KR101708643B1

KR101708643B1 - 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 이용하여 제조된 봉합사

Info

Publication number: KR101708643B1
Application number: KR1020140175033A
Authority: KR
Inventors: 문제헌
Original assignee: 주식회사 네이처인랩
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2017-03-08
Also published as: KR20160069276A

Abstract

본 발명은 포스포릴콜린 그룹 및 히드록시기를 갖는 중합체와 봉합사의 원료인 폴리디옥사논과의 반응으로 얻어지는 봉합사용 중합체 및 이로부터 봉합사를 제공한다. 또한, 봉합사 원료와 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 용융 혼합한 뒤 방사하여 제조된 봉합사를 제공한다. 또한, 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물로 표면을 코팅함으로써 표면 개질된 생체 적합성 봉합사를 제공한다.

Description

포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 이용하여 제조된 봉합사{Suture made with compounds having phosphorylcholine-like groups}

본 발명은 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 이용하여 제조된 봉합사에 관한 것이다.

메디컬 섬유(Medical Textiles)란 의료기기(의료용품) 및 의약외품의 핵심 부품·소재로 사용되어 인체의 모든 생명활동에 직간접적으로 작용되는 모든 섬유상의 소재 및 제품을 말하는 것으로서, 진찰, 검안, 처방, 투약 또는 외과수술 등의 의료행위 (질병의 예방이나 치료행위를 말하는 것)에 사용되는 의료기기 및 의약외품 중, 섬유구조재료가 필수적으로 들어가는 제품을 말한다. 일반적으로 메디컬 섬유는 작용범위에 따라 ① 치료용 섬유, ② 신체기능보조용 섬유, ③ 헬스케어 및 위생섬유의 3개 제품군으로 분류되며, 이 중에서 치료용 섬유와 신체기능보조용 섬유가 인체(생체)치료용 섬유구조재료에 해당된다. 인체치료용 메디컬 섬유제품은 카테타, 인공혈관, 혈액 성분 분리 필터, 혈액 투석 필터, 수술용 메시, 창상피복재, 봉합사 등 수십 종의 아이템이 있다.

흡수성의 생체적합 고분자는 의료용품의 제조에 널리 사용되고 있다. 의료용품 특히 봉합사에 사용되어지는 고분자는 적절한 인장강도와 함께 용도에 맞는 적절한 흡수율을 가지고 있어 생체에 흡수되어야 한다. 이와 함께 생체 적합성이 요구된다.

한편, 포스포릴콜린 유사기 함유 중합체는 생체막에 유래하는 인지질 유사구조에 기인하는 것으로서, 혈액성분 불활성화, 생체물질 비흡착성 등의 생체 적합성, 방오성, 보습성 등에 있어서 우수한 성질을 가지는 것이 알려져 있다. 그리고 이들의 기능을 살린 생체관련재료의 개발을 목적으로 한 포스포릴콜린 유사기 함유 중합체의 합성 및 그 용도에 관한 연구개발이 활발히 행하여지고 있다.

이러한 포스포릴콜린 유사기 함유 중합체에는 포스포릴콜린 유사기 함유 단량체가 포함되는데, 그 중 특히 2-(메타크릴로일옥시)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트[2-(methacryloyloxy)ethyl-2'-(trimethylammonio)ethylphosphate, 2-메타클리로일옥시에틸포스폴린콜린이라고도 함, 이하, MPC로 약칭함]라는 단량체는, 세포벽 구성 성분인 포스파티딜콜린(Phosphatidyl choline)과 구조적으로 유사한 포스포릴콜린 유사기가 존재하여 우수한 생체 적합성을 부여하는 것으로 알려져 있다.

본 발명은 적절한 인장강도, 생체 흡수성과 함께 생체 적합성, 항균성이 우수한 봉합사를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로서,

본 발명은 봉합사용 섬유, 상기 섬유에 존재하는 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 포함하여 이루어진 봉합사를 제공한다.

상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물은 하기 화학식 1의 화합물 또는 그 중합체일 수 있다.

[화학식 (1)]

(상기 화학식 (1)에서 X는 2가의 유기잔기를 나타내고, Z는 수소원자 또는 R⁵-O-CO-(여기서, R⁵는 수소원자, 탄소수 1~10의 알킬기 또는 탄소수 1~10의 히드록시알킬기를 나타낸다)를 나타내고, Y는 탄소수 1~20의 알킬렌옥시기를 나타낸다. 또한, R¹은 수소원자 또는 탄소수 1~5의 탄화수소기를 나타내고, R², R³ 및 R⁴는 동일 또는 다른 기로서, 수소원자, 탄소수 1~6의 탄화수소기 또는 히드록시 탄화수소기를 나타낸다. 또한, m은 1~20의 정수이고, n은 2~5의 정수이다)

또한, 상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물은 상기 화학식 1의 화합물과 불포화기 존재 단량체의 공중합체일 수 있다. 또한, 상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물은 상기 섬유 100 중량 대비 8 내지 15 중량부 포함될 수 있다.

본 발명은 또한, 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물의 수용액과 봉합사용 섬유를 준비하는 단계, 상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물의 용액에 봉합사용 섬유를 침지하는 단계 및 침지된 섬유를 건조하는 단계를 포함하여 이루어진 봉합사의 제조방법을 제공한다. 상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물의 용액의 농도는 4 내지 12 중량% 범위내일 수 있으며, 상기 침지하는 단계는 봉합사용 섬유를 12 내지 36시간 동안 1회 침지하는 것일 수 있다.

본 발명의 봉합사는 인장강도, 생체 흡수성이 우수할 뿐만 아니라 포스포릴콜린 유사기를 함유함으로써 생체 적합성, 항균성이 특히 우수하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 PMPC 수용액 농도별 봉합사의 항균 테스트 결과 사진이며,
도 2는 비교예에 의해 제조된 봉합사를 동일한 방식으로 배양하여 나타난 결과를 나타낸 사진이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PMPC 수용액 침지 조건에 따른 봉합사의 항균 테스트 결과 사진이다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확히 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 비록 한정적, 단정적 표현이 존재하여도 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명은 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 이용하여 제조된 봉합사를 제공한다. 즉, 일실시예에 따른 봉합사는 봉합사용 섬유, 상기 섬유에 존재하는 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 포함하여 이루어진다. 본 발명의 일실시예에 따라, 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 봉합사용 섬유에 존재하게 하는 방법은 크게 3가지로 나누어질 수 있다.

첫째, 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물이 봉합사의 주재료로 사용되는 경우를 들 수 있다. 일례로서, 본 발명은 포스포릴콜린 그룹을 포함하는 중합체 또는 공중합체와 봉합사용 섬유의 원료인 폴리디옥사논 등과의 반응으로 얻어지는 봉합사용 중합체를 제공하며, 상기 봉합사용 중합체를 주재료로서 제조된 봉합사를 제공할 수 있다.

둘째, 기존 봉합사용 섬유의 원료와 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 혼합하여 봉합사를 제조할 수 있다. 일례로서, 기존의 봉합사용 섬유의 원료와 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 용융 혼합한 뒤 방사하여 두 재료가 블랜딩된 봉합사를 제공한다.

셋째, 기존처럼 봉합사용 섬유를 제조한 뒤, 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물로 표면을 코팅하는 등의 방식으로 처리함으로써 표면을 개질하여 봉합사를 제공할 수 있다. 일례로서, 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물이 용해된 용액에 봉합사를 합침하여 표면을 코팅함으로써 표면 개질된 생체 적합성 봉합사를 제공한다.

한편, 제한되지 않으나 상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물은 섬유 100 중량 대비 8 내지 15 중량부 포함되는 것이 좋다. 상기 범위 미만에서는 효과가 미미하고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 봉합사 물성에 문제될 수 있다.

먼저, 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물이 봉합사의 주재료로 사용되는 경우를 설명한다. 일례로서, 상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물은 포스포릴콜린계 그룹을 갖는 중합체, 또는 히드록시기를 갖는 단량체와 함께 공중합하여 얻어지는 공중합체를 제조한 뒤, 봉합사의 다른 원료와 그래프트 반응 등의 방법으로 반응시켜 얻어질 수 있다. 상기 봉합사의 다른 원료로는 글리콜라이드, 트리메틸렌카보네이트, 카프로락톤, 파라디옥사논의 중합물 및 이들의 공중합물 등을 들 수 있다. 바람직하기로는 파라디옥사논 중합물 또는 파라디옥사논이 포함된 공중합물을 들 수 있다. 포스포릴콜린계 그룹 및 히드록시기를 갖는 중합체는 상기 봉합사의 단량체 원료 또는 중합물과 반응시킴으로써 봉합사의 주재료를 얻을 수 있다. 일례로서, 포스포릴콜린계 그룹 및 히드록시기를 갖는 중합체의 히드록시기로 파라디옥사논을 개환 중합 반응시킴으로써 새로운 공중합물을 얻을 수 있다. 이 개환 중합 반응을 위해, 제한되지 않으나 Sn(Oct)₂stannous octoate/ Lipase B(novozyme 435)를 사용할 수 있다.

상기 포스포릴콜린계 그룹을 갖는 중합체, 또는 포스포릴콜린계 그룹 및 히드록시기를 갖는 공중합체 및 그 제조방법을 설명한다.

상기 포스포릴콜린계 그룹을 갖는 중합체, 또는 포스포릴콜린계 그룹 및 히드록시기를 갖는 공중합체는 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 그 중합체 구조에 있어서 포스포릴콜린기가 존재하는 형태라면 본 발명에 포함된다. 이 중합체의 중량 평균 분자량은 크게 한정되지 않으나, 봉합사용 관점에서 10,000~2,000,000 범위내인 것이 바람직하다.

일례로는 하기 화학식 (1)의 포스포릴콜린계 화합물을 중합하여, 또는 하기 화학식 (1)의 포스포릴콜린계 화합물 및 히드록시기와 불포화기를 갖는 단량체를 공중합하여 얻어질 수 있다. 공중합시, 제한되지 않으나 전체 단량체 기준 포스포릴콜린계 화합물의 함량은 90 ~ 10 중량%, 히드록시기와 불포화기를 갖는 단량체의 함량은 10 ~ 90 중량%인 것이 좋다. 상기 범위내에서 생체 적합성이 특히 우수할 수 있다.

[화학식 (1)]

상기 화학식 (1)에서 X는 2가의 유기잔기를 나타내고, Z는 수소원자 또는 R⁵-O-CO-(여기서, R⁵는 수소원자, 탄소수 1~10의 알킬기 또는 탄소수 1~10의 히드록시알킬기를 나타낸다)를 나타내고, Y는 탄소수 1~20의 알킬렌옥시기를 나타낸다. 또한, R¹은 수소원자 또는 탄소수 1~5의 탄화수소기를 나타내고, R², R³ 및 R⁴는 동일 또는 다른 기로서, 수소원자, 탄소수 1~6의 탄화수소기 또는 히드록시 탄화수소기를 나타낸다. 또한, m은 1~20의 정수이고, n은 2~5의 정수이다.

상기 화학식 (1)은 보다 구체적으로는, 하기 화학식 (2)로 표현될 수 있다.

[화학식 (2)]

상기 화학식 (2)에서 Z는 수소원자 또는 R⁵-O-CO-(여기서, R⁵는 수소원자, 탄소수 1~10의 알킬기 또는 탄소수 1~10의 히드록시알킬기를 나타낸다)를 나타내고, Y는 탄소수 1~20의 알킬렌옥시기를 나타낸다. 또한, R¹은 수소원자 또는 탄소수 1~5의 탄화수소기를 나타내고, R², R³ 및 R⁴는 동일 또는 다른 기로서, 수소원자, 탄소수 1~6의 탄화수소기 또는 히드록시 탄화수소기를 나타낸다. 또한, m은 1~20의 정수이고, n은 2~5의 정수이다.

상기 포스포릴콜린계 화합물의 구체적인 일례로는, 2-((메타)아크릴로일옥시)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 3-((메타)아크릴로일옥시)프로필-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 4-((메타)아크릴로일옥시)부틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 5-((메타)아크릴로일옥시)펜틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 6((메타)아크릴로일옥시)헥실-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-((메타)아크릴로일옥시)에틸-2'-(트리에틸암모니오)에틸포스페이트, 2-((메타)아크릴로일옥시)에틸-2'-(트리프로필암모니오)에틸포스페이트, 2-((메타)아크릴로일옥시)에틸-2'(트리부틸암모니오)에틸포스페이트, 2-((메타)아크릴로일옥시)프로필-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-((메타)아크릴로일옥시)부틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-((메타)아크릴로일옥시)펜틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-((메타)아크릴로일옥시)헥실-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(비닐옥시)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(알릴록시)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(p-비닐벤질옥시)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(p-비닐벤조일옥시)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(스티릴옥시)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(p-비닐벤질)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(비닐옥시카르보닐)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(알릴옥시카르보닐)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(아크릴로일아미노)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(비닐카르보닐아미노)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(알릴옥시카르보닐아미노)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(부테로일옥시)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 2-(크로토노일옥시)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트, 에틸(2'-트리메틸암모니오 에틸포스포릴에틸)프말레이트, 부틸-(2'-트리메틸암모니오 에틸포스포릴에틸)프말레이트, 히드록시에틸-(2'-트리메틸암모니오 에틸포스포릴에틸)프말레이트, 에틸-(2'-트리메틸암모니오 에틸포스포릴에틸)프말레이트, 부틸(2'-트리메틸암모니오 에틸포스포릴에틸)프말레이트, 히드록시에틸-(2'-트리메틸암모니오 에틸포스포릴에틸)프말레이트에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다. 한편, 본 명세서에서, “(메타)아크릴”이라는 용어는 “아크릴” 또는 “메타크릴” 등을 모두 의미한다.

본 발명에 따른 포스포릴콜린계 단량체는 크게 제한되지 않으나, 흡수성 및 생체 적합성 면에서 2-(메타크릴로일옥시)에틸-2'-(트리메틸암모니오)에틸포스페이트[2-(methacryloyloxy)ethyl-2'-(trimethylammonio)ethylphosphate, 2-메타클리로일옥시에틸포스폴린콜린(2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine)이라고도 함, 이하, MPC로 약칭함]가 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 히드록시기와 불포화기를 갖는 단량체에서, 불포화기로는 제한되지 않으나, 아크릴(acryl), 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 사이클로알켄(cycloalkene) 등일 수 있다. 바람직하기로는 아크릴계 단량체일 수 있다.

히드록시기가 존재하는 불포화기 단량체로는, 제한되지 않으나 2-히드록시 에틸 아크릴레이트, 2-히드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 프로필 아크릴레이트, 2-히드록시 프로필 메타크릴레이트, 2-히드록시 부틸 아크릴레이트, 2-히드록시 부틸 메타크릴레이트 등을 들 수 있다.

포스포릴콜린계 화합물을 중합하거나, 포스포릴콜린계 화합물 및 히드록시기와 불포화기를 갖는 단량체를 공중합하기 위하여 사용되는 라디칼 중합개시제는, 예를 들면 아조비스이소부틸로니트릴(Azobisisobutyronitrile, AIBN), 아조비스디메틸발레로니트릴(Azobisdimethylvaleronitrile) 등과 같은 아조 개시제, 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide), 라우로일퍼옥사이드(Lauroyl peroxide), 포타지움퍼설페이트(Potassium persulfate), 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트[di(2ethylhexyl)peroxydicarbonate], 디(sec-부틸)퍼옥시디카보네이트[di(secbutyl)peroxydicarbonate], 디(이소프로필)퍼옥시디카보네이트[di(isopropyl)peroxydicarbonate], 디(시클로헥실)퍼옥시디카보네이트[di(cyclohexyl)peroxydicarbonate], 디(세틸)퍼옥시디카보네이트[di(cetyl)peroxydicarbonate], 디(n-프로필)퍼옥시디카보네이트[di(npropyl)peroxydicarbonate] 등과 같은 퍼옥시카보네이트 등이 있다. 상기 중합 개시제의 상업적인 상품으로는 Dupont사의 Vazo 52G, Vazo 64G, Vazo 67G, Vazo 88G 등이 있고, 개시제의 선택은 개시제의 각 온도별 반감기(Half life time)와 유기 용매의 끓는점(Boiling point) 등을 고려하여 선택한다.

한편, 중합 반응시 용매가 사용될 수 있으며, 중합 방법에 따라 적절한 용매가 선택된다. 유기 용제를 반응 매질로 사용하는 현탁 중합, 역상 에멀젼 중합, 침전 중합 또는 물을 반응 매질로 사용하는 용액 중합 등 다양한 방법으로 제조가 가능하다. 용매는 제한되지 않으나 단량체 총중량 대비 1~30배 중량비로 사용될 수 있다. 유기 용매로는 예를 들면 톨루엔, 벤젠, 시클로헥산, 에틸아세테이트, n-헥산, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, t-부틸알코올, 메틸 에틸 케톤 등이 있으며, 이 중 하나를 선택하여 사용할 수도 있고, 1개 이상의 유기 용매를 적당량 혼합하여 사용한다. 예를 들면 1:99에서 99:1의 중량비로 혼합한 혼합용매로도 사용이 가능하다.

포스포릴콜린계 화합물을 중합하거나, 히드록시기와 불포화기를 갖는 단량체를 함께 공중합함에 있어서, 추가적인 단량체가 더 사용되어 공중합될 수 있으며, 제한되지 않는다. 일례로 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 및 시클로헥실 (메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴계 단량체를 들 수 있다. 또한, 필요에 따라 적당량의 가교제를 더 포함할 수 있으며 제한되지 않는다. 가교제로는 예를 들면 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(ethylene glycol diacrylate), 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(ethylene glycol dimethacrylate), 프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(propylene glycol diacrylate), 프로필렌 글리콜 디메타크릴레이트(propylene glycol dimethacrylate), 부틸렌 글리콜 디아크릴레이트(butylene glycol diacrylate), 부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(butylene glycol dimethacrylate), 헥실렌 글리콜 디아크릴레이트(hexylene glycol diacrylate), 헥실렌 클리콜 디메타크릴레이트(hexylene glycol dimethacrylate), 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(diethylene glycol diacrylate), 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(diethylene glycol dimethacrylate), 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(triethylene glycol diacrylate), 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(triethylene glycol dimethacrylate), 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(tetraethylene glycol diacrylate), 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(tetraethylene glycol dimethacrylate), 알릴 아크릴레이트(allyl acrylate), 알릴 메타크릴레이트(allyl methacrylate), 메타알릴 아크릴레이트(methallyl acrylate), 알릴 에타크릴레이트(allyl ethacrylate), 에타알릴 아크릴레이트(ethallyl acrylate), 메타알릴 메타크릴레이트(methallyl methacrylate), 디알릴 프탈레이트(diallyl phthalate), 디알릴 말레이트(diallyl maleate), 디알릴 석시네이트(diallyl succinate), 트리아릴 포스페이트(triallyl phosphate), 디알릴 옥살레이트(diallyl oxalate), 디알릴말로네이트(diallyl malonate), 디알릴 시트레이트(diallyl citrate), 디알릴 푸마레이트(diallyl fumarate), 디비닐 벤젠(divinyl benzene), 트리비닐 벤젠(trivinyl bezene), 비닐 크로토네이트(vinyl crotonate), N,N-메틸렌-비스-아크릴아마이드(N,N-methylene-bis-acrylamide), 트리메틸올프로판 디알릴 에테르(trimethylolpropane diallyl ether) 또는 트리메틸올프로판 트리알릴 에테르(trimethylolpropane triallyl ether), 디알릴 펜타에리쓰리톨 에테르(diallyl pentaerythritol ether), 트리알릴 펜타에리쓰리톨 에테르(triallyl pentaerythritol ether), 테트라알릴 펜타에리쓰리톨 에테르(tetraallyl pentaerythritol ether), 디알릴 수크로오스 에테르(diallyl sucrose ether), 트리알릴 수크로오스 에테르(triallyl sucrose ether), 또는 테트라알릴 수크로오스 에테르(tetraallyl sucrose ether), 펜타알릴 수크로오스 에테르(pentaallyl sucroseether), 헥사알릴 수크로오스 에테르(hexaallyl sucrose ether) 등이 있고, 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

이렇게 포스포릴콜린계 그룹을 갖는 중합체 또는 포스포릴콜린계 그룹 및 히드록시기를 갖는 중합체를 제조한 후 기존 봉합사 원료인 단량체(파라디옥사논 등)와 반응시킴으로써 봉합사 신규 원료인 공중합체를 얻을 수 있다.

본 발명의 공중합체는 특히 빠른 흡수성을 갖는 단사형(monofilament) 봉합사로 사용되는 것이 합사형태(multifilament)의 봉합사로 사용되는 것에 비해 조직의 상처가 적고 감염율이 낮게 되므로 단사형 봉합사로 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 공중합체를 이용한 단사형 봉합사의 직선 강력(tensile strength)는 45,000 psi 이상이고, 바람직하게는 45,000 내지 70,000 psi이며, 보다 바람직하게는 49,000 내지 53,000 psi으로 나타낼 수 있다. 본 발명 봉합사의 매듭 강력(knot-pull strength)은 25,000 psi 이상이고, 바람직하게는 30,000 내지 50,000 psi이며, 보다 바람직하게는 30,000 내지 33,000 psi일 수 있다. 본 발명 봉합사의 모듈러스는 180,000 psi 이하이며, 바람직하게는 30,000 내지 180,000psi일 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 봉합사는 다음의 방법을 통해 제조되는 봉합사일 수 있다. 즉, 기존의 봉합사 원료와 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 용융 혼합한 뒤 방사함으로써 봉합사를 제조할 수 있다.

일례로, 크게 네 공정을 거쳐 완성되는 바, 폴리디옥사논 등의 봉합사 원료를 용융시켜 겔상태로 만든 후 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물과 혼합하여 용융 혼합되는 용융 및 혼합공정과, 용융체 상태의 원료를 가압하여 가압조를 통해 방사구금 측으로 압출하는 압출공정과, 상기 가압조로부터 공급된 원료는 방사금구를 통해 실의 형태로 강하게 압출되는 방사공정과, 방사된 실을 연신장치를 이용하여 연신함으로써 인장강도와 탄성이 증대되도록 하는 연신공정으로 구성되어, 폴리디옥사논과 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물이 혼합된 봉합사를 제조할 수 있다.

여기서, 상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물은 전술한 MPC 등의 포스포릴콜린계 화합물이거나, MPC 등의 포스포릴콜린계 화합물의 중합체이거나, 히드록시기가 존재하는 불포화기 단량체와 함께 공중합한 공중합물일 수 있다. 이에 대한 설명은 충분히 전술하였으므로, 설명을 생략한다. 특히, 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물에 히드록시기가 존재하는 경우 히드록시기와 반응 가능한 반응기(일례로는, 디옥사논, 카르보닐기 등)가 봉합사에 존재하는 경우 이와 반응함으로써 두 성분이 보다 화학적으로 강하게 결합될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 봉합사는 봉합사용 섬유의 표면을 코팅, 개질하여 제조된 봉합사일 수 있다. 즉, 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물이 용매에 용해된 용액에 봉합사용 섬유를 합침(침지)하여 표면을 코팅함으로써 생체 적합성 봉합사로 표면 개질하는 것일 수 있다. 여기서 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물이란, 전술한 MPC 등의 포스포릴콜린계 화합물이거나, MPC 등의 포스포릴콜린계 화합물의 중합체이거나, 히드록시기가 존재하는 불포화기 단량체와 함께 공중합한 공중합물일 수 있다. 이에 대한 설명은 충분히 전술하였으므로, 설명을 생략한다. 특히, 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물에 히드록시기가 존재하는 경우 히드록시기와 반응 가능한 반응기(일례로는, 디옥사논, 카르보닐기 등)가 봉합사에 존재하는 경우 이와 반응함으로써 두 성분이 보다 화학적으로 강하게 결합될 수 있다.

사용되는 용매로는 제한되지 않으며, 일례로는 물, 톨루엔, 벤젠, 시클로헥산, 에틸아세테이트, n-헥산, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, t-부틸알코올, 메틸 에틸 케톤 등이 있으며, 이 중 하나를 선택하여 사용할 수도 있고, 1개 이상의 유기 용매를 적당량 혼합하여 사용한다.

상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물의 용액의 농도는 4 내지 12 중량% 범위내가 바람직하다. 상기 농도 범위 미만에서는 침지 대비 효과가 미미하고, 상기 범위를 초과하는 경우 봉합사 물성에 문제될 수 있다.

상기 침지 조건은 제한되지 않으나 봉합사 섬유를 포스포릴콜린 유사기 함유 용액에 12 내지 36시간 동안 1회 침지하는 것이 후술하는 실시예에서 보듯이 좋다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

<실시예 1-4> 침지 코팅 농도의 최적화

하기 표 1과 같이, 농도별 poly 2-Methacryloyloxyethyl Phosphoryl Choline (PMPC) 수용액을 준비하여 PDO(폴리디옥사논) 봉합사를 침지시켜 농도 최적화 시험을 하였다. 이때 사용하는 봉합사의 직경은 1mm이고 5cm의 일정한 길이로 하루 동안 침지시킨 후 온풍건조하였다.

<비교예 1> 코팅하지 않은 PDO의 침지 코팅

상기 실시예와 동일한 과정을 거치되, PMPC가 포함되지 않은 수용액을 사용하여 봉합사를 침지시켰다.

	PMPC수용액 농도(wt%)	침지시간(시간)
비교예 1	0	24
실시예 1	4	24
실시예 2	5	24
실시예 3	7.5	24
실시예 4	11	24

<실험예 1>

실시예 1~4 및 비교예로부터 얻어진, 침지된 봉합사의 항균성을 시험하고자 MPC 코팅된 봉합사에 부착된 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)의 콜로니를 관찰함으로써 미생물 부착시험을 실시하였다. Staphylococcus aureus ATCC6538 (포도상구균)을 TSA(tryptic soy agar) 평판배지에 32℃로 24시간 배양한 후 백금이(Platiunm tool)를 이용하여 PBS(phosphate boffered saline) 10ml 에 Staphylococcus aureus ATCC6538 cell 을 ml당 10⁶이 되게 분산시킨다. 이 서스펜젼(suspension)에 실시예 1~4 및 비교예의 봉합사를 담가두고 30분간 32℃에 방치한 후 봉합사를 꺼내어 PBS로 30초간 세척한 다음 여과지에 놓아 여분의 PBS 를 제거한다. 봉합사를 TSA plate에 올려 놓은 다음 32℃ 배양기에 넣어 24시간-48시간 동안 배양하면서 생성되는 콜로니를 관찰하였다.

그 결과를 도 1에 나타내었다(a: 4 wt% PMPC수용액, b: 5 wt% PMPC수용액, c: 7.5 wt% PMPC수용액, d: 11 wt% PMPC수용액). 미생물 부착성 시험 결과 실시예 2(5wt% PMPC수용액으로 코팅한 봉합사)의 미생물 부착성이 가장 적음을 관찰할 수 있었다. 도 2는 비교예에 의해 제조된 봉합사를 실험예 1과 동일한 방식으로 배양하여 나타난 결과를 나타낸 것이다. 실시예에 비하여 미생물 부착성이 높은 것을 확인할 수 있다.

<실시예 5-7> 침지시간 및 침지횟수 최적화

침지 코팅 농도인 5wt% PMPC 수용액을 사용하여 <표 2>와 같이 침지시간 및 침지횟수를 달리하여 코팅한 후 미생물 부착시험을 실시하여 최적의 침지방법을 확인하였다. 미생물 부착성 시험은 실시예 1-4로 실시한 방법과 동일하게 하였다.

	침지시간	침지횟수
실시예 5	1일	1회
실시예 6	30분	5회
실시예 7	30분	10회

그 결과를 도 3에 나타내었다(a: 실시예 5, b: 실시예 6, c: 실시예 7). 실험결과, 짧게 여러 번 반복 침지 코팅하는 것보다 장시간 1회 코팅하는 것이 균일한 코팅성능과 부착성을 보여주었다.

한편, 최적화된 농도와 침지방법을 통해 코팅된 봉합사의 코팅 균일성은 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하였고 90% 이상 균일한 코팅이 이루어졌음을 확인하였다.

이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

봉합사용 섬유 및 하기 화학식 1의 화합물과 불포화기 존재 단량체의 공중합체인 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물을 포함하고,
상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물은 상기 섬유 100 중량 대비 8 내지 15 중량부 포함되고,
직선 강력(tensile strength) 49000 내지 53000psi, 매듭 강력(knot-pull strength) 30000 내지 33000psi, 모듈러스(modulus) 30000 내지 180000psi인 봉합사.
[화학식 (1)]

(상기 화학식 (1)에서 X는 2가의 유기잔기를 나타내고, Z는 수소원자 또는 R⁵-O-CO-(여기서, R⁵는 수소원자, 탄소수 1~10의 알킬기 또는 탄소수 1~10의 히드록시알킬기를 나타낸다)를 나타내고, Y는 탄소수 1~20의 알킬렌옥시기를 나타낸다. 또한, R¹은 수소원자 또는 탄소수 1~5의 탄화수소기를 나타내고, R², R³ 및 R⁴는 동일 또는 다른 기로서, 수소원자, 탄소수 1~6의 탄화수소기 또는 히드록시 탄화수소기를 나타낸다. 또한, m은 1~20의 정수이고, n은 2~5의 정수이다)
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하기 화학식 1의 화합물과 불포화기 존재 단량체의 공중합체인 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물의 수용액과 봉합사용 섬유를 준비하는 단계;
농도가 4.5 내지 5.5 중량%인 상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물의 수용액에 봉합사용 섬유를 12 내지 36시간 동안 1회 침지하는 단계; 및
침지된 섬유를 건조하는 단계;를 포함하여,
상기 포스포릴콜린 유사기 함유 화합물이 상기 섬유 100 중량 대비 8 내지 15 중량부 포함되어 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에 대한 항균성을 갖는 봉합사의 제조방법.
[화학식 (1)]

(상기 화학식 (1)에서 X는 2가의 유기잔기를 나타내고, Z는 수소원자 또는 R⁵-O-CO-(여기서, R⁵는 수소원자, 탄소수 1~10의 알킬기 또는 탄소수 1~10의 히드록시알킬기를 나타낸다)를 나타내고, Y는 탄소수 1~20의 알킬렌옥시기를 나타낸다. 또한, R¹은 수소원자 또는 탄소수 1~5의 탄화수소기를 나타내고, R², R³ 및 R⁴는 동일 또는 다른 기로서, 수소원자, 탄소수 1~6의 탄화수소기 또는 히드록시 탄화수소기를 나타낸다. 또한, m은 1~20의 정수이고, n은 2~5의 정수이다)
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