KR101533094B1 - Long Bone Filler for Tissue Engineering and Preparing Method thereof - Google Patents

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KR101533094B1
KR101533094B1 KR1020140029787A KR20140029787A KR101533094B1 KR 101533094 B1 KR101533094 B1 KR 101533094B1 KR 1020140029787 A KR1020140029787 A KR 1020140029787A KR 20140029787 A KR20140029787 A KR 20140029787A KR 101533094 B1 KR101533094 B1 KR 101533094B1
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bone filler
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KR1020140029787A
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강길선
이동원
송정은
김은영
장지은
김혜민
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전북대학교산학협력단
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    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants

Abstract

The present invention relates to a filler for regenerating long bones, comprising biocompatible polymers and drugs. Also, the present invention relates to a preparing method of the filler for regenerating long bones. The filler for regenerating long bones enables drugs included in a bone filler to be transferred to an affected part for a long time period when transplanting the bone filler in the affected part, whereby the filler can replace a conventional bone filler which discharges drugs only in a first stage. In addition, the filler uses stem cells having angiogenesis activity to perform an excellent bone regeneration, thereby being easily and safely transplanted.

Description

조직공학용 장골 충진제 및 이의 제조방법{Long Bone Filler for Tissue Engineering and Preparing Method thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a long bone filler for tissue engineering,

본 발명은 장골 재생용 골 충진제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a bone filler for regeneration of iliac bone and a method for producing the same.

일반적으로 손상된 뼈는 스스로 재생되는 능력을 가지고 있으나 조직공학적으로 골재생이 되기 위해서는 세포가 성장할 수 있는 지지체와 세포의 분화 및 성장을 유도하는 생리활성 물질 그리고 골아세포 및 골아세포로 분화할 수 있는 줄기세포가 필수적이다.Generally, the damaged bone has the ability to regenerate itself, but in order to regenerate bone tissue, it is necessary that a support capable of growing cells, a physiologically active substance that induces differentiation and growth of cells, and a stem capable of differentiating into osteoblasts and osteoblasts Cells are essential.

골 충진제는 골 결손부위를 물리적으로 채우고 뼈 형성을 촉진하는 목적으로 사용되고 있으며 생체적합성이 우수하고 세포들의 부착과 증식 그리고 분화를 위해 영양분이나 배설물이 잘 확산될 수 있는 다공성인 지지체 구조를 가져야 한다. 또한 천연 골과 유사한 기계적 강도를 가져야 하는 것도 매우 중요하다. Bone fillers are used for physically filling bone defect sites and promoting bone formation. They should have a porous support structure that is well biocompatible and capable of spreading nutrients or excrement for attachment, proliferation and differentiation of cells. It is also important to have mechanical strength similar to that of natural bone.

골 충진제로는 자가골, 동종골, 이종골, 합성골 등이 있다. 자가골은 환자 본인의 뼈를 채취하여 결손부에 이식하는 것으로 조직거부반응이 없으며 우수한 골유도, 골형성, 골전도성을 가진 재료이다. 그러나 자가골은 골 채취를 위한 부가적인 수술이 필요하며 채취한 뼈의 형태와 양이 극히 제한적이고 수술이 복잡하여 환자의 신체적인 부담이 크다. 다음으로 동종골은 사체로부터 골 조직을 확보하여 사용하는 것으로 골유도능을 가지는 것으로 알려진 골형성단백질에 의한 골 재생 효과를 가지고 있으며 2차적 수술이 필요없고 빠른 수술시간과 회복기간을 가지는 장점이 있다. 그러나 기증자가 있어야한다는 어려움이 있으며 질환의 전염가능성과 채취부위와 기증자의 연령에 따른 골유도능력의 차이가 있다는 단점이 있다. 이종골은 소 또는 돼지 등으로부터 확보할 수 있으며 골전도능과 골조직 확보가 용이하지만 면역반응 또는 감염의 위험성이 있으며 생체 내에서 장기간 후에도 흡수되지 않고 잔존하는 단점이 있다. 그 외에 합성골은 질병의 전염 가능성이 없고 채득량에 제한이 없어 많은 연구가 진행되어 왔으며 동종골 이식재에 비해 항원반응이 적은 장점이 있으나 골 재생 효과가 적고 흡수가 많이 되어 임상적으로 기대할 만한 효과를 보이지 못하고 있으며 골 충진제로서 시술 후 형태나 공간을 유지하지 못하고 변형되는 문제를 가지고 있다.Bone fillers include autogenous bone, allogeneic bone, heterogeneous bone, and synthetic bone. The autogenous bone is taken from the patient's own bone and transplanted into the defect, which has no tissue rejection reaction, and has excellent bone induction, bone formation, and bone conduction. However, autogenous bone requires additional surgery for bone extraction, and the shape and amount of bone taken is extremely limited and the operation is complicated, resulting in a great physical burden on the patient. Next, allogeneic bone has bone regeneration effect by osteogenic protein known to have osteoinductive function by securing bone tissue from carcass, and there is no need for secondary surgery, and there is an advantage of having quick operation time and recovery period. However, there is a drawback that there is a difficulty in having a donor, the possibility of transmission of disease, and the difference in bone induction ability depending on the site of harvest and the age of the donor. The heterogeneous bone can be secured from bovine or pig, and it is easy to acquire bone conduction ability and bone tissue, but there is a risk of immune reaction or infection, and there is a disadvantage that it remains absent even after long term in vivo. In addition, the synthetic bone has no possibility of transmission of disease and there is no limit to the amount of the disease, and many researches have been carried out. The advantage of having less antigen reaction than allograft bone graft materials is that it has a small effect on bone regeneration, And is a bone filler that can not maintain shape or space after surgery and is deformed.

장골과 같은 긴 뼈는 양끝이 구상인 길고 굵은 원통형의 뼈로서 속은 골수로 가득차 있다. 이러한 장골이 결손되어 재생이 되기까지 8~12주가 걸리는 긴 시간이 필요하다. 그래서 최근에는 지지체를 기반으로 약물전달시스템이 개발되어 장골 재생에 적용되고 있지만 골 충진제 이식 후 2주 내에 약물의 일부만이 방출되고 더 이상 방출되지 않아 장골 결손부위가 재생될 때까지 약물의 효능을 나타내지 못하는 문제가 있다. 그렇기 때문에 환자의 약물 투여 횟수가 증가하게 되고 약물이 초기에만 방출될 경우 2차, 3차적 수술이 필요하기 때문에 환자의 신체적, 경제적 부담이 증가하게 된다. 또한 초기 방출을 해결하고자 과량의 약물을 첨가 시 골 충진제의 기계적 강도가 떨어지는 문제가 있다. Long bones such as iliac bones are long, thick cylindrical bones of which both ends are spherical and filled with bone marrow. It takes a long time that it takes 8 to 12 weeks for these iliac bone to be lost and regenerated. Recently, a drug delivery system based on a scaffold has been developed and applied to regenerate the iliac bone. However, only a part of the drug is released within 2 weeks after the bone grafting, and the drug is not released until the iliac defect is regenerated. There is a problem that can not be done. Therefore, when the number of drug administration is increased and the drug is released only at the initial stage, the secondary and tertiary operations are required, which increases the physical and economic burden of the patient. In addition, there is a problem that the mechanical strength of the bone filler drops when an excessive amount of the drug is added to solve the initial release.

따라서, 생체적합하고 약물이 장기간 방출될 수 있는 장골 충진제의 개발필요성이 제기되어 왔다.
Thus, there has been a need for the development of an iliac filling agent that is biocompatible and capable of long-term release of the drug.

상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as adhering to the prior art already known to those skilled in the art.

본 발명자들은 종래 골 충진제와 달리 약물의 초기 방출을 억제하고 서방출 효과가 증진되어 골 재생에 오랜 시간이 소요되는 장골 재생에 적합한 골 충진제를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 생체적합성 고분자에 약물을 균질하게 혼합하여 골 충진제를 구성할 경우 골 충진제에 포함된 약물이 국소 환부에 이식 시 장기적으로 전달될 수 있어 기존 초기에만 약물이 방출되는 골 충진제를 대체할 수 있으며, 신생혈관형성능을 갖는 줄기세포를 이용하여 우수한 골 재생이 이루어질 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
The present inventors have made efforts to develop a bone filler suitable for regeneration of iliac bone, which is different from the conventional bone filler, and which suppresses the initial release of the drug and promotes the release effect and takes a long time for bone regeneration. As a result, when a drug is homogeneously mixed with a biocompatible polymer to form a bone filler, the drug contained in the bone filler can be transferred to the local lesion in the long term, And confirmed that excellent bone regeneration can be achieved by using stem cells having neovascularization ability, thereby completing the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 생체적합성 고분자 및 약물을 포함하는 장골 재생용 충진제를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a filler for iliac bone regeneration comprising a biocompatible polymer and a drug.

본 발명의 다른 목적은 상기 장골 재생용 충진제의 제조방법을 제공하는 데 있다.
It is another object of the present invention to provide a method for preparing filler for iliac bone regeneration.

본 발명의 또 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 생체적합성 고분자(biocompatible polymer) 및 상기 고분자에 균질하게 혼합된 비타민 D를 함유하는 약물을 포함하며, 상기 약물이 지속적으로 방출 가능한 장골(long bone) 재생용 충진제를 제공한다.
According to one aspect of the present invention, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising a biocompatible polymer and a drug containing vitamin D homogeneously mixed with the polymer, wherein the drug is capable of continuously releasing a long bone Provide a filler.

본 발명자들은 종래 골 충진제와 달리 약물의 초기 방출을 억제하고 서방출 효과가 증진되어 골 재생에 오랜 시간이 소요되는 장골 재생에 적합한 골 충진제를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 생체적합성 고분자에 약물을 균질하게 혼합하여 골 충진제를 구성할 경우 2 내지 3개월 이상 지속적인 약물 방출이 가능하여 추가적인 약물의 투여 또는 수술 없이 장골의 결손된 부위를 효과적으로 재생시킬 수 있음을 확인하였다.
The present inventors have made efforts to develop a bone filler suitable for regeneration of iliac bone, which is different from the conventional bone filler, and which suppresses the initial release of the drug and promotes the release effect and takes a long time for bone regeneration. As a result, it was confirmed that if a drug is homogeneously mixed with a biocompatible polymer to form a bone filler, the drug can be released continuously for 2 to 3 months or more, and thus the damaged portion of the iliac bone can be effectively regenerated without additional drug administration or surgery Respectively.

본 발명에서 사용된 용어 "생체적합성 고분자(biocompatible polymer)"는 실질적으로 인체에 독성이 없고 화학적으로 불활성이며 면역원성이 없는 천연 또는 합성 고분자를 총칭한다. As used herein, the term " biocompatible polymer "refers to a natural or synthetic polymer that is substantially non-toxic to the human body, chemically inert, and non-immunogenic.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 생체적합성 고분자는 겔 형성 고분자, 생분해성 고분자, 불용성 고분자 및 장용성 고분자 등이 포함되며, 보다 바람직하게는 생분해성 고분자를 이용하는 것이 좋다.According to a preferred embodiment of the present invention, the biocompatible polymer includes a gel-forming polymer, a biodegradable polymer, an insoluble polymer, and an enteric polymer, and more preferably, a biodegradable polymer is used.

겔 형성 고분자의 예로는 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 카복시비닐계 고분자, 폴리비닐알코올, 키토산, 하이아루론산, 알긴산, 펙틴, 카라기난, 황산콘드로이틴, 황산텍스트란, 콜라겐, 젤라틴, 카르복실화 키틴, 피브린, 덱스트란, 아가로스, 풀루란 등이 있으며; 생분해성 고분자의 예로는 폴리에스터류, 폴리에틸렌 글라이콜, 폴리아크릴아마이드, 폴리메타아크릴산, 폴리말레인산, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리글리콜산, 폴리락타이드산, 폴리락타이드-글리콜라이드 공중합체, 폴리카프로락톤, 알부민, 젤라틴, 콜라겐 등이 있고; 불용성 고분자의 예로는 에틸셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트 등이 있으며; 장용성 고분자의 예로는 초산뷰티릭 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 메타아크릴산-메타크릴산메틸 공중합체 등을 들 수 있다.Examples of the gel-forming polymer include hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose, carboxyvinyl polymer, polyvinyl alcohol, chitosan, hyaluronic acid, alginic acid, pectin, carrageenan, chondroitin sulfate, sulfuric acid textur, collagen, gelatin, Complexed chitin, fibrin, dextran, agarose, pullulan and the like; Examples of the biodegradable polymer include polyesters, polyethylene glycol, polyacrylamide, polymethacrylic acid, polymaleic acid, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyglycolic acid, polylactic acid, Tide-glycolide copolymer, polycaprolactone, albumin, gelatin, collagen and the like; Examples of the insoluble polymer include ethylcellulose, cellulose acetate and the like; Examples of the enteric polymer include butyric acid acetate, carboxymethylcellulose, methacrylic acid-methyl methacrylate copolymer, and the like.

상기 고분자에 혼합되는 비타민 D(바람직하게는 비타민 D3)를 포함하는 약물은 바람직하게는 골 충진제 총 중량에 대하여 0.05 내지 1.00 중량%로 생체적합성 고분자에 균질하게 혼합되어 지속적인 약물 방출이 가능하다.The drug containing vitamin D (preferably vitamin D3) to be mixed with the polymer is preferably homogeneously mixed with the biocompatible polymer at 0.05 to 1.00% by weight based on the total weight of the bone filler, so that continuous drug release is possible.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 골 충진제에 포함된 약물은 2개월 내지 3개월 이상 지속적으로 방출될 수 있으며, 장골의 재생에 8 내지 12 주 정도가 소요됨을 고려할 때, 추가적인 약물의 투여 또는 수술 없이 장골의 결손된 부위를 효과적으로 재생시킬 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the drug contained in the bone filler of the present invention may be continuously released for 2 to 3 months or more, and taking 8 to 12 weeks for regeneration of the iliac bone, It is possible to effectively regenerate the defective part of the ilium without administration or surgery.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명은 상기 비타민 D 외에 다른 약물을 추가적으로 포함할 수 있다. 추가 가능한 약물은 제한되지 않으나, 바람직하게는 비스포스포네이트, 칼시토닌, 살카토닌, 엘카토닌, 불소, 메나테트레논, 알파카시돌, 칼슘 포스페이트, 덱사메타손, 알렌드로네이트, 리세드로네이트, 이반드로네이트, 졸레드로네이트, 파미드로네이트, 부갑상선 호르몬, 스트론티움, 데노수맵, 카테신 K 억제제, 테리파라티드, 로모소주맙, 칼시트리올, 콜레칼시페롤, 랄록시펜, 티볼론, 이프리플라본, 알파칼시돌, 에스트로겐 수용체 조절제 등을 추가할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the present invention may further include a drug other than the vitamin D. Additional drugs include, but are not limited to, bisphosphonates, calcitonin, salcatonin, elctatonin, fluorine, menatetrenone, alfacascolid, calcium phosphate, dexamethasone, alendronate, risedronate, ibandronate, zoledronate Porphyrronate, Parathyroid Hormone, Strontium, Denosum Map, Cathethine K Inhibitor, Terpyparidide, Lomosuccine, Calcitriol, Cholecalciferol, Raloxifene, Tibolone, Ipriflavone, Alphalcysidone, Estrogen Receptor modulators, and the like.

본 발명에서 사용된 용어 "장골(long bone)"은 그 길이가 4 ㎝이상의 척추동물의 뼈를 의미하며, 연골과 달리 몸을 지탱하기 위한 튼튼한 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 명세서에서 장골은 두개골, 쇄골, 대퇴골, 상완골, 요골, 척골, 경골, 비골 등을 포함한다.The term "long bone " as used in the present invention means a bone of a vertebrate having a length of 4 cm or more and is characterized by having a sturdy structure for supporting the body unlike cartilage. In the present specification, the iliac bone includes the skull, the clavicle, the femur, the humerus, the radial, the ulna, the tibia, the fibula, and the like.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명은 신생혈관형성능(angiogenic activity)을 보유하는 줄기세포를 추가적으로 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the present invention may additionally include stem cells having angiogenic activity.

장골은 연골과 달리, 그 강도가 매우 중요하며, 골 충진제를 이용한 재생 시 적합한 강도를 갖지 못할 경우 일부 골 재생이 가능하더라도 시간이 지날수록 경건한 뼈가 재생되지 않고 구멍이 생기는 골다공증이 발생할 수 있는 문제가 있다. 특히 장골 결손부위에 대한 효과적인 치료를 위해서는 연골에서의 재생과 달리 신생혈관형성의 유도가 필요하다. 따라서, 줄기세포를 이용할 경우 신생혈관형성능이 향상되어 적합한 강도의 장골로의 신속한 복원이 유도될 수 있다.Unlike cartilage, the strength of the iliac bone is very important, and if it does not have adequate strength in regeneration with bone filler, it may cause osteoporosis, . In particular, effective treatment of iliac defect sites requires induction of neovascularization unlike cartilage regeneration. Therefore, when stem cells are used, the neovascularization capability can be improved and rapid restoration of the intestinal tract of appropriate strength can be induced.

상기 줄기세포는 신생혈관형성능을 보유하는 한 제한되지 않으며, 바람직하게는 중간엽 줄기세포, 보다 바람직하게는 골수 중간엽 줄기세포를 이용하는 것이 좋다.
The stem cells are not limited as long as they possess neovascularization ability, and preferably mesenchymal stem cells, more preferably, bone marrow mesenchymal stem cells are used.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 용매에 생체적합성 고분자(biocompatible polymer)를 녹이는 고분자 용해 단계; (b) 비타민 D를 포함하는 약물을 상기 용해된 생체적합성 고분자 내에 로딩시키는 단계; (c) 상기 약물이 로딩된 생체적합성 고분자에 다공형성물질을 첨가하고 주형에 주입하여 골 충진제를 형성하는 단계; (d) 형성된 골 충진제를 압축 및 건조하는 단계; (e) 건조된 골 충진제의 다공형성 단계; 및 (f) 다공형성된 골 충진제를 건조하는 단계를 포함하는 장골(long bone) 재생용 충진제의 제조방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a process for producing a biocompatible polymer, comprising the steps of: (a) dissolving a biocompatible polymer in a solvent; (b) loading a drug comprising vitamin D into the dissolved biocompatible polymer; (c) adding a porous material to the drug-loaded biocompatible polymer and injecting the drug into a mold to form a bone filler; (d) compressing and drying the formed bone filler; (e) porosity formation of the dried bone filler; And (f) drying the porous formed bone filler. The present invention also provides a method for preparing a filler for long bone regeneration.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 제조방법은 (g) 상기 다공형성된 골 충진제에 줄기세포를 파종하는 단계를 추가적으로 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention, the manufacturing method of the present invention further comprises (g) sowing the stem cells into the porous formed bone filler.

본 발명의 제조방법을 각 단계에 따라 설명하면 다음과 같다:The manufacturing method of the present invention will be described in accordance with the respective steps as follows:

(a) 용매에 생체적합성 고분자를 녹이는 고분자 용해 단계(a) a polymer dissolution step for dissolving a biocompatible polymer in a solvent

본 발명에서는 생체적합성 고분자를 용매에 용해시킨다. 이 때, 사용하는 용매는 생체적합성 고분자를 녹일 수 있는 용매여야 하며, 약물을 녹이지는 않은 용매를 사용하는 것이 좋다. 상기 용매에 생체적합성 고분자가 10 내지 40 w/v%, 바람직하게는 20 내지 30 w/v%가 되도록 넣어주고 교반을 한다. 가장 바람직하게는 25 w/v%를 사용한다.In the present invention, a biocompatible polymer is dissolved in a solvent. In this case, the solvent used should be a solvent capable of dissolving the biocompatible polymer, and it is preferable to use a solvent that does not dissolve the drug. The biocompatible polymer is added to the solvent in an amount of 10 to 40 w / v%, preferably 20 to 30 w / v%, and the mixture is stirred. Most preferably 25 w / v%.

상기 용매는 생체적합성 고분자를 녹일 수 있는 한 제한되지 않으며, 바람직하게는 에탄올, 메탄올, 헥산, 클로로포름, 아세톤, 메틸렌 클로라이드, 디메틸 설폭사이드, 톨루엔, 테트라 하이드로 퓨란, 메틸 에틸 케톤, 에틸 아세테이트, 페놀, 헥사 플로로 이소프로파놀, 에테르, 디메틸 카보네이트, 시클로헥산, 자일렌, 스틸렌 등을 이용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 메틸렌 클로라이드, 클로로포름 등을 이용한다.
The solvent is not limited as long as it can dissolve the biocompatible polymer and is preferably an organic solvent such as ethanol, methanol, hexane, chloroform, acetone, methylene chloride, dimethylsulfoxide, toluene, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, Hexafluoroisopropanol, ether, dimethyl carbonate, cyclohexane, xylene, styrene and the like can be used. More preferably, methylene chloride, chloroform and the like are used.

(b) 비타민 D를 포함하는 약물을 고분자 내에 로딩시키는 단계(b) loading the drug comprising vitamin D into the polymer

이어서, 비타민 D 및/또는 이를 포함하는 약물을 상기 용해된 생체적합성 고분자 내에 로딩시킨다. 상기 용매에 녹인 서방형 고분자 용액에 약물을 녹일 수 있는 용매를 사용하여 약물을 녹인 뒤 생체적합성 고분자가 용해된 용액 기준 0.01 내지 1.00 w/v%의 함량으로 첨가하고 고압 균질기를 이용하여 혼합하는 것이 좋다. 이 때, 약물을 녹일 수 있는 용매는 서방형 고분자를 녹이지 않는 용매를 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 알코올, 아세톤, 메탄올, 증류수 등을 이용한다.
Vitamin D and / or a drug comprising it is then loaded into the biocompatible polymer dissolved. Dissolving the drug in a solvent capable of dissolving the drug in the sustained-release polymer solution dissolved in the solvent, adding the biocompatible polymer in an amount of 0.01 to 1.00 w / v% based on the dissolved solution, and mixing the mixture using a high-pressure homogenizer good. At this time, it is preferable to use a solvent which does not dissolve the sustained-release polymer, preferably alcohol, acetone, methanol, distilled water or the like.

(c) (c) 다공형성물질Porogen 첨가 및 주형에 주입하여 골  Addition and injection into the mold 충진제를Filler 형성하는 단계 Forming step

상기 생체적합성 고분자와 약물이 혼합된 용액에 다공형성물질을 첨가한다. 사용가능한 다공형성물질은 완성된 골 충진제에 다공이 형성될 수 있도록 미리 첨가되어 향후 용출외액 등을 이용하여 제거될 수 있는 것으로, 바람직하게는 염화나트륨, 설탕, 파라핀, 젤라틴 등을 이용한다.A porous forming material is added to a solution in which the biocompatible polymer and drug are mixed. The porous forming material which can be used is added in advance to form a porous structure in the finished bone filler and can be removed by using an elution external fluid or the like in the future. Preferably, sodium chloride, sugar, paraffin, gelatin or the like is used.

이 때, 다공형성물질은 90 내지 600 ㎛ 정도의 크기가 사용될 수 있고 바람직하게는 250 내지 425 ㎛ 크기가 사용될 수 있다. 이 때, 다공형성물질은 용출외액에 용출이 가능한 물질을 사용하는 것이 좋다. 그 후, 주형(예를 들어, 실리콘 몰드)에 넣어준다.
At this time, the size of the porous forming material may be about 90 to 600 mu m, preferably 250 to 425 mu m. At this time, it is preferable to use a material capable of eluting in the exudate liquid. Then, it is put into a mold (for example, a silicon mold).

(d) 형성된 골 (d) 충진제를Filler 압축 및 건조하는 단계 Compression and drying step

이어서, 생체적합성 고분자, 약물, 다공형성물질이 들어간 실리콘 몰드를 압축 및 건조한다. 압축 및 건조의 방법은 제한되지 않으나, 바람직하게는 프레스 기를 이용하여 상온에서 50 내지 70 kgf/㎝2 의 압력으로 12 내지 48 시간 동안 가압한 뒤 건조가능하다.
Next, the silicone mold containing the biocompatible polymer, drug, and porous forming material is compressed and dried. The method of compression and drying is not limited, but it is preferably possible to pressurize at a pressure of 50 to 70 kgf / cm < 2 > at room temperature for 12 to 48 hours using a press machine, and then dried.

(e) 건조된 골 (e) 충진제의Filler 다공형성Porosity formation 단계 step

상기에서 얻은 건조된 골 충진제를 실리콘 몰드에서 수거한 뒤 다공을 형성하기 위해 용출외액에 담가 다공형성물질을 용출한다. 다공형성물질을 용출할 때에는 서방형 고분자와 약물을 녹이지 않고 다공형성물질만을 녹이는 용출외액을 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 증류수, 자일렌, 헥산 등을 이용할 수 있다. 이 때, 용출외액은 4 내지 7 시간마다 교체해주는 것이 좋고, 48 내지 72 시간 동안 용출해주는 것이 바람직하다.
The dried bone filler obtained above is collected in a silicon mold and immersed in the eluate to elute the porous forming material to form pores. When the porous forming material is eluted, it is preferable to use a solution of the sustained-release polymer and an exuding liquid which does not dissolve the drug but dissolves only the porous forming material. Preferably, distilled water, xylene, hexane and the like can be used. At this time, it is preferable to replace the eluted external fluid every 4 to 7 hours, preferably 48 to 72 hours.

(f) (f) 다공형성된Perforated  goal 충진제를Filler 건조하는 단계 Drying step

상기에서 다공이 형성된 골 충진제를 4 내지 7 mTorr, -70 내지 -100 ℃ 조건에서 12 내지 48 시간 동안 동결한 뒤 건조한다. 잔류용매를 충분히 제거하기 위하여 최소 일주일 이상 건조하는 것이 바람직하며, 이오 가스, 감마선, 알코올 등을 이용하여 멸균하여 사용하는 것이 좋다.
The porous filler is frozen at 4 to 7 mTorr, -70 to -100 ° C for 12 to 48 hours, and then dried. It is preferable to dry it for at least one week in order to sufficiently remove the residual solvent, and it is preferable to sterilize by using iogas, gamma rays, alcohol or the like.

(g) (g) 다공형성된Perforated  goal 충진제에On fillers 줄기세포를 파종하는 단계 Steps to seed stem cells

상기에서 멸균한 골 충진제에 줄기세포를 파종한 뒤에 20 내지 40℃, 1 내지 10% CO2인 조건에서 2 내지 7일 동안 배양하는 것이 바람직하며, 3일 동안 배양하는 것이 보다 바람직하다.After the stem cells are inoculated into the sterilized bone filler, the cells are preferably cultured for 2 to 7 days at 20 to 40 ° C and 1 to 10% CO 2 , and more preferably for 3 days.

본 발명에 따른 과정으로 제조한 장골 충진제는 기존의 골 충진제보다 약물의 방출이 장기적이고 효율적으로 방출되며 줄기세포로 인한 골 재생이 증진되는 것으로 제조될 수 있다.
The iliac filling agent prepared by the process according to the present invention can be manufactured such that the release of the drug is released more efficiently than the conventional bone filling agent and the bone regeneration due to stem cells is promoted.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(i) 본 발명은 생체적합성 고분자 및 약물을 포함하는 장골 재생용 충진제를 제공한다.(i) The present invention provides a filler for iliac bone regeneration comprising a biocompatible polymer and a drug.

(ⅱ) 또한, 본 발명은 상기 장골 재생용 충진제의 제조방법을 제공한다.(Ii) In addition, the present invention provides a method for producing filler for iliac bone regeneration.

(ⅲ) 본 발명에 따른 장골 재생용 충진제를 이용하면 골 충진제에 포함된 약물이 국소 환부에 이식 시 장기적으로 전달할 수 있어 기존 초기에만 약물이 방출되는 골 충진제를 대체할 수 있으며, 신생혈관형성능을 갖는 줄기세포를 이용하여 우수한 골 재생이 이루어져 보다 쉽고 안전하게 이식할 수 있는 조직공학용 장골 충진제의 효과를 가진다.
(Iii) Using the filler for iliac bone regeneration according to the present invention, the drug contained in the bone filler can be transferred to the local lesion for a long period of time, thereby replacing the bone filler which releases the drug only in the early stage. The present invention relates to an osteoinductive filler for tissue engineering,

도 1은 골 충진제로부터 약물의 방출 거동을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 골 충진제(Vitamin D3/PLGA/MSCs)를 생체 내 이식 후 골 형성능 평가를 위한 조직학적 염색을 실시한 사진( PLGA : A(von Kossa), Vitamin D3/PLGA/MSCs : B(H&E), C(von Kossa), D(Alizalin red))이다.
도 3은 비교예에 따른 골 충진제를 생체 내 이식 후 micro CT를 촬영한 사진(A: PLGA, B: Vitamin D3/PLGA/MSCs)이다.
도 4는 본 발명의 골 충진제(Vitamin D3/PLGA/MSCs)를 생체 내 이식 후 3, 6 및 10 주 후의 골 생성 밀도를 수치화하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 골 충진제를 생체 내 이식 후 20 주 후의 3차원 CT를 촬영한 사진(A: Vitamin D3/PLGA/MSCs, B: Vitamin D3/PLGA)이다.
1 is a graph showing release behavior of a drug from a bone filler.
FIG. 2 is a photograph (PLGA: A (von Kossa), Vitamin D3 / PLGA / MSCs: B) of the bone filler (Vitamin D3 / PLGA / MSCs) H & E), C (von Kossa), D (Alizalin red).
FIG. 3 is a photograph (A: PLGA, B: Vitamin D3 / PLGA / MSCs) of a bone filler according to a comparative example taken after in vivo implantation.
FIG. 4 is a graph showing the bone formation density after 3, 6, and 10 weeks after implantation of the bone filler (Vitamin D3 / PLGA / MSCs) of the present invention.
FIG. 5 is a photograph (A: Vitamin D3 / PLGA / MSCs, B: Vitamin D3 / PLGA) of a three-dimensional CT image taken 20 weeks after implantation of a bone filler in vivo.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

실시예Example

1. 용매에 서방형으로 사용될 수 있는 생체적합성 고분자를 녹이는 고분자 용해 단계1. Polymer dissolution step to dissolve biocompatible polymers that can be used in a solvent in a sustained release form

생체적합성 고분자로서 폴리락타이드-글리콜라이드 공중합체를 1 g 준비하여 유리 바이알에 넣는다. 이 때, 폴리락타이트-글리콜라이드 공중합체는 몰비가 75:25이며 평균분자량이 90,000 g/mole인 것을 사용하였다. 그 다음에 용매인 메틸렌 클로라이드를 4 ㎖ 첨가한 뒤 5 분 동안 교반 하였다.1 g of a polylactide-glycolide copolymer as a biocompatible polymer is prepared and placed in a glass vial. At this time, the polylactate-glycolide copolymer had a molar ratio of 75:25 and an average molecular weight of 90,000 g / mole. Then, 4 ml of methylene chloride as a solvent was added, and the mixture was stirred for 5 minutes.

2. 약물을 용해된 고분자내에 로딩시키는 약물 로딩 단계2. Drug loading step to load the drug into the dissolved polymer

폴리락타이드-글리콜라이드 공중합체를 녹인 용액에 순수 알코올에 녹인 비타민 D3 약물을 넣어준다. 이 때, 비타민 D3 약물은 폴리락타이드-글리콜라이드 공중합체 용액에 0.086 w/v%가 되도록 넣어준 뒤 고압 균질기를 이용하여 두 용액을 혼합하였다.
Add the vitamin D3 drug dissolved in pure alcohol to the solution in which the polylactide-glycolide copolymer is dissolved. At this time, the vitamin D3 drug was added to the polylactide-glycolide copolymer solution at 0.086 w / v%, and the two solutions were mixed using a high-pressure homogenizer.

3. 생체적합성 고분자와 약물을 실리콘 몰드로 이용하여 골 충진제를 형성하는 골 충진제 형성 단계3. Bone filler forming step to form bone filler using biocompatible polymer and drug as silicon mold

생체적합성 고분자와 약물이 혼합된 용액에 다공형성물질인 염화나트륨을 9 g 첨가한다. 염화나트륨의 크기는 250 내지 425 ㎛인 것을 사용하였다. 그 후 직경 5 ㎜, 두께 40 ㎜인 실리콘 몰드에 생체적합성 고분자, 약물, 염화나트륨이 섞인 용액을 넣어준다.
To the solution containing the biocompatible polymer and drug, 9 g of sodium chloride as a porogen is added. The size of sodium chloride was 250 to 425 탆. Thereafter, a solution containing a biocompatible polymer, a drug, and sodium chloride is put into a silicone mold having a diameter of 5 mm and a thickness of 40 mm.

4. 형성된 골 충진제를 압축 및 건조하는 단계4. Step of compressing and drying the formed bone filler

생체적합성 고분자, 비타민 D3, 염화나트륨이 들어간 실리콘 몰드를 프레스 (MH-50Y, CAP 50 tons, Japan)를 이용하여 상온에서 60 kgf/㎝2 의 압력으로 24 시간 동안 가압한 뒤 건조하였다.
The silicone mold containing the biocompatible polymer, vitamin D3 and sodium chloride was pressurized at a pressure of 60 kgf / cm 2 for 24 hours using a press (MH-50Y, CAP 50 tons, Japan) and then dried.

5. 건조된 골 충진제의 다공형성 단계5. Pore formation step of dried bone filler

건조된 골 충진제에 다공을 형성하기 위하여 3차 증류수에 지지체를 넣어 6 시간 마다 교체한 뒤 48 시간 동안 염화나트륨을 용출하였다.
In order to form pores in the dried bone filler, the supernatant was added to the third distilled water, changed every 6 hours, and then sodium chloride was eluted for 48 hours.

6. 다공형성된 골 충진제를 건조하는 단계6. Drying the porous bone filler

다공이 형성된 골 충진제를 5 mTorr, -80℃ 조건에서 24 시간 동안 동결한 뒤 동결 건조하였다. 잔류용매인 메틸렌 클로라이드를 충분히 제거하기 위하여 최소 일주일 이상 25 ℃ 진공 오븐에서 건조하였으며, 감마선 멸균하였다.
The porous filler was frozen at 5 mTorr, -80 ℃ for 24 hours and lyophilized. In order to remove the residual solvent methylene chloride sufficiently, it was dried in a vacuum oven at 25 ° C for at least one week and sterilized by gamma irradiation.

7. 멸균된 골 7. Sterile bone 충진제에On fillers 줄기세포를 파종하는 줄기세포 파종 단계 Stem cell seeding step to seed stem cells

상기에 멸균된 골 충진제를 배양 플레이트의 바닥에 위치하게 하였다. 여기에 골수간엽줄기세포를 10×105 cells/well 농도로 심고, 3일간 배양하였다. 이 때, 배양은 37℃, CO2 5%인 조건에서 배양하였다.The sterilized bone filler was placed on the bottom of the culture plate. Here, bone marrow mesenchymal stem cells were seeded at a concentration of 10 × 10 5 cells / well and cultured for 3 days. At this time, the culture was carried out at 37 ° C and 5% CO 2 .

비교예Comparative Example

동일 시료에 대해 약물과 줄기세포를 첨가하지 않은 폴리락타이드-글리콜라이드 공중합체 골 충진제를 사용하였다.
For the same sample, a polylactide - glycolide copolymer bone filler without addition of drugs and stem cells was used.

실험예Experimental Example 1: 약물 방출 실험 1: Drug Release Experiment

상기 실시예에서 제조된 비타민 D3가 첨가된 폴리락타이드-글리콜라이드 공중합체 골 충진제가 수용액 상에서 방출되는 비타민 D3의 약물 방출 거동을 비교 분석하였다. 이 때, 비타민 D3은 지용성의 성질을 가지고 있는 약물이므로 덱사메타손이라는 약물을 이용하여 골 충진제를 제조하여 방출실험을 실시하였다. The drug release behavior of vitamin D3 released from aqueous solution of polylactide-glycolide copolymer bone filler with vitamin D3 prepared in the above example was compared and analyzed. Since vitamin D3 is a lipid-soluble drug, a drug called dexamethasone was used to produce a bone filler and the release test was conducted.

약물의 방출 실험은 상기 실시예에서 제조된 폴리락타이드-글리콜라이드 공중합체 지지체를 50 ㎖ 유리 바이알에 위치시키고 완충용액[phostphate buffered saline(PBS, pH 7.4)]을 50 ㎖ 첨가하여 수행되었다. 이 때 사용되는 완충용액은 인체 내 환경과 매우 유사한 PBS를 사용하였다. 골 충진제를 포함하고 있는 50 ㎖ 유리 바이알을 37℃, 50 rpm으로 교반시켜주면서 일정시간(1일, 2일, 3일, 4일, 5일, 6일, 7일, 8일, 9일, 10일, 14일, 18일, 21일, 28일, 35일, 42일, 49일, 56일, 63일, 70일, 77일, 84일, 91일 98일)을 유지하였다. 정해진 시간마다 완충용액을 100 ㎕씩 채취하였으며 채취한 뒤 새로운 완충용액 100 ㎕를 더 첨가해주었다. 그 측정 결과는 도 1에 나타내었다. The drug release experiment was carried out by placing the polylactide-glycolide copolymer support prepared in the above example in a 50 ml glass vial and adding 50 ml of a phoshphate buffered saline (PBS, pH 7.4). The buffer solution used was PBS, which is very similar to the environment in the human body. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10 days while stirring the 50 ml glass vial containing the bone filler at 37 DEG C and 50 rpm, 10 days, 14 days, 18 days, 21 days, 28 days, 35 days, 42 days, 49 days, 56 days, 63 days, 70 days, 77 days, 84 days, 91 days, 98 days). 100 μl of the buffer solution was collected at predetermined time intervals, and 100 μl of a new buffer solution was further added thereto. The measurement results are shown in Fig.

도 1에 나타낸 바와 같이, 폴리락타이드-글리콜라이드 공중합체에 포함된 비타민 D3의 방출량이 시간이 지날수록 증가됨을 확인할 수 있었다. 기존 약물을 함유한 골 충진제에서 해결하지 못한 약물의 지속적인 방출이 일어남을 확인하였다.
As shown in Fig. 1, it was confirmed that the amount of vitamin D3 released from the polylactide-glycolide copolymer increases with time. It has been confirmed that sustained release of unresolved drugs has occurred in bone fillers containing existing drugs.

실험예Experimental Example 2: 조직학적 평가 2: Histological evaluation

비타민 D3와 줄기세포가 첨가된 폴리락타이드-글리콜라이드 공중합체 골 충진제의 생체 내 골 형성능을 평가하기 위하여 제조된 골 충진제를 4 주령인 SD rat의 두개골의 골 결손부에 이식하고 4주째에 회수하여 4% 포르말린(Sigma-Aldrich, USA) 용액으로 고정하였다. 그 후 파라핀 조직처리를 하여 블록으로 제작한 후 4 ㎛의 두께로 잘라 슬라이드글라스에 고정하여 H&E(hemetoxylin & eosin), von kossa, Alizalin red 염색을 실시하였으며 도 2에 나타내었다. To evaluate the in vivo bone formation ability of polylactide-glycolide copolymer bone filler with vitamin D3 and stem cells, the bone filler was implanted into the bone defect of the skull of 4-week-old SD rats and recovered at 4 weeks And fixed with 4% formalin (Sigma-Aldrich, USA). Then, the block was cut into 4 ㎛ thick and fixed on a slide glass to be stained with H & E (hemetoxylin & eosin), von kossa, and Alizalin red.

도 2에 나타낸 바와 같이, 약물을 로딩시키지 않은 골 충진제(A)에서보다 비타민 D3와 줄기세포가 로딩된 골 충진제(B-D)에서 모두 골 형성이 관찰되었으며 비교 실험예에 비해서는 현격히 양호한 골형성이 이루어졌다.
As shown in Fig. 2, bone formation was observed in both vitamin D3 and stem cell-loaded bone filler (BD) rather than in the drug-loaded bone filler (A), and significantly better bone formation .

실험예Experimental Example 3: 골  3: Goals 충진제에On fillers 대한 생체 내 골  In vivo bone formation 형성능Formability 평가 1 - 측정 Rating 1 - Measure

상기 실시예에서 제조한 골 충진제를 이식한 뒤 8주째의 쥐 두개골 결손모델을 이용하여 생체 내 골 형성능을 평가하였다. 또한 비교 실험예로서는 동일한 조건에서 약물이 로딩되지 않은 골 충진제만을 이식하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.In vivo bone formation was evaluated using a rat skull defect model at 8 weeks after transplanting the bone filler prepared in the above example. As a comparative example, only the bone filler without drug loading was implanted under the same conditions, and the results are shown in FIG.

도 3에 나타낸 바와 같이, 약물과 줄기세포를 포함하고 있는 골 충진제(B)에서 약물이 로딩되지 않은 골 충진제(A)보다 골 형성능을 매우 우수한 것을 확인하였다.
As shown in FIG. 3, it was confirmed that the bone-filling agent (B) containing the drug and the stem cells had better bone formation ability than the bone-filling agent (A) not loaded with the drug.

실험예Experimental Example 4: 골  4: Goals 충진제에On fillers 대한 생체 내 골  In vivo bone formation 형성능Formability 평가 2 -  Rating 2 - BMDBMD 측정 Measure

상기 실시예에서 제조한 골 충진제의 생체 내 골 형성능을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다. PLGA, PLGA/MSCs, Vitamin D3/PLGA, Vitamin D3/PLGA/MSCs의 골 충진제를 생후 12주된 뉴질랜드 화이트 토끼에 이식한 뒤 3, 6 및 10 주 후에 x-ray 측정 후 골 밀도를 측정하였으며 그 결과를 도 4에 나타내었다.The following experiment was conducted to evaluate the in vivo bone forming ability of the bone filler prepared in the above Examples. Bone density of PLGA, PLGA / MSCs, Vitamin D3 / PLGA and Vitamin D3 / PLGA / MSCs were measured after 3, 6 and 10 weeks after implantation in 12 week old New Zealand white rabbits. Is shown in Fig.

도 4에 나타낸 바와 같이, PLGA 골 충진제만 이식하였을 경우 시간이 지나도 골 형성이 50%이하로 생성되는 것을 확인하였고 Vitamin D3/PLGA 골 충진제는 시간이 지날수록 골 형성이 우수하였으나 Vitamin D3/PLGA/MSCs 골 충진제가 거의 100% 가까운 골 형성이 이루어진 것을 확인하였다.
As shown in FIG. 4, when PLGA bone filler alone was implanted, bone formation was found to be less than 50% over time. Vitamin D3 / PLGA bone filler showed better bone formation over time, MSCs bone filler showed nearly 100% bone formation.

실험예Experimental Example 5: 골  5: Goals 충진제에On fillers 대한 생체 내 골  In vivo bone formation 형성능Formability 평가 3 - 3차원  Rating 3 - 3D CTCT

상기 실시예에서 제조한 골 충진제의 생체 내 골 형성능을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다. Vitamin D3/PLGA, Vitamin D3/PLGA/MSCs의 골 충진제를 생후 12주된 뉴질랜드 화이트 토끼에 이식한 뒤 20 주 후에 3차원 CT를 측정한 후 촬영한 사진이며 그 결과를 도 5에 나타내었다.The following experiment was conducted to evaluate the in vivo bone forming ability of the bone filler prepared in the above Examples. Fig. 5 shows photographs taken after three-dimensional CT measurement after 20 weeks after implantation of Vitamin D3 / PLGA and Vitamin D3 / PLGA / MSCs bone filler into 12 week-old New Zealand White rabbits.

도 5에 나타낸 바와 같이, 20 주 후에 Vitamin D3/PLGA 골 충진제보다 Vitamin D3/PLGA/MSCs 골 충진제가 골 형성이 더 우수한 것을 확인하였다.
As shown in FIG. 5, after 20 weeks, it was confirmed that Vitamin D3 / PLGA / MSCs bone filler had better bone formation than Vitamin D3 / PLGA bone filler.

본 발명의 조직공학용 장골 충진제는 약물과 줄기세포를 포함한 골 충진제가 장기적으로 약물을 방출하면서 골 재생 능력이 우수함에 따라 장쇄골 충진제로서의 적합함을 확인하였다.
The osteoinductive agent for tissue engineering of the present invention was confirmed to be suitable as a long-clavicle filling agent due to its excellent bone regeneration ability, while releasing the drug over a long period of time with a bone filler including drugs and stem cells.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (17)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete (a) 용매에 생체적합성 고분자(biocompatible polymer)를 녹이는 고분자 용해 단계;
(b) 비타민 D3을 포함하는 약물을 상기 용해된 생체적합성 고분자 내에 로딩시키되 생체적합성 고분자가 용해된 용액 기준 0.01 내지 1.00 w/v%의 함량으로 균질하게 로딩시키는 단계;
(c) 상기 약물이 로딩된 생체적합성 고분자에 평균 입자크기가 90 내지 600 ㎛인 다공형성물질을 첨가하고 주형에 주입하여 골 충진제를 형성하는 단계;
(d) 형성된 골 충진제를 상온에서 50 내지 70 kgf/㎝2의 압력으로 12 내지 48 시간 동안 가압한 뒤 건조하는 단계;
(e) 건조된 골 충진제를 용출외액에 담가 다공형성물질을 48 내지 72 시간 동안 용출하여 다공을 형성하는 단계; 및
(f) 다공형성된 골 충진제를 건조하되 4 내지 7 mTorr 하에 -70 내지 -100℃ 조건에서 12 내지 48 시간 동안 동결한 뒤 잔류용매의 제거를 위해 최소 일주일 이상 건조하는 단계
(g) 상기 다공형성된 골 충진제에 신생혈관형성능을 가진 줄기세포를 파종 후 20 내지 40℃ 및 1 내지 10% CO2인 조건에서 2 내지 7일 동안 배양하는 단계
를 포함하는 장골(long bone) 재생용 충진제의 제조방법.
(a) dissolving a polymer in a solvent to dissolve the biocompatible polymer;
(b) loading the drug comprising vitamin D3 into the dissolved biocompatible polymer while homogeneously loading the biocompatible polymer in an amount of 0.01 to 1.00 w / v% based on the dissolved solution;
(c) adding a porous forming material having an average particle size of 90 to 600 탆 to the drug-loaded biocompatible polymer and injecting the porous forming material into a mold to form a bone filler;
(d) pressing the formed bone filler at a pressure of 50 to 70 kgf / cm 2 at room temperature for 12 to 48 hours and then drying;
(e) immersing the dried bone filler in the exudate fluid and eluting the porous material for 48 to 72 hours to form a porous body; And
(f) freezing the porous formed bone filler under conditions of -70 to -100 DEG C under 4 to 7 mTorr for 12 to 48 hours and then drying for at least a week to remove residual solvent
(g) culturing stem cells having neovascularization capability in said porous formed bone filler for 2 to 7 days at 20 to 40 캜 and 1 to 10% CO 2 after sowing
Wherein the filler is a filler.
삭제delete 제 7 항에 있어서, 상기 용매는 에탄올, 메탄올, 헥산, 클로로포름, 아세톤, 메틸렌 클로라이드, 디메틸 설폭사이드, 톨루엔, 테트라 하이드로 퓨란, 메틸 에틸 케톤, 에틸 아세테이트, 페놀, 헥사 플로로 이소프로파놀, 에테르, 디메틸 카보네이트, 시클로헥산, 자일렌 및 스틸렌으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장골 재생용 충진제의 제조방법.The method of claim 7, wherein the solvent is selected from the group consisting of ethanol, methanol, hexane, chloroform, acetone, methylene chloride, dimethylsulfoxide, toluene, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, phenol, hexafluoroisopropanol, Wherein the filler is selected from the group consisting of dimethyl carbonate, cyclohexane, xylene, and styrene. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20070022976A (en) * 2005-08-23 2007-02-28 대한민국(관리부서 질병관리본부장) In vivo bone formation by human marrow stromal cells in biodegradable scaffolds that release dexamethasone and vitamin C
US7534451B2 (en) * 2004-02-03 2009-05-19 Orthovita, Inc. Bone restorative carrier mediums

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7534451B2 (en) * 2004-02-03 2009-05-19 Orthovita, Inc. Bone restorative carrier mediums
KR20070022976A (en) * 2005-08-23 2007-02-28 대한민국(관리부서 질병관리본부장) In vivo bone formation by human marrow stromal cells in biodegradable scaffolds that release dexamethasone and vitamin C

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