KR101552387B1 - Method of Manufacturing Crosslinked Hydrogel for Drug Delivery system - Google Patents

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KR101552387B1
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Abstract

본 발명은 의료용 소재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접착력 및 코팅력이 우수한 카테콜계 작용기를 유효성분으로 포함하여, 효율적인 약물전달체로 제공될 수 있으며, 상처부위에 접촉하여 우수한 삼투압 흡수능, 방수능, 습기투과성을 가지며, 외부로부터 박테리아, 세균, 이물질 등의 침입을 방지할 수 있고, 상처에 적절한 습윤환경을 제공하여 상처치유를 촉진할 뿐 아니라, 상처 회복 후 남은 흉터를 최소화할 수 있고, 장기의 유착 현상을 방지할 수 있는 의료용 소재에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a medical material, and more particularly, to a medical material comprising a catechol-based functional group having an excellent adhesive force and coating power as an effective ingredient and being capable of being provided as an efficient drug delivery material, Moisture permeability and can prevent invasion of bacteria, bacteria and foreign substances from the outside, and provides a proper wetting environment to the wound to promote wound healing, minimize scars remaining after wound healing, To a medical material capable of preventing adhesion.

Description

약물전달용 가교물 하이드로 젤 및 그 하이드로 젤의 제조방법{Method of Manufacturing Crosslinked Hydrogel for Drug Delivery system}Technical Field [0001] The present invention relates to a cross-linked hydrogel for drug delivery,

본 발명은 약물전달용 매트릭스 소재에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 접착력이 우수한 카테콜이 컨쥬게이션된 생체재료를 포함하는 의료용 소재에 사용 가능한 가교물 하이드로 젤에 관한 것이다.The present invention relates to matrix materials for drug delivery. More particularly, the present invention relates to a crosslinked hydrogel which can be used for a medical material containing a bio-material conjugated with a catechol having excellent adhesive strength.

약물전달시스템(DDS)은 기존 의약품의 부작용을 최소화하고 효능 및 효과를 극대화시켜 필요한 양의 약물을 효율적으로 전달할 수 있도록 설계한 제형(Dosage Form)이다. 단백질, 유전자 등의 거대분자의 효율적인 약물전달을 위하여 주입이 가능한 생체적합성, 생체분해성 하이드로젤용 생체고분자가 개발되고 있다. Drug Delivery System (DDS) is a Dosage Form designed to minimize the side effects of existing medicines, maximize efficacy and effectiveness, and efficiently deliver the required amount of medication. Biomolecules for biocompatible and biodegradable hydrogels that can be injected for efficient drug delivery of macromolecules such as proteins and genes have been developed.

이러한 고분자는 생체내에서 안정성 및 안정성을 위하여 화학적, 물리적 가교결합을 진행하여 실시하고 있으나, 화학적 결합을 위해서 일부 가교제를 사용하기도 한다. 이러한 가교후의 물질은 독성증가 및 잔류물질로 인하여 염증 등의 부작용을 유발시킬 수 있다. 하이드로젤의 경우 효율적인 약물의 봉입율, 지속성 등의 변수가 중요하다. These polymers are chemically and physically cross-linked for stability and stability in vivo, but some crosslinking agents may be used for chemical bonding. Such crosslinked materials may cause side effects such as inflammation due to increased toxicity and residual materials. In the case of hydrogels, variables such as the rate of drug encapsulation and persistence are important.

이러한 하이드로젤의 경우 약물전달 및 외과수술 후 혹은 염증 등으로 조직손상이 발생하게 되면 자연적인 상처 치유 메카니즘이 진행되는데, 이 과정에서 섬유조직(fibrous tissue)이 과도하게 발생하게 되면 주변의 조직과 비정상적 접합을 방해하는 유착방지 물질로도 사용 가능하다. 복강 수술 후 발생한 유착으로 인해 장기능 장애, 장폐색, 만성 통증 등의 후유증이 발생할 수 있으며, 특히 산부인과 수술 후 유착은 불임을 유발하게 된다.In the case of hydrogels, natural wound healing mechanism proceeds when the tissue damage occurs due to drug delivery, surgery, or inflammation. If fibrous tissue is excessively generated in this process, the surrounding tissue and abnormal tissue It can also be used as an anti-adhesion material to interfere with bonding. Adhesion after abdominal surgery may lead to aftereffects such as intestinal dysfunction, intestinal obstruction, and chronic pain. In particular, adhesions after obstetric surgery will cause infertility.

산부인과의 경우 불완전한 유산, 사산, 재발성 유산 등에 대한 소파술 혹은 흡입 제거술 후 20~50%에서 자궁내막에 유착이 발생하며, 이러한 유착으로인해 불임, 무월경, 습관성 유산 등이 초래되는 것으로 알려져 있어 유착방지를 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 근래에는 물리적 장벽(barrier)을 사용하는 방법이 개발되어 사용되고 있다.In the case of obstetrics and gynecology, adherence to the endometrium occurs in 20 ~ 50% after curettage or aspiration for incomplete abortion, stillbirth and recurrent miscarriage. It is known that infertility, amenorrhea and habitual abortion are caused by such adhesion, Recently, a method of using physical barriers has been developed and used.

유착방지에 효과적인 물리적 장벽은 상처가 치유되는 동안 조직 또는 물리적 장벽으로써의 역할을 수행함과 동시에 상처부위를 감싸서 주변 조직들과 격리시킬 수 있는 유연성이 요구된다. 또한, 손상된 조직의 재생 후 체내에서 스스로 분해되어 흡수 및 배출되어야 하고, 물리적 장벽이나 그로부터 분해된 산물들이 체내에서 독성이나 염증 반응을 일으키지 않아야 한다. 이러한 유착방지제의 재료로서 생분해성 고분자가 사용되고 있다.Physical barriers that are effective in preventing adhesion are required to have the flexibility of being able to act as a tissue or physical barrier while the wound heals and to wrap the wound area and isolate it from surrounding tissues. In addition, after the regeneration of damaged tissue, it must be resolved and absorbed and released in the body, and physical barriers and products decomposed therefrom should not cause toxic or inflammatory reactions in the body. A biodegradable polymer is used as a material for such an adhesion inhibitor.

생분해성 고분자는 체내에서 화학적으로 분해하여 그 형태와 무게가 점차 소멸되는 고분자를 총칭하는 것으로, 천연 생분해성 고분자로는 콜라겐(collagen), 섬유결합소(fibronectin), 젤라틴(gelatin), 키토산(chitosan), 알긴산(alginic acid), 히알루론산(hyaluronic acid) 등을 가공하여 사용하고, 합성 생분해성 고분자로는 poly(lactic acid)(PLA), poly(glycolic acid)(PGA), poly(D,L-latide-co-glycolide)(PLGA)와 그 유사 공중합체들과 poly(ε-caprolactone)(PCL), polyanhydrides, polyesters 등이 있다. Biodegradable polymers are collectively referred to as polymers that are chemically degraded in the body and whose shape and weight gradually disappear. Natural biodegradable polymers include collagen, fibronectin, gelatin, chitosan Poly (lactic acid) (PLA), poly (glycolic acid) (PGA), poly (D, L), and alginic acid -latide-co-glycolide (PLGA) and similar copolymers and poly (ε-caprolactone) (PCL), polyanhydrides, and polyesters.

히알루론산(hyaluronic acid)은 결합조직(connective tissue), 상피조직(epithelial tissue) 및 신경조직에 걸쳐 널리 분포하는 비황산화 글리코스아미노글리칸(non-sulfated glycosaminoglycan)이다. 히알루론산은 D-글루쿠론산 및 D-N-아세틸글루코사민으로 구성되어 있으며, β-1,4 및 β-1,3 글루코시드 결합(glucosidic bond)이 교대로 결합된 이당류의 고분자이다. 또한 플루로닉(pluronic) F127 유착방지제는 실온에서는 졸 형태이고 체온에서 겔 형태로 바뀌는 사용편의성의 장점이 있지만, 건조하고 출혈이 없는 표면에서만 사용해야 하는 단점이 있다. Hyaluronic acid is a non-sulfated glycosaminoglycan that is widely distributed throughout connective tissue, epithelial tissue and nervous tissue. Hyaluronic acid is composed of D-glucuronic acid and D-N-acetylglucosamine, and is a disaccharide polymer in which β-1,4 and β-1,3 glucosidic bonds are alternately bonded. Pluronic F127 adhesion inhibitors also have the advantage of ease of use, which is a sol form at room temperature and changes from a body temperature to a gel form, but it has drawbacks that it must be used only on dry, bleeding-free surfaces.

또한 합성 생분해성 고분자인 PLA나 PGA로 제조된 유착방지제는 4주 이상의 긴 생분해 기간과 높은 기계적 강도를 지녔지만, 소수성 재료이기 때문에 수분 흡수가 낮아 생체 조직 표면에 잘 부착되지 않는 단점과 생체 내에서 가수분해되어 산성의 분해물을 배출하게 되어 오히려 유착의 원인이 되는 염증반응을 유발할 수도 있다는 문제점이 있다. In addition, PLA or PGA, which is a synthetic biodegradable polymer, has a long biodegradation period of 4 weeks or more and high mechanical strength. However, since it is a hydrophobic material, it has low water absorption and is not attached to the surface of living tissue. The hydrolysis results in the release of the acidic degradation product, which may cause an inflammatory reaction which causes adhesion.

(특허문헌 0001) 국내공개특허 제10-2008-0104228호(Patent Document 0001) Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0104228

(비특허문헌 0001) (Non-Patent Document 0001)

Soft Matter, Yuhan Lee, Hyun Jung Chung, Sangho Yeo, Cheol-Hee Ahn, Heashin Lee, Phillip B. Messersmith and Tae Gwan Park , 977-983Soft Matter, Yuhan Lee, Hyun Jung Chung, Sangho Yeo, Cheol-Hee Ahn, Heashin Lee, Phillip B. Messersmith and Tae Gwan Park, 977-983

(비특허문헌 0002)(Non-Patent Document 0002)

Chem. Commun., Yeon Jeong Oh,a Il Hwan Cho,b Haeshin Lee,c Ki-Jung Park,d Hyukjin Lee and Sung Young Park , 2012, 48, 11895-11897Chem. Commun., Yeon Jeong Oh, a Il Hwan Cho, b Haeshin Lee, c Ki-Jung Park, Hyukjin Lee and Sung Young Park, 2012, 48, 11895-11897

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면, 단백질 및 줄기세포의 주입 가능형 전달체로 사용되며, 또한 상처부위에 접촉하여 우수한 삼투압 흡수능, 방수능, 습기투과성을 가지는 의료용 소재를 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of the Invention The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an osteoarthritic device capable of being used as an injectable carrier for proteins and stem cells, It is an object of the present invention to provide a medical material having moisture permeability.

또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 외부로부터 박테리아, 세균, 이물질 등의 침입을 방지할 수 있고, 상처에 적절한 습윤환경을 제공하여 창상, 화상, 자상 등의 상처치유를 촉진할 수 있는 의료용 소재를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to prevent infiltration of bacteria, germs, foreign substances and the like from the outside, to provide a wet environment suitable for wound, and to provide a medical material capable of promoting wound healing such as wound, And to provide the above-mentioned objects.

또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 상처 회복 후 남은 흉터를 최소화할 수 있고 장기의 유착 현상을 방지할 수 있는 의료용 소재를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a medical material which can minimize scars remaining after wound healing and prevent adhesion of organs.

또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 수용액 상에서 접착력, 생체적합성 및 수분저항력을 가져 이비인후과, 안과, 치과, 신경외과 등의 모든 의료분야에서 다양하게 적용이 가능한 의료용 소재를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a medical material which can be applied to various medical fields such as otorhinolaryngology, ophthalmology, dentistry, and neurosurgery by having an adhesive force, biocompatibility and water resistance in an aqueous solution.

본 발명의 제1목적은, 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 유효성분으로 포함하는 가교물 하이드로젤에 있어서, ⅰ) 카테콜계 작용기를 가지는 화합물들의 가교결합으로 형성되거나, ⅱ) 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 생체적합성 고분자에 컨쥬게이션하여 형성되거나, ⅲ) 카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성 고분자와, 말단에 -NH2 또는 -SH기를 가지는 생체/합성고분자와의 가교결합으로 형성되거나, ⅳ) 카테콜계 작용기 및 -NH2 또는 -SH기를 가지는 생체/합성 고분자와, 말단에 -NH2 또는 -SH기를 가지는 생체/합성고분자와의 가교결합으로 형성된 것을 특징으로 하는 가교물 하이드로젤로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is to provide a crosslinked hydrogel comprising a compound having a catechol-based functional group as an active ingredient, which comprises: i) a compound having a catechol-based functional group, Or iii) a living / synthetic polymer having a catechol-based functional group and a living / synthetic polymer having an -NH2 or -SH group at the end, or iv) a catechol-based functional group And a crosslinked hydrogel formed by cross-linking a living / synthetic polymer having -NH 2 or -SH group and a living / synthetic polymer having -NH 2 or -SH group at the terminal.

또한, 카테콜계 작용기를 가지는 화합물은 2-클로로-3',4'-디하이드록시아세토페논, 도파, 도파민, 카페익 엑시드, 갈릭 엑시드, 클로로지닉 엑시드, (-)-에피카테킨, (-)-에피카테킨 갈레이트, 멜라닌, 탄닌, 플라보노이드, 시아니딘, 디하이드로케르세틴, 오론, 디히드로미리세틴, 델피니딘, 미르세틴, 케르세틴, (-)-에피칼로카테킨-3-갈레이트, (-)-에피갈로카테킨,(-)-에피갈로카테킨 갈레이트, 카테킨 및 루테올린 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. Also, the compound having a catechol-based functional group may be selected from the group consisting of 2-chloro-3 ', 4'-dihydroxyacetophenone, dopa, dopamine, cupric acid, gallic acid, chlorogenic acid, (-) - epicatechin, (-) - epialocatechin-3-gallate, (-) - epigallocatechin, epicatechin gallate, melanin, tannin, flavonoids, cyanidin, dihydroquercetin, oron, dihydroimylcetin, delphinidin, mirucetin, quercetin, Catechin, catechin, (-) - epigallocatechin gallate, catechin, and luteolin.

그리고, 생체 적합성 고분자는, 히알루론산(hyaluronic acid), 키토산, 키토산유도체(키탈락), 콜라겐(collagen), 섬유결합소(fibronectin), 콜라겐(collagen), 젤라틴(gelatin), 알긴산(alginic acid), 플루로닉(Pluronic), poly(lacticacid)(PLA),poly(glycolicacid)(PGA),poly(D,L-latide-co-glycolide) (PLGA), poly(ε-caprolactone)(PCL), 폴리무수물(polyanhydride), 폴리에스테르(polyester), 라이신(Lysine), Polyethyleneimine (PEI) 및 글루타티온 (GSH) 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. The biocompatible polymer may be selected from the group consisting of hyaluronic acid, chitosan, chitosan derivatives (collagen), collagen, fibronectin, collagen, gelatin, alginic acid, (PLGA), poly (ε-caprolactone) (PCL), poly (lactic acid) (PLA), poly (glycolic acid) And may be at least one selected from the group consisting of polyanhydride, polyester, lysine, polyethyleneimine (PEI) and glutathione (GSH).

또한, 카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성 고분자는 하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. The biocomplex / synthetic polymer having a catechol-based functional group may be any one or more of the compounds represented by the following general formulas (1) to (4).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013047561090-pat00001
Figure 112013047561090-pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

x+y는 200 내지 6,000의 정수이고, y는 1 내지 50의 정수이며,x + y is an integer from 200 to 6,000, y is an integer from 1 to 50,

[화학식 2](2)

Figure 112013047561090-pat00002
Figure 112013047561090-pat00002

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

A는 SH, NH2 작용기이고, n은 1~3이며, x+y는 200 내지 6,000의 정수이고, y와 z는 1 내지 50의 정수이며,A is SH, NH2 functional group, n is 1 to 3, x + y is an integer of 200 to 6,000, y and z are an integer of 1 to 50,

[화학식 3](3)

Figure 112013047561090-pat00003
Figure 112013047561090-pat00003

상기 화학식 3에서,In Formula 3,

Z는 카테콜계 작용기를 가지는 화합물이고, n+m은 10내지 700의 정수이고,Z is a compound having a catechol functional group, n + m is an integer of 10 to 700,

n은 0 내지 699 의 정수이고, m은 1 내지 700 의 정수이고, x는 1 내지 700n is an integer from 0 to 699, m is an integer from 1 to 700, and x is an integer from 1 to 700

의 정수이며, Lt; / RTI >

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112013047561090-pat00004
Figure 112013047561090-pat00004

상기 화학식 4에서, Z는 카테콜계 작용기를 가지는 화합물이고,In Formula 4, Z is a compound having a catechol-based functional group,

n+m은 10 내지 700의 정수이고, n 및 m은 각각 1 내지 700의 정수이고, n + m is an integer of 10 to 700, n and m are each an integer of 1 to 700,

상기 -NH2 또는 -SH기 가지는 생체/합성 고분자는 키토산, 키토산 유도체(키탈락), 아민 플루로닉, 카테콜 아민, 싸이올 플루로닉, 아민 히알루론산, 싸이올 히알루론산, 라이신(Lysine), Polyethyleneimine (PEI) 및 글루타티온(GSH) 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. The biomedical / synthetic polymer having -NH2 or -SH groups may be selected from the group consisting of chitosan, chitosan derivatives (chitosan), aminfluronic acid, catecholamine, thiolfluoronic acid, amine hyaluronic acid, thiol hyaluronic acid, lysine, , Polyethyleneimine (PEI), and glutathione (GSH).

또한, -NH2 또는 -SH기 가지는 생체/합성 고분자는 하기 화학식 6 내지 8로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the biomedical / synthetic polymer having -NH 2 or -SH group may be any one or more of the compounds represented by the following general formulas (6) to (8).

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112013047561090-pat00005
Figure 112013047561090-pat00005

상기 화학식 5에서, n+m은 10 내지 700의 정수이고, n은 1 내지 700의 정수이며,In Formula 5, n + m is an integer of 10 to 700, n is an integer of 1 to 700,

[화학식 6][Chemical Formula 6]

Figure 112013047561090-pat00006
Figure 112013047561090-pat00006

상기 화학식 6에서, x는 1 내지 12 의 정수이고, n은 78 내지 100 의 정수이고, m은 30 내지 65 의 정수이며,In Formula 6, x is an integer of 1 to 12, n is an integer of 78 to 100, m is an integer of 30 to 65,

[화학식 7](7)

Figure 112013047561090-pat00007
Figure 112013047561090-pat00007

상기 화학식 7에서, x는 1 내지 12의 정수이고, n은 78 내지 100 의 정수이고, m은 30 내지 65의 정수이다.In the above formula (7), x is an integer of 1 to 12, n is an integer of 78 to 100, and m is an integer of 30 to 65.

또한, 카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성고분자는 상기 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 생체/합성 고분자와 컨쥬게이션하여 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the biomolecule / synthetic polymer having the catechol-based functional group may be formed by conjugating the compound having the catechol-based functional group with the biomolecule / synthetic polymer.

그리고, ⅲ)의 가교물 하이드로젤에서, 상기 카테콜계 작용기를 가지는 화합물은 0.1 내지 99.9중량%로 포함되고, 상기 NH2 또는 SH 작용기를 갖는 생체/합성 고분자는 0.1 내지 99.9중량%로 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다. In the cross-linked hydrogel of iii), the compound having the catechol-based functional group is contained in an amount of 0.1 to 99.9% by weight, and the bio / synthetic polymer having the NH 2 or SH-functional group is contained in an amount of 0.1 to 99.9% .

또한, 카테콜계 작용기 및 NH2 또는 -SH기를 가지는 생체/합성고분자는 상기 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 NH2 또는 -SH기를 가지는 생체/합성 고분자와 컨쥬게이션하여 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the biological / synthetic polymer having a catechol-based functional group and an NH2 or-SH group is formed by conjugating the compound having a catechol-based functional group with a living / synthetic polymer having NH2 or -SH group.

그리고, ⅳ)의 가교물 하이드로젤에서, 상기 카테콜계 작용기 및 NH2 또는 SH 작용기를 가지는 화합물은 0.1 내지 98 중량%로 포함되고, 상기 NH2 또는 -SH기를 가지는 생체/합성 고분자는 0.1 내지 98 중량%로 포함되고, 상기 말단에 -NH2 또는 -SH기 가지는 생체/합성 고분자는 1 내지 50 중량%로 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다. In the cross-linked hydrogel of (iv), the compound having the catechol-based functional group and the NH 2 or SH functional group is contained in an amount of 0.1 to 98% by weight, and the bio / synthetic polymer having NH 2 or -SH group is contained in an amount of 0.1 to 98% , And the bio / synthetic polymer having -NH 2 or -SH group at the terminal is contained in an amount of 1 to 50% by weight.

또한, 본 발명의 제1목적에 따른 가교물 하이드로젤은 20 내지 80℃에서 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. The crosslinked hydrogel according to the first aspect of the present invention may be characterized in that it is formed at 20 to 80 ° C.

본 발명의 제2목적은, 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 유효성분으로 포함하는 가교물 하이드로젤의 제조방법에 있어서, 카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성 고분자를 용매에 녹인 용액과, 말단에 -NH2 또는 -SH기 가지는 생체/합성 고분자를 용매에 녹인 용액을 섞는 단계 1; pH 8.5 이상의 조건에서 유지시키는 단계 2; 및 원심분리하여 불순물을 제거하는 단계 3을 포함하는 것을 특징으로 하는 가교물 하이드로젤의 제조방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is to provide a method for producing a cross-linked hydrogel comprising a compound having a catechol-based functional group as an active ingredient, wherein a solution in which a biosynthetic polymer having a catechol-based functional group is dissolved in a solvent, Or a solution obtained by dissolving a living body / synthetic polymer having -SH group in a solvent; maintaining at pH 8.5 or higher; And a step 3 for removing impurities by centrifugation. The cross-linked hydrogel can be obtained by the following method.

또한, 카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성 고분자는, 용매에 생체/합성고분자가 용해된 용액에, 상기 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 첨가하여 pH 5 이하의 산성 조건에서 질소 분위기 상태로 반응시킨 후, pH 4 이하의 산성 조건하에서 투석하여 생체/합성고분자에 카테콜기가 컨쥬게이션되어 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. The biological / synthetic polymer having a catechol-based functional group can be obtained by adding a compound having a catechol-based functional group to a solution in which a living body / synthetic polymer is dissolved in a solvent, reacting the solution in a nitrogen atmosphere under an acidic condition of pH 5 or less, and dialyzing under acidic conditions of pH 4 or less to form a catechol group conjugated to the living / synthetic polymer.

이러한 단계 2는, 20 내지 80℃ 온도에서 1 ~ 24시간 동안 유지되는 것을 특징으로 할 수 있다. This step 2 can be characterized in that it is maintained at a temperature of 20 to 80 캜 for 1 to 24 hours.

또한, 단계 3은,스캐폴드로 제조하여 동결건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Step 3 may further comprise the step of preparing a scaffold and lyophilizing it.

따라서, 설명한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 주입 가능한 하이드로젤을 이용하여 단백질등의 약물의 생체이용율을 극대화하며 줄기세포의 분화를 위한 매트릭스로 이용될 수 있다. 또한 상처부위에 접촉하여 우수한 삼투압, 흡수능, 방수능, 습기투과성을 가지며, 외부로부터 박테리아, 세균, 이물질 등의 침입을 방지할 수 있고, 상처에 적절한 습윤환경을 제공하여 창상, 화상, 자상 등의 상처치유를 촉진할 수 있을 뿐 아니라, 상처 회복 후 남은 흉터를 최소화할 수 있고 장기의 유착 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to one embodiment of the present invention, bioavailability of a drug such as protein is maximized by using an injectable hydrogel, and it can be used as a matrix for differentiation of stem cells. Also, it has excellent osmotic pressure, absorption ability, water repellency, moisture permeability, and can prevent invasion of bacteria, bacteria, foreign substances from the outside, and provides a wet environment suitable for wound, It is possible not only to promote wound healing but also to minimize the scars remaining after wound healing and to prevent adhesion of organs.

또한 본 발명의 일실시예에 의하면, 접착력 및 코팅력이 우수하여 유착방지제, 창상피복제, 주름개선제 또는 의료용 접착제로의 사용이 가능하며, 특히 수용액 상에서 접착력, 생체적합성 및 수분저항력을 가져 이비인후과, 안과, 치과, 신경외과 등의 모든 의료분야에서 다양하게 적용할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, it is possible to use as an anti-adhesion agent, a replica of wound epithelium, an anti-wrinkle agent or a medical adhesive because of its excellent adhesive force and coating power. Especially it has adhesiveness, biocompatibility, It can be applied to various medical fields such as ophthalmology, dentistry, and neurosurgery.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카테콜 히알루론산(HA-C)과 키토산 유도체(키탈락) 가교물 하이드로젤의 강도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카테콜 히알루론산(HA-C)과 키토산 유도체(키탈락) 가교물 하이드로젤의 시간에 따른 강도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카테콜 히알루론산(HA-C)과 키토산 유도체(키탈락) 가교물 하이드로젤의 시간에 따른 팽윤도(%) 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카테콜 히알루론산(HA-C)과 키토산 유도체(키탈락) 가교물 하이드로젤을 시간에 따라 팽윤시킨 후, 그 때의 강도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카테콜 히알루론산과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤의 강도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 카테콜 히알루론산과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤의 강도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 카테콜 키탈락과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤의 강도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 카테콜 키탈락과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤의 강도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예들에 따른 가교물 하이드로젤들의 강도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예들에 따른 약물전달용 가교물 하이드로젤들의 입자도를 측정한 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a graph showing the results of measurement of strength of cross-linked hydrogel of catechol hyaluronic acid (HA-C) and chitosan derivative (chitosan) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the results of measurement of strength of cross-linked hydrogel of catechol hyaluronic acid (HA-C) and chitosan derivative (chitosan) according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the results of measurement of swelling (%) of crosslinked hydrogel of catechol hyaluronic acid (HA-C) and chitosan derivative (chitosan) according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the result of strength measurement after swelling the cross-linked hydrogel of catechol hyaluronic acid (HA-C) and chitosan derivative (chitosan) according to one embodiment of the present invention with time.
FIG. 5 is a graph showing a result of measuring the strength of catechol hyaluronic acid and an amine pluronic crosslinked hydrogel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the results of measurement of strength of catechol hyaluronic acid and a thiolcloronic crosslinked hydrogel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the results of measurement of strength of a catechol-keying and an amine-pluronic crosslinked hydrogel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the results of measurement of strength of a catechol-keyed hydrogel and a thiolcloronic crosslinked hydrogel according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the results of strength measurement of crosslinked hydrogels according to one embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a photograph showing particle diameters of crosslinked hydrogels for drug delivery according to one embodiment of the present invention. FIG.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the other part is indirectly connected with another part in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 약물전달용 가교물 하이드로젤의 구성 및 제조방법 및 실험예에 대하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the constitution, manufacturing method and experimental example of the crosslinked hydrogel for drug delivery according to one embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일실시예에 따른, 가교물 하이드로젤은 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 유효성분으로 포함하는 것으로, ⅰ) 카테콜계 작용기를 가지는 화합물들과 작용기(SH 및 NH2)를 갖는 화합물과의 가교결합으로 형성되거나, ⅱ) 카테콜계 작용기 및 SH 또는 NH2작용기를 가지는 생체고분자와 작용기(SH 및 NH2)를 갖는 화합물과의 가교결합으로 형성되게 된다. The crosslinked hydrogel according to one embodiment of the present invention comprises a compound having a catechol-based functional group as an active ingredient, and is characterized in that i) a crosslinking between a compound having a catechol-based functional group and a compound having a functional group (SH and NH2) (Ii) a biopolymer having a catechol-based functional group and an SH or NH2 functional group and a compound having a functional group (SH and NH2).

이하에서는 본 발명의 가교물 하이드로젤을 다음과 같이 구분하여 자세히 설명한다.Hereinafter, the cross-linked hydrogel of the present invention will be described in detail as follows.

본 발명의 일실시예에 따르면 카테콜계 작용기를 가지는 화합물들의 가교결합으로 가교물 하이드로젤을 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, crosslinked hydrogels can be formed by cross-linking of compounds having a catechol-based functional group.

상기 카테콜계 작용기를 가지는 화합물은 접착력을 갖는 카테콜기를 가지는 화합물로 도파, 도파민, 카페익 엑시드, 갈릭 엑시드, 클로로지닉 엑시드, (-)-에피카테킨, (-)-에피카테킨갈레이트, 멜라닌, 탄닌, 플라보노이드, 시아니딘, 디하이드로케르세틴, 오론, 디하이드로미리세틴, 델피니딘, 미르세틴, 케르세틴, (-)-에피칼로카테킨-3-갈레이트, 카테킨, 루테올린 등을 사용할 수 있다.The compound having a catechol-based functional group is a compound having an adhesive catechol group and is a compound having an adhering power, such as dopa, dopamine, cupric acid, gallic acid, chlorogenic acid, (-) - epicatechin, (-) - epicatechin gallate, melanin, tannin, (-) - epicalocatechin-3-gallate, catechin, luteolin, and the like can be used as the antioxidant.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 생체적합성 고분자에 컨쥬게이션하여 가교물을 형성할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a compound having a catechol-based functional group may be conjugated to a biocompatible polymer to form a crosslinked product.

상기 카테콜계 작용기를 가지는 화합물은 전술한 바와 동일하므로 여기에서는 구체적인 설명을 생략하도록 한다.The compounds having the catechol-based functional groups are the same as those described above, so that a detailed description thereof will be omitted.

상기 카테콜계 작용기를 가지는 화합물은 가교물에 0.1 내지 99.9 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 90 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위내로 포함될 경우에는 카테콜계의 가교 결합에 있어 더욱 좋다.The compound having a catechol functional group is preferably contained in the crosslinked product in an amount of 0.1 to 99.9% by weight, more preferably 1 to 90% by weight. When the content is within the above range, the crosslinking of the catechol system is better.

상기 생체적합성 고분자는 체내에서 화학적으로 분해되는 고분자로, 당업계에서 사용되는 통상의 생체적합성 고분자라면 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 천연고분자로는 히알루론산(hyaluronic acid), 키토산, 키토산유도체(키탈락), 말단에 -NH2 또는 -SH기 가지는 고분자, 콜라겐(collagen), 섬유결합소(fibronectin), 젤라틴(gelatin), 알긴산(alginic acid), 알부민(albumin), 라이신(Lysine), 글루타티온(GSH) 등이 사용될 수 있으며, 합성 고분자로는 poly(lactic acid)(PLA), poly(glycolic acid)(PGA),poly(D,L-latide-co-glycolide)(PLGA),poly(ε-caprolactone) (PCL),폴리무수물(polyanhydride),폴리에스테르(polyester), Polyethyleneimine (PEI) 등이 사용될 수 있다. 이때, 상기 히알루론산은 분자량이 100~2,000kDa이고, 키토산은 분자량이 1~220kDa인 것이 좋다.The biocompatible polymer is a polymer that is chemically decomposed in the body. Any biocompatible polymer that is used in the art can be used without limitation. Examples of natural polymers include hyaluronic acid, chitosan, chitosan derivatives Collagen, fibronectin, gelatin, alginic acid, albumin, lysine, glutathione, and the like having a -NH 2 or -SH group at the terminal thereof, collagen, (PLGA), poly (glycolic acid) (PGA), poly (D, L-lactide-co-glycolide) (PLGA) caprolactone (PCL), polyanhydride, polyester, and polyethyleneimine (PEI). The hyaluronic acid preferably has a molecular weight of 100 to 2,000 kDa and the chitosan has a molecular weight of 1 to 220 kDa.

상기 생체적합성 고분자는 가교물에 0.1 내지 99.9 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 내지 99 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위내로 포함될 경우에는 카테콜계의 가교 결합에 있어 더욱 좋다.The biocompatible polymer is preferably contained in the crosslinked product in an amount of 0.1 to 99.9% by weight, more preferably 10 to 99% by weight. When the content is within the above range, the crosslinking of the catechol system is better.

본 발명의 또다른 일실시예에 따르면 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 생체/합성 고분자와 컨쥬게이션하여 카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성 고분자를 형성하고, 이 말단에 -NH2 또는 -SH기 가지는 생체/합성 고분자 또는 생체적합성 고분자와 가교결합하여 가교물 하이드로젤을 형성할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a compound having a catechol-based functional group is conjugated with a living body / synthetic polymer to form a biosynthetic polymer having a catechol-based functional group, and a living body / The crosslinked hydrogel may be formed by cross-linking with a synthetic polymer or a biocompatible polymer.

상기 카테콜계 작용기를 가지는 화합물은 전술한 바와 동일하며, 가교물 하이드로젤에 0.1 내지 98 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 70 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위내로 포함될 경우에는 카테콜계의 가교 결합에 있어 더욱 좋다.The compound having the catechol-based functional group is the same as described above, and it is preferably contained in the crosslinked hydrogel in an amount of 0.1 to 98% by weight, more preferably 1 to 70% by weight. When the content is within the above range, the crosslinking of the catechol system is better.

상기 생체적합성 고분자 또한 전술한 바와 동일하며, 가교물 하이드로젤에 0.1 내지 98 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 50 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위 내로 포함될 경우에는 가교결합에 있어 더욱 좋다.The biocompatible polymer is also the same as described above, and is preferably contained in the crosslinked hydrogel in an amount of 0.1 to 98% by weight, more preferably 1 to 50% by weight. When the content is within the above range, the crosslinking is better.

상기와 같은 카테콜계 작용기를 가지는 화합물은 생체적합성 고분자에 컨쥬게이션하는데, 구체적으로 생체/합성 고분자를 용매(pH 7.4의 용액)에 용해시킨 후, 이 용액에 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 첨가하여 pH 5 이하의 산성 조건에서 질소 분위기 상태로 상온에서 반응한 후, pH 4 이하의 산성 조건하에서 투석하여 생체적합성 고분자에 카테콜기가 컨쥬게이션된 최종 화합물을 얻을 수 있다.The compound having a catechol-based functional group is conjugated to a biocompatible polymer. Specifically, a biosynthetic polymer is dissolved in a solvent (a solution at pH 7.4), and a compound having a catechol-based functional group is added to this solution to adjust the pH The reaction is carried out at room temperature under an acidic condition of 5 or less and then dialyzed under an acidic condition of pH 4 or less to obtain a final compound conjugated with a catechol group to the biocompatible polymer.

이렇게 카테콜계 작용기를 가지는 화합물과 생체/합성 고분자가 컨쥬게이션하여 형성된 카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성 고분자는 하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 화합물일 수 있다.The bio / synthetic polymer having a catechol-based functional group formed by conjugation of a compound having a catechol-based functional group and a bio / synthetic polymer may be a compound represented by the following general formulas (1) to (4).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013047561090-pat00008
Figure 112013047561090-pat00008

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

x+y는 200 내지 6,000의 정수이고, y는 1 내지 100 의 정수이다.x + y is an integer from 200 to 6,000, and y is an integer from 1 to 100.

[화학식 2](2)

Figure 112013047561090-pat00009
Figure 112013047561090-pat00009

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

A는 SH, NH2 작용기이고, n은 1~3이며A is SH, NH2 functional group, n is 1 to 3

x+y는 200 내지 6,000의 정수이고, y와 z는 1 내지 50의 정수이며,x + y is an integer from 200 to 6,000, y and z are integers from 1 to 50,

[화학식 3](3)

Figure 112013047561090-pat00010
Figure 112013047561090-pat00010

상기 화학식 3에서,In Formula 3,

Z는 카테콜계 작용기를 가지는 화합물이고,Z is a compound having a catechol functional group,

n+m은 10내지 700이고, n + m is from 10 to 700,

n은 0 내지 699 의 정수이고, m은 1 내지 700 의 정수이고, x는 0 내지 700 의 정수이다.n is an integer of 0 to 699, m is an integer of 1 to 700, and x is an integer of 0 to 700. [

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112013047561090-pat00011
Figure 112013047561090-pat00011

상기 화학식 4에서,In Formula 4,

Z는 카테콜계 작용기를 가지는 화합물이고,Z is a compound having a catechol functional group,

n 은 각각 1 내지 100의 정수이고 m은 1 내지 100의 정수 이다. n is an integer of 1 to 100 and m is an integer of 1 to 100, respectively.

상기 화학식 3 및 4에서 Z는 카테콜계 작용기를 가지는 화합물로, 구체적으로 도파, 도파민, 카페익 엑시드, 갈릭 엑시드, 클로로지닉 엑시드, (-)-에피카테킨, (-)-에피카테킨 갈레이트, 멜라닌, 탄닌, 플라보노이드, 시아니딘, 디하이드로케르세틴, 오론, 디하이히드로미리세틴, 델피니딘, 미르세틴, 케르세틴, (-)-에피칼로카테킨-3-갈레이트, (-)-에피갈로카테킨,(-)-에피갈로카테킨 갈레이트, 카테킨 또는 루테올린일 수 있다.In the above formulas (3) and (4), Z is a compound having a catechol-based functional group and specifically includes dopa, dopamine, cupric acid, gallic acid, chlorogenic acid, (-) - epicatechin, (-) - epicatechin gallate, melanin, tannin (-) - epigallocatechin, (-) - epigallocatechin-3-gallate, (-) - epigallocatechin, dicycloheptadienine, - epigallocatechin gallate, catechin or luteolin.

상기와 같이 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 생체적합성 고분자와 컨쥬게이션하여 형성된 카테콜계 작용기를 가지는 생체적합성 고분자는 이후 말단에 -NH2 또는 -SH기 가지는 생체/합성 고분자 또는 생체적합성 고분자와 가교결합한다.As described above, a biocompatible polymer having a catechol-based functional group formed by conjugating a compound having a catechol-based functional group with a biocompatible polymer is cross-linked with a living / synthetic polymer having a -NH2 or -SH group at the end or a biocompatible polymer.

상기 말단에 -NH2 또는 -SH기 가지는 생체/합성 고분자는 키토산, 키토산 유도체(키탈락), 아민 플루로닉, 카테콜 아민, 싸이올 플루로닉, 아민 히알루론산, 싸이올 히알루론산, 콜라겐(collagen), 라이신(Lysine), Polyethyleneimine (PEI), 글루타티온(GSH) 등이 사용될 수 있다. 이때, 상기 키토산은 분자량이 1~220kDa인 것이, 플루로닉은 중량평균분자량이 8,700Da인 F68 또는 12,600Da인 F127, 히알루론산은 중량평균분자량이 230~2,000kDa인 것을 사용하는 것이 좋다.The biomedical / synthetic polymer having the -NH2 or -SH group at the terminal may be selected from the group consisting of chitosan, chitosan derivative (chitosan), amine fluroonic, catecholamine, thiolfluoronic acid, amine hyaluronic acid, thiolhyaluronic acid, collagen collagen, lysine, polyethyleneimine (PEI), glutathione (GSH), and the like. In this case, the chitosan has a molecular weight of 1 to 220 kDa, the pluronic has F68 having a weight average molecular weight of 8,700 Da, F127 having 12,600 Da, and hyaluronic acid having a weight average molecular weight of 230 to 2,000 kDa.

특히, 상기 말단에 -NH2 또는 -SH기 가지는 생체/합성 고분자로는 하기 화학식 5 내지 7로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.In particular, as the living body / synthetic polymer having -NH 2 or -SH group at the terminal, compounds represented by the following formulas (5) to (7) can be used.

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112013047561090-pat00012
Figure 112013047561090-pat00012

상기 화학식 5에서,In Formula 5,

n+m은 10 내지 700의 정수이고, n은 0 내지 700의 정수이다.n + m is an integer of 10 to 700, and n is an integer of 0 to 700. [

[화학식 6][Chemical Formula 6]

Figure 112013047561090-pat00013
Figure 112013047561090-pat00013

상기 화학식 6에서,In Formula 6,

x는 1 내지 12 의 정수이고, n은 78 내지 100의 정수이고, m은 30 내지 65의 정수이다.x is an integer of 1 to 12, n is an integer of 78 to 100, and m is an integer of 30 to 65.

[화학식 7](7)

Figure 112013047561090-pat00014
Figure 112013047561090-pat00014

상기 화학식 7에서,In Formula 7,

x는 1 내지 12 의 정수이고, n은 78 내지 100의 정수이고, m은 30 내지 65의 정수이다.x is an integer of 1 to 12, n is an integer of 78 to 100, and m is an integer of 30 to 65.

또한, 카테콜계 작용기를 가지는 생체적합성 고분자에 가교결합을 할 수 있는 생체적합성 고분자는 전술한 바와 동일한 종류의 것을 사용할 수 있음은 물론이다.The biocompatible polymer capable of crosslinking with the biocompatible polymer having the catechol-based functional group may be of the same kind as described above.

상기 생체/합성 고분자 또는 생체적합성 고분자는 가교물 하이드로젤에 0.1 내지 98 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 50 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 상기 범위내로 포함될 경우에는 가교 결합에 있어 더욱 좋다.The bio / synthetic polymer or the biocompatible polymer is preferably contained in the crosslinked hydrogel in an amount of 0.1 to 98% by weight, more preferably 1 to 50% by weight. When the content is within the above range, the crosslinking is better.

상기 카테콜계 작용기를 가지는 생체적합성 고분자는 이후 말단에 -NH2 또는 -SH기 가지는 생체/합성 고분자 또는 생체적합성 고분자와 가교결합을 하기 위해서, 카테콜계 작용기를 가지는 생체적합성 고분자를 TBS(pH 7.4) 용매에 녹이고, 말단에 -NH2 또는 -SH기 가지는 생체/합성 고분자 또는 생체적합성 고분자를 TBS(pH 8.5) 용매에 녹인 후, 이 두 용액을 섞은 후 pH를 8.5 이상으로 조절하고, 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 0~80℃의 온도에서 1~24시간 동안 유지시킨다. 그 다음, 가교물 하이드로젤을 원심분리하여 불순물을 제거하고, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하여 최종 가교물 하이드로젤을 얻을 수 있다.
The biocompatible polymer having a catechol-based functional group is then crosslinked with a biosynthetic polymer having a -NH 2 or -SH group at its end or with a biocompatible polymer. The biocompatible polymer having a catechol-based functional group is dissolved in TBS (pH 7.4) And the biomedical / synthetic polymer or biocompatible polymer having -NH 2 or -SH group at the terminal thereof is dissolved in a solvent of TBS (pH 8.5). After mixing the two solutions, the pH is adjusted to 8.5 or more, The mixed solution is maintained at a temperature of 0 to 80 캜 for 1 to 24 hours. The crosslinked hydrogel is then centrifuged to remove impurities and made into a scaffold and lyophilized to give the final crosslinked hydrogel.

이하에서는 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나. 이들 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. These embodiments are for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of protection of the present invention.

실시예Example 1. 카테콜 1. Catechol system 작용기를 가지는 화합물을 생체적합성 고분자에  A compound having a functional group is bonded to a biocompatible polymer 컨주게이션하여By conjugation 형성된  Formed 가교물Bridge 하이드로젤Hydrogel 제조 Produce

(카테콜 히알루론산(HA-C) 제조)(Manufactured by Catechol hyaluronic acid (HA-C))

분자량 약 230kDa의 히알루론산 1중량%를 2x PBS(phosphate buffered saline, pH 7.4) 완충용액에 완전히 녹였다. 이때, 완충용액은 산소를 제거하고 질소를 채워준 용액을 사용하였다. 상기 용액에 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드(EDC) 0.4중량%와 N-하이드록시석신이미드(NHS) 0.3중량%를 첨가한 뒤, 1M HCl을 이용하여 pH를 3~4 정도로 조절하였다. 그 다음, 도파민(dopamine) 0.4중량%를 첨가하고 pH를 3~4 정도로 유지하여 상기 혼합용액을 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 상기 혼합용액을 미리 세척해둔 투석막(6~8kDa의 분자량 컷-오프)으로 밀봉하여 pH 3 이하의 2x PBS 용액에서 48시간 동안 투석하여 잔류 EDC, NHS 및 도파민을 제거하였다. 그 다음, 동결 건조하여 카테콜 히알루론산(HA-C)을 얻었다(하기 반응식 1 참조).1 wt% of hyaluronic acid having a molecular weight of about 230 kDa was completely dissolved in 2x PBS (phosphate buffered saline, pH 7.4) buffer solution. At this time, the buffer solution was deoxygenated and filled with nitrogen. To this solution was added 0.4% by weight of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and 0.3% by weight of N-hydroxysuccinimide (NHS) Was adjusted to about 3-4. Next, 0.4% by weight of dopamine was added, the pH was maintained at about 3 to 4, and the mixed solution was stirred at room temperature for 24 hours. The mixed solution was sealed with a pre-washed dialysis membrane (molecular weight cut-off of 6-8 kDa) and dialyzed in 2x PBS solution of pH 3 or less for 48 hours to remove residual EDC, NHS and dopamine. Then, lyophilization was performed to obtain catechol hyaluronic acid (HA-C) (see the following reaction formula 1).

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure 112013047561090-pat00015
Figure 112013047561090-pat00015

상기 반응식 1에서, x+y는 200 내지 6,000의 정수이고, y는 1 내지 50의 정수이다.In the above Reaction Scheme 1, x + y is an integer of 200 to 6,000, and y is an integer of 1 to 50.

(카테콜 히알루론산 가교물 제조)(Catechol hyaluronic acid crosslinked product)

상기 제조한 카테콜 히알루론산(HA-C)을 60중량%의 농도로 TBS(pH 8.5) 완충용액에 완전히 녹인 후, 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 상온에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 제조된 카테콜 히알루론산 가교물을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
The prepared catechol hyaluronic acid (HA-C) was completely dissolved in a TBS (pH 8.5) buffer solution at a concentration of 60% by weight, and the mixed solution was maintained at room temperature for 24 hours for complete crosslinking reaction. Then, the prepared catechol hyaluronic acid crosslinked product was subjected to centrifugal separation three times to remove impurities, and was made into a scaffold and lyophilized.

실시예Example 2. 카테콜 히알루론산( 2. Cathecol hyaluronic acid ( HAHA -C)과 키토산 유도체(-C) and chitosan derivatives ( 키탈락Kick out ) ) 가교물Bridge 하이드로젤Hydrogel 제조 Produce

(키토산 유도체(키탈락) 제조)(Chitosan derivative (manufactured by Kidakaku))

분자량 약 5kDa의 키토산 2중량%를 1% 아세트산(pH 4.5) 용액에 완전히 녹이고, 여기에 1% 아세트산과 같은 양의 메탄올을 첨가하였다. 그 후, 락토스 4.5중량%와 소디움 시아노보로하이드라이드 2중량%를 같은 비율의 1% 아세트산과 메탄올의 혼합 용매에 녹인 후, 상기 키토산이 용해된 용액에 첨가하였다. 상기 혼합용액을 상온에서 24시간 동안 교반한 후, 미리 세척해둔 투석막(6~8kDa의 분자량 컷-오프)으로 밀봉하여 2차 증류수에서 24시간 동안 투석하여 잔류 키토산, 락토스 및 소디움시아노보로하이드라이드를 제거하였다. 그 다음, 동결건조하여 키토산 유도체(키탈락)를 얻었다(하기 반응식 2 참조).2% by weight of chitosan having a molecular weight of about 5 kDa was completely dissolved in a 1% acetic acid (pH 4.5) solution, and an amount of methanol equal to 1% acetic acid was added thereto. Then, 4.5% by weight of lactose and 2% by weight of sodium cyanoborohydride were dissolved in a mixed solvent of 1% acetic acid and methanol in the same proportions, and then added to the solution in which the chitosan was dissolved. The mixed solution was stirred at room temperature for 24 hours, sealed with a pre-washed dialysis membrane (molecular weight cut-off of 6-8 kDa), and dialyzed in secondary distilled water for 24 hours to obtain residual chitosan, lactose and sodium cyanoborohydride . Then, it was lyophilized to obtain a chitosan derivative (key-fall) (see Reaction Scheme 2 below).

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure 112013047561090-pat00016
Figure 112013047561090-pat00016

상기 반응식 2에서, n+m은 10내지 700의 정수이고, n은 1 내지 700 의 정수이다.In the above Reaction Scheme 2, n + m is an integer of 10 to 700, and n is an integer of 1 to 700.

(카테콜 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤 제조)(Crosslinked hydrogel of catechol hyaluronic acid and chitosan derivative)

상기 실시예 1에서 제조한 카테콜 히알루론산(HA-C)을 4(w/w)%의 농도로 TBS(pH 7.4) 완충용액에 완전히 녹인 후, 아민과의 반응으로 가교를 이루기위해 상기 제조한 키토산 유도체를 2(w/w)%의 농도로 TBS(pH 8.5)에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH를 8.5로 조절하였다. 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤의 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 상온에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 제조된 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
The catechol hyaluronic acid (HA-C) prepared in Example 1 was completely dissolved in a TBS (pH 7.4) buffer solution at a concentration of 4 (w / w)%, A chitosan derivative was dissolved in TBS (pH 8.5) at a concentration of 2 (w / w)%, and the pH of the solution was adjusted to 8.5 after mixing the two solutions. The mixed solution was kept at room temperature for 24 hours for a complete crosslinking reaction of the catechol hyaluronic acid and the chitosan derivative crosslinked hydrogel. Then, the prepared catechol hyaluronic acid and the chitosan derivative crosslinked hydrogel were centrifuged three times to remove impurities, and then made into a scaffold and lyophilized.

실험예Experimental Example 1. 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체  1. Catechol hyaluronic acid and chitosan derivatives 가교물Bridge 하이드로젤의Hydrogel 강도 측정 Strength measurement

상기 실시예 2에서 제조된 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤을 원심분리하여 상층액을 제거한 후, Rheometer를 통해 하이드로젤의 점탄성을 측정하여 강도를 확인하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 이때, 대조군으로는 히알루론산과 키토산 유도체(키탈락) 가교물 하이드로젤을 사용하였다.The cross-linked hydrogel of catechol hyaluronic acid and chitosan derivative prepared in Example 2 was centrifuged to remove the supernatant, and the viscoelasticity of the hydrogel was measured by a Rheometer to confirm its strength. The results are shown in FIG. 1 . At this time, as a control group, a cross-linked hydrogel of hyaluronic acid and chitosan derivative (chitosan) was used.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤은 대조군인 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤과 비교하여 강도가 더 크게 나타남을 확인할 수 있었다.
As shown in FIG. 1, it was confirmed that the crosslinked hydrogel of catechol hyaluronic acid and chitosan derivative prepared according to the present invention had a larger strength than the cross-linked hydrogel of hyaluronic acid and the chitosan derivative cross-linked.

실험예Experimental Example 2. 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체  2. Catechol hyaluronic acid and chitosan derivatives 가교물Bridge 하이드로젤의Hydrogel 시간에 따른 강도 측정 Measure strength over time

상기 실시예 2에서 제조된 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤의 시간에 따른 강도를 Rheometer를 통해 측정하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.The strength of the catechol hyaluronic acid and chitosan derivative crosslinked hydrogel prepared in Example 2 over time was measured with a rheometer, and the results are shown in Fig.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤은 시간이 지남에 따라 sol 상태에서 gel 상태로 변화되는 것을 확인할 수 있었으며, 시간에 따른 강도의 변화 없이 큰 강도를 유지함을 확인할 수 있었다.
As shown in FIG. 2, it was confirmed that the cross-linked hydrogel of catechol hyaluronic acid and chitosan derivative prepared according to the present invention changed from a sol state to a gel state with time, And it was confirmed that it maintained a large strength.

실험예Experimental Example 3. 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체  3. Catechol hyaluronic acid and chitosan derivatives 가교물Bridge 하이드로젤의Hydrogel 팽윤도 측정 Swelling degree measurement

상기 실시예 2에서 제조된 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤을 증류수에 침지하고 37℃ 인큐베이터에 보관한 뒤, 무진 휴지로 가교물 하이드로젤의 표면을 닦은 후 무게를 측정하였다. 상기 침지 이전에 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤의 무게를 측정하여 두었다. 이때, 가교물 하이드로젤의 팽윤도(Degree of swelling)는 하기 수학식 1에 의해 계산하였으며, 팽윤도를 통한 Percentage Swelling은 하기 수학식 2에 의해 계산하였다.The catechol hyaluronic acid and the chitosan derivative crosslinked hydrogel prepared in Example 2 were immersed in distilled water and stored in an incubator at 37 ° C. Then, the surface of the cross-linked hydrogel was wiped off and the weight was measured. The weight of the catechol hyaluronic acid and chitosan derivative crosslinked hydrogel was measured before the immersion. At this time, the degree of swelling of the crosslinked hydrogel was calculated by the following equation (1), and the percentage swelling by the degree of swelling was calculated by the following equation (2).

[수학식 1] [Equation 1]

Figure 112013047561090-pat00017
Figure 112013047561090-pat00017

[수학식 2] &Quot; (2) "

Figure 112013047561090-pat00018
Figure 112013047561090-pat00018

실험결과 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 카테콜 히알루론산(HA-C)과 키토산 유도체(키탈락) 가교물 하이드로젤은 팽윤도를 통해 하이드로젤이 물을 흡수함을 알 수 있었다.
Experimental Results As shown in FIG. 3, it was found that the cross-linked hydrogel of catechol hyaluronic acid (HA-C) and chitosan derivative (chitosan) prepared according to the present invention absorbs water by the degree of swelling .

실험예Experimental Example 4. 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체  4. Cathecol hyaluronic acid and chitosan derivatives 가교물Bridge 하이드로젤의Hydrogel 팽윤 상태에서 젤 강도 측정 Measure gel strength in swelling state

상기 실시예 2에서 제조된 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤을 이용하여 시간에 따른 팽윤도를 측정하고, 그때의 젤 강도를 rheometer를 통해 측정하여, 그 결과를 도 4에 나타내었다.The degree of swelling with time was measured using the catechol hyaluronic acid and the chitosan derivative crosslinked hydrogel prepared in Example 2, and the gel strength at that time was measured using a rheometer. The results are shown in FIG.

실험결과 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 카테콜 히알루론산과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤은 20일이 지나도 초기와 비슷한 젤 강도를 유지하는 것을 확인할 수 있었다.
Experimental Results As shown in FIG. 4, it was confirmed that the catechol hyaluronic acid and the chitosan derivative crosslinked hydrogel prepared according to the present invention maintained a gel strength similar to that of the initial stage even after 20 days.

실시예Example 3. 카테콜 히알루론산( 3. Catechol hyaluronic acid ( HAHA -C)과 아민 -C) and amines 플루로닉Pluronic (F127-(F127- EDAEDA ) ) 가교물Bridge 하이드로젤Hydrogel 제조 Produce

(아민 플루로닉(F127-EDA) 제조)(Manufactured by Amine Fluoronic (F127-EDA))

플루로닉 양쪽의 말단이 아민으로 치환된 아민 플루로닉(F127-EDA)을 합성하였다. 분자량 약 12kDa의 플루로닉 11중량%, 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 0.5중량% 및 트리에틸아민(TEA) 0.5중량%을 1,4-다이옥센에 완전히 녹인 후, 석시닉앤하이드라이드(SA) 0.5중량%를 첨가하였다. 상기 혼합용액을 상온에서 24시간 동안 교반하고 용매를 제거한 후, 차가운 다이에틸에테르에 침전시켰다. 생성된 침전물을 필터하고 건조하여 백색의 침전물을 얻었다. 이렇게 얻어진 침전물을 N,N-디메틸포름아미드(DMF)에 녹인 다음, N,N'-디싸이클로헥실카르보디이미드(DCC) 0.4중량% 및 N-하이드록시석신이미드(NHS) 0.2중량%를 첨가하였다. 이후, 이 혼합용액에 에틸렌다이아민 0.2중량% 및 용매로 N,N-디메틸포름아미드(DMF)를 천천히 첨가하였다. 상기 혼합용액을 30℃에서 24시간 동안 교반하고 용매를 제거한 후, 차가운 다이에틸에테르에 침전시켰다. 이렇게 생성된 침전물은 필터하고 건조하여 백색의 침전물을 얻었다. 이 침전물은 중량평균분자량이 약 12,600Da인 아민 플루로닉(F127-EDA)이었다(하기 반응식 3 참조).Aminfluronic (F127-EDA) in which both ends of the pluronic were substituted with amines was synthesized. 11% by weight of pluronic with a molecular weight of about 12 kDa, 0.5% by weight of 4-dimethylaminopyridine (DMAP) and 0.5% by weight of triethylamine (TEA) were completely dissolved in 1,4-dioxane and then succinic anhydride ) Was added. The mixed solution was stirred at room temperature for 24 hours, the solvent was removed, and the solution was precipitated in cold diethyl ether. The resulting precipitate was filtered and dried to obtain a white precipitate. The resulting precipitate was dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF), and then 0.4% by weight of N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) and 0.2% by weight of N-hydroxysuccinimide (NHS) . Then, 0.2 wt% of ethylenediamine and N, N-dimethylformamide (DMF) were slowly added to the mixed solution. The mixed solution was stirred at 30 DEG C for 24 hours, the solvent was removed, and the solution was precipitated in cold diethyl ether. The precipitate thus formed was filtered and dried to obtain a white precipitate. This precipitate was amine pluronic (F127-EDA) having a weight average molecular weight of about 12,600 Da (see Reaction Scheme 3 below).

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

Figure 112013047561090-pat00019
Figure 112013047561090-pat00019

상기 반응식 3에서, x는 1 내지 12의 정수이고, n은 78 내지 100 의 정수이고, m은 30 내지 65 의 정수이다.In the above Reaction Scheme 3, x is an integer of 1 to 12, n is an integer of 78 to 100, and m is an integer of 30 to 65.

(카테콜 히알루론산과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤 제조)(Catechol hyaluronic acid and aminuclear crosslinked hydrogel)

상기 실시예 1에서 제조한 분자량 약 230kDa의 카테콜 히알루론산 (HA-C)을 5(w/w)%의 농도로 완전히 TBS(pH 7.4) 완충용액에 녹인 후, 아민과의 반응으로 가교를 이루기 위해 상기 제조한 아민 플루로닉(F127-EDA)을 15~25(w/w)% 범위의 다양한 농도로 TBS(pH 8.5)에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH 8.5로 조절하였다. 카테콜 히알루론산과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤의 완전한 가교 반응을 위해 상기 혼합용액을 4℃에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 제조된 카테콜 히알루론산과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
Catechol hyaluronic acid (HA-C) having a molecular weight of about 230 kDa prepared in Example 1 was completely dissolved in a TBS (pH 7.4) buffer solution at a concentration of 5 (w / w)% and crosslinked by reaction with an amine (F127-EDA) was dissolved in TBS (pH 8.5) at various concentrations ranging from 15 to 25 (w / w)%, and the two solutions were mixed and adjusted to pH 8.5. The mixed solution was maintained at 4 DEG C for 24 hours for a complete crosslinking reaction of catechol hyaluronic acid and an amine fluroonic crosslinked hydrogel. Then, the prepared catechol hyaluronic acid and aminuclear cross-linked hydrogel were centrifuged three times to remove impurities, and then made into a scaffold and lyophilized.

실험예Experimental Example 5. 카테콜 히알루론산과 아민  5. Cathecol hyaluronic acid and amine 플루로닉Pluronic 가교물Bridge 하이드로젤의Hydrogel 강도 측정 Strength measurement

상기 실시예 3에서 제조된 카테콜 히알루론산과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤을 이용하여 시간에 따라 Rheometer를 통해 하이드로젤의 강도를 측정하고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.The strength of the hydrogel was measured by using a catechol hyaluronic acid and an amine flouronic crosslinked hydrogel prepared in Example 3 over time according to a rheometer. The results are shown in FIG.

실험결과, 도 5에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따라 제조한 카테콜 히알루론산과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤은 G'와 G''의 교차점에서 sol에서As a result of the experiment, as shown in Fig. 5, the catechol hyaluronic acid and the amine fl uoronic crosslinked hydrogel prepared according to the present invention had a solubility at the intersection of G 'and G "

gel로의 상변화가 일어나는 것을 확인할 수 있었으며, 카테콜 히알루론산과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤은 큰 강도를 나타냄을 확인할 수 있었다.
gel phase change was observed. It was confirmed that catechol hyaluronic acid and aminuclear bridged hydrogels showed high strength.

실시예Example 4. 히알루론산( 4. Hyaluronic acid ( HAHA )과 카테콜 아민() And catecholamine ( EDAEDA -C) -C) 가교물Bridge 하이드로젤Hydrogel

(카테콜 아민(EDA-C) 제조)(Catecholamine (EDA-C))

에틴렌 다이아민의 양쪽 말단에 카테콜기를 합성하였다. 에틸렌다이아민 0.5중량%를 N,N-디메틸포름아미드(DMF)에 녹인 후, N,N'-디싸이클로헥실카르보디이미드(DCC) 0.2중량% 및 N-하이드록시석신이미드(NHS) 0.2중량%를첨가하였다. 이어, 상기 혼합용액에 하이드로카페익 엑시드 0.2중량%를첨가하였다. 상기 혼합용액은 상온에서 24시간 동안 교반하고 용매를 제거한 후, 차가운 다이에틸에테르에 침전시켰다. 생성된 침전물을 필터하고 건조하여 백색의 침전물을 얻었다. 이 침전물은 카테콜 아민(EDA-C)이었다.A catechol group was synthesized at both ends of ethynedianamine. 0.5% by weight of ethylenediamine was dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF), and then 0.2% by weight of N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) and 0.2% by weight of N-hydroxysuccinimide (NHS) % By weight. Then, 0.2% by weight of hydrocuppedic acid was added to the mixed solution. The mixed solution was stirred at room temperature for 24 hours, the solvent was removed, and the solution was precipitated in cold diethyl ether. The resulting precipitate was filtered and dried to obtain a white precipitate. This precipitate was catecholamine (EDA-C).

(히알루론산과 카테콜 아민 가교물 하이드로젤 제조)(Hyaluronic acid and catecholamine crosslinked hydrogel)

분자량 약 230kDa의 히알루론산을 5(w/w)%의 농도로 완전히 TBS(pH 7.4) 완충용액에 녹인 후, 아민과의 반응으로 가교를 이루기 위해 상기 제조한 카테콜 아민(EDA-C)을 15~25(w/w)% 범위의 다양한 농도로 TBS(pH 8.5)에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH를 8.5로 조절하였다. 히알루론산(HA)과 카테콜 아민(EDA-C) 가교물 하이드로젤의 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 4℃에서 24시간 동안 유지 시켰다. 그 다음, 제조된 히알루론산(HA)과 카테콜 아민 (EDA-C)가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
After dissolving hyaluronic acid having a molecular weight of about 230 kDa in a concentration of 5 (w / w)% completely in TBS (pH 7.4) buffer solution, the above-prepared catecholamine (EDA-C) Was dissolved in TBS (pH 8.5) at various concentrations ranging from 15 to 25 (w / w)%, and the pH was adjusted to 8.5 after mixing the two solutions. The mixed solution was maintained at 4 DEG C for 24 hours for a complete crosslinking reaction of hyaluronic acid (HA) and catecholamine (EDA-C) crosslinked hydrogel. Then, the prepared hyaluronic acid (HA) and catecholamine (EDA-C) cross-linked hydrogel were centrifuged three times to remove impurities, followed by preparing a scaffold and lyophilization.

실시예Example 5. 카테콜 히알루론산(  5. Cathecol hyaluronic acid ( HAHA -C)과 -C) and 싸이올Cyol 플루로닉Pluronic (F127-(F127- CACA ) ) 가교물Bridge 하이드로젤의Hydrogel 제조 Produce

(싸이올 플루로닉(F127-CA) 제조)(Manufactured by Thyol Pluronic (F127-CA)),

플루로닉 양쪽의 말단을 싸이올으로 치환된 싸이올 플루로닉(F127-CA)을 합성하였다. 분자량 약 12kDa 플루로닉 11중량%, 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 0.5중량% 및 트리에틸아민(TEA) 0.5중량%를 1,4-다이옥센에 완전히 녹인 후, 석시닉앤하이드라이드(SA) 0.5중량%를 첨가하였다. 상기 혼합용액을 상온에서 24시간 동안 교반하고 용매를 제거한 후, 차가운 다이에틸에테르에 침전시켰다. 생성된 침전물을 필터하고 건조하여 백색의 침전물을 얻었다. 이렇게 얻어진 침전물을 N,N-디메틸포름아미드 (DMF)에 녹인 다음, N,N'-디싸이클로헥실카르보디이미드(DCC) 0.4중량% 및 N-하이드록시석신이미드(NHS) 0.2중량%를 첨가하였다. 이후, 이 혼합용액에 시스티아민 0.2중량%를 첨가하였다. 상기 혼합용액을 30℃에서 24시간 동안 교반하고, 용매를 제거한 후, 차가운 다이에틸에테르에 침전시켰다. 이렇게 생성된 침전물을 필터하고 건조하여 백색의 침전물을 얻었다. 이 침전물은 중량평균분자량이 12,600Da인 싸이올 플루로닉(F127-CA)이었다(하기 반응식 4 참조).(F127-CA) substituted with thiol at both ends of the pluronic were synthesized. (SA) was prepared by completely dissolving 11 wt% of pluronic, 0.5 wt% of 4-dimethylaminopyridine (DMAP) and 0.5 wt% of triethylamine (TEA) in 1,4- 0.5% by weight. The mixed solution was stirred at room temperature for 24 hours, the solvent was removed, and the solution was precipitated in cold diethyl ether. The resulting precipitate was filtered and dried to obtain a white precipitate. The resulting precipitate was dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF), and then 0.4% by weight of N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) and 0.2% by weight of N-hydroxysuccinimide (NHS) . Then, 0.2 wt% of cysteamine was added to the mixed solution. The mixed solution was stirred at 30 DEG C for 24 hours, the solvent was removed, and the solution was precipitated in cold diethyl ether. The resulting precipitate was filtered and dried to obtain a white precipitate. This precipitate was thionoluronic (F127-CA) having a weight average molecular weight of 12,600 Da (see Reaction Scheme 4 below).

[반응식 4][Reaction Scheme 4]

Figure 112013047561090-pat00020
Figure 112013047561090-pat00020

상기 반응식 4에서, n은 78 내지 100 의 정수이고, m은 30 내지 65의 정수이다.In the above Reaction Scheme 4, n is an integer of 78 to 100, and m is an integer of 30 to 65.

(카테콜 히알루론산과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤의 제조)(Preparation of catechol hyaluronic acid and thiolcloronic crosslinked hydrogel)

상기 실시예 1에서 제조한 분자량 약 230kDa의 카테콜 히알루론산(HA-C)을 5(w/w)%의 농도로 완전히 TBS(pH 7.4) 완충용액에 녹인 후, 싸이올과의 반응으로 가교를 이루기 위해 상기 제조한 싸이올 플루로닉(F127-CA)을 15~25(w/w)% 범위의 다양한 농도로 TBS(pH 8.5)에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH를 8.5로 조절하였다. 카테콜 히알루론산과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤의 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 4℃에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 제조된 카테콜 히알루론산과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
Catechol hyaluronic acid (HA-C) having a molecular weight of about 230 kDa prepared in Example 1 was completely dissolved in a TBS (pH 7.4) buffer solution at a concentration of 5 (w / w)%, (F127-CA) prepared above was dissolved in TBS (pH 8.5) at various concentrations ranging from 15 to 25 (w / w)%. After mixing the two solutions, the pH was adjusted to 8.5 Respectively. The mixed solution was kept at 4 캜 for 24 hours for a complete crosslinking reaction of catechol hyaluronic acid and thiol cyclic hydrogel. Then, the produced catechol hyaluronic acid and thyroid pluronic crosslinked hydrogel were subjected to centrifugation three times to remove impurities, and were made into a scaffold and lyophilized.

실험예Experimental Example 6. 카테콜 히알루론산과  6. Cathecol with hyaluronic acid 싸이올Cyol 플루로닉Pluronic 가교물Bridge 하이드로젤의Hydrogel 강도 측정 Strength measurement

상기 실시예 6에서 제조된 카테콜 히알루론산과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤을 이용하여 시간에 따라 Rheometer를 통해 하이드로젤의 강도를 측정하고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.The hydrogel strength was measured with a catechol hyaluronic acid and a thiol pluronic crosslinked hydrogel prepared in Example 6 over time using a rheometer, and the results are shown in FIG.

실험결과, 도 6에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따라 제조한 카테콜 히알루론산과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤은 G'와 G''의 교차점에서 sol에As shown in FIG. 6, the catechol hyaluronic acid and thiol pluronic crosslinked hydrogel prepared according to the present invention had a sol at the intersection of G 'and G "

서 gel로의 상변화가 일어나는 것을 확인할 수 있었으며, 이들이 큰 강도를 나타냄을 확인할 수 있었다.
It was confirmed that the phase change occurred in the standing gel, and they showed high strength.

실시예Example 6. 카테콜  6. Catechol 키탈락(chitlac-C)과Chitlac-C and 아민  Amine 플루로닉Pluronic (F127-(F127- EDAEDA ) ) 가교물Bridge 하이드로젤의Hydrogel 제조 Produce

(카테콜 키탈락(chitlac-C) 제조)(Manufactured by chitlac-C)

상기 실시예 2에서 제조한 키토산 유도체(키탈락) 0.5중량%를 2차 증류수(pH 5.5)에 완전히 녹였다. 하이드로카페익 엑시드 0.2중량%와 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드(EDC) 0.2중량%를 같은 비율의 2차 증류수와 에탄올의 혼합용액에 완전히 녹인 후, 상기 키토산 유도체가 용해된 혼합용액에 첨가하였다. 상기 혼합용액을 1M HCl로 pH 5.5를 유지하면서 상온에서 12시간 교반하였다. 그 다음, 미리 세척해둔 투석막(3kDa의 분자량 컷-오프)으로 밀봉하여 2차 증류수(pH 5.5)로 2일 동안 투석하여 잔류 하이드로카페익 엑시드와 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드(EDC)를 제거하였다. 그 다음, 동결건조하여 카테콜 키탈락(chitlac-C)을 얻었다(하기 반응식 5 참조).0.5% by weight of the chitosan derivative (Kidulac) prepared in Example 2 was completely dissolved in the second distilled water (pH 5.5). 0.2% by weight of hydrocappeak exase and 0.2% by weight of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) were completely dissolved in a mixed solution of secondary distilled water and ethanol in the same ratio, Was added to the dissolved mixed solution. The mixed solution was stirred at room temperature for 12 hours while maintaining a pH of 5.5 with 1M HCl. Then, the membrane was sealed with a pre-washed dialysis membrane (molecular weight cut-off of 3 kDa), and dialyzed with secondary distilled water (pH 5.5) for 2 days to obtain a residual hydrocapped ether and 1-ethyl-3- Carbodiimide (EDC) was removed. Then, lyophilization was performed to obtain catechol-chitlac-C (see Scheme 5 below).

[반응식 5][Reaction Scheme 5]

Figure 112013047561090-pat00021
Figure 112013047561090-pat00021

상기 반응식 5에서, Z는 카테콜계 작용기를 가지는 화합물이고, n+m은 10내지 700의 정수이고, n은 1 내지 699의 정수이고, x는 1 내지 700의 정수이다.In the above Reaction Scheme 5, Z is a compound having a catechol-based functional group, n + m is an integer of 10 to 700, n is an integer of 1 to 699, and x is an integer of 1 to 700.

(카테콜 키탈락과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤 제조)(Preparation of catechol ketals and aminuclear crosslinked hydrogel)

상기 제조한 분자량 약 12kDa의 카테콜 키탈락(chitlac-C)을 0.5(w/w)%의 농도로 완전히 TBS(pH 7.4) 완충용액에 녹인 후, 아민과의 반응으로 가교를 이루기 위해 상기 실시예 3에서 제조한 아민 플루로닉(F127-EDA)을 15~25 (w/w)% 범위의 다양한 농도로 TBS(pH 8.5)에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH를 8.5로 조절하였다. 카테콜 키탈락과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤의 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 4℃에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 제조 된 카테콜 키탈락과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
The prepared chitlac-C having a molecular weight of about 12 kDa was completely dissolved in a TBS (pH 7.4) buffer solution at a concentration of 0.5 (w / w)%, Amine fluoronics (F127-EDA) prepared in Example 3 was dissolved in TBS (pH 8.5) at various concentrations ranging from 15 to 25 (w / w)%, and the pH was adjusted to 8.5 after mixing the two solutions . The mixed solution was maintained at 4 캜 for 24 hours for a complete crosslinking reaction of the catechol ketals and the amine-pluronic crosslinked hydrogel. Then, the produced catechol ketals and aminuclear bridged hydrogel were centrifuged three times to remove impurities, and then made into a scaffold and lyophilized.

실험예Experimental Example 7. 카테콜  7. Catechol 키탈락과With the key dropping 아민  Amine 플루로닉Pluronic 가교물Bridge 하이드로젤의Hydrogel 강도 측정 Strength measurement

상기 실시예 6에서 제조된 카테콜 키탈락과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤을 이용하여 시간에 따라 Rheometer를 통해 하이드로젤의 강도를 측정하고, 그 결과를 도 7에 나타내었다.The strength of the hydrogel was measured by a rheometer over time using the catechol ketals and aminfluronic crosslinked hydrogel prepared in Example 6, and the results are shown in FIG.

실험결과, 도 7에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따라 제조한 카테콜 키탈락과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤은 G'와 G''의 교차점에서 sol에서 gel로의 상변화가 일어나는 것을 확인할 수 있었으며, 이들은 큰 강도를 나타냄을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 7, it was confirmed that the catechol ketals and aminuclear crosslinked hydrogels prepared according to the present invention had a phase change from the sol to the gel at the intersection of G 'and G " , It can be confirmed that they exhibit a large strength.

실시예Example 7. 카테콜  7. Catechol 키탈락(chitlac-C)과Chitlac-C and 아민 히알루론산( Amine hyaluronic acid ( HAHA -- EDAEDA ) ) 가교물Bridge 하이드로젤Hydrogel 제조 Produce

(아민 히알루론산(HA-EDA) 제조)(Amine hyaluronic acid (HA-EDA))

분자량 약 230kDa의 히알루론산 0.5중량%를 2x PBS(phosphate buffered saline, pH 7.4) 완충용액에 완전히 녹였다. 이때, 완충용액은 산소를 제거하고 질소를 채워준 용액으로 하였다. 상기 용액에 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드(EDC) 0.2중량%와 N-하이드록시석신이미드(NHS) 0.2중량%를 첨가한 후, 에틸렌다이아민 0.2중량%를 첨가하고 상기 혼합용액을 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 상기 혼합용액을 미리 세척해둔 투석막(6~8kDa의 분자량 컷-오프)으로 밀봉하여 2x PBS 용액에서 48시간 동안 투석하여 잔류 EDC, NHS 및 에틸렌다이아민을 제거하였다.그 다음, 동결 건조하여 아민 히알루론산(HA-EDA)을 얻었다.0.5% by weight of hyaluronic acid having a molecular weight of about 230 kDa was completely dissolved in 2x PBS (phosphate buffered saline, pH 7.4) buffer solution. At this time, the buffer solution was deoxygenated and filled with nitrogen. 0.2% by weight of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and 0.2% by weight of N-hydroxysuccinimide (NHS) Was added and the mixed solution was stirred at room temperature for 24 hours. The mixed solution was sealed with a pre-washed dialysis membrane (molecular weight cut-off of 6-8 kDa) and dialyzed in 2x PBS solution for 48 hours to remove residual EDC, NHS and ethylene diamine. Then, (HA-EDA).

(카테콜 키탈락과 아민 히알루론산 가교물 하이드로젤 제조)(Preparation of crosslinked catechol ketone and amine hyaluronic acid hydrogel)

상기 실시예 6에서 제조한 분자량 약 12kDa의 카테콜 키탈락을 0.5(w/w)%의 농도로 완전히 TBS(pH 7.4) 완충용액에 녹인 후, 아민 히알루론산을 15~25(w/w)% 범위의 다양한 농도로 TBS(pH 8.5)에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH를 8.5로 조절하였다. 카테콜 키탈락과 아민 히알루론산 가교물 하이드로젤의 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 상온에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 제조된 카테콜 키탈락과 아민 히알루론산 가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
The catechol ketals with a molecular weight of about 12 kDa prepared in Example 6 were completely dissolved in a buffer solution of TBS (pH 7.4) at a concentration of 0.5 (w / w)%, and amine hyaluronic acid was added in an amount of 15 to 25 (w / % Solution in TBS (pH 8.5) and the pH was adjusted to 8.5 after mixing the two solutions. The mixed solution was maintained at room temperature for 24 hours for a complete crosslinking reaction of the catechol ketals and the amine-hyaluronic acid crosslinked hydrogel. Then, the prepared catechol ketals and amin hyaluronic acid cross-linked hydrogels were centrifuged three times to remove impurities, followed by making into scaffolds and lyophilization.

실시예Example 8. 카테콜  8. Catechol 키탈락(chitlac-C)과Chitlac-C and 싸이올Cyol 플루로닉Pluronic (F127-(F127- CACA ) ) 가교물Bridge 하이드로젤Hydrogel 제조 Produce

상기 실시예 6에서 제조한 분자량 약 12kDa의 카테콜 키탈락을0.5(w/w)%의 농도로 완전히 TBS(pH 7.4) 완충용액에 녹인 후, 싸이올과의 반응으로 가교를 이루기 위해 상기 실시예 5에서 제조한 싸이올 플루로닉을 15~25(w/w)% 범위의 다양한 농도로 TBS(pH 8.5)에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH를 8.5로 조절하였다. 카테콜 키탈락과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤의 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 4℃에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 제조된 카테콜 키탈락과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
The catechol ketal with a molecular weight of about 12 kDa prepared in Example 6 was completely dissolved in a TBS (pH 7.4) buffer solution at a concentration of 0.5 (w / w)% and then subjected to the above- The thyroid pluronic prepared in Example 5 was dissolved in TBS (pH 8.5) at various concentrations ranging from 15 to 25 (w / w)%, the pH of the solution was adjusted to 8.5 after mixing the two solutions. The mixed solution was maintained at 4 캜 for 24 hours for a complete crosslinking reaction of the catechol ketals and the thiolcloronic crosslinked hydrogel. Then, the produced catechol keyhole and the thiolcloronic crosslinked hydrogel were centrifuged three times to remove impurities, and were made into a scaffold and lyophilized.

실험예Experimental Example 8. 카테콜  8. Catechol 키탈락과With the key dropping 싸이올Cyol 플루로닉Pluronic 가교물Bridge 하이드로젤의Hydrogel 강도 측정 Strength measurement

상기 실시예 8에서 제조된 카테콜 키탈락과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤을 이용하여 시간에 따라 Rheometer를 통해 하이드로젤의 강도를 측정하고, 그 결과를 도 8에 나타내었다.The strength of the hydrogel was measured by a rheometer using the catechol ketals and thiol cyclic crosslinked hydrogel prepared in Example 8. The results are shown in FIG.

실험결과, 도 8에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따라 제조한 카테콜 키탈락과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤은 G'와 G''의 교차점에서 sol에서 gel로의 상변화가 일어나는 것을 확인할 수 있었으며, 이들은 큰 강도를 나타냄을 확인할 수 있었다.
As a result, as shown in FIG. 8, it was confirmed that the catechol ketals and thiol cyclic hydrogels prepared according to the present invention had a phase change from the sol to the gel at the intersection of G 'and G'' , And they were confirmed to show a large strength.

실시예Example 9. 카테콜 키토산( 9. Cathechol chitosan ( chitosanchitosan -C)과 아민 -C) and amines 플루로닉Pluronic (F127-(F127- EDAEDA ) ) 가교물Bridge 하이드로젤Hydrogel 제조 Produce

(카테콜 키토산(chitosan-C) 제조)(Manufactured by chitosan-C)

키토산 0.5중량%를 2차 증류수(pH 5.5)에 완전히 녹였다. 하이드로카페익 엑시드 0.2중량%와 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드(EDC) 0.2중량%를 같은 비율의 2차 증류수와 에탄올 혼합용액에 완전히 녹인 후, 상기 키토산이 용해된 혼합용액에 첨가하였다. 상기 혼합용액을 1M HCl로 pH 5.5를 유지하면서 상온에서 12시간 교반하였다. 그 다음, 미리 세척해둔 투석막(3kDa의 분자량 컷-오프)으로 밀봉하여 2차 증류수(pH 5.5)로 2일 동안 투석하여 잔류 하이드로카페익 엑시드와 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드(EDC)를 제거하였다. 그 다음, 동결건조하여 카테콜 키토산(chitosan-C)을 얻었다(하기 반응식 6 참조). 0.5% by weight of chitosan was completely dissolved in the second distilled water (pH 5.5). After 0.2% by weight of hydrocappeak oxide and 0.2% by weight of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) were completely dissolved in the same ratio of secondary distilled water and ethanol mixed solution, ≪ / RTI > The mixed solution was stirred at room temperature for 12 hours while maintaining a pH of 5.5 with 1M HCl. Then, the membrane was sealed with a pre-washed dialysis membrane (molecular weight cut-off of 3 kDa), and dialyzed with secondary distilled water (pH 5.5) for 2 days to obtain a residual hydrocapped ether and 1-ethyl-3- Carbodiimide (EDC) was removed. Then, lyophilized to obtain catechol-chitosan-C (see Scheme 6 below).

[반응식 6][Reaction Scheme 6]

Figure 112013047561090-pat00022
Figure 112013047561090-pat00022

상기 반응식 6에서, Z는 카테콜계 작용기를 가지는 화합물이고, n은 10 내지 700의 정수이고, m은 1 내지 699의 정수이다.In the above Reaction Scheme 6, Z is a compound having a catechol functional group, n is an integer of 10 to 700, and m is an integer of 1 to 699.

(카테콜 키토산과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤 제조)(Preparation of catechol chitosan and aminuclear bridged hydrogel)

상기 제조한 분자량 약 9kDa의 카테콜 키토산을 0.5(w/w)%의 농도로 완전히 TBS(pH 7.4) 완충용액에 녹인 후, 아민과의 반응으로 가교를 이루기 위해 상기 실시예 3에서 제조한 아민 플루로닉을 15~25(w/w)% 범위의 다양한 농도로 TBS(pH 8.5)에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH를 8.5로 조절하였다. 카테콜 키토산과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤의 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 4℃에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 제조된 카테콜 키토산과 아민 플루로닉 가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
The prepared catechol chitosan having a molecular weight of about 9 kDa was completely dissolved in a TBS (pH 7.4) buffer solution at a concentration of 0.5 (w / w)% and then the amine prepared in Example 3 Pluronic was dissolved in TBS (pH 8.5) at various concentrations ranging from 15 to 25 (w / w)%, the two solutions were mixed and the pH was adjusted to 8.5. The mixed solution was maintained at 4 캜 for 24 hours for a complete crosslinking reaction of the catechol chitosan and the amine flurotonic crosslinked hydrogel. Then, the produced catechol-chitosan and aminuclear cross-linked hydrogel were centrifuged three times to remove impurities, and then made into a scaffold and lyophilized.

실시예Example 10. 카테콜 키토산( 10. Cathechol chitosan ( chitosanchitosan -C)과 아민 히알루론산(-C) and amine hyaluronic acid ( HAHA -- EDAEDA ) ) 가교물Bridge 하이드로젤Hydrogel 제조 Produce

상기 실시예 9에서 제조한 분자량 약 12kDa의 카테콜 키토산을 0.5(w/w)%의 농도로 완전히 TBS(pH 7.4) 완충용액에 녹인 후, 아민 히알루론산을 15~25(w/w)% 범위의 다양한 농도로 TBS(pH 8.5)에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH를 8.5로 조절하였다. 카테콜 키토산과 아민 히알루론산가교물 하이드로젤의 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 상온에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 제조된 카테콜 키토산과 아민 히알루론산 가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
The catechol chitosan having a molecular weight of about 12 kDa prepared in Example 9 was completely dissolved in a TBS (pH 7.4) buffer solution at a concentration of 0.5 (w / w)% and then 15 to 25 (w / w)% of amine hyaluronic acid (PH 8.5) at various concentrations, and the pH was adjusted to 8.5 after mixing the two solutions. The mixed solution was kept at room temperature for 24 hours for a complete crosslinking reaction of catechol chitosan and amine hyaluronic acid crosslinked hydrogel. Then, the produced catechol-chitosan and amine-hyaluronic acid cross-linked hydrogel were centrifuged three times to remove impurities, and were made into a scaffold and lyophilized.

실시예Example 11. 카테콜 키토산( 11. Cathechol chitosan ( chitosanchitosan -C)과 -C) and 싸이올Cyol 플루로닉Pluronic (F127- (F127- CACA ) ) 가교물Bridge 하이드로젤Hydrogel 제조 Produce

상기 실시예 9에서 제조한 분자량 약 9kDa의 카테콜 키토산을 0.5(w/w)%의 농도로 완전히 TBS(pH 7.4) 완충용액에 녹인 후, 싸이올과의 반응으로 가교를 이루기 위해 상기 실시예 5에서 제조한 싸이올 플루로닉을 15~25(w/w)% 범위의 다양한 농도로 TBS(pH 8.5)에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH를 8.5로 조절하였다. 카테콜 키토산과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤의 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 4℃에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 카테콜 키토산과 싸이올 플루로닉 가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
The catechol chitosan having a molecular weight of about 9 kDa prepared in Example 9 was completely dissolved in a TBS (pH 7.4) buffer solution at a concentration of 0.5 (w / w)% and then crosslinked by reaction with thiol 5 was dissolved in TBS (pH 8.5) at various concentrations ranging from 15 to 25 (w / w)%. The pH of the solution was adjusted to 8.5 after mixing the two solutions. The mixed solution was maintained at 4 캜 for 24 hours for a complete crosslinking reaction of the catechol-chitosan and the thiolcloronic crosslinked hydrogel. Then, the catechol-chitosan and the thiolcloronic crosslinked hydrogel were centrifuged three times to remove impurities, and were made into a scaffold and lyophilized.

실시예Example 12. 카테콜  12. Catechol 아민(EDA-C)과Amine (EDA-C) and 키토산 유도체( Chitosan derivatives ( chitlacchitlac ) ) 가교물Bridge 하이드로젤Hydrogel 제조 Produce

상기 실시예 2에서 제조한 키토산 유도체(키탈락)를 5(w/w)%의 농도로 완전히 TBS (pH 8.5) 완충 용액에 녹인 후, 아민과의 반응으로 가교를 이루기 위해 상기 실시예 4에서 제조한 카테콜 아민을 15-25(w/w)% 범위의 다양한 농도로 TBS(pH 7.4) 완충용액에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH 8.5로 조절하였다. 카테콜 아민과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤의 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 상온에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 제조된 카테콜 아민과 키토산 유도체 가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
The chitosan derivative (Ketalac) prepared in Example 2 was completely dissolved in a TBS (pH 8.5) buffer solution at a concentration of 5 (w / w)% and then crosslinked by reaction with amine The prepared catecholamine was dissolved in TBS (pH 7.4) buffer at various concentrations ranging from 15 to 25% (w / w), and the two solutions were mixed and adjusted to pH 8.5. The mixed solution was maintained at room temperature for 24 hours for a complete crosslinking reaction of catecholamine and chitosan derivative crosslinked hydrogel. Then, the prepared catecholamine and chitosan derivative crosslinked hydrogel were centrifuged three times to remove impurities, and then made into a scaffold and lyophilized.

실시예Example 13. 카테콜  13. Catechol 아민(EDA-C)과Amine (EDA-C) and 키토산( Chitosan ( chitosanchitosan ) ) 가교물Bridge 하이드로젤Hydrogel 제조 Produce

키토산(chitosan)을 5(w/w)%의 농도로 완전히 TBS(pH 8.5) 완충용액에 녹인 후, 아민과의 반응으로 가교를 이루기 위해 상기 실시예 4에서 제조한 카테콜 아민을 15-25(w/w)% 범위의 다양한 농도로 TBS(pH 7.4) 완충용액에 녹이고, 상기 두 용액을 혼합한 후 pH를 8.5로 조절하였다. 카테콜 아민과 키토산 가교물 하이드로젤의 완전한 가교반응을 위해 상기 혼합용액을 상온에서 24시간 동안 유지시켰다. 그 다음, 제조된 카테콜 아민과 키토산 가교물 하이드로젤을 원심분리를 3회 실시하여 불순물을 제거한 뒤, 스캐폴드로 제조하여 동결건조하였다.
Chitosan was completely dissolved in a TBS (pH 8.5) buffer solution at a concentration of 5 (w / w)%, and then catecholamine prepared in Example 4 was dissolved in 15-25 (pH 7.4) buffer solution at various concentrations in the range of (w / w)%, and the pH was adjusted to 8.5 after mixing the two solutions. The mixed solution was kept at room temperature for 24 hours for a complete crosslinking reaction of catecholamine and chitosan crosslinked hydrogel. Then, the produced catecholamine and chitosan cross-linked hydrogel were subjected to centrifugation three times to remove impurities, and were made into a scaffold and lyophilized.

실험예Experimental Example 9.  9. 가교물Bridge 하이드로젤의Hydrogel 강도 측정 Strength measurement

상기 실시예 2 내지 14에서 제조한 각각의 가교물 및 가교물 하이드로젤의 강도를 측정하고, 그 결과를 도 9에 나타내었다. The strengths of the crosslinked products and crosslinked hydrogels prepared in Examples 2 to 14 were measured, and the results are shown in FIG.

실험결과 도 9에 나타낸 바와 같이, 각각의 하이드로젤의 G' 값이 약 600 이상을 나타내고 있으며, 이로부터 실시예 2 내지 13에서 제조한 각각의 가교물 하이드로젤은 강도가 강하다는 것을 알 수 있었다.As a result, as shown in FIG. 9, the G 'value of each hydrogel was about 600 or more. From these results, it was found that the crosslinked hydrogels prepared in Examples 2 to 13 had strong strength .

Claims (15)

카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 유효성분으로 포함하는 가교물 하이드로젤에 있어서,
카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성 고분자와, 말단에 -NH2 작용기를 가지는 생체/합성고분자와의 결합으로 형성되고,
상기 카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성고분자는 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 생체/합성 고분자와 컨쥬게이션하여 형성되고,
상기 카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성고분자는 0.1 내지 99.9중량%로 포함되고, 상기 -NH2 작용기를 갖는 생체/합성 고분자는 0.1 내지 99.9중량%로 포함되며,
상기 카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성 고분자는 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상이고,
상기 -NH2 작용기 가지는 생체/합성 고분자는 하기 화학식 4 내지 5로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 가교물 하이드로젤:
[화학식 1]
Figure 112015054149430-pat00040

상기 화학식 1에서,
A는 SH, NH2 작용기이고, n은 1~3이며
x+y는 200 내지 6,000의 정수이고, y와 z는 1 내지 50의 정수이며
[화학식 2]
Figure 112015054149430-pat00041

상기 화학식 2에서,
Z는 카테콜계 작용기를 가지는 화합물이고,
상기 카테콜계 작용기를 가지는 화합물은 2-클로로-3',4'-디하이드록시아세토페논, 도파, 도파민, 카페익 엑시드, 갈릭 엑시드, 클로로지닉 엑시드, (-)-에피카테킨, (-)-에피카테킨 갈레이트, 멜라닌, 탄닌, 플라보노이드, 시아니딘, 디하이드로케르세틴, 오론, 디히드로미리세틴, 델피니딘, 미르세틴, 케르세틴, (-)-에피칼로카테킨-3-갈레이트, (-)-에피갈로카테킨,(-)-에피갈로카테킨 갈레이트, 카테킨 및 루테올린 중 선택된 어느 하나 이상이고,
n+m은 10내지 700의 정수이고,
n은 0 내지 699의 정수이고, m은 1 내지 700 의 정수이고, x는 1 내지 700
의 정수이며,
[화학식 3]
Figure 112015054149430-pat00042

상기 화학식 3에서,
Z는 카테콜계 작용기를 가지는 화합물이고,
n+m은 10 내지 700의 정수이고,
n 및 m은 각각 1 내지 700의 정수이며,
[화학식 4]
Figure 112015054149430-pat00043

상기 화학식 4에서,
n+m은 10 내지 700의 정수이고, n은 1 내지 700의 정수이며,
[화학식 5]
Figure 112015054149430-pat00044

상기 화학식 5에서,
x는 1 내지 12의 정수이고, n은 78 내지 100의 정수이고, m은 30 내지
65의 정수이다.
A crosslinked hydrogel comprising a compound having a catechol-based functional group as an active ingredient,
A biocomplex / synthetic polymer having a catechol-based functional group, and a living / synthetic polymer having a -NH2 functional group at the terminal,
The living body / synthetic polymer having the catechol-based functional group is formed by conjugating a compound having a catechol-based functional group with a living body / synthetic polymer,
The bio / synthetic polymer having the catechol-based functional group is contained in an amount of 0.1 to 99.9 wt%, and the bio / synthetic polymer having the -NH 2 functional group is contained in an amount of 0.1 to 99.9 wt%
The biocomplex / synthetic polymer having the catechol-based functional group is any one or more of compounds represented by the following general formulas (1) to (3)
Wherein the bio / synthetic polymer having the -NH2 functional group is any one or more of compounds represented by the following Chemical Formulas (4) to (5):
[Chemical Formula 1]
Figure 112015054149430-pat00040

In Formula 1,
A is SH, NH2 functional group, n is 1 to 3
x + y is an integer from 200 to 6,000, y and z are integers from 1 to 50,
(2)
Figure 112015054149430-pat00041

In Formula 2,
Z is a compound having a catechol functional group,
The compound having a catechol-based functional group may be selected from the group consisting of 2-chloro-3 ', 4'-dihydroxyacetophenone, dopa, dopamine, cupric acid, gallic acid, chlorogenic acid, (-) - epicatechin, (-) - epilacocatechin-3-gallate, (-) - epigallose, (-) - galactose, melanin, tannin, flavonoids, cyanidines, dihydroquercetin, oron, dihydroxylicillin, delphinidin, mirucetin, quercetin Catechin, (-) - epigallocatechin gallate, catechin and luteolin,
n + m is an integer of 10 to 700,
n is an integer from 0 to 699, m is an integer from 1 to 700, and x is an integer from 1 to 700
Lt; / RTI >
(3)
Figure 112015054149430-pat00042

In Formula 3,
Z is a compound having a catechol functional group,
n + m is an integer of 10 to 700,
n and m are each an integer of 1 to 700,
[Chemical Formula 4]
Figure 112015054149430-pat00043

In Formula 4,
n + m is an integer of 10 to 700, n is an integer of 1 to 700,
[Chemical Formula 5]
Figure 112015054149430-pat00044

In Formula 5,
x is an integer of 1 to 12, n is an integer of 78 to 100, m is an integer of 30 to < RTI ID = 0.0 >
Lt; / RTI >
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 가교물 하이드로젤은 20 내지 80℃에서 형성되는 것을 특징으로 하는 가교물 하이드로젤.
The method according to claim 1,
Wherein the cross-linked hydrogel is formed at 20 to < RTI ID = 0.0 > 80 C. < / RTI >
제 1항에 따른 가교물 하이드로젤의 제조방법에 있어서,
카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성 고분자를 용매인 TBS에 녹인 용액과, 말단에 -NH2 작용기 가지는 생체/합성 고분자를 용매인 TBS에 녹인 용액을 섞는 단계 1;
pH 8.5 이상의 조건에서 유지시키는 단계 2; 및
원심분리하여 불순물을 제거하는 단계 3을 포함하고
상기 카테콜계 작용기를 가지는 생체/합성 고분자는,
생체/합성고분자가 용해된 용액에, 상기 카테콜계 작용기를 가지는 화합물을 첨가하여 pH 5 이하의 산성 조건에서 질소 분위기 상태로 반응시킨 후, pH 4 이하의 산성 조건하에서 투석하여 생체/합성고분자에 카테콜기가 컨쥬게이션되어 형성되며,
상기 단계 2는,
20 내지 80℃ 온도에서 1 ~ 24시간 동안 유지되고,
상기 단계 3은,
스캐폴드로 제조하여 동결건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가교물 하이드로젤의 제조방법.
A method for producing a crosslinked hydrogel according to claim 1,
A step 1 of mixing a solution obtained by dissolving a biosynthetic / synthetic polymer having a catechol-based functional group in a solvent TBS and a solution prepared by dissolving a living / synthetic polymer having a -NH2 functional group at a terminal in a solvent TBS;
maintaining at pH 8.5 or higher; And
And removing the impurities by centrifugal separation
The biomolecule / synthetic polymer having the catechol-
A compound having a catechol-based functional group is added to a solution in which a living body / synthetic polymer is dissolved, reacted in an acidic condition of pH 5 or less under nitrogen atmosphere, and then dialyzed under an acidic condition of pH 4 or less, A caller is formed by conjugation,
The step (2)
Maintained at a temperature of 20 to 80 DEG C for 1 to 24 hours,
In step 3,
Preparing a scaffold, and lyophilizing the cross-linked hydrogel.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
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