KR101182736B1 - Core-shell type nano fibrous Scaffolds and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생체적합 소수성 합성 고분자의 쉘 및 생체적합성 천연 고분자 및 약물이 혼합된 코어로 이루어진 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 나노섬유 지지체는 코어 내 약물이 담지되어 있어 상처 부위나 수술 부위에 이를 직접 부착시키면 일정기간 동안 지속적으로 약물이 방출되어 수시로 약물을 투여할 필요 없는 장점이 있다.The present invention relates to a core-shell-type nanofiber support and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a core-shell-type nanofiber composed of a shell of a biocompatible hydrophobic synthetic polymer and a core mixed with a biocompatible natural polymer and a drug. It relates to a support and a method for producing the same. Therefore, the nanofiber support according to the present invention is supported by the drug in the core is directly attached to the wound or surgical site has the advantage that the drug is continuously released for a certain period of time do not need to administer the drug from time to time.

Description

코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체 및 이의 제조방법{Core-shell type nano fibrous Scaffolds and manufacturing method thereof}Core-shell type nanofiber scaffolds and manufacturing method thereof {Core-shell type nano fibrous Scaffolds and manufacturing method}

본 발명은 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanofiber support in the form of a core-shell and a method for producing the same.

나노섬유는 넓은 표면적과 높은 다공도를 가지고 있다[S. R. Bhattarai et al., Biomaterials 25 (2004) 2595-2602]. 나노섬유는 그 직경이 작을수록 부피 대비 면적 비율이 상당히 넓다. 넓은 표면적은 습윤 상태를 충분히 조성할 뿐만 아니라 그 구조는 세포외기질의 구조와 유사한 삼차원적인 구조를 가지고 있기 때문에 상처부위에 약물 방출이 용이하고 상처 재생에 효과적이다[W. J. Li et al., Biomaterials 26 (2005) 599-609]. Nanofibers have a large surface area and high porosity [S. R. Bhattarai et al., Biomaterials 25 (2004) 2595-2602. The smaller the diameter of the nanofiber, the larger the ratio of area to volume. The large surface area not only creates a sufficient wet state but also has a three-dimensional structure similar to that of the extracellular matrix, which facilitates drug release and is effective for wound regeneration [W. J. Li et al., Biomaterials 26 (2005) 599-609].

상기 생체적합하고 생분해성을 가지는 고분자는 천연고분자 또는 합성고분자를 모두 사용할 수 있으며, 예를 들어 콜라겐, 젤라틴, 알지네이트, 히알루론산, 또는 키토산 등의 천연고분자나 폴리에틸렌글리콜, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리(D,L-락트산-co-글리콜산)의 폴리에스테르, 폴리(카프로락톤), 또는 폴리(하이드록시부티레이트) 등의 합성고분자를 사용할 수 있으며, 단독 혹은 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 고분자를 이용하여 나노 섬유를 제조할 수 있다. 한편, 나노섬유를 제조하는 방법에는 자기결합방법(self-assembly), 상분리방법(phase separation), 그리고 전기방사법(electrospninning)이 있다 [L.A. Smith et al., Colloids and surfaces B: Biointerfaces 39 (2004) 125-131]. The biocompatible and biodegradable polymer can be used both natural and synthetic polymers, for example, natural polymers such as collagen, gelatin, alginate, hyaluronic acid, or chitosan, polyethylene glycol, polylactic acid, polyglycolic acid, Synthetic polymers, such as polyester of poly (D, L-lactic-co-glycolic acid), poly (caprolactone), or poly (hydroxybutyrate), can be used, and can be used individually or in mixture of 2 or more types. Nanofibers can be prepared using the polymer. On the other hand, methods for producing nanofibers include self-assembly, phase separation, and electrospninning [L.A. Smith et al., Colloids and surfaces B: Biointerfaces 39 (2004) 125-131].

전기방사법으로 제조된 나노섬유는 고분자 용액 또는 용해물의 점탄성을 가진 사출물(jets)의 단축(uniaxial) 연장에 의한 전기방사로부터 형성된다. 상기 절차는 용액의 표면으로부터 수집기의 표면으로 하나 또는 그 이상의 전기적으로 충전된 고분자 용액의 사출물(jets)을 생성하기 위하여 전기장을 이용한다. 고분자 용액(또는 용해물)에 고전압이 걸리면, 상기 용액의 충전된 사출물이 고정된 수집기 방향으로 끌어당겨진다. 상기 사출물은 코일의 내부방향으로 늘어나고 휘어지며, 이것은 접지된 수집기 위의 침전물이 나노미터 범위 내의 직경을 갖는 나노섬유의 형태를 하기 위하여 용매가 증발함에 따라 응고된다[J.Appl. Phys, 87, 4531, 2000, J. Appl. Phys, 89, 3018, 2001]. 이렇게 제조된 나노섬유는 약물 전달 시스템이나 조직공학 분야에 이용할 수 있으며, 의류분야, 전기화학분야, 환경 분야 등 여러 분야에 적용 가능하다. Nanofibers produced by electrospinning are formed from electrospinning by uniaxial extension of viscoelastic jets of polymer solutions or melts. The procedure uses an electric field to produce jets of one or more electrically charged polymer solutions from the surface of the solution to the surface of the collector. When a high voltage is applied to the polymer solution (or lysate), the filled injection of the solution is pulled toward the fixed collector. The injection stretches and flexes inwardly of the coil, which solidifies as the solvent evaporates to form a nanofiber whose precipitate on the grounded collector has a diameter within the nanometer range [J. Appl. Phys, 87, 4531, 2000, J. Appl. Phys, 89, 3018, 2001]. The nanofibers thus manufactured can be used in drug delivery systems or tissue engineering, and can be applied to various fields such as clothing, electrochemical, and environmental.

상기 나노섬유의 용도는 약물 전달 시스템에서도 이용될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,648,506호에는 활성제가 수용성 고분자와 결합하여 가용성 약물 전달의 형태를 제시하고 있는데, 상기 수용성 고분자는 특정 안과 치료 적용에서 염증성 합병증을 유도할 수 있다는 문제가 제기되고 있다. The use of the nanofibers can also be used in drug delivery systems. For example, US Pat. No. 5,648,506 proposes a form of soluble drug delivery in which the active agent is combined with a water soluble polymer, which raises the problem that the water soluble polymer may induce inflammatory complications in certain ophthalmic therapeutic applications.

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 생체적합 소수성 합성 고분자를 쉘로, 생체적합성 천연 고분자와 약물을 코어로서 사용하며, 이를 이중 노즐 전기방사법을 통해 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체를 제조하였다. 이 섬유는 환자가 약물을 경구 투여하거나 별도의 투약 없이 코어 부분에 약물이 함유된 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체를 이용하여 지속적으로 약물을 전달하고 일정 기간 이후 약물이 다 빠져 나오게 되어 치료가 가능한 이점이 있다.In order to solve the above problems, the present inventors use a biocompatible hydrophobic synthetic polymer as a shell, a biocompatible natural polymer and a drug as a core, and fabricate a core-shell nanofiber support through a double nozzle electrospinning method. This fiber can be treated by continuous delivery of the drug using a core-shell-type nanofibrous support containing the drug in the core part without oral administration or additional administration of the drug, and treatment after the drug is released. There is an advantage.

따라서, 본 발명은 경구 투여하지 않고, 일정량의 약물이 지속적으로 방출되어 상처나 수술 부위에 직접 전달될 수 있는 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a core-shell nanofiber support in which a certain amount of drug is continuously released and delivered directly to a wound or surgical site without oral administration.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 생체적합성 천연 고분자와 약물이 혼합된 코어; 및 생체적합 소수성 합성 고분자의 쉘로 이루어진 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체를 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a biocompatible natural polymer and a drug mixture core; And a core-shell nanofiber support composed of a shell of a biocompatible hydrophobic synthetic polymer.

또한, 본 발명은 In addition,

생체적합 소수성 합성 고분자와 휘발성 용매를 혼합하여 쉘 고분자 용액을 제조하는 단계;Preparing a shell polymer solution by mixing a biocompatible hydrophobic synthetic polymer and a volatile solvent;

약물, 생체적합성 천연 고분자 및 휘발성 용매를 혼합하여 코어 고분자 용액을 제조하는 단계; 및Preparing a core polymer solution by mixing a drug, a biocompatible natural polymer, and a volatile solvent; And

상기 쉘 고분자 용액과 코어 고분자 용액을 각각 이중 노즐 전기방사 장치에 주입시켜 전기방사를 실시하고 진공상태 하에서 잔류 용매를 제거하여 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체를 제조하는 단계Preparing a core-shell-type nanofiber support by injecting the shell polymer solution and the core polymer solution into a double nozzle electrospinning apparatus to perform electrospinning and removing residual solvent under vacuum;

를 포함하는 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 제조방법을 또 다른 특징으로 한다.It is another feature of the method for producing a core-shell-type nanofiber support comprising a.

본 발명에 따른 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체는 상처나 수술 부위에 직접 부착하여 일정량의 약물을 지속적으로 서서히 방출시킴으로써 약물을 수시로 투여할 필요 없는 장점이 있다.Core-shell-type nanofiber support according to the present invention has the advantage that do not need to administer the drug from time to time by directly releasing a certain amount of drug by attaching directly to the wound or surgical site.

도 1은 이중 노즐 전기방사 공정의 모식도이다.
도 2는 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 적용의 일 예이다.
도 3은 실시예 1에서 제조된 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 주사전자 현미경 사진이다.
도 4은 PCL의 나노섬유(a) 및 실시예 1에서 제조된 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체(b)의 약물 방출 거동 그래프이다.
1 is a schematic diagram of a double nozzle electrospinning process.
2 is an example of application of a nanofiber support in the form of a core-shell.
FIG. 3 is a scanning electron micrograph of a core-shell type nanofiber support prepared in Example 1. FIG.
Figure 4 is a graph of drug release behavior of the nanofibers (a) of the PCL and the nanofiber support (b) of the core-shell form prepared in Example 1.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 생체적합 소수성 합성 고분자의 쉘 및 생체적합성 천연 고분자 및 약물이 혼합된 코어로 이루어진 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a core-shell-type nanofiber support composed of a shell of a biocompatible hydrophobic synthetic polymer and a core mixed with a biocompatible natural polymer and a drug, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 쉘 내 고분자는 코어 내 약물이 방출 시 초기 방출을 막기 위해 소수성 고분자를 사용한다. 따라서, 상기 생체적합 소수성 합성 고분자로는 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리글리콜산 및 폴리락트산-글리콜산 공중합체 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이 바람직하다. 또한, 상기 생체적합성 천연 고분자로는 알지네이트, 키토산, 콜라겐 및 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이 바람직하다. The polymer in the shell of the present invention uses a hydrophobic polymer to prevent initial release when the drug in the core is released. Therefore, the biocompatible hydrophobic synthetic polymer is preferably at least one selected from the group consisting of polycaprolactone, polylactic acid, polyglycolic acid, and polylactic acid-glycolic acid copolymer gelatin. In addition, the biocompatible natural polymer is preferably at least one selected from the group consisting of alginate, chitosan, collagen and gelatin.

본 발명에 따른 나노섬유 지지체는 상처 부위나 수술 부위에 염증 등이 생기지 않도록 항생제와 같은 약물을 함유시키는 것이 바람직하며, 보다 바람직하기로는 수용성 항생제가 비강의 염증의 형성을 막아주는 항생제의 종류가 적합하다. 상기 수용성 항생제로는 구체적으로 레보플록사신(levofloxacin), 세프라딘cephradine), 세파만돌 (cefamandole), 세프로질(cefprozil), 세포티암(Cefotiam), 및 세파클러 (Cefaclor) 등의 세파계 항생제를 들 수 있다. 본 발명에 따른 나노섬유 지지체는 50 내지 1000 nm, 바람직하게는 100 ~ 500 nm의 나노섬유 직경을 가지며, 0.1 내지 15 MPa의 인장강도를 가지므로 기존 PCL 보다 잘 접히거나 찢어져 원하는 용량의 지지체를 용이하게 취하여 상처 또는 수술부위에 직접 부착시킬 수 있다.The nanofiber support according to the present invention preferably contains a drug such as an antibiotic so as not to cause inflammation in the wound or surgical site, and more preferably, a type of antibiotic in which the water-soluble antibiotic prevents the formation of inflammation of the nasal cavity. Do. Specific examples of the water-soluble antibiotics include cephatic antibiotics such as levofloxacin, cepradine cephradine, cefamandole, ceprozilil, ceforozil, cephatiam, and cephacller. Can be. The nanofiber support according to the present invention has a nanofiber diameter of 50 to 1000 nm, preferably 100 to 500 nm, and has a tensile strength of 0.1 to 15 MPa so that the nanofiber support is more easily folded or torn than conventional PCL to facilitate a support of a desired capacity. Can be attached directly to the wound or surgical site.

또한, 이러한 나노섬유 지지체는 나노섬유 내 함유된 약물이 일정량 1 ~ 21일 지속적으로 방출되므로 수시로 투여할 필요 없는 장점을 가진다.In addition, such a nanofiber support has the advantage that do not need to be administered from time to time because the drug contained in the nanofibers is continuously released in a certain amount 1 ~ 21 days.

이와 같은 본 발명의 코어-쉘 나노섬유 지지체를 제조하는 방법은 다음과 같다.Such a method of manufacturing the core-shell nanofiber support of the present invention is as follows.

먼저, 생체적합 소수성 합성 고분자와 휘발성 용매를 혼합하여 쉘 고분자 용액을 제조하고, 별도로 약물과 생체적합성 천연 고분자를 휘발성 용매에 혼합시켜 코어 고분자 용액을 제조한다. First, a shell polymer solution is prepared by mixing a biocompatible hydrophobic synthetic polymer and a volatile solvent, and separately, a drug and a biocompatible natural polymer are mixed with a volatile solvent to prepare a core polymer solution.

상기 쉘 고분자 용액 내 생체적합성 고분자는 전체 쉘 고분자 용액 100 중량부에 대하여 10 ~ 20 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 이 범위를 벗어나면 나노섬유 지지체를 구성하는 섬유의 형태를 유지하기 어렵거나 전기방사가 되지 않는 등의 제조상의 문제가 있다.The biocompatible polymer in the shell polymer solution is preferably used in an amount of 10 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total shell polymer solution, and if it is out of this range, it is difficult to maintain the shape of the fibers constituting the nanofiber support or electrospinning. There is a manufacturing problem such as not being.

상기 휘발성 용매는 TFE(tetrafluroethylene), 아세톤(acetone), TFA(trifluoroacetate), HFIP(hexafluoroisopropanol), MC(methylene chloride), 클로로포름(chloroform), DMSO(dimethylsulfoxide), DMF(dimethylformamide), THF(tetrahydrofuran), 아세트산(acetic acid) 및 포름산(formic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것으로서, 생체적합성 고분자를 용해시킬 수 있는 것이 바람직하다.The volatile solvent is tetrafluroethylene (TFE), acetone (acetone), trifluoroacetate (TFA), hexafluoroisopropanol (HFIP), methylene chloride (MC), chloroform (chloroform), dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), tetrahydrofuran (THF), As one or more selected from the group consisting of acetic acid and formic acid, it is preferable that the biocompatible polymer can be dissolved.

상기 코어 고분자 용액 내 생체적합성 고분자는 전체 코어 고분자 용액 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 5 중량부 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나면 약물의 지속적인 방출이 되지 않는 문제가 있다. 또한, 상기 코어 고분자 용액 내 약물은 전체 코어 고분자 용액 100 중량부에 대하여 1 ~ 30 중량부 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5 ~ 20 중량부 사용하는 것이 좋다. 약물을 너무 적게 사용할 경우에는 약효가 발휘되지 못하고, 너무 많이 사용할 경우에는 약물 방출 시 초기 버스트(initial burst)의 문제가 있다.The biocompatible polymer in the core polymer solution is preferably used in an amount of 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total core polymer solution. Outside the above range there is a problem that the continuous release of the drug is not. In addition, the drug in the core polymer solution is preferably used 1 to 30 parts by weight, and more preferably 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total core polymer solution. If too little drug is used, the drug is not exerted. If too much drug is used, there is a problem of initial burst upon drug release.

상기 쉘 고분자 용액과 코어 고분자 용액을 각각 이중 노즐 전기방사 장치에 주입시켜 전기방사를 실시하고 진공상태 하에서 잔류 용매를 제거하여 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체를 제조한다.The shell polymer solution and the core polymer solution are respectively injected into a double nozzle electrospinning apparatus to perform electrospinning, and residual solvent is removed under vacuum to prepare a core-shell nanofiber support.

이때, 전기방사는 5 내지 25 kV의 전압, 0.01 내지 0.5 ㎖/h 의 방사속도(바람직하게는 0.1 내지 0.5 ㎖/h의 쉘 고분자 용액 방사속도와 0.001 내지 0.001 ㎖/m의 코어 고분자 용액 방사속도), 0.05 내지 0.5 ㎖ 의 방사량(바람직하게는 0.1 내지 0.5 ㎖의 쉘 고분자 용액 방사량과 0.05 내지 0.1 ㎖의 코어 고분자 용액 방사량), 1 내지 20 cm의 방사거리 등의 조건 하에서 실시한다. 또한, 고분자 용액 주입을 위한 상기 이중노즐 전기방사 장치 노즐의 니들 크기는 15 내지 32 게이지가 바람직하며, 쉘 고분자 용액 주입 니들 크기는 15 내지 22 게이지가, 코어 고분자 용액 주입 니들 크기는 23 내지 32 게이지가 더욱 바람직하다. At this time, the electrospinning voltage of 5 to 25 kV, spinning rate of 0.01 to 0.5 ml / h (preferably shell polymer solution spinning rate of 0.1 to 0.5 ml / h and core polymer solution spinning rate of 0.001 to 0.001 ml / m ), 0.05 to 0.5 ml of spinning amount (preferably 0.1 to 0.5 ml of shell polymer solution spinning and 0.05 to 0.1 ml of core polymer spinning), and 1 to 20 cm spinning distance. In addition, the needle size of the double nozzle electrospinning device nozzle for polymer solution injection is preferably 15 to 32 gauge, the shell polymer solution injection needle size is 15 to 22 gauge, the core polymer solution injection needle size is 23 to 32 gauge More preferred.

방사가 끝난 코어-쉘 나노 섬유 지지체는 진공 상태에서 넣은 후 30 내지 60시간 동안 잔류 고분자 용매를 제거한다. The spin-finished core-shell nanofiber support is removed from the residual polymer solvent for 30 to 60 hours after being put in a vacuum.

이렇게 제조된 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체는 상처 또는 수술 부위에 부착하여 사용한다.The prepared core-shell nanofiber support is used to attach to the wound or surgical site.

따라서, 본 발명은 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체를 경피 투여제로서 사용할 수 있고, 특히 비강 내 사용하여 상처 부위나 이비인후과 수술 부위에 부착 사용함으로써 수시로 경구 투여해야 하는 번거로움 없이 일정기간 지속적으로 약효를 유지할 수 있다.
Accordingly, the present invention can be used as a transdermal administration of the nano-fiber support in the form of a core-shell, and in particular, it is used continuously in a nasal cavity for a certain period of time without the hassle of oral administration from time to time by attaching to a wound site or an otolaryngology surgical site. Can be maintained.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. It should be noted, however, that the following examples are illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

실시예Example 1 : 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 제조 1: Preparation of core-shell type nanofiber support

쉘 고분자 용액 제조Shell Polymer Solution Preparation

쉘 용액으로서 TFE와 포름산을 4:1 중량비로 혼합하여 사용하며, 1.6 g의 PCL과 8.4 g의 TFE와 포름산 혼합액 상온(25 ℃)에서 교반시켜 쉘 고분자 용액을 제조하였다.As a shell solution, TFE and formic acid were mixed at a weight ratio of 4: 1, and 1.6 g of PCL and 8.4 g of TFE and formic acid were mixed at room temperature (25 ° C.) to prepare a shell polymer solution.

코어 고분자 용액 제조Core Polymer Solution Manufacturing

0.0125 g의 키토산과 4.4875 g의 0.2 M 아세트산, 그리고 0.054 g의 레보폴록사신을 바이알에 넣고 상온(25 ℃)에서 교반시켜 코어 고분자 용액을 제조하였다. A core polymer solution was prepared by adding 0.0125 g of chitosan, 4.4875 g of 0.2 M acetic acid, and 0.054 g of levopoloxaine into a vial and stirring at room temperature (25 ° C.).

나노섬유 지지체 제조Nanofiber Support

상기에서 제조한 쉘 고분자 용액 8 ㎖과 코어 고분자 용액 4.5 ㎖을 각각 이중 노즐 전기방사 장치[도 1 참조]에 주입하였다. 8 ml of the prepared shell polymer solution and 4.5 ml of the core polymer solution were respectively injected into a double nozzle electrospinning apparatus (see FIG. 1).

이때, 전기 방사는 16 kV의 전압과 0.4 ㎖/h의 쉘 고분자 용액 방사 속도, 0.12 ㎖/h의 코어 고분자 용액 방사 속도, 0.3 ㎖의 쉘 고분자 용액 방사량, 0.09 ㎖의 코어 고분자 용액 방사량, 10 cm의 방사 거리, 18게이지의 쉘 고분자 용액 주입 니들 크기와 27게이지의 코어 고분자 용액 주입 니들 크기의 조건 하에서 1시간 40분 동안 실시하였다.At this time, the electrospinning voltage is 16 kV and the shell polymer solution spinning rate of 0.4 ml / h, the core polymer solution spinning rate of 0.12 ml / h, the shell polymer solution spinning amount of 0.3 ml, the core polymer solution spinning amount of 0.09 ml, 10 cm Was carried out for 1 hour and 40 minutes under the conditions of the spinning distance of 18 gauge shell polymer solution injection needle size and 27 gauge core polymer solution injection needle size.

그런 다음, 진공 상태에서 48시간 동안 방치하여 잔류 용매를 제거하여 쉘-코어 형태의 나노섬유 지지체를 제조하였다.
Then, the remaining solvent was removed by standing in a vacuum for 48 hours to prepare a nano-fiber support in the form of a shell-core.

실험예Experimental Example 1 : 나노섬유 구조 확인 1: check the nanofiber structure

상기 실시예 1에 제조한 나노섬유 지지체를 주사전자현미경(SEM, TEM)으로 나노섬유의 직경과 코어-쉘 구조를 확인하였다. The diameter of the nanofibers and the core-shell structure of the nanofiber support prepared in Example 1 were confirmed by scanning electron microscope (SEM, TEM).

도 3에 나타낸 바와 같이, 코어-쉘 구조를 확인할 수 있었으며, 나노섬유의 직경은 약 200 nm로 확인되었다.
As shown in FIG. 3, the core-shell structure was confirmed, and the diameter of the nanofibers was found to be about 200 nm.

실험예Experimental Example 2 2

상기 실시예 1에 제조한 나노섬유 지지체를 UTM(universal testing machine)을 이용하여 인장강도와 탄성능을 측정하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.Tensile strength and elasticity of the nanofiber support prepared in Example 1 were measured using a universal testing machine (UTM), and the results are shown in Table 1.

[표 1][Table 1]

Figure 112010010204697-pat00001
Figure 112010010204697-pat00001

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 나노섬유 지지체는 기존의 PCL 보다 인장 강도와 탄성계수를 현저히 낮춰 원하는 용량에 따라 임의로 일정 면적을 접거나 찢어서 상처 또는 수술 부위에 부착 가능하다[도 2 참조].
As shown in Table 1, the nanofiber support of Example 1 is significantly lower than the conventional PCL tensile strength and modulus of elasticity can be attached to the wound or surgical site by folding or tearing a certain area arbitrarily according to the desired capacity [Fig. Reference].

실험예Experimental Example 3 3

상기 실시예 1에서 제조한 항생제를 함유한 나노섬유를 이용하여 약물 방출 거동을 확인하였다. The drug release behavior was confirmed using the nanofibers containing the antibiotic prepared in Example 1.

상기 항생제를 함유하고 있는 나노 섬유를 37 ℃ 수욕상에서 인산 완충 용액(pH 7.4 PBS)에 넣은 후 약물 거동을 측정하였다. The nanofibers containing the antibiotics were placed in a phosphate buffer solution (pH 7.4 PBS) in a 37 ℃ water bath and drug behavior was measured.

약물 방출 시간은 1시간, 3시간, 6시간, 12시간, 24시간, 48시간, 96시간, 168시간, 240시간 그리고 336시간으로 하여 UV-분광광도계로 나노섬유에서 방출되는 약물의 농도 및 흡광도를 331.20 nm의 파장에서 측정하였다. The drug release time is 1 hour, 3 hours, 6 hours, 12 hours, 24 hours, 48 hours, 96 hours, 168 hours, 240 hours and 336 hours, and the concentration and absorbance of the drug released from the nanofibers with a UV-spectrophotometer. Was measured at a wavelength of 331.20 nm.

도 4의 (a)는 단일 노즐 전기방사법으로 제조된 PCL 나노섬유를 나타낸 것이고, (b)는 실시예 1의 나노섬유를 나타낸 것으로, 초기 약물 방출 거동이 실시예 1의 나노섬유에서 제어되고 약물 방출 거동이 지속적으로 나타나는 것을 확인하였다.Figure 4 (a) shows a PCL nanofiber prepared by a single nozzle electrospinning method, (b) shows a nanofiber of Example 1, the initial drug release behavior is controlled in the nanofiber of Example 1 drug It was confirmed that the release behavior continued to appear.

Claims (18)

알지네이트, 키토산, 콜라겐 및 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 생체적합성 천연 고분자와 약물이 혼합된 코어; 및
생체 적합 소수성 합성 고분자인 폴리카프로락톤의 쉘
로 이루어진 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체.
A core mixed with at least one biocompatible natural polymer and a drug selected from the group consisting of alginate, chitosan, collagen and gelatin; And
Shell of polycaprolactone, a biocompatible hydrophobic synthetic polymer
Nanofibrous support in the form of core-shell for intranasal wound or surgical site attachment.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 약물은 항생제인 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체.
The nanofibrous support according to claim 1, wherein the drug is an antibiotic for intranasal wound or surgical site attachment.
제1항에 있어서, 상기 약물은 수용성 항생제인 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체.
The nanofiber support according to claim 1, wherein the drug is a water-soluble antibiotic in the form of a core-shell for intranasal wound or surgical site attachment.
제5항에 있어서, 상기 수용성 항생제는 레보플록사신(levofloxacin), 세프라딘(cephradine), 세파만돌(cefamandole), 세프로질(cefprozil), 세포티암(Cefotiam) 및 세파클러(Cefaclor)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체.
The method of claim 5, wherein the water-soluble antibiotics in the group consisting of levofloxacin, cepradine (cephradine), cefamandole (cefamandole), cefprozil, Cefotiam (Cefotiam) and Cefaclor (Cefaclor) At least one selected nanofibrous support in the form of a core-shell for intranasal wound or surgical site attachment.
제1항에 있어서, 상기 나노섬유의 직경이 50 내지 1000 nm인 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체.
The nanofibrous support of claim 1, wherein the nanofibers have a diameter of 50 to 1000 nm.
제1항에 있어서, 상기 나노섬유의 인장강도는 0.1 내지 15 MPa인 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체.
The nanofiber support according to claim 1, wherein the tensile strength of the nanofibers is 0.1 to 15 MPa.
제1항에 있어서, 상기 나노섬유는 약물이 1 ~ 21일 방출되는 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체.
The nanofiber support according to claim 1, wherein the nanofibers are in the form of a core-shell for attachment to an intranasal wound or surgical site where the drug is released for 1 to 21 days.
생체적합 소수성 합성 고분자인 폴리카프로락톤과 휘발성 용매를 혼합하여 쉘 고분자 용액을 제조하는 단계;
약물, 알지네이트, 키토산, 콜라겐 및 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 생체적합성 천연 고분자 및 휘발성 용매를 혼합하여 코어 고분자 용액을 제조하는 단계; 및
상기 쉘 고분자 용액과 코어 고분자 용액을 각각 이중 노즐 전기방사 장치에 주입시켜 전기방사를 실시하고 진공상태 하에서 잔류 용매를 제거하여 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체를 제조하는 단계
를 포함하는 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 제조방법.
Preparing a shell polymer solution by mixing polycaprolactone, which is a biocompatible hydrophobic synthetic polymer, and a volatile solvent;
Preparing a core polymer solution by mixing one or more biocompatible natural polymers and volatile solvents selected from the group consisting of drugs, alginates, chitosan, collagen and gelatin; And
Preparing a core-shell-type nanofiber support by injecting the shell polymer solution and the core polymer solution into a double nozzle electrospinning apparatus to perform electrospinning and removing residual solvent under vacuum;
Method for producing a nano-fiber support in the form of a core-shell for nasal wound or surgical site attachment comprising a.
제10항에 있어서, 상기 쉘 고분자 용액 내 생체적합 소수성 합성 고분자는 전체 쉘 고분자 용액 100 중량부에 대하여 10 ~ 20 중량부인 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 제조방법.
The method of claim 10, wherein the biocompatible hydrophobic synthetic polymer in the shell polymer solution is 10 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total shell polymer solution. .
제10항에 있어서, 상기 휘발성 용매는 TFE(tetrafluroethylene), 아세톤(acetone), TFA(trifluoroacetate), HFIP(hexafluoroisopropanol), MC(methylene chloride), 클로로포름(chloroform), DMSO(dimethylsulfoxide), DMF(dimethylformamide), THF(tetrahydrofuran), 아세트산(acetic acid) 및 포름산(formic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로, 고분자를 용해시키는 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 제조방법.
The method of claim 10, wherein the volatile solvent is tetrafluroethylene (TFE), acetone (acetone), trifluoroacetate (TFA), hexafluoroisopropanol (HFIP), methylene chloride (MC), chloroform (dimethylform), dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF) , THF (tetrahydrofuran), acetic acid (acetic acid) and formic acid (formic acid), at least one selected from the group, the method for producing a core-shell type nanofiber support for intranasal wound site or surgical site dissolving the polymer.
제10항에 있어서, 상기 코어 고분자 용액 내 생체적합성 쳔연 고분자는 전체 코어 고분자 용액 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 5 중량부인 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 제조방법.
The method of claim 10, wherein the biocompatible natural polymer in the core polymer solution is 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total core polymer solution.
제10항에 있어서, 상기 코어 고분자 용액 내 약물은 전체 코어 고분자 용액 100 중량부에 대하여 1 ~ 30 중량부인 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 제조방법.
The method of claim 10, wherein the drug in the core polymer solution is 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the total core polymer solution.
제10항에 있어서, 상기 전기방사는 5 내지 25 kV의 전압으로 실시하는 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 제조방법.
The method of claim 10, wherein the electrospinning is performed at a voltage of 5 to 25 kV.
제10항에 있어서, 상기 전기방사는 0.01 내지 0.5 ㎖/h의 방사속도로 실시하는 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 제조방법.
The method of claim 10, wherein the electrospinning is performed in the form of a core-shell type nanofiber support for attachment to an intranasal wound or a surgical site, which is performed at a spinning rate of 0.01 to 0.5 ml / h.
제10항에 있어서, 상기 전기방사는 1 내지 20 cm의 방사거리로 실시하는 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체의 제조방법.
The method of claim 10, wherein the electrospinning is performed in the nasal wound or surgical site attachment core-shell-type nanofiber support for a spin distance of 1 to 20 cm.
제1항의 코어-쉘 형태의 나노섬유 지지체를 사용하는 비강 내 상처 부위 또는 수술 부위 부착용 경피 투여제.A transdermal agent for attachment to an intranasal wound or surgical site using the core-shell nanofiber support of claim 1.
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KR101629563B1 (en) * 2014-09-25 2016-06-13 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 Therapeutic foam scaffolds incorporating biopolymer-shelled mesoporous nanospheres with growth factors
KR101685295B1 (en) * 2015-07-02 2016-12-12 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 Multiple-drug loaded scaffold and use thereof
KR102059998B1 (en) * 2017-10-30 2019-12-27 인하대학교 산학협력단 Stent coated core-shell nanofiber for eluting doxycyclin
KR102088663B1 (en) * 2018-03-20 2020-03-13 한국세라믹기술원 Thermosponge nanoparticle platform for co-delivery of hydrophilic and hydrophobic drugs and its use
KR102223311B1 (en) * 2018-04-26 2021-03-04 인하대학교 산학협력단 Spirulina extract-impregnated alginate-PCL nanofiber wound dressing
KR102030386B1 (en) * 2018-05-11 2019-10-10 인하대학교 산학협력단 Nanofiber Comprising Spirulina Extract-Alginate-PCL Core and PCL Shell
KR102248049B1 (en) 2018-10-26 2021-05-04 인하대학교 산학협력단 Centrifugal microfluidic reactor
CN110840862B (en) * 2019-11-28 2023-05-09 广西科学院 Near-infrared excited core-shell structure composite antibacterial nanofiber membrane and preparation method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101373538B1 (en) * 2012-11-06 2014-03-13 한국교통대학교산학협력단 Fabricating method of core-shell nanofiber cathode active material and cathode active material fabricated by the method

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