE511816T1; EP1618856A4; US8263187B2; CA2520958A1; JPWO2004087012A1; US20110140312A1; JP4598671B2; US20060216320A1; EP1618856A1

Abstract

단위 면적당 중량이 1∼50g/㎡ 인 섬유 구조체로 이루어지고, 0.5㎜∼50㎜ 의 직경을 갖는 원통체로서, 벨로스의 산과 산의 간격이 2㎜ 이하이며 또한 산과 골의 깊이가 0.01㎜∼1㎜ 인 벨로스부를 갖는 원통체를 제조하고, 그 원통체에 콜라겐을 부여하여 그 원통체와 콜라겐으로 이루어지는 복합체를 제조한다.

Description

지지 기재와 콜라겐의 복합체, 및 지지 기재와 복합체의 제조 방법{COMPOSITE OF SUPPORT SUBSTRATE AND COLLAGEN, AND PROCESS FOR PRODUCING SUPPORT SUBSTRATE AND COMPOSITE}

본 발명은 평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 지방족 폴리에스테르의 섬유로 이루어지는 섬유 구조체의 벨로스를 갖는 원통형의 지지 기재와 콜라겐으로 이루어지는 복합체, 벨로스(bellows)부를 갖는 원통형의 지지 기재, 및 그 지지 기재의 제조 방법과 그 복합체의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 크게 손상되거나 또는 상실된 생체 조직과 장기의 치료법의 하나로서, 세포의 분화, 증식능을 이용하여 원래의 생체 조직 및 장기로 재구축하는 기술인 재생 의료의 연구가 활발해지고 있다. 신경 재생도 그 하나이며, 신경 조직이 절단된 환자의 신경 결손부에 인공 재료로 이루어지는 튜브에 의해 절단된 단부 간을 가교하여, 신경 조직을 유도하는 연구가 행해지고 있다. 튜브로서는 규소, 폴리우레탄, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 그 공중합체 또는 복합체로 이루어지고, 그 내면에 콜라겐이나 라미닌을 코팅한 것이 사용되고 있다.

또한 혈관 재생에 있어서는 인공 재료 튜브로서, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에스테르, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 그 공중합체 또는 복합 체로 이루어지고, 그 내면에 젤라틴, 알부민, 콜라겐, 라미닌을 코팅한 것이 사용되고 있다.

예를 들어 일본 공개특허공보 평6-285150호에는 섬유질로 이루어지는 관형체의 관벽에 불용성 콜라겐을 압입하고, 계속해서 이것을 그대로 미건조 상태에서 화학적으로 처리한 인공 혈관에 관해 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 평7-148243호에는 유기 섬유를 3차원 직조직 또는 편조직, 또는 이들을 조합한 복합 조직으로 이루어지는 생체 적합성을 구비한 벌크형의 구조체를 기재로 하고, 그 조직 내 공극률을 바람직하게는 20∼90vol% 로 하는 임플랜트 재료에 관해서 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평8-294530호에는 다공성의 기재에 부착시킨 생체 내 흡수성 물질을, 얽힘, 열 처리 및 하전에 의한 함수성 팽윤으로 이루어지는 물리 작용의 적어도 하나의 수단에 의해 불용화되어 있는 것을 특징으로 하는 심장 혈관 수복재가 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 평8-33661호에는 합성 수지로 이루어지는 인공 혈관 기재의 내강면에, 직접, 또는 젤라틴 또는 콜라겐을 도포하여 가교제로 고정시킨 후에, 수용성 엘라스틴을 코어셀베이션 (응집) 시켜 가교제에 의해 고정시킨 인공 혈관이 기재되어 있다.

또한 일본 공개특허공보 평9-173361호에는 합성 수지로 이루어지는 인공 혈관 기재의 내강면에, 알부민을 도포하고, 가열하거나 또는 가열 후 추가로 가교제로 가교하여 구축한 알부민층 상에 수용성 엘라스틴을 코어셀베이션 (응집) 시켜 가교제에 의해 고정시킨 인공 혈관이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2003-126125호에는 통형의 다공성 인공 혈관 기재를 갖는 인공 혈관에 있어서, 상기 다공질 인공 혈관 기재의 구멍 내에 생체 작용 물질 함유 겔 용액을 함침시켜 이루어지는 인공 혈관이 기재되어 있다.

그러나, 이러한 인공 혈관의 기재로서 합성 수지를 평직 메리야스직으로 하여 관형으로 한 것, 또한 합성 수지를 섬유형으로 하여 맨드릴 상에 권취 적층하여 부직포의 관형으로 한 것, 합성 수지에 입자형의 염화나트륨 등의 수용액을 첨가하여 압출 성형에 의해서 관형으로 한 것 등이 기재되어 있지만, 모두 인공 혈관의 기재가 되는 튜브로서 신축성이 부족하고 또한 영률 (탄성률) 도 충분하지 않다.

기타, 특수한 형상을 부여함으로써 신축성을 개선하는 연구로서 일본 공개특허공보 평5-23362호에는 인공 혈관으로서 경사 및 위사로서 폴리에스테르 초극세 섬유로 이루어지는 멀티필라멘트사를 사용하여 중공직(hollow weave)함으로써 얻어진 심리스 튜브를 벨로스 가공한 인공 혈관이 나타나 있다.

또한 일본 공개특허공보 평8-71093호 섬유 재료를 원료로 한 원추형의 천으로 된 혈관 보철물에 플리트를 부여하는 연구 등이 개시되어 있다.

전술한 규소, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에스테르는 생체 흡수성이 없기 때문에 장기간 안전성의 문제, 또한 재생한 신경이나 혈관을 압박 또는 저해하는 문제가 있다. 또한, 폴리락트산, 폴리글루콜산, 폴리카프로락톤 또는 그 공중합체는 생체 흡수성은 있지만 영률 (탄성률) 및 신축성에 문제가 있어, 재생한 신경이나 혈관을 압박 또는 저해하는 문제가 있다. 요컨대 현시점 에서는 생체 흡수성, 영률 (탄성률), 신축성이 우수한 튜브는 알려져 있지 않다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 콜라겐 등의 탄성 소재와 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 또는 그 공중합체로 이루어지는 지지 기재와의 복합화를 고려해 볼 수 있지만, 종래 알려져 있는 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 또는 그 공중합체로 이루어지는 지지 기재에는 신축성이 없기 때문에, 콜라겐의 탄성이 손상되어 생체 내에서의 사용이 제한된다. 요컨대, 현시점에서 신축성이 우수한, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 또는 그 공중합체로 이루어지는 지지 기재와 그러한 지지 기재와 콜라겐의 복합체는 알려져 있지 않다.

발명의 개시

본 발명의 목적은 인공 혈관이나 신경 재생의 기재가 되는 튜브로서 신축성이 풍부하고 또한 영률 (탄성률) 도 충분한 기재를 제공하는 것이다.

더욱 상세하게는 그 튜브가 생체 흡수성을 갖는 고분자 화합물인 기재를 제공하는 것이다.

본 발명은 이하와 같다.

1. 평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 지방족 폴리에스테르의 섬유로 이루어지는 섬유 구조체의 벨로스를 갖는 원통형의 지지 기재와 콜라겐으로 이루어지는 복합체.

2. 상기 섬유 구조체가 생분해성 폴리머인 발명 1 에 기재된 복합체.

3. (삭제)

4. 상기 지방족 폴리에스테르가 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤 또는 그들의 공중합체인 발명 1 에 기재된 복합체.

5. (삭제)

6. 원통체가 단위 면적당 중량이 1∼50g/㎡ 인 섬유 구조체로 이루어지고, 막두께가 0.05㎜∼0.2㎜, 또한 0.5㎜∼50㎜ 인 직경을 갖는 원통체로서, 벨로스의 간격이 2㎜ 이하이며 또한 벨로스의 깊이가 0.1㎜∼10㎜ 인 벨로스부를 갖는 원통체인 발명 1 에 기재된 복합체.

7. 단위 면적당 중량이 1∼50g/㎡ 인 섬유 구조체로 이루어지고, 막두께가 0.05㎜∼0.2㎜, 0.5㎜∼50㎜ 인 직경을 갖는 원통체로서, 벨로스의 간격이 2㎜ 이하이며 또한 벨로스의 깊이가 0.1㎜∼10㎜ 인 벨로스부를 갖는 것을 특징으로 하는 원통체.

8. 상기 원통체가 생분해성 폴리머인 발명 7 에 기재된 원통체.

9. (삭제)

10. 상기 지방족 폴리에스테르가 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤 또는 그들의 공중합체인 발명 7 에 기재된 원통체.

11. 상기 원통체의 평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 발명 7 에 기재된 원통체.

12. 지방족 폴리에스테르를 휘발성 용매에 용해한 용액을 제조하는 단계와, 상기 용액을 정전 방사법으로 방사하는 단계, 콜렉터 상에 누적되는 섬유 구조체를 얻는 단계 및 상기 섬유 구조체를 2㎜ 이하의 간격으로 벨로스부를 갖는 원통체로 성형하는 단계를 포함하는, 단위 면적당 중량이 1∼50g/㎡ 인 섬유 구조체로 이루어지고, 벨로스의 간격이 2㎜ 이하이며 또한 벨로스의 깊이가 0.1㎜∼10㎜ 인 벨로스부를 갖는 원통체의 제조 방법.

13. 발명 12 에 기재된 방법에 의해 제조된 원통체와 콜라겐을 복합화하는, 원통체와 콜라겐으로 이루어지는 복합체의 제조 방법.

14. 발명 12 에 기재된 방법에 의해 제조된 원통체에, 콜라겐을 용매에 용해 및/또는 분산시킨 용액을 함침시킨 후, 콜라겐을 겔화 또는 가교화 또는 건조에 의한 고정화의 적어도 하나의 방법을 실시하는 원통체와 콜라겐으로 이루어지는 복합체의 제조 방법.

도 1 은 본 발명의 제조 방법 중에서, 방사액을 정전장 속에 토출하는 정전 방사법에서 사용하는 장치의 일례이다.

도 2 는 본 발명의 제조 방법 중에서, 방사액의 미세 방울을 정전장 속에 도입하는 정전 방사법에서 사용하는 장치의 일례이다.

도 3 는 본 발명의 원통체의 단면도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명에 관해서 상세히 기술한다. 또, 이들의 실시예 등 및 설명은 본 발명을 예시하는 것으로, 본 발명의 범주에 속할 수 있음은 물론이다.

본 발명에서 사용되고 있는 섬유 구조체란, 단수 또는 복수의 섬유가 적층되고, 집적되어 형성된 3차원의 구조체를 말한다. 구조체의 형태로서는 예를 들어 부직포, 직포, 편포, 메시, 실 등을 들 수 있다.

본 발명에서 사용되고 있는 복합체란 상기 섬유 구조체와 콜라겐으로 이루어지는 복합체이다.

본 발명에서 사용되고 있는 섬유 구조체는 지방족 폴리에스테르로 이루어진다.

지방족 폴리에스테르로서는 폴리락트산, 폴리글리콜산, 락트산-글리콜산 공중합체, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리에틸렌숙시네이트 및 이들의 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 중, 지방족 폴리에스테르로서는 폴리락트산, 폴리글리콜산, 락트산-글리콜산 공중합체, 폴리카프로락톤이 바람직하고, 특히 폴리락트산, 폴리카프로락톤이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 섬유 구조체는 벨로스를 갖는 원통체이다.

본 발명의 섬유 구조체는 단위 면적당 중량이 1∼50g/㎡ 이고, 1g/㎡ 이하이면 구조체를 형성할 수 없어 바람직하지 못하다. 또한, 50g/㎡ 이상이면 튜브로 성형하였을 때, 신축성을 손상시키기 때문에 바람직하지 못하다. 보다 바람직한 단위 면적당 중량은 5∼30g/㎡ 이고, 특히 바람직한 단위 면적당 중량은 5∼20g/㎡ 이다.

섬유 구조체의 막두께는 0.05∼0.2㎜ 이고, 보다 바람직하게는 0.1∼0.18㎜ 이다.

본 발명의 섬유 구조체는 0.5㎜∼50㎜ 의 직경을 갖는 원통체로서, 벨로스의 간격이 2㎜ 이하이며 또한 벨로스의 깊이가 0.1㎜∼10㎜ 인 벨로스부를 갖는 것이 고, 2㎜ 이상이면 튜브로 성형하였을 때, 신축성을 손상시키기 때문에 바람직하지 못하다. 보다 바람직한 벨로스부의 간격은 1㎜ 이하이다.

본 발명의 섬유 구조체는 평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 섬유로 형성된다. 0.05㎛ 이하이면, 그 섬유 구조체의 강도를 유지할 수 없기 때문에 바람직하지 않다. 또한 평균 섬유 직경이 50㎛ 보다 크면, 튜브로 성형하였을 때 신축성이 저감되어 탄성률을 손상시킬 가능성이 있기 때문에 바람직하지 못하다. 보다 바람직한 평균 섬유 직경은 0.2∼25㎛ 이고, 특히 바람직한 평균 섬유 직경은 0.2∼20㎛ 이다. 가장 바람직한 것은 0.3∼10㎛ 이다. 또 섬유 직경이란 섬유 단면의 직경을 나타낸다.

본 발명의 섬유 구조체의 기계 특성은 영률이 1×10²∼1×10⁷Pa, 항복 신도가 20% 이상이 바람직하다. 영률이 1×10² 이하, 2×10⁷ 이상 또는 항복 신도가 20% 이하이면, 탄성 및 신축성에 문제가 있어, 재생한 신경이나 혈관을 압박 또는 저해하는 문제가 있다.

본 발명의 섬유 구조체를 제조하는 방법으로서는 정전 방사법, 스판 본드법, 멜트 블로법, 플래시 방사법 등을 들 수 있다. 그중에서도, 정전 방사법이 바람직하다.

정전 방사법에서는 지방족 폴리에스테르를 휘발성 용매에 용해한 용액을 전극 간에서 형성된 정전장 속에 토출하고, 용액을 전극으로 향하여 예사(曳絲)하고, 형성되는 섬유형 물질을 포집함으로써 얻을 수 있다. 섬유형 물질이란 이미 용 액의 용매가 증류 제거되어, 섬유 구조체로 되어 있는 상태 뿐만 아니라, 아직 용액의 용매를 함유하고 있는 상태도 나타내고 있다. 본 발명에서 사용되는 전극은 금속, 무기물, 또는 유기물의 어느 것이더라도 도전성을 나타내기만 하면 된다. 또한, 절연물 상에 도전성을 나타내는 금속, 무기물, 또는 유기물의 박막을 갖는 것이더라도 된다. 본 발명에 있어서의 정전장은 한 쌍 또는 복수의 전극 간에서 형성되어 있고, 어느 전극에 고전압을 인가해도 된다. 이것은 예를 들어 전압치가 상이한 고전압의 전극이 2개 (예를 들어 15kV와 10kV) 와, 어스에 연결된 전극의 합계 3개의 전극을 사용하는 경우도 포함하거나, 또는 3개를 초과하는 개수의 전극을 사용하는 경우도 포함하는 것으로 한다.

본 발명에 있어서의 지방족 폴리에스테르 용액 중의 지방족 폴리에스테르의 농도는 1∼30 중량% 인 것이 바람직하다. 지방족 폴리에스테르의 농도가 1중량%보다 작으면, 농도가 지나치게 낮기 때문에 섬유 구조체를 형성하기가 어려워져 바람직하지 못하다. 또한, 30중량% 보다 크면 얻어지는 섬유 구조체의 섬유 직경이 커져 바람직하지 못하다. 보다 바람직한 지방족 폴리에스테르의 농도는 2∼20중량% 이다.

본 발명에서 용액을 형성하는 휘발성 용매란, 지방족 폴리에스테르를 용해하고 상압에서의 비점이 200℃ 이하이고, 27℃ 에서 액체인 물질이다.

구체적인 휘발성 용매로서는 예를 들어 염화메틸렌, 클로로포름, 아세톤, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 톨루엔, 테트라히드로푸란, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로판올, 물, 1,4-디옥산, 4염화탄소, 시클로헥산, 시클로헥사 논, N,N-디메틸포름아미드, 아세토니트릴 등을 들 수 있다. 이들 중, 지방족 폴리에스테르의 용해성 등으로부터, 염화메틸렌, 클로로포름, 아세톤이 특히 바람직하다.

이들의 용매는 단독으로 사용해도 되고, 복수의 용매를 조합해도 된다. 또한, 본 발명에 있어서는 본 목적을 손상시키지 않는 범위에서, 다른 용매를 병용해도 된다.

이하에, 도 1∼3 에 사용되고 있는 부호에 대해 간단하게 설명한다.

1: 용액 분출 노즐

2: 용액

3: 용액 유지조

4: 전극

5: 섬유형 물질 포집 전극

6: 고전압 발생기

7: 용액 분출 노즐

8: 용액

9: 용액 유지조

10: 전극

11: 섬유형 물질 포집 전극

12: 고전압 발생기

13: 막두께

14: 벨로스의 간격

15: 깊이

16: 직경

그 용액을 정전장 속에 토출하기 위해서는 임의의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 일례로서 도 1 을 사용하여 이하 설명한다. 용액 (2) 을 노즐에 공급함으로써, 용액을 정전장 속의 적절한 위치에 놓고, 그 노즐로부터 용액을 전계에 의해 예사하여 섬유화시킨다. 이를 위해서는 적당한 장치를 사용할 수 있고, 예를 들어 주사기의 통형의 용액 유지조 (3) 의 선단부에 적절한 수단, 예를 들어 고전압 발생기 (6) 에 의해 전압을 가한 주사 바늘형의 용액 분출 노즐 (1) 을 설치하고, 용액을 그 선단까지 안내한다. 접지한 섬유형 물질 포집 전극 (5) 으로부터 적절한 거리에 그 분출 노즐 (1) 의 선단을 배치하고, 용액 (2) 이 그 분출 노즐 (1) 의 선단에서 나올 때에 이 선단과 섬유형 물질 포집 전극 (5) 사이에서 섬유형 물질을 형성시킨다.

또한 당업자에게는 자명한 방법으로 그 용액의 미세 방울을 정전장 속에 도입할 수도 있다. 일례로서 도 2 를 사용하여 이하에 설명한다. 그 때의 유일한 요건은 액적을 정전장 속에 있어서, 섬유화가 일어날 수 있는 거리에 섬유형 물질 포집 전극 (11) 으로부터 떨어지게 하여 유지하는 것이다. 예를 들어, 노즐 (7) 을 갖는 용액 유지조 (9) 속의 용액 (8) 에 직접, 직접 섬유형 물질 포집 전극에 대항하는 전극 (10) 을 삽입해도 된다.

그 용액을 노즐로부터 정전장 속에 공급하는 경우, 수개의 노즐을 사용하여 섬유형 물질의 생산 속도를 올릴 수도 있다. 전극 간의 거리는 대전량, 노즐 치수, 방사액 유량, 방사액 농도 등에 의존하지만, 10kV 정도일 때에는 5∼20cm 의 거리가 적당하였다. 또한, 인가되는 정전기 전위는 일반적으로 3∼100kV, 바람직하게는 5∼50kV, 더욱 바람직하게는 5∼30kV 이다. 원하는 전위는 임의의 적절한 방법으로 형성하면 된다.

상기 설명은 전극이 콜렉터를 겸하는 경우이지만, 전극 간에 콜렉터가 될 수 있는 것을 설치함으로써, 전극과 별도로 콜렉터를 설치할 수 있다. 또한 콜렉터의 형상을 선택함으로써, 시트, 튜브가 얻어진다. 또한, 예를 들어 벨트형 물질을 전극 간에 설치하여 콜렉터로 함으로써, 연속적인 생산도 가능해진다.

본 발명에 있어서는 그 용액을 콜렉터로 향하여 예사하는 동안에, 조건에 따라 용매가 증발되어 섬유형 물질이 형성된다. 통상의 실온이면 콜렉터 상에 포집되기 전까지 용매는 완전히 증발되지만, 만약 용매 증발이 불충분한 경우에는 감압 조건 하에서 예사해도 된다. 또, 예사하는 온도는 용매의 증발 거동이나 방사액의 점도에 의존하지만, 통상은 0∼50℃ 이다. 그리고 섬유형 물질이 콜렉터 상에 집적되어 섬유 구조체가 제조된다.

본 발명의 섬유 구조체로 이루어지는 원통체를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 상기 정전 방사법의 콜렉터로서 경면 마무리되어 있지 않은 심봉을 사용하면, 그 원통체를 간편하게 제조할 수 있어 바람직하다. 즉, 상기 정전 방사법에 의해 심봉 상에 소정 단위 면적당 중량이 될 때까지 섬유 구조체를 형성하고, 적절한 마찰을 유지하면서 그 심봉으로부터 섬유 구조체를 떼어냄으로써, 벨 로스부를 갖는 원통체를 간편하게 얻을 수 있다.

심봉의 표면 조도는 바람직하게는 0.2-S 이상이고, 보다 바람직하게는 1.5∼400-S 이다.

이와 같이 적절한 표면 조도를 갖는 심봉으로부터 섬유 구조체를 떼어낼 때에, 섬유 구조체의 일단에만 응력을 가하는 것이 바람직하다. 섬유 구조체의 일단을 고정시켜 두고, 심봉을 그 고정단 방향으로 빼냄으로써 일단에만 응력을 가할 수 있다.

또한, 정전 방사법에 의해 심봉 상에 섬유 구조체를 형성할 때, 그 심봉을 원주 방향으로 회전시키는 것이, 균질한 원통체가 형성되기 때문에 바람직하다.

본 발명에 의해서 얻어지는 원통체는 단독으로 사용해도 되고, 취급성이나 그 밖의 요구사항에 맞춰, 다른 부재와 조합하여 사용해도 된다. 예를 들어, 그 원통체를 콜라겐 등의 탄성체에 조합함으로써, 탄성과 강도를 최적화한 부재를 제작할 수도 있다.

본 발명에서 사용하는 콜라겐은 그 유래에 의해 한정되는 것이 아니라, 포유류나 조류, 어류 등 모든 생물종의 콜라겐도 사용할 수 있다. 또한, 세균이나 곰팡이, 효모 등의 세포류가 제조하는 콜라겐도 사용할 수 있다. 생물 유래의 콜라겐이면 포유류의 것이 바람직하고, 세균이나 곰팡이, 효모 등의 세포류는 그 유전자를 조작한 재조합체에 유래하는 콜라겐이라도 된다. 콜라겐의 화학 구조도 특별히 제한되지 않고, 산가용성 콜라겐, 중성염 가용 콜라겐, 효소 가용 콜라겐, 알칼리 가용화 콜라겐 등을 사용할 수 있다. 또한 콜라겐 속의 테로펩티드 등으로 대표되는 임의의 아미노산 서열이나 콜라겐과 결합한 당질류는, 사용하는 목적에 따라 제거된 것이 좋고, 아텔로콜라겐 등은 바람직하게 사용된다.

콜라겐은 생체로부터 단리되는 경우, 그 단리 방법은 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는 산성 수용액이나 알칼리성 수용액으로 추출한 각 가용성 성분을 사용하는 것이 좋다. 추출에 의해 얻어진 콜라겐은 산성 수용액 또는 알칼리성 수용액을 그대로 사용해도 되고, 바람직하게는 투석이나 이온 교환에 의해 과잉의 저분자 이온을 제거하는 편이 좋다.

본 발명에서 섬유 구조체와 콜라겐을 복합하는 수단은 이하의 방법이 바람직하게 사용된다. 콜라겐을 적당한 용매에 용해 및/또는 분산시킨 용액을, 섬유 구조체 내부에 함침시킨 후, 이것을 겔화, 가교화, 건조에 의한 고정화의 적어도 하나의 방법에 의해서, 콜라겐의 네트워크를 형성하는 것이 바람직하다.

이 경우, 콜라겐이 용매에 녹는 경우에는 콜라겐 용액을 이용할 수 있고, 콜라겐이 용매에 녹지 않는 경우에는 분산액을 이용할 수 있다. 또한, 콜라겐의 일부는 용해 또는 팽윤되지만, 완전하게는 녹지 않는 경우에는 용해와 분산의 양방이 포함되는 경우도 본 발명에서는 이용할 수 있다.

용매로서는 물, 디메틸아세트아미드 등의 아미드계 용매, 디메틸술폭시드 등의 술폰계 용매 등 임의로 선택할 수 있지만, 이들 중에서는 물이 바람직하게 사용될 수 있다. 또한 용매 속에는 필요에 따라 염화칼슘이나 염화리튬 등의 무기염, 글리세린이나 폴리에틸렌글리콜 등의 다가 알코올, 글리세린모노스테아레이트 등의 계면 활성제를 혼합하여 사용해도 된다.

콜라겐을 섬유 구조체에 함침시키는 방법은 특별히 제한되지 않고, 상압이어도, 감압이어도, 가압이어도 된다. 원통체의 형상을 적정하게 하기 위해서, 주형을 사용해도 된다.

겔화는 콜라겐을 중성 조건 하, 가열에 의해 겔화하는 조작을 말하고, 그 pH를 조정하기 위해서 사용하는 시약은 특별히 제한되지 않는다. 가교화란, 콜라겐과 반응할 수 있는 관능기를 2개 이상 가진 화합물을 콜라겐과 반응시키는 것을 말하고, 카르보디이미드기를 갖는 것이나, 활성 에스테르를 갖는 것이 바람직하게 이용될 수 있다.

콜라겐 용액, 분산액, 반용액의 콜라겐의 농도는 0.1% 이상 10% 이하가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.2% 이상 8% 이하의 범위이다.

본 발명에서 개시하고 있는 원통체는 필요에 따라 동결 건조시켜도 된다. 동결 건조 조건은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 동결 온도 -5℃ 이하, 동결 건조시의 진공도는 100MPa 이하가 좋다.

섬유 구조체에 함침시킨 콜라겐은 목적에 따라 다공체로 해도 된다. 다공체의 제작 방법은 특별히 제한되지 않고, 동결 건조에 의한 스폰지형의 다공체도 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 유기 용제에 가물질의 입자를 콜라겐 속에 함유시켜 두고, 그 후에 유기 용제로 추출하는 방법도 이용할 수 있다. 또한, 섬유 표면에 콜라겐을 코팅함으로써, 섬유 구조체가 갖는 공간을 최대한 이용할 수도 있다.

본 발명에 의해 얻어지는 복합체는 단독으로 사용해도 되고, 취급성이나 그 밖의 요구 사항에 맞춰, 다른 부재와 조합하여 사용해도 된다. 예를 들어, 복합체 전체의 유연성을 높이기 위해서, 글리세린이나 폴리에틸렌글리콜 등의 첨가제를 함유시켜도 되고, 성장 인자나 사이토카인 등의 단백질류를 함유시켜도 된다.

이하의 실시예에 의해, 본 발명의 상세를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.

본 실시예에 사용한 폴리락트산 (Lacty9031) 은 시마즈 제작소 (주), 염화메틸렌 (특급) 은 와코쥰야쿠 공업 (주) 제를 사용하였다.

[실시예 1]

폴리락트산 1g, 염화메틸렌 8g 을 실온 (25℃) 에서 혼합하여 도프를 제작하였다. 도 2 에 나타내는 장치를 사용하여, 그 용액을 매분 60회전하는 섬유형 물질 포집 전극 (5; 직경 2㎜, 길이 200㎜, 표면 조도 70-S) 에 5분간 토출시켰다. 이 때, 포집 전극 (5) 을 원주 방향으로 150rpm 으로 회전시켰다. 분출 노즐 (1) 의 내경은 0.8㎜, 전압은 12kV, 분출 노즐 (1) 로부터 섬유형 물질 포집 전극 (5) 까지의 거리는 10cm 이었다. 섬유형 물질 포집 전극 (5) 상에 포집한 섬유 구조체의 일단을 손가락으로 눌러 고정시키고, 섬유형 물질 포집 전극 (5) 을 손가락으로 눌러 고정시킨 측으로 빼냄으로써 폴리락트산 튜브를 얻었다. 얻어진 폴리락트산 튜브는 직경 2㎜, 길이 20㎜, 단위 면적당 중량은 20g/㎡, 벨로스부의 간격은 0.5㎜, 벨로스의 깊이는 0.1㎜ 이었다. 얻어진 성형체에 대해서는 DIN53507, 53504 를 참고로, 텐실론 장치 (INSTRON) 를 사용하여 영률 및 항복 신 도를 측정하였다. 결과는 표 1 에 나타낸다.

각종 소재의 물성치
	재료	단위 면적당 중량 (g/㎡)	벨로스부의 간격 (㎜)	영률 (㎫)	항복 신도 (%)
실시예 1	폴리락트산	20	0.5	20	50
실시예 2	폴리락트산	40	0.5	35	30
비교예 1	폴리락트산	100	0.5	170	5
비교예 2	폴리락트산	20	3.0	100	10

[실시예 2]

단위 면적당 중량을 40g/㎡ 로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 처리하였다.

[실시예 3]

실시예 1 에서 얻어진 폴리락트산 튜브에 직경 2㎜ 의 막대를 재삽입하여, 내경 3㎜ 의 관에 이것을 중심에 오도록 고정시켰다. 코켄 (주) 제의 0.3% 콜라겐 수용액 (II형) 10 용량에 대하여, 260mM 중탄산나트륨, HEPES 200mM 및 수산화 나트륨 50mM 을 함유하는 완충액 1.5 용량을 빙랭 하에서 혼합하고, 폴리락트산 튜브가 고정된 용기 내에 넣었다. 외부 분위기를 감압으로 하고, 상압으로 되돌리는 조작을 3회 반복한 후, 이것을 37℃ 로 보온하여 겔화시켰다. 겔화 후, 직경 2㎜ 의 막대를 제거하여, 동결 건조시킴으로써, 콜라겐 원통체를 얻었다.

얻어진 성형체에 관해서는 DIN53507, 53504 를 참고로, 텐실론 장치 (INSTRON) 를 사용하여 항복 신도를 측정한 결과, 항복 신도는 38% 이었다.

[비교예 1]

단위 면적당 중량을 100g/㎡ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 처리하였다.

[비교예 2]

섬유형 물질 포집 전극 (5; 직경 2㎜, 길이 200㎜, 표면 경면 마무리 (표면 조도 0.1-S 이하)) 를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 조작하였다. 얻어진 폴리락트산 튜브는 단위 면적당 중량을 20g/㎡ 로 하고, 벨로스부의 간격이 3.0㎜ 인 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 처리하였다.

[비교예 3]

폴리락트산 0.5g, 염화메틸렌 10g 을 실온에서 혼합하여 도프를 얻었다. 이것을 노즐 직경 0.2㎜ 의 스프레이 건 HG-S형 (타미야 모형 제) 에 충전하고, 0.08MPa 의 압공을 사용하여, 회전하고 있는 직경 2㎜φ 의 막대에 내뿜었다. 막대의 표면에 생긴 섬유 구조물을 빼낸 바, 단위 면적당 중량이 50g/㎡, 막압이 0.3㎜ 이고 벨로스가 없는 섬유 구조체이었다. 이것에 실시예 3 과 같이 콜라겐을 복합화시켜 항복 신도를 측정한 결과, 신도는 8% 이었다.

본 발명에 의해서, 신축성이 우수한 콜라겐과 섬유의 복합 구조체를 얻을 수 있다. 이 콜라겐 복합체는 인공 혈관 등의 혈관 대체 재료나, 신경이나 요관의 재생에 이용할 수 있다. 또한, 시험관 내에서의 세포 배양 담체나, 세포 평가용 실험 재료로서도 이용할 수 있다.

Claims

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평균 섬유 직경이 0.3∼10㎛, 단위 면적당 중량이 1∼50g/㎡ 인 지방족 폴리에스테르로 이루어지는 섬유 구조체로 이루어지고, 막두께가 0.05㎜∼0.2㎜, 직경이 0.5㎜∼50㎜ 인 원통체이고, 벨로스의 간격이 2㎜ 이하이며 또한 벨로스의 깊이가 0.1㎜∼10㎜ 인 벨로스부를 갖는 원통체의 제조방법으로서,

지방족 폴리에스테르를 휘발성 용매에 용해한 용액을 제조하는 단계와, 상기 용액을 정전 방사법으로 방사하는 단계, 콜렉터 상에 누적되는 섬유 구조체를 얻는 단계 및 표면 조도가 1.5∼400-S 인 콜렉터 상에 집적한 섬유 구조체의 일단으로부터 타단을 향하여 힘을 가하는 것으로 상기 섬유 구조체를 2㎜ 이하의 간격의 벨로스부를 갖는 원통체로 성형하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
제 12 항에 기재된 방법에 의해 제조된 원통체와 콜라겐을 복합화하는, 원통체와 콜라겐으로 이루어지는 복합체의 제조 방법.
제 12 항에 기재된 방법에 의해 제조된 원통체에, 콜라겐을 용매에 용해, 분산, 또는 용해 및 분산시킨 용액을 함침시킨 후, 콜라겐을 겔화 또는 가교화 또는 건조에 의한 고정화의 적어도 하나의 방법을 실시하는 원통체와 콜라겐으로 이루어지는 복합체의 제조 방법.