KR101360311B1 - 콜라겐 튜브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속성의 원통형 동축 콜라겐 필름의 연속적 배열로 구성된 하나의 벽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브에 관한 것이다. 본 발명은 또한 세관, 세관 다발 및 튜브 세관의 결합 및 다발과도 관련이 있다. 이 튜브는 외과수술 분야에서 그 중에서도 특히 신경 재생을 촉진하는데 사용하도록 발명된 것이다.

콜라겐 튜브, 원통형 동축 콜라겐 필름, 신경 재생

Description

콜라겐 튜브{COLLAGEN TUBES}

본 발명은 콜라겐으로 구성된 튜브, 튜브 다발 및 튜브 다발 결합/삽입에 관한 것으로 생물학 및 의학 분야에서 세포 조직의 성장 및/또는 분화를 보조하도록 사용하기 위한 것이며 특히 외과에서 절단된 신경의 재생을 촉진하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 연속성의 원통형 동축 콜라겐 필름 제조의 진행과정에 관한 것으로 본 발명에 성공함으로써 상기 튜브의 내벽을 제조할 수 있게 되었다.

신경 병변, 특히 절단된 신경을 재건하기 위해 다양한 기술이 개발되었다. 현재 사용되는 기술은 외과적으로 절단된 신경의 양단을 연결하여 튜브를 설치하는 것으로 이를 통해 외과의 기부(基部)의 재생이 말단부(末端部)쪽으로 가게 하여 두 부분이 연결되게 하는 것이다.

신경 재생을 원활히 하는데 사용될 튜브를 제작하기 위해서, 실리콘, 폴리글리콜산, 또는 락토산 폴리머 등과 같은 다수의 폴리머를 테스트했으나 이중 어느 것도 복잡한 신경 재생에 필요한 요건을 충족시키지 못했다. 무엇보다 튜브는 흡수될 수 있는 재료로 제작하는 것이 바람직하다.

의사들은 절단된 신경의 재생을 가능하게 하기 위한 튜브의 기준을 정의했는데 특히 다음의 사항이 중요한 기준이 된다:

- 튜브는 설치 후 일정 시간 경과 후, 그리고 축삭(軸索)의 성장 및 발육 과정에서 생체에 거부반응을 일으키지 않고 재흡수가 가능한 재료로 만든 것이어야 한다.

- 튜브는 외부의 압력에 저항하도록 충분한 기계적 저항성을 지니되 신경과 충돌을 일으키는 일이 없도록 충분히 부드러운 것이어야 한다.

- 튜브의 외부 및 내부는 주변 조직이나 신경 말단부에 상처가 생기지 않도록 매끄러워야 한다.

- 튜브 내벽에는 영양소는 드나들 수 있으나 세포 요소는 빠져나갈 수 없도록 미세한 공극이 나있어야 한다.

- 튜브는 살균이 가능하여야 한다.

콜라겐은 외과적 삽입술에 특히 적합한 재료로서; 다양한 물리화학적, 생물학적 속성을 나타낸다. 바로 이런 속성 때문에 콜라겐은 상기에 열거한 특성에 부합하는 튜브를 제작하고자 할 때 가장 먼저 선택하는 재료이다. 콜라겐은 생체에 거부반응을 일으키지 않고 체내 흡수가 가능하다. 콜라겐의 흡수 속도를 정교하게 조절할 수 있을 뿐 아니라 신경 재생을 촉진하는 요소들과 결합시킬 수도 있다. 또한 항체를 잘 형성하지 않으며 세포를 성장시키고 분화하는 역할을 할 뿐 아니라 탁월한 지혈 성능을 보이기도 한다.

콜라겐을 구성하는 분자는 세포 외 기질에 위치한 동물성 단백질로서 그 구조 내에 삼중 나선 형태를 가진 하나 또는 여러 개의 영역을 지니고 있다. 삼중 나선 구조는 각각 1050개의 아미노산으로 구성된 알파 체인 세 개가 결합하면서 생긴 다. 체인 말단에는 40여 개의 비나선 아미노산으로 이루어진 텔로펩타이드가 있어 이를 통해 콜라겐 분자가 상호간에 결합하게 된다. 콜라겐 간의 이와 같은 거대 분자의 배열을 통해 섬유 구성이 가능해 진다.

콜라겐은 관련 분야 전문가들 사이에 매우 잘 알려진 기법을 이용하여 조직원으로부터 추출한 것이다. 그 형태와 각기 다른 조직에 따라 다양한 콜라겐이 있다.

● 천연 콜라겐은 콜라겐이 조직 내에서 취하는 구조 전체 (삼중 나선 및 텔로펩타이드)가 추출 시에도 그대로 유지된 것을 뜻한다.

● 콜라겐은 텔로펩타이드 단계에서 효소적 또는 화학적 방식으로 분리시킬 수 있다. 이와 같은 콜라겐은 아텔로 콜라겐이라고 한다.

● 삼중 나선의 알파 체인 세 개가 변질됨으로 인해 (예를 들어 난방으로 인해) 분리되면 이를 변질된 콜라겐이라 한다.

현재 각기 다른 형태의 콜라겐이 명백히 강조되었으며 일부는 분리되어 공업용으로 생산되고 있는데 그 중 무엇보다도 I형, II형 및 IV형 콜라겐이 많이 사용된다.

사용된 콜라겐의 유형, 콜라겐 솔루션의 가공 기술과 튜브 제조 기술에 따라, 상이한 물리적, 물리화학적, 대사적 특성을 나타내는 제품을 얻을 수 있다.

수많은 선행 기술 문헌에 신경 재생을 촉진하고 유도하는데 사용되는 콜라겐 튜브에 관한 내용이 나와 있다

EP 특허 EP 0　156　740 (US 4,814,120)는 혈관 내 삽입물과 신경 봉합 분야 에 사용할 수 있는 콜라겐 튜브의 제조 방식에 관한 내용을 기술하고 있다. 이에 해당하는 튜브는 단일층으로 구성된 콜라겐으로 만들어진다.

미국 특허 US 4,963,146 및 US 5,026,381는 절단된 신경 재생용 튜브에 관한 내용을 기술하고 있는데 이 튜브는 최소한 2개 층의 I형 콜라겐으로 구성되어 있으며, 층별로 상이한 투과성을 나타내데 그 중 외층은 다공질로 이루어져 있다.

미국 특허 US 6,090,117는 모자라는 신경 부분을 재생시켜 주는 튜브에 관한 청구항이 있다. 이 튜브의 막은 젤라틴 또는 콜라겐으로 이루어진 외층과 내층으로 덮여있다. 이 튜브는 모세혈관의 침윤을 촉진시켜준다. 이 튜브는 콜라겐 물질로 차있으며, 공동을 형성하고 있는데 이 공동은 또 다시 콜라겐, 라미닌, 프로테오글라이칸 및 성장 인자 등으로 구성된 젤-기질로 채워져 있다.

미국 특허 US 6,716,225 (WO 2003/011149)에는 콜라겐으로 구성된 관모양 기질에 관해 기술되어 있다. 이 기질은 내부 직경이 0.1 내지 10 mm이다. 이 기질의 외벽은 우툴두툴한 것이 특징이다.

미국 특허 US 6,953,482에는 신경 재생을 촉진시키는데 사용되는 도구에 관해 기술하고 있는데 이 도구는 튜브 형태의 받침대와 튜브를 채운 해면 형태로 된 기질 및 콜라겐의 섬유를 구성하는 관구조로 구성되어 있으며 신경 재생을 유도할 수 있게 해준다.

미국 특허 신청서 US 2004/0170664에는 신경회로(뉴런) 재생에 사용되는 튜브가 기술되어 있는데 이 튜브는 흡수성의 매끄럽고 공극이 없는 외벽으로 구성되어 있다. 이 벽은 콜라겐 필름만으로 구성되어 있으며 필름이 접혀진 구조이다. 양 말단부는 결합 또는 접합되어 있다. 이 튜브는 콜라겐 기질로 채울 수 있다.

US 3.562.820 문서에는 섬유질 콜라겐 접착제로 서로 접합되어 있는 연속적인 점액질 층에 관해 기술되어 있다. 각기 다른 합성물이 혼합되어 층을 구성하고 있다.

WO82/03764 문서에 기술된 발명은 콜라겐 분자 배열을 담당하는 생체 세포와 결합하는 콜라겐을 포함하고 있는 다양한 층에 관한 것이다.

EP 0943345 문서에는 비어있는 상태에서 응고 및 탈수 순간에 불확실하게 형성되는, 규칙적으로 층이 형성되지 않은 콜라겐의 연속 층에 관한 내용이 기술되어 있다.

US 5.207.705문서는 폴리우레탄 거품 혼합으로 이루어진 연속 층에 관한 내용을 기술하고 있는데 이 폴리우레탄이 망상화(網狀化) 하는 순간 여기에 콜라겐을 첨가하게 된다.

기술 현황 문서에서는 튜브가 나타내는 여러 가지 문제점에 대해 설명하고 있다.

튜브 외막의 공극이 지나치게 크면 "상처의 침입" 현상에 따라 섬유 아세포와 같은 세포가 튜브 안으로 스며들 수 있다.

튜브 내벽이 우툴두툴하면, 주변 조직에 상처를 입힐 수 있다. 외막의 결합 혹은 접합 부위도 우툴두툴하면 마찬가지로 이 거친 질감이 자극을 주므로 문제가 된다.

일반적으로 튜브 안에 기질이 들어 있으면 신경이 효율적으로 재생하도록 유 도할 수 없게 된다.

결국 튜브의 가공 방식으로 인하여 이와 같은 튜브는 대부분의 경우 비용 부담이 상당한 편이다.

따라서 본 발명은 신경 재생에 사용하기 위한 새로운 형태의 콜라겐 튜브를 제안하는 것으로서, 튜브 안에 세관(細管) 다발을 투입하여 세관들을 결합시켜 신경을 구성하는 축삭 다발이 개별적으로 증가하게 해주는 것이다. 튜브 및 세관은 각각 연속성, 연속성의 원통형 동축 콜라겐 필름의 연속적 배열로 구성되어 있으며, 다공성이 현저하게 나타난 것일수록 바람직하다.

본 발명은 연속성의 원통형 동축 콜라겐 필름의 연속적 배열로 구성된 하나의 벽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브에 관한 것이다.

연속성의 필름이란 단일한 구성으로 된 필름을 가리키며, 결합 또는 접합 부위를 포함하지 않는 것으로 여기고 있다. 본 필름은 정확한 원통형 튜브 형태를 하고 있다. "원통형 튜브"라는 표현은 준선(準線), 보다 정확하게는 준선이 순환하여 나타나는 형태인 원주(圓柱) 전체를 가리킨다. 동축성은 조립된 필름 모두가 하나의 축, 다시 말해 튜브의 축을 공유하고 있음을 나타낸다. 본 필름은 더욱 투명하고 균질하며, 이물질 결합이 극히 미미하거나 없다. 본 필름은 공극률이 없으면 없을수록 바람직한데 다시 말해 공극률이 1 ㎛를 초과하지 않는다는 뜻이다. 분자 무게가 70 kDa인 분자가 튜브 벽을 통과해 전달될 수 있다. 튜브의 평균 흡수 시간은 처치에 따라 다양하며 조절이 가능하다.

더욱 뛰어난 장점은 벽을 구성하고 있는 각 콜라겐 필름의 두께가 0.5 내지 4㎛라는 점이다.

본 발명은 특히 콜라겐 튜브에 관한 것으로 이 튜브의 벽은 최소한 5 개의 연속성 원통형 동축 콜라겐 필름이 연속적으로 구성되어 있는 것이다. 5개 내지 30개의 필름이 연속적으로 배열된 벽이 보다 바람직한데 특히 10개 내지 15개의 필름으로 구성된 것이 가장 좋다.

관련 분야 전문가는 인장력 저항, 탄력성, 두께 등 사용 환경에 따라 선택된 특성과 같이 주어진 속성에 따라 튜브 벽을 구성하는데 필요한 수에 맞추어 필름 개수를 선택할 수 있게 된다.

튜브의 벽 구성을 위해 조립한 필름은 모두 동일하게 구성되어 있을 수 있다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면 동일한 벽을 구성하는 필름이 상이한 구성을 나타낼 수도 있는 바 이는 다시 말해 상이한 유형의 콜라겐 혹은 혼합된 콜라겐으로 구성된 것일 수도 있다는 뜻이다. 특히 외층 및 내층으로 이루어진 필름은 상이한 종류의 콜라겐을 혼합함으로써 이루어진 필름일 수 있다.

벽을 구성하는 필름에는 콜라겐 I, 콜라겐 III 또는 이 두 가지 형태가 혼합된 콜라겐이 들어 있을 수 있다. 혼합된 콜라겐의 경우, 콜라겐 I과 콜라겐 III의 상대적 혼합 비율은 얼마든지 임의로 결정하여 포함시킬 수 있다. 보다 바람직한 혼합 비율은 콜라겐 I을 85 내지 100%로 하고 콜라겐 III를 0 내지 15%로 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시 방법에 따라, 필름에 콜라겐 IV를 포함시킬 수 있는데 콜라겐 IV만 포함시키든 다른 형태의 콜라겐과 결합하여 사용하든 상관없이 상대적 혼합 비율은 얼마든지 임의로 결정할 수 있다. 보다 바람직한 혼합 비율은 상기 기술한 바와 같은 혼합 비율에 따라 콜라겐 IV의 양을 1 내지 100%로 하고 콜라겐I 또는 콜라겐 I과 III을 혼합한 것의 양을 0 내지 99%로 하는 것이다.

더욱 좋은 방법으로는 점막의 가장 안쪽 부분을 구성하는 필름은 콜라겐 IV를 포함시키고, 바깥쪽 필름은 콜라겐 I 또는 콜라겐 I과 III을 혼합한 것으로 구성하는 것이 있다.

의학용으로 사용되는 콜라겐은 다양한 동물로부터 취할 수 있으며, 특히 소나 돼지에서 얻을 수 있다.

가장 좋은 제조 방법에 따르면 아텔로 콜라겐, 즉 텔로펩타이드 단계에서 분리를 거친 콜라겐을 사용하는 것이 가장 좋다. (루소 & 가뉴, 바이오머티리얼지, 2002)

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 튜브의 점막을 구성하는 콜라겐은 망상 구조를 하고 있다. 망상 구조는 고전적 기법으로 형성할 수 있으며 이에 관해서는 관련 분야 전문가들이 잘 알고 있다. 예를 들면 망상 구조는 방사선의 작용으로 인해 생길 수도 있는 것이다. 가장 바람직한 방법은 포름알데히드 용액에다 콜라겐 튜브를 담가 망상 구조 반응이 일어나게 하는 것으로 이 때 용액의 농도는 0.01 내지 2%로 하고, 산도 3 내지 9.5 pH에서 1분 내지 72시간 동안 담그면 된다. 상기 요소는 원하는 망상 비율에 따라 다르게 적용하면 된다.

본 발명의 콜라겐 튜브는 모든 분야에 적용하여 사용할 수 있다. 특히 신경외과에서 절단된 신경이 재생되는 동안 신경을 유도하고 보호하는데 사용하도록 발명된 것이다.

이와 같이 전문화된 분야에서 사용하기 위하여 콜라겐 튜브의 절단면은 재생을 유도해야 하는 신경의 절단면에 들어 맞게 맞추어야 한다. 튜브 내부 직경이 재생될 신경 절단면의 직경과 동일한 것이 가장 이상적이다.

일반적으로, 본 발명의 콜라겐 튜브 내부 직경은 50 ㎛ 내지 10 mm에 해당한다. 가장 좋은 규격은 1 내지 7 mm이다.

또한 본 발명은 다음 부분에 명시한 미세한 직경의 튜브, 즉 세관(細管)에 관한 것으로 이 세관의 내부 직경은 500 ㎛ 또는 그 이하로 이루어져 있으며, 50 내지 200 ㎛이면 더욱 바람직하고 100 ㎛인 것이 가장 좋다.

본 발명은 또한 본 발명의 튜브가 최소한 두 개 평행으로 배열되어 두 개가 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브 다발에 관한 것이다.

다발을 구성하는 튜브의 길이와 내부 직경이 모두 동일한 것이 가장 좋다.

본 발명이 가진 가장 바람직한 측면에 따라, 다발을 구성하는 튜브는 내부 직경이 500㎛ 이하여야 하고, 내부 직경이 50 내지 200 ㎛로 이루어진 것이 더욱 바람직하다. 바로 이러한 이유로 이를 "세관"이라고 부른다.

본 발명의 바람직한 실행 방법에 따라 튜브 또는 세관의 접합은 상기 튜브의 외막을 부분적으로 결합시킴으로써 연결한다. 관련 분야 전문가는 외막을 부분적으로 결합하기 위한 결합 반등의 최적 매개변수를 결정할 수 있다.

다발은 2개 내지 60개의 튜브 또는 세관으로 구성할 수 있으며, 특히 원하는 다발의 직경 크기에 따라 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 또는 60개의 세관으로 구성할 수 있다.

이 다발은 또한 콜라겐을 피복(被覆)하는 특성을 갖기도 한다. 이 피복의 두께는 1 내지 3 ㎛이다. 이 같은 다발의 피복을 통해 콜라겐의 표면을 매끄럽고 균일하게 함으로써 다발을 쉽게 튜브에 삽입시킬 수 있게 해준다. 이 피복은 대부분 I형 콜라겐으로 구성하는 것이 좋다.

이렇게 구성된 다발은 세관들을 조립하고 결합시킨 후 콜라겐 필름으로 피복함으로써 보다 효과적인 망상 반응을 낼 수 있게 된다. 망상 작용은 관련 분야 전문가들 사이에 매우 잘 알려진 기법에 따라 실시할 수 있는데 특히 앞에서 기술한 포름알데히드 용액 방식으로 실시할 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명의 튜브를 구성하는 특성을 가진 튜브의 결합에 관한 것으로 튜브에 본 발명의 튜브 다발을 최소한 한 개 종단 삽입시키는 것이다.

다발 및 튜브의 각각의 직경은 둘을 결합시킬 수 있는 정도로 결정하면 된다. 다발(들)은 건조한 상태의 튜브에 삽입해야 한다.

본 발명의 튜브 및 세관의 길이에는 정해진 한도가 없이 가능하며 일반적으로 관련 분야 전문가들 사이에 매우 잘 알려진 기법을 이용하여 적당한 길이의 튜브를 준비하여 원하는 길이에 따라 절단하면 된다.

본 발명의 결합물이 신경회로 재생에 사용되기 위한 것일 경우, 튜브 및 다발의 길이는 결핍된 신경의 절단면 길이에 맞추어야 한다.

일반적으로 절단된 신경은 약 몇 센티미터 정도의 신경물질의 결핍을 나타내는데 이 길이는 최장 15 센티미터에 달할 수 있다. 손가락의 측부 신경의 경우, 결핍 물질의 길이는 2.5 내지 3 cm이다. 정중 신경과 같이 이 보다 직경이 큰 신경의 재건이나 상완 신경총 손상 발생과 같은 경우에는 물질의 손실은 10 내지 15 cm에 달 할 수 있다.

바람직한 튜브의 길이는 5 mm 내지 10 cm에 해당된다.

본 발명의 튜브 또는 튜브의 결합은 재생될 부위는 물론 치료할 신경의 양 말단부까지 효율적으로 보호해 주므로 튜브의 길이는 재생 부위보다 긴 것이 바람직하다. 사용할 튜브의 이상적인 길이는 특히 절단된 신경 말단부를 튜브 안에 결합시킬 수 있도록 신경 물질의 손실 길이보다 긴 것이 이상적이다. 이 같이 추가적으로 마련된 길이는 양쪽에 각각 3mm씩 남도록 하여 약 6mm 정도가 되게 하는 것이 유리한데 이를 통해 신경을 결합시키고 양 말단부를 제대로 보호할 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 측면에 따라, 본 발명의 튜브 / 다발 결합은 튜브의 길이가 다발의 길이보다 긴 특징을 지니고 있으며 특히 봉합부분 및 양 말단부를 보호할 수 있도록 다발은 신경 물질 손실의 길이와 같아야 하고, 튜브의 길이는 그 보다 길어야 한다. 바람직한 길이는 재생 부위 양 쪽에 각각 3mm씩 두어 전체 6mm 이상이 되게 하는 것이다.

본 발명의 결합을 신경의 결핍된 절단 부위에 외과적으로 삽입할 때 외과의사는 세관 다발로 구성된 튜브를 신경의 양 말단부에 맞추어 봉합해야 한다. 재건해야 할 신경 부위를 막론하고, 해당 신경은 먼저 육안으로 해부한 다음 현미경으로 해부하고, 양 말단부는 두 개의 절단된 나머지 부위에서 "정상적인" 부위를 되찾을 때까지 계속 절개한 다음 미세한 봉합사를 여러 가닥 이용하여 지주를 설치한다. 기부 및 말단부 봉합은 생물학적 접착체를 사용하여 "강화"할 수 있다.

본 발명은 또한 앞서 정의한 바와 같은 콜라겐 튜브의 제조 방식에 관한 것으로, 여기서 콜라겐은 적절한 용매로 용해될 수 있는 것으로 용액을 원통형 지지대에 부은 후 건조시킨다. 연속성의 원통형 동축 콜라겐 필름을 연속적으로 배열할 수 있을 때까지 이 두 단계를 반복 실시한다.

가능한 한 가장 균질한, 특히 이물질 결합이 극히 미미하거나 없는 콜라겐 필름을 얻기 위해서 관련 분야 전문가가 콜라겐을 용해하는데 적합한 용매를 선택해야 한다. 이물질 결합을 방지하기 위하여, 용액을 부은 뒤 콜라겐 용액을 건조시키는 것, 즉 용매 기화가 가능한 빨리 이루어지도록 하는 것이 중요하다.

전통적으로 콜라겐 용해에 사용하는 수성 용제는 기화 속도가 상당히 느리므로 이물질이 결합되기 쉽다. 반면에 콜라겐을 적당한 유기 용제로 용해하면 이물질 결합을 방지하기에 충분히 빠른 속도록 기화될 수 있다.

본 발명의 바람직한 작업 방식에 따라, 용제는 극성 용제로 한다. 더욱 유리한 점은 이 용제에는 글리세롤이 함유되어 있다는 것이다. 이 용액으로 콜라겐을 용해하게 되면 단 몇 시간 동안에 작용이 일어나 완성된다.

메탄올을 함유한 용제 이용도 유리하며, 보다 바람직한 것은 메탄올과 물(메탄올 30-100%과 물 0-70%)을 혼합한 용액 또는 순수 메탄올 98-100%로 이루어진 용액을 사용하는 것이다. 산용성(酸溶性) 콜라겐, 섬유질 콜라겐, 아텔로 콜라겐, 변질된 콜라겐 등 모든 형태의 콜라겐을 사용할 수 있다. 가장 좋은 형태의 콜라겐은 순도 높은 (약 99%) 아텔로 콜라겐이다.

이 방식을 사용하면 튜브 내부 직경이 1.5mm가 되는데 드는 건조 시간이 5분 정도에 불과하다는 장점이 있다. 건조 시간은 튜브의 직경에 따라 늘어날 수 있으나 건조 시간 연장 속도는 분 단위이다. 수용성 용액을 이용한 비슷한 방식을 사용하면 건조 시간은 1시간 이상 걸릴 것이다.

세관을 만들기 위하여 용해된 콜라겐 용액은 장력 작용성 성분이 들어있는 것이 좋다. 이 성분은 후에 세관을 세척할 때 제거된다. 용해시킨 콜라겐 용액에 필터를 통해 빠져나갈 수 있는 크기가 50 ㎛ 이상인 이물질이 들어있지 않도록 주의하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 작업 방식에 따라, 원통형 지지대는 원하는 튜브 내부 직경과 동일한 직경의 매끄러운 표면을 지닌 합성 폴리머로 만든 튜브이다. 가장 좋은 것은 PTFE로 만든 지지대이다.

용해시킨 콜라겐 용액을 붓는 작업은 지지대를 용액 안에 완전히 잠기게 함으로써 실시한다. 용액에 담근 튜브는 꺼내서 먼지가 없는 에어 플럭스에서 말린 후 다시 담그도록 한다. 지지대를 담궜다 말리는 단계는 필름이 원하는 정도로 조립될 때까지 반복 실시한다. 특히 벽이 5 내지 30개의 필름이 연속적으로 배열된 튜브를 얻으려면 위의 작업을 5 내지 30회 반복해야 한다.

그런 다음에 튜브의 콜라겐을 망상화 시키는 단계로 진행하는 것이 좋다. 원통형 지지대는 이 망상화 단계를 거친 다음에 꺼내도록 한다.

가장 좋은 방법은 담그기 / 건조 단계를 계속함으로써 형성된 콜라겐 튜브를 그 다음에 pH를 조절한 포르말린 용액에 담갔다가 물에 헹군 후 글리세린 용액에 담그고 다시 물로 헹군 후 마지막으로 아세톤에 담근 후 튜브의 주형을 빼내는 것이다.

본 발명은 상기에서 기술한 바와 같은 방식으로 얻을 수 있는 모든 콜라겐 필름에 관한 것이다. 이 필름은 투명하고 완벽하게 균일하며 이물질 결합이 미미하거나 없다는 것이 장점이다.

세관 다발을 가공하는 방법은 다음과 같다. 세관 다발은 항상 지지대를 포함하고 있으며 세로로 조립된다. 이와 같이 얻은 세관 다발은 각 세관의 가장 바깥 층이 부분적으로 부풀어 오르고 분해되도록 적당한 용매에 담근다. 이렇게 처리한 다발은 용해 과정 동안 세관이 밀접하게 결합하고 층이 합쳐질 수 있도록 종단으로 약한 힘을 가한다. 다발을 공기 흐름으로 신속하게 건조시켜 합쳐진 부분이 응고되어 세관 사이의 접합 부분이 분명하게 형성되도록 한다.

건조 후 다발은 콜라겐 필름으로 씌운 후 콜라겐의 망상화 단계를 거치도록 한다. 주형은 망상화 작업 후에 제거한다.

보다 유리한 방법으로 다음과 같은 방식에 따라 콜라겐의 망상화를 실시할 수 있다. 다발을 앞에서 기술한 바와 같은 pH를 조절한 포르말린 용액에 담갔다가 순서대로 물, 글리세린 0.1M, 물, 아세톤 순서대로 담갔다 꺼낸다.

본 발명은 외과적 사용을 목적으로 한 본 발명의 콜라겐 튜브, 튜브 다발 또는 콜라겐 튜브의 결합에 관한 것이다.

본 발명은 또한 절단된 신경 재생을 촉진하고 유도하는데 사용될 외과용 장비를 마련하기 위한 튜브, 튜브 다발 또는 튜브 결합의 사용법에 관한 것이다.

본 발명의 튜브는 절단된 신경의 재생을 촉진하고 유도하도록 해주는 외과 장비를 준비하는데 사용될 수 있기 때문에 특히 신경외과에 적합한 것이다.

본 발명의 콜라겐 튜브 또는 튜브 결합은 절단된 신경 또는 손상된 신경의 양 말단부가 서로 결합되어 연결시켜 주는 "지주"로 사용할 수도 있으며, 연결 방식에는 제한이 없다. 이 기술은 운동 신경과 감각 섬유에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

도 1은 직경 500 ㎛인 튜브 1개와 직경 200 ㎛인 튜브 2개로 이루어진 다발을 결합시킨 것을 전자 감응식 현미경으로 관찰한 것이다.

도 2는 직경 200 ㎛인 튜브 4개로 이루어진 다발을 전자 감응식 현미경으로 관찰한 것이다.

도 3은 직경 500 ㎛인 튜브 1개와 직경 100 ㎛인 튜브 10개로 이루어진 다발을 결합시킨 것을 전자 감응식 현미경으로 관찰한 것이다.

세관 다발을 둘러싸고 있는 튜브 제조　:

콜라겐 용액은 콜라겐 0.25그램을 글리세롤이 함유된 메탄올 50ml에 콜라겐 내 최종 농도가 50-100%가 되도록 농도를 맞추어 넣고 흔들어서 분해시켜 준비한다. 여기서 얻은 용액은 크기 150 내지 50 ㎛인 여과기를 통해 계속 흘러나갈 수 있을 만큼의 농도이다.

직경 500 ㎛ 내지 10　mm인 PTFE 재질의 원통형 곧은 주형을 콜라겐 용액에 담갔다가 2-15초 경과 후 초당 0.5 내지 2.5cm 의 속도로 꺼낸다. 그 다음 콜라겐 용액이 채워진 주형을 용매가 균일하게 기화하도록 2분 내지 15분 간 필터장치가 있는 에어 플럭스 속에서 회전 시킨다. 원하는 콜라겐 층의 개수에 따라 용액에 담갔다가 건조시키는 작업을 2 내지 30회 실시한다. 마지막으로 담근 후 최종 건조 작업은 15분 간 실시한다.

콜라겐을 망상화 시키려면 농도가 0.01-0.5%인 포름알데히드 용액에 콜라겐 층을 지탱하고 있는 주형을 5분 내지 24시간 동안 필요에 따른 시간에 맞추어 완전히 담가 둔다. 그 다음 순서대로 5분간 물에 담갔다가 농도 0.1M인 글리세린에 5-60분간 담가두고, 다시 물에 30분간 담갔다가 아세톤에 5-15분간 담가둔다. 5-15분간 에어 플럭스에서 아세톤이 기화된 후, PTFE 주형을 빼내어 망상조직의 여러 층으로 이루어진 콜라겐으로 만들어진 튜브의 수분 함유율이 15% 또는 그 이하가 될 때까지 최소한 16시간 동안 진공 상태에 두어 최종 건조시킨다. 이 방식에 따른 작업으로 3 내지 25cm의 튜브를 얻을 수 있다.

세관 제조　:

상기와 같이 콜라겐 용액을 준비하되 여기에 트윈 20과 같은 계면활성제를 0.5%(v/v) 이상 포함시킨다. 이 용액을 50 ㎛ 크기의 여과지에 3번에 걸쳐 걸러낸다. 직경이 50-200 ㎛인 PTFE 재질의 주형을 이 용액에 1-5초간 담갔다가 초당 3 내지 10센티미터의 속도로 꺼낸다. 콜라겐이 들어있는 주형을 5분 간 에어 플럭스 에 노출시켜 용제를 기화시킨다. 이 같은 작업을 2회 내지 30회 실시할 수 있다.

세관 다발 제조　:

PTFE 재질의 주형으로 지탱된 세관 3개 내지 60개를 나란히 배열하여 다발로 만들고 이 다발의 양 말단부를 결찰한다. 그런 다음 이 다발을 인장(引張)시키지 않고 메탄올 용액에 2 내지 20초간 담갔다가 세로로 약하게 인장을 가하여 세관들이 밀착하게 한다. 이 작업 후 에어 플럭스에서 5 내지 15분간 건조시킨다. 이렇게 해서 얻은 다발은 글리세롤 0.25%를 포함한 농도 0.1-0.5%의 콜라겐 메탄올 용액에서 담그기/건조를 수회 (1회 내지 5회) 실시함으로써 콜라겐으로 채워져 있다.

여기서 얻은 다발은 튜브 제조 / 외부 피복에서 기술한 방식에 따라 망상화하고, 주형을 빼낸 후 건조한 것이다. 이 방식에 따라 3 내지 60개의 세관으로 이루어진 다발을 얻을 수 있다.

튜브 결합 및 세관 다발　:

두 가지 요소는 건조한 상태에서 결합해야 한다. 튜브 / 피복의 직경은 다발의 직경보다 커야 하며, 다발의 직경은 이를 구성하고 있는 세관의 수와 직경과 연관되어 있다. 다발은 피복에 세로로 삽입한다. 다발의 길이는 피복의 길이와 동일하거나 짧을 수 있다.

Claims (22)

1. 연속적인 원통형 동축 콜라겐 필름들의 일련의 배열로 구성된 벽을 포함하며, 상기 필름은 각각의 두께가 0.5 내지 4 ㎛인 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브.
2. 제1항에 있어서, 상기 벽은 최소한 5개의 필름이 결합된 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브.
3. 제1항에 있어서, 상기 벽은 5 개 내지 30개의 필름이 결합된 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브.
4. 제1항에 있어서, 상기 벽은 10개 내지 15개의 필름이 결합된 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브.
5. 제1항에 있어서, 상기 벽을 구성하는 필름이 콜라겐I, 콜라겐II 또는 이 두 유형을 혼합한 콜라겐으로 이루어진 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브.
6. 제1항에 있어서, 상기 벽의 안쪽 층을 구성하는 필름이 콜라겐 IV로 이루어진 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브.
7. 제1항에 있어서, 상기 콜라겐이 아텔로 콜라겐인 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브.
8. 제1항에 있어서, 상기 콜라겐이 망상 조직인 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브.
9. 제1항에 있어서, 튜브 내부 직경이 50 ㎛ 내지 10 mm인 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 두 개 이상의 콜라겐 튜브를 포함하고, 이들이 수평으로 배열되고 튜브끼리 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브 다발.
11. 제10항에 있어서, 상기 튜브는 내부 직경이 50 내지 200 ㎛인 세관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브 다발.
12. 제10항에 있어서, 상기 튜브의 접합은 상기 튜브의 외막을 부분적으로 결합시킴으로써 이루어진 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브 다발.
13. 제10항에 있어서, 콜라겐으로 구성된 피복으로 감싸여져 있는 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브 다발.
14. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 세 개 이상의 콜라겐 튜브를 포함하고, 두 개 이상의 상기 콜라겐 튜브가 수평으로 배열되고 접합되어 있는 하나 이상의 콜라겐 튜브 다발이, 상기 콜라겐 튜브 중 하나의 종단으로 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브 결합체.
15. 제14항에 있어서, 상기 튜브의 길이가 5 mm 내지 10 cm인 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브 결합체.
16. 제15항에 있어서, 상기 튜브 다발이 삽입된 튜브의 길이가 상기 튜브 다발의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브 결합체.
17. 콜라겐을 용매에 용해시키고, 생성되는 용액을 원통형 지지대에 부은 후 공기 흐름으로 건조시키고, 상기 용해 및 건조를 반복하여 콜라겐 필름을 연속적으로 수득하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 콜라겐 튜브 제조 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 용매는 메탄올을 함유하는 것을 특징으로 하는 콜라 겐 튜브 제조 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 용매는 메탄올과 물의 혼합물인 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브 제조 방법.
20. 제17항에 있어서, 지지대를 제거하기 전에 콜라겐의 망상화 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 콜라겐 튜브 제조 방법.
21. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 콜라겐 튜브를 절단된 신경의 재생을 촉진하고 유도하기 위한 외과 장비 제조에 사용하는 방법.
22. 삭제

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