KR101401798B1 - Development of alginate microcapsules comprising perfluorodecalin micell for anti-hypoxia - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세 캡슐 조성물에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 퍼플루오데칼린 교질 입자를 함유하는 췌도 이식용 알긴산 미세 캡슐 조성물 및 이의 제조 방법 등에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 알긴산 캡슐을 칼슘이 아닌 바륨만을 이용함으로써, 추가적인 코팅 공정 없이도 강도가 강하게 할 수 있다. 또한, 플루오닉 F68만을 이용하여 퍼플루오데칼린을 교질 입자화하여 미세 캡슐 내에 삽입함으로써, 알긴산 미세 캡슐 내에 퍼플루오데칼린이 균일하게 많은 양이 존재할 수 있도록 한다. 즉, 본 발명에 따르며, 제조 공정이 간소화되고, 항원성 물질을 최소화함으로써, 췌도의 생존율이 더 높아지도록 하며, 제조 비용이 절감될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 미세 캡슐화된 췌도는 수혜자당 2인의 공여자가 필요한 현 췌도 이식 환경에서 공여자의 선택의 폭을 넓히는 동시에, 초기 저산소에 의한 췌도의 손상을 억제하여 인슐린 의존성 당뇨병 치료에 기여할 것으로 기대된다.The present invention relates to a microcapsule composition, and more particularly, to an alginate microcapsule composition for pancreatic transplantation containing perfluorodecalin microparticles, a method for producing the microcapsule composition, and the like. According to the present invention, alginic acid capsules can be made stronger without additional coating process by using only barium which is not calcium. In addition, perfluorodecalin is made into microcapsules using only Fluonic F68 and inserted into the microcapsules so that a large amount of perfluorodecalin can be uniformly present in the alginate microcapsules. That is, according to the present invention, the manufacturing process is simplified and the antigenic substance is minimized, so that the survival rate of the pancreatic islet is higher, and the manufacturing cost can be reduced. Therefore, the microencapsulated islets according to the present invention are expected to broaden the selection of donors in the islet transplantation environment requiring two donors per beneficiary, and to inhibit the islet-induced islet hypoxia, thereby contributing to the treatment of insulin-dependent diabetes mellitus do.

Figure R1020120059808
Figure R1020120059808

Description

퍼플루오데칼린 교질 입자를 함유하는 알긴산 미세 캡슐 조성물 및 이의 제조 방법{Development of alginate microcapsules comprising perfluorodecalin micell for anti-hypoxia}TECHNICAL FIELD The present invention relates to alginic acid microcapsule composition containing perfluorodecalin microparticles and to a process for preparing the same,

본 발명은 미세 캡슐 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 퍼플루오데칼린 교질 입자를 함유하는 췌도 이식용 알긴산 미세 캡슐 조성물 및 이의 제조 방법 등에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a microcapsule composition, and more particularly, to an alginate microcapsule composition for pancreas transplantation containing perfluorodecalin microparticles, a method for producing the microcapsule composition, and the like.

당뇨병은 인슐린을 분비하는 베타세포의 자가면역질환에 의한 제 1형 당뇨병과, 인슐린 저항성 및 인슐린 상대적 부족으로 인한 제 2형 당뇨병으로 구분된다. 제 2형 당뇨병 역시 최종적으로는 제 1형 당뇨병 환자와 같이 인슐린 요법을 해야 한다. 인슐린은 혈중 포도당을 조절하는 중추 호르몬으로서 췌장 췌도의 베타세포에서만 형성된다. 따라서 소아 당뇨병으로 대표되는 제 1형 당뇨병 및 인슐린 치료 단계로 진입한 제 2형 당뇨병의 근본적인 치료법은 인슐린이 형성되는 장기인 췌장이나 분리된 췌도 세포를 이식하는 것이다. 그러나 면역 거부 반응이 최소인 공여 췌장을 취득하는 것은 매우 어려우므로 많은 환자들이 인슐린을 외부에서 주입하는 치료법에 그치는 경우가 대부분인 실정이다.Diabetes is divided into type 1 diabetes due to autoimmune diseases of insulin-secreting beta cells and type 2 diabetes due to insulin resistance and insulin relative insufficiency. Type 2 diabetes also eventually requires insulin therapy like type 1 diabetes. Insulin is the central hormone that regulates blood glucose and is formed only in the beta cells of pancreatic islets. Therefore, type 1 diabetes represented by childhood diabetes and the basic treatment of type 2 diabetes entering the insulin treatment stage is the transplantation of pancreas or isolated islets of insulin-forming organs. However, since it is very difficult to obtain a donor pancreas with minimal immune rejection, most patients are treated with injections of insulin externally.

한편, 췌도 세포 등의 장기 이식에 있어서, 면역 거부 반응으로부터 이식될 장기를 보호하기 위하여 면역억제제를 사용할 수 있는데, 이와 같은 방법은 수혜자 장기 손상 및 공여 장기의 손상을 일으키는 부작용이 있을 수 있다. 따라서 새롭게 고안된 방법으로, 면역 장벽(immune barrier)을 형성함으로써 공여 장기를 수혜자의 면역 체계에서 격리시키는 방법이 연구되었는데, 면역 장벽을 구성하는 대표적인 물질은 알긴산으로 1981년에 췌도를 이용하여 최초로 시도되었다. 현재에는 알긴산을 기본으로 다른 물질을 첨부하거나 또 다른 물질들을 이용하여 캡슐을 만들어 면역 장벽으로 이용하고 있으며, 다양한 종들의 췌도를 다른 종들에 이식하는 등 그 효과를 입증하고 있다.On the other hand, in organ transplantation such as pancreatic islet cells, immunosuppressive agents can be used to protect the organs to be transplanted from the immune rejection reaction. Such a method may have side effects causing damage to recipient organs and donor organs. Thus, in a newly designed method, a method of isolating donor organs from the recipient's immune system by forming an immune barrier has been studied. A representative material constituting the immune barrier is alginate, which was first attempted using an islet in 1981 . Currently, alginic acid is used as an immune barrier by attaching other substances or using other substances to form capsules, and it is proving its effect by implanting various species of islets into other species.

알긴산은 β-1,4-D-manuronic acid와 β-1,4-L-glucuronic acid로 구성되는 중합체로써, 갈조류에서 추출되고, 생체적합성이 뛰어나다. 순수 알긴산은 Al++을 제외한 2가 양이온에 의해 고형화되는 성질이 있다. 대표적으로 고형화를 위하여 Ca++을 많이 쓰고 있으나, Ca++을 이용하면 견고함이 작다는 문제가 있다. 따라서, poly-L-lysine(PLL)을 이용하여 외부를 한 번 더 코팅하는 방법도 제시되어 사용되고 있다. 하지만, poly-L-lysine은 cytokine 분비를 촉진하는 부작용이 있기 때문에 결국 캡슐 내부의 췌도가 cytokine에 의해 파괴된다는 문제 등이 있다. 즉, 알긴산 캡슐에 poly-L-lysine을 한 번 더 코팅하는 경우에는 6개월 이상의 장기간 동안 생체 내에 존재할 경우 대식세포(macrophage)와 보조 T세포(helper T cell ; CD4+ T cell), 단핵구(monocyte)등의 염증성 세포들이 침착하여 cytokine과 보체를 분비하거나, 이들이 두텁게 침착되어 캡슐 내와 외부 간의 원활한 산소 및 영양분의 이동이 차단되어 캡슐 내부의 췌도에 심각한 손상을 초래한다. 따라서 다양한 물질들을 이용하여 캡슐을 형성하거나 기존 알긴산의 외막에 다른 막을 코팅하는 등의 방법들이 제시되고 있다. 이에 본 선행연구에서는 키토산을 통해 극복하였다(출원번호 10-2009-0003173). 그러나, 추가적인 막을 코팅하는 등의 공정이 부가되는 경우, 췌도는 더 오랜 공정을 견뎌내야 하므로, 제조 공정의 간소화 방안이 요구되어왔다.Alginic acid is a polymer composed of β-1,4-D-mannuronic acid and β-1,4-L-glucuronic acid. It is extracted from brown algae and has excellent biocompatibility. Pure alginic acid is solidified by divalent cations except Al ++ . But spending a lot of Ca ++ in order to solidify the representative, using the Ca ++ is small and robustness have a problem. Therefore, a method of once coating the outside with poly-L-lysine (PLL) has also been proposed and used. However, poly-L-lysine has the side effect of accelerating the secretion of cytokines, so that the islets inside the capsule are destroyed by the cytokine. When poly-L-lysine is once coated on alginate capsules, macrophage, helper T cell (CD4 + T cell), monocyte (monocyte) Inflammatory cells secrete cytokines and complement, or they accumulate thickly, blocking the movement of oxygen and nutrients between the capsule and the outside, causing severe damage to the pancreatic islets inside the capsule. Accordingly, methods of forming capsules using various materials or coating other membranes on the outer membrane of alginic acid have been suggested. In the preceding study, chitosan overcomes this problem (Application No. 10-2009-0003173). However, in the case where a process such as coating of an additional membrane is added, the islet has to withstand a longer process, so that a simplification of the manufacturing process has been demanded.

또한, 상기와 같은 염증성 세포 침착은 이식 후 최소 1주일 이상의 시간이 지나야 발생되는 문제이나, 이식 후 췌도의 생존에 치명적인 영향을 미치는 것은 캡슐 내의 산소 결핍이다. 현재는 췌도 알긴산 미세 캡슐의 크기를 줄여 간문맥에 이식하는 등의 방법을 통해 극복하려는 시도 등이 있다.In addition, inflammatory cell deposition as described above occurs only after a period of at least one week after transplantation, but oxygen deficiency in the capsule is a fatal effect on the survival of the pancreatic islet after transplantation. At present, attempts have been made to overcome these problems by reducing the size of islet microcapsules and transplanting them into the portal vein.

면역 장벽 형성은 이종 췌도 이식에 좋은 방법이지만, 종래의 면역 장벽에는 상기 살펴본 바와 같은 문제가 있다. 따라서, 본 발명자들은 제조 공정을 단순화하면서도 알긴산 캡슐을 형성할 수 있고, 이식 후 초기에 중요한 산소 결핍을 극복할 수 있는 퍼플루오데칼린 교질 입자를 함유한 향상된 알긴산 췌도 미세 캡슐을 개발하고자 하였다.Immunological barrier formation is a good method for heterologous pancreatic islet transplantation, but the conventional immune barriers have the problems as described above. Accordingly, the present inventors have developed an improved alginate pancreatic microcapsule containing perfluorodecaline colloid particles capable of forming an alginate capsule while simplifying the manufacturing process and overcoming a significant oxygen deficiency at the initial stage after the transplantation.

본 발명은 장기 이식에서 나타나는 면역 거부 반응으로부터 췌도를 보호하는 알긴산 미세 캡슐의 형성에 있어서 종래에 칼슘(Calcium)을 이용하는 것과 달리, 추가적인 코팅용 물질이 필요 없는 바륨(Barium)만을 이용함으로써, 캡슐의 제조 공정을 간소화하면서도 강도가 강하고, 췌도의 손상을 최소화하는, 알긴산 미세 캡슐 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a method for producing an alginate microcapsule which protects an islet from an immunological rejection reaction occurring in organ transplantation by using only barium which does not require an additional coating material, It is an object of the present invention to provide a microcapsule of alginic acid and a method for producing the same, wherein the manufacturing process is simplified while the strength is strong and the damage of the islets is minimized.

또한, 캡슐 내 저산소증을 효과적으로 극복하기 위하여, 산소 함유량이 헤모글로빈보다 높은 퍼플루오카본계 중 임상 적용이 가능한 퍼플루오데칼린을 플루오닉 F68만을 이용하여 교질 입자화하여, 알긴산 미세 캡슐 내부에 넣음으로써, 캡슐 형태를 변형시키는 등의 문제를 일으키지 않고, 퍼플루오데칼린 입자를 균일하게 많이 포함하도록 하는, 췌도 이식용 알긴산 미세 캡슐 조성물 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to effectively overcome hypoxia in the capsules, perfluorocarbons, which can be clinically applicable among perfluorocarbons whose oxygen content is higher than hemoglobin, are made into colloidal particles using only Fluonic F68 and put into alginic acid microcapsules, It is an object of the present invention to provide an alginate microcapsule composition for pancreatic islet transplantation and a method for producing the same, which are capable of uniformly containing perfluorodecalin particles in a large amount without causing a problem such as deforming the shape.

본 발명의 일 측면은, 퍼플루오데칼린, 플루오닉 F68, 알긴산 및 바륨을 포함하며, 상기 알긴산은 바륨을 이용해 교차 결합되어 반투막성 캡슐을 구성하고, 상기 퍼플루오데칼린은 상기 플루오닉 F68로 인하여 상기 반투막성 캡슐 내에 교질화되어 존재하는 알긴산 미세 캡슐 조성물을 제공한다.One aspect of the present invention is a pharmaceutical composition comprising perfluorodecalin, fluorionic F68, alginic acid and barium, wherein the alginic acid is cross-linked using barium to form a semi-permeable capsule, wherein the perfluorodecalin is There is provided an alginic acid microcapsule composition which is gelled in a semipermeable capsule.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 퍼플루오데칼린과 플루오닉 F68의 혼합비율은 3 : 7 내지 7 : 3 일 수 있고, 상기 교질화되어 존재하는 퍼플루오데칼린 입자와 알긴산의 혼합비율은 1 : 9 내지 5 : 5 일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the mixing ratio of the perfluorodecalin and the Fluonic F68 may be 3: 7 to 7: 3, and the mixture ratio of the perfluorodecalin particles and the alginic acid present in the mixture may be 1: 9 to 5: 5.

본 발명의 다른 측면은, 상기 알긴산 미세 캡슐 조성물에 췌도 세포를 더 포함하는 알긴산 미세 캡슐을 제공하고 이는 췌도 이식에 사용될 수 있다.Another aspect of the present invention provides alginate microcapsules further comprising an islet cell in the alginate microcapsule composition, which can be used for islet transplantation.

본 발명의 또 다른 측면은, (1) 퍼플루오데칼린과 KRH 완충액(Kreps Ringer HEPES buffer)에 1.5 내지 2.5%의 농도로 녹인 플루오닉 F68 용액을 혼합하는 단계; (2) 상기 혼합액을 교반하는 단계; 및 (3) 상기 교반액과 KRH 완충액(Kreps Ringer HEPES buffer)에 1 내지 3%의 농도로 녹인 알긴산을 혼합하는 단계를 포함하는 알긴산 미세 캡슐의 제조 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a fluoroquinolone compound, comprising the steps of: (1) mixing a solution of Fluonic F68 dissolved in a perfluorodecalin and a Kreps Ringer HEPES buffer at a concentration of 1.5 to 2.5%; (2) stirring the mixed solution; And (3) mixing alginic acid dissolved in a concentration of 1 to 3% in the Kreps Ringer HEPES buffer.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 퍼플루오데칼린과 플루오닉 F68의 혼합비율은 3 : 7 내지 7 : 3 일 수 있고, 상기 교반액에 교질화되어 존재하는 퍼플루오데칼린 입자와 알긴산의 혼합비율은 1 : 9 내지 5 : 5 일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the mixing ratio of the perfluorodecalin and the Fluonic F68 may be 3: 7 to 7: 3, and the mixing ratio of the perfluorodecalin particles and the alginic acid May be from 1: 9 to 5: 5.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 (3) 단계에서 췌도 세포를 추가로 혼합하여 췌도 이식에 사용할 수 있다. 또한, (4) 상기 췌도 세포가 추가로 혼합된 혼합물을 희석하여 주사기에 넣는 단계; (5) 상기 주사기의 펌프를 밀어 넣으면서 이산화탄소를 주입하는 단계; (6) 상기 혼합물이 바륨을 포함하는 용액으로 떨어지게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the step (3), the islet cells may be further mixed to be used for the islet transplantation. (4) diluting the mixture further mixed with the pancreatic islet cells and injecting the diluted mixture into a syringe; (5) injecting carbon dioxide while pushing the pump of the syringe; (6) allowing the mixture to fall into a solution containing barium.

본 발명에 따르면, 알긴산 캡슐을 제조시 칼슘이 아닌 바륨을 이용해 교차 결합을 시켜 캡슐을 형성시킴으로써, 추가적인 코팅 등이 필요 없어 캡슐의 제조 공정을 간소화하면서도, 강도가 강하며, 제조 단가를 낮출 수 있다. 또한, 본 발명은 퍼플루오데칼린 교질 입자를 함유함으로써, 알긴산 캡슐 내에 존재하는 췌도 세포에 산소를 공급하도록 하여, 저산소 환경인 알긴산 캡슐 내의 췌도 세포 생존능을 향상시킬 수 있다. 산소를 공급하는 퍼플루오카본계는 매우 강한 소수성 물질로 친수성인 알긴산과 혼합율이 매우 낮아 혼합에 문제가 있으나, 계면활성제(플루오닉 F68)를 사용하고, 교반하는 과정을 거침으로써, 퍼플루오데칼린을 교질 입자화하여, 알긴산 캡슐 내부에서 산소 공급에 보다 효과적인 교질 입자로 존재하도록 할 수 있다. 즉, 퍼플루오데칼린의 교질화는 알긴산과 혼합이 어려운 퍼플루오데칼린을 알긴산 미세 캡슐 제조시 균일하게 존재하도록 하며, 더 많이 들어가게 할 뿐만 아니라, 퍼플루오데칼린이 캡슐 형성 후 알긴산의 외막에 도출되어 캡슐 형태를 변형시키는 것을 방지한다. 한편, 본 발명에서 계면활성제로 사용하는 플루오닉 F68은 기타 물질이 추가로 필요하지 않아 소비되는 재료를 최소화하고, 임상적 안정성도 입증된 것으로 췌도 이식 캡슐에 특히 적합하다. 따라서, 본 발명에 따른 미세 캡슐화된 췌도는 수혜자당 2인의 공여자가 필요한 현 췌도 이식 환경에서 면역 거부반응에 대한 최대한 배제를 통한 공여자의 선택의 폭을 넓히는 동시에, 초기 저산소에 의한 췌도의 손상을 억제하여 인슐린 의존성 당뇨병 치료에 기여할 것으로 기대된다.According to the present invention, alginic acid capsules are cross-linked by using barium rather than calcium to form capsules, thereby making it possible to simplify the manufacturing process of capsules, . Further, the present invention can improve the survival of pancreatic islet cells in the alginate capsule, which is a hypoxic environment, by supplying oxygen to the pancreatic cells existing in the alginate capsule by containing the perfluorodecalin colloidal particles. Perfluorocarbons that supply oxygen are very strong hydrophobic substances and have a very low mixing ratio with alginic acid which is hydrophilic. However, they use a surfactant (Fluonic F68) and undergo agitation to remove perfluorodecalin It can be made into a colloidal particle and exist as a more effective colloidal particle in the oxygen supply inside the alginic acid capsule. In other words, the gelling of perfluorodecalin makes perfluorodecalne, which is difficult to mix with alginic acid, uniformly exist in the preparation of alginic acid microcapsules, and not only allows the perfluorodecalin to enter the alginic acid microcapsules even more, but also permits perfluorodecalin to be introduced into the outer membrane of alginic acid Thereby preventing the shape from being deformed. On the other hand, Fluonic F68 used as a surfactant in the present invention is particularly suitable for pancreatic transplantation capsules because other materials are not required additionally to minimize consumed materials and proven clinical stability. Therefore, the microencapsulated islets according to the present invention broaden the selection of the donor through the maximum elimination of the immune rejection response in the current pancreatic islet transplantation environment in which two donors per recipient are required, while suppressing the damage of the islet by initial hypoxia Are expected to contribute to the treatment of insulin-dependent diabetes mellitus.

도 1은 퍼플루오데칼린 교질 입자와 췌도를 함유한 알긴산 미세 캡슐의 제작방법을 도식화한 도면이다.
도 2는 퍼플루오데칼린 함유 미세 캡슐의 형태의 현미경 소견 및 구조에 대한 모식도이다. Non micell은 교질 입자화 하지 않은 퍼플루오데칼린 함유 미세 캡슐을 의미한다.
도 3은 미세캡슐 제조 후 각각의 미세 캡슐별 췌도의 생존율을 비교 분석한 그래프를 나타낸 도면이다. 본 발명품의 해당 그래프 도면상 명칭은 Alginate micell PFD로 표시하였다.
도 4는 저산소 챔버에 넣고 3시간, 6시간이 지난 후 각각 수거한 SD-rat 췌도를 함유한 알긴산 미세 캡슐종류와 퍼플루오데칼린의 함유 유무에 따른 생존율의 형광 현미경 소견(녹색: 생존세포, 붉은색: 비생존세포) 및 이를 비교 분석한 그래프를 나타낸 도면이다. 본 발명품의 해당 그래프 도면상 명칭은 Alginate micell PFD로 표시하였다.
도 5는 동종 SD-rat에 이식 전과, 이식 후 6시간, 24시간에 각각 수거한 SD-rat 췌도를 함유한 알긴산 미세 캡슐에서 퍼플루오데칼린의 함유 유무에 따른 췌도 생존율의 형광 현미경 소견(녹색: 생존세포, 붉은색: 비생존세포) 및 이를 비교 분석한 그래프를 나타낸 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing a method for producing microcapsules of alginic acid containing perfluorodecalin colloid particles and an islet. Fig.
Figure 2 is a schematic diagram of microscopic findings and structure in the form of perfluorodecalin containing microcapsules. Non micell refers to perfluorodecalin-containing microcapsules that are not colloidal.
FIG. 3 is a graph showing a comparative analysis of the survival rates of islets for each microcapsule after preparation of microcapsules. The name of the graph of the present invention is designated Alginate micell PFD.
FIG. 4 is a graph showing the fluorescence microscopic findings of survival rates of the alginate microcapsule types and the presence or absence of perfluorodecalin contained in the SD-rat islets collected in the hypoxic chamber after 3 hours and 6 hours, respectively (green: Color: non-viable cells) and a graph comparing and analyzing them. The name of the graph of the present invention is designated Alginate micell PFD.
FIG. 5 shows fluorescence microscopic findings of islet survival according to the presence or absence of perfluorodecalin in alginate microcapsules containing SD-rat islets collected before and at 6 hours and 24 hours after transplantation in homologous SD-rats (green: Survival cells, red: non-viable cells), and graphs comparing and analyzing the same.

본 발명은 췌도 세포 이식 치료법에 사용되는 것으로서, 소아 당뇨병으로 대표되는 제1형 당뇨병과 인슐린 치료 단계로 진입한 제2형 당뇨병의 주된 원인이자 해결책인 ‘췌도의 베타세포’가 체내에 이식된 후에 면역 거부 반응으로부터 보호되면서 정상적인 작용을 하도록 하는, 면역 장벽을 형성하는 미세 캡슐 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for the treatment of islet cell transplantation comprising administering to a subject an effective amount of at least one compound selected from the group consisting of a first type of diabetes represented by childhood diabetes and an insulin- To an immunocompromised microcapsule composition which is immune-rejected and which is capable of normal functioning.

본 발명자들은 면역거부 반응으로부터 췌도 세포를 보호하기 위하여, 알긴산을 기본 캡슐로 하되, 고형화시키는 데 있어서 칼슘이 아닌 바륨을 이용해 교차 결합을 시켜 최종 형태의 미세 캡슐을 형성하고자 하였다.In order to protect the pancreatic islets from the immunodeficiency reaction, the present inventors tried to form the final microcapsules by cross-linking alginic acid as a basic capsule, but solidifying it using barium rather than calcium.

종래와 같이 칼슘을 이용하는 경우, 미세 캡슐의 강도가 약화하여 캡슐이 쉽게 파괴되고, 췌도의 손상을 피할 수 없게 된다. 따라서, 미세 캡슐의 강도를 향상시키기 위한 poly-L-lysin(PLL) 코팅 및/또는 추가적인 알긴산 코팅이 추가되어야 하는데, 이때 췌도는 더 오랜 공정을 견뎌내야 하므로 췌도의 생존율이 낮아지며, PLL은 면역작용을 유발시키는 문제점을 가지고 있다. 또한, 강도 향상을 위해 poly-L-ornithin 등을 이용하거나 알긴산에 추가 물질을 투입하는 방법은 제조 공정이 길어지고, 추가 물질 추가로 인한 제조 단가 증가를 유발한다. 본 발명에 따르면, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결할 수 있다.In the case of using calcium as in the prior art, the strength of the microcapsule is weakened and the capsule is easily broken, and the damage of the pancreatic islet can not be avoided. Therefore, a poly-L-lysine (PLL) coating and / or an additional alginate coating should be added to improve the strength of the microcapsules. The islet should withstand a longer process so that the survival rate of the islets is lowered. . In addition, the use of poly-L-ornithine or the addition of an additional substance to alginic acid for the purpose of enhancing the strength results in an increase in the manufacturing process and an increase in the manufacturing cost due to the addition of additional substances. According to the present invention, such conventional problems as described above can be solved.

또한, 본 발명자들은 이식 후 초기에 중요한 캡슐 내 산소 결핍을 최소화하기 위한 산소 공급용 퍼플루오카본계 중 임상적용이 허가된 퍼플루오데칼린 교질(膠質 ; micell) 입자를 임상 적용이 가능한 플루오닉 F68(pluronic F68)을 이용해 만든 후, 알긴산 미세 캡슐에 췌도와 같이 첨가함으로써, 면역 거부 반응 및 캡슐 내 저산소 문제를 극복하고자 하였다.The present inventors have also found that perfluorodecalin micell particles approved for clinical use among perfluorocarbons for oxygen supply for minimizing the oxygen deficiency in the capsules which are important in the early stage after transplantation can be applied to clinically applicable Fluonic F68 Pluronic F68) and then added to the alginate microcapsules together with the pancreatic islets to overcome the immune rejection and hypoxia in the capsule.

즉, 본 발명은 퍼플루오데칼린, 계면활성제(예 : 플루오닉 F68), 알긴산, 및 바륨을 포함하며, 상기 알긴산은 바륨을 이용해 교차 결합되어 반투막성 캡슐을 구성하고, 상기 퍼플루오데칼린은 상기 플루오닉 F68로 인하여 상기 반투막성 캡슐 내에 교질화되어 존재하는, 알긴산 미세 캡슐 조성물을 제공한다.That is, the present invention includes perfluorodecalin, a surfactant (e.g., Fluonic F68), alginic acid, and barium, wherein the alginic acid is cross-linked with barium to form a semi-permeable capsule, Onic F68 results in an alginic acid microcapsule composition that is present in the semi- permeable capsule in gelled form.

췌도 세포의 이식에 있어서 문제되는 면역 거부 반응으로부터 췌도 세포를 보호하기위하여 ‘알긴산’ 미세 캡슐을 이용할 수 있다. 알긴산은 양성 전하를 가지고 있는 다당류로 2가 양이온(Ca, Ba)과 강하게 결합하여 최소면적인 구형을 형성하고, 생체적합성이 우수하여 생체 장기 이식에 사용되는 캡슐 제작에 사용된다. 알긴산을 이용하여 제작한 미세 캡슐은 인슐린과 산소, 포도당 등의 저분자들은 쉽게 통과하지만 면역글로불린과 같은 고분자들은 통과되지 않아서 면역작용으로부터 공격 가능성이 획기적으로 줄어든다. 알긴산은 해초에서 분리하여 이용할 수 있고, 이것을 정제 가공하여 순도를 높인 것을 사용할 수 있는데, 정제 분리된 알긴산에 포함된 내독소가 존재하여 염증작용을 유발하는 단점을 가지고 있다. 뿐만 아니라, 외막에 염증성 세포가 자라게 되면 산소나 영양분의 공급이 차단되어 캡슐 내부에 치명적인 환경이 형성되며, 사이토카인 등은 저분자로써 자유롭게 캡슐 내부를 이동하므로 캡슐 속 췌도 세포의 사멸이 유도될 수 있다.'Alginic acid' microcapsules can be used to protect the pancreatic islets from the immune rejection reaction that is problematic in transplantation of pancreatic islets. Alginic acid is a polysaccharide having a positive charge and binds strongly to divalent cations (Ca, Ba) to form a minimum area spherical shape. It is excellent in biocompatibility and is used for making capsules used for organ transplantation. The microcapsules made with alginic acid easily pass low molecular weight molecules such as insulin, oxygen and glucose, but do not pass through polymers such as immunoglobulin, thus greatly reducing the possibility of attack from immune action. Alginic acid can be used by separating it from seaweed, and it can be purified and processed to have high purity. However, it has the disadvantage that endotoxin contained in purified alginic acid exists and causes inflammation. In addition, when inflammatory cells grow on the outer membrane, the supply of oxygen and nutrients is interrupted to form a deadly environment inside the capsule, and cytokine and the like move freely within the capsule as a low molecule, so that the death of the capsule islets can be induced .

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 캡슐 내에 산소를 공급하는 퍼플루오데칼린 교질 입자를 더 포함하도록 할 수 있다. 퍼플루오데칼린의 교질화는 알긴산과 혼합이 어려운 퍼플루오데칼린을 알긴산 미세 캡슐 제조시 균일하고 더 많이 들어가게 한다. 또한, 퍼플루오데칼린을 알긴산에 직접 넣은 형태는 캡슐 형성 후 알긴산의 외막에 도출되어 캡슐 형태를 변형시키는 등의 문제를 일으키나 교질입자화된 경우는 이러한 문제를 방지한다.In order to solve the above-mentioned problem, it is possible to further include perfluorodecalin colloidal particles supplying oxygen into the capsules. The gelling of perfluorodecalin causes perfluorodecalin, which is difficult to mix with alginic acid, to be homogeneous and more enriched in the production of alginate microcapsules. In addition, the form in which perfluorodecalin is directly added to alginic acid causes problems such as deforming the capsule shape after being formed on the outer membrane of alginic acid after forming the capsules, but this problem is prevented when the granular particles are formed.

퍼플루오카본계는 매우 강한 소수성 물질로 친수성인 알긴산과 혼합률이 매우 낮으므로 계면활성제를 이용해서 친수성과 혼합이 되도록 하는 것이 필요하다. 계면활성제 종류는 매우 다양하지만 임상 적용에는 한정된 종류만 가능하다.Perfluorocarbons are very strong hydrophobic materials and they have very low mixing ratio with alginic acid which is hydrophilic. Therefore, it is necessary to make hydrophilic and mixing with a surfactant. There are many types of surfactants, but only a limited number of types are available for clinical applications.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 계면활성제인 플루오닉 F68을 사용하여 교질 입자화 할 수 있다. 계면활성제로는 플루오닉계열 외에 리포솜 등도 모두 사용가능하다. 다만, 리포솜 계열은 형성에 필요한 추가 물질 종류가 많으나, 플루오닉 F68은 타물질이 필요 없다는 장점이 있다. 또한, 플루오닉 F68은 일본 녹십자에서 임상이 허가된 인공혈액인 Fluosol-DA에 사용된 것으로 그 임상적 안정성도 입증되어 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 제조 공정의 간소화, 비용 절감, 항원성 물질의 최소화의 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, colloidal particles can be made using Fluionic F68, a surfactant. As the surfactant, a liposome and the like can be used in addition to the fluorionic surfactant. However, the liposomal system has many additional kinds of substances required for the formation, but Fluonic F68 has an advantage in that it does not need any other substance. In addition, Fluonic F68 has been used in Fluosol-DA, an artificial blood that has been clinically approved in Green Cross of Japan, and its clinical stability has been proved. That is, according to the present invention, there is an effect of simplifying the manufacturing process, reducing the cost, and minimizing the antigenic substance.

교질 입자의 크기는 대부분 10㎛ 내외이지만 대부분 시간이 지나면 교질 입자끼리 결합하여 100㎛ 이상의 지름을 가지게 되므로 알긴산 캡슐 내부에 넣기 전 교반기를 이용하여 강하게 흔들어 10㎛ 내외의 크기로 만들어 사용할 수 있다. 알긴산 캡슐 내부에서는 교질 입자들이 자유롭게 움직이지 못하므로 대부분 결합되지 않고 존재한다.Most of the size of the colloidal particles is about 10 μm, but most of the time, the colloidal particles bind to each other and have a diameter of 100 μm or more. Therefore, the colloidal particles can be shaken to a size of about 10 μm by using a stirrer. In the alginate capsule, the colloidal particles can not move freely, so they are mostly unbound.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 퍼플루오데칼린과 1.5 내지 2.5% 플루오닉 F68의 혼합비는 3 : 7 내지 7 : 3으로 할 수 있고, 상기 교질화되어 존재하는 퍼플루오데칼린 입자와 알긴산의 혼합비율은 1 : 9 내지 5 : 5 로 할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the mixing ratio of perfluorodecalin and 1.5 to 2.5% fluoronic F68 can be 3: 7 to 7: 3, and the mixing ratio of the perfluorodecalin particles and alginic acid May be 1: 9 to 5: 5.

또한, 본 발명은 상기 퍼플루오데칼린 교질 입자 및 알긴산을 포함하는 알긴산 미세 캡슐 조성물에 췌도 세포를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알긴산 미세 캡슐을 제공한다.Also, the present invention provides alginic acid microcapsules characterized by further comprising an islet cell in an alginic acid microcapsule composition comprising the perfluorodecalin colloidal particle and alginic acid.

뿐만 아니라, 본 발명은 (1) 퍼플루오데칼린과 KRH 완충액(Kreps Ringer HEPES buffer)에 1.5 내지 2.5%의 농도로 녹인 플루오닉 F68 용액을 혼합하는 단계; (2) 상기 혼합액을 교반하는 단계; 및 (3) 상기 교반액과 KRH 완충액(Kreps Ringer HEPES buffer)에 1 내지 3%의 농도로 녹인 알긴산을 혼합하는 단계를 포함하는, 알긴산 미세 캡슐의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention relates to (1) mixing perfluorodecalin and a solution of Fluonic F68 dissolved in a Kreps Ringer HEPES buffer at a concentration of 1.5 to 2.5%; (2) stirring the mixed solution; And (3) mixing alginic acid dissolved in a concentration of 1 to 3% in the Kreps Ringer HEPES buffer.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 (1) 단계에서 퍼플루오데칼린과 플루오닉 F68의 혼합비율은 3 : 7 내지 7 : 3 으로 할 수 있고, KRH 완충액에 녹이는 플루오닉 F68의 농도는 2%가 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, the mixing ratio of perfluorodecalin to pluronic F68 may be 3: 7 to 7: 3 in the step (1), and the concentration of Fluonic F68 dissolved in the KRH buffer may be 2% .

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 (2) 단계에서는 교반기를 이용하여 상온에서 약 5분간 교반할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the step (2), the mixture can be stirred at room temperature for about 5 minutes using a stirrer.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 (3) 단계에서 상기 교질화되어 존재하는 퍼플루오데칼린 입자와 알긴산의 혼합비율은 1 : 9 내지 5 : 5 으로 할 수 있고, 바람직하게는 2 : 8로 할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the mixing ratio of the perfluorodecalin particles and alginic acid present in the step (3) may be 1: 9 to 5: 5, preferably 2: 8 .

또한, KRH 완충액(Kreps Ringer HEPES buffer)에 녹이는 알긴산의 농도는 2%가 바람직하다. 상기 (3) 단계에서는 췌도 세포를 추가로 혼합하여, 췌도 이식에 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, (4) 상기 췌도 세포가 추가로 혼합된 혼합물을 희석하여 주사기에 넣는 단계; (5) 상기 주사기의 펌프를 밀어 넣으면서 이산화탄소를 주입하는 단계; (6) 상기 혼합물이 바륨을 포함하는 용액으로 떨어지게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Also, the concentration of alginic acid dissolved in KRH buffer (Kreps Ringer HEPES buffer) is preferably 2%. In the step (3), the pancreatic islets may be further mixed to be used for pancreatic transplantation. (4) diluting the mixture further mixed with the pancreatic islet cells and injecting the diluted mixture into a syringe; (5) injecting carbon dioxide while pushing the pump of the syringe; (6) allowing the mixture to fall into a solution containing barium.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1. 흰쥐  1. Rats 췌도Islet 세포 분리 Cell separation

평균 200g의 SD-rat 수컷들을 럼푼 케타민 혼합액을 이용해 마취를 하였다. 복강을 열어서 십이지장에 연결된 췌도관을 묶고, 간과 연결되는 췌도관을 절개한 후 PE-50 관을 절개된 틈에 연결하였다. 준비한 Media 199 1ml 당 collagenase P 1mg을 용해시킨 용액 8~9ml을 PolyEthylene-50(PE-50)을 통해 췌장으로 넣었다. 췌장을 분리하여 37℃ 수조에서 60rpm으로 25분간 흔들며 진탕하여 소화시켰다. Media 199(+10% fetal bovine serum : FBS)로 3번 세척을 한 후 500㎛의 구멍크기를 가진 체로 여과하여 일정크기 이상의 췌장 조작은 제거하였다. 췌도의 순도를 높이기 위하여 Histopaque 1077로 밀도차를 이용한 분리방법으로 췌도를 순수 분리하였다. 분리한 췌도는 Media 199(+10% FBS)로 세척하면서 췌도 수량을 측정한 후 RPMI 1640(+10% FBS) 배양액에서 1일 배양하였다.
Male SD-rats averaging 200 g were anesthetized using a rumun ketamine mixture. After opening the abdominal cavity, the pancreatic duct connected to the duodenum was ligated, and the pancreatic duct connected to the liver was opened, and the PE-50 tube was connected to the incision. 8 to 9 ml of a solution of 1 mg of collagenase P per 1 ml of prepared Media 199 was introduced into the pancreas via PolyEthylene-50 (PE-50). The pancreas was isolated and digested by shaking in a 37 ° C water bath at 60 rpm for 25 minutes. After washing three times with Media 199 (+ 10% fetal bovine serum: FBS), the pancreas was removed by filtration through a sieve with a pore size of 500 μm. In order to increase the purity of the pancreatic islet, the pancreatic islet was isolated by Histopaque 1077 using the density difference method. The isolated islets were washed with Media 199 (+ 10% FBS) and the islets were cultured for 1 day in RPMI 1640 (+ 10% FBS) medium.

실시예Example 2.  2. 퍼플루오데칼린Perfluorodecalin 교질 입자의 제조 Preparation of colloidal particles

99% 퍼플루오데칼린을 KRH 완충액(Kreps Ringer HEPES buffer)에 1.5 내지 2.5%을 녹인 플루오닉 F68 용액에 5 : 5 비율로 혼합 후 교반기를 이용해 상온에서 5분간 교반하여 교질 입자를 생성시켰다.
99% of perfluorodecalin was mixed with Fluonic F68 solution in a Kreps Ringer HEPES buffer at a ratio of 5: 5, which was dissolved in 1.5 to 2.5%, and stirred at room temperature for 5 minutes using a stirrer to produce colloidal particles.

실시예Example 3.  3. 퍼플루오데칼린Perfluorodecalin 교질 입자를 포함하는  Containing colloidal particles 췌도의Islet 미세 캡슐화 Microencapsulation

활성탄을 이용해 순도를 높인 알긴산을 KRH 완충액(Kreps Ringer HEPES buffer)에 2% 농도로 녹인 후 Hepa 여과기로 여과시켰다. 분리한 췌장 세포 1000개를 알긴산 용액과 퍼플루오데칼린 교질 입자(PFD)를 8 : 2 비율로 섞은 것 1ml에 희석하여 5cc 주사기에 넣었다. 5cc 주사기를 주사기 펌프에 장착을 한 후 미세방울 제조기와 연결하였다. 미세방울 제조기의 옆면에 준비된 공기 주입구로 이산화탄소 주입 관을 연결시켰다. 주사기 펌프를 3ml/hr 속도로 밀어 넣으면서 이산화탄소를 6.0kgf/cm2 압력으로 주입하였다. 알긴산과 희석된 췌도 세포는 자기 교반기위에 올려진 10mM Ba++ 용액으로 떨어지게 하였다. 3~5 분간 교반시키면서 굳어지게 하였다. 교반 후 캡슐을 HBSS 용액으로 2~3차례 세척하여 RPMI 1640(+10% FBS) 배양액에서 37℃ 5% CO2 환경 하에서 하루 배양한 후 이식에 사용하였다. 이후 Acridine orange(생존 세포 염색) / Propidium Iodide(죽은세포 염색)(AO/PI)을 처리한 후 캡슐화 후의 췌도 생존율을 확인하였다.
Alginic acid with high purity using activated carbon was dissolved in KRH buffer (Kreps Ringer HEPES buffer) at a concentration of 2%, and then filtered with a Hepa filter. 1000 isolated pancreatic cells were diluted in 1 ml of an alginate solution and a mixture of perfluorodecalin colloidal particles (PFD) in an 8: 2 ratio and placed in a 5 cc syringe. A 5cc syringe was attached to the syringe pump and connected to the microdrop maker. A carbon dioxide injection tube was connected to the side of the fine droplet generator as a prepared air inlet. Carbon dioxide was injected at a pressure of 6.0 kgf / cm 2 while pushing the syringe pump at a rate of 3 ml / hr. Alginic acid and diluted pancreatic islets were allowed to drop into 10 mM Ba ++ solution on magnetic stirrer. The mixture was agitated for 3 to 5 minutes and hardened. After stirring, the capsules were washed 2 ~ 3 times with HBSS solution and cultured in RPMI 1640 (+ 10% FBS) culture medium at 37 ° C in 5% CO 2 for one day. After the treatment of Acridine orange (survival cell stain) / Propidium Iodide (dead cell stain) (AO / PI), the survival rate of the islets after encapsulation was confirmed.

비교예Comparative Example 1.  One. 퍼플루오데칼린Perfluorodecalin 교질 입자를 포함하지 않은  Non-colloidal particles 췌도의Islet 미세 캡슐화 Microencapsulation

분리한 췌장 세포에 퍼플루오데칼린 교질 입자(PFD)를 섞지 않고 순도를 높인 알긴산 용액만을 섞은 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 췌도의 미세 캡슐화를 실시하였다.
Islet microencapsulation was carried out in the same manner as in Example 3, except that the separated pancreatic cells were mixed with only the alginate solution with increased purity without mixing the perfluorodecalin particle (PFD).

비교예Comparative Example 2.  2. 퍼플루오데칼린Perfluorodecalin 비교질 입자를 포함한  Containing comparative quality particles 췌도의Islet 미세 캡슐화 Microencapsulation

순도를 높인 알긴산에 비교질화 입자인 퍼플루오데칼린 원액을 20% 혼합한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 췌도의 미세 캡슐화를 실시하였다.
The microencapsulation of the pancreatic islets was carried out in the same manner as in Example 3, except that 20% of perfluorodecalin stock solution, which is comparative nitrification particles, was added to alginic acid with increased purity.

비교예Comparative Example 3.  3. PolyPoly -- lysinelysine 코팅 방법 미세 캡슐화 Coating Method Microencapsulation

퍼플루오데칼린 교질 입자를 섞지 않고 순도를 높인 알긴산 용액만을 췌장 세포와 섞은 후 실시예3의 10mM Ba++ 대신 100mM Ca++ 용액에서 진행하였다. 미세 캡슐이 제조된 것을 HBSS 용액으로 세척은 한 후 0.1% Poly-L-lysine(PLL)으로 2차 코팅을 진행하였다. 코팅 완료 후 HBSS 용액으로 세척을 하였다. 이 후 0.3% 순도 높인 알긴산으로 3차 코팅을 진행하고 HBSS 용액으로 세척을 한 후 배양을 진행하였다. Only the alginic acid solution having increased purity without mixing the perfluorodecalin colloidal particles was mixed with the pancreatic cells and then the solution was treated with 100 mM Ca ++ solution instead of 10 mM Ba ++ in Example 3. [ The microcapsules were washed with HBSS solution and then coated with 0.1% Poly-L-lysine (PLL). After completion of the coating, the substrate was washed with HBSS solution. Subsequently, tertiary coating with 0.3% purity alginic acid was carried out, followed by washing with HBSS solution, followed by incubation.

도2에 나타난 것과 같이 교질 입자화 유무의 차이는 (비 교질화는 non micell로 표시함) 미세 캡슐 내 퍼플루오데칼린의 분포의 균일성에서 현저한 차이가 있음을 확인할 수 있다. 미세캡슐 제조 시 일부 퍼플루오데칼린 원액이 미세캡슐 외부로 유출되는 것을 확인하였다. 이것을 통해 퍼플루오데칼린의 손실이 발생함을 확인한 것이다. 또한 미세캡슐 외막으로 일부의 퍼플루오데칼린이 도출되는 것을 확인 할 수 있었다. 이것은 미세캡슐의 견고성은 물론 표면 균일성에 악영향을 준다.As shown in FIG. 2, it can be seen that the difference in the presence or absence of colloidal particles (denoted as non micellization by non-micellization) shows a marked difference in the uniformity of the distribution of perfluorodecalin in the microcapsules. It was confirmed that some of the perfluorodecalin stock solution flowed out of the microcapsules when the microcapsules were prepared. This confirms the loss of perfluorodecalin. It was also confirmed that some of the perfluorodecalin was derived from the microcapsule outer membrane. This adversely affects the surface uniformity as well as the rigidity of the microcapsules.

도 3에 나타난 바와 같이, PLL 코팅(alginate PLL coating)은 췌도의 손상은 타 캡슐과 높은 것을 확인할 수 있었으며, 특히 본 발명품(alginate micell PFD)와는 통계적으로 유의한 차이를 가졌다. PLL 코팅에 비해 본 발명품의 기반 캡슐인 alginate only와 본 발명품(alginate micell PFD)는 유사한 수준의 췌도 손상율을 확인 할 수 있다. 다만 교질 입자화 유무는 미세캡슐화시 췌도 손상에 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
As shown in FIG. 3, it was confirmed that the PLL coating (alginate PLL coating) is higher than other capsules in the damage of the pancreatic islets, and there was a statistically significant difference from the alginate micell PFD of the present invention. Compared to PLL coating, alginate only and alginate micell PFD, the base capsules of the present invention, are able to confirm a similar level of pancreatic injury. However, there was no statistically significant difference in islet damage during microencapsulation with or without colloidal particles.

실시예Example 4. 알긴산 미세 캡슐 내의  4. In the alginate microcapsule 췌도Islet 세포의 생존율 실험 Cell survival rate experiment

저산소 환경에서의 췌도 세포 생존능을 확인하기 위하여, 상기 실시예 3 및 비교예 1에서 제조된 알긴산 미세 캡슐을 1일간 안정화시킨 다음, 일부를 채취하였다. 상기 채취된 시료를 각각 저산소 챔버에 넣은 후 3시간, 6시간 동안 배양한 후 수거하였고, Acridine orange(생존 세포 염색) / Propidium Iodide(죽은세포 염색)(AO/PI)을 처리한 후 생존율을 확인하였다. 본 실험의 목적은 면역 거부 반응 억제 효능보다 저산소 극복 효능을 확인하고자 하는 것이므로, 동종의 췌도를 이용하였고, 생존능 비교에 적당하지 않는 혈당 측정을 지표로 하지 않고, 생존율을 보는 AO/PI를 통해 효능을 확인하였다. 상기 실험 결과를 도 4에 나타내었다.In order to confirm the islet cell viability in a hypoxic environment, the alginate microcapsules prepared in Example 3 and Comparative Example 1 were stabilized for one day and then a part thereof was collected. The collected samples were placed in hypoxic chambers and cultured for 3 hours and 6 hours. The cells were collected and treated with Acridine orange / Propidium Iodide (dead cell stain) (AO / PI) Respectively. The purpose of this experiment was to confirm hypoxia rather than immunosuppressive efficacy. Therefore, we used islet of the same species and did not measure blood glucose which is not suitable for comparison of viability. Respectively. The results of the experiment are shown in FIG.

도 3에 나타난 바와 같이, 퍼플루오데칼린이 존재하는 미세 캡슐 내의 췌도 세포는 죽은 세포 특이 염색인 PI 비율이 유의하게 낮음을 확인할 수 있었다. 이것을 통해 생존율은 퍼플루오데칼린이 첨가됨으로써 증가되는 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 3, the islet cells in the microcapsules containing perfluorodecalin were found to have a significantly lower percentage of dead PI-specific staining. Through this, it was confirmed that the survival rate was increased by adding perfluorodecalin.

도 4에 나타난 바와 같이, 퍼플루오데칼린을 함유한 본 발명품(alginate micell PFD)은 비교질화군(alginate non micell PFD)을 제외한 나머지 대조군보다 췌도 손상율이 통계적으로 유의하게 낮음을 확인하였다. 특히 PLL 코팅(alginate PLL coating)은 타군보다 최소 2배 이상의 췌도 손상율을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
As shown in FIG. 4, the inventive product containing perfluorodecalin (alginate micell PFD) showed statistically insignificantly lower islet injury rate than the control group except the comparative nitrification group (alginate non micell PFD). In particular, it was confirmed that the PLL coating (alginate PLL coating) has an islet damage rate at least twice that of the other groups.

실시예Example 5.  5. 췌도Islet 세포를 포함하는 알긴산 미세 캡슐의 이식 후  After transplantation of alginate microcapsules containing cells 췌도Islet 세포의 생존율 실험 Cell survival rate experiment

상기 실시예 3 및 비교예 1에서 제조된 알긴산 미세 캡슐을 이식 1 시간 전에 산소를 주입한 생리식염수 1ml에 각각 넣어 준비하였다. SD-rat 수컷에 마취를 하여 옆구리를 1cm 크기로 절개하였다. 절개한 부위를 통해 500개 상당의 알긴산 미세 캡슐을 주입하여, SD-rat 췌도 세포를 이식하였다. 이식 후 6시간, 24시간에 이식한 미세 캡슐을 수거하고, Acridine orange/ Propidium Iodide(AO/PI)을 처리한 후 생존율을 확인하였다. 본 실험의 목적은 면역 거부 반응 억제 효능보다 저산소 극복 효능을 확인하고자 하는 것이므로, 동종의 췌도를 이용하였고, 생존능 비교에 적당하지 않는 혈당 측정을 지표로 하지 않고, AO/PI를 통해 효능을 확인하였으며, 이식 후 초기에 저산소 손상이 되므로 24시간 이내를 지표로 삼았다. 상기 실험 결과를 도 5에 나타내었다.The alginate microcapsules prepared in Example 3 and Comparative Example 1 were placed in 1 ml of physiological saline solution to which oxygen was injected 1 hour before implantation. Male SD-rats were anesthetized and incised to a side of 1 cm. SD-rat pancreatic islets were implanted by injecting 500 alginate microcapsules through the incision site. The microcapsules grafted at 6 and 24 hours after transplantation were collected and treated with Acridine orange / Propidium Iodide (AO / PI). The purpose of this experiment was to confirm hypoxia rather than the immunosuppressive effect. We used the islet of the same species and confirmed its efficacy by using AO / PI, which is not suitable for comparison of viability, as an index , And hypoxic damage was observed at the initial stage after transplantation. The results of the experiment are shown in Fig.

도 5에 나타난 바와 같이, 퍼플루오데칼린이 존재하는 미세 캡슐 내의 체도 세포의 생존율이 유의하게 높음을 확인할 수 있었다.
As shown in FIG. 5, it was confirmed that the survival rate of somatic cells in microcapsules containing perfluorodecalin was significantly high.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (11)

퍼플루오데칼린, 플루오닉 F68, 알긴산, 및 바륨을 포함하며,
상기 알긴산은 바륨을 이용해 교차결합시켜 반투막성 캡슐을 구성하고, 상기 퍼플루오데칼린은 상기 플루오닉 F68로 인하여 상기 반투막성 캡슐 내에 교질화되어 존재하는, 알긴산 미세 캡슐 조성물.
Perfluorodecalin, pluronic F68, alginic acid, and barium,
Wherein the alginic acid is crosslinked using barium to form a semipermeable capsule, and the perfluorodecalin is present in the semipermeable capsule due to the fluionic F68 being present in the microcapsule composition.
제1항에 있어서,
상기 퍼플루오데칼린과 플루오닉 F68의 혼합비율은 총 100 ml 기준 30 ml : 70 ml 내지 70 ml : 30 ml 인 것을 특징으로 하는, 알긴산 미세 캡슐 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the mixing ratio of the perfluorodecalin to the Fluonic F68 is 30 ml: 70 ml to 70 ml: 30 ml based on 100 ml in total.
제1항에 있어서,
상기 교질화되어 존재하는 퍼플루오데칼린 입자와 알긴산의 혼합비율은 총 100ml 기준 10 ml : 90 ml 내지 50 ml : 50 ml 인 것을 특징으로 하는, 알긴산 미세 캡슐 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the mixing ratio of the perfluorodecalin particles and the alginic acid present in the gum is 10 ml: 90 ml to 50 ml: 50 ml based on 100 ml in total.
제1항에 있어서,
상기 알긴산 미세 캡슐 조성물은 췌도 이식에 사용되는 것을 특징으로 하는, 알긴산 미세 캡슐 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the alginic acid microcapsule composition is used for islet transplantation.
제1항의 알긴산 미세 캡슐 조성물에 췌도 세포를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 알긴산 미세 캡슐.
An alginic acid microcapsule characterized by further comprising an islet cell in the alginic acid microcapsule composition of claim 1.
하기 단계를 포함하는 알긴산 미세 캡슐의 제조 방법:
(1) 퍼플루오데칼린과 KRH 완충액(Kreps Ringer HEPES buffer) 총 100 ml 기준 1.5 내지 2.5 ml 를 녹인 플루오닉 F68 용액을 혼합하는 단계;
(2) 상기 혼합액을 교반하는 단계; 및
(3) 상기 교반액과 KRH 완충액(Kreps Ringer HEPES buffer) 총 100 ml 기준 1 내지 3 ml 를 녹인 알긴산을 혼합하는 단계.
A method for producing alginic acid microcapsules comprising the steps of:
(1) mixing a solution of peronic F68 dissolved in 1.5 to 2.5 ml per 100 ml of perfluorodecalin and KRR buffer (Kreps Ringer HEPES buffer);
(2) stirring the mixed solution; And
(3) Mixing alginic acid dissolved in 1 to 3 ml based on 100 ml of the above-mentioned crosslinking solution and KRR buffer (Kreps Ringer HEPES buffer).
제6항에 있어서,
상기 퍼플루오데칼린과 플루오닉 F68의 혼합비율은 총 100 ml 기준 30 ml : 70 ml 내지 70 ml : 30 ml 인 것을 특징으로 하는, 알긴산 미세 캡슐의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the mixing ratio of the perfluorodecalin and the Fluonic F68 is 30 ml: 70 ml to 70 ml: 30 ml based on 100 ml in total.
제6항에 있어서,
상기 교반액에 교질화되어 존재하는 퍼플루오데칼린 입자와 알긴산의 혼합비율은 총 100 ml 기준 10 ml : 90 ml 내지 50 ml : 50 ml 인 것을 특징으로 하는, 알긴산 미세 캡슐의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the mixing ratio of the perfluorodecalin particles and the alginic acid which are gelled in the above-mentioned cross-linking solution is 10 ml: 90 ml to 50 ml: 50 ml based on the total 100 ml.
제6항에 있어서,
상기 알긴산 미세 캡슐은 췌도 이식에 사용되는 것을 특징으로 하는, 알긴산 미세 캡슐의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the alginic acid microcapsules are used for pancreatic islet transplantation.
제6항에 있어서,
상기 (3) 단계에서 췌도 세포를 추가로 혼합하는 것을 특징으로 하는, 알긴산 미세 캡슐의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the islet cell is further mixed with the microcapsule in the step (3).
제10항에 있어서,
상기 췌도 세포가 추가로 혼합된 혼합물을 희석하여 주사기에 넣는 단계; 상기 주사기의 펌프를 밀어 넣으면서 이산화탄소를 주입하는 단계; 및 상기 혼합물이 바륨을 포함하는 용액으로 떨어지게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 알긴산 미세 캡슐의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Diluting the islet mixture with the islet cells and injecting the diluted mixture into a syringe; Injecting carbon dioxide while pushing the pump of the syringe; And allowing the mixture to fall into a solution comprising barium. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
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