KR101880395B1

KR101880395B1 - 다기능 생체이식용 구조체 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101880395B1
Application number: KR1020170044570A
Authority: KR
Inventors: 김태일; 이소리; 이지연; 황교연
Original assignee: 성균관대학교산학협력단; 한국과학기술연구원
Priority date: 2017-04-06
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2018-07-19
Also published as: US20180289516A1; US11523921B2

Abstract

본 발명의 일실시예인 다기능 생체이식용 구조체의 제조방법은, 생체이식용 구조체를 준비하는 제1단계; 상기 구조체 상에 부분경화성 고분자 코팅층을 형성하는 제2단계; 상기 고분자 코팅층을 부분경화시키는 제3단계; 및 상기 경화된 구조체를 건식 에칭시켜, 비-경화된 영역을 제거하여, 상기 구조체를 기공화하는 제4단계;를 포함한다.

Description

다기능 생체이식용 구조체 및 이의 제조방법{Multifunctional bio implantable structure and method of preparing the same}

본 발명은 생체이식용 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 약물 담지가 탁월하고, 담지된 약물의 선택적 방출이 가능한 다기능 생체이식용 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

생체 삽입 소자에 적용되는, 생체적합성 나노표면개질 기술은 세포 또는 조직에 직, 간접적으로 영향을 주는 재료 계면과 세포의 반응을 조절하여, 재료의 생체적합성을 높이기 위한 연구가 증가하고 있다.

종래의 생체적합성 나노 표면 개질 기술을 가공방식에 따라 분류하면, 생체적합재료 (예를 들어, TiO2, Al2O3)의 화학적 산 식각, 양극산화 등의 기법을 이용한 마이크로 거칠기를 제어하는 방식이 있고, 표면 형상 개질을 하는 방법으로는 전자빔, 레이저 리소그래피, 블록공중합체 리소그래피 등이 있다.

산 식각이나 양극산화 기법을 통한 방식은, 기공을 형성해 넓은 표면적을 갖는 잠재적 이점에도 불구하고, 상기 언급한 구조를 만들기 위해서, 1) 보호금속층 증착, 양극산화를 위한 금속층 증착, 3) 알루미늄 옥사이드 혹은 타이타늄 옥사이드의 양극산화, 4) 친수성 플라즈마 처리, 5) 약물 및 기능성 물질의 주입으로 구성된 다단계로서 이루어져 이에 대한 개선의 여지가 있다.

한편, 전자빔, 레이저 리소그래피는 생체 모재의 표면에 직접 가공하는 이점이 있지만, 기계적 모듈러스가 높은 금속류를 식각하기 위해선 많은 양의 에너지, 시간이 소모된다. 블락공중고분자를 이용한 자가조립방식은 기공의 크기를 조절하기 쉽지만, 기공이 될 부분을 선택적으로 제거하는 솔벤트 혹은 써머어닐링 과정에서 구조의 변형이 유발된다.

따라서, 이러한 문제점들을 용이하게 해결하며, 선택적으로 세포 증식을 억제하고, 약물 담지 및 방출을 용이하게 제어할 수 있는 생체이식용 구조체에 대한 연구가 더 필요한 시점이다.

한국 공개 특허 10-2008-0025870 한국 공개 특허 10-2010-0077770

본 발명의 일 목적은, 약물이 우수하게 담지되고, 상기 담지된 약물의 방출을 제어할 수 있으며, 선택적 세포 증식의 억제의 효과를 갖는 생체이식용 구조체를 제공하고자 한다.

다른 실시예에서, 상기 제조방법은, 제4단계 후, 상기 구조체의 기공에 약물이 담지되도록 상기 구조체를 약물에 침지하는 제5단계를 추가로 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 제조방법은, 제5단계 후, 상기 구조체 상에 금속 코팅층을 형성하여, 패시베이션(passivation) 역할을 하도록 하는 제6단계를 추가로 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 고분자는, 광경화성 고분자일 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 고분자는, 생분해성(biodegradable) 고분자일 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 고분자는, 폴리실록산-아크릴레이트(Polysiloxane-acrylate, PSA)일 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 금속은, 생체적합성 금속일 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 금속은, 금, 은, 티타늄, 몰리브덴, 마그네슘 및 텅스텐 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 금속 코팅층은, 비정질상의 금속을 상기 구조체에 도포하여 형성될 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 금속 코팅층의 간극 사이로, 상기 약물이 방출될 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 금속 코팅층은, 근적외선에 의하여 온도가 제어되어, 상기 약물의 확산계수가 제어되며, 이를 통하여, 상기 약물의 방출이 제어될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예인 다기능 생체이식용 구조체는 생체이식용 구조체; 상기 구조체 상에 형성되며, 약물을 담지하는 기공을 포함하는 부분경화성 고분자 코팅층; 및 상기 고분자 코팅층 상에 형성되며, 기공을 포함하는 금속 코팅층을 포함한다.

본 발명에 따르면, 구조체의 높은 표면적에 의하여, 약물을 용이하게 담지할 수 있다.

구조체의 기공의 크기, 깊이 등을 용이하게 제어할 수 있기 때문에, 담지될 수 있는 약물의 양을 제어할 수 있으며, 담지된 약물의 맞춤형 방출도 제어할 수 있다.

금속 코팅층이 패시베이션 역할을 하여, 약물을 용이하게 담지할 수 있다.

금속 코팅층이 근적외선에 의하여, 온도가 증가되며, 이러한 온도 증가를 제어함으로서, 정량적으로 약물의 방출을 제어할 수 있다.

선택적 세포 증식 억제는 고분자 구조체에 세포 접착 제어를 통해 암세포 증식 등을 억제하는 효과로 나타날 수 있다.

딥 코팅 방식을 이용하여, 고분자를 구조체 상에 코팅을 실시하는 경우, 유연하고 휘어진 구조체를 용이하게 코팅할 수 있다.

생체 삽입형 소자, 약물전달 소자, 선택적 세포 증식을 억제하는 기능성 생체재료 등 여러 응용 분야에 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구조체의 제조방법에 대한 모식도이다.
도 2는 종래의 구조체와 본 발명의 일실시예에 따른 구조체의 특성을 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구조체의 특성을 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구조체의 이미지 및 표면의 전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구조체의 제조과정 중 Reactive ion etching(RIE) 시간을 일정하게 제어한 경우와, UV 노출 시간을 일정하게 제어한 경우의 구조체의 SEM 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구조체의 제조과정 중 조건을 달리한 나노 구조의 젖음성의 제어 및 글래스(control)과의 차이성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 6에서 제시된 젖음성 조절로 인해 물에 분산된 수 나노입자 수준의 약물이 균일하게 코팅(담지)되고 방출되는 것을 나타내는 SEM 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 구조체의 금속 코팅층의 두께에 대한 약물 방출 지연 정도를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 구조체의 금속 코팅층에 조사된 근적외선 레이저에 의한 히팅 시스템을 보여주는 흡수도 및 빛 세기에 따른, 시간 대비 온도를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따라, 다양한 조건하에서 제조된 구조체 위에서 자란 식도암 세포의 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 11은 본 발명에 따라, 다양한 조건하에서 제조된 구조체 위에서 자란 식도암 세포의 형광이미지이다.
도 12는 본 발명에 따라, 다양한 조건하에서 제조된 구조체 위에서 자란 식도암 세포의 핵을 염색한 형광 이미지와 세포 수를 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명에 따라, 다양한 조건하에서 제조된 구조체 위에서 자란 식도암 세포의 live/dead Cell viability assay 결과이다.
도 14는 본 발명에 따라, 다양한 조건하에서 제조된 구조체 위의 단백질 흡착 정도를 형광으로 나타낸 이미지와 형광 세기를 나타낸 그래프이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 일실시예에 따른 다기능 생체이식용 구조체의 제조방법은, 부분경화성 고분자를 이용하여, 가교도 차이가 있는 코팅층을 형성하고, 모듈러스가 낮은 부분을 선택적으로 제거하여, 약물 또는 기능성 물질을 담지하는 것으로, 생착률을 높이기 위해 세포 접착 제어가 가능한 기능성 나노구조를 제공할 수 있다.

구체적인 제조방법은 생체이식용 구조체를 준비하는 제1단계, 상기 구조체 상에 부분경화성 고분자 코팅층을 형성하는 제2단계, 상기 고분자 코팅층을 부분경화시키는 제3단계, 및 상기 경화된 구조체를 건식 에칭시켜, 비-경화된 영역을 제거하여, 상기 구조체를 기공화하는 제4단계를 포함한다.

이하, 도 1 및 2에 도시한 바와 같은, 본 발명의 제조방법을 상세히 설명한다.

먼저, 생체이식용 구조체를 준비한다.

그리고, 상기 구조체 상에 고분자 코팅층을 형성한다. 상기 고분자 코팅층을 형성하는 방법은 특별히 제한되는 것은 아니며, 본 발명이 의도하고자 하는 고분자 코팅층을 형성할 수 있다면, 어떠한 방법에 의하여도 무관한다.

여기서, 상기 고분자는 부분경화성 고분자인 것이 바람직하다. 외부의 자극에 의하여, 부분적으로 경화되는 특성을 갖는 고분자라면 어떠한 고분자라도 적용이 가능하다.

또한, 상기 고분자는 광경화성 고분자일 수 있다. 외부 UV에 의하여 경화되는 특성을 나타낼 수 있다.

또한, 상기 고분자는 생분해성(biodegradable) 고분자일 수 있다. 생분해성 고분자는 적어도 분해의 한 과정에서 생물의 대사가 관여하여 저분자량 화합물로 변하는 고분자 물질을 말한다. 이상적인 생분해성 고분자는 사용하고 있는 동안에는 우수한 성능을 발휘하고 폐기 후에는 자연계의 미생물에 의해 신속하게 분해되는 것이 바람직하다. 일반적으로 미생물에 의한 고분자의 분해는 우선 미생물이 균체외로 분비하는 분해효소가 고분자 재료 표면에 흡착하여 고분자의 에스테르 결합, 글리코사이드 결합, 펩타이드 결합 등의 화학결합을 가수분해시켜 절단하여 고분자물질을 저분자화 한다. 고분자물질의 저분자화에 따라 재료는 붕괴하고 생성물은 효소분해에 의해 단위체나 이량체의 저분자량의 분해생성물로 된다.

그리고, 상기 고분자 코팅층이 형성된 구조체를 부분 경화시킨다. 이때, 경화를 위하여 외부 자극이 필요하며, UV를 이용할 수 있다. 이를 통하여, 일부 영역은 경화되고, 그 이외의 영역은 경화되지 않은 채로 남겨진다.

그리고, 상기 경화된 구조체를 건식 에칭시켜, 비-경화된 영역을 제거하여, 상기 구조체를 기공화한다. 비-경화된 영역은 건식 에칭을 통하여, 상기 구조체로부터 제거되고, 경화된 코팅층만 남게 된다. 여기서, 건식 에칭은 ? 에칭(wet etching)법에 비해 가공 정도(精度)가 향상되며,. 플라즈마 에칭, 스퍼터 에칭, 이온 에칭 등이 있다. 본 발명에서 상기 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 의도하고자 하는 바와 같이, 비-경화된 고분자 코팅층을 제거할 수 있는 방법이라면 어떠한 방법의 건식 에칭법이 이용될 수 있다.

이를 통하여, 상당히 많은 기공이 형성되고, 상기 기공 내에 약물을 담지할 수 있다. 상기 기공은 나노 크기 수준으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제조방법은, 건식 에칭 후, 상기 구조체의 기공에 약물이 담지되도록 상기 구조체를 약물에 침지하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 약물은 본 발명에서 의도하는 바에 따라 다양한 약물이 적용될 수 있으며, 상기 약물을 포함한 용액 내에 상기 구조체를 침지할 수도 있고, 상기 약물에 상기 구조체를 직접 침지할 수도 있다. 이를 통하여, 상기 약물이 상기 기공내로 투입되어, 상기 구조체가 상기 약물을 담지할 수 있는 것이다.

또한, 상기 제조방법은, 상기 약물 담지 후, 상기 구조체 상에 금속 코팅층을 형성하여, 패시베이션(passivation) 역할을 하도록 하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 패시베이션이란 상기 약물이 담지되는 구조체의 표면을 보호하는 역할을 하는 것을 의미한다.

상기 금속 코팅층을 형성하는 금속은, 생체적합성 금속인 것이 바람직하다. 생체적합성 금속이란, 생체에 이식되거나, 생체에 접합되었을 때, 생체에 악영향을 나타내지 않고, 원래의 기능을 다하면서 생체와 공존할 수 있는 금속을 의미한다. 이러한 금속으로는 금, 은, 티타늄, 몰리브덴, 마그네슘 및 텅스텐 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 금속 코팅층은, 비정질상의 금속을 상기 구조체에 도포하여 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 방법의 하나의 예로서, 스퍼터링(sputtering)이 있다. 상기 금속 코팅층 역시 기공이 존재하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 금속 코팅층의 간극 사이로, 상기 약물이 방출된다.

특히, 상기 금속 코팅층은 얇은 금속 코팅층으로서 상기 구조체의 세포 친밀성에 영향을 주지 않는다. 또한, 진공 스퍼터링에 의하여 생성되는 경우와 같이, 금속 코팅층에 나노수준의 기공을 부여하여, 약물이 용이하게 전달되도록 제어될 수 있다. 그리고, 약물의 전달은 약물의 확산계수에 의존하는데, 상기 약물의 확산계수는 주변 온도에 연관된다. 상기 금속 코팅층이 외부 열원에 의하여, 온도가 변화하면, 용이하게 약물의 확산계수가 변화되고, 약물의 전달 속도 역시 변화될 수 있다. 따라서, 근적외선으로, 금속 코팅층을 제어함으로써, 상기 약물의 확산계수가 제어되며, 이를 통하여, 상기 약물의 방출이 제어될 수 있다. 상기 외부 열원으로서 NIR(Near-Infrared Red)가 이용될 수 있다.

또한, 종래의 구조체와 본 발명의 일실시예에 따른 구조체의 특성을 개략적으로 설명하기 위한 모식도를 도 2에 나타내었다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 종래의 스텐트 상에는 암세포 또는 종양세포가 스텐트에 부착되어 재협착증을 유발할 수 있으나, 본 발명에 따른 구조체에서는 금속-클러스터가 형성되어, 암세포 또는 종양세포가 스텐트에 잘 부착되지 못하도록 한다. 특히, 상기 금속-클러스터에 암세포 또는 종양세포가 부착되더라도, 암세포 또는 종양세포 중 상기 금속-클러스터의 기공부분에 접하는 부분은 부착되지 않기 때문에, 암세포 또는 종양세포가 용이하게 탈락될 수 있다. 또한, 상기 기공 부위에 담지된 약물이 방출될 때, 직접적으로 암세포 또는 종양세포에 도달하여, 약물에 의한 치유 효능이 향상될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예로서, 다기능 생체이식용 구조체는 생체이식용 구조체, 상기 구조체 상에 형성되며, 약물을 담지하는 기공을 포함하는 부분경화성 고분자 코팅층, 및 상기 고분자 코팅층 상에 형성되며, 기공을 포함하는 금속 코팅층을 포함한다.

상기 구조체는 상술한 방법들 중 하나에 의하여 제조될 수 있다. 다만, 이러한 제조방법에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 각각의 구조의 특성 중 상술한 제조방법에서 설명한 부분을 생략한다.

나노 구조가 적용된 구조체로서, 단위질량당 높은 표면적을 갖으며, 이를 통하여, 다양한 물질의 담지가 용이하다. 또한, 다공성 나노 구조로서, 암세포 타켓팅을 위한 약물을 제작하여, 효율적으로 담지가 가능하고, 약물을 천천히 방출하도록 제어가능하다. 또한, 생체 조직에 피해를 최소화하고, 질병을 효과적으로 치료할 수 있는 생체재료 제작이 가능하다.

여기서, 생체이식용 구조체는 인체에 삽입되어 의료 장치를 부분적 또는 완전하게 도입되도록 하는 것으로서, 생체적합성을 갖는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 상기 구조체는 스텐트, 바이오센서, 인공심장판막, 심실보조장치, 치료 장치 약물전달 층 등에 이용될 수 있는 구조체일 수 있다. 다만, 여기에 제한되는 것은 아니며, 생체이식이 가능하도록 설계된 어떠한 구조로도 적용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여, 상세히 설명한다.

니티놀(nitinol)로 구성된 스텐트를 UV 부분 경화성 고분자 용액에 침지하여, 스텐트 상에 고분자 코팅층을 형성하였다. 이 후, 스텐트를 회전시키면서, UV로 고분자 코팅층을 경화시켰다. 이 후, 건식 에칭법을 이용하여, 비-경화된 영역을 제거하고, 나노수준의 기공이 형성된 스텐트를 수득하였다.

상기 제조된 스텐트의 이미지와 SEM 이미지를 도 4(a) 및 (b)에 각각 나타내었다. 도 4(a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 스텐트의 코팅층에 균일한 기공이 형성됨을 확인할 수 있었다.

상술한 실시예 1에서 설명한 제조방법과 동일한 제조방법으로 실험을 재실시하였다. 다만, 본 실시예에서는 UV 노출 시간과 Reactive Ion Etching(RIE) 시간을 달리하면서 실험을 실시하였다. RIE 시간을 일정하게 제어한 경우, 그 형성된 스텐트의 SEM 이미지를 도 5(a)에 나타내었고, UV 노출 시간을 일정하게 제어한 경우, 그 형성된 스텐트의 SEM 이미지를 도 5(b)에 나타내었다.

도 5(a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 나노 구조 또는 기공의 두께 및 깊이를 용이하게 제어할 수 있음을 확인할 수 있었다.

구조체의 젖음성(wettability)을 확인하기 위하여, 플라즈마 시간을 제어하면서, 추가적인 실험을 실시하였다. 그 결과 그래프를 도 6에 나타내었다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 구조의 깊이가 깊어질수록 친수성(hydrophilic) 표면을 갖는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 세포의 젖음성이 클수록 세포접착이 잘 된다고 알려져 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, glass의 contact angle(CA)이 21℃로 300초 동안 RIE 처리한 표면의 CA와 유사하지만, 세포 접착 차이의 극명한 차이로 보았을 때, 세포 접착 제어 요소가 젖음성의 영향도 아니고 구조체의 세포 접착의 제어 가능성을 알 수 있었다.

약물 담지를 위하여, 약물이 담지된 용액에 상기 실시예 1에서 제조한 스텐트를 침지하여, 상기 코팅층 사이에 형성된 기공사이에 약물을 담지하였다. 여기서, 약물은 Doxorubicin이였다. 나노수준의 기공을 갖는 스텐트, 약물이 담지 상태의 스텐트, 및 약물이 방출되는 스텐트에 대한 SEM 이미지를 도 7에 나타내었다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 물에 분산된 수 나노입자 수준의 약물이 추가 표면처리 없이 코팅되며, 디퓨전(diffusion) 역시 가능함을 확인할 수 있었다.

또한, 구조의 변형 유발 없이 약물방출을 제어하기 위한 조건을 제어하기 위하여, 상기 실시예 4에서 제조된 약물이 담지된 구조체를 금을 이용하여, 금속 코팅층을 형성하였다. 상기 금 코팅층은 패시베이션(passivation)으로 작용하였다. 이에 대한 모식도를 도 8에 나타내었다. 시간 변화에 따른 코팅층 두께에 대한 약물의 축적방출량에 대한 그래프를 도 8에 추가적으로 나타내었다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 얇은 금속층으로도 약물 방출 지연 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

상기 실시예 6에서 제조된 스텐트를 이용하여, 금속 코팅층에 의한 히팅 시스템이 적용될 수 있는지 추가적인 실험을 실시하였다. 인가한 근적외선 세기를 달리하여, 시간의 흐름에 따른 금속 코팅층의 온도를 측정하여, 도 9에 나타내었다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 세기가 증가할수록, 스텐트의 온도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여, 원하는 양의 약물 방출 속도를 제어할 수 있는 줄히팅 시스템을 갖는 스텐트를 확인할 수 있었다.

약물 담지 및 방출제어 뿐만 아니라 세포 접착제어가 가능함을 보이기 위해서, 일부 후술하는 조건을 제외하고, 상기 실시예 5에서 제조된 방법과 동일한 방법으로 스텐트를 제조하였다. 상기 스텐트 상에 OE33 (human oesophageal adenocarcinoma cell line)를 성장시켰다. 시간에 따른, 스텐트 상에 형성된 식도암 세포의 Scanning electron microscope (SEM), 형광이미지, 그리고 접착한 세포수를 측정하여, 도 10, 11, 및 12에 각각 나타내었다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 구조체가 적용된 경우, 평평한 glass에 비해서 focal adhesion을 적게 보였다. 또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 구조체가 적용된 경우, glass에 비해 식도암 세포가 둥글게 형성됨을 알 수 있었다. 더불어, 도 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 구조체가 적용된 경우, 평평한 glass에 비해 최대 50%정도의 식도암 세포 접착이 줄어듦을 확인할 수 있었다.

구조의 biocompatibility를 확인하기 위해서 live/dead cell viability assay 테스트를, 실시예 7에서 제조된 스텐트를 대상으로 실시하였다. 도 13에, 구조체 위에서 자란 세포의 live/dead Cell viability assay 결과를 나타내었고, 구조체 위의 단백질 흡착 정도를 형광으로 나타낸 이미지와 형광 세기를 그래프 및 이미지로 나타내었다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제어된 구조체의 표면에서 죽은 세포 대비 살아있는 식도암 세포가 거의 100% 정도로 원구조의 물질적 독성이 없음을 확인할 수 있었다.

상기 실시예 8에서 언급한 식도암 세포 접착 제어가 다른 요인이 아닌, 구조적 요인임을 확인하기 위해서, 실시예 8에서 제시된 스텐트에, 세포 접착이 가능한 단백질을 흡착시킨 후 그 양을 확인하였다. 도 14에 다양한 조건하에서 제조된 구조체 위의 단백질 흡착 정도를 형광으로 나타낸 이미지와 형광 세기 그래프를 나타내었다.

도 14에 나타낸 바와 같이, glass에서 가장 적은 단백질이 코팅되었지만, glass에서 가장 많은 식도암 세포가 접착함을 확인할 수 있었다. 이를 통하여, 세포 접착제어는 세포접착 단백질이 아닌 구조의 영향임을 알 수 있었다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다

Claims

생체이식용 구조체를 준비하는 제1단계;
상기 구조체 상에 부분경화성 고분자 코팅층을 형성하는 제2단계;
상기 고분자 코팅층을 부분경화시키는 제3단계; 및
상기 경화된 고분자 코팅층을 건식 에칭시켜, 비-경화된 영역을 제거하여, 다공성 고분자 코팅층을 형성하는 제4단계를 포함하는,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 제조방법은, 제4단계 후, 상기 구조체의 기공에 약물이 담지되도록 상기 구조체를 약물에 침지하는 제5단계를 추가로 포함하는,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체의 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 제조방법은, 제5단계 후, 상기 구조체 상에 금속 코팅층을 형성하여, 패시베이션(passivation) 역할을 하도록 하는 제6단계를 추가로 포함하는,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 고분자는, 광경화성 고분자인,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 고분자는, 생분해성(biodegradable) 고분자인, 다기능 생체이식용 구조체의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 고분자는, 폴리실록산-아크릴레이트(Polysiloxane-acrylate, PSA)인,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 금속은, 생체적합성 금속인,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 금속은, 금, 은, 티타늄, 및 몰리브덴 중 어느 하나 이상을 포함하는,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 금속 코팅층은, 비정질상의 금속을 상기 구조체에 도포하여 형성되는,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 금속 코팅층의 간극 사이로, 상기 약물이 방출되는,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 금속 코팅층은, 근적외선(NIR)에 의하여 온도가 제어되어, 상기 약물의 방출 속도가 제어되는,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체의 제조방법.
생체이식용 구조체;
상기 구조체 상에 형성되며, 약물을 담지하는 기공을 포함하는 부분경화성 고분자 코팅층; 및
상기 고분자 코팅층 상에 형성되며, 기공을 포함하는 금속 코팅층을 포함하는,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체.
제12항에 있어서,
상기 고분자는, 광경화성 고분자인,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체.
제12항에 있어서,
상기 고분자는, 생분해성(biodegradable) 고분자인,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체.
제12항에 있어서,
상기 고분자는, 폴리실록산-아크릴레이트(Polysiloxane-acrylate, PSA)인,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체.
제12항에 있어서,
상기 금속은, 생체적합성 금속인,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체.
제12항에 있어서,
상기 금속은, 금, 은, 티타늄, 및 몰리브덴 중 어느 하나 이상을 포함하는,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체.
제12항에 있어서,
상기 금속 코팅층은, 비정질상의 금속을 상기 구조체에 도포하여 형성되는, 다기능 생체이식용 구조체.
제12항에 있어서,
상기 금속 코팅층의 간극 사이로, 상기 약물이 방출되는,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체.
제12항에 있어서,
상기 금속 코팅층은, 근적외선(NIR)에 의하여 온도가 제어되어, 상기 약물의 방출 속도가 제어되는,
약물이 담지 가능한 표면 다공성 생체이식용 구조체.