KR101649351B1 - 인공장관 고정을 위한 생분해성 메쉬 밴드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인공장관 고정을 위한 생분해성 메쉬 밴드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대장 수술시 발생하는 문합부에서의 누설 방지를 위해 변의 우회를 위한 인공장관을 설치하는데, 인공장관을 장관과 일정한 강도를 유지하며 고정되게 하고, 또한 인공장관의 분리 제거가 용이할 수 있도록 분해가능한, 생분해성 메쉬밴드에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 인공장관 고정을 위한 생분해성 메쉬 밴드로서, 상기 메쉬 밴드는 생분해성 봉합사를 사용하여 직물 폭 7 내지 13 mm의 폭을 가지는 평직으로 제직되는 것을 특징으로 하는 메쉬 밴드이다.

Description

인공장관 고정을 위한 생분해성 메쉬 밴드{Biodegradabe mesh band for fixing artificial intestinal tract}

본 발명은 인공장관 고정을 위한 생분해성 메쉬 밴드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대장 수술시 발생하는 문합부에서의 누설 방지를 위해 변의 우회를 위한 인공장관을 설치하는데, 인공장관을 장관과 일정한 강도를 유지하며 고정되게 하고, 또한 인공장관의 분리 제거가 용이할 수 있도록 분해 가능한, 생분해성 메쉬밴드에 관한 것이다.

대장암은 결장과 직장에 생기는 악성종양이며 대부분 대장의 점막에서 발생하는 선암이다. 선암 이외에도 드물게 편평상피암, 악성 림프종, 악성육종, 악성칼시노이드 종양 등이 발견되며, 때로는 주위 장기의 암이 대장을 침습하거나 다른 부위에 생긴 암이 대장으로 전이되어 오기도 한다. 선암의 대부분은 선종인 양성 종양이 진행되어 발생한다. 전 세계에서 4번째로 흔한 암이며 전체 암 발생의 8.8%나 된다. 대장암 발생률은 인구 10만명 당 1명으로 매우 낮은 나라로부터 60명 이상에 이르는 나라까지 매우 큰 차이를 보이고 있다. 우리나라에서 대장암 발생률은 인구 10만명 당 36명 정도로 남성의 경우 세계 4위(46.9명), 여성의 경우 세계 19위(25.6명)로 세계의 평균치보다 높은 수준이며 위암에 이어 발병률 2위를 기록하고 있다. 그러나 감소추세에 있는 위암과는 달리 10년간 약 60%의 가파른 증가추세에 있어 최근 대장암이 발생률과 사망률이 현저히 증가하고 있다(WHO 산하 국제암연구소(IARC)가 세계 184개국을 대상으로 조사한 '세계 대장암 발병현황' 분석 보고서).

대장수술은 발병부위 상하단부를 절개하고 정상부위를 연결, 봉합하는 과정을 거치게 된다. 하지만 수술 후 문합부위에서 발생하는 누설(leakage)을 원인으로 한 수술부위 감염 등의 합병증으로 재입원환자의 경우가 상당히 높게 나타나고 있다. 대장 수술 후 누설(leakage)발생 빈도는 약 8%로 매우 높은 수치로 보고되고 있다. 심할 경우, 대장의 이물질로 인한 패혈증이 발생하여 사망에 이를 수도 있다.

수술 후 문합부가 충분히 복원될 때까지, 변이 문합부와 접촉하지 않고 배출되게 함으로써 문합부의 오염을 방지하고 있는데, 구체적으로는 문합부 상부에 인공적인 장관을 설치하여 변이 인공장관을 통해 배출되게 함으로써 변이 문합부와 직접적으로 접촉되지 않게 하고 있다. 변을 우회시키는 방법으로, 복부에 인공항문을 조성하는 방법이 있지만 이를 제거하기 위해 다시 수술을 해야 하며, 노약자의 경우 다시 수술할 정도의 체력적 상태가 허락되지 않는 등의 여러 가지 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 얇은 탄력성 방수소재로 만든 튜브를 문합부위의 상부 약 5 ~ 10 cm 정도의 위치에 실로 장내벽과 봉합함으로써 배출되는 변이 장관의 문합부위와 직접 접촉하지 않고 배변되게 하는 변 배출장치가 제공되고 있다. 그러나, 튜브를 장 내벽에 봉합하는 작업이 쉽지 않고 시간이 많이 소요되며 특히 장내벽에 봉합한 얇은 튜브가 항상 완전하게 봉합된 상태로 있을 가능성이 희박하여 안전성이 의심된다. 또한, 사용된 얇은 튜브는 대개 5 ~ 10일 사이에 자연탈락되므로 제거는 쉬우나 원하는 시간만큼 배변을 우회시키기 시키지 못하는 근본적인 문제가 있다.

한편 본 발명자는, 대장 수술시 발생하는 문합부에서의 누설 방지를 위해 변우회장치의 형태를 획기적으로 개선하여 상기 문제들을 해결하려고 하였다. KR 10-0375584B1의 특허에서 기본적인 개념과 아이디어를 제시하였으며, 비교적 최근의 논문에서는 이의 프로토타입의 형태로 일부 만들어서 개를 대상으로 테스트하여 보기도 하였다. 장관 내부에 인공장관(변우회장치)을 삽입하되, 인공장관은 튜브부와 관체부가 연결되어 구성되어 있되, 관체부의 형태는 상, 하부에 벌룬이 있어서 덤벨 형태로 되어 있어서, 장관 바깥에서 벌룬 사이의 공간과 장관을 고정부재로 고정하는 형태로 되어 있다. 가장 중요한 문제 중의 하나는 변우회장치(fecal diverting device; FDD)를 장관에 안정적으로 고정시키는 것이며, 고정에 의한 괴사가 이루어지지 않아야 하는 등의 과제가 있다. 또한, 상기 인공장관은 적절한 시기에 수술 내지 적절한 방법을 통해 제거하여야 하는 경우가 있는데, 이 경우, 이의 제거가 용이하여야 한다.

한편, 생체내에서 분해되는 생분해성 고분자, 즉 생체내 분해성 고분자 중에도 분해산물이 생체내에서 완전히 대사, 배설되는 것을 기준으로 생체내 분해 흡수성 고분자와 생분해 비흡수성 고분자로 나뉘어진다. 전자는 생체내에 삽입하여도 결국 완전히 소화가 되어 잔류하거나 축적이 생기지 않는 것을 의미한다. 생체내 분해 흡수성 고분자는 조직공학적 재생조직의 개발의 경우, 세포나 조직이 접착할 수 있는 매트릭스로 개발, 초기 조직형성의 지지체로서 활용하여, 조직이 완전히 형성되었을 때 거의 소멸되는 재료들이나, 약물의 서방출을 목적으로 하는 약물의 담체로서 이상적으로 이용되고 있다. 그런데, 이런 소재는 사용 용도에 적합한 분해 속도, 분해 산물의 무독성 및 대사, 배설 가능성, 용도에 따른 기본 물성 등을 고려하여 선택되어야 하는데, 이의 효과적인 구성방안도 여전히 과제로 남아 있다.

KR 10-0375584B1

Jae Hwang Kim etc, Long-term fecal diverting device fir the prevention for sepsis in case of colorectal anastomotic leakag, Int J Colorectal Dis. 2013 Apr; 28(4): 477-484.

본 발명은 대장수술 후 문합부를 보호하고, 치료 후 별도의 개복수술 없이 제거가 용이하며, 장관의 손상을 주지 않는 생분해성 메쉬 밴드의 제조 기술을 제공하고자 한다.

이를 위한 본 발명은, 인공장관 고정을 위한 생분해성 메쉬 밴드로서, 상기 메쉬 밴드는 생분해성 봉합사를 사용하여 직물 폭 7 내지 13 mm의 폭을 가지는 평직으로 제직되는 것을 특징으로 하는 메쉬 밴드이다.

그리고, 바람직하게는 상기 생분해성 봉합사는 PLGA 봉합사, PGA 봉합사 및 PDO 봉합사로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 좋다.

그리고, 상기 메쉬 밴드는, 위사 0.15 내지 0.25 mm 및 경사 0.2 내지 0.3 mm의 직경을 갖는 봉합사로 제직되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 메쉬 밴드는 경사 밀도 30 내지 40 pk/cm 인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 메쉬 밴드는 위사 밀도 20 내지 30 pk/cm 인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 메쉬 밴드의 인장강도는 60 내지 130 kgf 인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 메쉬 밴드의 인장변형률은 5 % 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는 상기 메쉬밴드의 봉합사는 PLGA 봉합사 PGA 봉합사 및 PDO 봉합사로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 메쉬 밴드의 직물 폭은 9 내지 11 mm 이고, 위사는 0.15 내지 0.25 mm, 경사 0.2 내지 0.3 mm 의 직경을 가지며, 경사밀도 34 내지 38 pk/cm, 위사 밀도는 22 내지 26 pk/cm 인 것이 좋다.

본 발명은 인공장관 고정을 위한 생분해성 메쉬 밴드는 인공장관과 장관을 고정되게 하되, 문합부과 충분히 봉합될 때까지 강도를 충분히 유지하면서, 인장변형률이 크지 않아 매우 안전성이 우수하며, 또한, 일정 기간 후에 분해되어 강도를 잃게 하여 장관으로부터 인공장관의 분리 제거가 용이하다.

도 1은 문합부의 누설 모식도이다.
도 2는 문합부에서 발생하는 누설 발생을 방지하기 위해 설치될 수 있는 인공장관의 개념과 그 구현 예를 보여준다.
도 3은 인체적합 생분해성 고분자의 생분해성과 인체 조직 재생의 상관관계를 보여준다.
도 4는 본 발명의 메쉬 밴드의 제직형태를 보여준다.
도 5는 평직 제직 형태를 보다 상세히 보여준다.
도 6은 본 발명의 메쉬 밴드의 실시예에 대하여, PBS처리에 따른 메쉬 밴드의 무게 변화율을 보여준다.
도 7은 본 발명의 메쉬 밴드의 실시예에 대한 강도 변화율을 보여준다.
도 8 내지 도 13은 각각 본 발명의 메쉬 밴드의 실시예에 대하여 1주, 3주, 5주, 6주, 7주, 8주차의 직물표면과 원사 단면의 SEM 사진을 보여준다.

본 발명은 인공장관 고정을 위한 생분해성 메쉬 밴드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대장 수술시 발생하는 문합부에서의 누설 방지를 위해 변의 우회를 위한 인공장관을 설치하는데, 인공장관을 장관과 일정한 강도를 유지하며 고정되게 하고, 또한 인공장관의 분리 제거가 용이할 수 있도록 분해가능한, 생분해성 메쉬밴드에 관한 것이다.

대장 수술시 발생하는 문합부에서 변의 누출은 이로 인한 감염 문제 등을 일으키기 때문에 이의 발생을 차단하여야 한다. 도 1은 문합부의 누설 모식도로서, 암 발생 부위를 절개하고 장관을 연결한 부위를 문합부라고 한다. 한편, 문합부에서의 누출을 막기 위해, 장관 문합부 위쪽에 설치하여 변 배출 시 분합부위와 직접 접촉하지 않고 튜브를 통하여 외부로 배출되게 함과 동시에 추후, 별도의 개복수술 없이 해당 장치를 분리할 수 있는 장치의 형태를 본 발명자는 제시하였다. 도 2는 문합부에서 발생하는 누설 발생을 방지하기 위해 설치될 수 있는 인공장관의 개념과 그 구현 예를 보여준다. 대장 수술 후에 장관 내부에 FDD(Fecal diverting device, 인공장관에 해당)를 설치하는데, 덤벨과 같은 지지체 부분과 이에 연결되어 있는 튜브형태를 가지고 있다. FDD를 장관의 내부에 고정시키기 위해 덤벨 형태의 가운데 부분을 이용하여 장관의 외부에서 해당 부분을 메쉬 밴드로 고정시키는 형태이다. 여기에서 중요한 이슈의 하나가, 장치를 장관 내부에 안정적으로 고정시키는 일이다. 장치의 고정에 사용되는 것은 메쉬 형태의 것을 사용하여 생분해되는 것을 사용하는 것이 좋겠다고 막연히 제안한 적은 있으나, 그 구체적인 형태와 물성을 갖는 고정 밴드를 만드는 것은 쉬운 일이 아니었다.

상기 메쉬 밴드는 인공장관을 고정하고 있을 때 풀리지 않아야 하고 장관 지지체를 단단히 잡아주어야 하기 때문에 어느 정도의 인장강도를 가지고 있어야 한다. 또한, 대장의 연동운동으로 인한 변형이 없어야 하므로 인장변형율이 최소로 되어야 한다. 그리고, 대장 외벽 손상을 방지하기 위해 표면 마찰을 최소화하여야 한다. 그리고, 별도의 개복수술 없이 제거가 용이하도록 하기 위해 인체 세포 증식속도와 유사한 분해 속도를 가져야 한다. 기타, 소재 자체의 무독성, 분해 산물의 무독성, 보다 구체화된 용도에 따른 물성을 고려하여야 한다.

우선적으로 고려하였던 것은 상기 메쉬 밴드를 어떠한 봉합사를 사용하여 제직할 것인지를 선택하는 것이었다. 생분해성 봉합사로 사용되고 있는 것들은, Polyglycolide (PGA, Polyglycolic acid), Poly glycolide-lactide (PGLA or PLGA), Poly-1,4-dioxane-2-one(PDO, Polydioxanone), Poly-L-lactide (PLLA), Poly-D,L-lactide (PDLLA), Poly--caprolactone(PCL, Polyglecaprone), Poly-Polytrimethylenecarbonate(PTMC), Poly--hydroxybutyrate (PHB), Polyglactine 등이 있다. 도 3은 인체적합 생분해성 고분자의 생분해성과 인체 조직 재생의 상관관계를 보여준다. 수술의 형태와 회복기를 고려하여, 사용되는 생분해성 봉합사는 생체내에서의 반감기가 약 20 내지 40일 내외의 것을 우선적으로 설정하였다. 봉합사의 형태(멀티, 모노)에 따라서도 어느 정도 차이가 존재하는데, PLGA(multi)가 약 4주 정도, PDO(mono)가 약 6주 정도의 적절한 강도를 유지하였으며, PGA는 2 내지 3 주 정도의 적절한 강도를 유지하였다.

한편, 생분해 메쉬 밴드의 주안점의 하나는 대장과의 유착으로 인한 괴사를 일으키거나, 직물의 신축성으로 인한 장의 절단이 없어야 한다는 점이다. 본 발명에서는 봉합사를 사용하여 평직의 제직방법을 사용하였다. 기본적인 제직방법으로는 평직(plain), 능직(twill), 주자직(satin)이 있으며, 이의 응용형태가 있다. 평직은 직물 조직 중에서 가장 간단한 조직으로서 경사와 위사가 한 올식 교대로 교차된 직물이다. 교차점이 많아서 강도가 높으며, 교차점 사이에 미세공간이 많다. 능직은 경사, 위사를 2올 이상씩 조합하여 사선방향으로 능선 또는 사문선이 나탄나게 제직된 직물이다. 강도는 평직보다 떨어진다. 교차점이 평직에 비해 훨씬 적다. 같은 밀도의 평직보다 유연성과 굴곡성이 더 좋아 두꺼운 직물 제작이 가능하나, 필요이상의 신축성이 오히려 본 발명에서는 문제가 되어 이를 배제하였다. 주자직은 교차점이 적고, 강도가 약하고 마찰과 만나는 면적이 커서 치밀하게 제직되어야 한다. 따라서, 주자직이 배제되었다. 한편, 봉합사를 제직하게 되면, 분해속도에 영향을 미치게 되고 제직의 형태와 직물 폭의 정도에 따라 강도가 차이가 나게 된다. 따라서, 교차점 사이의 가장 많은 미세공간의 확보가 필요하고, 최소한의 양을 사용하면서도 강도가 유지될 수 있는 형태가 바로 평직의 형태이다. 도 4는 본 발명의 메쉬 밴드의 제직형태를 보여주며, 도 5는 평직 제직 형태를 보다 상세히 보여준다.

본 발명에서는 생분해성 봉합사를 사용하여 직물 폭 7 내지 13 mm의 폭을 가지는 평직으로 제직되는 것을 특징으로 하는 메쉬 밴드를 제공한다. 메쉬 밴드의 직물 폭(경사방향의 폭을 의미함)은 인장강도와 인장변형률에 상당한 영향을 끼치는 요인으로 분석되었다. 생분해성 봉합사를 사용하므로 시간이 지나감에 따라 인장강도는 감소하게 되어 있다. 다만 인장강도의 감소형태는 인장강도가 감소한 이후의 패턴이 어느 정도 일정한 비율을 보여주었다. 따라서, 어느 정도 이상의 초기 강도가 필요하며, 직물 폭은 초기강도와 관련이 된다. 직물 폭이 작을수록 초기 인장강도가 작아지므로, 7 mm 이상이 되어야 하고, 보다 바람직하게는 9 mm 이상이다. 또한, 직물 폭이 7 mm보다 작은 경우 인장변화률이 상당히 높은 수치를 보여주었으며, 직물 폭을 좀 더 크게 하여 인장변화율을 낮추는 것이 바람직하다. 한편, 직물 폭이 13 mm보다 큰 경우 강도 증가율의 변화가 크지 않다. 인장변화률을 보다 낮추기 위해 13 mm 보다 크게 하는 경우에는 사용이 불편하고 FDD의 고정에 적합하지 않다. 가장 바람직하게는 10mm 정도로 대략적으로 9 내지 11 mm 정도에서 인장변화율이 상당히 낮은 수치를 보여주었으며, 초기 인장강도도 가장 적합하였다.

봉합사 자체의 선택에 못지않게 봉합사의 두께도 고려하여야 할 요인 중의 하나로 판단되었다. 본 발명에서 상기 메쉬 밴드의 위사는 위사 0.15 내지 0.25 mm 및 경사 0.2 내지 0.3 mm의 직경을 갖는 봉합사로 제직되는 것이 바람직하다. 위사는 제직되는 메쉬 밴드의 가로방향의 봉합사이고, 경사는 세로방향의 봉합사를 의미하는 것이며 통상 경사의 두께를 위사보다는 약간 두껍게 한다. 상기 범위의 봉합사의 굵기는 강도의 유지기간에 영향을 미치는 것으로 너무 얇으면 제직된 형태가 의도한 기간보다 빨리 붕괴되며, 너무 두꺼운 경우 필요이상의 강도유지기간이 되며, 오히려 발명의 목적에 부합하지 않게 된다.

상기 메쉬 밴드의 경· 위사밀도 역시 고려해야 할 요인 중의 하나이다. 경사밀도가 낮은 경우 충분한 강도가 나오지 않으며, 너무 높을 경우 필요이상의 인장강도가 나오며, 또한 분해가 상당히 진행함에도 불구하고 인장강도의 유지가 필요이상으로 지속되는 문제가 있다.

상기 메쉬 밴드는 경사밀도 30 내지 40 pk/cm 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 34 내지 38 pk/cm 의 범위이다.

위사의 경우 밀도가 너무 높으면 일반적인 의류용 원사에 비해 표면이 미끄럽고, 신도가 낮은 특성의 봉합사를 사용하므로 슬립이 발행하여 제직이 원활하지 않게 된다. 위사 밀도를 32pk/cm로 하여 제직하여 본 결과, 슬립이 발행하여 제직이 원활하지 않았다. 상기 메쉬 밴드는 위사 밀도 20 내지 30 pk/cm 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 위사 밀도는 22 내지 26 pk/cm 의 범위이다.

장관과 인공장관의 고정과, 수술의 특성 및 여러 상황을 고려하여 상기 메쉬 밴드의 초기 인장강도는 60 내지 130 kgf 정도는 만족하는 것이 좋다. 초기 인장강도가 충분하지 않으면 안정적으로 고정하기 힘들고, 너무 인장강도가 큰 경우 인공장관과 장관의 고정부위에 또 다른 문제를 야기 시킬 우려가 높다. 바람직한 인장강도는 수술환경과 대장의 특성을 고려하여 약 100 kgf 정도이며 대략적으로 90 내지 110 kgf의 범위가 보다 적절한 것으로 평가된다. 또한 대장의 연동운동으로 인한 발생할 수 있는 고정의 안정성 변화의 문제를 고려하여, 인장변형률은 5% 이내의 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3% 이다. 한편, 메쉬 밴드의 인장강도는 여러가지 요인에 의해 영향을 받기 때문에 여러 요인들을 조절하여 어느 정도는 조절할 수 있을 것이다. 인장변형이 작을수록 좋겠지만, 메쉬 밴드의 형태상 피할 수 없는 부분이 있으며, 직물 폭과 위사밀도 등을 조절하여 최소한의 것으로 만들 수는 있다. 메쉬 밴드의 폭을 약 10 mm 정도로 하고 위사는 0.15 mm, 경사 0.2 mm 의 직경으로 하고 PLGA봉합사를 사용하여 24 pk/cm 정도로 하였을 때 약 0.5%의 인장변형률을 보여주었다. 인장변형률이 커지는 경우, 대장의 연동운동에 의한 적응력이 떨어지는 문제가 야기될 수 있어서 상기 범위 내의 것이 바람직하다.

이하 실시예를 통해, 본 발명은 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니며 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.

<메쉬 밴드의 제조>

<실시예 1>

PLGA 봉합사를 사용하여 메쉬 밴드를 제직하였다. 위사는 미국약전 USP 4.0 원사(0.15 mm), 경사는 USP 3.0 원사(0.2 mm)를 사용하여 직물 폭 8 mm 로 평직으로 제직하였으며 경사밀도 38 pk/cm, 위사 밀도는 24 pk/cm로 하였다.

<실시예 2>

PLGA 봉합사를 사용하여 메쉬 밴드를 제직하였다. 위사는 USP 4.0 원사, 경사는 USP 3.0 원사를 사용하여 직물 폭을 10 mm 로 하여 평직으로 제직하였으며 경사밀도 35 pk/cm, 위사 밀도는 24 pk/cm로 하였다.

<실시예 3>

PLGA 봉합사를 사용하여 메쉬 밴드를 제직하였다. 위사는 USP 4.0 원사, 경사는 USP 3.0 원사를 사용하여 직물 폭을 10 mm 로 하여 평직으로 제직하였으며 경사밀도 35 pk/cm, 위사 밀도는 22 pk/cm로 하여 제직하였다.

<비교예 1>

PLGA 봉합사를 사용하여 메쉬 밴드를 제직하였다. 위사는 USP 4.0 원사, 경사는 USP 3.0 원사를 사용하여 직물 폭을 6 mm 로 하여 평직으로 제직하였으며 경사밀도 40 pk/cm, 위사 밀도는 18 pk/cm로 하였다.

<비교예 2>

PLGA 봉합사를 사용하여 메쉬 밴드를 제직하였다. 위사는 USP 4.0 원사, 경사는 USP 3.0 원사를 사용하여 직물 폭을 6 mm 로 하여 평직으로 제직하였으며 경사밀도 40 pk/cm, 위사 밀도는 24 pk/cm로 하였다.

<비교예 3>

PLGA 봉합사를 사용하여 메쉬 밴드를 제직하였다. 위사는 USP 4.0 원사, 경사는 USP 3.0 원사를 사용하여 직물 폭을 10 mm 로 하여 평직으로 제직하였으며 경사밀도 40 pk/cm, 위사 밀도를 18 pk/cm로 하여 제직하였다.

<생분해성 실험>

메쉬 밴드를 4cm로 8 조각을 잘라 각각의 무게를 잰 뒤, PBS(phosphate- buffered saline)가 담긴 삼각 플라스크에 넣어 호일로 입구를 봉하고 교반기(shaker) 내에 설치하였다. 교반기 내의 온도를 37℃로 설정하고 분당 100rpm으로 회전하도록 하여 8주간 매주 한 개씩의 삼각 플라스크에 있는 시료를 꺼내 24시간 건조한 뒤 무게와 인장 강도 그리고 마모강도를 시험하고, SEM으로 직물의 표면과 원사 단면을 관찰하였다. 이때 삼각 플라스크 내의 PBS는 매주 새것으로 교체해 주었다. 본 실험은 혈청 성분인 PBS를 생분해 매개체로 사용하고, 동적 환경을 유지하기 위해 교반기의 속도를 100rpm으로 유지하여 추후 동물 실험 적용시의 생분해 거동에 따른 강도 변화를 예측하기 위해 실시한 것이다.

<무게 변화(생분해도)>

1~8주간 PBS를 처리하여 처리 전후의 무게 비교를 통해 PBS 처리 후 약 3주간은 무게를 처음과 같이 거의 유지하다가 4주차부터는 PBS에 생분해되어 무게가 감소하기 시작하였다. 실시예들의 경우 전반적으로 유사한 경향을 보여주었다. 실시예 1의 경우, 처리 전 무게 대비 5주차에는 9%, 6주차에는 22%, 7주차에는 25% 그리고 8주차에는 30% 수준으로 PLGA가 PBS에 의해 분해되어 무게가 점차 감소하는 것을 알 수 있었다. 이를 도 6에 나타내었다.

한편, 비교예 1의 경우에는 2 주차부터 무게가 감소하기 시작하여, 4주차에 약 30% 수준으로 감소되어 생분해 시작 이후에 그 분해속도가 매우 빨라 직물 폭과 위사밀도가 모두 낮은 형태의 경우 바람직하지 않은 것으로 나타났다.

<강도변화>

실시예들은 PBS 처리에 의해 생분해함에 따라 처리기간별로 강도가 점차 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 초기 강도의 차이로 인해 강도의 감소정도의 차이는 존재하고, 직물 폭이 클수록 강도감소율이 다소 완만하였다. 실시예 1의 경우, 1주차와 2주차는 처음과 크게 차이가 없다가 3주차에 약 60% 수준으로 강도가 감소하였으며, 4주차에는 30% 수준으로 감소하였다. 5주차에는 PBS 처리 전 대비 불과 10%의 강도만을 유지하고 있었으며, 6주차부터는 1% 내외의 강도만을 나타내었다. 이를 도 7에 나타내었다.

직물 폭이 클수록 초기 강도가 강하였다. 직물 폭을 6 mm로 한 비교예는 50 kgf 정도 나왔으며, 가장 바람직한 실시예 2의 경우, 초기 인장강도가 약 100 kgf를 보여 주었다. 또한, 직물 폭이 클수록 다소 완만한 강도감소율을 보여 주었고, 직물 폭의 적절한 조정을 통해 강도 유지 기간을 조절할 수 있을 것으로 여겨진다. 또한, 직물 폭 및 위사 밀도를 많이 낮춘 비교예 1, 3의 경우, 초기 강도는 물론, 강도감소율이 상대적으로 심한 편이었다. 4주 정도까지의 비교적 완만한 강도 감소를 위해서는 10 mm 내외의 직물 폭과 24 pk/cm의 위사 밀도가 가장 접합한 것으로 보이며, 필요에 따라 이를 조절하여 강도와 강도 감소율을 조금씩 변화를 줄 수 있을 것으로 보인다. 전반적으로 실시예의 것들은 체내 강도 유지기간이 약 3 ~ 4주 사이는 만족할 것으로 생각된다. 한편, 무게 변화시기와 강도변화시기를 대비한 결과, 강도변화가 이루어진 후에 무게 변화가 이루어지는 것으로 보인다.

<마모강도의 변화>

마모강도는 마틴데일 시험기를 이용하여 최대 20,000회까지 마찰하는 동안 시료 마찰면의 원사 중 최소 2올이 절사되는 시점의 마모횟수로 측정하였음. 실시예 1의 경우, 처리 3주차까지는 마모횟수가 20,000회 이상을 유지하다가 4주차에서 2,863회로 감소하고, 5주차에서는 444회 그리고 6주차부터는 100회 내지는 100회 미만에서 절사되어 마모강도가 점차 감소하는 것을 알 수 있었다. 실시예 2의 경우, 마모강도의 감소가 4주차에 12,586회로 감소하기 시작하였다. 실시예 3의 경우, 실시예 2 보다는 마모강도가 다소 약하였으나, 실시예 1 보다는 다소 나은 결과를 보여주었다. 비교예 1, 2, 3의 경우, 3주차에 13,572회, 18,256회, 17,247회를 보여주어 다소 마모강도가 낮게 나타났다.

<인장변화율>

인장변형률은 대장의 연동운동으로 인한 변형을 얼마나 최소화할 수 있는가를 예측하기 위해 측정하였다. 200mm 길이의 시료에 15N의 정하중을 가한 상태로 1분간 방치한 후 길이의 신장 정도를 측정하였다. 가장 바람직하게 여겨지는 실시예 2의 경우, 0.5%의 인장 변화율을 보여주었다. 폭을 6 mm로 하고 위사밀도를 달리한 경우인, 비교예 1은 인장변화율이 7.2%, 비교예 2의 경우, 인장변화율이 5.6 % 정도를 보여주었으며, 직물 폭을 달리한 비교예 3은 비교예 1에 비하여 인장변화율이 낮게 나타났다. 실시예 1이 실시예 2보다 인장변화율이 조금 높게 나타났고, 실시예 3이 실시예 2보다 인장변화율이 다소 높게 나타났다.

<전자현미경(SEM) 사진 관찰>

SEM을 이용한 직물 표면 및 원사 단면 사진 관찰을 통해 실제 시제품의 분해정도를 확인하였다. 앞서 무게와 강도변화 그리고 마모강도 측정을 통해 파악한 바와 같이 4주차부터 본격적으로 생분해에 의해 원사가 손상되는 것을 관찰할 수 있었다. 도 8 내지 도 13은 각각 실시예 1 에 대하여 1주, 3주, 5주, 6주, 7주, 8주차의 직물표면과 원사 단면의 SEM 사진을 보여준다.

Claims (7)

1. 인공장관 고정을 위한 생분해성 메쉬 밴드로서,
   상기 메쉬 밴드는 생분해성 봉합사를 사용하여 평직으로 제작하되, 직물 폭이 7 내지 13 mm이고, 경사 0.2 내지 0.3 mm 및 위사 0.15 내지 0.25 mm의 직경을 가지며, 밀도는 경사 30 내지 40 pk/cm 및 위사 20 내지 30 pk/cm인 것을 특징으로 하는 메쉬 밴드.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 생분해성 봉합사는 PLGA 봉합사, PGA 봉합사 및 PDO 봉합사로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 메쉬 밴드.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 메쉬 밴드의 인장강도는 60 내지 130 kgf 인 것을 특징으로 하는 메쉬 밴드.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 메쉬 밴드의 인장변형률은 5% 이하인 것을 특징으로 하는 메쉬 밴드.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 메쉬 밴드의 직물 폭은 9 내지 11 mm 이고, 경사 0.2 내지 0.3 mm 및 위사 0.15 내지 0.25 mm의 직경을 가지며, 밀도는 경사 34 내지 38 pk/cm 및 위사 22 내지 26 pk/cm인 것을 특징으로 하는 메쉬 밴드.

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