KR101247079B1 - An adhesive polymer comprising catechol group, a preparation method thereof and an adhesive nanoparticle formed by self-assembling of the polymer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카테콜기를 포함하는 접착성 고분자 화합물, 이의 제조방법 및 상기 접착성 고분자 화합물이 자가조립하여 형성한 접착성 나노입자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 임플란트 표면접착력이 우수한 카테콜을 함유하는 접착성 고분자 화합물, 상기 접착성 고분자 화합물의 제조방법 및 상기 접착성 고분자 화합물이 자가조립하여 형성되고 이온성 성장인자의 담지 및 서방형 방출이 가능하도록 설계된 나노입자에 관한 것이다.The present invention relates to an adhesive polymer compound comprising a catechol group, a method for preparing the same, and an adhesive nanoparticle formed by self-assembling the adhesive polymer compound, and more particularly, contains a catechol having excellent adhesion to a metal implant surface. The present invention relates to an adhesive polymer compound, a method for preparing the adhesive polymer compound, and a nanoparticle designed to be self-assembled and to support and sustain release of an ionic growth factor.

Description

카테콜기를 포함하는 접착성 고분자 화합물, 이의 제조방법 및 상기 접착성 고분자 화합물이 자가조립하여 형성한 접착성 나노입자{An adhesive polymer comprising catechol group, a preparation method thereof and an adhesive nanoparticle formed by self-assembling of the polymer}Adhesive polymer compound comprising a catechol group, a method for preparing the same, and an adhesive nanoparticle formed by self-assembly of the adhesive polymer compound of the polymer}

본 발명은 카테콜기를 포함하는 접착성 고분자 화합물, 이의 제조방법 및 상기 접착성 고분자 화합물이 자가조립하여 형성한 접착성 나노입자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 임플란트 표면접착력이 우수한 카테콜을 함유하는 접착성 고분자 화합물, 상기 접착성 고분자 화합물의 제조방법 및 상기 접착성 고분자 화합물이 자가조립하여 형성되고 이온성 성장인자의 담지 및 서방형 방출이 가능하도록 설계된 나노입자에 관한 것이다.
The present invention relates to an adhesive polymer compound comprising a catechol group, a method for preparing the same, and an adhesive nanoparticle formed by self-assembling the adhesive polymer compound, and more particularly, contains a catechol having excellent adhesion to a metal implant surface. The present invention relates to an adhesive polymer compound, a method for preparing the adhesive polymer compound, and a nanoparticle designed to be self-assembled and to support and sustain release of an ionic growth factor.

골생성 능력을 갖는 치과용 임플란트에 대하여, 다양한 표면 처리 접근법들이 지속적인 성장인자 방출을 유도하기 위하여 사용되어 왔다 [34-37]. 대부분의 시스템들이 성장인자의 탑재와 방출을 위한 생분해성 고분자 (폴리(글리코리데-코-락타이드) (PLGA), 폴리(D,L-락타이드) (PDLLA))의 코팅에 기초한다. 비록 BMP-2, TGF-β 및 IGF-1을 포함하는 다양한 성장인자가 고분자 코팅 내에 결합될 수 있을지라도, 많은 단점들이 존재한다. 첫째, 이들 코팅 공정은 단백질 안정성에 해로운 영향을 줄 수 있는 유기 용매를 필요로 한다. 둘째, 코팅 용액을 임플란트 표면 상에 떨어뜨리고 건조시키는 단순한 용매 코팅은 일정한 두께를 갖는 균일한 코팅층을 생성시킬 수 없다. 이에 따라, 성장인자의 계획된 제어 방출을 얻기 어렵다. 셋째, 고분자 코팅과 임플란트 표면 사이의 낮은 계면 접착이 또 다른 주요 한계이다. 이는 낮은 계면 친화력을 갖는 코팅은 임플란트 표면으로부터 벗겨질 수 있기 때문이다. 이러한 이유로, 안정적이고 균일하게 성장인자를 보유하고 제어된 방식으로 상기 성장인자를 방출할 수 있는 새로운 코팅 기술을 개발할 필요성이 있다.
For dental implants with osteogenic capacity, various surface treatment approaches have been used to induce sustained growth factor release [34-37]. Most systems are based on coating of biodegradable polymers (poly (glycolide-co-lactide) (PLGA), poly (D, L-lactide) (PDLLA)) for loading and release of growth factors. Although various growth factors, including BMP-2, TGF-β and IGF-1, can be incorporated into the polymer coating, there are many disadvantages. First, these coating processes require organic solvents that can adversely affect protein stability. Second, a simple solvent coating that drips the coating solution onto the implant surface and dries cannot produce a uniform coating layer of constant thickness. Thus, it is difficult to obtain planned controlled release of growth factors. Third, low interfacial adhesion between the polymer coating and the implant surface is another major limitation. This is because coatings with low interfacial affinity can be peeled off from the implant surface. For this reason, there is a need to develop new coating techniques that can stably and uniformly hold growth factors and release them in a controlled manner.

다양한 전달 시스템 중에서, 나노입자 타입 전달체가 의료 장비에 있어 이상적이다. 이는 이들의 명확하고 균일한 나노구조가 계획된 방식으로 약물 또는 성장인자를 탑재하고 방출할 수 있기 때문이다. 몇몇의 나노입자 시스템들이 의료 장비 상의 표면 고정화를 위해 보고된 바 있다 [38,39]. 이들은 낮은 분자량 약물의 제어된 방출을 위한 PLGA 나노입자를 기초로 하며, 상기 입자들은 이온성 상호작용을 통해 금속 표면에 접착되었다. 그러나, 이들 시스템들은 성장인자 전달을 위해 사용될 수 없었으며 이온성 상호작용이 의료 장비의 표면에 대한 나노입자의 안정적인 고정화를 보장해줄 수 없다. 따라서, 성장인자를 안전하게 담지할 수 있고 의료 장비의 표면에 안정적으로 고정화될 수 있는 나노입자 타입의 접착형 전달체의 개발이 요구되고 있다.
Among the various delivery systems, nanoparticle type carriers are ideal for medical equipment. This is because their clear and uniform nanostructures can load and release drugs or growth factors in a planned manner. Several nanoparticle systems have been reported for surface immobilization on medical equipment [38,39]. They are based on PLGA nanoparticles for the controlled release of low molecular weight drugs, which are adhered to the metal surface through ionic interactions. However, these systems could not be used for growth factor delivery and ionic interactions could not ensure stable immobilization of nanoparticles to the surface of medical devices. Therefore, there is a need to develop a nanoparticle-type adhesive carrier that can safely support growth factors and be stably immobilized on the surface of medical equipment.

이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 금속 임플란트 표면접착력이 우수한 카테콜을 함유하고 이온성 성장인자의 담지가 가능하도록 설계된 나노입자를 이용하여 임플란트 표면에 코팅한 후, 유기용매의 사용 없이 성장인자를 안전하게 담지할 수 있고 성장인자의 서방형 방출을 유도할 수 있는 임플란트 표면코팅방법을 제공할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
Under this background, the present inventors coated the implant surface with nanoparticles containing catechol with excellent metal adhesive surface adhesion and designed to support the ionic growth factor, and then safely supported the growth factor without using an organic solvent. The present invention has been completed by confirming that it can provide an implant surface coating method capable of inducing sustained release of growth factors.

본 발명의 목적은 카테콜기를 포함하는 접착성 고분자 화합물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an adhesive polymer compound comprising a catechol group.

본 발명의 다른 목적은 상기 접착성 고분자 화합물이 자가조립하여 형성한 접착성 나노입자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an adhesive nanoparticle formed by self-assembly of the adhesive polymer compound.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 접착성 나노입자를 포함하는 코팅형 접착제 조성물을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a coated adhesive composition comprising the adhesive nanoparticles.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 접착성 고분자 화합물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method of preparing the adhesive polymer compound.

본 발명의 또 다른 목적은 치과용, 정형외과용 또는 혈관성형용 임플란트 표면에 도입하여 골재생용 성장인자의 담지 및 서방형 방출을 유도할 수 있는 접착성 나노입자를 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide adhesive nanoparticles which can be introduced on the surface of dental, orthopedic or angioplasty implants to induce the sustaining and sustained release of growth factors for bone regeneration.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an adhesive polymer compound represented by the following formula (1).

Figure 112011055242846-pat00001
Figure 112011055242846-pat00001

상기 식에서, Where

n은 10 내지 100의 정수이고,n is an integer from 10 to 100,

m은 10 내지 100의 정수이다.
m is an integer of 10-100.

바람직하기로, 상기 식에서, Preferably, in the above formula,

n은 20 내지 70의 정수이고,n is an integer from 20 to 70,

m은 10 내지 30의 정수이다.
m is an integer of 10-30.

또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물이 자가조립하여 형성한 접착성 나노입자를 제공한다.In addition, the present invention provides an adhesive nanoparticle formed by self-assembling the adhesive polymer compound represented by the formula (1).

본 발명에서 용어 '자가조립(self-assembling)'은 분자들이 제각각 인위적인 조작 없이 자발적으로 개개의 구성요소가 질서정연한 구조를 이루는 현상을 의미한다. 분자들이 자가조립을 이루기 위해서는 구성요소들의 구조적인 모양새가 규칙적인 구조를 이루어야 하고 분자들 간의 약한 비공유결합력이 존재해야 한다.In the present invention, the term 'self-assembling' refers to a phenomenon in which molecules form an orderly structure in which individual components spontaneously without artificial manipulation. In order for the molecules to self-assemble, the structural shape of the components must form a regular structure and there must be weak non-covalent forces between the molecules.

상기 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물이 자가조립된 접착성 나노입자는 표면에는 카테콜기가 위치하고 폴리(L-아스파르테이트) 부분이 쉘에 위치하며 폴리(L-페닐알라닌) 부분이 코어에 위치하는 방식으로 구형의 코어-쉘 구조의 나노입자를 형성한다.Adhesive nanoparticles self-assembled adhesive polymer compound represented by Formula 1 has a catechol group on the surface, poly (L- aspartate) portion is located in the shell, poly (L-phenylalanine) portion is located in the core To form spherical core-shell structured nanoparticles.

상기 접착성 나노입자는 코어 또는 쉘에 약물, 성장인자 또는 이의 조합을 탑재시킬 수 있다. 이와 같이 코어 또는 쉘에 약물 및/또는 성장인자를 탑재시킨 접착성 나노입자는 치과용 또는 정형외과용 임플란트 상에 도포되어 코팅제로서 사용될 수 있으며, 이와 동시에 약물 및/또는 성장인자의 전달체로서의 역할도 수행할 수 있다.The adhesive nanoparticles may be loaded with drugs, growth factors or combinations thereof in the core or shell. The adhesive nanoparticles having the drug and / or growth factor mounted on the core or shell may be applied to a dental or orthopedic implant and used as a coating, and at the same time, the drug and / or growth factor may serve as a carrier of the drug and / or growth factor. Can be done.

본 발명에서, 상기 약물은 비스포스포네이트계의 에티드로네이트 (etidronate), 클로드로네이트(clodronate), 팔미드로네이트(palmidronate), 알렌드로네이트(alendronate), 이반드로네이트(ibandronate), 리세드로네이트 (risedronate), 졸레드로네이트(zoledronate), 틸루드로네이트(tiludronate), [1-히드록시-2-(이미다조[1,2-a]피리딘-3-일)에틸리덴]-비스포스폰산 모노하이드레이트([1-hydroxy-2-(imidazo[1,2-a]pyridin-3-yl)ethylidene]-bisphosphonic acid monohydrate, YH529), 이카드로네이트(icadronate), 올파드로네이트(olpadronate), 네리드로네이트(neridronate) 및 디소듐-1-히드록시-3-(1-피롤리디닐)-프로필리덴-1,1-비스포스포네이트(disodium-1-hydroxy-3-(1-pyrrolidinyl)-propylidene-1,1-bisphosphonate, EB-1053)을 예로 들 수 있다. 또한, 상기 비스포스포네이트계의 약물 이외에 파클리탁셀(paclitaxel), 도세탁셀(docetaxel), 시롤리머스(Sirolimus), 덱사메타손(dexamethasone) 등을 예로 들 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 약물은 1종 단독 또는 2종 이상의 조합으로 사용할 수 있다.In the present invention, the drug is bisphosphonate-based etidronate, clodronate, palmidronate, alendronate, alvanronate, ibandronate, risedronate Zoledronate, Tiludronate, [1-hydroxy-2- (imidazo [1,2-a] pyridin-3-yl) ethylidene] -bisphosphonic acid monohydrate ([1-hydroxy-2- (imidazo [1,2-a] pyridin-3-yl) ethylidene] -bisphosphonic acid monohydrate (YH529), icadronate, olpadronate, neridro Neridronate and disodium-1-hydroxy-3- (1-pyrrolidinyl) -propylidene-1,1-bisphosphonate (disodium-1-hydroxy-3- (1-pyrrolidinyl) -propylidene-1, 1-bisphosphonate, EB-1053). In addition, in addition to the bisphosphonate-based drugs, there may be mentioned paclitaxel, docetaxel, sirolimus, dexamethasone, and dexamethasone, but are not limited thereto. The drug may be used alone or in combination of two or more thereof.

본 발명에서, 상기 성장인자는 골형성 성장인자(bone morphogenetic proteins, BMPs), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factors, FGFs), 혈소판 유도 성장인자(platelet-derived growth factor, PDGF), 전환 성장인자-β(transforming growth factor-β, TGF-β), 인슐린 유사 성장인자(insulin-like growth factors, IGFs), 파라티로이드 호르몬(parathyroid hormone, PTH) 및 이의 조합 중 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
In the present invention, the growth factor is bone morphogenetic proteins (BMPs), fibroblast growth factors (FGFs), platelet-derived growth factor (PDGF), conversion growth factor- transforming growth factor-β, TGF-β, insulin-like growth factors (IGFs), parathyroid hormone (PTH), and combinations thereof, but are not limited thereto. It is not.

또한, 본 발명은 상기 접착성 나노입자를 포함하는 코팅형 접착제 조성물을 제공한다.The present invention also provides a coated adhesive composition comprising the adhesive nanoparticles.

상기 접착제 조성물은 플라스틱, 유리, 금속, 세라믹 및 고분자 합성수지로 이루어진 군으로부터 선택된 기질에 접착될 수 있다.
The adhesive composition may be adhered to a substrate selected from the group consisting of plastics, glass, metals, ceramics, and polymer synthetic resins.

또한, 본 발명은 하기 반응식 1과 같은 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing an adhesive polymer compound represented by the formula (1) shown in Scheme 1.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure 112011055242846-pat00002

Figure 112011055242846-pat00002

구체적으로, 본 발명은 상기 반응식 1과 같이 하기 단계를 포함하는 상기 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물의 제조방법을 제공한다.Specifically, the present invention provides a method for preparing an adhesive polymer compound represented by Chemical Formula 1, including the following steps as in Scheme 1.

1) 하기 화학식 2로 표시되는 화합물의 존재 하에 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 중합 반응시켜 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하는 단계;1) preparing a compound represented by the following Chemical Formula 4 by polymerizing the compound represented by the following Chemical Formula 3 in the presence of the compound represented by the following Chemical Formula 2;

2) 상기 화학식 4로 표시되는 화합물에 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 중합 반응시켜 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계;2) preparing a compound represented by Chemical Formula 6 by polymerizing a compound represented by Chemical Formula 5 to a compound represented by Chemical Formula 4;

3) 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물과 보론 할라이드를 반응시켜 하기 화학식 7로 표시되는 화합물을 제조하는 단계; 및3) preparing a compound represented by Chemical Formula 7 by reacting the compound represented by Chemical Formula 6 with boron halide; And

4) 상기 화학식 7로 표시되는 화합물을 탈벤질화시켜 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계:4) debenzylating the compound represented by Chemical Formula 7 to prepare a compound represented by Chemical Formula 1 below:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112011055242846-pat00003
Figure 112011055242846-pat00003

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112011055242846-pat00004
Figure 112011055242846-pat00004

[화학식 3](3)

Figure 112011055242846-pat00005
Figure 112011055242846-pat00005

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112011055242846-pat00006
Figure 112011055242846-pat00006

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112011055242846-pat00007
Figure 112011055242846-pat00007

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112011055242846-pat00008
Figure 112011055242846-pat00008

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112011055242846-pat00009

Figure 112011055242846-pat00009

상기 단계 1은, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 존재 하에 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 중합 반응시켜 상기 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하는 단계로서, 개시제로서 화학식 2로 표시되는 화합물을 사용하여 화학식 3으로 표시되는 화합물을 중합 반응시킴으로써, 화학식 4로 표시되는, 말단에 카테콜기의 전구체인 3,4-디메톡시벤질아민이 결합된, 폴리(벤질아스페르테이트) 화합물을 형성시키는 단계이다.Step 1 is a step of preparing a compound represented by the formula (4) by polymerizing the compound represented by the formula (3) in the presence of the compound represented by the formula (2), using the compound represented by the formula (2) as an initiator It is a step of forming the poly (benzyl asperate) compound by which the compound represented by General formula (3) is superposed | polymerized and the 3, 4- dimethoxybenzylamine which is a precursor of a catechol group couple | bonded with the terminal represented by General formula (4).

본 발명에서, 상기 단계 1)의 화학식 2로 표시되는 화합물과 화학식 3으로 표시되는 화합물의 몰비는 1:10 내지 1:100 인 것이 바람직하다. 만일 화학식 2로 표시되는 화합물과 화학식 3으로 표시되는 화합물의 몰비가 상기 범위 밖이면 반응이 완결되지 않거나 부반응이 발생하는 단점이 있다.In the present invention, the molar ratio of the compound represented by the formula (2) of the step 1) and the compound represented by the formula (3) is preferably from 1:10 to 1: 100. If the molar ratio of the compound represented by Formula 2 and the compound represented by Formula 3 is outside the above range, there is a disadvantage in that the reaction is not completed or a side reaction occurs.

상기 단계 1)은 용매로서 디메틸포름아미드, 클로로포름 또는 이의 조합을 사용하여 수행될 수 있다.Step 1) may be carried out using dimethylformamide, chloroform or a combination thereof as a solvent.

상기 단계 1)의 반응 온도는 20 내지 45 ℃인 것이 바람직하다. 만일 반응 온도가 상기 범위 밖이면 부반응이 발생하는 단점이 있다.
The reaction temperature of step 1) is preferably 20 to 45 ℃. If the reaction temperature is outside the above range there is a disadvantage that a side reaction occurs.

상기 단계 2는, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물에 상기 화학식 5로 표시되는 화합물을 중합 반응시켜 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계로서, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물에 화학식 5로 표시되는 화합물을 중합 반응시킴으로써 폴리(페닐알라닌) 부분을 형성시키는 단계이다.Step 2 is a step of preparing a compound represented by the formula (6) by polymerizing the compound represented by the formula (5) to the compound represented by the formula (4), the compound represented by the formula (5) Forming a poly (phenylalanine) moiety by polymerizing the compound.

본 발명에서, 상기 단계 2)의 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물의 몰비는 1:10 내지 1:100 인 것이 바람직하다. 만일 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물의 몰비가 상기 범위 밖이면 반응이 완결되지 않거나 부반응이 발생하는 단점이 있다.In the present invention, the molar ratio of the compound represented by the formula (4) and the compound represented by the formula (5) of step 2) is preferably 1:10 to 1: 100. If the molar ratio of the compound represented by Formula 4 and the compound represented by Formula 5 is outside the above range, there is a disadvantage in that the reaction is not completed or a side reaction occurs.

상기 단계 2)는 용매로서 디메틸포름아미드, 클로로포름 또는 이의 조합을 사용하여 수행될 수 있다.Step 2) may be carried out using dimethylformamide, chloroform or a combination thereof as a solvent.

상기 단계 2)의 반응 온도는 20 내지 45 ℃인 것이 바람직하다. 만일 반응 온도가 상기 범위 밖이면 부반응이 발생하는 단점이 있다.
The reaction temperature of step 2) is preferably 20 to 45 ℃. If the reaction temperature is outside the above range there is a disadvantage that a side reaction occurs.

상기 단계 3은, 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물과 보론 할라이드를 반응시켜 상기 화학식 7로 표시되는 화합물을 제조하는 단계로서, 화학식 6으로 표시되는 화합물과 보론 할라이드를 반응시킴으로써 3,4-디메톡시벤질아민의 메틸기를 제거하여 카테콜기를 형성시키는 단계이다.Step 3 is a step of preparing a compound represented by Chemical Formula 7 by reacting the compound represented by Chemical Formula 6 with boron halide, and reacting the compound represented by Chemical Formula 6 with boron halide by 3,4-dimethoxybenzyl Removing the methyl group of the amine to form a catechol group.

본 발명에서, 상기 단계 3)의 화학식 6으로 표시되는 화합물과 보론 할라이드의 몰비는 1:10 내지 1:100 인 것이 바람직하다. 만일 화학식 6으로 표시되는 화합물과 보론 할라이드의 몰비가 상기 범위 밖이면 반응이 완결되지 않거나 부반응이 발생하는 단점이 있다.In the present invention, the molar ratio of the compound represented by the formula (6) of the step 3) and boron halide is 1:10 to 1: 100. If the molar ratio of the compound represented by Formula 6 and the boron halide is outside the above range, there is a disadvantage in that the reaction is not completed or a side reaction occurs.

상기 단계 3)은 용매로서 메틸렌 클로라이드, 클로로포름 또는 이의 조합을 사용하여 수행될 수 있다.Step 3) may be carried out using methylene chloride, chloroform or a combination thereof as a solvent.

상기 단계 3)의 보론 할라이드 화합물은 보론 트리브로마이드, 보론 트리클로라이드 또는 이의 조합일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
The boron halide compound of step 3) may be boron tribromide, boron trichloride, or a combination thereof, but is not limited thereto.

상기 단계 4는, 상기 화학식 7로 표시되는 화합물을 탈벤질화시켜 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계로서, 화학식 7로 표시되는 화합물을 탈벤질화시킴으로써 폴리(벤질아스파르테이트) 부분을 폴리(아스파르테이트)로 전환시키는 단계이다.Step 4 is a step of preparing the compound represented by the following formula 1 by debenzylating the compound represented by the formula (7), the poly (benzyl aspartate) portion by debenzylating the compound represented by the formula (7) Conversion to poly (aspartate).

상기 단계 4)는 탈벤질화제로서 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), Pd/C 촉매 또는 이의 조합을 사용하여 수행될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.Step 4) may be performed using a sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), a Pd / C catalyst or a combination thereof as a debenzylating agent, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 단계 4)의 화학식 6으로 표시되는 화합물과 탈벤질화제의 몰비는 1:10 내지 1:200 인 것이 바람직하다. 만일 화학식 6으로 표시되는 화합물과 탈벤질화제의 몰비가 상기 범위 밖이면 반응이 완결되지 않거나 부반응이 발생하는 단점이 있다.
In the present invention, the molar ratio of the compound represented by the formula (6) of step 4) and the debenzylating agent is 1:10 to 1: 200 is preferred. If the molar ratio of the compound represented by Formula 6 and the debenzylating agent is outside the above range, there is a disadvantage in that the reaction is not completed or a side reaction occurs.

이하, 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.

치과용 임플란트 상의 나노입자의 성공적인 사용을 위하여, 나노입자는 하기 2가지 선행 조건을 만족해야만 한다. 첫째, 이들은 Ti 표면에 단단히 접착되거나 유실될 위험성이 없어야만 한다. 둘째, 상기 나노입자들은 BMP-2 및 IGF-1을 동시에 결합하도록 설계되어야 한다. BMP-2 및 IGF-1의 등전점은 각각 8.5 및 8.6이다. 이에 따라, 생리학상의 pH에서 이들의 전하는 양성이다. 그러므로, 나노입자는 효과적인 결합을 위하여 음이온 전하를 띠어야만 한다. For successful use of nanoparticles on dental implants, the nanoparticles must satisfy the following two preceding conditions. First, they must be free from risk of firm adhesion or loss to the Ti surface. Second, the nanoparticles should be designed to bind BMP-2 and IGF-1 simultaneously. The isoelectric points of BMP-2 and IGF-1 are 8.5 and 8.6, respectively. Accordingly, their charge is positive at physiological pH. Therefore, nanoparticles must carry an anionic charge for effective binding.

이러한 강한 접착을 위한 첫 번째 요건을 위하여, 본 발명에서는 홍합 접착 단백질 유래의 주요 구성 성분인 3,4-디히드록시-L-페닐알라닌 (DOPA)의 카테콜기를 이용한다. DOPA 및 다른 카테콜 화합물들은 이들이 금속 또는 금속 산화물 기판과 강한 공유적 및 비공유적 상호작용을 형성하기 때문에 코팅 금속 및 무기 표면에 대한 강한 결합제로서 작용한다.For the first requirement for such strong adhesion, the present invention utilizes a catechol group of 3,4-dihydroxy-L-phenylalanine (DOPA), which is a major component derived from mussel adhesive proteins. DOPA and other catechol compounds act as strong binders for coating metals and inorganic surfaces because they form strong covalent and non-covalent interactions with metal or metal oxide substrates.

상기 두 번째 요건을 위하여, 본 발명에서는 폴리(L-아스파르트산)과 같은 천연 음이온성 고분자의 조합을 이용한다. 이러한 설계를 위하여, 본 발명자들은 카테콜- 및 음이온성 폴리(아미노산)-기초의 Ti-접착 나노입자 시스템을 이용하였다. 이러한 시스템은 제어된 방식으로 BMP-2 및 IGF-1을 방출하고 미세한 홈의 Ti 표면 상에 이들의 전달체 본래의 모습을 유지함으로써 급속한 골유착을 유도한다.
For this second requirement, the present invention utilizes a combination of natural anionic polymers such as poly (L-aspartic acid). For this design, we used a catechol- and anionic poly (amino acid) -based Ti-bonded nanoparticle system. This system induces rapid osteoadhesion by releasing BMP-2 and IGF-1 in a controlled manner and maintaining their transport intact on the Ti surface of the fine grooves.

자가조립 Ti-접착성 고분자의 합성은 하기와 같이 수행한다.Synthesis of self-assembled Ti-adhesive polymer is carried out as follows.

BMP-2의 제어 방출을 위한 Ti-접착성 나노전달체를 제조하기 위하여, 카테콜-폴리(L-아스파르트산)-b-폴리(L-페닐알라닌)(카테콜-b-PAsp-b-PPhe)의 자가조립 이중 블록 공중합체의 합성을 위한 과정을 설계하였다. 폴리(아미노산)(PAsp 및 PPhe)이 낮은 독성과 면역원성을 가지므로 이들을 블록 성분으로서 선택하였다. To prepare Ti-adhesive nanocarriers for controlled release of BMP-2, catechol-poly (L-aspartic acid) -b-poly (L-phenylalanine) (catechol-b-PAsp-b-PPhe) A process for the synthesis of self-assembly biblock copolymers was designed. Because poly (amino acids) (PAsp and PPhe) have low toxicity and immunogenicity, they were chosen as block components.

카테콜-b-PAsp-b-PPhe는 하기 반응식 2와 같이 3,4-디메톡시벤질아민 개시제의 존재 하에 b-벤질 L-아스파르테이트 N-카르복시안하이드라이드 (BAsp-NCA) 및 L-페닐알라닌 N-카르복시안하이드라이드 (Phe-NCA)의 2 단계 중합과 수반하는 탈보호 과정의 one-pot 합성법을 통해 제조된다.Catechol-b-PAsp-b-PPhe is b-benzyl L-aspartate N-carboxylhydride (BAsp-NCA) and L- in the presence of a 3,4-dimethoxybenzylamine initiator as shown in Scheme 2 below. It is prepared via a one-pot synthesis of deprotection followed by two-step polymerization of phenylalanine N-carboxyhydride (Phe-NCA).

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure 112011055242846-pat00010

Figure 112011055242846-pat00010

Asp 대 Phe의 몰비는 조절될 수 있으며 예비적으로 48:16 ([Asp]:[PPhe])로서 정할 수 있다. 블록 공중합체는 좁은 크기 분포를 갖는다 (다분산 지수 = 1.44).
The molar ratio of Asp to Phe can be controlled and can be preliminarily determined as 48:16 ([Asp]: [PPhe]). Block copolymers have a narrow size distribution (polydispersity index = 1.44).

Ti-접착성 나노입자의 제조는 하기와 같이 수행한다.Preparation of Ti-adhesive nanoparticles is carried out as follows.

본 발명에서 설계한 고분자를 통해 고분자 마이셀-타입의 나노입자를 제조할 수 있다. 도 2와 같이, 카테콜-PAsp-b-PPhe 자가조립체는 Ti-접착성 카테콜 부분, 음이온성 PAsp 쉘 및 소수성 PPhe 코어로 이루어지는 3개의 명확하고, 구별되는 도메인을 가진 코어-쉘 고분자 나노입자를 형성한다.The polymer micelle-type nanoparticles can be prepared through the polymer designed in the present invention. As shown in FIG. 2, the catechol-PAsp-b-PPhe self-assemble is a core-shell polymeric nanoparticle with three distinct, distinct domains consisting of a Ti-adhesive catechol moiety, an anionic PAsp shell and a hydrophobic PPhe core To form.

투과 전자 현미경 (TEM)은 구형의 균일한 나노입자 형성을 보여주었다. 나노입자의 제타 전위(zeta potential)는 PAsp 쉘로 인하여 상당한 음의 값이었다 (-44.32)(도 3). 이러한 음이온성 PAsp 도메인은 생리학적인 pH에서 양으로 하전되는 BMP-2 및 IGF-1(BMP-2 및 IGF-1의 등전점은 각각 8.5 및 8.6임)을 위한 결합 영역으로서 이용될 수 있다.
Transmission electron microscopy (TEM) showed spherical uniform nanoparticle formation. The zeta potential of the nanoparticles was significant negative (-44.32) due to the PAsp shell (FIG. 3). These anionic PAsp domains can be used as binding regions for BMP-2 and IGF-1 (the isoelectric points of BMP-2 and IGF-1 are 8.5 and 8.6, respectively), which are positively charged at physiological pH.

상기와 같이 형성된 Ti-접착성 나노입자, 즉 카테콜-작용기화된 나노입자는 Ti 기판 상에 고정화된다.The Ti-adhesive nanoparticles formed as above, ie catechol-functionalized nanoparticles, are immobilized on the Ti substrate.

상기 나노입자들은 표면 상에 수백개의 카테콜기를 갖는다. 그러므로, Ti 표면에 대한 상기 나노입자의 결합세기는 말단 카테콜기의 협력적인 접착을 통해 극히 강화된다.
The nanoparticles have hundreds of catechol groups on the surface. Therefore, the bonding strength of the nanoparticles to the Ti surface is extremely enhanced through cooperative adhesion of terminal catechol groups.

다음 단계로서, 본 발명에서는 BMP-2가 고정화된 나노입자 상으로 결합 (또는 탑재)될 수 있는지 여부를 확인하였다.As a next step, the present invention confirmed whether BMP-2 can bind (or mount) onto immobilized nanoparticles.

그 결과, BMP-2가 개질되지 않은 Ti 표면 상에 효과적으로 결합되지 않는 반면, 나노입자-고정화된 표면에서는 BMP-2가 효과적으로 탑재될 수 있음을 확인할 수 있었다(도 7).
As a result, it was confirmed that BMP-2 was not effectively bound on the unmodified Ti surface, while BMP-2 could be effectively mounted on the nanoparticle-immobilized surface (FIG. 7).

본 발명은 금속 임플란트 표면접착력이 우수한 카테콜을 함유하고 이온성 성장인자의 담지가 가능하도록 설계된 나노입자를 이용하여 임플란트 표면에 코팅한 후, 유기용매의 사용 없이 성장인자를 안전하게 담지할 수 있고 성장인자의 서방형 방출을 유도할 수 있는 임플란트 표면코팅방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
The present invention is coated on the surface of the implant using nanoparticles containing catechol with excellent adhesion to the metal implant surface and designed to support the ionic growth factor, can be safely supported growth factors without the use of organic solvents There is an effect that can provide an implant surface coating method that can induce sustained release of the factor.

도 1은 카테콜-함유 블록 공중합체의 구조 확인을 위한 1H NMR 스펙트럼이다.
도 2는 BMP-2 탑재/방출을 위한 Ti-접착성 나노입자를 형성하는 카테콜-PAsp-b-PPhe 자가조립체의 모습을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 Ti-접착성 나노입자의 평균 직경, 제타 전위 및 형태를 나타낸다.
도 4는 Ti 기판 상에 표면-고정화된 나노입자의 모습을 보여주는 Fe-SEM 이미지이다.
도 5는 개질되지 않은 Ti 및 나노입자-고정화된 Ti 표면의 XPS survey 스펙트럼이다. 삽입도는 나노입자-고정화된 Ti (0.5 g/l)의 C 1s 영역에 대한 고해상도 스펙트럼을 보여준다.
도 6은 본래 Ti 및 나노입자-고정화된 Ti 기판 상에서의 물 접촉각을 나타낸다.
도 7은 FITC-표지된 BMP-2와 함께 배양시킨 후, 개질되지 않은 Ti 표면 (a)과 카테콜-나노입자 고정화된 Ti 표면 (b)의 공초점 레이저 주사 현미경 (CLSM) 이미지, 및 표면-접착성 나노입자로 코팅된 Ti 표면 유래의 BMP-2 서방형 방출 (c)을 보여준다.
1 is a 1 H NMR spectrum for confirming the structure of a catechol-containing block copolymer.
Figure 2 schematically shows the appearance of catechol-PAsp-b-PPhe self-assembled to form Ti-adhesive nanoparticles for BMP-2 loading / release.
3 shows the average diameter, zeta potential and morphology of Ti-adhesive nanoparticles.
4 is a Fe-SEM image showing the appearance of surface-immobilized nanoparticles on a Ti substrate.
5 is an XPS survey spectrum of unmodified Ti and nanoparticle-immobilized Ti surfaces. Inset shows high resolution spectra for the C 1s region of nanoparticle-immobilized Ti (0.5 g / l).
6 shows water contact angles on Ti and nanoparticle-immobilized Ti substrates inherently.
FIG. 7 shows confocal laser scanning microscopy (CLSM) images of unmodified Ti surface (a) and catechol-nanoparticle immobilized Ti surface (b) after incubation with FITC-labeled BMP-2, and surface -BMP-2 sustained release release (c) from Ti surface coated with adhesive nanoparticles.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for describing the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예Example 1: 자가조립  1: self-assembly TiTi -접착성 고분자의 합성Synthesis of Adhesive Polymers

DMF (15 ml) 중의 3,4-디메톡시벤질아민 (0.06 g, 0.4 mmol)에 b-벤질 L-아스파르테이트 N-카르복시안하이드라이드 (BAsp-NCA) (5.03 g, 20 mmol)를 첨가하여 35 ℃에서 24 시간 동안 중합 반응시켰다. 상기 반응 혼합물에 L-페닐알라닌 N-카르복시안하이드라이드 (Phe-NCA) (1.55 g, 8 mmol)를 첨가하여 35 ℃에서 24 시간 동안 중합 반응시켰다. 반응생성물을 침전 잡아 분리한 후 25 ℃에서 24시간 동안 감압 건조시켰다 (수율: 74.3 %). 상기 반응 생성물(2g, 0.16 mmol)에 메틸렌 클로라이드 (20 ml) 중의 보론 트리브로마이드 (0.15 ml, 1.6 mmol)를 첨가하여 25 ℃에서 18 시간 동안 반응시켰다. 반응 생성물을 분리하고 72시간 동안 동결건조 시켰다(수율: 48 %). 상기 반응 생성물 (0.85g, 0.06 mmol)을 다이메틸설폭사이드 50 ml에 녹인 후 0.1 N 수산화나트륨 200 ml를 첨가하여 25 ℃에서 3 시간 동안 탈벤질화 반응을 수행하였다. 반응 생성물을 분리하고, 72시간 동안 동결 건조시켜 블록 공중합체를 제조하였다(수율: 76 %).
To 3,4-dimethoxybenzylamine (0.06 g, 0.4 mmol) in DMF (15 ml) add b-benzyl L-aspartate N-carboxyhydride (BAsp-NCA) (5.03 g, 20 mmol) To 35 ° C. for 24 hours. L-phenylalanine N-carboxylhydride (Phe-NCA) (1.55 g, 8 mmol) was added to the reaction mixture and polymerized at 35 ° C for 24 hours. The reaction product was precipitated and separated, and then dried under reduced pressure at 25 ° C. for 24 hours (yield: 74.3%). To the reaction product (2 g, 0.16 mmol) was added boron tribromide (0.15 ml, 1.6 mmol) in methylene chloride (20 ml) and reacted at 25 ° C. for 18 hours. The reaction product was separated and lyophilized for 72 hours (yield: 48%). The reaction product (0.85 g, 0.06 mmol) was dissolved in 50 ml of dimethyl sulfoxide, and 200 ml of 0.1 N sodium hydroxide was added to carry out debenzylation at 25 ° C. for 3 hours. The reaction product was separated and lyophilized for 72 hours to prepare a block copolymer (yield: 76%).

실험예Experimental Example 1: 자가조립  1: self-assembly TiTi -접착성 고분자의 구조 확인-Check the structure of the adhesive polymer

상기 실시예 1에서 제조한 자가조립 Ti-접착성 고분자의 구조를 1H NMR 스펙트럼을 통해 확인하였다.The structure of the self-assembled Ti-adhesive polymer prepared in Example 1 was confirmed by 1 H NMR spectrum.

그 결과를 도 1에 나타내었다.The results are shown in Fig.

도 1을 통해, 카테콜-말단화된 PAsp-b-PPhe가 합성되었음을 확인할 수 있었다.
1, it could be confirmed that catechol-terminated PAsp-b-PPhe was synthesized.

실시예Example 2:  2: TiTi -접착성 나노입자의 제조Preparation of Adhesive Nanoparticles

상기 실시예 1에서 제조한 자가조립 Ti-접착성 고분자 0.001 g을 생리식염수 1 ml 중에 현탁시켜 자가조립에 의한 Ti-접착성 나노입자를 얻었다(도 2).
0.001 g of the self-assembled Ti-adhesive polymer prepared in Example 1 was suspended in 1 ml of physiological saline to obtain Ti-adhesive nanoparticles by self-assembly (FIG. 2).

실험예Experimental Example 2:  2: TiTi -접착성 나노입자의 물리적 특성 확인-Physical Properties of Adhesive Nanoparticles

상기 실시예 2와 같이 얻은 Ti-접착성 나노입자의 평균 입자 크기(hydrodynamic diameter)를 동적 광산란을 통해 계산하였다.The average particle size (hydrodynamic diameter) of the Ti-adhesive nanoparticles obtained as in Example 2 was calculated by dynamic light scattering.

그 결과, 상기 Ti-접착성 나노입자의 평균 입자 크기는 41.4 nm인 것으로 확인되었다(도 3). As a result, the average particle size of the Ti-adhesive nanoparticles was found to be 41.4 nm (Fig. 3).

한편, 상기 실시예 2와 같이 얻은 Ti-접착성 나노입자를 투과 전자 현미경 (TEM)으로 조사한 결과, 구형의 균일한 나노입자가 형성되었음을 확인할 수 있었다. 나노입자의 제타 전위(zeta potential)는 PAsp 쉘로 인하여 상당한 음의 값이었다 (-44.32)(도 3). 이러한 음이온성 PAsp 도메인은 생리학적인 pH에서 양으로 하전되는 BMP-2 및 IGF-1(BMP-2 및 IGF-1의 등전점은 각각 8.5 및 8.6임)을 위한 결합 영역으로서 이용될 수 있을 것으로 기대되었다(도 2).
On the other hand, when the Ti-adhesive nanoparticles obtained in Example 2 were examined by a transmission electron microscope (TEM), it was confirmed that spherical uniform nanoparticles were formed. The zeta potential of the nanoparticles was significant negative (-44.32) due to the PAsp shell (FIG. 3). This anionic PAsp domain was expected to be used as a binding region for positively charged BMP-2 and IGF-1 at Bphysiological pH (BMP-2 and IGF-1 are 8.5 and 8.6, respectively). (FIG. 2).

실시예Example 3:  3: TiTi -접착성 나노입자의 Of adhesive nanoparticles TiTi 기판 상On board 고정화 Immobilization

상기와 같이 형성된 Ti-접착성 나노입자, 즉 카테콜-작용기화된 나노입자를 Ti 기판 상에 고정화시켰다.The Ti-adhesive nanoparticles formed as above, ie catechol-functionalized nanoparticles, were immobilized on the Ti substrate.

표면 고정화를 위하여, 0.1 g/l 및 0.5 g/L의 나노입자 수용액을 Ti 기판과 함께 평형시켰다.For surface immobilization, 0.1 g / l and 0.5 g / L aqueous nanoparticle solutions were equilibrated with the Ti substrate.

도 4에서 보여주듯이, 전계방사형 주사전자현미경(Fe-SEM)을 통해 접착성 나노입자들이 Ti 표면 상에 안정적으로 고정되었음을 확인할 수 있다. 나노입자의 농도를 조절함으로써 고정화 밀도를 제어할 수 있다. 구체적으로 나노입자의 농도를 0.1 g/l로부터 0.5 g/l까지 증가시킴에 따라 고정화된 나노입자의 밀도는 1.72 × 10-8/mm2로부터 4.09 × 10-8/mm2으로 증가하였다.
As shown in FIG. 4, it can be confirmed that the adhesive nanoparticles are stably fixed on the Ti surface through a field emission scanning electron microscope (Fe-SEM). By controlling the concentration of nanoparticles, the immobilization density can be controlled. Specifically, as the concentration of nanoparticles was increased from 0.1 g / l to 0.5 g / l, the density of the immobilized nanoparticles increased from 1.72 × 10 −8 / mm 2 to 4.09 × 10 −8 / mm 2 .

실험예Experimental Example 3:  3: TiTi -접착성 나노입자의 Of adhesive nanoparticles TiTi 기판 상On board 고정화 조사 Immobilization investigation

Ti 표면 상의 나노입자의 고정화는 X-선 광전자 분광기 (XPS) 및 접촉각 측정을 통해 조사하였다.Immobilization of nanoparticles on the Ti surface was investigated through X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and contact angle measurements.

도 5는 개질되지 않은 Ti 기판과 나노입자-고정화된 Ti 기판의 XPS survey 스펙트럼을 나타낸다. 본래 Ti 표면은 본래 표면의 산화물로부터 기인한 Ti과 O로 주로 구성되며, 탄화수소 오염물 유래의 소량의 C를 포함한다. 카테콜-PAsp-b-PPhe 나노입자의 정착은 C 몰비의 유의적인 증가를 통해 확인하였다. 고정화를 위해 사용된 나노입자의 농도가 증가할수록, Ti 원자비는 감소하는 반면, 표면 C 원자비는 24.8%로부터 32.8%까지 증가하였다. 또한, 개질되지 않은 Ti 기판 상에서는 검출되지 않는 N의 존재가 관찰되었으며, C 시그널의 증가 경향과 유사하게 나노입자 농도에 비례하여 N 원자비도 증가하였다. 또한, 고해상도 XPS 스펙트럼 분석 결과 고정화된 나노입자의 화학적 구조와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 도 5의 삽입도에서 보여주듯이, 나노입자-고정화된 Ti (0.5 g/L)의 C 1s 고해상도 스캔 결과는 각각 284.5, 286.4 및 288.4 eV의 결합 에너지에 해당하는 지방족 (C-C/C-H), 에테르 (C-O) 및 에스테르 (O-C=O) 탄소와 일치하였다.5 shows XPS survey spectra of unmodified Ti substrates and nanoparticle-immobilized Ti substrates. The original Ti surface consists mainly of Ti and O originating from the oxide of the original surface and contains a small amount of C from hydrocarbon contaminants. Settling of the catechol-PAsp-b-PPhe nanoparticles was confirmed through a significant increase in the C molar ratio. As the concentration of nanoparticles used for immobilization increased, the Ti atomic ratio decreased while the surface C atomic ratio increased from 24.8% to 32.8%. In addition, the presence of undetectable N was observed on the unmodified Ti substrate, and the N atomic ratio also increased in proportion to the nanoparticle concentration, similar to the increasing tendency of the C signal. High resolution XPS spectral analysis also showed good agreement with the chemical structure of the immobilized nanoparticles. As shown in the inset of FIG. 5, C 1s high-resolution scan results of nanoparticle-immobilized Ti (0.5 g / L) showed aliphatic ( C- C / C- H corresponding to binding energies of 284.5, 286.4 and 288.4 eV, respectively). ), Ether ( C- O) and ester (O- C = O) carbon.

도 6에서 보여주듯이, 접촉각 변화를 통해 또한 Ti 기판 상의 나노입자 고정화를 확인하였다. 나노입자 고정화 전에, Ti 기판의 정적 물 접촉각은 75.3°였다. 나노입자의 고정화 이후 (0.1 g/l), 접촉각은 36.4°로 감소하였으며 나노입자의 농도가 증가함에 따라 27.0°까지 추가로 감소하였다. 이는 고정화된 나노입자로 인하여 Ti 기판의 표면 친수성이 증가함을 나타낸다. 음이온성 PAsp 쉘이 상기 접촉각의 감소에 대한 주요 요인이다.
As shown in Figure 6, the change in contact angle also confirmed the nanoparticle immobilization on the Ti substrate. Prior to nanoparticle immobilization, the static water contact angle of the Ti substrate was 75.3 °. After immobilization of the nanoparticles (0.1 g / l), the contact angle decreased to 36.4 ° and further decreased to 27.0 ° as the concentration of nanoparticles increased. This indicates that the surface hydrophilicity of the Ti substrate is increased due to the immobilized nanoparticles. Anionic PAsp shells are the main factor for the reduction of the contact angle.

실시예Example 4:  4: BMPBMP -2의 결합 및 Combination of -2 and TiTi 표면으로부터의 제어 방출 조사 Control emission from surface

본 실시예에서는 BMP-2가 고정화된 나노입자 상으로 결합 (또는 탑재)될 수 있는지 여부를 확인하였다.In this example, it was confirmed whether BMP-2 can be bound (or mounted) onto the immobilized nanoparticles.

나노입자는 음이온성의 치밀한 PAsp 쉘을 가지며 이에 따라 정전기적 상호작용을 통해 양으로 하전된 BMP-2를 결합할 수 있었다. 나노입자 상으로의 BMP-2 결합을 시각화하기 위하여 FITC-표지된 BMP-2를 사용하였다. The nanoparticles have an anionic, dense PAsp shell and are able to bind positively charged BMP-2 through electrostatic interaction. FITC-labeled BMP-2 was used to visualize BMP-2 binding onto nanoparticles.

도 7은 BMP-2가 개질되지 않은 Ti 표면 상에 효과적으로 결합되지 않음을 보여준다. 그러나, 나노입자-고정화된 표면에서는 나노입자 상의 BMP-2의 효과적인 탑재를 나타내는, 강한 FITC 형광이 관찰되었다. 탑재된 BMP-2의 양은 BMP-2 공급량을 조절함으로써 제어될 수 있다. 도 7(c)는 BMP-2가 눈에 띄는 버스트 방출 없이 40일에 걸쳐 방출됨을 보여준다. 탑재된 BMP의 양에 상관없이, 방출되는 비율은 유사하였으며, 이로써 BMP-2의 방출되는 양이 제어될 수 있음을 알 수 있었다.
7 shows that BMP-2 does not bind effectively on unmodified Ti surface. However, strong FITC fluorescence was observed on the nanoparticle-immobilized surface, indicating effective loading of BMP-2 on the nanoparticles. The amount of BMP-2 loaded can be controlled by adjusting the BMP-2 feed amount. 7 (c) shows that BMP-2 is released over 40 days without noticeable burst release. Regardless of the amount of BMP loaded, the rate of release was similar, indicating that the amount of BMP-2 released could be controlled.

Claims (16)

하기 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물:
[화학식 1]
Figure 112011055242846-pat00011

상기 식에서,
n은 10 내지 100의 정수이고,
m은 10 내지 100의 정수이다.
Adhesive polymer compound represented by the following formula (1):
[Formula 1]
Figure 112011055242846-pat00011

In this formula,
n is an integer from 10 to 100,
m is an integer of 10-100.
제1항 기재의 접착성 고분자 화합물이 자가조립하여 형성한 접착성 나노입자.
Adhesive nanoparticles formed by self-assembly of the adhesive polymer compound of claim 1.
제2항에 있어서, 상기 접착성 나노입자는 표면에는 카테콜기가 위치하고 폴리(L-아스파르테이트) 부분이 쉘에 위치하며 폴리(L-페닐알라닌) 부분이 코어에 위치하는 것인, 접착성 나노입자.
According to claim 2, wherein the adhesive nanoparticles catechol group is located on the surface of the poly (L- aspartate) portion is located in the shell and the poly (L-phenylalanine) portion is located in the core, the adhesive nano particle.
제2항에 있어서, 상기 접착성 나노입자는 코어 또는 쉘에 약물, 성장인자 또는 이의 조합을 탑재하고 있는 것인, 접착성 나노입자.
The adhesive nanoparticle of claim 2, wherein the adhesive nanoparticle is provided with a drug, a growth factor, or a combination thereof in a core or a shell.
제4항에 있어서, 상기 약물은 에티드로네이트, 클로드로네이트, 팔미드로네이트, 알렌드로네이트, 이반드로네이트, 리세드로네이트, 졸레드로네이트, 틸루드로네이트, [1-히드록시-2-(이미다조[1,2-a]피리딘-3-일)에틸리덴]-비스포스폰산 모노하이드레이트, 이카드로네이트, 올파드로네이트, 네리드로네이트, 디소듐-1-히드록시-3-(1-피롤리디닐)-프로필리덴-1,1-비스포스포네이트, 파클리탁셀, 도세탁셀, 시롤리머스, 덱사메타손 및 이의 조합 중 어느 하나인, 접착성 나노입자.
The drug according to claim 4, wherein the drug is ethidronate, clathronate, palmidronate, alendronate, ibandronate, risedronate, zoleronate, tiludronate, [1-hydroxy-2- (Imidazo [1,2-a] pyridin-3-yl) ethylidene] -bisphosphonic acid monohydrate, icadronate, olpadronate, neridronate, disodium-1-hydroxy-3- ( Adhesive nanoparticles which are any one of 1-pyrrolidinyl) -propylidene-1,1-bisphosphonate, paclitaxel, docetaxel, sirolimus, dexamethasone and combinations thereof.
제4항에 있어서, 상기 성장인자는 골형성 성장인자, 섬유아세포 성장인자, 혈소판 유도 성장인자, 전환 성장인자-β, 인슐린 유사 성장인자, 파라티로이드 호르몬 및 이의 조합 중 어느 하나인, 접착성 나노입자.
The method of claim 4, wherein the growth factor is any one of bone growth factor, fibroblast growth factor, platelet-induced growth factor, transforming growth factor-β, insulin-like growth factor, paratyroid hormone, and a combination thereof. Nanoparticles.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 접착성 나노입자를 포함하는 접착제 조성물.
Adhesive composition containing the adhesive nanoparticle in any one of Claims 2-6.
제7항에 있어서, 상기 접착제 조성물은 플라스틱, 유리, 세라믹 금속, 및 고분자 합성수지로 이루어진 군으로부터 선택된 기질에 접착되는 것인 접착제 조성물.
8. The adhesive composition of claim 7, wherein the adhesive composition is adhered to a substrate selected from the group consisting of plastics, glass, ceramic metals, and polymeric synthetic resins.
하기 단계를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물의 제조방법:
하기 화학식 2로 표시되는 화합물의 존재 하에 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 중합 반응시켜 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 1);
상기 화학식 4로 표시되는 화합물에 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 중합 반응시켜 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 2);
상기 화학식 6으로 표시되는 화합물과 보론 할라이드를 반응시켜 하기 화학식 7로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 3); 및
상기 화학식 7로 표시되는 화합물을 탈벤질화시켜 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 4):
[화학식 1]
Figure 112012100212430-pat00012

상기 식에서,
n은 10 내지 100의 정수이고,
m은 10 내지 100의 정수이며,
[화학식 2]
Figure 112012100212430-pat00013

[화학식 3]
Figure 112012100212430-pat00014

[화학식 4]
Figure 112012100212430-pat00015

상기 식에서,
n은 10 내지 100의 정수이며,
[화학식 5]
Figure 112012100212430-pat00016

[화학식 6]
Figure 112012100212430-pat00017

상기 식에서,
n은 10 내지 100의 정수이고,
m은 10 내지 100의 정수이며,
[화학식 7]
Figure 112012100212430-pat00018

상기 식에서,
n은 10 내지 100의 정수이고,
m은 10 내지 100의 정수이다.
Method for producing an adhesive polymer compound represented by the formula (1) comprising the following steps:
Preparing a compound represented by the following Chemical Formula 4 by polymerizing the compound represented by the following Chemical Formula 3 in the presence of the compound represented by the following Chemical Formula 2 (step 1);
Preparing a compound represented by Chemical Formula 6 by polymerizing a compound represented by Chemical Formula 5 with a compound represented by Chemical Formula 4 (step 2);
Preparing a compound represented by Chemical Formula 7 by reacting the compound represented by Chemical Formula 6 with boron halide (step 3); And
Debenzylating the compound represented by Chemical Formula 7 to prepare a compound represented by Chemical Formula 1 (step 4):
[Formula 1]
Figure 112012100212430-pat00012

In this formula,
n is an integer from 10 to 100,
m is an integer from 10 to 100,
(2)
Figure 112012100212430-pat00013

(3)
Figure 112012100212430-pat00014

[Chemical Formula 4]
Figure 112012100212430-pat00015

In this formula,
n is an integer from 10 to 100,
[Chemical Formula 5]
Figure 112012100212430-pat00016

[Chemical Formula 6]
Figure 112012100212430-pat00017

In this formula,
n is an integer from 10 to 100,
m is an integer from 10 to 100,
(7)
Figure 112012100212430-pat00018

In this formula,
n is an integer from 10 to 100,
m is an integer of 10-100.
제9항에 있어서, 상기 단계 1)은 용매로서 디메틸포름아미드, 클로로포름 또는 이의 조합을 사용하여 수행되는, 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물의 제조방법.
The method of claim 9, wherein step 1) is performed using dimethylformamide, chloroform, or a combination thereof as a solvent.
제9항에 있어서, 상기 단계 1)의 반응 온도는 20 내지 45 ℃인, 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물의 제조방법.
The method of claim 9, wherein the reaction temperature of step 1) is 20 to 45 ° C. 11.
제9항에 있어서, 상기 단계 2)는 용매로서 디메틸포름아미드, 클로로포름 또는 이의 조합을 사용하여 수행되는, 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물의 제조방법.
The method of claim 9, wherein step 2) is performed using dimethylformamide, chloroform, or a combination thereof as a solvent.
제9항에 있어서, 상기 단계 2)의 반응 온도는 20 내지 45 ℃인, 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물의 제조방법.
The method of claim 9, wherein the reaction temperature of step 2) is 20 to 45 ° C. 11.
제9항에 있어서, 상기 단계 3)은 용매로서 메틸렌 클로라이드, 클로로포름 또는 이의 조합을 사용하여 수행되는, 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물의 제조방법.
The method of claim 9, wherein step 3) is performed using methylene chloride, chloroform, or a combination thereof as a solvent.
제9항에 있어서, 상기 단계 3)의 보론 할라이드 화합물은 보론 트리브로마이드, 보론 트리클로라이드 또는 이의 조합인, 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물의 제조방법.
The method of claim 9, wherein the boron halide compound of step 3) is boron tribromide, boron trichloride, or a combination thereof.
제9항에 있어서, 상기 단계 4)는 탈벤질화제로서 수산화나트륨, 수산화칼륨, Pd/C 촉매 또는 이의 조합을 사용하여 수행되는, 화학식 1로 표시되는 접착성 고분자 화합물의 제조방법.The method of claim 9, wherein step 4) is performed using sodium hydroxide, potassium hydroxide, a Pd / C catalyst, or a combination thereof as a debenzylating agent.
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