KR101689798B1

KR101689798B1 - 조직 수복용 조성물 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101689798B1
Application number: KR1020160133331A
Authority: KR
Inventors: 유재원; 심명섭
Original assignee: 주식회사 덱스레보
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2016-12-27
Also published as: KR20160122111A

Abstract

본 발명은 조직수복용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 소수성 생체적합성 고분자 및 친수성 생체적합성 고분자를 중합시킨 공중합체 고분자를 고분자의 녹는점 이상으로 가열하여 녹이고, 상기 고분자의 녹는점 이상의 물과 혼합 및 교반 하여 제형을 제조하였다. 상기 제조방법에 의해 제조된 제형은 물에서 안정하고 균일하게 분산되어 나노 크기 입자를 포함하는 현탁액을 형성하여 생체 내 주사가 가능하고, 주사 이후 조직 형성을 유도하여 조직수복효과를 갖는다.

Description

조직 수복용 조성물 및 이의 제조방법{COMPOSITION FOR TISSUE REPAIR TREATMENT AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 수용액상에서 균질한 콜로이드 형성이 가능한 생체적합성 생분해성 고분자를 이용한 조직수복용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

사회의 구조가 변해가고 인구가 증가하면서 화상, 욕창, 외상, 성형, 난치성 궤양, 당뇨성 피부괴사 등의 환자의 수도 점점 증가함에 따라 이에 맞는 손상된 피부의 치료 방법도 발전하고 있다. 30년 전까지만 해도 화상으로 체표면적의 60% 이상이 손상되면 패혈증으로 사망하는 것이 보통이나, 최근에는 인공피부의 발전으로 수분손실과 감염을 막을 수 있어 사망률을 상당히 감소시킬 수 있게 되었다.

인공피부는 크게 창상피복재(wound dressing)와 배양피부(cultured skin)로 나뉜다. 창상피복재는 국소적인 창상이나 상처 깊이가 심하지 않은 창상에 적용가능하며, 식피가 가능할 때까지의 기간 동안 창상을 보호하거나, 자가 배양 피부가 완성 때까지 소요되는 3~4주 동안 상처를 보호하여 배양피부의 적용을 쉽게 하는 역할을 한다. 배양피부는 심한 피부결손이나 광범위한 창상의 경우 반흔 조직을 최소화시키기 위한 치료방법에 사용되는 것으로서 세포배양 기술을 이용하여 피부세포를 충분히 증식시킨 후 영구 생착을 목적으로 이식된다.

하지만 배양피부의 경우는 박테리아, 진균류, 내독성 및 마이코플라즈마(mycoplasma) 시험을 통한 안전성의 많은 검토가 필요하며, 여러 가지 바이러스 [HIV 1&2, HTLVⅠ&Ⅱ, CMV lgM, B형 및 C형 간염바이러스(Hepatitis B & C), 아데노바이러스] 시험을 거쳐 안정성을 확인하여 제조해야 하는 번거로움이 있다. 또한, 사체의 피부를 이식하는 경우 그것의 원사지 파악이 되지 않는 문제점과, 가공처리에 있어서 인체성분은 열가공이 불가능하기 때문에 위에서 언급한 치명적인 바이러스를 100% 멸균시킬 수 없는 단점을 지니고 있다. 그리고 세포를 배양하여 이식하는 데까지 걸리는 시간이 적어도 일주일 이상이 소요되므로 응급처치를 요구하는 환자의 경우에는 사용하기가 곤란하다.

한편, 창상피복재의 경우에는 배양피부에 비해 광범위하게 적용이 가능하고 취급이 용이하며 응급처치를 요구하는 환자에게 적용할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 창상피복재는 일시적인 피복의 용도로 사용되었으므로 영구 생착에 어려움이 있다. 또한, 키틴, 키토산, 콜라겐과 같은 천연고분자의 창상피복재의 경우 기계적인 강도가 낮고 가격이 고가이며 대량 생산이 어렵고, 실리콘, 폴리우레탄 같은 합성고분자의 창상피복재의 경우 세포와의 친화성이 떨어지고 상처부위와의 밀착성 결여라는 단점을 가지고 있다.

히알루론산 젤을 이용한 제품들이 다수 개발되었는데, 히알루론산은 2주에서 2달 사이에 매우 빠르게 생체 내 재흡수가 일어나기 때문에 문제가 되었다. 이에, 한국 공개 특허 제 10-2004-0072008호와 같이 히알루론산과 가교 물질을 서로 가교 연결하여 재흡수 기간을 연장시킨 제품이 판매되고 있다. 그러나, 이러한 가교제품도 가교물질의 독성으로 인한 문제점이 보고되고 있는 실정이다.

생체내 분해가 되는 고분자를 이용한 조직수복용 제품도 다수 개발되었는데, 기존 생체적합성 고분자를 이용한 필러 제형으로, 물에 녹지 않는 고분자를 마이크로사이즈의 입자로 가공한 후 점도가 있는 미디아(media)를 통해 분산시킨 제형으로 개발되어 사용되었다. 20 내지 50um의 폴리 락틱산(Poly lactic acid)(PLA)입자를 카복시메틸셀룰로우스(Carboxymethylcellulose)(CMC) 수용액에 분산시킨 제형 또는 20 내지 50um의 폴리카프로락톤(Polycaprolactone)(PCL) 입자를 CMC 및 글리세린(Glycerin) 수용액에 분산시킨 제형이 사용되었는데, 이는 주사시 마이크로 입자가 바늘에 막히는 시술상의 불편함과 입자가 균일하게 분산되지 않아 균일한 조직 수복 효과가 나오지 못하는 문제점이 존재하였다. 이러한 상기의 문제점을 개발하기 위한 조직수복용 제품의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명의 목적은 조직수복용 조성물 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 수용액상에서 균질한 콜로이드 형성이 가능한 생체적합성 생분해성 고분자를 이용한 조직수복용 조성물 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존 고분자를 이용한 제품들과 같이 마이크로 입자로 만드는 작업 및 점도가 있는 매질로 분산시키는 공정 등이 없이 순수히 고분자를 물에 녹여 현탁물을 포함하는 수용액을 만들고 다시 에너지를 가하여 균질한 콜로이드 수용액을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위에 의해 보다 명확하게 된다.

본원에 기재된 다양한 구체예가 도면을 참조로 기재된다. 하기 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 위해서, 다양한 특이적 상세사항, 예컨대, 특이적 형태, 조성물, 및 공정 등이 기재되어 있다. 그러나, 특정의 구체예는 이들 특이적 상세 사항 중 하나 이상 없이, 또는 다른 공지된 방법 및 형태와 함께 실행될 수 있다. 다른 예에서, 공지된 공정 및 제조 기술은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않게 하기 위해서, 특정의 상세사항으로 기재되지 않는다. "한 가지 구체예" 또는 "구체예"에 대한 본 명세서 전체를 통한 참조는 구체예와 결부되어 기재된 특별한 특징, 형태, 조성 또는 특성이 본 발명의 하나 이상의 구체예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸친 다양한 위치에서 표현 "한 가지 구체예에서" 또는 "구체예"의 상황은 반드시 본 발명의 동일한 구체예를 나타내지는 않는다. 추가로, 특별한 특징, 형태, 조성, 또는 특성은 하나 이상의 구체예에서 어떠한 적합한 방법으로 조합될 수 있다.

본 발명에서 고분자 분자량은 수평균분자량(Number Average Molecular Weight, Mn)을 의미한다. 수평균분자량이란 분자량 분포를 갖는 고분자 화합물의 성분 분자종의 분자량을 수분율 혹은 몰 분율로 평균하여 얻게 되는 평균 분자량을 의미한다.

본 발명에서 콜로이드란 분자나 이온보다 크고 지름이 1nm 내지 1000nm 정도의 미립자가 기체 또는 액체 중에 분산된 상태를 콜로이드 상태라고 하며, 콜로이드 상태로 되어 있는 전체를 콜로이드라고 한다.

본 발명에서 조직 수복이란 피부 조직 등이 외상이나 염증 등의 원인으로 조직에 괴사, 결손이 생겼을 대에 그 조직을 본래의 상태로 되돌리려고 하는 기전을 수복이라고 한다.

본 발명에서 수용성은 상온의 물에 10%의 농도로 고분자를 가한 후, 섞어 주면 물에 완전히 녹아 입자가 보이지 않는 형태로 정의된다.

본 발명에서 난용성은 상온의 물에 10%의 농도로 고분자를 가한 후, 섞어 주면 물에서 혼탁한 형태로 분산되어 눈으로 입자가 보이는 형태로 정의된다.

본 발명에서 불용성은 상온의 물에 10%의 농도로 고분자를 가한 후, 섞어 주면 물에서 고상이 녹지 않고 상이 분리되어 있는 형태로 정의된다.

일 구체예에서, 용액 내 생체적합성 고분자를 중합시킨 공중합체를 포함하며, 상기 공중합체는 용매 내에서 상기 공중합체의 녹는점 내지 용매의 끓는점 사이의 온도로 가열한 콜로이드 용액을 포함하는 조직 수복용 조성물에 관한 것이다.

구체적으로, 상기 공중합체는 20℃ 내지 35℃의 용매에서 용해시 육안으로 관찰 가능한 입자를 포함하는 현탁물을 형성하는 공중합체이며, 상기 현탁물은 난용성 현탁물 또는 불용성 현탁물을 의미한다.

구체적으로, 상기 생체적합성 고분자의 녹는점은 분자량에 따라 40℃ 내지 90℃의 범위의 온도를 갖는다. 보다 바람직하게는 상기 생체적합성 고분자의 녹는점은 40℃ 내지 70℃의 범위의 온도를 갖는다.

구체적으로, 생체적합성 고분자는 생체에 있어 의료용 재료가 무해하며 적응되기 쉬운 성질을 의미한다. 대상이 되는 생체는 혈액을 비롯하여 각종 조직과 기관 등 광범위하므로 혈액 적합성(항혈전성), 조직 적합성 등으로 세분화되어 나타내지나, 상기의 생체적합성 고분자는 광범위하게 적용 가능한 고분자를 의미한다.

구체적으로 상기 용액 내 생체적합성 고분자를 중합시킨 중합체는 상온의 수용성 용매에서 현탁물을 형성하고, 고분자 중합체의 녹는점 내지 수용성 용매의 끓는점 사이의 온도로 가열함으로써 100 내지 1,000 nm의 크기를 갖는 콜로이드 용액인 것을 특징으로 한다. 상기 콜로이드 용액은 육안으로 볼 수 없는 나노사이즈의 입자로 구성되어 있는데, 그 입자의 크기가 20um 이하임에도 체내에서 식균 작용(phagocytosis)이 일어나지 않고 피부 내에서 장기간 동안 조직수복효능을 발휘할 수 있다.

구체적으로 상기 중합체는 소수성 생체적합성 고분자 및 친수성 생체적합성 고분자의 중합에 제조된 중합체이고, 상기 중합체의 결합 구조는 하기 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 3의 구조를 포함하는 조직 수복용 조성물에 관한 것이다.

[화학식 1]

X-Y

[화학식 2]

Y-X-Y

[화학식 3]

X-Y-X

여기서, X는 친수성 생체적합성 고분자이고, Y는 소수성 생체적합성 고분자이다.

상기 고분자는 상온의 수용성 용매에서 난용성 현탁물 또는 불용성 현탁물을 형성하고, 상기 고분자의 녹는점 내지 수용성 용매의 끓는점 사이의 온도로 가열하여 얻은 콜로이드 용액의 조직 수복용 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서는 상온의 수용성 용매에서 고분자 용액이 수용상태를 보이는 제형(수용성)은 피부 내 주입하더라도 제형이 피부 내에서 콜라겐 생성을 하지 못한다. 이는 고분자 제형이 친수성이 매우 높아 피부 내 조직에 고정되지 못하고 이동하기 때문이다. 이에 비해 상온의 수용성 용매에서 고분자 용액이 난용성 및 불용성인 현탁물 제형은 입자가 크고 불균일하여 주사가 어려우나, 상기 현탁물을 고분자의 녹는점 내지 수용성 용매의 끓는점 사이의 온도로 가열해 균질한 콜로이드 용액 제형으로 만들면 피부 내로 적정한 방법을 통해 주입시 피부 내에서 균질하게 콜라겐을 생성할 수 있다.

구체적으로 상기 용매는 친수성 용매인 것을 특징으로 하며, 구체적으로 물, 폴리에틸렌글리콜 및 글리세롤로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 용매인 것을 특징으로 한다.

일 구체예에서, 상기 친수성 생체적합성 고분자는 메톡시폴리에틸렌글리콜, 디히디록시폴리에틸렌글리콜, 모노알콕시폴리에틸렌글리콜, 모노아실폴리에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 고분자인 것을 특징으로 하는 조직 수복용 조성물에 관한 것으로 상기 친수성 생체적합성 고분자는 500 내지 20,000 g/mol인 것을 특징으로 한다. 상기 친수성 생체적합성 고분자의 분자량이 너무 낮으면, 생체 내에서 오랫동안 지속되는 고분자 제형을 제조하기 어려우며, 분자량이 20,000g/mol을 넘어서면 체내에서 신장을 통한 배출이 이루어지지 않고 누적되어 장기적으로 문제가 될 수 있다.

일 구체예에서, 상기 소수성 생체적합성 고분자는 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리디옥사논, 폴리트리메틸카르보네이트, 폴리하이드록시부틸레이트 및 이를 포함하는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 고분자인 것을 특징으로 하는 조직 수복용 조성물에 관한 것으로 상기 소수성 생체적합성 고분자는 500 내지 200,000 g/mol인 것을 특징으로 한다.

일 구체예에서, 상기 친수성 생체적합성 고분자 및 소수성 생체적합성 고분자는 중량비 1:1 내지 1:10 범위로 중합되는 것을 특징으로 하는 조직 수복용 조성물에 관한 것으로 보다 바람직하게는 1:0.5 내지 1:6 범위로 중합되는 것을 특징으로 하는 조직 수복용 조성물에 관한 것이다.

일 구체예에서, 상기 소수성 생체적합성 고분자 및 친수성 생체적합성 고분자를 중합시킨 중합체의 수용액 내의 농도가 1 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는 조직 수복용 조성물에 관한 것이다. 50%를 넘어서면 콜로이드성 수용액이 점도가 매우 높은 젤성상을 띄게 되고, 이러한 경우 주사기를 통한 주입이 매우 어려워진다. 조직수복용 고분자 콜로이드 수용액은 나노 크기로 분산된 성상으로 30~32게이지의 매우 가는 바늘로도 주사 주입이 가능해지며, 기존 조직수복용 고분자 제품들이 마이크로 입자 형태로 26게이지의 바늘을 쓰면서도 막히는 현상이 발생함을 고려할 때 사용상 편의성이 매우 개선되었다고 할 것이다.

일 구체예에서, 1) 소수성 생체적합성 고분자 및 친수성 생체적합성 고분자를 중합시켜 중합체를 제조하는 단계; 2) 상기 중합체를 용매에 가하여 현탁물을 형성하는 단계; 3) 상기 현탁물을 생체적합성 고분자의 녹는점 내지 용매의 끓는점 사이의 온도로 가열 시키는 단계; 및 4) 상기 용액을 혼합하고 상온으로 냉각하여 콜로이드 용액을 얻는 단계를 포함하는 조직 수복용 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

구체적으로, 상기 상온으로 냉각시키는 단계는 15℃ 내지 30℃의 온도를 의미하고, 상기 친수성 생체적합성 고분자는 메톡시폴리에틸렌글리콜, 디히디록시폴리에틸렌글리콜, 모노알콕시폴리에틸렌글리콜, 모노아실폴리에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 고분자인 것을 특징으로 하고, 상기 소수성 생체적합성 고분자는 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리디옥사논, 폴리트리메틸카르보네이트, 폴리하이드록시부틸레이트 및 이를 포함하는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 고분자인 것을 특징으로 한다.

소수성 고분자와 친수성 고분자의 공중합체 중 고분자의 녹는점 이상으로 가열 없이도 상온에서도 물에 쉽게 녹아 나노 입자 크기를 형성하는 경우는 피부 내에 주입하면 친수성이 매우 높아 콜라겐을 형성하는 조직수복효과를 보이지 않고 체내로 이동(migration)하게 된다. 즉 본 특허 기술에 적용되는 고분자는 친수성 고분자와 소수성 고분자의 공중합체가 상온에서는 난용성 또는 불용성 현탁물을 형성하는 특징을 가지나, 용액을 고분자의 녹는점 이상으로 가열 후 상온으로 냉각하면 안정한 콜로이드 형태를 형성하는 것을 특징으로 하는데, 상기에서 제조된 고분자 콜로이드 용액을 피부 내로 주입하며 주입된 피부 내에 콜라겐을 형성하는 조직수복 효과를 얻을 수 있게 된다.

본 발명은 조직수복용 고분자 제형 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 소수성 생체적합성 고분자 및 친수성 생체적합성 고분자를 중합시킨 고분자를 이용하여 물에서 안정하고 균일하게 분산되어 나노 크기 입자를 포함하는 콜로이드를 형성하여 생체 내 주사가 가능하고, 주사 이후 조직 형성을 유도하여 조직수복효과를 갖는다.

도 1은 제조예에 의해 제조된 제형과 비교예에 의해 제조된 제형을 비교한 것이다.
도 2는 쥐의 피부 내에 제조예에 의해 제조된 제형을 주사한 경우 조직 수복 효능을 나타내는 것이다.
도 3은 쥐의 피부 내에 제조예에 의해 제조된 제형을 주사한 경우의 조직 사진에 관한 것이다.
도 4는 mPEG-PCL 고분자의 녹는점을 DSC로 측정한 결과 그래프이다.
도 5는 mPEG-PDLLA 고분자의 녹는점을 DSC로 측정한 결과 그래프이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

[실시예 1]

고분자 제형의 제조

[제조예 1]

mPEG2000-PCL1000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 2,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 1,000 g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG2000-PCL1000을 제조하였다.

[제조예 2]

mPEG2000- PCL2000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 2,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 2,000 g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG2000-PCL2000을 제조하였다.

[제조예 3]

mPEG2000- PCL4000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 2,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 4,000 g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG2000-PCL4000을 제조하였다.

[제조예 4]

mPEG2000- PCL5000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 2,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 5,000 g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG2000-PCL5000을 제조하였다.

[제조예 5]

mPEG2000- PCL12000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 2,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 12,000 g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG2000-PCL12000을 제조하였다.

[제조예 6]

mPEG5000- PCL5000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 5,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 5,000 g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG5000-PCL5000을 제조하였다.

[제조예 7]

mPEG5000- PCL10000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 5,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 10,000 g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG5000-PCL10000을 제조하였다.

[제조예 8]

mPEG10000- PCL10000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 10,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 10,000 g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG10000-PCL10000을 제조하였다.

[제조예 9]

mPEG750- PCL2000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 750 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 2,000 g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG750-PCL2000을 제조하였다.

[제조예 10]

mPEG750- PCL3000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 750 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 3,000 g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG750-PCL3000을 제조하였다.

[제조예 11]

mPEG5000- PDLLA20000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 5,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 20,000 g/mol이 되도록 d,l-락타이드(d,l-lactide) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG5000-PDLLA10000을 제조하였다.

[제조예 12]

PCL1000-PEG1000-PCL1000 고분자 제형

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 1,000g/mol인 폴리에틸렌글리콜에 분자량 1,000g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매하에서 120℃에서 하루 동안 중합한 뒤, 재결정하여 정제된 분자량 3,000g/mol의 폴리카프로락톤-폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤의 3중 중합체 고분자를 제조하였다.

[제조예 13]

PCL2000-PEG2000-PCL2000 고분자 제형

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 2,000g/mol인 폴리에틸렌글리콜에 분자량 4,000g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매하에서 120℃에서 하루 동안 중합한 뒤, 재결정하여 정제된 분자량 6,000 g/mol의 폴리카프로락톤-폴리에틸렌글리콜-폴리카프로락톤의 3중 중합체 고분자를 제조하였다.

콜로이드 용액의 제조

상기 제조예 1 내지 13에 의해 제조된 고분자를 80도로 가열해 액상 상태로 만든 후, 고분자 10%가 되도록 80도의 물을 가한 후, 섞어서 혼합한 후 상온으로 냉각시켜 고분자 10%의 균질한 콜로이드 수용액을 제조하였다.

[비교예 1]

제조예 1 내지 13에 의해 제조된 고분자를 온도가열 없이 상온에서 물에 혼합하여 제형을 제조하였다.

[비교예 2]

mPEG2000- PDLLA4000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 2,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 4,000 g/mol이 되도록 d,l-락타이드(d,l-lactide) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG2000-PDLLA4000을 제조하였다.

상기 비교예 2에 의해 제조된 고분자를 80도로 가열해 액상 상태로 만든 후, 고분자 10%가 되도록 80도의 물을 가한 후, 섞어서 혼합한 후 상온으로 냉각시켜 고분자 10%의 균질한 콜로이드 수용액을 제조하였다.

[비교예 3]

mPEG2000- PCL30000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 2,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 30,000 g/mol이 되도록 카프로락톤(caprolactone) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG2000-PCL30000을 제조하였다.

상기 비교예 3에 의해 제조된 고분자를 80도로 가열해 액상 상태로 만든 후, 고분자 10%가 되도록 80도의 물을 가한 후, 섞어서 혼합한 후 상온으로 냉각시켜 고분자 10%의 수용액을 제조하였다.

[비교예 4]

mPEG2000- PDLLA50000 고분자 제형의 제조

친수성 생체적합성 고분자로써 분자량 2,000 g/mol 인 메톡시-폴리에틸렌글리콜(methoxy-polyethyleneglycol)에 분자량 50,000 g/mol이 되도록 d,l-락타이드(d,l-lactide) 단량체를 촉매 하에서 중합하여 mPEG2000-PDLLA50000을 제조하였다.

상기 비교예 4에 의해 제조된 고분자를 80도로 가열해 액상 상태로 만든 후, 고분자 10%가 되도록 80도의 물을 가한 후, 섞어서 혼합한 후 상온으로 냉각시켜 고분자 10%의 수용액을 제조하였다.

[실시예 2]

균일한 콜로이드 수용액을 형성하는지 여부 평가

	80도로 가열하여 혼합한 제형	가열없이 상온에서 혼합한 제형 (비교예 1)
제조예 1	O	X
제조예 2	O	X
제조예 3	O	X
제조예 4	O	X
제조예 5	O	X
제조예 6	O	X
제조예 7	O	X
제조예 8	O	X
제조예 9	O	X
제조예 10	O	X
제조예 11	O	X
제조예 12	O	X
제조예 13	O	X

(상기 표 1에서 수용액을 1일 경과 후 관찰한 결과 O는 균일한 콜로이드 수용액 상태를 유지한 것을 나타내고, X는 침전이 발생한 것을 의미한다.)

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 제조예 1 내지 8에 의해 제조된 고분자를 고분자의 녹는점보다 높은 온도이자 물의 끓는 점보다 낮은 온도인 80℃에서 가열 후 80℃의 물과 혼합하여 콜로이드 수용액을 제조한 경우, 비교예와 비교하여 균질한 나노입자를 포함하는 콜로이드 수용액이 형성되어 제조 후 1일이 경과한 후에도 침전이 발생하지 않고 균일한 콜로이드 수용액 상태를 유지하는 것으로 나타났다. 상기 제조예 1 내지 13에 의해 제조된 고분자의 녹는점은 도 4 내지 5에 나타난 바와 같이, 분자량에 따라 40℃ 내지 70℃의 범위에서 나타났다.

도 1은 제조예 1에 의해 제조된 고분자를 80℃로 가열 후 80℃의 물과 혼합하여 콜로이드 수용액을 제조하고 1일을 경과한 것과 제조예 1에 의해 제조된 고분자를 가열하지 않고 혼합하여 얻은 난용성 혹은 불용성 현탁물 수용액을 제조 후 1일 경과한 것을 비교한 것으로, 80℃로 가열하여 얻은 콜로이드 수용액은 1일이 경과하여도 안정하고 균일한 콜로이드 용액을 유지하고 있지만, 가열하지 않고 혼합하여 얻은 난용성 혹은 불용성 현탁물 수용액은 바닥에 침전물이 형성되어 있었다.

[실시예 3]

난용성, 불용성 및 수용성 고분자에 따른 콜로이드 수용액 제조 여부 평가

	상온의 물에 가한 상태	상온에서 가열 없이 콜로이드 수용액 형성 여부	80도로 가열하여 콜로이드 수용액 형성 여부
제조예 1	난용	X	O
제조예 2	난용	X	O
제조예 3	난용	X	O
제조예 4	난용	X	O
제조예 5	불용	X	O
제조예 6	난용	X	O
제조예 7	불용	X	O
제조예 8	난용	X	O
제조예 9	난용	X	O
제조예 10	난용	X	O
제조예 11	난용	X	O
제조예 12	난용	X	O
제조예 13	난용	X	O
비교예 2	수용	O	O

(상기 표 2서 O는 균일한 콜로이드 수용액을 형성한 것을 나타내고, X는 콜로이드 수용액을 형성하지 못한 것을 의미한다.)

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 제조예 1 내지 13에 의해 제조된 고분자에 물을 혼합하고 80℃로 가열 하면 육안으로 입자가 관찰되지 않는 균질한 콜로이드 수용액을 제조하였다. 다만, 고분자의 녹는점보다 낮은 상온에서 물과 혼합하면 육안으로 입자가 관찰되는 난용성 혹은 불용성 현탁물 수용액이 얻어졌다. 하지만, 비교예 2에 의해 제조된 고분자의 경우 상온에서 물을 가해 혼합하여 육안으로 입자가 관찰되지 않는 균질한 나노입자를 포함하는 콜로이드 수용액을 제조하였다. 비교예2의 고분자를 80℃로 가열 후 80℃의 물과 혼합하여 콜로이드 수용액을 제조하였다. 비교예2에서와 같이 가열 없이 상온에서도 고분자가 수용액상에서 콜로이드를 형성하는 제형은 쥐를 이용한 동물실험 결과 높은 수용성으로 인해 주입되어 피부 내 부위에서 콜라겐이 형성됨을 관찰할 수 없었다. 즉, 비교예 2와 같이 상온에서 가열 없이 수용액상에서 콜로이드 형성이 가능한 고분자 제형은 조직수복용으로 사용할 수 없음을 의미한다.

[실시예 4]

고분자 분자량에 따른 콜로이드 수용액 제조여부 평가

	상온의 물에 가한 상태	80도로 가열하여 콜로이드 수용액 형성 여부
제조예 1	난용	O
제조예 2	난용	O
제조예 3	난용	O
제조예 4	난용	O
제조예 5	불용	O
제조예 6	난용	O
제조예 7	불용	O
제조예 8	난용	O
제조예 9	난용	O
제조예 10	난용	O
제조예 11	난용	O
제조예 12	난용	O
제조예 13	난용	O
비교예 3	불용	X
비교예 4	불용	X

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 제조예 1 내지 13에 의해 제조된 고분자와 물을 혼합하고 80℃로 가열한 경우 육안으로 입자가 관찰되지 않는 균질한 콜로이드 수용액을 제조할 수 있었지만, 비교예 3 혹은 비교예 4에 의해 제조된 고분자의 경우 친수성 고분자 대비 소수성 고분자의 비율이 높아 80도로 가열하더라도 콜로이드 수용액을 얻을 수 없었다. 즉, 비교예 3 및 비교예 4의 경우 친수성 생체적합성 고분자 및 소수성 생체적합성 고분자가 1:0.5 내지 1:6의 범위 내로 중합되지 않은 공중합체로 상기의 범위내에 포함되지 않아, 불용성 고분자임에도 불구하고 80℃로 가열하여도 콜로이드 수용액을 형성하지 못하였다.

[실시예 5]

제조예에 의해 제조된 고분자의 조직 형성 여부 평가

도 2에 나타난 바와 같이, 제조예 1 내지 14에 의해 제조된 고분자를 80℃로 가열 후 80℃의 물과 혼합하여 콜로이드 수용액을 제조하고 쥐의 피부에 주사한 이후 3주 경과한 시점에서 많은 조직이 골고루 형성되었음을 확인할 수 있다. 도 3의 조직 사진을 통해서도 활발한 조직 형성이 이루어졌음을 확인할 수 있다.

Claims

수용액 내 생체적합성 고분자를 중합시킨 공중합체를 포함하며,
상기 공중합체는 20 내지 35℃의 물에서 용해시 현탁물을 형성하며,
상기 현탁물은 난용성 현탁물 또는 불용성 현탁물이며,
상기 공중합체는 소수성 생체적합성 고분자 및 친수성 생체적합성 고분자의 공중합체이며,
상기 친수성 생체적합성 고분자 및 소수성 생체적합성 고분자는 1:0.5 내지 1:6 범위의 중량비로 중합되며,
상기 용액을 공중합체의 녹는점 내지 물의 끓는점 사이의 온도로 가열하여 제조한 콜로이드 상(phase)인 조직 수복용 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 콜로이드 용액은 100 내지 1,000 nm의 크기의 입자로 구성된 조직 수복용 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 공중합체의 결합 구조는 하기 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 3의 구조를 포함하는 조직 수복용 조성물:
[화학식 1]
X-Y
[화학식 2]
Y-X-Y
[화학식 3]
X-Y-X
여기서,
X는 친수성 생체적합성 고분자이고,
Y는 소수성 생체적합성 고분자이다.
제 1항에 있어서,
상기 친수성 생체적합성 고분자는 메톡시폴리에틸렌글리콜, 디히디록시폴리에틸렌글리콜, 모노알콕시폴리에틸렌글리콜, 모노아실폴리에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 고분자인 조직 수복용 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 친수성 생체적합성 고분자는 500 내지 20,000 g/mol인 조직 수복용 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 소수성 생체적합성 고분자는 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리디옥사논, 폴리트리메틸카르보네이트, 폴리하이드록시부틸레이트 및 이를 포함하는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 고분자인 조직 수복용 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 소수성 생체적합성 고분자는 500 내지 200,000 g/mol인 조직 수복용 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 공중합체의 수용액 내의 농도가 1 내지 50 중량%인 조직 수복용 조성물.
1) 소수성 생체적합성 고분자 및 친수성 생체적합성 고분자를 중합시켜 중합체를 제조하는 단계;
2) 상기 중합체를 물에 가하여 현탁물을 형성하는 단계;
3) 상기 현탁물을 생체적합성 고분자의 녹는점 내지 용매의 끓는점 사이의 온도로 가열 시키는 단계; 및
4) 상기 용액을 혼합하고 15 내지 30℃에서 냉각하여 콜로이드 용액을 얻는 단계를 포함하며,
상기 2) 단계는 20 내지 35℃의 물에서 용해하여 현탁물을 형성하며, 상기 현탁물은 난용성 현탁물 또는 불용성 현탁물이며,
상기 친수성 생체적합성 고분자 및 소수성 생체적합성 고분자는 1:0.5 내지 1:6 범위로 중합되는 조직 수복용 조성물의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 친수성 생체적합성 고분자는 메톡시폴리에틸렌글리콜, 디히디록시폴리에틸렌글리콜, 모노알콕시폴리에틸렌글리콜, 모노아실폴리에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 고분자인 조직 수복용 조성물의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 소수성 생체적합성 고분자는 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 폴리디옥사논, 폴리트리메틸카르보네이트, 폴리하이드록시부틸레이트 및 이를 포함하는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 고분자인 조직 수복용 조성물의 제조방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 조직 수복용 조성물을 포함하는 조직 수복용 주사 주입제.