KR101564745B1 - Preparation methods of porous foam composed chitosan-gelatin-algin using ultrasonication and radiation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 및 방사선을 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법은 수용성 키토산을 사용함으로써 키토산을 녹이기 위해 필수적인 산을 사용하지 않으며, 초음파를 사용하여 종래 양이온성인 키토산과 음이온성인 알진의 이온 결합에 의해 석출물이 생성되는 것을 방지하기 위한 pH 조절단계를 생략가능하며, 인체에 유해하고 잔류 독성의 문제가 되는 화학적 가교제를 사용하지 않고, 방사선 및 동결 건조 단계를 수행하여, 기공도, 수분흡수율 등의 기계적 물성이 향상되고 동시에 균일한 내부 구조를 갖는 폼을 제조할 수 있다.The present invention relates to a process for preparing a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam using ultrasound and radiation, and a process for preparing a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam according to the present invention comprises dissolving an acid necessary for dissolving chitosan And it is possible to omit the pH control step for preventing precipitation by the ionic bonding between the conventional cationic chitosan and the anionic alginic acid by using ultrasonic waves and it is also possible to use a chemical crosslinking agent which is harmful to the human body and is a problem of residual toxicity The radiation and freeze-drying step can be carried out to improve the mechanical properties such as porosity and water absorption, and at the same time to produce a foam having a uniform internal structure.

Description

초음파 및 방사선을 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법{Preparation methods of porous foam composed chitosan-gelatin-algin using ultrasonication and radiation}Preparation of porous foamed chitosan-gelatin-based ultrasound and radiation using ultrasound and radiation -

본 발명은 초음파 및 방사선을 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a process for preparing a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam using ultrasound and radiation.

고분자 다공성 지지체는 상처치유, 화상치유, 약물전달 및 손상조직 재생을 위한 지지체로서 널리 응용되고 있다. 특히 손상된 조직의 재생을 위한 지지체는 소량의 조직편으로부터 추출, 분리한 세포를 충분한 양으로 배양하는데 적합한 구조와 안정성이 요구되며 체내 이식후 부작용이 나타내지 않는 생체 적합성과 생분해성을 가지고 있어야 한다. 따라서 세포의 재생과 성장을 효과적으로 실현하기 위한 생분해성 지지체는 조직세포가 지지체의 표면에 점착하여 3차원 구조의 조직을 형성할 수 있는 다공성 구조를 가져야 하며 수분과 세포성장인자 등의 이동이 용이하고 세포의 부착과 성장에 적합하여야 한다. 또한 다공성 지지체는 체내에 이식된 후 주위 조직과 잘 융화되어야 하며 염증반응 등의 부작용이 없고, 조직이 재생된 후에는 스스로 생분해되어 이물질로 잔류하지 않아 높은 생체적합성을 갖고 있어야한다. 따라서 생체적합성, 생분해성, 그리고 기계적 물성이 우수한 다공성 지지체는 조직의 재생과 복원에 필수적이다.
Polymer porous supports are widely used as scaffolds for wound healing, burn healing, drug delivery, and damaged tissue regeneration. In particular, the support for regeneration of injured tissue is required to have a structure and stability suitable for culturing a sufficient amount of extracted and isolated cells from a small amount of tissue, and has biocompatibility and biodegradability that do not show side effects after transplantation. Therefore, the biodegradable scaffold for effectively regenerating and growing cells must have a porous structure capable of adhering to the surface of the scaffold and forming a three-dimensional structure, and it is easy to move moisture and cell growth factors It should be suitable for cell attachment and growth. In addition, the porous supporter must have good compatibility with surrounding tissues after transplantation into the body, have no side effects such as inflammation reaction, and have biocompatibility because they do not remain as foreign substances after self-biodegradation after tissue regeneration. Therefore, a porous support having excellent biocompatibility, biodegradability, and mechanical properties is essential for tissue regeneration and restoration.

현재 조직 재생용 다공성 지지체의 제조에 이용되고 있는 고분자 재료로는 키토산, 젤라틴, 알진 및 콜라겐 등의 천연고분자 재료와 폴리아미노산, 폴리안하이드라이드, 폴리 ε-카프로락톤, 폴리오르쏘에스테르, 폴리글리콜산, 폴리락트산 및 이들의 공중합체 등의 합성고분자 재료가 사용되고 있다. 특히 다공성 지지체의 제조에 사용되는 천연고분자 소재들은 생체 친화성이 높고 체내 이식 시에 체내 대사물로 분해되어 체외로 방출되거나 체내 독성을 갖고 있지 않아 다공성 지지체 소재뿐만 아니라 의료용 고분자 소재로써 널리 이용되고 있다.
Currently, polymeric materials used in the production of porous support for tissue regeneration include natural polymeric materials such as chitosan, gelatin, algin and collagen, and natural polymers such as polyamino acids, polyanhydrides, poly-epsilon -caprolactones, polyorthoesters, polyglycols Acid, polylactic acid, and copolymers thereof. Particularly, the natural polymer materials used in the production of the porous support have high biocompatibility and are decomposed into metabolites in the body when they are transplanted into the body and are not released into the body or toxic to the body. Therefore, they are widely used as a medical polymer material as well as a porous support material .

키토산은 자연계로부터 풍부하게 얻어질 수 있으며, 상품으로 널리 공급될 수 있는 물질이다. 키토산은 자연계에 존재하는 아미노폴리사카라이드의 일종으로 게, 새우의 껍질과 오징어 뼈, 곰팡이, 버섯류 및 세균 등의 미생물의 세포벽에 함유되어 있는 키틴을 탈아세틸화되어 얻어지는 천연물질로 독성이 없고 생분해가 가능하여 생체친화성을 가지며, 세포의 결합 및 생체조직배양, 항균성, 지혈작용 등의 생체학적 특성과 콜레스테롤 저하작용, 장내대사작용, 면역증강에 의한 항암작용, 간기능 개선 및 혈당저하작용, 중금속 해독작용 등의 생리작용을 하는 것으로 알려져 있다.
Chitosan is a substance which can be obtained abundantly from the natural world and can be widely supplied as a commodity. Chitosan is a kind of aminopolysaccharide that exists in nature. It is a natural substance obtained by deacetylation of chitin contained in the cell wall of microorganism such as crab, shrimp shell, squid bone, mold, mushroom and bacteria. And has biocompatibility. It has biochemical properties such as cell binding and biotissue culture, antibacterial and hemostatic action, cholesterol lowering action, intestinal metabolism, anticancer action by immunity enhancement, liver function improvement and hypoglycemic action, It is known to have physiological functions such as detoxification of heavy metals.

알진은 갈색 해조류에서 추출되는 음이온성 천연고분자로서, 상처 피복용 드레싱과 같은 의료용 소재로 사용되고 있는 것으로 알려져 있다.
Algin is an anionic natural polymer extracted from brown algae and is known to be used as a medical material such as dressings for wound dressing.

젤라틴은 생체 구성성분인 콜라겐의 가수분해물로서 천연 단백질이며, 콜라겐과 달리 항원성을 억제할 수 있고, 생분해성 및 생체 친화성을 높이는 것으로 알려져 있으며 최근에는 높은 지혈효과를 갖는 것으로 보고된 바 있다.
Gelatin is a hydrolyzate of collagen, which is a biological component, and is a natural protein. Unlike collagen, it is known to inhibit antigenicity, increase biodegradability and biocompatibility, and has recently been reported to have a high hemostatic effect.

한편, 고분자 지지체는 다공성 구조로 제조하기위 한 여러 가지 방법들이 시도되고 있다. 다공성 지지체의 제조방법으로는 고분자 수용액에 일정한 크기의 단결정 소금을 혼합하여 건조한 후 소금을 용해시켜 추출하는 방법, 고분자 섬유를 부직포로 만들어 매쉬 형태로 제조하는 방법, 고분자를 용해시킨 용액과 물을 혼합하여 유화 용액으로 만든 후 액체 질소로 냉동시키고 동결 건조하는 방법 등이 활용되고 있다.
On the other hand, various methods for producing a porous support of a polymer scaffold have been attempted. Examples of the method for producing the porous support include a method of mixing a monocrystalline salt of a certain size into a polymer aqueous solution and drying the mixture, then dissolving and extracting the salt, a method of making a polymeric fiber into a nonwoven fabric in the form of a mesh, And then freezing it with liquid nitrogen and lyophilizing it.

합성 고분자를 사용하여 제조한 다공성 지지체에 비해 천연 고분자를 사용한 다공성 지지체는 생체적합성이 우수한 장점이 있는 반면, 약한 기계적 물성과 수분이나 체액에 의하여 고분자 지지체가 쉽게 용해되는 문제점을 수반한다. 따라서, 대부분의 천연고분자 소재를 사용한 지지체는 가교제와 같은 화학적 처리를 통해 지지체의 기계적 물성을 향상시키는 것이 일반적이다.
Compared to the porous support prepared by using the synthetic polymer, the porous support using the natural polymer is advantageous in terms of biocompatibility, but the polymeric support easily dissolves due to its weak mechanical properties and moisture or body fluids. Therefore, it is general that a support using most natural polymer materials improves the mechanical properties of the support through a chemical treatment such as a cross-linking agent.

그러나, 가교제가 사용된 다공성 지지체는 내부에 잔류하는 미량의 가교제로 인해 세포독성을 나타낼 뿐만 아니라 체내 이식 후 가교제로 인한 주변 장기에 대해 독성을 나타낼 수 있다. 따라서 가교제의 사용을 최소화하거나 가교제를 사용하지 않고 지지체의 기계적 물성을 증가시키기 위한 연구가 요구되고 있다.
However, a porous support using a crosslinking agent may exhibit cytotoxicity due to a small amount of crosslinking agent remaining therein, and may exhibit toxicity to surrounding organs due to crosslinking agents after transplantation. Therefore, research is needed to minimize the use of crosslinking agents or to increase the mechanical properties of supports without using crosslinking agents.

특허문헌 1에서는 초음파를 이용한 키토산-젤라틴-알진 스폰지의 제조방법에 관한 것으로, 강한 초음파를 조사하여 양이온성인 키토산과 음이온성인 알진의 이온 결합으로 겔이 형성되면서 석출물의 생성을 방지하여 균일한 혼합용액을 제조하였다고 기재하고 있으나, 방사선을 조사하여 제조된 키토산-젤라틴-알진 스폰지에 비하여 수분흡수율이 낮고 스폰지의 물성이 우수하지 않다.
Patent Document 1 is directed to a method for producing a chitosan-gelatin-algin sponge using ultrasonic waves, wherein a strong ultrasonic wave is irradiated to form a gel by ionic bonding between cationic chitosan and anionic alginic acid to prevent the formation of precipitates, But the water absorption rate is lower than that of the chitosan-gelatin-algin sponge prepared by irradiation, and the physical properties of the sponge are not excellent.

이에, 본 발명자들은 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법에 있어서, 수용성 키토산을 사용함으로써 키토산을 녹이기 위해 필수적인 산을 사용하지 않으며, 초음파를 사용하여 종래 양이온성인 키토산과 음이온성인 알진의 이온 결합에 의해 석출물이 생성되는 것을 방지하기 위한 pH 조절단계를 생략가능하며, 인체에 유해하고 잔류 독성의 문제가 되는 화학적 가교제를 사용하지 않고, 초음파, 방사선 및 동결 건조 단계를 수행하여, 수분흡수율, 통기도 등의 기계적 물성을 향상시킴과 동시에 균일한 내부 구조를 갖는 폼의 제조방법을 알아내어 본 발명을 완성하였다.
Thus, the present inventors have found that the use of water-soluble chitosan in the preparation of water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam does not use an acid necessary for dissolving chitosan, A pH adjusting step for preventing the formation of precipitates by the use of a chemical crosslinking agent which is harmful to the human body and which is a problem of residual toxicity is carried out and ultrasonic waves, And a method for producing a foam having a uniform internal structure. The present invention has been completed based on this finding.

대한민국등록특허 제10-0569227호Korean Patent No. 10-0569227

본 발명의 목적은 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a process for producing a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam.

본 발명의 목적은 상기 제조방법으로 제조된 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam produced by the above-described method.

상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,

본 발명은 수용성 키토산(chitosan) 용액 및 알진(algin) 용액을 혼합하여 초음파를 조사하는 단계(단계 1);The present invention relates to a method for preparing a chitosan-containing solution, comprising the steps of: (1) irradiating ultrasonic waves by mixing a water-soluble chitosan solution and an algin solution;

상기 단계 1의 혼합용액에 젤라틴(gelatin) 용액을 첨가하고 방사선 가교를 수행하는 단계(단계 2); 및Adding a gelatin solution to the mixed solution of step 1 and performing radiation crosslinking (step 2); And

상기 단계 2의 가교된 혼합용액을 동결건조하는 단계(단계 3);를 포함하는 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법을 제공한다.
And lyophilizing the crosslinked mixed solution of step 2 (step 3). The present invention also provides a method for producing a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam.

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제공한다.
The present invention also provides a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam produced by the above-described method.

본 발명에 따른 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법은 수용성 키토산을 사용함으로써 키토산을 녹이기 위해 필수적인 산을 사용하지 않으며, 초음파를 사용하여 종래 양이온성인 키토산과 음이온성인 알진의 이온 결합에 의해 석출물이 생성되는 것을 방지하기 위한 pH 조절단계를 생략가능하며, 인체에 유해하고 잔류 독성의 문제가 되는 화학적 가교제를 사용하지 않고, 방사선 및 동결 건조 단계를 수행하여, 기공도, 수분흡수율 등의 기계적 물성이 향상되고 동시에 균일한 내부 구조를 갖는 폼을 제조할 수 있다.
The method for preparing a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam according to the present invention does not use an acid necessary for dissolving chitosan by using water-soluble chitosan, and by using ionic bonding of chitosan and anionic adult, Can be omitted, and a radiation and freeze-drying step can be carried out without using a chemical crosslinking agent which is harmful to the human body and is a problem of residual toxicity, so that mechanical properties such as porosity and moisture absorption rate And at the same time, a foam having a uniform internal structure can be produced.

도 1은 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 폼의 통기도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 비교예 2 및 실시예 4에서 제조된 폼의 증류수 침지시간에 따른 수분흡수율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 동결건조하기 전 비교예 2 및 실시예 2의 폼 형태 사진이다.
도 4의 (a)는 비교예 3의 폼이고, (b)는 실시예 2의 폼이며, (c)는 증류수에 6시간 침지된 후의 비교예 3의 폼이고, (d)는 증류수에 6시간 침지된 후의 실시예 2의 폼 형태 사진이다.
도 5는 초음파 및 방사선을 조사한 실시예 2의 폼의 내부 사진이다.
1 is a graph showing the air permeability of the foam prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.
FIG. 2 is a graph showing moisture absorption rates of the foam prepared in Comparative Examples 2 and 4 according to immersion time of distilled water. FIG.
Fig. 3 is a photograph of foam form of Comparative Example 2 and Example 2 before lyophilization.
4 (a) is a foam of Comparative Example 3, (b) is a foam of Example 2, (c) is a foam of Comparative Example 3 after being immersed in distilled water for 6 hours, Lt; / RTI > is a photograph of the foam form of Example 2 after being immersed for a time.
5 is an inside photograph of the foam of Example 2 irradiated with ultrasound and radiation.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 수용성 키토산(chitosan) 용액 및 알진(algin) 용액을 혼합하여 초음파를 조사하는 단계(단계 1);The present invention relates to a method for preparing a chitosan-containing solution, comprising the steps of: (1) irradiating ultrasonic waves by mixing a water-soluble chitosan solution and an algin solution;

상기 단계 1의 혼합용액에 젤라틴(gelatin) 용액을 첨가하고 방사선 가교를 수행하는 단계(단계 2); 및Adding a gelatin solution to the mixed solution of step 1 and performing radiation crosslinking (step 2); And

상기 단계 2의 가교된 혼합용액을 동결건조하는 단계(단계 3);를 포함하는 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법을 제공한다.
And lyophilizing the crosslinked mixed solution of step 2 (step 3). The present invention also provides a method for producing a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam.

이하, 상기 제조방법을 단계별로 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the manufacturing method will be described step by step.

먼저, 본 발명에 따른 제조방법에 있어서 단계 1은 수용성 키토산(chitosan) 용액 및 알진(algin) 용액을 혼합하여 초음파를 조사하는 단계이다.First, in the manufacturing method according to the present invention, step 1 is a step of mixing a water-soluble chitosan solution and an algin solution and irradiating ultrasonic waves.

구체적으로, 상기 단계 1은 키토산 및 알진의 혼합 시 이온결합에 의한 석출물이 생성되는 것을 방지하고 균일하게 혼합하기 위해 초음파를 조사하는 단계이다. 종래 석출물이 생성되는 것을 방지 위하여, 독성이 강한 산 용매를 사용하여 pH를 조절하는 단계를 수행하였으나, 상기 단계 1에서 초음파를 조사함으로써, pH를 조절하는 단계를 생략할 수 있다.
Specifically, step 1 is a step of irradiating ultrasound to prevent precipitation of ionic bonds during mixing of chitosan and algin and to uniformly mix them. In order to prevent the formation of conventional precipitates, the step of adjusting pH by using an acidic solvent having high toxicity has been performed. However, the step of adjusting the pH by irradiating ultrasonic waves in step 1 may be omitted.

상기 단계 1의 초음파 세기는 10 - 1000 W로 조사하는 것이 바람직하고, 500 - 1000 W의 세기로 조사하는 것이 보다 바람직하나, 수용성 키토산 및 알진을 균일하게 혼합할 수 있는 세기라면 이에 제한하지 않는다. The ultrasonic intensity in step 1 is preferably 10-1000 W, more preferably 500-1000 W, but is not limited thereto, so long as the water-soluble chitosan and algin are uniformly mixed.

또한, 상기 단계 1의 초음파 조사 시간은 10분 내지 3시간 동안 조사하는 것이 바람직하고, 30분 내지 2시간 동안 조사하는 것이 보다 바람직하나, 수용성 키토산 및 알진을 균일하게 혼합할 수 있는 시간이라면 이에 제한하지 않는다. 초음파 분산 시간이 10분 미만이면 석출물이 생성되고 다공성 폼이 균일하게 조직되기에 불충분한 문제가 발생하고, 3시간 이상이면 다공성 폼의 표면 또는 내부에서 분해가 일어나는 문제가 발생한다.
The ultrasonic irradiation time in step 1 is preferably from 10 minutes to 3 hours, more preferably from 30 minutes to 2 hours. However, if the water-soluble chitosan and algin can be mixed uniformly, I never do that. When the ultrasonic dispersion time is less than 10 minutes, precipitates are formed and the porous foam is insufficiently formed to be uniformly formed, and when the time exceeds 3 hours, decomposition occurs on the surface or inside of the porous foam.

상기 단계 1의 수용성 키토산 용액은 1 - 10 중량% 농도로 사용하는 것이 바람직하고, 2 - 6 중량% 농도로 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 수용성 키토산을 1 중량% 농도 미만으로 사용하면 방사선 가교율 및 다공성 폼의 기계적 강도가 낮아지는 문제점이 발생하고, 10 중량% 농도를 초과하여 사용하면 교반이 어려운 문제점이 발생한다.The water-soluble chitosan solution of step 1 is preferably used at a concentration of 1 - 10 wt%, more preferably at a concentration of 2 - 6 wt%. When the concentration of the water-soluble chitosan is less than 1 wt%, the radiation crosslinking rate and the mechanical strength of the porous foam are lowered. When the concentration exceeds 10 wt%, stirring becomes difficult.

또한, 상기 단계 1의 알진 용액은 용액은 1 - 10 중량% 농도로 사용하는 것이 바람직하고, 2 - 6 중량% 농도로 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 알진 용액을 1 중량% 농도 미만으로 사용하면 방사선 가교율 및 다공성 폼의 기계적 강도가 낮아지는 문제점이 발생하고, 10 중량% 농도를 초과하여 사용하면 다공성 폼의 수분흡수율이 저하되는 문제점이 발생한다.The solution of step 1 is preferably used at a concentration of 1 to 10% by weight, more preferably at a concentration of 2 to 6% by weight. When the concentration of the alginic acid solution is less than 1 wt%, the radiation crosslinking ratio and the mechanical strength of the porous foam are lowered. When the concentration is more than 10 wt%, the water absorption rate of the porous foam is lowered .

나아가, 상기 단계 1의 수용성 키토산 및 알진의 농도비는 1 - 10 : 1 - 5의 비율로 혼합하는 것이 바람직하고, 3 : 2로 혼합하는 것이 보다 바람직하다. 상기 농도비의 범위를 벗어나 혼합하는 경우에는 키토산 및 알진의 일부 이온결합에 의한 석출물이 발생할 가능성이 높아져 조사하는 초음파의 세기 또는 시간이 증가해야 하고, 제조된 폼의 기계적 물성 및 방사선 가교율이 저하되는 문제점이 발생한다.
Furthermore, the concentration ratio of the water-soluble chitosan and the alginic acid in step 1 is preferably 1: 10: 1 - 5, more preferably 3: 2. In the case of mixing out of the range of the concentration ratios, there is a high possibility that precipitates due to some ionic bonds of chitosan and algin are generated, so that the intensity or time of the ultrasonic waves to be irradiated must be increased and the mechanical properties and radiation crosslinking rate A problem arises.

다음으로, 본 발명에 따른 제조방법에 있어서 단계 2는 상기 단계 1의 혼합용액에 젤라틴(gelatin) 용액을 첨가하고 방사선 가교를 수행하는 단계이다.Next, in the manufacturing method according to the present invention, step 2 is a step of adding a gelatin solution to the mixed solution of step 1 and performing radiation crosslinking.

구체적으로, 상기 단계 2는 상기 단계 1의 키토산 및 알진의 혼합용액과 젤라틴 용액의 가교반응을 위하여 방사선을 조사하는 단계이다. 종래 독성이 강한 화학적 가교제 및 유기용매를 사용하여 가교반응을 수행하고, 잔류하는 화학적 가교제 및 유기용매를 제거하기 위한 단계를 수행하였으나, 상기 단계 2에서 방사선을 조사함으로써, 이러한 문제점을 해결하여, 다공성 폼의 제조방법을 단순화할 수 있다.
Specifically, the step 2 is a step of irradiating a crosslinking reaction of the mixed solution of chitosan and algin with the gelatin solution of step 1 above. A cross-linking reaction is performed using a chemical cross-linking agent and an organic solvent having high toxicity, and a step of removing residual chemical cross-linking agent and organic solvent is performed. However, by irradiating the radiation in the step 2, The manufacturing method of the foam can be simplified.

상기 단계 2의 방사선 세기는 5 - 50 kGy의 세기로 조사하는 것이 바람직하고, 10 - 30 kGy의 세기로 조사하는 것이 보다 바람직하다. 방사선 조사량을 5 kGy 미만으로 사용하는 경우에는 가교도가 저하되는 문제가 있고, 50 kGy를 초과하여 사용하는 경우에는 알진 및 젤라틴이 방사선 분해가 일어날 수 있고, 불필요하게 방사선이 남용되는 문제가 있다. 또한, 상기 방사선은 감마선, 전자선, 이온빔, 자외선, X-선 등을 사용할 수 있다.The radiation intensity in step 2 is preferably 5 to 50 kGy, more preferably 10 to 30 kGy. When the irradiation dose is less than 5 kGy, there is a problem that the degree of crosslinking is lowered. When it is used in excess of 50 kGy, there is a problem that radiation and gelatin may cause radiation decomposition and unnecessary radiation is abused. The radiation may be gamma rays, electron beams, ion beams, ultraviolet rays, X-rays, or the like.

또한, 상기 단계 2의 방사선 조사량은 시간당 1 - 20 kGy로 조사하는 것이 바람직하고, 5 - 10 kGy로 조사하는 것이 보다 바람직하나, 상기 단계 1의 수용성 키토산 및 알진의 혼합용액과 젤라틴 용액을 균일하게 방사선 가교할 수 있는 시간이라면 이에 제한하지 않는다.
In addition, it is preferable to irradiate the radiation dose of step 2 in the range of 1 - 20 kGy per hour, more preferably 5 - 10 kGy, but the mixed solution of the water soluble chitosan and the alginic acid in step 1 and the gelatin solution are uniformly It is not limited to the time for radiation crosslinking.

상기 단계 2의 젤라틴 용액은 1 - 10 중량% 농도로 사용하는 것이 바람직하고, 2 - 6 중량% 농도로 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 젤라틴을 1 중량% 농도 미만으로 사용하면 방사선 가교율과 다공성 폼의 기계적 강도가 낮아지는 문제점이 발생하고, 10 중량% 농도를 초과하여 사용하면 다공성 폼의 수분흡수율이 저하되는 문제점이 발생한다.The gelatin solution in step 2 is preferably used in a concentration of 1 - 10 wt%, more preferably in a concentration of 2 - 6 wt%. When the concentration of the gelatin is less than 1 wt%, the radiation crosslinking ratio and the mechanical strength of the porous foam are lowered. When the concentration is more than 10 wt%, the water absorption of the porous foam is lowered.

또한, 상기 단계 2의 젤라틴 용액은 상기 단계 1의 수용성 키토산 용액에 대해 1 - 10 : 1 - 5의 농도비로 혼합하는 것이 바람직하고, 3 : 2의 농도비가 보다 바람직하며, 상기 단계 1의 알진의 농도와 동일하게 혼합하는 것이 가장 바람직하다. 상기 농도비의 범위를 벗어나 혼합하는 경우에는 상기 수용성 키토산 및 알진 혼합용액과 젤라틴 용액을 균일하게 가교시키기 위하여 조사하는 초음파 또는 방사선의 세기 및 시간이 증가해야 하고, 방사선 가교율 및 제조된 폼의 기계적 물성이 저하되는 문제점이 발생한다.
The gelatin solution of step 2 is preferably mixed with the water-soluble chitosan solution of step 1 at a concentration ratio of 1: 10: 1 - 5, more preferably a concentration ratio of 3: 2, It is most preferable to mix them at the same concentration. In the case of mixing outside the range of the concentration ratio, the strength and time of the ultrasonic wave or radiation to be irradiated for uniformly cross-linking the water-soluble chitosan and the mixed solution of the alginic acid and the gelatin solution must be increased, and the radiation crosslinking rate and the mechanical properties Is lowered.

다음으로, 본 발명에 따른 제조방법에 있어서 단계 3은 상기 단계 2의 가교된 혼합용액을 동결건조하는 단계이다.Next, in the production method according to the present invention, step 3 is a step of lyophilizing the cross-linked mixed solution of step 2 above.

구체적으로, 상기 단계 3은 상기 단계 2에서 가교된 혼합용액의 내부에 형성된 기공의 모양 및 크기를 유지하기 수행하는 단계이다.Specifically, step 3 is a step of maintaining the shape and size of pores formed in the cross-linked mixed solution in step 2.

상기 단계 3의 동결건조는 -50 - -180℃에서 12 - 120 시간 동안 수행하는 것이 바람직하고, -50 - -80℃에서 72 - 120 시간 동안 수행하는 것이 보다 바람직하다. 상기 범위를 벗어날 경우에는 상기 단계 2에서 가교된 혼합용액의 내부에 형성된 기공의 모양 및 크기를 유지하기 어려운 문제점이 발생한다.
The lyophilization of step 3 is preferably performed at -50 to -180 ° C for 12 to 120 hours, more preferably at -50 to -80 ° C for 72 to 120 hours. If it is out of the above range, it is difficult to maintain the shape and size of pores formed in the cross-linked mixed solution in step 2.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법은 초음파를 사용하여 종래 양이온성인 키토산과 음이온성인 알진의 이온 결합에 의해 석출물이 생성되는 것을 방지하기 위한 pH 조절단계를 생략가능하며, 인체에 유해하고 잔류 독성의 문제가 되는 화학적 가교제를 사용하지 않고, 방사선 및 동결 건조 단계를 수행하여, 기공도, 수분흡수율 등의 기계적 물성이 향상되고 동시에 균일한 내부 구조를 갖는 폼을 제조할 수 있다.
As described above, the method for preparing a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam according to the present invention is characterized in that pH adjustment step for preventing precipitation by ionic bonding of chitosan and anionic alginic acid using ultrasound A radiation and freeze-drying step is carried out without using a chemical crosslinking agent which can be omitted, which is harmful to human body and which is a problem of residual toxicity, so that mechanical properties such as porosity and moisture absorption rate are improved, Can be prepared.

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제공한다.
The present invention also provides a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam produced by the above-described method.

본 발명에 따른 초음파 및 방사선을 사용하여 제조된 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼은 초음파 또는 방사선을 단독으로 사용하여 제조된 폼보다 현저히 향상된 기공도 및 수분흡수율을 나타냄으로써(실험예 1 내지 3 참조) 조직공학용 세포 지지체로 유용하게 사용될 수 있다.
The water-soluble chitosan-alginate-gelatin porous foam prepared using the ultrasonic wave and the radiation according to the present invention exhibits remarkably improved porosity and water absorption rate than the foam prepared by using ultrasonic waves or radiation alone (see Examples 1 to 3 ) Tissue-engineered cell scaffold.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Experimental Examples.

단, 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
It should be noted, however, that the following examples and experimental examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples and experimental examples.

<< 실시예Example 1> 방사선 및 초음파를 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법. Process for the preparation of water soluble chitosan-alginate gelatin porous foam using radiation and ultrasound.

수용성 키토산(chitosan) 용액(6 중량%, 2 mL) 및 알진(algin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 혼합하여 1000 W 세기의 초음파를 30분 동안 조사하였다(단계 1); 상기 단계 1의 혼합용액에 젤라틴(gelatin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 첨가하고 10 kGy 세기의 방사선을 조사하여 가교를 수행하였다(단계 2); 및 상기 단계 2의 가교된 혼합용액을 -20℃에서 12 시간 동안 냉각한 후, -70℃에서 120 시간 동안 동결건조하였다(단계 3);를 포함하여 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제조하였다.
Water-soluble chitosan solution (6 wt%, 2 mL) and algin solution (4 wt%, 2 mL) were mixed and ultrasonicated at 1000 W was irradiated for 30 min (step 1); Gelatin solution (4% by weight, 2 mL) was added to the mixed solution of step 1 and cross-linking was performed by irradiating with 10 kGy intensity (step 2); And a cross-linked mixed solution of the step 2 were cooled at -20 ° C for 12 hours and lyophilized at -70 ° C for 120 hours (step 3) to prepare a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam .

<< 실시예Example 2> 방사선 및 초음파를 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법. Method for preparing soluble chitosan-alginate gelatin porous foam using radiation and ultrasound.

수용성 키토산(chitosan) 용액(6 중량%, 2 mL) 및 알진(algin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 혼합하여 1000 W 세기의 초음파를 30분 동안 조사하였다(단계 1); 상기 단계 1의 혼합용액에 젤라틴(gelatin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 첨가하고 20 kGy 세기의 방사선을 조사하여 가교를 수행하였다(단계 2); 및 상기 단계 2의 가교된 혼합용액을 -20℃에서 12 시간 동안 냉각한 후, -70℃에서 120 시간 동안 동결건조하였다(단계 3);를 포함하여 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제조하였다.
Water-soluble chitosan solution (6 wt%, 2 mL) and algin solution (4 wt%, 2 mL) were mixed and ultrasonicated at 1000 W was irradiated for 30 min (step 1); Gelatin solution (4% by weight, 2 mL) was added to the mixed solution of step 1 and cross-linking was performed by irradiating with 20 kGy intensity (step 2); And a cross-linked mixed solution of the step 2 were cooled at -20 ° C for 12 hours and lyophilized at -70 ° C for 120 hours (step 3) to prepare a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam .

<< 실시예Example 3> 방사선 및 초음파를 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법. Method for preparing water-soluble chitosan-alginate gelatin porous foam using radiation and ultrasound.

수용성 키토산(chitosan) 용액(6 중량%, 2 mL) 및 알진(algin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 혼합하여 1000 W 세기의 초음파를 60분 동안 조사하였다(단계 1); 상기 단계 1의 혼합용액에 젤라틴(gelatin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 첨가하고 10 kGy 세기의 방사선을 조사하여 가교를 수행하였다(단계 2); 및 상기 단계 2의 가교된 혼합용액을 -20℃에서 12 시간 동안 냉각한 후, -70℃에서 120 시간 동안 동결건조하였다(단계 3);를 포함하여 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제조하였다.
Water-soluble chitosan solution (6 wt%, 2 mL) and algin solution (4 wt%, 2 mL) were mixed and sonicated at 1000 W for 60 min (step 1); Gelatin solution (4% by weight, 2 mL) was added to the mixed solution of step 1 and cross-linking was performed by irradiating with 10 kGy intensity (step 2); And a cross-linked mixed solution of the step 2 were cooled at -20 ° C for 12 hours and lyophilized at -70 ° C for 120 hours (step 3) to prepare a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam .

<< 실시예Example 4> 방사선 및 초음파를 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법. Method for preparing water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam using radiation and ultrasound.

수용성 키토산(chitosan) 용액(6 중량%, 2 mL) 및 알진(algin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 혼합하여 1000 W 세기의 초음파를 60분 동안 조사하였다(단계 1); 상기 단계 1의 혼합용액에 젤라틴(gelatin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 첨가하고 20 kGy 세기의 방사선을 조사하여 가교를 수행하였다(단계 2); 및 상기 단계 2의 가교된 혼합용액을 -20℃에서 12 시간 동안 냉각한 후, -70℃에서 120 시간 동안 동결건조하였다(단계 3);를 포함하여 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제조하였다.
Water-soluble chitosan solution (6 wt%, 2 mL) and algin solution (4 wt%, 2 mL) were mixed and sonicated at 1000 W for 60 min (step 1); Gelatin solution (4% by weight, 2 mL) was added to the mixed solution of step 1 and cross-linking was performed by irradiating with 20 kGy intensity (step 2); And a cross-linked mixed solution of the step 2 were cooled at -20 ° C for 12 hours and lyophilized at -70 ° C for 120 hours (step 3) to prepare a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam .

<< 실시예Example 5> 방사선 및 초음파를 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법. Method for preparing water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam using radiation and ultrasound.

수용성 키토산(chitosan) 용액(6 중량%, 2 mL) 및 알진(algin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 혼합하여 1000 W 세기의 초음파를 120분 동안 조사하였다(단계 1); 상기 단계 1의 혼합용액에 젤라틴(gelatin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 첨가하고 10 kGy 세기의 방사선을 조사하여 가교를 수행하였다(단계 2); 및 상기 단계 2의 가교된 혼합용액을 -20℃에서 12 시간 동안 냉각한 후, -70℃에서 120 시간 동안 동결건조하였다(단계 3);를 포함하여 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제조하였다.
Water-soluble chitosan solution (6 wt%, 2 mL) and algin solution (4 wt%, 2 mL) were mixed and sonicated at 1000 W for 120 min (step 1); Gelatin solution (4% by weight, 2 mL) was added to the mixed solution of step 1 and cross-linking was performed by irradiating with 10 kGy intensity (step 2); And a cross-linked mixed solution of the step 2 were cooled at -20 ° C for 12 hours and lyophilized at -70 ° C for 120 hours (step 3) to prepare a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam .

<< 실시예Example 6> 방사선 및 초음파를 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법. Method for preparing water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam using radiation and ultrasound.

수용성 키토산(chitosan) 용액(6 중량%, 2 mL) 및 알진(algin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 혼합하여 1000 W 세기의 초음파를 120분 동안 조사하였다(단계 1); 상기 단계 1의 혼합용액에 젤라틴(gelatin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 첨가하고 20 kGy 세기의 방사선을 조사하여 가교를 수행하였다(단계 2); 및 상기 단계 2의 가교된 혼합용액을 -20℃에서 12 시간 동안 냉각한 후, -70℃에서 120 시간 동안 동결건조하였다(단계 3);를 포함하여 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제조하였다.
Water-soluble chitosan solution (6 wt%, 2 mL) and algin solution (4 wt%, 2 mL) were mixed and sonicated at 1000 W for 120 min (step 1); Gelatin solution (4% by weight, 2 mL) was added to the mixed solution of step 1 and cross-linking was performed by irradiating with 20 kGy intensity (step 2); And a cross-linked mixed solution of the step 2 were cooled at -20 ° C for 12 hours and lyophilized at -70 ° C for 120 hours (step 3) to prepare a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam .

<< 비교예Comparative Example 1> 방사선을 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법. Method for preparing water soluble chitosan-alginate gelatin porous foam using radiation.

수용성 키토산(chitosan) 용액(6 중량%, 2 mL) 및 알진(algin) 용액(4 중량%, 2 mL) 및 젤라틴(gelatin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 첨가하고 10 kGy 세기의 방사선을 조사하여 가교를 수행하였다. 상기 가교된 혼합용액을 -20℃에서 12 시간 동안 냉각한 후, -70℃에서 120 시간 동안 동결건조하여 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제조하였다.
Add water-soluble chitosan solution (6 wt%, 2 mL) and algin solution (4 wt%, 2 mL) and gelatin solution (4 wt%, 2 mL) And crosslinking was carried out. The crosslinked mixed solution was cooled at -20 캜 for 12 hours and lyophilized at -70 캜 for 120 hours to prepare a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam.

<< 비교예Comparative Example 2> 방사선을 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법. Method for preparing water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam using radiation.

수용성 키토산(chitosan) 용액(6 중량%, 2 mL) 및 알진(algin) 용액(4 중량%, 2 mL) 및 젤라틴(gelatin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 첨가하고 10 kGy 세기의 방사선을 조사하여 가교를 수행하였다. 상기 가교된 혼합용액을 -20℃에서 12 시간 동안 냉각한 후, -70℃에서 120 시간 동안 동결건조하여 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제조하였다.
Add water-soluble chitosan solution (6 wt%, 2 mL) and algin solution (4 wt%, 2 mL) and gelatin solution (4 wt%, 2 mL) And crosslinking was carried out. The crosslinked mixed solution was cooled at -20 캜 for 12 hours and lyophilized at -70 캜 for 120 hours to prepare a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam.

<< 비교예Comparative Example 3> 초음파를 이용한 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법. Method for preparing soluble chitosan-alginate gelatin porous foam using ultrasound.

수용성 키토산(chitosan) 용액(6 중량%, 2 mL) 및 알진(algin) 용액(4 중량%, 2 mL) 및 젤라틴(gelatin) 용액(4 중량%, 2 mL)을 첨가하고 1000 W 세기의 초음파를 120분 동안 조사하여 가교를 수행하였다. 상기 가교된 혼합용액을 -20℃에서 12 시간 동안 냉각한 후, -70℃에서 120 시간 동안 동결건조하였다(단계 3);를 포함하여 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼을 제조하였다.
Add water-soluble chitosan solution (6 wt%, 2 mL) and algin solution (4 wt%, 2 mL) and gelatin solution (4 wt%, 2 mL) Was crosslinked for 120 minutes. The crosslinked mixed solution was cooled at -20 캜 for 12 hours and lyophilized at -70 캜 for 120 hours (step 3) to prepare a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam.

<< 실험예Experimental Example 1> 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 기공도 평가 1> Evaluation of Porosity of Water-Soluble Chitosan-Algin-Gelatin Porous Foam

본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 내부에 형성된 기공의 균일도 및 기공도를 평가하기 위하여, 상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 폼을 통기도 측정(Gurley type densometer, Toyoseiki, Japan)하여, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
In order to evaluate the uniformity and porosity of the pores formed in the water-soluble chitosan-alginate-gelatin porous foam produced by the production method according to the present invention, the foam prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 was subjected to air permeability (Gurley type densometer, Toyoseiki, Japan). The results are shown in Fig.

도 1은 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 폼의 통기도를 나타낸 그래프이다.
1 is a graph showing the air permeability of the foam prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.

도 1에 나타낸 바와 같이, 초음파를 조사하지 않고 방사선만 조사한 비교예 1 및 비교예 2의 폼에 비하여, 초음파 및 방사선을 조사한 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 6의 폼이 향상된 기공도를 나타낸다.As shown in Fig. 1, the foams of Examples 1 to 6 according to the present invention irradiated with ultrasound and radiation, compared to the foams of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 irradiated only with radiation without irradiation of ultrasonic waves, exhibited improved porosity .

또한, 방사선의 세기를 10 kGy로 사용하여 제조된 비교예 1, 실시예 1, 3 및 5의 폼에 비하여, 방사선 세기를 20 kGy로 사용하여 제조된 비교예 2, 실시예 2, 4 및 6의 폼이 향상된 통기도(sec/100 mL)를 보이므로, 방사선 조사선량이 증가할수록 키토산, 알진 및 젤라틴의 고분자 간의 가교형성이 증가되어 향상된 기공도를 나타낸다.Compared with the foams of Comparative Example 1, Examples 1, 3 and 5, which were manufactured using the radiation intensity of 10 kGy, Comparative Example 2, Examples 2, 4 and 6 prepared by using the radiation intensity of 20 kGy (Sec / 100 mL), the cross-linking between the polymer of chitosan, alginate and gelatin increases and the porosity increases as the radiation dose increases.

나아가, 비교예 1, 실시예 1, 3 및 5의 폼 또는 비교예 2, 실시예 2, 4 및 6의 폼을 비교하면, 초음파의 조사 시간이 증가할수록 기공도가 향상된다.Further, comparing the foams of Comparative Example 1, Examples 1, 3 and 5 or the foams of Comparative Example 2, Examples 2, 4 and 6, porosity is improved as the irradiation time of the ultrasonic waves is increased.

따라서, 초음파 및 방사선을 이용한 본 발명에 따른 폼의 제조방법이 초음파 또는 방사선을 단독으로 사용한 경우보다 향상된 기공도를 갖는 폼의 효율적인 제조방법이라는 것을 알 수 있다.
Therefore, it can be seen that the method of producing foam according to the present invention using ultrasound and radiation is an efficient method of producing a foam having improved porosity as compared with the case of using ultrasonic waves or radiation alone.

<< 실험예Experimental Example 2> 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 수분흡수율 평가 2> Evaluation of Water Absorption Rate of Water-Soluble Chitosan-Algin-Gelatin Porous Foam

본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 수분흡수율(%)을 평가하기 위하여, 상기 비교예 2 내지 비교예 3 및 실시예 4에서 제조된 폼의 건조된 무게와 상기 폼을 증류수에 침지시켜 흡수된 폼의 무게를 측정하여 하기 수학식 1에 의하여 계산하여, 시간에 따른 수분흡수율(%)을 도 2에 나타내었다. In order to evaluate the water absorption rate (%) of the water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam produced by the production method according to the present invention, the dried weight of the foam prepared in Comparative Examples 2 to 3 and Example 4, The foam was immersed in distilled water to measure the weight of the absorbed foam, and the water absorption rate (%) with time was calculated by the following formula (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112013104770625-pat00001

Figure 112013104770625-pat00001

도 2는 비교예 2 및 실시예 4에서 제조된 폼의 증류수 침지시간에 따른 수분흡수율을 나타낸 그래프이다.
FIG. 2 is a graph showing moisture absorption rates of the foam prepared in Comparative Examples 2 and 4 according to immersion time of distilled water. FIG.

도 2에 나타난 바와 같이, 초음파만을 조사하여 제조한 비교예 3의 폼은 증류수에 침지시킨지 10분 만에 분해되어 수분흡수율을 측정이 불가능하였다. 또한, 방사선만을 조사하여 제조한 비교예 2의 폼 및 본 발명에 따른 초음파 및 방사선을 조사하여 제조한 실시예 4의 폼을 비교하여 살펴보면, 침지시간 10분이 경과한 초기시점에서 본 발명에 따른 실시예 4의 폼은 비교예 2의 폼보다 약 1700%의 수분흡수율 차이를 보였다. 또한, 본 발명에 따른 실시예 4의 폼은 침지시간 40분이 경과하였을 때, 최대 수분흡수율에 도달하였고 , 비교예 2의 폼과 약 5000%의 수분흡수율 차이를 보였으며, 비교예 2의 폼은 침지시간 1시간이 경과하였을 때 최대 수분흡수율을 보였다.
As shown in FIG. 2, the foam of Comparative Example 3 prepared by irradiating only ultrasonic waves was decomposed in 10 minutes after immersion in distilled water, and the water absorption rate could not be measured. The foam of Comparative Example 2 prepared by irradiating only the radiation and the foam of Example 4 prepared by irradiating ultrasound and radiation according to the present invention were compared with each other at the initial stage of immersion time of 10 minutes. The foam of Example 4 showed a water absorption difference of about 1,700% compared to the foam of Comparative Example 2. In addition, the foam of Example 4 according to the present invention reached a maximum water absorption rate after 40 minutes of immersion time, and showed a difference in water absorption rate of about 5000% from the foam of Comparative Example 2. In the foam of Comparative Example 2, The maximum moisture uptake rate was shown when 1 hour of immersion time had passed.

따라서, 본 발명에 따른 초음파 및 방사선을 사용한 폼의 제조방법이 종래의 초음파만을 사용한 폼의 제조방법 또는 방사선만을 사용한 폼의 제조방법보다 현저히 우수한 수분흡수율 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 제조방법은 현저히 향상된 수분흡수율을 갖는 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법으로 유용할 수 있다.
Accordingly, it can be seen that the method of producing a foam using ultrasonic waves and radiation according to the present invention exhibits a remarkably superior water absorption effect than the conventional method of producing a foam using only ultrasonic waves or the method of producing a foam using only radiation. Thus, the process according to the present invention may be useful as a process for preparing a water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam having a significantly improved water uptake.

<< 실험예Experimental Example 3> 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 균일도 평가 3> Evaluation of uniformity of water-soluble chitosan-alginate gelatin porous foam

본 발명에 따른 제조방법이 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 균일도에 미치는 효과를 알아보기 위하여, 다음과 같이 실험하였다.In order to examine the effect of the manufacturing method according to the present invention on the uniformity of the water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam, the following experiment was conducted.

초음파의 조사 유무에 따른 폼의 균일도를 평가하기 위하여, 본 발명에 따른 제조방법에서 동결건조를 수행하는 단계 전에 초음파를 조사한 실시예 2의 폼 및 초음파를 조사하지 않은 비교예 2의 폼의 사진을 촬영하여 도 3에 나타내었다.In order to evaluate the uniformity of the foam with and without irradiation of the ultrasonic waves, the foam of Example 2 in which ultrasonic waves were irradiated and the foam of Comparative Example 2 in which ultrasonic waves were not irradiated were prepared before the step of performing freeze- The photograph is shown in Fig.

또한, 방사선의 조사 유무에 따른 폼의 균일도를 평가하기 위해, 방사선을 조사하지 않은 비교예 3의 폼 및 방사선을 조사한 실시예 2의 폼의 사진 및 상기 비교예 3 및 실시예 2의 폼을 증류수에 6시간 동안 침지시킨 후 폼의 사진을 촬영하여 도 4에 나타내었다.In order to evaluate the uniformity of the foam with or without irradiation, the foam of Comparative Example 3 and the foam of Example 2 irradiated with the radiation and the foam of Comparative Example 3 and Example 2 were immersed in distilled water For 6 hours, and then photographs of the foam were shown in FIG.

나아가, 초음파 및 방사선을 조사한 실시예 2의 폼의 내부를 전자현미경(모델명:JSM-6390; 제조사: JEOL, Japan)으로 촬영하여 도 5에 나타내었다.
Further, the inside of the foam of Example 2 irradiated with ultrasonic waves and radiation was photographed with an electron microscope (Model: JSM-6390; manufacturer: JEOL, Japan) and is shown in Fig.

도 3은 동결건조하기 전 비교예 2 및 실시예 2의 폼 형태 사진이다.
Fig. 3 is a photograph of foam form of Comparative Example 2 and Example 2 before lyophilization.

도 4의 (a)는 비교예 3의 폼이고, (b)는 실시예 2의 폼이며, (c)는 증류수에 6시간 침지된 후의 비교예 3의 폼이고, (d)는 증류수에 6시간 침지된 후의 실시예 2의 폼 형태 사진이다.
4 (a) is a foam of Comparative Example 3, (b) is a foam of Example 2, (c) is a foam of Comparative Example 3 after being immersed in distilled water for 6 hours, Lt; / RTI &gt; is a photograph of the foam form of Example 2 after being immersed for a time.

도 5는 초음파 및 방사선을 조사한 실시예 2의 폼의 내부 사진이다.
5 is an inside photograph of the foam of Example 2 irradiated with ultrasound and radiation.

도 3 내지 도 5에 나타난 바와 같이, 초음파 및 방사선을 조사함으로써, 더욱 균일해진 형태의 폼의 형태를 갖는다는 것을 알 수 있다.
As shown in FIGS. 3 to 5, it can be seen that by irradiation with ultrasonic waves and radiation, the form of the foam becomes more uniform.

따라서, 본 발명에 따른 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법은 균일해진 다공성 폼을 제조하는 방법으로 유용할 수 있다.Accordingly, the process for preparing the water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam according to the present invention can be useful as a method for producing porous foam which is uniform.

Claims (11)

수용성 키토산(chitosan) 용액 및 알진(algin) 용액을 혼합하여 500 - 1000 W의 세기로 30 분 - 3시간 동안 초음파를 조사하는 단계(단계 1);
상기 단계 1의 혼합용액에 젤라틴(gelatin) 용액을 첨가하고 방사선 가교를 수행하는 단계(단계 2); 및
상기 단계 2의 가교된 혼합용액을 동결건조하는 단계(단계 3);를 포함하는 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법.
A step of mixing ultrasound with water-soluble chitosan solution and algin solution at an intensity of 500 - 1000 W for 30 minutes to 3 hours (step 1);
Adding a gelatin solution to the mixed solution of step 1 and performing radiation crosslinking (step 2); And
And lyophilizing the cross-linked mixed solution of step 2 (step 3).
제1항에 있어서,
상기 단계 1의 수용성 키토산 용액은 1 - 10 중량% 농도로 사용하는 것을 특징으로 하는 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the water-soluble chitosan solution of step 1 is used at a concentration of 1 - 10 wt%.
제1항에 있어서,
상기 알진 용액은 1 - 5 중량% 농도로 사용하는 것을 특징으로 하는 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the alginic acid solution is used in a concentration of 1 to 5% by weight.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 단계 2의 젤라틴 용액 1 - 5 중량% 농도로 사용하는 것을 특징으로 하는 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the gelatin solution of step 2 is used in a concentration of 1 to 5% by weight.
제1항에 있어서,
상기 단계 2의 방사선은 1 - 100 kGy로 조사하는 것을 특징으로 하는 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the radiation of step 2 is irradiated at a rate of 1 - 100 kGy.
제1항에 있어서,
상기 단계 2의 방사선은 시간당 1 - 20 kGy로 조사하는 것을 특징으로 하는 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the radiation of step 2 is irradiated at a rate of 1 to 20 kGy per hour.
제1항에 있어서,
상기 단계 3의 동결 건조는 -20 - -180℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the freeze-drying of step 3 is carried out at -20 to -180 ° C.
제1항에 있어서,
상기 수용성 키토산 용액, 알진 용액 및 젤라틴 용액의 혼합비는 3 : 2 : 2의 중량비인 것을 특징으로 하는 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the mixing ratio of the water-soluble chitosan solution, the alginate solution and the gelatin solution is 3: 2: 2 by weight.
제1항의 제조방법으로 제조된 수용성 키토산-알진-젤라틴 다공성 폼.A water-soluble chitosan-algin-gelatin porous foam produced by the method of claim 1.
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