KR101352411B1 - Cell carrier for immunosuppression, and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세포, 상기 세포가 분산된 친수성 고분자, 및 상기 친수성 고분자에 코팅된 생분해성 다공성 막을 포함하는 면역억제용 세포 운반체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 세포가 분산 및 고정되어 있는 친수성 고분자 용액 혹은 하이드로겔 입자를 생분해성 고분자로 코팅하여 세포가 분비하는 생리활성물질의 투과는 용이하면서, 면역반응 인자는 차단할 수 있는 선택적 투과성을 가지면서, 물성이 강화된 세포 운반체로써 효과적으로 사용될 수 있다.
The present invention relates to a cell carrier for immunosuppression, comprising a cell, a hydrophilic polymer in which the cell is dispersed, and a biodegradable porous membrane coated on the hydrophilic polymer, and a method of manufacturing the same.
According to the present invention, the hydrophilic polymer solution or hydrogel particles in which the cells are dispersed and fixed are coated with a biodegradable polymer to facilitate the permeation of the bioactive substances secreted by the cells, while having selective permeability to block immune response factors. In addition, it can be effectively used as a cell carrier with enhanced physical properties.

Description

면역억제용 세포 운반체 및 이의 제조방법 {Cell carrier for immunosuppression, and method for preparing the same}Cell carrier for immunosuppression and preparation method thereof {Cell carrier for immunosuppression, and method for preparing the same}

본 발명은 면역억제용 세포 운반체와 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cell carrier for immunosuppression and a method for producing the same.

당뇨병은 혈액 내 포도당을 조절하는 호르몬인 인슐린이 부족하거나, 몸의 각 장기에서 작용하는 인슐린이 제 기능을 발휘하지 못함으로써 당 대사에 장애가 발생하여 생기는 질병이다. Diabetes is a disease caused by a deficiency in glucose metabolism due to the lack of insulin, a hormone that regulates glucose in the blood, or the failure of insulin to function in each organ of the body.

이러한 당뇨병은 췌장에서 인슐린을 분비하는 췌도 세포가 자가면역기전에 의해 파괴되어 인슐린이 결핍되어 발생하는 제1형 당뇨병과, 인슐린은 정상적으로 분비되지만 인슐린이 작용하는 장기에서 인슐린에 대한 저항성이 생겨 인슐린이 제기능을 발휘하지 못하여 발생하는 인슐린 비의존성인 제2형 당뇨병으로 구분된다. This type of diabetes is caused by pancreatic islet cells that secrete insulin from the pancreas and destroyed by autoimmune mechanisms. Type 1 diabetes is caused by insulin deficiency. It is divided into type 2 diabetes, which is insulin-independent due to inability to function properly.

상기 제1형 당뇨병의 치료는 인슐린 투여가 현재 가장 주된 치료법이나 인슐린 강화요법을 하더라도, 고혈당으로 인한 당뇨병의 합병증을 줄일 수는 있으나 당뇨병을 완치시킬 수는 없다. The treatment of type 1 diabetes can reduce the complications of diabetes due to hyperglycemia even though insulin administration is currently the main treatment or insulin fortification.

제2형 당뇨병 또한 식사 및 운동요법을 통하여 인슐린 저항성을 줄이고 상대적인 인슐린 결핍을 해소시키려고 하고 있으나, 이 역시 식사나 운동 및 약물요법만으로는 당뇨병의 완치를 이룰 수 없다.Type 2 diabetes also seeks to reduce insulin resistance through diet and exercise therapy and relieve relative insulin deficiency, but diet, exercise and drug therapy alone cannot cure diabetes.

한편, 당뇨병을 치료하기 위한 방법으로는 경구 혈당 강하제, 인슐린 분비촉진제 등이 있으며, 최근에는 췌도 세포 이식이 당뇨병 치료의 이상적인 방법으로 제시되고 있다. 1993년에 결과가 발표된 Diabetes Control and Complications Trial(DCCT)은 제1형 당뇨병 환자의 경우 철저한 혈당 조절로 미세혈관 합병증의 위험을 현저하게 줄일 수 있음을 보여주었다. 하지만 철저한 혈당조절을 할 경우 기존의 치료법에 비해 저혈당의 빈도가 3배 이상 높았다. Methods for treating diabetes include oral hypoglycemic agents, insulin secretagogues, and the like, and recently, pancreatic islet cell transplantation has been suggested as an ideal method for treating diabetes. Diabetes Control and Complications Trial (DCCT), published in 1993, showed that in patients with type 1 diabetes, tight blood sugar control can significantly reduce the risk of microvascular complications. However, thorough blood sugar control more than three times the frequency of hypoglycemia compared to conventional treatment.

그러므로 인슐린만 가지고는 식사나 운동에 의한 미묘한 혈당의 변화에는 반응하기 힘들고 가장 생리적인 혈당 조절법은 현재까지 췌장 또는 췌도 이식밖에 없다. Therefore, insulin alone is difficult to respond to subtle changes in blood sugar caused by diet or exercise, and the most physiological glycemic control method to date is the only pancreatic or pancreatic transplantation.

췌도 세포 이식에 있어서, 동종 이식은 시술이 간편하고 한 번의 췌도 세포 이식으로 인슐린 투여를 완전히 끊지는 못하더라도, 2차 혹은 3차의 반복 시술로 인슐린 투여를 완전히 끊을 수 있는 장점을 가진다. 그러나, 면역반응을 억제하기 위해 계속해서 면역억제제를 사용하여야 하고, 공여자로부터 적출된 췌도 세포의 수는 전체 분리 가능한 췌도 세포 수의 30% 정도에 불과하여 공급이 절대적으로 부족하다는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 이종 이식의 면역 반응이 극복될 경우 돼지 등을 이용한 지속적인 췌도 세포의 공급이 가능해 질 것이다.In pancreatic islet cell transplantation, allogeneic transplantation has the advantage that the procedure can be simplified and the insulin can be completely stopped by the second or third repetitive procedure even if the insulin administration is not completely stopped by one islet cell transplant. However, immunosuppressive agents must be used continuously to suppress the immune response, and the number of islet cells extracted from a donor is only about 30% of the total number of separable islet cells. Therefore, if the immune response of the xenotransplantation is overcome, it will be possible to continuously supply islet cells using pigs.

췌도 세포 이식 후 나타나는 면역 반응을 억제하기 위한 방안으로서, 생체적합성 물질로 마이크로캡슐화(microencapsulation)하여 독성의 면역억제제를 사용하지 않으면서 거부반응을 극복할 수 있는, 숙주의 면역체계로부터 췌도 세포를 격리 및 보호하고 췌장에서의 환경을 모방하려는 연구가 활발히 진행되어 왔다.A method for suppressing the immune response following islet cell transplantation, and isolating islet cells from the host's immune system by microencapsulation with biocompatible materials to overcome rejection without the use of toxic immunosuppressants. And research has been actively conducted to protect and mimic the environment in the pancreas.

예를 들어, 췌도 세포를 천연고분자인 가교된 알지네이트 하이드로겔 내에 도입하여 이식하는 방법이 있는데, 이 경우 체내 이식 후 상기 가교된 알지네이트 하이드로겔의 가교가 풀려 외부의 면역체계로부터 췌도 세포를 보호하지 못하는 문제가 있다. For example, there is a method of introducing and transplanting pancreatic islet cells into a crosslinked alginate hydrogel, which is a natural polymer, and in this case, the crosslinked unlinked alginate hydrogel is unbroken after transplantation in the body, thereby preventing the islet cells from being protected from the external immune system. there is a problem.

또한, 이를 극복하기 위하여 췌도 세포를 담지하고 있는 알지네이트 하이드로겔 표면의 음이온과 폴리라이신의 양이온이 물리적으로 여러 층 결합된 알지네이트-폴리라이신-알지네이트(alginate-polylysine-alginate) 다층구조 내에 췌도 세포를 캡슐화시킨 후 이식하면 숙주의 면역세포들이나 사이토카인으로부터 면역반응을 차단하여 혈당 조절이 가능하다는 보고가 있다. 그러나, 현재 임상에 사용되고 있는 알지네이트/폴리라이신을 이용한 췌도 세포 캡슐 봉입은 캡슐 막의 약한 물성으로 인하여 체내 주입하였을 경우 외부에서 충격이 가해지면 막이 손상되고 췌도 세포가 유출되어 면역반응이 생길 가능성이 있다고 알려져 있다.In order to overcome this problem, encapsulation of pancreatic islet cells in an alginate-polylysine-alginate multilayer structure in which the anions on the surface of the alginate hydrogel carrying the islet cells and the cations of polylysine are physically bonded in multiple layers. After transplantation, it is reported that blood glucose control is possible by blocking the immune response from the host's immune cells or cytokines. However, it is known that the encapsulation of pancreatic islet cells using alginate / polylysine, which is currently used in the clinic, may cause damage due to the weak physical properties of the capsule membrane, and damage to the membrane when the external shock is applied, resulting in leakage of the pancreatic islet cells and an immune response. have.

따라서, 생리적인 혈당을 조절하기 위한 방법으로서, 췌장 또는 췌도 이식을 이용함에 있어, 췌도 세포를 면역체계로부터 효과적으로 보호할 수 있는 췌도 세포 운반체의 개발이 시급한 실정이다. Therefore, in the use of pancreatic or pancreatic islet transplantation as a method for regulating physiological blood sugar, it is urgent to develop a pancreatic islet cell carrier which can effectively protect pancreatic islet cells from the immune system.

1. I. K. Jeong, et al., Islet transplantation and the use of the stem cell as a new source of β-cell in the treatment of diabetes mellitus, Med. Postgrad., 29, 255-268 (2011)I. K. Jeong, et al., Islet transplantation and the use of the stem cell as a new source of β-cell in the treatment of diabetes mellitus, Med. Postgrad., 29, 255-268 (2011) 2. R. G. Bretzel, et al., Improved survival of intraportal pancreatic islet cell allografts in patients with type-1 diabetes mellitus by refined peritransplant management, J. Mol. Med., 77, 140-143 (1999)2. R. G. Bretzel, et al., Improved survival of intraportal pancreatic islet cell allografts in patients with type-1 diabetes mellitus by refined peritransplant management, J. Mol. Med., 77, 140-143 (1999) 3. J. J. Altman, et al., Long-term plasma glucose normalization in experimental diabetic rats with macroencapsulated implants of benign human insulinomas, Diabetes, 35, 625-633 (1986)3.J. J. Altman, et al., Long-term plasma glucose normalization in experimental diabetic rats with macroencapsulated implants of benign human insulinomas, Diabetes, 35, 625-633 (1986)

본 발명의 목적은 종래 세포 운반체에서의 여러 가지 문제들을 해결하기 위한 것으로서, 췌도 세포를 포함한 다양한 세포를 안전하게 보호할 수 있는 물성을 가지면서, 외부 면역 세포들로부터의 공격이나 사이토카인으로부터의 면역 반응은 차단시키고 세포의 생존에 필요한 영양분은 공급할 수 있으며, 세포가 분비하는 생리활성물질 (예, 인슐린, 도파민 등)은 원활하게 방출되는 선택적 투과성을 가지는 면역억제용 세포 운반체를 제공하는 데 있다. Disclosure of Invention An object of the present invention is to solve various problems in a conventional cell carrier, and has physical properties that can safely protect various cells including islet cells, while attacking from external immune cells or immune responses from cytokines. The present invention provides an immunosuppressive cell carrier having selective permeability to block silver and supply nutrients necessary for cell survival, and to release bioactive substances secreted by cells (eg, insulin, dopamine, etc.).

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 선택적 투과성을 가지는 면역억제용 세포 운반체의 제조방법을 제공하는 데도 있다.
Another object of the present invention is to provide a method for producing an immunosuppressive cell carrier having the selective permeability as described above.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 면역억제용 세포 운반체는 세포, 상기 세포가 분산된 친수성 고분자, 및 상기 세포가 분산된 친수성 고분자에 코팅된 생분해성 다공성 막을 포함하는 것을 특징으로 한다. An immunosuppressive cell carrier according to an embodiment for achieving the object of the present invention is characterized in that it comprises a cell, a hydrophilic polymer in which the cells are dispersed, and a biodegradable porous membrane coated on the hydrophilic polymer in which the cells are dispersed. .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자는 알지네이트, 히알루로네이트, 콘드로이틴, 카라기난, 팩틴, 겔란검, 잔탄검, 콜라겐, 엘라스틴, 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱산 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱글리콜산 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리카프로락톤 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐알콜, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르류, 폴리옥시에틸렌 케스터 오일 유도체류, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스터류 및 폴리옥시에틸렌 스테아레이트류로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상이 바람직하게 사용될 수 있다. According to one embodiment of the invention, the hydrophilic polymer is alginate, hyaluronate, chondroitin, carrageenan, pectin, gellan gum, xanthan gum, collagen, elastin, polyethylene oxide-polypropylene oxide copolymer, polyethylene oxide-polylactic acid Copolymer, polyethylene oxide-polylactic glycolic acid copolymer, polyethylene oxide-polycaprolactone copolymer, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene caster oil derivatives, polyoxyethylene sorbitan fatty acid At least one selected from the group consisting of esters and polyoxyethylene stearate can be preferably used.

본 발명에 따른 상기 친수성 고분자는 용액 또는 하이드로겔 입자일 수 있다. The hydrophilic polymer according to the present invention may be a solution or hydrogel particles.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 생분해성 다공성 막은 폴리락틱산, 폴리글리콜산, 폴리락틱산-글리콜산 공중합체, 폴리다이옥산온, 폴리카프로락톤, 폴리락틱산-카프로락톤 공중합체, 폴리다이옥산온-카프로락톤 공중합체, 폴리하이드록시부티릭산-하이드록시발러릭산 공중합체 및 폴리포스포에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 비수용성 고분자가 바람직하게 사용될 수 있다. According to one embodiment of the invention, the biodegradable porous membrane is polylactic acid, polyglycolic acid, polylactic acid-glycolic acid copolymer, polydioxanone, polycaprolactone, polylactic acid-caprolactone copolymer, polydioxane One or more water-insoluble polymers selected from the group consisting of on-caprolactone copolymers, polyhydroxybutyric acid-hydroxyvaleric acid copolymers and polyphosphoesters can be preferably used.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다공성 막은 기공 크기가 서로 상이한 2층 이상을 포함하는 비대칭 구조를 가지는 것이 바람직하다. According to an embodiment of the present invention, the porous membrane preferably has an asymmetric structure including two or more layers having different pore sizes from each other.

따라서, 본 발명에 따른 비대칭 구조를 가지는 상기 다공성 막은 그 표면은 5~500 ㎛의 평균 다공(pore) 크기를 가지며, 그 내부는 0.1~3,000 ㎚의 평균 다공(pore) 크기를 가지는 것이 바람직하다.
Accordingly, the porous membrane having an asymmetric structure according to the present invention preferably has an average pore size of 5 to 500 μm, and an inside thereof has an average pore size of 0.1 to 3,000 nm.

또한, 본 발명의 추가적인 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 면역억제용 세포 운반체의 제조방법은 친수성 고분자에 세포를 분산시키는 단계, 및 상기 세포 분산된 고분자에 생분해성 다공성 막을 코팅시키는 단계를 포함할 수 있다.
In addition, the method for producing an immunosuppressive cell carrier according to an embodiment for achieving another object of the present invention comprises the steps of dispersing the cells in a hydrophilic polymer, and coating a biodegradable porous membrane on the cell dispersed polymer It may include.

본 발명에 따르면, 췌도 세포를 포함하는 다양한 세포가 분산되어 있는 친수성 고분자 용액 혹은 하이드로겔 입자를 생분해성 고분자로 코팅하여 세포가 분비하는 다양한 생리활성물질 (예, 인슐린, 도파민 등)의 방출은 용이하면서, 면역반응 인자는 차단할 수 있는 물성이 강화된 세포 운반체로써 효과적으로 사용될 수 있다.
According to the present invention, it is easy to release various bioactive substances (eg, insulin, dopamine, etc.) that cells secrete by coating a hydrophilic polymer solution or hydrogel particles in which various cells including islets cells are dispersed with a biodegradable polymer. In the meantime, immune response factors can be effectively used as cell carriers with enhanced physical properties.

도 1은 본 발명 실시예 1의 알지네이트 하이드로겔 구형 입자의 표면을 폴리카프로락톤 (polycaprolactone, PCL) 다공성막으로 코팅한 세포 운반체의 제조 과정을 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명 실시예 2의 알지네이트 용액 액적 표면을 PCL 다공성막으로 코팅한 세포 운반체의 제조 과정을 나타낸 것이며,
도 3은 실시예 1에 따른 세포 운반체의 SEM 사진이고,
도 4는 실시예 1과 비교예 1에 따른 세포 운반체에서 FITC-BSA의 방출거동을 나타낸 그래프이며,
도 5는 실시예 1과 비교예 1에 따른 세포 운반체에서의 세포독성 측정 그래프이고,
도 6은 실시예 1과 비교예 1에 따른 세포 운반체의 완충용액(PBS)에서의 안정성 (형태변화, 14일)을 평가한 결과이다.
1 is a view illustrating a manufacturing process of a cell carrier coated with a polycaprolactone (PCL) porous membrane on the surface of an alginate hydrogel spherical particle of Example 1 of the present invention,
Figure 2 shows the manufacturing process of the cell carrier coated with a PCL porous membrane surface of the alginate solution droplet of Example 2 of the present invention,
3 is an SEM photograph of the cell carrier according to Example 1,
4 is a graph showing the release behavior of FITC-BSA in the cell carrier according to Example 1 and Comparative Example 1,
5 is a cytotoxicity measurement graph in the cell carrier according to Example 1 and Comparative Example 1,
6 is a result of evaluating the stability (form change, 14 days) in the buffer solution (PBS) of the cell carrier according to Example 1 and Comparative Example 1.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a,""an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise "and / or" comprising "when used herein should be interpreted as specifying the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups.

본 발명은 체내의 원하는 영역에 세포를 안정하게 전달하면서, 외부의 세포나 인자들로부터 면역 반응을 일으키지 않는 면역억제용 세포 운반체에 관한 것이다.The present invention relates to an immunosuppressive cell carrier which stably delivers cells to a desired region of the body and does not cause an immune response from external cells or factors.

본 발명에 따른 세포 운반체는 세포, 상기 세포가 분산된 친수성 고분자, 및 상기 친수성 고분자에 코팅된 생분해성 다공성 막을 포함하는 구조를 가진다. The cell carrier according to the present invention has a structure including a cell, a hydrophilic polymer in which the cell is dispersed, and a biodegradable porous membrane coated on the hydrophilic polymer.

본 발명의 세포 운반체에 포함되는 세포는 안정한 운반체(carrier)에 고정되어 원하는 영역에 이식될 수 있는 것들이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 당뇨병 치료를 위한 췌도 세포 이식에 사용되는 췌도 세포를 비롯하여, 배아줄기세포, 성체줄기세포 및 유도만능줄기세포 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The cells included in the cell carrier of the present invention are not particularly limited as long as they are fixed in a stable carrier and can be transplanted to a desired area, and include, for example, pancreatic islet cells used for transplanting pancreatic islets for diabetes treatment. , Embryonic stem cells, adult stem cells and induced pluripotent stem cells, etc. may be, but is not limited thereto.

본 발명에서는 상기 세포를 고분자에 분산시키는데, 이때 사용되는 친수성 고분자는 알지네이트, 히알루로네이트, 콘드로이틴, 카라기난, 팩틴, 겔란검, 잔탄검, 콜라겐, 엘라스틴, 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱산 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱글리콜산 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리카프로락톤 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐알콜, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르류, 폴리옥시에틸렌 케스터 오일 유도체류, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스터류 및 폴리옥시에틸렌 스테아레이트류로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자가 바람직하게 사용될 수 있으며, 이 중에서 알지네이트가 가장 바람직하다. In the present invention, the cells are dispersed in a polymer, wherein the hydrophilic polymer used is alginate, hyaluronate, chondroitin, carrageenan, pectin, gellan gum, xanthan gum, collagen, elastin, polyethylene oxide-polypropylene oxide copolymer, polyethylene oxide -Polylactic acid copolymer, polyethylene oxide-polylactic glycolic acid copolymer, polyethylene oxide-polycaprolactone copolymer, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene caster oil derivatives, polyoxy One or more polymers selected from the group consisting of ethylene sorbitan fatty acid esters and polyoxyethylene stearate may be preferably used, of which alginate is most preferred.

상기 친수성 고분자들은 수용액(완충 용액 혹은 세포배양액)에 분산되어 있는 세포와 혼합되어야 하므로 수용성 (water soluble)을 가진 것들이어야 한다. The hydrophilic polymers must be water soluble because they must be mixed with cells dispersed in an aqueous solution (buffer solution or cell culture solution).

본 발명에 따른 상기 친수성 고분자는 용액 상태로 사용하거나, 혹은 하이드로겔 입자 형태로 사용할 수 있다. The hydrophilic polymer according to the present invention may be used in a solution state or in the form of hydrogel particles.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자들을 물에 용해시켜 수용액 상태로 제조하고, 여기에 세포들을 분산시킨 다음, 상기 세포 분산된 수용액을 다공성 막 형성용 생분해성 고분자 용액에 직접 분사시켜 세포를 포함한 액적 표면에 생분해성 다공성 막을 코팅시켜 사용할 수 있다.That is, according to one embodiment of the present invention, the hydrophilic polymers are dissolved in water to prepare an aqueous solution, cells are dispersed therein, and the cell dispersed aqueous solution is directly sprayed onto the biodegradable polymer solution for forming a porous membrane. The biodegradable porous membrane may be coated on the surface of the droplet including cells.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 수용성인 친수성 고분자들을 물에 용해시켜 수용액 상태로 제조하고, 여기에 세포들을 분산시킨 다음, 상기 세포 분산된 수용액을 특정 노즐을 이용하여 적절한 가교제에 투입시켜 하이드로겔 입자 상태로 제조하고, 상기 하이드로겔 입자의 표면에 다공성 막을 코팅시켜 사용할 수도 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the water-soluble hydrophilic polymers are prepared in an aqueous solution state by dissolving in water, cells are dispersed therein, and then the cell-dispersed aqueous solution is dissolved in an appropriate crosslinking agent using a specific nozzle. It may be prepared in the form of hydrogel particles and coated with a porous membrane on the surface of the hydrogel particles.

본 발명에서 사용된 “하이드로겔 입자”라는 의미는 수용성 고분자가 특정 반응에 의해 가교되어 수분을 다량 포함하고 있는 입자 형태의 매트릭스로 정의될 수 있다. The term "hydrogel particles" used in the present invention may be defined as a matrix in the form of particles in which the water-soluble polymer is crosslinked by a specific reaction and contains a large amount of water.

상기 하이드로겔 입자를 제조하는 방법은, 다음 도 1에서와 같이, 우선 친수성 고분자 수용액에 상기 세포를 균일하게 분산시킨 다음, 상기 친수성 고분자 수용액을 가교 용액에 떨어뜨려 반응시킴으로써 이루어질 수 있다.The method for producing the hydrogel particles, as shown in Figure 1, may be made by first uniformly dispersing the cells in a hydrophilic polymer aqueous solution, and then dropping the hydrophilic aqueous polymer solution in a crosslinking solution.

상기 친수성 고분자 수용액과 가교 용액의 농도는 특별히 한정되지 않으며, 공지된 농도 범위 내에서 사용될 수 있다. The concentration of the hydrophilic polymer aqueous solution and the crosslinking solution is not particularly limited, and may be used within a known concentration range.

상기 친수성 고분자 수용액의 가교 용액으로는 칼슘(Ca)과 같은 2가 양이온을 포함하는 용액이 사용될 수 있으며, 상기 친수성 고분자의 음이온과 상기 가교 용액 내 양이온의 가교 반응으로 상기 세포는 하이드로겔 입자 내에 고정화된다. A solution containing a divalent cation such as calcium (Ca) may be used as the crosslinking solution of the hydrophilic polymer aqueous solution, and the cells are immobilized in the hydrogel particles by a crosslinking reaction between the anion of the hydrophilic polymer and the cation in the crosslinking solution. do.

본 발명에 따른 세포 운반체는, 외부 면역 세포들로부터의 공격이나 사이토카인으로부터의 면역 반응을 차단시키기 위하여 상기 세포가 분산된 수용액 혹은 세포가 고정된 하이드로겔 입자의 표면을 다시 생분해성 다공성 막으로 코팅시킨다. The cell carrier according to the present invention is coated with a biodegradable porous membrane again on the surface of the aqueous solution in which the cells are dispersed or the hydrogel particles to which the cells are immobilized to block the attack from external immune cells or the immune response from cytokines. Let's do it.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 생분해성 다공성 막은 폴리락틱산, 폴리글리콜산, 폴리락틱산-글리콜산 공중합체, 폴리다이옥산온, 폴리카프로락톤, 폴리락틱산-카프로락톤 공중합체, 폴리다이옥산온-카프로락톤 공중합체, 폴리하이드록시부티릭산-하이드록시발러릭산 공중합체 및 폴리포스포에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자가 바람직하게 사용될 수 있으며, 이 중에서 폴리락틱산, 폴리락틱산-글리콜산 공중합체, 폴리카프로락톤이 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 상기 다공성 막은 상기 나열된 생분해성 고분자 이외에 친수성 고분자를 전체 다공성 막 재료 중 30중량% 이내에서 포함시켜 비드의 표면에 코팅된 막에 친수성을 부여하여 세포 생존에 필수적인 자양분 및 세포가 생성하는 생리활성물질 (예, 인슐린, 도파민 등)의 투과 특성을 향상시킬 수도 있다. According to one embodiment of the invention, the biodegradable porous membrane is polylactic acid, polyglycolic acid, polylactic acid-glycolic acid copolymer, polydioxanone, polycaprolactone, polylactic acid-caprolactone copolymer, polydioxane One or more polymers selected from the group consisting of on-caprolactone copolymers, polyhydroxybutyric acid-hydroxyvaleric acid copolymers and polyphosphoesters can be preferably used, among which polylactic acid and polylactic acid -Glycolic acid copolymer, polycaprolactone can be preferably used. In addition, the porous membrane contains a hydrophilic polymer within 30% by weight of the total porous membrane material in addition to the biodegradable polymers listed above to impart hydrophilicity to the membrane coated on the surface of the bead, the physiological activity generated by nutrients and cells essential for cell survival It is also possible to improve the permeation properties of the substance (eg insulin, dopamine, etc.).

본 발명의 다공성 막으로 사용되는 상기 생분해성 고분자들은 수용액을 다량포함하고 있는 수용액 자체 혹은 하이드로겔 입자 표면에 침전/코팅되어야 하므로 비수용성 (water insoluble, 수용액과 접촉 시 침전형성)인 특성을 가져야 한다.
The biodegradable polymers used as the porous membrane of the present invention should be precipitated / coated on the surface of the aqueous solution itself or the hydrogel particles containing a large amount of aqueous solution, and thus should have water insoluble (precipitation formation upon contact with aqueous solution). .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다공성 막은 다공 크기가 서로 상이한 2층 이상을 포함하는 비대칭 구조를 가지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 비대칭 구조를 가지는 다공성 막의 표면 (외부로 노출된 면)은 상대적으로 평균 다공 크기가 큰 다공 구조를 가지고, 그 내부 (세포를 포함하는 용액 혹은 하이드로겔 비드와 접촉하는 면)는 상대적으로 평균 다공 크기가 작아 조밀한 구조를 가지는 고분자 막을 사용한다. According to one embodiment of the present invention, it is preferable that the porous membrane has an asymmetric structure including two or more layers having different pore sizes from each other. That is, the surface (outside exposed surface) of the porous membrane having the asymmetric structure has a relatively large pore structure with a large average pore size, and the inside (surface in contact with the solution containing the cell or the hydrogel beads) is relatively A polymer membrane having a compact structure having a small average pore size is used.

구체적으로는, 본 발명의 비대칭 구조를 가지는 생분해성 다공성 막의 그 표면은 평균 다공 크기(average pore size)가 5~500 ㎛, 보다 바람직하기로는 50~200 ㎛를 가진다. 상기 표면의 평균 다공 크기가 그 내부보다 상대적으로 큰 구조를 가짐으로써, 제조된 비대칭 다공성 막이 딱딱하지(brittle) 않고 유연성(flexibility)을 가질 뿐만 아니라 다공 속으로 혈관의 침투가 가능하므로 혈액 내에 존재하는 자양분/산소를 빠르고 효율적으로 세포에 전달할 수 있어 세포의 생존력을 증대시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다. Specifically, the surface of the biodegradable porous membrane having the asymmetric structure of the present invention has an average pore size of 5 to 500 µm, more preferably 50 to 200 µm. Since the average pore size of the surface has a structure that is relatively larger than the inside thereof, the prepared asymmetric porous membrane not only has a brittleness and flexibility, but also allows blood vessels to penetrate into the pores, thereby being present in the blood. Nutrient / oxygen can be delivered to the cells quickly and efficiently can have the effect of increasing the viability of the cell.

또한, 상기 비대칭 구조를 가지는 생분해성 다공성 막의 그 내부는 평균 다공 크기(average pore size)가 0.1~3,000 ㎚, 보다 바람직하기로는 5~100 nm를 가진다. 따라서, 면역반응을 일으키는 세포 및 사이토카인의 침투는 억제하지만 세포가 생성하는 생리활성물질 (예, 인슐린, 도파민 등)의 투과는 용이하게 하는 효과를 가질 수 있다. In addition, the interior of the biodegradable porous membrane having the asymmetric structure has an average pore size of 0.1 to 3,000 nm, more preferably 5 to 100 nm. Therefore, it may have an effect of inhibiting the penetration of cells and cytokines causing an immune response, but facilitating the penetration of bioactive substances (eg, insulin, dopamine, etc.) produced by the cells.

본 발명에 따른 상기 비대칭 구조의 다공성 막은 생분해성 고분자 용액의 수용액과의 접촉에 의한 침전 (상전이) 과정을 거쳐 제조될 수 있으며, 먼저 상기 세포가 분산된 친수성 고분자 용액 혹은 하이드로겔 입자를 비대칭 다공성 막 제조를 위하여 생분해성 고분자 용액에 침지시킨다. 그 다음, 상기 생분해성 고분자가 코팅된 입자를 분리하여 증류수에서 세척하여 상기 친수성 고분자 용액 혹은 하이드로겔 입자의 표면에 비대칭 구조의 생분해성 고분자 다공성 막이 코팅된 세포 운반체를 제조할 수 있다.
The porous membrane of the asymmetric structure according to the present invention may be prepared through a process of precipitation (phase transition) by contact with an aqueous solution of a biodegradable polymer solution, and first, the asymmetric porous membrane is prepared by dispersing the hydrophilic polymer solution or hydrogel particles in which the cells are dispersed. Immerse in biodegradable polymer solution for preparation. Thereafter, the biodegradable polymer-coated particles may be separated and washed in distilled water to prepare a cell carrier coated with a biodegradable polymer porous membrane having an asymmetric structure on the surface of the hydrophilic polymer solution or hydrogel particles.

따라서, 본 발명에 따른 면역억제용 세포 운반체의 제조방법을 정리하면, 친수성 고분자에 세포를 분산시키는 단계, 및 상기 세포 분산된 친수성 고분자에 생분해성 다공성 막을 코팅시키는 단계를 포함할 수 있다. Therefore, the method of preparing an immunosuppressive cell carrier according to the present invention may include dispersing cells in a hydrophilic polymer, and coating a biodegradable porous membrane on the cell dispersed hydrophilic polymer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자는 용액 또는 하이드로겔 입자일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the hydrophilic polymer may be a solution or hydrogel particles.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하이드로겔 입자를 이용하여 생분해성 다공성 막을 코팅시키는 경우, 상기 다공성 막은 상기 하이드로겔 입자를 상기 다공성 막 형성을 위한 생분해성 고분자 용액에 침지시키는 단계를 거쳐 제조될 수 있다. 이 과정은 다음 도 1에 나타낸 바와 같다.
According to an embodiment of the present invention, when the biodegradable porous membrane is coated using the hydrogel particles, the porous membrane may be prepared by immersing the hydrogel particles in a biodegradable polymer solution for forming the porous membrane. Can be. This process is as shown in FIG.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 친수성 고분자 용액의 표면을 생분해성 다공성 막으로 코팅시키는 경우, 상기 다공성 막은 친수성 고분자 용액을 노즐을 통해 분사시켜 고분자 액적으로 제조하는 단계, 및 상기 친수성 고분자 액적 표면에 다공성 막 형성을 위한 생분해성 고분자 용액에 침지시키는 단계를 거쳐 제조될 수 있다. 이 과정은 다음 도 2에 나타낸 바와 같다. According to another embodiment of the present invention, when the surface of the hydrophilic polymer solution is coated with a biodegradable porous membrane, the porous membrane is prepared by spraying a hydrophilic polymer solution through a nozzle to prepare a polymer droplet, and the hydrophilic polymer droplet It may be prepared by immersing in a biodegradable polymer solution for forming a porous membrane on the surface. This process is as shown in FIG. 2.

즉, 본 발명에 따른 세포 운반체는 세포가 균일하게 분산된 용액 상태의 친수성 고분자를 수많은 액적으로 만들어 상기 액적 표면에 다공성 막을 형성시킬 수도 있고, 세포가 균일하게 분산된 용액 상태의 고분자를 하이드로겔 입자 상태로 만들고 이 하이드로겔 입자 표면에 다공성 막을 형성시킬 수도 있다.That is, the cell carrier according to the present invention may form a hydrophilic polymer in a solution state in which cells are uniformly dispersed into a large number of droplets to form a porous membrane on the surface of the droplet, and hydrogel particles in a solution state in which cells are uniformly dispersed. And a porous membrane on the surface of the hydrogel particles.

이러한 과정을 거쳐, 본 발명에 따른 세포 운반체는 세포 (예, 췌도 세포, 줄기세포 등)가 친수성 고분자 용액 혹은 하이드로겔 입자 내부에 분산되어 있고, 상기 친수성 고분자 용액 혹은 하이드로겔 입자의 표면은 비대칭 구조의 생분해성 고분자 다공성 막으로 코팅되어 있는 구조를 가진다. Through this process, in the cell carrier according to the present invention, cells (eg, islet cells, stem cells, etc.) are dispersed in a hydrophilic polymer solution or hydrogel particles, and the surface of the hydrophilic polymer solution or hydrogel particles has an asymmetric structure. It has a structure coated with a biodegradable polymer porous membrane of.

본 발명에 따른 세포 운반체는 세포가 분비하는 생리활성물질의 투과는 용이하면서, 면역반응 인자는 차단할 수 있는 '선택적 투과성'을 가진다.The cell carrier according to the present invention has a 'selective permeability' that is easy to permeate the bioactive substances secreted by the cells, while blocking the immune response factors.

따라서, 본 발명에 다른 세포 운반체는 당뇨병 치료 (췌도세포 및 각종 줄기세포 이용), 파킨슨씨병 및 알츠하이머 치료 (신경관련 세포 및 각종 줄기세포 이용)와 같은 다양한 용도에 사용되어, 세포를 안정하게 보호하고 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 외부의 면역체계로부터 상기 세포를 안정하게 보호할 수 있다.
Accordingly, the cell carriers according to the present invention can be used in various applications such as diabetes treatment (using islets and various stem cells), Parkinson's disease and Alzheimer's treatment (using nerve-related cells and various stem cells) to stably protect cells. Not only can it be delivered, but it can also stably protect the cells from the external immune system.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 면역억제용 세포 운반체를 이하의 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
The immunosuppressive cell carrier according to the present invention described above will be described in more detail by the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is It is not limited to an Example. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the inventive concept to those skilled in the art.

실시예Example 1 :  One : 하이드로겔Hydrogel 구형 입자 상태의 고분자를 이용한 세포 운반체의 제조 Preparation of Cell Carrier Using Spherical Particle Polymers

본 발명의 실시예에서는 모델 세포로 섬유아세포 (NIH 3T3 fibroblasts)가, 세포가 만들어 내는 생리활성물질의 모델로 알부민 [FITC-bovine serum albumin (BSA)]을 사용하였으며, 다음 도 1에 나타낸 바와 같은 과정으로 세포 운반체를 제조하였다.
In the exemplary embodiment of the present invention, fibroblasts (NIH 3T3 fibroblasts) were used as model cells, and albumin [FITC-bovine serum albumin (BSA)] was used as a model of a bioactive substance produced by the cells, as shown in FIG. The cell carrier was prepared by the procedure.

1) 알부민 (1) albumin ( FITCFITC -- BSABSA )을 포함하는 고분자(Polymers, including 알지네이트Alginate ) 용액 및 구형 입자의 제조) Preparation of Solution and Spherical Particles

5㎖의 1.5wt% 알긴산 나트륨(sodium alginate) 수용액에 알부민(FITC-BSA) 5mg 를 첨가한 후 균일하게 혼합하였다. 상기 혼합액의 하이드로겔화를 위하여, 노즐(nozzle)을 이용하여 2wt% CaCl2 용액에 상기 혼합액을 분사하고 이들의 하이드로겔화를 위해서 상온에서 10분 동안 유지하였다. 제조된 하이드로겔 입자를 분리하여 증류수로 세척한 다음 알지네이트 하이드로겔 구형 입자를 획득하였다.
5 mg of albumin (FITC-BSA) was added to 5 ml of 1.5 wt% sodium alginate aqueous solution, followed by uniform mixing. For hydrogelization of the mixture, the mixture was sprayed onto a 2wt% CaCl 2 solution using a nozzle and maintained at room temperature for 10 minutes for their hydrogelation. The prepared hydrogel particles were separated and washed with distilled water to obtain alginate hydrogel spherical particles.

2) 다공성 고분자(2) porous polymer ( 폴리카프로락톤Polycaprolactone , , PCLPCL ) 막 코팅A) membrane coating

상기 알지네이트 하이드로겔 입자를 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌 옥사이드 공중합체를 포함하는 폴리카프로락톤 혼합용액 [in N-메틸-2-피롤리돈(NMP); 총 고분자 농도 15 wt%; 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌 옥사이드 공중합체/폴리카프로락톤, 5/95 (w/w)]에 직접 침지시켰으며, 하이드로겔 입자 표면에 고분자막의 침전/코팅을 위해 상온에서 3분 동안 유지하였다. 고분자막과 침전이 되지 않은 고분자 용액으로 둘러싸인 입자를 분리하고 이를 NMP에서 세척, 증류수에서 세척과정을 거쳐 다공성 고분자막으로 코팅된 비드를 획득하였다.
The alginate hydrogel particles in a polycaprolactone mixed solution containing a polyethylene oxide-polypropylene oxide copolymer [in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP); Total polymer concentration 15 wt%; Polyethylene oxide-polypropylene oxide copolymer / polycaprolactone, 5/95 (w / w)] and was immersed at room temperature for 3 minutes for precipitation / coating of the polymer membrane on the surface of the hydrogel particles. The particles surrounded by the polymer membrane and the non-precipitated polymer solution were separated and washed with NMP and washed with distilled water to obtain beads coated with the porous polymer membrane.

실시예Example 2 : 용액 상태의 고분자를 이용한 세포 운반체의 제조 2: Preparation of Cell Carrier Using Polymer in Solution State

5㎖의 1.5wt% 알긴산 나트륨(sodium alginate) 수용액에 알부민(FITC-BSA) 5mg 를 첨가한 후 균일하게 혼합하였다. 상기 혼합 용액을 본 발명자들이 고안한 노즐(nozzle)을 이용하여 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌 옥사이드 공중합체를 포함하는 폴리카프로락톤 혼합 용액에 직접 분사하여 액적 상태로 제조였으며, 상기 분사된 액적 표면에 다공성 막의 코팅을 위해 상온에서 3분 동안 유지하였다. 5 mg of albumin (FITC-BSA) was added to 5 ml of 1.5 wt% sodium alginate aqueous solution, followed by uniform mixing. The mixed solution was prepared by spraying directly onto a polycaprolactone mixed solution containing a polyethylene oxide-polypropylene oxide copolymer using a nozzle devised by the present inventors. Hold at room temperature for 3 minutes for coating.

다공성 막과 침전이 되지 않은 고분자 용액으로 둘러싸인 입자를 분리하고 이를 NMP에서 세척, 증류수에서 세척과정을 거쳐 다공성 고분자막으로 코팅된 입자를 획득하였다. 다음 도 2에 나타낸 바와 같은 과정으로 세포 운반체를 제조하였다. The particles surrounded by the porous membrane and the non-precipitated polymer solution were separated and washed with NMP and washed with distilled water to obtain particles coated with the porous polymer membrane. Next, a cell carrier was prepared by the process as shown in FIG. 2.

비교예Comparative Example 1 One

상기 실시예 1에서, 1)의 과정을 거친 알지네이트 하이드로겔 입자를 0.1% 폴리-L-라이신 (poly-L-lysine, PLL) 용액에 10분 동안 침지시켰으며, phosphate buffer saline (PBS) 완충용액으로 세척하여 알지네이트 입자의 표면에 PLL의 코팅을 유도하였다. In Example 1, the alginate hydrogel particles subjected to the process of 1) were immersed in 0.1% poly-L-lysine (PLL) solution for 10 minutes, phosphate buffer saline (PBS) buffer solution Washing to induce the coating of PLL on the surface of the alginate particles.

또한 상기 PLL가 코팅된 비드를 0.3% 알긴산 나트륨(sodium alginate) 용액에서 10분 동안 침지시키고, PBS 완충용액으로 세척하여, 알지네이트 입자의 표면에 다중층 (알지네이트 층/PLL 층/알지네이트 층)을 형성시켰으며 (기존의 알지네이트 비드에 췌도세포를 도입한 연구에서 사용하는 방법), 이를 대조군으로 사용하였다.The PLL-coated beads were also immersed in 0.3% sodium alginate solution for 10 minutes and washed with PBS buffer to form multiple layers (alginate layer / PLL layer / alginate layer) on the surface of the alginate particles. (The method used in the study in which pancreatic islets were introduced into existing alginate beads), and this was used as a control.

실험예Experimental Example 1 :  One : PCLPCL 로 코팅된 Coated 알지네이트Alginate 입자의 형태 관찰 Observe the shape of the particles

상기 실시예 1에서 제조된 PCL로 코팅된 알지네이트 입자의 형태를 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 관찰하였으며, 그 결과를 다음 도 3에 나타내었다.
The shape of the alginate particles coated with PCL prepared in Example 1 was observed using a scanning electron microscope (SEM), and the results are shown in FIG. 3.

다음 도 3에서와 같이, 알지네이트 용액 혹은 하이드로겔 입자의 표면에 PCL 막이 얇게 형성되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 상기 PCL 막의 표면은 마이크로 크기의 기공을 가지고, 그 내부는 나노미터 크기의 기공을 가지는 비대칭 구조의 다공성 막인 것을 확인할 수 있었다. Next, as shown in Figure 3, it can be seen that a thin PCL film is formed on the surface of the alginate solution or hydrogel particles, the surface of the PCL membrane has a micro-sized pores, the inside of the asymmetric having a nanometer size pores It was confirmed that the structure is a porous membrane.

또한, 실시예 2에 따라 제조된 세포 운반체에서도 상기 실시예 1과 유사한 비대칭 구조의 다공성 막이 형성된 것을 확인할 수 있었다. In addition, it was confirmed that a porous membrane having an asymmetric structure similar to that of Example 1 was also formed in the cell carrier prepared according to Example 2.

이러한 비대칭 구조의 다공성 막의 형성으로 상기 다공 속으로 혈관의 침투가 가능하므로 혈액 내에 존재하는 자양분/산소를 빠르고 효율적으로 세포에 전달할 수 있어 세포의 생존률을 높일 수 있는 효과를 가질 수 있을 뿐만 아니라, 면역반응을 일으키는 세포 및 사이토카인의 침투는 억제하지만 세포가 생성하는 생리활성물질의 투과는 용이하게 하는 효과를 가질 것으로 기대할 수 있다.
The formation of a porous membrane of such an asymmetric structure allows the penetration of blood vessels into the pores, thereby enabling fast and efficient delivery of nutrients / oxygen present in the blood to the cells, thereby increasing the survival rate of the cells as well as immunity. It can be expected to have an effect of inhibiting the penetration of the cells and cytokines causing the reaction, but facilitates the penetration of the bioactive material produced by the cells.

실험예Experimental Example 2 : 알부민( 2: albumin ( FITCFITC -- BSABSA )의 )of 투과거동Penetration 평가 evaluation

상기 실시예 1과 비교예 1에 따라 각각 제조된 FITC-BSA를 포함하는 세포 운반체 입자를 각각 1ml의 완충용액(PBS, pH 7.4)에 함침시킨 후, 37℃, 50rpm의 속도로 회전하는 항온조에 일정기간 (2달) 보관하였다. 정해진 시간마다 전체 완충용액을 조심스럽게 채취하고 다시 새로운 완충용액을 교환해 주는 방법으로 시료를 채취하였다. 얻어진 완충용액으로부터 용출된 FITC-BSA의 양을 형광 분석기 (RF-5301 PC, Shimadzu, Japan)를 이용하여 490nm 여기(excitation), 및 525nm 흡수(absorption)시켜 분석하였고, 그 결과를 다음 도 4에 나타내었다.
Cell carrier particles comprising FITC-BSA prepared in accordance with Example 1 and Comparative Example 1, respectively, were impregnated in 1 ml of buffer solution (PBS, pH 7.4), and then rotated in a thermostat at 37 ° C. and 50 rpm. It was stored for a period of time (2 months). Samples were collected by carefully sampling the entire buffer solution at a set time and then replacing the new buffer solution. The amount of FITC-BSA eluted from the obtained buffer solution was analyzed by 490 nm excitation and 525 nm absorption using a fluorescence analyzer (RF-5301 PC, Shimadzu, Japan). Indicated.

다음 도 4에서와 같이, PLL로 코팅된 알지네이트 입자 (비교예 1)와 PCL로 코팅된 알지네이트 입자 (실시예 1) 모두 입자로부터 FITC-BSA가 시간에 상관없이 지속적으로 방출됨을 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명에서 제조된 고분자가 코팅된 입자의 표면(막)을 통해, 세포로부터 생산된 생리활성물질의 투과가 용이함을 확인할 수 있었다. Next, as shown in FIG. 4, it was confirmed that both of the alginate particles coated with PLL (Comparative Example 1) and the alginate particles coated with PCL (Example 1) were continuously released from the particles regardless of time. That is, through the surface (membrane) of the polymer-coated particles prepared in the present invention, it was confirmed that the permeation of the bioactive material produced from the cell is easy.

또한, 실시예 2에 따라 제조된 세포 운반체에서도 상기 실시예 1과 유사한 방출 특성을 나타내는 것으로 확인되었다.
In addition, it was confirmed that the cell carrier prepared according to Example 2 exhibited similar release characteristics as those of Example 1 above.

실험예Experimental Example 3 :  3: PCLPCL 로 코팅된 Coated 알지네이트Alginate 입자의 세포독성 평가 Cytotoxicity Assessment of Particles

세포를 포함하는 알지네이트 용액 혹은 입자의 표면을 PCL로 침전/코팅하는 과정에서 용매로 사용된 NMP가 세포에 미치는 영향을 평가하기 위해서 세포독성을 분석하였다. Cytotoxicity was analyzed to evaluate the effect of NMP used as a solvent on the cells during the precipitation / coating of the surface of the alginate solution or particles containing cells with PCL.

먼저 알지네이트 용액에 1x105 cells/ml 의 fibroblast를 균일하게 혼합한 후 상기 실시예 1-2) 및 비교예 1과 같은 과정을 통해 PCL이 침전/코팅된 알지네이트 입자 및 PLL가 코팅된 입자를 제조하였다. 제조된 각각의 입자를 serum을 포함하는 세포배양액 (RPMI 1640, 10% FBS, 1% antibiotics, 4ml; 6-well plate)에서 일정기간 (2, 7일) 배양 후 MTS assay를 통해 세포독성 (도 5)을 비교, 분석하였다.
First, 1 × 10 5 cells / ml of fibroblast was uniformly mixed in the alginate solution, and the alginate particles and PLL-coated particles having PCL precipitated / coated were prepared through the same procedure as in Example 1-2) and Comparative Example 1. . Each prepared particles were cultured in a cell culture solution containing serum (RPMI 1640, 10% FBS, 1% antibiotics, 4ml; 6-well plate) for a certain period of time (2, 7 days) and then cytotoxic through MTS assay (Fig. 5) was compared and analyzed.

다음 도 5에서 볼 수 있듯이, 실시예 1과 비교예 1에서 세포의 생존율이 비슷한, 즉 유기용매인 NMP를 이용한 실시예 1의 알지네이트 표면에 PCL의 침전/코팅 과정에서 세포 독성이 유발되지 않음을 확인할 수 있었다.As can be seen in Figure 5, the cell viability in Example 1 and Comparative Example 1 is similar, that is, cytotoxicity is not induced during the precipitation / coating process of PCL on the surface of the alginate of Example 1 using the organic solvent NMP I could confirm it.

또한, 실시예 2에 따라 제조된 세포 운반체에서도 상기 실시예 1과 같이 알지네이트 표면에 다공성 PCL막의 코팅 과정에서 세포 독성이 유발되지 않는 것으로 확인되었다.In addition, in the cell carrier prepared according to Example 2, it was confirmed that cytotoxicity was not induced during the coating of the porous PCL membrane on the alginate surface as in Example 1.

실험예Experimental Example 4 :  4 : PLLPLL  And PCLPCL 로 코팅된 Coated 알지네이트Alginate 입자의 안정성 평가 Evaluation of Particle Stability

상기 실시예 1과 비교예 1에 따라 각각 제조된 세포 운반체 입자의 안정성을 평가/비교하기 위해, 제조된 세포 운반체 입자를 각각 1ml의 완충용액(PBS, pH 7.4)에 함침시킨 후, 37℃, 50rpm의 속도로 회전하는 항온조에 일정기간 보관하였다. 14일 후 각 입자의 형태를 inverted microscope을 이용하여 관찰하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다. In order to evaluate / compare the stability of the cell carrier particles prepared according to Example 1 and Comparative Example 1, the prepared cell carrier particles were each impregnated in 1 ml of buffer solution (PBS, pH 7.4), and then, 37 ° C., It was stored for a period of time in a thermostat rotating at a speed of 50rpm. After 14 days, the shape of each particle was observed using an inverted microscope, and the results are shown in FIG. 6.

다음 도 6에서와 같이, PLL로 코팅된 알지네이트 입자 (비교예 1)는 일정시간 후 PLL 코팅의 약한 물성에 의해 입자가 터지는 현상을 관찰할 수 있었으나, PCL 다공성 막으로 코팅된 알지네이트 입자 (실시예 1)는 형태변화 없이 안정하게 존재함을 관찰할 수 있었다. 즉, PCL 다공성 막의 코팅을 통해 기존 면역억제용 세포 운반체의 가장 큰 문제점 중 하나인 약한 물성을 해결할 수 있었다. Next, as shown in FIG. 6, the PLL-coated alginate particles (Comparative Example 1) were able to observe the phenomenon that the particles burst due to the weak physical properties of the PLL coating after a certain time, but the alginate particles coated with the PCL porous membrane (Example 1) can be observed to exist stably without a change in shape. That is, the coating of the PCL porous membrane was able to solve weak physical properties, which is one of the biggest problems of the conventional immunosuppressive cell carriers.

이러한 결과들로부터, 본 발명에 따른 세포 운반체는 세포가 분비하는 생리활성물질의 투과는 용이하면서, 면역반응 인자는 차단할 수 있는 선택적 투과성을 가지면서, 물성까지 우수하여 다양한 세포를 운반하는 운반체로써 효과적으로 사용될 수 있다. From these results, the cell carrier according to the present invention is easy to permeate the physiologically active substances secreted by the cells, while having a selective permeability to block the immune response factors, and excellent physical properties as a carrier for carrying various cells effectively Can be used.

Claims (7)

췌도 세포, 배아줄기세포, 성체 줄기세포 및 유도 만능 줄기세포를 포함하는 1종 이상의 세포,
상기 세포가 분산된 알지네이트 친수성 고분자, 및
상기 친수성 고분자에 코팅된 폴리카프로락톤, 폴리락틱산, 폴리글리콜산, 폴리다이옥산온 중에서 선택되는 생분해성 다공성 막을 포함하는 세포 운반체.
One or more cells, including islet cells, embryonic stem cells, adult stem cells, and induced pluripotent stem cells,
Alginate hydrophilic polymers in which the cells are dispersed, and
Cell carrier comprising a biodegradable porous membrane selected from polycaprolactone, polylactic acid, polyglycolic acid, polydioxaneone coated on the hydrophilic polymer.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 친수성 고분자는 용액 또는 하이드로겔 입자 형태인 세포 운반체.
The method of claim 1,
The hydrophilic polymer is a cell carrier in the form of a solution or hydrogel particles.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 생분해성 다공성 막은 다공 크기가 서로 상이한 2층 이상을 포함하는 비대칭 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 세포 운반체.
The method of claim 1,
The biodegradable porous membrane is a cell carrier, characterized in that it has an asymmetric structure comprising two or more layers having different pore sizes from each other.
제5항에 있어서,
상기 비대칭 구조를 가지는 생분해성 다공성 막은,
그 표면은 5~500㎛의 평균 다공(pore) 크기를 가지며,
그 내부는 0.1~3,000㎚의 평균 다공(pore) 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 세포 운반체.
The method of claim 5,
Biodegradable porous membrane having the asymmetric structure,
The surface has an average pore size of 5 to 500 μm,
The interior of the cell carrier, characterized in that it has an average pore size of 0.1 ~ 3,000nm.
알지네이트 친수성 고분자에 췌도 세포, 배아줄기세포, 성체 줄기세포 및 유도 만능 줄기세포를 포함하는 1종 이상의 세포를 분산시키는 단계, 및
상기 세포가 분산된 친수성 고분자에 폴리카프로락톤, 폴리락틱산, 폴리글리콜산, 폴리다이옥산온 중에서 선택되는 생분해성 다공성 막을 코팅시키는 단계를 포함하는 세포 운반체의 제조방법.
Dispersing one or more cells, including islets, embryonic stem cells, adult stem cells, and induced pluripotent stem cells, to the alginate hydrophilic polymer, and
And coating a biodegradable porous membrane selected from polycaprolactone, polylactic acid, polyglycolic acid, and polydioxane on the hydrophilic polymer in which the cells are dispersed.
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