KR101389831B1

KR101389831B1 - 온도 감응형 유착방지제

Info

Publication number: KR101389831B1
Application number: KR1020120056047A
Authority: KR
Inventors: 이진호; 강준구; 오세행
Original assignee: 한남대학교 산학협력단
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2014-05-07
Also published as: KR20130132013A; WO2013176375A1

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌옥사이드 (PEO)를 60중량% 이상 포함하는 1종 이상의 양쪽 친매성 제1공중합체, 및 폴리에틸렌옥사이드 (PEO)를 40중량% 미만 포함하는 1종 이상의 양쪽 친매성 제2공중합체를 포함하는 온도 감응형 유착방지제에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 공중합체 내에 폴리에틸렌옥사이드의 비율이 서로 다른 양쪽 친매성 공중합체들을 이용하고, 이들의 수용액에서의 함량을 조절하여 체외에서는 졸 상태이고 체내에서는 겔 상태로 상전이 되어 체내 상처면에 손쉽게 도입할 수 있을 뿐만 아니라 (도입 용이성), 상기 겔 상태에서 형성된 공중합체 미세구조 (마이셀)의 안정화를 통해 [제1 및 제2 공중합체 간의 소수성 상호작용 (hydrophobic interaction)], 별도의 첨가제 없이도 폴리에틸렌옥사이드를 함유하는 공중합체의 체내 (수용액 내) 안정성 및 조직의 유착방지 효과가 우수하다.
또한, 상기 온도 감응형 유착방지제는 수술 후 상처가 치유되는 기간 동안 상처를 안정하게 보호할 수 있을 정도의 물성을 유지하는 효과를 가진다.

Description

온도 감응형 유착방지제 {Thermo-responsive adhesion barrier agent}

본 발명은 체내 안정성이 우수한 온도 감응형 유착방지제에 관한 것이다.

외과 수술 후 흔히 발생하는 장기 및 조직의 유착은 손상된 조직의 세포가 증식하고 재생하는 과정에서 일어나는 자연현상 중의 하나이지만, 환자에게 계속되는 불편감이나 기능장애를 초래하고 유착 박리를 위한 재수술이 필요하기도 하며 생명을 위협하는 요인이 되기도 한다. 특히 여성의 경우에는, 골반 수술시 자궁의 조직유착에 의해 불임의 원인이 되기도 한다. 개복수술 후 유착 발생율은 55~93%로 상당히 높은 것으로 보고되고 있다.

이러한 유착은 근육, 공막, 결막, 테논낭, 근간막 등 인체의 거의 모든 부분에서 일어난다고 해도 과언이 아니지만, 임상적으로 가장 큰 문제가 되는 것은 복부수술 후에 발생하는 복막 유착이나 장 유착으로 반복적인 수술, 거친 수술, 과도한 출혈, 봉합물질의 조직 반응, 수술 중의 이물질, 수술 후 염증 등에 의해 발생되는 것으로 알려져 있다

따라서 수술 후 조직 유착의 문제점을 해결하기 위해서 수술하는 과정에서 상처를 적게 내어서 유착의 원인을 줄이는 수술적 기법; 상처난 조직과 조직 사이에 물리적 장벽을 도입하여 유착을 억제시키는 유착방지제법; 및 약물을 이용하여 유착을 억제하는 화학 방법 등이 적용되어 오고 있으며, 이 중, 조직 유착방지제를 이용한 방법이 가장 널리 사용되고 있다.

본 발명의 출원인은 플루로닉 F127/F68 시스템을 이용하여, 낮은 온도에서 졸-겔 상전이 온도 (LCST)를 가지는 F127과 높은 온도에서 LCST를 가지는 F68을 이용하여서 체외에서는 졸상태이고 체내에서 겔상을 형성할 수 있는 온도감응성 겔을 제조하였으나, 상기 플루로닉만을 이용한 유착방지제는 다음 도 1의 (a)에서와 같이 수술 부위의 상처가 치유되기 전에 빨리 씻겨나가는 문제가 있었다.

이러한 단점을 해결하기 위해 플루로닉겔 내에 알지네이트를 약하게 가교하여 (semi-interpenetrating network) 플루로닉겔의 안정성을 증가시키고자 하였으며, 동물실험을 통한 다양한 분석을 통해 약하게 가교된 알지네이트에 의해 안정성이 부여된 플루로닉겔의 유착방지 효능이 우수함을 관찰할 수 있었다. 하지만 천연고분자 (알지네이트)에서 불가피하게 나타나는 내독소 (endotoxin) 제거 과정의 복잡성 및 γ-ray 멸균에 따른 천연고분자의 급격한 분자량 감소는 여전히 해결해야할 숙제로 남아 있었다.

또한, 한국 등록 특허 10-0552954에서는 천연고분자 (히알루론산), PEG-PPG-PEG 블록 공중합체, 및 염 용액을 포함하여 이루어지는 유착방지용 열감응성 조성물을 제시하고 있으나, 상기 특허 역시 체내에서 쉽게 씻겨나가 유착방지 효능이 낮은 문제가 있다.

종래의 유착방지제는 비분해성 고분자 및 생분해성 고분자를 이용하여 필름 형태로 제조된 것들이 대부분이었는데, 상기 비분해성 고분자의 경우 상처와 상처를 원천적으로 분리하므로 유착방지 성능은 양호하나 시술 후 체내에 이물질로 계속 존재하므로 주변조직에 염증반응을 일으키거나 조직 재생에 장애요인이 되어, 경우에 따라서는 일정기간 후 제거를 위한 재수술이 필요하다. 또한, 상기 생분해성 고분자의 경우는 체내에서 일정기간 후 분해되어 소멸되므로 이물질로 남지 않는다는 장점은 있으나 아직까지는 비분해성 고분자에 비해 유착방지 성능이 다소 낮은 편이다.

또한, 필름 형태의 유착방지막을 이용할 경우 가장 큰 단점은 적용 부위에서 유착방지막의 이동을 막기 위해 봉합사를 이용해 주변조직과 봉합을 해 주어야 하는데 봉합부위에서 조직유착이 빈번하게 일어난다는 점과 적용 부위가 복잡하거나 미세한 부분, 도관 형태의 부분에는 도입이 어렵다는 점이다.

이를 극복하기 위해 겔 형태의 유착방지제의 연구가 다양하게 진행되었는데, 이 경우 상처가 치유되기 전 (일반적으로 수술 부위의 상처가 치유되는데 7일 정도가 소요된다고 알려져 있음)에 체내 (수용액 내)에서 쉽게 분해·흡수되어 유착방지제로서의 효능이 낮은 문제점을 가지고 있다. 이러한 한계로 인해 기존의 유착방지제를 사용하고도 유착방지 효능이 50 ~ 70% 정도에 불과한 것으로 알려져 있다.

겔 타입의 유착방지제에서 가장 중요한 것은 상처가 치유되는 동안 상처를 안정하게 보호하여 유착방지의 역할을 해주는 것이다. 그러나, 시판되고 있는 겔 타입의 유착방지제들은 조직유착 방지에 필요한 시간보다 빨리 씻겨나가는 단점이 있어 유착방지제로서의 효능이 낮다고 알려져 있다.

한국 등록 특허 10-0565881 한국 등록 특허 10-0552954

이에 본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하기 위해, 졸-겔 상전이 온도를 쉽게 조절할 수 있고, 종래 유착방지제의 유착방지 효능 증대를 위해 사용되던 천연고분자 (혹은 가교된 천연고분자) 혹은 별도의 첨가제를 사용하지 않고도, 상처가 치유되는 충분한 기간 동안 상처면을 안정하게 보호하여 우수한 유착 방지 효능을 가지는 온도 감응형 유착방지제를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에서는 수술 후 복잡한 조직과 조직 사이에 효과적으로 도입할 수 있도록 체외에서는 졸 상태이고 체내에서는 겔 상태인 온도 감응형 유착방지제를 제공하는 데도 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 온도 감응형 유착방지제는 폴리에틸렌옥사이드 (PEO)를 60중량% 이상 포함하는 1종 이상의 양쪽 친매성 (amphiphilic) 제1공중합체, 및 폴리에틸렌옥사이드 (PEO)를 40중량% 미만 포함하는 1종 이상의 양쪽 친매성 제2공중합체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 양쪽 친매성 제1공중합체의 평균분자량은 1,000 ~ 100,000Da 이고, 상기 양쪽 친매성 제2공중합체의 평균분자량은 1,000 ~ 50,000Da 인 것이 바람직하다.

상기 양쪽 친매성 제1공중합체는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱산 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-글리콜산 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱글리콜산 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리카프로락톤 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리다이옥산온 공중합체 및 이들의 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.

상기 양쪽 친매성 제2공중합체는 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱산 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-글리콜산 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리락틱글리콜산 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리카프로락톤 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드-폴리다이옥산온 공중합체 및 이들의 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 양쪽 친매성 제1공중합체 1 ~ 50 중량% 및 상기 양쪽 친매성 제2공중합체가 0.01 ~ 20 중량%로 포함되는 것일 수 있다.

상기 온도 감응형 유착방지제는 체외에서는 졸 (sol) 상태이고, 체내에서는 겔 (gel) 상태로 전이되는 것일 수 있다.

본 발명에 따르면, 공중합체 내에 폴리에틸렌옥사이드의 비율이 서로 다른 양쪽 친매성 공중합체들을 이용하고, 이들의 수용액에서의 함량을 조절하여 체외에서는 졸 상태이고 체내에서는 겔 상태로 상전이 되어 체내 상처면에 손쉽게 도입할 수 있을 뿐만 아니라 (도입 용이성), 상기 겔 상태에서 형성된 공중합체 미세구조 (마이셀)의 안정화를 통해 [제1 및 제2 공중합체 간의 소수성 상호작용 (hydrophobic interaction)], 별도의 첨가제 없이도 폴리에틸렌옥사이드를 함유하는 공중합체의 체내 (수용액 내) 안정성 및 조직의 유착방지 효과가 우수하다.

또한, 상기 온도 감응형 유착방지제는 수술 후 상처가 치유되는 기간 동안 상처를 안정하게 보호할 수 있을 정도의 물성을 유지하는 효과를 가진다.

도 1의 (a)는 종래 양쪽 친매성 제1공중합체의 겔 상태에서의 미세구조를 나타낸 것이고,
도 1의 (b)는 본 발명에 따른 양쪽 친매성 제1, 제2 공중합체의 겔 상태에서의 미세구조 (마이셀)를 나타낸 것이며,
도 2는 본 발명 온도 감응형 유착방지제 내 제1공중합체/제2공중합체 비율에 따른 온도 감응형 유착방지제의 LCST를 나타낸 그래프이고,
도 3은 제조된 온도 감응형 유착방지제의 수용액 상에서의 안정성 평가 결과로서, (a)는 시료 1의 결과이고, (b)는 시료 4의 결과이며,
도 4는 상기 도 3의 안정성 평가 결과를 그래프화한 것이고,
도 5는 유착방지 효과 확인을 위한 동물실험 과정을 나타낸 것이며,
도 6은 동물실험에 따른 유착정도를 4단계로 평가하는 기준을 나타낸 것이고,
도 7은 동물실험을 통한 대조군 및 시료 1 ~ 4의 조직유착정도를 나타낸 그래프이며,
도 8은 양쪽 친매성 제1공중합체만을 포함하는 온도 감응형 유착방지제 (시료 1)를 체내 (수용액 내) 도입한 경우의 안정성 작용기전을 나타낸 것이고,
도 9는 양쪽 친매성 제1공중합체와 제2공중합체를 포함하는 온도 감응형 유착방지제 (시료 4)를 체내 (수용액 내) 도입한 경우의 안정성 작용기전을 나타낸 것이며,
도 10은 온도 감응형 유착방지제의 도입에 따른 주변조직의 염증 반응을 통한 생체적합성의 여부를 확인한 ED1 형광염색 실험 결과이고,
도 11은 대조군과 시료 1, 4의 염증 반응을 통한 염증 세포의 비율을 그래프화한 결과이다.

이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

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.

본 발명은 체외에서는 졸 상태이고 체내에서는 겔 상태로 상전이 되어 아무리 복잡한 구조의 장기/조직에도 도입이 용이하고, 상처가 치유되는 동안 상처면을 안정하게 보호하여 조직 간의 유착 방지 효과가 뛰어난 온도 감응형 유착방지제에 관한 것이다.

본 발명에 따른 온도 감응형 유착방지제는 폴리에틸렌옥사이드 (PEO)를 60중량% 이상 포함하는 1종 이상의 양쪽 친매성 제1공중합체, 및 폴리에틸렌옥사이드(PEO)를 40중량% 미만 포함하는 1종 이상의 양쪽 친매성 제2공중합체를 포함한다.

본 발명의 명세서 전반에서 사용된 “양쪽친매성 공중합체 (amphiphilic copolymer)"는 소수성 (hydrophobic)과 친수성 (hydrophilic)을 모두 가지는 공중합체를 의미하며, 따라서, 상기 공중합체를 구성하는 성분들의 비율을 조절함으로써 고분자 사슬의 소수성과 친수성을 조절할 수 있다.

본 발명은 별도의 첨가제 없이 폴리에틸렌옥사이드 (PEO) 성분을 포함하는 양쪽 친매성 공중합체들을 사용하되, 상기 공중합체 내의 폴리에틸렌옥사이드 (PEO) 성분의 함량비를 조절하여 체외에서는 졸 상태이고 체내에서는 겔 상태로 상전이 되어 체내 상처면에 손쉽게 도입할 수 있을 뿐만 아니라 (도입 용이성), 상기 겔상태에서 형성된 공중합체 미세구조 (마이셀)의 안정화/안정화된 미세구조 간의 상호작용을 통해 폴리에틸렌옥사이드를 함유하는 공중합체의 체내 (수용액 내) 안정성 및 조직 유착 방지 효과를 가지도록 한 것이다.

상기 양쪽 친매성 제1공중합체는 전체 공중합체에서 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 성분을 60중량% 이상으로 포함함으로써 상기 양쪽 친매성 제1공중합체가 비교적 친수성 (hydrophilic)에 가깝도록 한 데 특징이 있다.

상기 폴리에틸렌옥사이드 (PEO) 성분과 공중합되는 다른 성분으로는, 폴리프로필렌옥사이드 (PPO), 폴리락틱산 (PLA), 폴리글리콜산 (PGA), 폴리락틱글리콜산 (PLGA), 폴리카프로락톤 (PCL), 폴리다이옥산온 (PDO) 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 상기 양쪽 친매성 제1공중합체는 상기 2종의 성분들로 된 이원 공중합체일 수도 있고, 3종의 성분들이 공중합체를 이룬 삼원 공중합체일 수도 있다.

상기 양쪽 친매성 제1공중합체 중에서 폴리에틸렌옥사이드 (PEO) 성분이 차지하는 함량이 60중량% 미만인 경우 상기 양쪽 친매성 제1공중합체가 친수성에 가까운 성질을 띄는데 미흡하여 바람직하지 못하며, 폴리에틸렌옥사이드 (PEO) 성분이 전체 공중합체 중 65 ~ 85중량%로 포함되는 것이 가장 바람직하다.

본 발명에 따른 온도 감응형 유착방지제는 상기 양쪽 친매성 제1공중합체들을 10 ~ 50중량%, 바람직하기로는 20 ~ 40 중량%로 포함하며, 상기 양쪽 친매성 제1공중합체의 함량이 10중량% 미만에서는 졸-겔 상전이 현상을 나타내지 못하기 때문에 바람직하지 못하고, 또한, 50중량%를 초과하는 경우 시료의 점도가 높아 상온에서 체내 주입이 어려운 문제가 있어 바람직하지 못하다.

또한, 상기 양쪽 친매성 제1공중합체 중에서, 졸-겔 상전이 온도를 최적화시키기 위하여 폴리에틸렌옥사이드의 함량이 60중량% 이상인 것 중에서, 폴리에틸렌옥사이드의 함량이 60~75 중량%인 양쪽 친매성 제1공중합체 (1-1)와, 폴리에틸렌옥사이드의 함량이 76~85 중량%인 양쪽 친매성 제1공중합체 (1-2)를 9 : 1 ~ 3 : 7의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하며, 8 : 2 ~ 5 : 5의 중량비로 혼합하는 것이 보다 바람직하다.

상기 혼합 비율이 상기 범위를 벗어나는 경우, 졸-겔 상전이가 체온보다 너무 낮은 온도에서 형성이 되어 체내 상처면에 주입이 어렵거나, 또는 졸-겔 상전이가 체온보다 너무 높은 온도에서 형성되어 상처면으로부터 흘러버려 유착방지제로 사용하기에 부적절한 문제가 있다.

또한, 본 발명의 온도 감응형 유착방지제에 포함되는 양쪽 친매성 제2공중합체는 전체 공중합체 중 폴리에틸렌옥사이드 (PEO)를 40중량% 미만으로 포함함으로써, 상기 양쪽 친매성 제2공중합체가 비교적 소수성 (hydrophobic)에 가깝도록 한 데 특징이 있다.

상기 양쪽 친매성 제2공중합체는 본 발명의 온도 감응형 유착방지제에 포함되어, 상기 양쪽 친매성 제1공중합체가 가지지 못하는 안정성을 부여하는 역할을 하기 위함이다.

이는 다음 도 1의 (b)를 참조하여 설명할 수 있는 바, 본 발명에서 상기 양쪽 친매성 제1공중합체와 제2공중합체를 포함하여 온도 감응형 유착방지제를 제조하게 되면, 상기 졸 상태의 온도 감응형 유착방지제가 체온에 의해 겔 상태로 상전이 된다. 이때, 상기 양쪽 친매성 제1공중합체와 제2공중합체에 포함되는 소수성을 띄는 성분들 (폴리에틸렌옥사이드와 공중합되는 성분들)이 내부에 존재하고, 친수성을 띄는 성분들(폴리에틸렌옥사이드 성분들)이 바깥쪽에 존재하는 마이셀 (micelle)을 형성하게 된다.

또한, 상기 양쪽 친매성 제2공중합체의 소수성 부분들이 양쪽 친매성 제1공중합체의 소수성 부분과 만나 강한 소수성 상호작용 (hydrophobic interaction)을 형성하게 되어 마이셀을 보다 안정한 상태로 만들어 주며, 이러한 각각의 마이셀들의 바깥쪽에 위치한 친수성을 띄는 성분들 (폴리에틸렌옥사이드 성분들)은 다시 마이셀들 간의 강한 수소 결합 (hydrogen bond)을 형성하게 되어, 체내 (수용액 등)에서 안정성을 가지는 것으로 유추할 수 있다.

이러한 체내 안정성을 가지는 경우, 상기 온도 감응형 유착방지제가 종래와 같이 수술 후 상처가 치유되는 기간 동안 (적어도 7일 이상) 상처면을 안정하게 보호할 수 있기 때문에 유착방지제로서의 기능을 효과적으로 수행할 수 있다.

상기 폴리에틸렌옥사이드 (PEO) 성분과 공중합되는 다른 성분으로는, 폴리프로필렌옥사이드 (PPO), 폴리락틱산 (PLA), 폴리글리콜산 (PGA), 폴리락틱글리콜산 (PLGA), 폴리카프로락톤 (PCL), 폴리다이옥산온 (PDO) 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 양쪽 친매성 제2공중합체는 상기 2종의 성분들로 된 이원 공중합체일 수도 있고, 3종의 성분들이 공중합체를 이룬 삼원 공중합체일 수도 있다.

상기 양쪽 친매성 제2공중합체 중에서 폴리에틸렌옥사이드 (PEO) 성분이 차지하는 함량이 40중량%를 초과하는 경우 상기 양쪽 친매성 제2공중합체가 소수성에 가까운 성질을 띄는 데 미흡하여 바람직하지 못하며, 폴리에틸렌옥사이드 (PEO) 성분이 전체 공중합체 중 10 ~ 40중량%로 포함되는 것이 가장 바람직하다.

본 발명에 따른 온도 감응형 유착방지제는 상기 양쪽 친매성 제2공중합체를 0.01 ~ 10 중량% 바람직하기로는 0.1 ~ 5 중량%로 포함하며, 상기 양쪽 친매성 제2공중합체의 함량이 0.01 중량% 미만으로 소량 첨가되는 경우 유착방지제의 체내 안정성이 떨어져 유착방지제가 쉽게 씻겨나갈 수 있어 바람직하지 못하며, 또한, 10중량%를 초과하는 경우 이들의 소수성으로 인해 졸-겔 상전이 온도가 너무 낮아지는 문제가 있어 바람직하지 못하다.

또한, 본 발명에 따른 상기 온도 감응형 유착방지제는 체외에서는 졸 상태이고 체내에서는 겔 상태로 상전이되는 특성을 가진다.

본 발명에 따른 온도 감응형 유착방지제는 상기와 같이 폴리에틸렌옥사이드를 포함하는 2종 이상의 공중합체를 간단히 혼합하여 제조되며, 종래와 같이 별도의 첨가제를 추가하지 않고도 상처가 치유되는 동안 상처를 안정하게 보호하여 우수한 유착방지 효과를 가질 수 있다. 또한, 종래 천연고분자를 포함하는 경우 이들의 안정성 향상을 위해 별도의 가교제를 첨가해야 했으나, 본 발명에서는 이러한 가교제도 필요치 않다.

본 발명에 따른 온도 감응형 유착방지제는 물을 용매로 사용하고, 여기에 각각의 양쪽 친매성 제1공중합체와 제2공중합체를 넣어서 혼합하여 제조될 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 이하의 실시예에서는 특정 화합물을 이용하여 예시하였으나, 이들의 균등물을 사용한 경우에 있어서도 동등 유사한 정도의 효과를 발휘할 수 있음은 당업자에게 자명하다.

실시예 및 비교예

다음 표 1과 같은 조성을 이용하여 온도 감응형 유착방지제를 제조하였다. 10mL의 초순수를 50mL 유리 바이알에 채우고, 표 1의 조성에 맞추어 혼합하여 약 4℃에서 용해시켰다. 상기 온도 감응형 유착방지제에 포함되는 양쪽 친매성 제1공중합체와 제2공중합체의 총 농도를 30중량%로 맞추었다.

시료 No.	제1공중합체(함량, g(중량비^**))		제2공중합체(함량, g(중량비^**))
시료 No.	(1-1)	(1-2)	(2)
1*	2.7885(6.5)	1.5015(3.5)	0(0.0)
2	2.7885(6.5)	1.4586(3.4)	0.0429(0.1)
3	2.7885(6.5)	1.2870(3.0)	0.2145(0.5)
4	2.7885(6.5)	1.0725(2.5)	0.4290(1.0)
(주) 는 본 발명 범위 외이고, *는 제1공중합체(1-1)/제1공중합체(1-2)/제2공중합체의 혼합시의 중량비임. (1-1) : PEO(35)/PPO(30)/PEO(35)의 삼원 공중합체, 중량평균분자량(Mw) 12500. (1-2) : PEO(40)/PPO(20)/PEO(40)의 삼원 공중합체, 중량평균분자량(Mw) 8500. (2) : PEO(15)/PPO(70)/PEO(15)의 삼원 공중합체, 중량평균분자량(Mw) 5750.

실험예 1 : 겔 형성 유무 (점도) 확인

상기 제조된 온도 감응형 유착방지제가 온도 변화에 따라 졸-겔 상전이를 나타내는지의 여부를 측정하였다. 양쪽 친매성 제1공중합체(1-1, 1-2)/제2공중합체(2) (30wt%) 시료 용액이 담겨진 바이알을 약 4℃의 냉장고에서 30분간 보관 후, 흐름성을 띠는 졸 상태료를의 시 곧바로 50mL 바이알에 조심스럽게 채워주었다. 순환 항온조(circulating water bath)에 상기 바이알을 담그고 항온조의 온도를 서서히 올리면서 시료의 점도가 급격히 변하는 온도 (시료의 흐름성이 없어지는 온도)를 졸-겔 상전이 온도 (LCST)로 규정하였다. 각각 제조된 시료들을 동일한 과정으로 3회 반복하여 (n=3) 측정하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

도 2의 결과에서와 같이, 양쪽 친매성 제1공중합체(1-1)/제1공중합체(1-2)/제2공중합체(2) = 6.5/3.5/0.0~6.5/3.5/1.0의 중량비 범위에서는 제2공중합체의 비율이 증가하고 제1공중합체(1-2)가 감소할수록 졸-겔 상전이 온도가 서서히 낮아지는, 즉 제1공중합체와 제2공중합체의 비율에 의해 졸-겔 상전이 온도가 손쉽게 조절됨을 확인할 수 있었다.

또한 본 발명에 따른 온도 감응형 유착방지제는 체온 근처에서 졸-겔 상전이 온도를 형성하는, 즉, 체외에서는 졸 상태이고 체내에서는 겔 상태로 변하여 어떠한 복잡한 장기/조직에도 손쉽게 적용이 가능 (졸 상태)할 뿐만 아니라 상처면을 안정하게 보호할 수 있음 (겔 상태)을 확인할 수 있었다.

실험예 2 : 수용액상에서의 안정성 확인

상기 제조된 각 샘플들이 수용액상에서 안정성을 가지는지, 즉 체액이 존재하는 상처면에서 얼마나 오랫동안 상처를 보호할 수 있는지를 확인하였다. 측정방법은 바이알에 샘플 1mL을 넣고, 매일 새로운 PBS로 교체하여 초기 시료의 높이 (H₀)에 대한 일정 시간 후 존재하는 시료의 높이 (H_t)를 백분율로 계산한 잔류 비율 (%)으로 표현하였으며, 그 식은 아래 수학식 1과 같다. 그 결과를 다음 도 3과 4에 나타내었다.

(수학식 1)

잔류비율 (%) = (H_t/H₀) × 100

다음 도 3, 4에서와 같이, 양쪽 친매성 제1공중합체(1-1 & 1-2)만으로 된 온도 감응형 유착방지제 (도 3의 (a), 시료 1)의 경우 5일까지 샘플이 존재하였으나, 그 이후에는 모두 사라짐을 관찰할 수 있었다. 그러나, 상기 양쪽 친매성 제2공중합체의 함량이 증가할수록 온도 감응형 유착방지제의 수용액에서의 안전성이 높아져 각각 7 (시료 2), 10 (시료 3), 11일 (도 3의 (b), 시료 4)까지 수용액에서 존재함을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터, 양쪽 친매성 제1공중합체에 양쪽 친매성 제2공중합체를 혼합함으로써 온도 감응형 유착방지제의 수용액상에서의 안정성이 높아짐을 확인할 수 있었으며, 체내 상처가 치유되는 동안 상처면을 안정하게 보호할 수 있음을 예측할 수 있었다.

이러한, 결과는 도 1의 (b)에서와 같이 상기 양쪽 친매성 제1공중합체와 제2공중합체에 포함되는 소수성을 띄는 성분들 (폴리에틸렌옥사이드와 공중합되는 성분들)이 내부에 존재하고, 친수성을 띄는 성분들(폴리에틸렌옥사이드 성분들)이 바깥쪽에 존재하는 마이셀 (micelle)을 형성하게 되며, 이때 상기 양쪽 친매성 제2공중합체의 소수성 부분들이 양쪽 친매성 제1공중합체의 소수성 부분과 만나 강한 소수성 상호작용 (hydrophobic interaction)을 형성하게 되어 마이셀을 보다 안정한 상태로 만들어 주며, 이러한 각각의 마이셀들의 바깥쪽에 위치한 친수성을 띄는 성분들(폴리에틸렌옥사이드 성분들)은 다시 마이셀들 간의 강한 수소 결합 (hydrogen bond)을 형성하게 되어, 체내 (수용액 등)에서 안정성을 가지는 것에서 기인된 것이다.

실험예 3 : 유착방지 효과 확인을 위한 동물 실험

상기 제조된 온도 감응형 유착방지제의 조직유착 방지성능을 확인하기 위해서 동물 실험을 진행하였다. 실험동물은 SD rat을 사용하였으며 다음 도 5와 같은 과정을 통해 수행되었다. 먼저 염산케타민 (10 mg/kg)과 2% 염산질라진 (2 mg/kg)을 혼합 후, 쥐의 하복부에 주사하여 마취를 시행하였다. 마취된 쥐의 복부를 절개하고, 복벽 (peritoneum)의 표피부분에 1 x 1 cm²의 상처를 수술용 칼을 이용하여 형성시키고, 이 상처와 맞닿아 있는 맹장에 표피가 살짝 벗겨질 정도의 상처를 사포를 이용하여 형성시켰다. 상처와 상처 사이에 어떠한 재료도 넣지 않고 봉합한 대조군과 시료 1 ~ 4의 재료 1mL을 상처 부위 2 x 2 cm²에 도포하여 봉합한 실험군으로 나누어 조직유착정도를 확인하였다. 체내의 상처는 7일 이내에 치유된다고 알려져 있으므로, 수술 7일 경과 후에 조직 유착정도를 확인하였다. 조직유착정도에 따라 4단계 (0, 1, 2, 3, 숫자가 클수록 유착이 심함)의 유착평가 시스템 (grading system, 도 6)을 이용하여 그 성적을 합산하고 평균내었다.

도 7의 결과에서와 같이, 먼저 온도 감응형 유착방지제를 넣지 않은 대조군의 경우 복막과 맹장, 맹장과 봉합부위가 매우 심하게 유착되어 있는 것 (3단계)을 관찰할 수 있었으며, 양쪽 친매성 제2공중합체를 포함하지 않고 2종의 양쪽 친매성 제1공중합체만으로 된 시료 1도 대조군과 유사한 조직 유착결과를 관찰할 수 있었다.

하지만 본 발명의 시료 3, 4에서는 조직 유착정도가 대조군 및 시료 1에 비해 현저히 낮은, 즉 우수한 조직 유착방지 효능이 있음을 관찰할 수 있었다. 이러한 현상은 양쪽 친매성 제1공중합체와 제2공중합체의 혼합에 의한 미세구조 (마이셀)의 안정화 및 안정화된 미세구조 간의 수소결합을 통해 체내에서 상처가 치유되는 동안 상처면을 안정하게 보호했기 때문이라 판단된다.

이러한 결과를 다음 도 8과 9를 비교하여 설명하면, 양쪽 친매성 제1공중합체만을 포함하는 시료 1의 경우 (도 8) 상처 부위에 온도 감응형 유착방지제를 도포하더라도 상처가 치유되기 전에 상기 온도 감응형 유착방지제가 사라져 유착방지제로서의 효능을 발휘하지 못하는 것으로 보여진다.

그러나, 본 발명에서와 같이 수용액 내 (체내) 안정성 부여를 위해 양쪽 친매성 제1공중합체에 양쪽 친매성 제2공중합체를 첨가한 온도 감응형 유착방지제의 경우 (도 9), 미세구조 (마이셀)의 안정화 및 안정화된 마이셀 간의 수소결합에 의해 체내에서의 안정성이 높아져 상처가 치유되는 충분한 기간 동안 (7일 이상) 상처면을 안정하게 보호하여 유착방지 효과가 우수한 것으로 사료된다.

실험예 4 : 생체적합성 실험(염증 반응)

체내에 도입된 시료에 의한 주변조직의 염증반응 정도는 ED1 형광염색을 통해 확인하였으며 (도 10), 그 결과는 (상처부위의 조직에 존재하는 총 세포에 대한 림프구 비율) 도 11에 나타내었다.

도 10을 참조하면, 파란색은 세포핵을 나타내며 빨간색은 염증 세포를 나타낸다. 전체 세포 중에서 염증 세포의 비율을 계산하여 그래프화한 다음 도 11을 참조하면, 유착방지제를 첨가하지 않고 상처만 낸 대조군, 제2공중합체를 포함하지 않은 시료 1 및 본 발명에 따라 양쪽 친매성 제1공중합체와 양쪽 친매성 제2공중합체를 혼합하여 제조된 시료 4에서 유사한 염증 결과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터, 본 발명에 따라 제조된 온도 감응형 유착방지제는 체내에서 어떠한 염증 (이상) 반응도 발생시키지 않는 우수한 생체적합성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

Claims

폴리에틸렌옥사이드(PEO)가 60~85중량%로 포함되며, 중량평균분자량 1,000 ~ 100,000 Da인 소수성(hydrophobic) 부분과 친수성(hydrophilic) 부분을 모두 가지는 양쪽 친매성 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 제1공중합체, 및
폴리에틸렌옥사이드(PEO)가 10~40중량%로 포함되며, 중량평균분자량 1,000 ~ 50,000 Da인 소수성 (hydrophobic)과 친수성 (hydrophilic)을 모두 가지는 양쪽 친매성 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 제2공중합체로 이루어진 온도 감응형 유착방지제로서,
겔 상태에서 상기 양쪽 친매성 제1공중합체의 소수성 부분과 상기 양쪽 친매성 제2공중합체의 소수성 부분 간의 상호작용(hydrophobic interaction)에 의해 공중합체의 미세구조(마이셀)를 안정화시켜 상기 유착방지제의 체내 안정성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 온도 감응형 유착방지제.
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제1항에 있어서,
상기 제1공중합체가 1 ~ 50 중량% 및 상기 제2공중합체가 0.01 ~ 20 중량%로 포함되는 온도 감응형 유착방지제.
제1항에 있어서,
상기 유착방지제는 체외에서는 졸 (sol) 상태이고, 체내에서는 겔 (gel) 상태로 전이되는 것인 온도 감응형 유착방지제.