KR101288088B1 - 생체내 분해기간이 조절 가능한 생체적합성 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법 - Google Patents

생체내 분해기간이 조절 가능한 생체적합성 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생체적합성 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 생체적합성인 소장점막하조직 파우더를 수용액화하여 화학적 가교결합을 형성시키는 방법에 의하여 용액 상으로 형성되며 생체 내 주사시 가교의 정도에 따라 젤의 분해기간을 조절 가능하게 함을 특징으로 하는 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법 및 상기 하이드로젤을 이용한 소장점막하조직 약물전달체 및 지지체의 제조방법을 제공한다.

Description

생체내 분해기간이 조절 가능한 생체적합성 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법{A method of preparing hydrogel of biocompatible small intestinal submucosa of which the degradation time in body is adjustable}
본 발명은 생체내 분해기간이 조절 가능한 생체적합성 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 생체적합성인 소장점막하조직 파우더를 수용액화하여 화학적 가교결합을 형성시키는 방법에 의하여 용액 상으로 생체 내 주사 시 젤이 형성되며 가교의 정도에 따라 젤의 분해기간을 조절 가능하게 함을 특징으로 하는 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법 및 상기 하이드로젤을 이용한 소장점막하조직 약물 전달체 또는 지지체의 형성방법에 관한 것이다.
최근 재생의학 분야에서 줄기세포가 관심의 집중을 받고 있는데, 줄기세포는 여러 가지 사이토카인류의 작용 및 기능 조절에 의해 여러 조직으로 분화한다는 연구가 많이 보고되고 있다. 이러한 연구적 배경을 통해 세포, 유전자 및 줄기세포와 자극 감응형 하이드로젤을 복합화하게 되면 연골, 뼈, 혈관 등 다양한 인공장기의 형성이 가능할 것으로 기대되므로 이에 관한 연구가 중요시되고 있다.
천연소재는 천연물질, 동물, 인체에서 유래한 물질로서 매우 우수한 생체적합성을 가지고 있다. 대표적인 일례로 세포외기질(extracellular matrix; ECM)을 들 수 있는데 이는 복잡한 인체 및 동물에서 추출된 생체재료로서 세포의 기능을 제어할 수 있는 특징이 있다. 천연소재로 제작된 지지체는 생체에 이식 후 염증반응이 적을 뿐 아니라, 뛰어난 생체 기능성과 생분해성 등을 제공할 수 있어 이상적인 조직공학용 지지체의 재료로 평가받고 있다.
이러한 천연소재 물질 중에 돼지의 소장점막하조직이 있는데, 이를 이용하여 손상된 조직을 재생하기 위한 지지체로 응용할 수 있다. 상세하게는 각종 질병으로 인한 장기의 손상을 치유하기 위해 때때로 골수 이식이나 심장, 신장, 안구 등의 장기 기증 등으로 치료를 하는 경우가 있지만 수요에 비해 공급이 상당히 부족하기 때문에 조직공학을 이용한 인공장기의 개발이 필요하다. 이러한 조직공학은 생명과학과 공학의 원리를 이용하여 손실된 기관의 기능을 복원 혹은 보존을 목적으로 생물학적 대체물의 재생에 적용되는 학문간 상호 협조를 필요로 하는 분야이다.
돼지의 소장점막하조직은 세포가 존재하지 않는 조직으로 면역반응이 거의 일어나지 않으며 90% 이상이 피부에 있는 콜라겐 Ⅰ, Ⅱ 형으로 구성되어 있고 그 외에는 소량의 콜라겐 Ⅴ, Ⅵ형 등이 존재한다. 또한 소장점막하조직은 세포외기질(ECM)로서 글리코스아미노글리칸 및 피브로넥틴, 콘드로이틴 설페이트, 헤파린, 헤파린 설페이트, 하이아루론산과 염기성 섬유아세포 성장인자-2 (base fibroblast growth factor - 2; FGF-2), 신경성장인자 (nerve growth factor; NGF), 변환성장인자-β (transforming growth factor-β; TGF-β), 상피세포 성장인자 (epidermal growth factor; EGF), 혈관 내피세포 성장인자 (vascular endothelial growth factor; VEGF) 및 인슐린 성장인자 (insulin-like growth factor-1; IGF-1) 등의 다양한 사이토카인을 다량 함유하고 있다.
이와 같이 소장점막하조직 내에는 ECM 및 사이토카인이 존재하기 때문에 세포의 점착이나 성장, 이동, 분화 등의 세포의 기능적인 면에 도움을 줌으로써 조직 재생 이외에도 많은 분야에 응용될 수 있다.
이러한 특징을 가지는 소장점막하조직은 미국의 "Purdue University"에 있는 Badylak에 의해 실험이 시작되었으며 "COOK"사와 더불어 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구 결과로 정맥이나 동맥의 혈관 및 진피, 상피, 뼈 등의 이식물, 담즙관의 재생, 요실금 환자의 방광을 조여 주는 이식물 등으로 현재 상용화되어있다. 그러므로 소장점막하조직은 여러 가지 생체 대체물로써 다양하게 응용가능하며 생체적합성 재료로 앞으로 많은 연구가 기대된다.
그러나 천연소재로서의 응용에는 한계가 있으므로 기계적 또는 화학적 처리에 의해 물성을 증진시켜야만 한다.
최근 주입형 하이드로젤은 의료분야에서 많은 관심을 받고 있는데, 의료용 충진제로부터 생리활성 물질의 방출 시스템, 삼차원 구조를 이용한 기관/조직재생 등 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 이러한 주입형 하이드로젤은 외과적인 수술과정 없이 주사기 등을 사용하여 간단하게 생체 내에 주입될 수 있다는 장점을 가지고 있다. 일반적으로 주입형 하이드로젤의 경우 체외에서는 유체와 같은 특성을 가지고 있어 주사기를 사용하여 이식이 가능하고, 체 내에 주입 후에는 젤화가 일어나게 된다. 즉, 이식 후에는 약물이나 생리활성물질의 지속적인 방출을 위한 약물전달시스템 또는 세포의 성장을 유지할 수 있는 지지체로서의 역할을 할 수 있다.
그러나, 일반적인 하이드로젤은 분해기간 조절이 어려워 약물전달 시스템이나 조직공학에 이용되기에는 많은 한계가 따른다. 따라서 원하는 목적에 따라 분해기간을 적절히 조절할 수 있는 하이드로젤을 제조하는 것이 중요하다.
본 발명은 상기와 같은 상황을 고려하여 개발된 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 과제는 세포의 점착이나 성장, 이동, 분화 등의 세포의 기능적인 면에 도움을 주는 ECM 및 사이토카인이 존재하여 조직 재생이나 상처 치유 이외에도 많은 분야에 응용될 수 있는 소장점막하조직을 이용하여 가교제를 이용한 가교형성을 통하여 쉽게 분해되지 않는 젤 형성이 가능하고, 가교제의 농도에 따라 분해기간이 조절 가능한 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
동물의 소장점막하조직을 가교제를 이용하여 화학적 가교시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 소장점막하조직 하이드로젤을 생체 내 주사하여 젤을 형성시키는 것을 특징으로 하는 소장점막하조직 약물 전달체 및 지지체의 형성방법을 제공한다.
본 발명에 따른 생체적합성인 소장점막하조직 하이드로젤은 가교제의 농도에 따라 화학적 가교에 의해 분해시간을 지연시킬 수 있으며, 가교 결합의 형성 정도에 따라 분해기간을 조절할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 소장점막하조직 하이드로젤은 주사제형으로 이용되어 약물전달체 및 조직공학용 지지체로서 사용될 수 있는 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 소장점막하조직 하이드로젤의 모습과 이를 쥐의 피하에 주입하여 생체 내에서 젤화되는 것을 확인한 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 소장점막하조직 하이드로젤을 쥐의 피하에 주입 후 시간 경과 후에 젤을 적출한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 소장점막하조직 하이드로젤을 쥐의 피하에 주입한 후 1 주일 경과 후에 젤을 적출하고 단면을 SEM으로 관찰한 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 소장점막하조직 하이드로젤을 쥐의 피하에 주입 후 시간의 경과에 따른 젤의 크기(부피)를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 소장점막하조직 하이드로젤을 쥐의 피하에 주입 후 일정 시간 경과 후에 젤을 적출하고 이를 H&E 염색한 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 소장점막하조직 하이드로젤을 을 쥐의 피하에 주입 후 일정 시간 경과 후에 젤을 적출하고 이를 ED1 면역 형광 염색한 사진이다.
도 7은 본 발명의 실험예 3에 따라 시간의 경과에 따른 쥐의 혈중 내 알부민의 농도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실험예 4에 따라 소장점막하조직 하이드로젤에 연골세포를 넣어 주입 후 일정 시간 경과 후에 젤을 적출하고 이를 safranin-O 염색한 사진이다.
이하 본 발명에 관하여 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법은 동물, 더욱 구체적으로는 포유류, 더욱 구체적으로는 인간을 제외한 포유류의 소장점막하조직을 화학적 가교제를 이용하여 화학적 가교시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 상기 소장점막하조직은 ECM 및 사이토카인이 존재하기 때문에 세포의 점착이나 성장, 이동, 분화 등의 세포의 기능적인 면에 도움을 줌으로써 조직재생 이외에도 많은 분야에 응용될 수 있다.
상기 본 발명에 따른 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명하면,
(1) 소장점막하조직을 산성 용액 및 펩신과 혼합하여 소장점막하조직 용액을 제조하는 단계;
(2) 상기 (1)에서 얻어진 용액을 염기성 용액을 이용하여 생체 적합성 pH로 조절하는 단계;
(3) 상기 (2)에서 얻어진 용액을 동결건조하여 파우더로 제조하는 단계; 및
(4) 상기 (3)에서 얻어진 파우더를 수용액화한 후 화학적 가교제를 혼합하여 가교반응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 포유류의 소장점막하조직을 분리하는데, 포유류의 소장을 분리하여 공장을 제거한 후 식염수에 침지 및 인산완충용 액에 침지하였다가 장간 막을 제거한 다음 일정한 길이로 자른다. 이렇게 자른 소장을 뒤집어 점막층을 마찰로써 제거한 후 다시 뒤집어 장막과 근육층을 제거하여 소장점막하조직을 분리한다.
상기 분리된 소장점막하조직을 동결 건조 후에 분쇄하고 분쇄된 소장점막하조직을 산성 용액 및 펩신으로 혼합시킨다. 상기 혼합 용액에 염기성 용액을 이용하여 pH 5.5 ~ 7.8, 바람직하게는 pH 6.5 ~ pH 7.5로 적정시켜 젤 형성이 가능한 생체적합성의 소장점막하조직 파우더를 제조한다.
상기 산성 용액은 pH 2.5 ~ 4.5로 조절할 수 있는 용액이면 가능하고, 바람직하게는 아세트산, 파라톨루엔설포닌산 및 말레인산 중에서 선택된 산을 1 ∼ 5 중량% 농도로 포함된 수용액을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 염기성 용액은 산성을 적정시켜주고, 피하주사 또는 조직공학용 지지체로써 사용되어 질 때 주변의 세포들의 염증반응을 줄이기 위하여 사용되며, 예를 들어 수산화나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산수소나트륨(NaHCO3), 인산수소이나트륨(Na2HPO4), 탄산수소칼슘(Ca(HCO3)2), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화질산칼슘(Ca(OH)NO3), 수산화염화칼슘(Ca(OH)Cl), 수산화시안칼슘(Ca(OH)CN), 수산화칼륨(KOH), 수산화암모늄(NH4OH) 및 아세트산나트륨(CH3COONa) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 이러한 염기성 용액을 적정시켜 pH 5.5 ~ 7.8의 생체내 pH와 유사하게 조절한다.
상기 제조된 소장점막하조직 용액은 생체 내에 주입 시 체액에 의해 쉽게 분해되므로 가교 반응을 통하여 젤의 유지 기간을 늘리고, 또한 분해 기간을 제어할 수 있다. 상기 화학적가교제는 고분자 사슬간의 가교결합을 형성시켜 체액에 의해 분해되는 것을 억제시켜 이것으로 인해 인체 내에서 분해되는 기간의 조절이 가능하다. 천연소재를 사용한 지지체는 가교제와 같은 화학적 처리를 통해 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 화학적 가교제로는 알데히드계 화합물, 수용성 카보이미드계 화합물, 에폭시화합물 및 디이소시아네이트 중에서 선택하여 사용할 수 있다. 더욱 구체적으로는 수용성 카보이미드계 화합물로서 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필카보이미드), 디시클로헥실카보이미드, 1-에틸-3-(2-몰포리닐-4-에틸)카보이미드, 알데히드계 화합물로서 포름알데히드, 글루타알데히드, 덱스트린 알데히드 등을 예로 들 수 있으며, 가장 바람직하게는 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필카보이미드)(EDC)이다.
본 발명에 있어서, 가교반응시 상기 가교제의 농도는 0.001 mM~ 1 M 농도인 것이 효율상 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.01~100mM, 가장 바람직하게는 0.1~10mM이다.
본 발명은 상기 제조된 소장점막하조직 하이드로젤을 생체 내 주사하여 젤을 형성시키는 것을 특징으로 하는 소장점막하조직 약물 전달체 및 지지체의 형성방법을 제공한다. 본 발명에 따른 소장점막하조직은 가교제에 의해 화학적 가교결합을 형성시켜 수용액 상으로 생체 내 주사 시 그 자리에서 젤이 형성된 후 젤의 분해기간을 조절할 수 있는 주사제형 하이드로젤로서, 주사형 약물전달 제형 및 조직공학적 지지체로 활용될 수 있다.
이하 본 발명을 아래 실시예에서 상세히 설명하지만, 본 발명의 보호범위가 하기 실시시예에만 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1~3]
(1) 돼지에서의 소장점막하조직 분리 및 보관
사후 4시간 이내의 돼지의 공장을 이용하여 지방조직을 우선 제거하고, 물로 깨끗이 공장 안과 밖을 세척한 다음, 공장을 대략 10 cm 정도의 길이로 잘라 식염수에 넣고 세척하였다. 잘라낸 공장을 물리적 힘을 가해서 바깥층에 있는 치밀층을 제거하고 다시 뒤집어서 점막 근육층을 제거하여 소장점막하조직 층만을 분리하였다. 이를 다시 식염수로 세척하고, -80 ℃ 급저온 냉각기에 보관하였다.
(2) 소장점막하조직 분말의 제조
상기 (1)에서와 같이 -80 ℃에서 보관 저장된 소장점막하조직을 동결 건조 후, 동결분쇄기(6700, SPEX Inc., USA)를 이용하여 10~30 ㎛ 크기의 분말로 제조하였다.
(3) 생체적합성 소장점막하조직 파우더의 제조
분말 형태를 갖는 소장점막하조직 1 중량%을 3%의 아세트산과 0.1%의 펩신 및 증류수를 이용하여 상온에서 48시간 동안 교반시켜 주었다. 이 후에 형성된 소장점막하조직 용액을 1N 수산화나트륨(NaOH)을 이용하여 pH 7.4를 맞추었다. pH를 맞춘 용액을 동결건조 후에 동결분쇄기를 이용해 분쇄시켜 최종 생체적합성 소장점막하조직 파우더를 얻었다.
(4) 화학적 가교제를 이용한 가교 반응
상기 제조된 소장점막하조직 파우더를 5ml 바이알에 15 중량%로 인산완충용액에 녹인 후, 가교제인 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필카보이미드)(EDC)를 각각 0.1mM(실시예 1), 1.0mM(실시예 2), 10 mM(실시예 3)로 첨가하여 24시간 동안 상온에서 교반시켰다. 이렇게 가교된 소장점막하조직 용액은 주사제형이 가능한 하이드로젤이 형성됨을 확인하였다.
[ 비교예 1]
실시예 1의 (3)에서 제조된 소장점막하조직 파우더 15중량%를 인산 완충 용액에 녹여 주사제형으로 제조하였다.
실험예 1. 가교된 소장점막하조직 파우더의 in vivo 주입
상기 실시예 1~3에서 제조한 소장점막하조직 파우더를 에틸렌 옥사이드 가스로 멸균한 후 in vivo 상에서 주사제형으로 만들어 주입하였다(도 1).
SD rat(male, 8주령, 350-380 g)의 피하에 실시예 1~3에서 얻어진 하이드로젤 용액을 주사기를 이용하여 1ml 주입하였다. 비교 모델로서 비교예 1에서 얻은 가교제를 첨가하지 않은 소장점막하조직 용액을 SD rat 피하에 주입하였다.
상기에서 주입 즉시 생체 내에서 단단하게 젤이 형성됨을 확인하였다. 형성된 젤을 1, 2, 4, 6, 8 주 경과한 시점에 주사부위를 절제하여 형성된 젤의 분해 정도를 관찰하였고(도 2), 1 주 경과한 시점에 젤의 단면을 SEM이미지를 통해 관찰하였다(도 3). 가교되지 않은 소장점막하조직 용액에 비해 가교된 소장점막하조직 용액이 생체 내에서 젤이 더 단단하게 유지됨을 확인하였고, 시간의 경과에 따른 젤의 크기를 관찰하였을 때 분해가 느려짐을 확인하였다(도 4). 이는 가교제로 인한 가교가 형성되었고, 이렇게 가교된 소장점막하조직을 이용하여 젤의 분해속도 조절이 가능함을 나타낸다.
실험예 2. 소장점막하조직 젤의 조직학적 평가
상기 실시예 1에서 형성된 젤을 1, 2, 4 주 경과한 시점에 절제하여 10% 포르말린 용액에 고정시킨 후 파라핀 블록으로 제조하였다. 파라핀 블록은 4 μm로 슬라이드에 절편한 후 조직학적 평가를 위하여 H&E, ED1 염색을 실시하였다.
H&E 염색은 가장 기본적인 염색법으로 세포의 핵에 특이적으로 염색되는 헤마톡실린(hematoxylin)과 세포질에 염색되는 에오신(eosin)을 이용한 염색법으로 핵과 세포질의 성상을 확인할 수 있는 염색법으로서 이식 체의 전체적인 세포 거동과 몰폴로지를 확인하기 위하여 진행되었다(도 5). 또한 이식된 제형의 염증 반응 확인을 위하여 ED1 (mouse anti rat CD68; Serotec, UK) 발현을 확인하였다(도 6). 상기 실험을 통하여 본 발명의 젤이 생체적합성을 가지며 면역 염증 반응을 일으키지 아니함을 확인하여 조직공학적 지지체로 이용될 수 있음을 확인하였다.
실험예 3. in vivo 약물 방출 실험
약물 전달체로서의 가능성을 확인하기 위하여 상기 실시예 1에서 얻은 소장점막하조직 용액에 약물을 혼합하여 생체 내 방출을 확인하였다(도 7). 상기 제조된 소장점막하조직 파우더를 인산완충용액에 각각 10, 15, 20 중량%가 되도록 녹여 균일한 용액을 만들었다. FITC가 결합된 알부민(FITC-BSA)을 1 mg/ml 의 농도로 첨가한 후 완전히 혼합된 용액을 제조하였다. SD rat(male, 8주령, 350-380 g) 9마리의 피하에 알부민을 함유한 소장점막하조직 용액을 주사기(21G, 1 cc needle)로 0.5 ml 주입하였다. 또한, 비교 모델로서 동일한 농도의 FITC가 결합된 알부민을 함유한 용액을 3마리의 쥐의 피하에 0.5 ml 주입하였다. 알부민만을 직접 쥐의 피하에 주사한 경우는 약 1일 만에 더 이상 약물이 방출되지 않는 반면, 알부민을 함유한 소장점막하조직 하이드로젤의 경우 9일 정도의 약물이 지속적으로 방출됨을 확인하였고, 또한 생체내에 이식된 젤을 제거한 젤의 농도 측정을 통해 소장점막하조직의 농도에 따라 20일까지 약물이 지속적으로 방출됨을 알 수 있었다.
실험예 4. in vivo 연골세포 전달체 실험
세포 전달체로서의 가능성을 확인하기 위하여 상기 실시에 1에서 얻은 소장점막하조직 용액에 연골세포를 혼합하여 생체 내 연골분화를 확인하였다(도 8). 상기 제조된 소장점막하조직 파우더를 인산완충용액에 15 중량%가 되도록 녹여 균일한 용액을 만들었다. 연골세포를 2 X 106cells/ml의 농도로 소장점막하조직 용액에 첨가한 후 완전히 혼합된 용액을 제조하였다. Nude mouse(male, 6주령)의 피하에 연골세포를 함유한 소장점막하조직 용액을 주사기(21G, 1cc needle)로 0.5 ml 주입하였다. 적출하여 safranin-O 염색을 통해 주입한 연골세포가 소장점막하조직 젤 내에서 증식과 분화된 것을 확인하였다.
본 발명의 기술적 사상 또는 범위 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. 따라서, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위 및 그 동등범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (8)

  1. 인간을 제외한 동물의 소장점막하조직을 화학적 가교제를 이용하여 화학적 가교시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법에 있어서, 상기 화학적 가교제는 생분해 속도 조절을 위하여 이용량이 정해지는 것인 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제조방법은
    (1) 소장점막하조직을 산성 용액 및 펩신과 혼합하여 소장점막하조직 용액을 제조하는 단계;
    (2) 상기 (1)에서 얻어진 용액을 염기성 용액을 이용하여 생체 적합성 pH로 조절하는 단계;
    (3) 상기 (2)에서 얻어진 용액을 동결건조하여 파우더로 제조하는 단계; 및
    (4) 상기 (3)에서 얻어진 파우더를 수용액화한 후 화학적 가교제를 혼합하여 가교반응시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 화학적 가교제는 생분해 속도 조절을 위하여 이용량이 정해지는 것인 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 화학적 가교제는 알데히드계 화합물, 수용성 카보이미드계 화합물, 에폭시화합물 및 디이소시아네이트 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 화학적 가교제는 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필카보이미드), 포름알데히드, 글루타알데히드, 덱스트린 알데히드 또는 디시클로헥실카보이미드, 1-에틸-3-(2-몰포리닐-4-에틸)카보이미드인 것을 특징으로 하는 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 (2)의 생체 적합성 pH는 pH 5.5~7.8인 것을 특징으로 하는 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 (4)의 가교반응시 가교제의 농도는 0.001 mM~ 1 M 농도인 것을 특징으로 하는 소장점막하조직 하이드로젤의 제조방법.
  7. 청구항 1 또는 2의 방법으로 제조된 소장점막하조직 하이드로젤을 인간을 제외한 생체 내 주사하여 젤을 형성시키는 것을 특징으로 하는 소장점막하조직 약물 전달체 또는 지지체의 형성방법.
  8. 화학적 가교제로 가교된, 인간을 제외한 소장점막하조직을 포함하는 약물전달체용 또는 지지체용 하이드로젤로서, 상기 화학적 가교제의 양은 하이드로젤의 생분해 속도에 따라 조절되는 것인 하이드로젤.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101409312B1 (ko) * 2012-09-06 2014-06-27 아주대학교산학협력단 생체 내 분해기간 조절이 가능한 생체적합성 소장점막하조직 시트, 및 이의 제조방법
US20140121646A1 (en) * 2012-10-29 2014-05-01 FABtec Medical, Inc. Nutrient Absorption Barrier And Delivery Method
EP3544548B1 (en) * 2016-11-23 2020-12-16 St. Jude Medical, Cardiology Division, Inc. Tissue heart valve (thv) humidor packaging system
CN107308496B (zh) * 2017-06-09 2020-08-04 广州悦清再生医学科技有限公司 一种生物性组织加固支架材料及其制备方法
KR102250064B1 (ko) * 2018-11-12 2021-05-07 아주대학교산학협력단 생분해 기간 및 물성 조절 가능한 동물 연골 유래 조직 하이드로젤의 제조 방법
CN116492508A (zh) * 2023-02-28 2023-07-28 诺一迈尔（苏州）医学科技有限公司 一种促进关节软骨修复的可注射水凝胶及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100750287B1 (ko) * 2006-10-16 2007-08-20 한국화학연구원 상전이가 가능한 생체적합성의 소장점막하조직 파우더 및이의 제조방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101056069B1 (ko) * 2008-10-13 2011-08-10 아주대학교산학협력단 동물조직 분말을 이용한 다공성 3차원 지지체의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100750287B1 (ko) * 2006-10-16 2007-08-20 한국화학연구원 상전이가 가능한 생체적합성의 소장점막하조직 파우더 및이의 제조방법

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문1:POLYMER(KOREA) *
논문1:POLYMER(KOREA)*
논문2:POLYMER(KOREA) *
논문3:J MED BIOL ENG *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190046556A (ko) 2017-10-26 2019-05-07 주식회사 셀니스 소장점막하조직의 탈세포화 방법 및 이로부터 제조된 무세포 소장점막조직

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