KR101916759B1 - The Method of High-yield and High-purity Manufacturing of Allo-collagen Composition Extracted From Human origin - Google Patents

The Method of High-yield and High-purity Manufacturing of Allo-collagen Composition Extracted From Human origin Download PDF

Info

Publication number
KR101916759B1
KR101916759B1 KR1020160115647A KR20160115647A KR101916759B1 KR 101916759 B1 KR101916759 B1 KR 101916759B1 KR 1020160115647 A KR1020160115647 A KR 1020160115647A KR 20160115647 A KR20160115647 A KR 20160115647A KR 101916759 B1 KR101916759 B1 KR 101916759B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
collagen
solution
dermis
powder
concentration
Prior art date
Application number
KR1020160115647A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180028229A (en
Inventor
진귀해
김장일
김형구
이환철
Original Assignee
주식회사 엘앤씨바이오
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘앤씨바이오 filed Critical 주식회사 엘앤씨바이오
Priority to KR1020160115647A priority Critical patent/KR101916759B1/en
Publication of KR20180028229A publication Critical patent/KR20180028229A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101916759B1 publication Critical patent/KR101916759B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/36Extraction; Separation; Purification by a combination of two or more processes of different types
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/22Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/24Collagen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/30Extraction; Separation; Purification by precipitation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/34Extraction; Separation; Purification by filtration, ultrafiltration or reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/78Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin or cold insoluble globulin [CIG]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

본 발명은 인체 유래 동종 콜라겐 추출 조성물의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이종 콜라겐에 비해 생체적합성이 우수하고 통증 완화 및 조직 보충 등과 같은 의료용 재료로 사용할 수 있는 동종 콜라겐을 인체조직으로부터 추출하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 사람 유래 동종 콜라겐 추출 조성물은 이종 콜라겐에 비해 생체 적합성이 우수하며 고순도, 고농도로 콜라겐을 제조할 수 있다. 피부 조직에서 콜라겐을 직접적으로 추출하지 않고, 비콜라겐성 물질을 제거한 무세포 동종진피로부터 콜라겐을 추출함으로써 효율적으로 콜라겐을 분리, 추출할 수 있다.
또한, 비콜라겐 물질인 세포질, DNA, 지방 등의 물질을 추출과정에서 배제할 수 있어 고순도, 고농도의 콜라겐 정제가 가능하다.
그리고, 동결건조 과정을 통해 고순도, 고농도의 동종 콜라겐 조성물의 제조와 다양한 제형의 제조가 가능하다.
The present invention relates to a method for producing a human-derived allogeneic collagen extract composition, and more particularly, to a method for producing a human-derived allogeneic collagen extract composition which is superior in biocompatibility to heterogeneous collagen and which extracts allogeneic collagen which can be used for medical materials such as pain relief and tissue replenishment ≪ / RTI >
The human-derived allogeneic collagen extract composition according to the present invention is superior in biocompatibility to heterogeneous collagen, and can produce collagen with high purity and high concentration. The collagen can be efficiently separated and extracted by extracting collagen from the noncellular allogenic dermis from which non-collagen substances are removed without directly extracting collagen from the skin tissue.
In addition, non-collagen substances such as cytoplasm, DNA, and fat can be excluded from the extraction process, and high purity and high concentration of collagen can be purified.
Through the lyophilization process, it is possible to produce high purity and high concentration homogeneous collagen compositions and to manufacture various formulations.

Description

고농도, 고순도의 동종 콜라겐 제조 방법 및 동종 콜라겐 지지체의 제조방법{The Method of High-yield and High-purity Manufacturing of Allo-collagen Composition Extracted From Human origin}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for producing high-purity high-purity homologous collagen and a method for producing the same,

본 발명은 사람 유래 동종 콜라겐 추출 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이종 콜라겐에 비해 생체적합성이 우수하고 통증 완화 및 조직 보충 등과 같은 의료용 재료로 사용할 수 있는 동종 콜라겐을 인체조직으로부터 추출하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 비콜라겐 물질들을 동종 콜라겐 추출 초기 과정에서부터 배제하여 고순도, 고농도의 동종 콜라겐 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 동결건조 과정을 통해 고순도, 고농도의 동종 콜라겐 조성물의 제조와 다양한 제형의 제조가 가능한 동종 콜라겐에 관한 것이다. The present invention relates to a human-derived allogeneic collagen extraction composition and a method for producing the same. More particularly, the present invention relates to a human-derived allogeneic collagen extraction composition and a method for preparing the same, which are superior in biocompatibility to heterogeneous collagen and capable of extracting the same kind of collagen which can be used for medical materials such as pain relief and tissue replenishment . The present invention also relates to a method for preparing a high-purity, high-concentration homologous collagen composition by excluding non-collagen materials from the initial stage of homologous collagen extraction. The present invention relates to a homogeneous collagen capable of preparing a high purity high-concentration homologous collagen composition through a freeze-drying process and producing various formulations.

콜라겐은 천연 고분자로, 생체내의 거의 모든 조직에 분포하는 세포의 지지 및 증식을 위한 구조체이다. 포유동물의 전체 단백질에서 약 1/3을 차지하며 세포외기질(extra-cellular matrix)의 주 단백질 성분으로서, 피부, 건(tendon) 등의 연조직뿐만 아니라 뼈 및 치아 등과 같은 경조직에도 매우 높게 함유되어 있다. 또한 세포와 결합하여 장기와 조직의 형태를 형성 및 유지함으로써 생체를 구축하고 생체의 손상부위에 콜라겐을 기질로 공급하여 본래의 조직으로 재생하는 데 도움을 줄 수 있다. Collagen is a natural polymer, a structure for support and proliferation of cells distributed in almost all tissues in vivo. It accounts for approximately one-third of the total protein of mammals and is the main protein component of the extra-cellular matrix. It is highly contained in soft tissues such as skin and tendon as well as hard tissues such as bones and teeth have. In addition, it can form cells and organ organs by forming and maintaining the morphology of organs and tissues, and can help to regenerate collagen to the original tissue by supplying collagen to the injured area of the living body.

이러한 콜라겐은 인간의 피부뿐 만 아니라, 염소, 버팔로, 돼지, 닭등 여러동물의 피부등에서 얻어질 수 있다. 다양한 동물의 피부를 통해서 콜라겐을 얻을 수 있으나, 이러한 콜라겐들은 종(species) 및 유전적 차이로 인하여 구조가 서로 각각 상이할 수 밖에 없다. Such collagen can be obtained not only from human skin but also from skin of animals such as goats, buffalo, pigs, and chickens. Collagen can be obtained through the skin of various animals, but these collagens are mutually different due to species and genetic differences.

추출된 콜라겐은 현재 화상 또는 외상, 여러 질환 등으로 인한 손상된 인체조직의 대체 또는 보강 등을 위해 의료기기에 함유되어 사용되고 있다. 창상피복재 및 지혈제, 조직수복용 생체재료나 콜라겐 사용조직보충재 등이 이에 속하며, 그 적용범위와 제품개발이 증가하는 추세이다. 최근 그 예로, 골 관절염 치료 보조제로써 국내 돼지 유래 콜라겐인 Regenseal이 결손된 연골 및 관절 부위에 사용되고 있고, 콜라겐이 통증완화, 염증감소 및 연골재생의 효과를 가진다고 보고되고 있다.Extracted collagen is now used in medical devices for replacement or reinforcement of damaged tissues due to burns, trauma, various diseases, and the like. Wound dressings, hemostatic agents, biomaterials for tissue restoration, and collagen-supplemented tissues for use in collagen, and its application range and product development are increasing. Recently, Regenseal, a domestic pig-derived collagen, has been used as an adjunct to osteoarthritis treatment, and it has been reported that collagen is effective for pain relief, inflammation reduction and cartilage regeneration.

일반적으로 이용되는 콜라겐은 대부분 돼지나 소 등의 동물 조직에서 추출한 이종 콜라겐으로, 항원성을 갖는 텔로-펩타이드가 있어 면역거부반응을 유도한다. 이를 막기 위해 펩신을 이용한 아텔로 콜라겐을 만들지만 면역거부반응을 완벽하게 막을 수는 없다. 또한 동물 유래 바이러스의 전이를 막기 위해 바이러스를 불활성화하는 단계와 미생물을 제거하는 과정이 반드시 포함되어야 한다. 또한 공정상의 잔유물이 남는 경우, 이러한 콜라겐이 상품화 되었을 때 다양한 부작용을 야기할 수 있다. 따라서 콜라겐 추출에 안전성과 유효성의 확보가 중요하다. Generally used collagen is mostly heterologous collagen extracted from animal tissues such as pigs and cows, and it has an antigenic telo-peptide and induces an immune rejection reaction. To prevent this, we make atelocollagen using pepsin, but we can not completely prevent immune rejection. In addition, in order to prevent the transfer of animal-derived virus, the step of inactivating the virus and the step of removing microorganisms must be included. In addition, if residual process remains, such collagen can cause various side effects when commercialized. Therefore, it is important to secure safety and efficacy for collagen extraction.

또한 종(species) 및 유전적 차이로 인하여 구조가 서로 각각 상이할 수 밖에 없는 콜라겐들은 구조적 차이점으로 인하여 콜라겐을 얻고자 하는 대상에 따라 콜라겐 추출방식은 상이해질 수 밖에 없다(Sadaf Quereshi et al./ Rec Res Sci Tech 2 (2010) 28-31). Due to structural differences, the collagen extraction methods differ depending on the object to be obtained because of differences in species and genetic differences between the structures ( Sadaf Quereshi et al./ Rec Res Sci Tech 2 (2010) 28-31).

종래의 콜라겐을 추출하는 공정은 채취한 조직을 세척하고, 유기 용매를 이용해 불순물인 지방 등을 제거하고 절단하는 전처리 과정을 거친 후, 산 또는 알칼리, 효소를 처리하여 콜라겐을 추출한다. In the conventional process of extracting collagen, the collected tissues are washed, the impurities such as fats and the like are removed and cut, and then the collagen is extracted by treatment with an acid, an alkali, or an enzyme.

한국특허등록 제10-1105603호에서는 동물 조직에서 산 용해, 염 침전, 여과, 2차 산 용해, 2차 염 침전, 상 분리 및 농축, 산 용해 등을 거쳐서 콜라겐을 고순도로 처리하는 방법이 제안되어 있다. 구체적으로 살펴보면, 동물의 조직을 염산용액, 효소, 인산용액등을 사용하여 콜라겐을 조직으로부터 분리해내고 염을 이용하여 효소분리된 콜라겐을 회수하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 이러한 콜라겐 추출방법은 동종유래 피부조직에 대한 콜라겐 추출방법이 아니며, 수차례의 산과 염기 처리 및 효소처리 등을 이용하는 공정에서 복잡하고 순도가 좋지 못하여 상업화가 어려운 문제가 있다. 결국 이러한 방식은 전처리에 이용된 시약이 잔류하거나 불순물이 완전히 제거되지 않을 수 있어, 인체 적용 시 체내 독성 및 위험도를 완전히 배제할 수 없다는 한계도 있다.Korean Patent Registration No. 10-1105603 proposes a method of treating collagen with high purity through acid dissolution, salt precipitation, filtration, secondary acid dissolution, secondary salt precipitation, phase separation, concentration and acid dissolution in animal tissues have. Specifically, a method of separating collagen from a tissue using a hydrochloric acid solution, an enzyme, or a phosphoric acid solution, and recovering enzyme-isolated collagen using a salt is used. However, such a collagen extraction method is not a method of extracting collagen from the skin of the same species, and is complicated and difficult to commercialize because it is complicated and has poor purity in a process using several steps of acid and base treatment and enzyme treatment. As a result, this method has the limitation that the reagent used for the pretreatment may remain or the impurities may not be completely removed, so that the toxicity and the risk of the human body can not be completely eliminated.

하지만 이미 면역원과 비콜라겐성 물질이 제거된 무세포 동종진피에서 콜라겐을 추출할 경우, 초기 전처리 과정이 생략되고 더 높은 순도의 콜라겐을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에서는 무세포 동종진피로부터 콜라겐을 추출함으로써 생체적합성을 높여, 의료용 재료로서 인체유래 콜라겐의 활용이 가능하다.However, when the collagen is extracted from the acellular allogeneic dermis, which has already been removed from the immunogen and the non - collagenous material, the initial pretreatment process is omitted and higher purity collagen can be obtained. Further, in the present invention, by extracting collagen from a cell-free allogeneic dermis, biocompatibility can be enhanced and human-derived collagen can be utilized as a medical material.

본 발명의 목적은 진피 분말에 펩신과 산성용액을 처리하여 콜라겐을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜라겐 제조방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for producing collagen, which comprises the step of treating pepper powder with an acidic solution of pepsin to extract collagen.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 인체에서 유래된 진피 분말을 펩신과 산성용액의 혼합용액에 200~300 rpm으로 교반하여 용해시키는 단계, 교반된 용액을 15,000~17,000xg 속도로 3~6℃에서 30분간 원심분리하여 콜라겐이 추출된 상등액을 얻는 추출단계,In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for producing a polyphenol compound, which comprises stirring a dermis powder derived from a human body with a mixed solution of pepsin and an acidic solution at 200 to 300 rpm and dissolving the same, stirring the solution at a rate of 15,000 to 17,000 x g at 3 to 6 An extraction step for obtaining a supernatant from which collagen was extracted by centrifugation for 30 minutes,

상기 상등액을 50 kDa 셀룰로오스 한외여과막에 충진 시켜, 1M의 아세트산에 1M의 염화나트륨을 녹인 용액을 투석외액으로 하여 4℃에서 24시간 동안 투석한 다음, 투석외액을 12시간 단위로 교환하여 콜라겐을 침전시키는 단계, 투석외액을 1M 아세트산으로 교체하여 24시간 투석한 후, 12시간 단위로 투석외액을 교환하여 콜라겐을 정제하는 단계 및 콜라겐이 침전된 용액을 -80 ~ -70℃에서 2시간 이상 동결시킨 후, 수분 잔류율이 10% 이하가 되도록 동결감압건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜라겐 제조방법을 제공한다.The supernatant was filled in a 50 kDa cellulose ultrafiltration membrane, and a solution of 1 M sodium chloride dissolved in 1 M acetic acid was dialyzed at 4 째 C for 24 hours using an external dialysis solution, and the external dialysis solution was replaced every 12 hours to precipitate collagen Dialyzing the external fluid of the dialysis solution with 1M acetic acid for 24 hours and then exchanging the external dialysis fluid for 12 hours to purify the collagen and the solution in which the collagen has been precipitated is frozen at -80 to -70 ° C for more than 2 hours And a step of freeze-drying under reduced pressure so as to have a water residual rate of 10% or less.

상기 진피 분말의 제조방법은 피부조직에서 표피층을 제거하는 단계; 상기 표피층이 제거된 피부조직에서 진피층의 세포를 제거하는 단계; 세포가 제거된 진피층을 동결건조하는 단계를 포함할 수 있다.The method for preparing the dermis powder comprises the steps of: removing the skin layer from the skin tissue; Removing cells of the dermal layer from the skin tissue from which the skin layer has been removed; And lyophilizing the dermal layer where the cells have been removed.

상기 산성용액은 시트르산, 아세트산, 구연산, 또는 이들의 조합일 수 있다.The acidic solution may be citric acid, acetic acid, citric acid, or a combination thereof.

상기 산성용액은 pH가 4~6.5이며, 산성용액의 농도는 0.5~2M일 수 있다.The acidic solution may have a pH of 4 to 6.5 and the acidic solution may have a concentration of 0.5 to 2M.

상기 진피 분말의 입도분말은 250μm 이하일 수 있다.The particle size powder of the dermis powder may be 250 m or less.

상기 펩신 및 진피분말의 함량비는 진피 분말: 펩신 = 1g : 250~350mg 일 수 있다.The content ratio of pepsin and dermis powder may be dermis powder: pepsin = 1 g: 250 to 350 mg.

상기 콜라겐 제조방법은 추출된 콜라겐을 침전시키는 단계; 침전된 콜라겐을 중화시키는 단계; 중화된 콜라겐을 동결건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for producing collagen comprises: precipitating extracted collagen; Neutralizing the precipitated collagen; And then lyophilizing the neutralized collagen.

상기 진피층의 세포제거 단계는 0.5~1.5%(v/v) 농도의 트리톤엑스-100 용액으로 25~35℃에서 95~105분간 처리할 수 있다.The dermal layer may be treated with a Triton X-100 solution at a concentration of 0.5-1.5% (v / v) at 25-35 ° C for 95-105 minutes.

상기 교반은 24~120시간 동안 수행되고, 교반시의 온도는 4 ~ 10°C일 수 있다.The stirring is carried out for 24 to 120 hours, and the stirring temperature may be 4 to 10 ° C.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 진피 분말을 펩신과 산성용액의 혼합용액에 200~300 rpm으로 교반하여 용해시키는 단계, 교반된 용액을 15,000~17,000xg 속도로 3~6℃에서 30분간 원심분리하여 콜라겐이 추출된 상등액을 얻는 단계, 상기 상등액을 50 kDa 셀룰로오스 한외여과막에 충진 시켜, 1M의 아세트산에 1M의 염화나트륨 용액을 투석외액으로 하여 4℃에서 24시간 동안 투석한 다음, 투석외액을 1M 아세트산으로 교체하여 24시간 투석하여 콜라겐을 침전시키는 단계,콜라겐이 침전된 용액을 -70~-80℃에서 2시간 이상 동결시킨 후, 수분 잔류율이 10% 이하가 되도록 감압동결건조하는 단계, 감압동결건조된 콜라겐을 주사기에 충진하고, 콜라겐의 농도가 3%(w/v) ~ 6%(w/v)가 되도록 식염수를 다른 주사기에 주입한 후 혼합하는 단계, 동결건조된 콜라겐을 식염수에 녹인 용액을 2%(w/v) 히알루론산과 혼합한 후, 4%(v/v) 가교제 BDDE(1,4-Butanediol diglycidyl ether)를 처리하여 혼합액을 제조하는 단계, 상기 혼합액을 원기둥 모양의 몰드에 주입하여 37℃ 조건에서 5시간 동안 가교반응을 진행시키는 단계 및 상기 가교반응이 완료된 혼합액을 동결건조하는 단계를 포함하는 동종이식용 콜라겐 지지체 제조방법을 제공한다.In order to accomplish the object of the present invention, there is provided a method for preparing a daphnia powder, comprising the steps of stirring and dissolving a dipalphe powder in a mixed solution of pepsin and an acidic solution at 200 to 300 rpm, stirring the solution at 15,000 to 17,000 x g for 30 minutes The supernatant was filled into a 50 kDa cellulose ultrafiltration membrane and dialyzed against 1 M acetic acid and 1 M sodium chloride solution at 4 ° C. for 24 hours. Exchanging with 1M acetic acid for 24 hours to precipitate collagen, freezing the solution in which collagen has been precipitated by freezing at -70 to -80 占 폚 for 2 hours or longer, and then lyophilized under reduced pressure so as to have a water residual rate of 10% Freeze-dried collagen into a syringe, injecting saline into other syringes so that the collagen concentration is 3% (w / v) to 6% (w / v), mixing the freeze-dried collagen into saline Mixing the dissolved solution with 2% (w / v) hyaluronic acid and then treating with 4% (v / v) crosslinking agent BDDE (1,4-butanediol diglycidyl ether) to prepare a mixed solution, Injecting the mixture into a mold, allowing the cross-linking reaction to proceed for 5 hours at 37 ° C, and lyophilizing the mixed solution after completion of the cross-linking reaction.

본 발명에서 제시한 방법으로 무세포 동종진피에서 인체 유래 콜라겐을 추출함으로써, 생체적합성이 우수한 고순도, 고농도의 콜라겐 추출이 가능하며, 추출된 콜라겐은 농도조절이 자유롭고, 다양한 제형으로 적용이 가능하다. By extracting collagen from human-derived allogeneic dermis by the method proposed in the present invention, it is possible to extract collagen with high purity and high concentration, which is excellent in biocompatibility. The extracted collagen can be controlled in concentration and can be applied to various formulations.

또한, 사람의 피부에서 콜라겐을 추출함으로써 이러한 면역 반응의 발생을 방지하고, 바이러스나 미생물을 제거하는 단계를 생략하는 것이 가능하다. In addition, it is possible to omit the steps of preventing the generation of such an immune response and extracting viruses and microorganisms by extracting collagen from human skin.

도1은 본 발명의 콜라겐 추출용액의 조성을 나타낸 표이다.
도2는 본 발명의 투석시 염화나트륨 농도에 따른 콜라겐 수득율을 나타낸 표이다.
도3은 본 발명의 추출 시간에 따라 추출된 인체 유래 콜라겐의 사진을 보인 것이다.
도4는 본 발명의 추출 시간에 따른 콜라겐의 수득율을 나타낸 그래프이다.
도5은 본 발명의 분리정제한 콜라겐을 주입이 가능한 형태로, 3%, 6% 농도에 맞춰 생리식염수와 섞어 주사기에 충진 시킨 모습을 사진으로 나타낸 것이다.
도6는 본 발명의 둥근 몰드에 콜라겐 용액을 넣은 상태로 동결건조하여 만들어진 원기둥 모양의 스캐폴드의 모습을 사진으로 나타낸 것이다.
도7는 본 발명의 추출한 콜라겐에 대해 전기영동을 수행한 후 웨스턴 블롯팅을 시행하여 콜라겐이 제1형 콜라겐임을 확인한 전기영동 사진이다.
도8은 본 발명의 추출한 콜라겐에 대해 SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis)를 수행한 후, 쿠마시 브릴리언트 블루(Coomasie Brilliant Blue)로 염색한 전기영동결과 사진이다.
도9는 콜라겐의 정량에 사용된 표준물질인 하이드록시프롤린의 정량 곡선이다.
도10은 콜라겐의 정량 결과로서, 추출한 콜라겐 내 포함되어 있는 콜라겐의 함량 즉 콜라겐의 순도에 대한 실험결과이다.
1 is a table showing the composition of the collagen extraction solution of the present invention.
2 is a table showing the yield of collagen according to sodium chloride concentration during dialysis of the present invention.
FIG. 3 is a photograph of human collagen extracted according to the extraction time of the present invention.
4 is a graph showing the yield of collagen according to the extraction time of the present invention.
FIG. 5 is a photograph showing a state in which the separated and purified collagen of the present invention is injected into a syringe mixed with physiological saline at a concentration of 3% and 6%.
6 is a photograph showing a cylindrical scaffold made by lyophilizing a collagen solution in a round mold according to the present invention.
FIG. 7 is an electrophoresis image showing that the collagen extracted by the method of the present invention has undergone electrophoresis and then subjected to Western blotting to confirm that the collagen is type 1 collagen.
FIG. 8 is a photograph of the electrophoresis result of SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis) on the extracted collagen of the present invention and staining with Coomasie Brilliant Blue.
Fig. 9 is a quantitative curve of hydroxyproline, which is a standard substance used for the determination of collagen.
FIG. 10 shows the results of the experiment on the content of collagen contained in extracted collagen, that is, the purity of collagen, as a result of quantitative analysis of collagen.

본 발명은 종래 산이나 염기, 염을 사용하거나, 펩신, 트립타제(tryptase) 같은 효소를 사용하여 추출하는 널리 일반화된 방식중, 산과 펩신을 동시에 사용하는 방법을 입자화된 무세포 동종진피에 적용하여 추출된 인체유래 콜라겐을 제공한다. In the present invention, a method of using acid and pepsin at the same time is applied to a granulated cell-free allogeneic dermis in a widely generalized method in which an acid, a base or a salt is used or an enzyme such as pepsin or tryptase is used for extraction To provide extracted human collagen.

본 발명의 콜라겐 제조 방법은, 무세포 진피조직을 제조하여 분쇄하고, 이미 일정 수준 비콜라겐성 물질이 제거된 상태의 상기 무세포 진피 분말에 산과 펩신을 처리하고 콜라겐을 추출하여 동결건조한 후 원하는 농도에 맞춰 생리식염수에 수화 시킨 다음, 감마선 멸균을 통해 멸균시키는 단계를 포함한다. The method for producing collagen of the present invention comprises the steps of: preparing and pulverizing an acellular dermis tissue; treating the acellular dermis powder with a predetermined level of non-collagenous material removed, acid and pepsin, extracting collagen, lyophilization, , Followed by sterilization by gamma-ray sterilization.

보다 구체적으로, 상기 인체유래 콜라겐의 제조방법은,More specifically, the method for producing collagen from human body comprises:

(i) 피부조직에서 표피층을 제거하는 단계;(i) removing the epidermal layer from the skin tissue;

(ii) 상기 표피층이 제거된 피부조직에서 진피층의 세포를 제거하는 단계;(ii) removing cells of the dermal layer in the skin tissue from which the skin layer has been removed;

(iii) 상기 무세포 동종 진피층을 동결 건조하는 단계;(iii) lyophilizing the cell-free allogeneic dermis layer;

(iv) 건조된 상기 무세포 동종 진피층을 입자화 하는 단계;(iv) granulating the dried cell-free allogenic dermal layer;

(v) 동종 진피 입자에 펩신이 포함된 산 용액을 처리하여 콜라겐을 추출하는 단계;(v) extracting collagen by treating an acid solution containing pepsin in allogeneic dermis particles;

(vi) 염 침전법으로 콜라겐을 정제하는 단계;(vi) purifying the collagen by a salt precipitation method;

(vii) 콜라겐을 중화하는 단계;(vii) neutralizing the collagen;

(viii) 정제된 콜라겐을 동결건조하는 단계;(viii) lyophilizing the purified collagen;

(ix) 동결건조된 콜라겐을 생리식염수를 이용해 농도를 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.(ix) adjusting the concentration of lyophilized collagen using physiological saline.

본 발명에서의 '무세포 진피 조직'은 진피를 화학적으로 처리하는 과정을 통해 면역거부반응을 일으킬 수 있는 세포들을 제거한 진피층을 말하며, 콜라겐과 엘라스틴이 주성분을 이루고 있다. The 'acellular dermis tissue' in the present invention refers to a dermis layer in which cells capable of causing an immune rejection reaction are removed by chemically treating the dermis, and collagen and elastin are main components.

본 발명의 구체예에서, 콜라겐 추출시 사용되는 산 용액은 콜라겐을 용해시킬 수 있는 산이면 이용이 가능하고, 바람직하게는 시트르산, 아세트산, 구연산 중에서 선택할 수 있고 이 중 더욱 바람직하게는 아세트산을 사용할 수 있다. 아세트산의 농도는 0.1 ~ 2M을 사용하는 것이 바람직하며 이때의 pH는 4~ 6.5 수준이다. 이 때, 24~120시간까지 교반하여 추출할 수 있으며, 교반시의 온도 범위는 4~ 10°C로, 저온에서 진행하여 콜라겐 구조의 손상을 최소화하는 것이 바람직하다. 24시간 간격으로 새로운 용액으로 교체하여 추출하는 것으로 추출 효율을 높일 수 있다.In the embodiment of the present invention, the acid solution used for collagen extraction may be an acid which can dissolve collagen, preferably citric acid, acetic acid, and citric acid, more preferably acetic acid. . The concentration of acetic acid is preferably 0.1 to 2 M, and the pH is 4 to 6.5. At this time, it is preferable that the extraction can be performed by stirring for 24 to 120 hours, and the temperature range of stirring is 4 to 10 ° C, and it is preferable to proceed at a low temperature to minimize the damage of the collagen structure. The extraction efficiency can be increased by replacing with fresh solution every 24 hours.

펩신은 단백질 분해효소로서 콜라겐내의 가교결합을 쉽게 분해하기 위해서 사용된다. 펩신은 순수형태를 쉽게 구매할 수 있으며, 모노머 분자가 쉽게 용해될 수 있는 산성용액에 적용될 수 있다. 펩신은 이용한 제한적인 단백질 분해는 인간조직으로부터 단분자형태의 다양한 콜라겐을 대량으로 얻기에 매우 유용하다. Pepsin is a proteolytic enzyme that is used to easily break down cross-linking in collagen. Pepsin can be easily purchased in pure form and can be applied to acidic solutions in which monomer molecules can be easily dissolved. Limited proteolysis using pepsin is very useful for obtaining large amounts of various collagens in the form of single molecules from human tissue.

산용액과 펩신을 이용한 콜라겐 추출액을 정제하는 과정에서 분획분자량(Molecular Weight Cut-Off, MWCO) 50kDa 이상의 여과막을 이용하는 것이 바람직하며, 이는 투석과정에서 300 kDa의 콜라겐은 유지하고, 추출시 사용된 35 kDa의 펩신을 제거하기 위함이다. It is preferable to use a filtration membrane with a molecular weight cut-off (MWCO) of 50 kDa or more in the course of purifying the collagen extract using the acid solution and pepsin. This means that 300 kDa of collagen is retained during dialysis and 35 kDa to remove the pepsin.

염침전법으로 수행하는 경우 인체 조직으로부터 추출된 콜라겐을 무세포 처리 및 여과한 후에 중성 침전이 아닌 염침전을 하여 얻어진 콜라겐 덩어리를 압축농축할 수 있기 때문에, 고순도 고농도의 콜라겐을 제조할 수 있게 된다. 단백질은 특정 염농도에서 응집하는 성질이 있기 때문에, 콜라겐의 경우에도 염을 통한 응집을 통해, 응집되지 않은 불순물을 폐기하여 콜라겐의 순도를 높일 수 있다.When performing the salt precipitation method, the collagen mass obtained by subjecting the collagen extracted from human tissue to cell-free treatment and filtration and then subjecting to salt precipitation instead of neutral precipitation can be subjected to compression concentration, so that high-purity high-concentration collagen can be produced . Since proteins have the property of aggregating at a specific salt concentration, even in the case of collagen, it is possible to increase the purity of collagen by discarding the non-aggregated impurities through aggregation through the salt.

본 발명의 콜라겐 추출방법에 따르면, 기증받은 피부 조직에서 콜라겐을 직접적으로 추출하지 않고, 비콜라겐성 물질을 제거한 무세포 동종진피로부터 콜라겐을 추출함으로써 효율적인 공정으로 콜라겐을 분리, 추출할 수 있다. 또한, 무세포 동종진피에서 인체유래 콜라겐을 추출함으로써 비콜라겐 물질인 세포질, DNA, 지방 등의 물질을 추출과정에서 배제할 수 있어 고순도의 콜라겐 정제가 가능하다. According to the collagen extraction method of the present invention, collagen can be separated and extracted by an efficient process by extracting collagen from a noncellular allogenic dermis from which non-collagen substances are removed without directly extracting collagen from the donated skin tissue. In addition, by extracting human-derived collagen from a cell-free allogeneic dermis, non-collagen substances such as cytoplasm, DNA, and fat can be excluded in the extraction process, and high purity collagen purification is possible.

일반적으로 산과 알칼리를 처리해 콜라겐을 추출하는 종래의 방법은 10~15% 정도의 낮은 수득율을 보이는 단점이 있으나, 본 발명은 펩신과 산성용액을 동시에 사용하면서, 펩신 및 진피분말의 함량비를 진피 분말: 펩신 = 1g : 250~350mg로 하고, 산성용액의 농도를 1M로 하는 경우, 콜라겐의 추출효율이 다른 조건에 비해 5배 이상 증가하였으며(도1참조), 250㎛ 이하로 분쇄된 무세포 동종진피로부터 콜라겐을 추출하면 추출시 표면적이 증가하여 추출효율이 증가하고, 그 결과 35% 이상의 높은 수득율을 기대할 수 있다. In general, the conventional method of treating collagen with acid and alkali is disadvantageous in that the yield is as low as about 10 to 15%. However, the present invention is based on the finding that the content ratio of pepsin and dermis powder, : When the concentration of pepsin was 1 g: 250 to 350 mg and the concentration of the acidic solution was 1 M, the extraction efficiency of collagen increased 5 times or more as compared with other conditions (see Fig. 1) When the collagen is extracted from the dermis, the extraction efficiency is increased by increasing the surface area upon extraction, and as a result, a high yield of 35% or more can be expected.

펩신을 산성용액과 함께 사용하는 경우 콜라겐 텔로펩타이드 helical site의 가교된 형태를 보다 용이하게 절단할 수 있으므로 콜라겐 추출효율을 향상시킬 수 있다.When pepsin is used together with an acidic solution, the cross-linked form of the collagen telopeptide helical site can be more easily cleaved, thereby improving the efficiency of collagen extraction.

산농도가 2M 이상인 경우에는 콜라겐이 분해되고 1M 이하인 경우에는 추출효율이 떨어진다.When the acid concentration is 2M or more, the collagen is decomposed. When the concentration is 1M or less, the extraction efficiency is low.

또한, 콜라겐의 분리정제를 위한 투석과정에서 1M의 염화나트륨 조건에서 더 많은 콜라겐을 얻는 것이 가능하다. 단백질마다 침전되는 고유의 염농도를 가지고 있는데 무세포 동종 진피 유래의 콜라겐은 염화나트륨 1M 농도 부근에서 더 침전이 용이하다. In addition, it is possible to obtain more collagen under the condition of 1M sodium chloride during dialysis for separation and purification of collagen. It has an intrinsic salt concentration which is precipitated per protein. Collagen derived from a cell-free allogeneic dermis is more easily precipitated near 1M concentration of sodium chloride.

결국, 본 발명의 추출 방법을 통해 추출공정의 효율성 및 수득율을 극대화 하고, 정제한 콜라겐으로 고순도,고농도의 콜라겐을 제조할 수 있다.As a result, the efficiency and yield of the extraction process can be maximized through the extraction method of the present invention, and high-purity and high-concentration collagen can be produced with the purified collagen.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

본 발명은 생체적합성이 높은 인체 유래 콜라겐을 높은 효율의 제조공정 및 높은 수득률로 제조가 가능하도록 함과 더불어, 고순도, 고농도의 콜라겐을 제공하여 염증과 관련된 통증 완화와 골 관절염 치료와 같은 의료용 재료에 이용될 수 있도록, 인체유래 콜라겐 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing high-purity human collagen having high biocompatibility and a high yield and a high concentration of collagen to provide a high-purity collagen, which is effective for relieving pain associated with inflammation and treating osteoarthritis Collagen and a method for producing the collagen are provided.

실시예Example 1-1:  1-1: 무세포Acellular cell 동종진피 분말의 제조  Production of homogeneous dermis powder

기증받은 피부 조직을 1차로 멸균증류수를 이용해 세척하고 피부 조직으로부터 지방층을 분리했다. 중성 단백질 분해효소인 디스파아제를 1.0 units/㎖ 농도로 처리하고, 교반 배양기에서 37℃의 온도로 60분 내지 120분 동안 교반후 멸균증류수로 3회 세척하여 진피층과 표피층을 분리하여 표피층을 제거하였다.The donated skin tissue was firstly washed with sterile distilled water and the fat layer was separated from the skin tissue. The neutral protease, Distase, was treated at a concentration of 1.0 units / ml, stirred at 37 ° C for 60 minutes to 120 minutes in a stirred incubator, and then washed three times with sterile distilled water to separate the dermal layer and the epidermal layer to remove the skin layer Respectively.

1%(v/v) 농도의 트리톤엑스-100 용액으로 30℃에서 100분간 처리하여 진피층의 세포를 제거하고 멸균 증류수로 3회 이상 세척하여 공정상 사용한 처리물질들을 제거하고 동결건조를 위해 무세포 동종진피를 -40℃ 이하의 온도에서 2시간 이상 동결시킨 다음, 동결건조기에 넣고 12시간 이상 건조하여 수분을 제거하였다. The cells of the dermal layer were removed by treatment with a Triton X-100 solution at a concentration of 1% (v / v) for 100 minutes at 30 ° C. The cells were washed three times or more with sterilized distilled water to remove the used materials from the process. Allogeneic dermis was frozen at a temperature below -40 ℃ for more than 2 hours, then put into a freeze dryer and dried for more than 12 hours to remove water.

분쇄 전 작업으로 동종진피를 수술용 칼로 약 1cmx1cm 크기로 절단한 다음, 동종진피의 3차 구조를 깨지 않는 마이크로 분쇄기를 이용해 콜라겐과 엘라스틴의 변성을 막을 수 있는 최적 조건인 5000 rpm으로 3분간 분쇄하면서 무세포 동종진피를 무균상태에서 250μm 구경의 체(sieve)를 통과한 입자형 무세포 진피조직을 제작하였다.Allogeneic dermis was cut with a surgical knife to a size of about 1 cm x 1 cm, and then pulverized for 3 minutes at 5000 rpm, which is an optimum condition for preventing denaturation of collagen and elastin by using a micro-pulverizer that does not break the tertiary structure of the same kind of dermis Cell-free allogeneic dermis was prepared by centrifugation through a sieve of 250 μm diameter in a sterile condition.

실시예Example 1-2: 인체 유래 콜라겐의 추출  1-2: Extraction of collagen from human body

상기 실시예 1-1에서 제조한 무세포 동종진피 분말로부터 아세트산 용액의 농도와 펩신의 첨가 여부에 따라 6가지 조건으로 나눠 콜라겐 추출을 진행하였다. 무세포 동종진피 분말 1g을 펩신이 300mg씩 들어 있는 0.5, 1, 2M 농도의 아세트산 용액 50ml에 넣고, 4℃에서 24시간 동안 200rpm으로 교반하였다. From the acellular dermis powder prepared in Example 1-1, collagen extraction was performed under six conditions according to the concentration of acetic acid solution and the addition of pepsin. 1 g of cell-free allogeneic dermis powder was added to 50 ml of acetic acid solution of 0.5, 1 and 2M concentration containing 300 mg of pepsin and stirred at 200 rpm for 24 hours at 4 ° C.

추출된 콜라겐은 16,000xg 속도로 4℃에서 30분간 원심분리하여 상등액을 분리하여 냉장 보관하였다. The extracted collagen was centrifuged at 16,000xg for 30 minutes at 4 ° C, and the supernatant was separated and refrigerated.

상기 과정으로부터 얻은 용액을 50 kDa 셀룰로오스 한외여과막에 충진시켜, 1M의 아세트산에 1M의 염화나트륨을 녹인 용액을 투석외액으로 하여 4℃에서 24시간 동안 투석하였다. The solution obtained from the above procedure was filled in a 50 kDa cellulose ultrafiltration membrane, and a solution of 1 M sodium chloride dissolved in 1 M acetic acid was dialyzed at 4 캜 for 24 hours as an external dialysis solution.

이 때, 12시간 단위로 투석외액을 교환하여 콜라겐을 침전시켰다. At this time, collagen was precipitated by exchanging the external dialysis fluid every 12 hours.

이후, 중화를 위해 투석외액을 1M 아세트산으로 교체하여 24시간 투석하였고, 12시간 단위로 투석외액을 교환하여 콜라겐을 침전시켰다. 투석이 완료된 콜라겐 용액을 튜브에 옮겨 -80℃에서 2시간 이상 동결시킨 후, 수분 잔류율이 10% 이하가 되도록 감압건조하였다.Thereafter, the dialysate external solution was replaced with 1M acetic acid for neutralization, dialyzed for 24 hours, and collagen was precipitated by changing the external dialysis fluid every 12 hours. After the dialysis was completed, the collagen solution was transferred to a tube, frozen at -80 ° C for 2 hours or more, and then dried under reduced pressure so that the water residual rate was 10% or less.

실시예Example 1-3: 인체 유래 콜라겐의 추출 시간 설정 1-3: Setting the extraction time of collagen from human body

무세포 동종진피 분말 1g을 펩신이 300mg씩 들어 있는 1M 농도의 아세트산 용액 50ml에 넣고, 4℃에서 24시간 동안 200rpm으로 교반하였다. 추출된 콜라겐은 16,000xg 속도로 4℃에서 30분간 원심분리하여 상등액을 분리하여 냉장 보관하였다. 이후 남아있는 조직에 새 용액을 넣어 추출을 반복하였다. 이 과정을 최대 5일간(120시간) 지속하여 콜라겐 수득율을 가장 높일 수 있는 추출 시간을 설정했다. 1 g of cell-free allogeneic dermis powder was added to 50 ml of 1 M acetic acid solution containing 300 mg of pepsin and stirred at 200 rpm for 24 hours at 4 ° C. The extracted collagen was centrifuged at 16,000xg for 30 minutes at 4 ° C, and the supernatant was separated and refrigerated. After that, fresh solution was added to the remaining tissue and extraction was repeated. This process was continued for up to 5 days (120 hours) to set the extraction time to maximize collagen yield.

상기 과정으로부터 얻은 용액을 50 kDa 셀룰로오스 한외여과막에 충진 시켜, 1M의 아세트산에 1M의 염화나트륨을 녹인 용액을 투석외액으로 하여 4℃에서 24시간 동안 투석하였다. 이 때, 12시간 단위로 투석외액을 교환하여 콜라겐을 침전시켰다. 이후, 중화를 위해 투석외액을 1M 아세트산으로 교체하여 24시간 투석하였고, 12시간 단위로 투석외액을 교환하여 콜라겐을 침전시켰다. 투석이 완료된 콜라겐 용액을 튜브에 옮겨 -80℃에서 2시간 이상 동결시킨 후, 수분 잔류율이 10% 이하가 되도록 감압건조하였다. 추출시간이 길어질수록 추출된 콜라겐의 양이 많아진다(도 3, 4 참조).The solution obtained from the above procedure was filled in a 50 kDa cellulose ultrafiltration membrane, and a solution of 1 M sodium chloride dissolved in 1 M acetic acid was dialyzed at 4 캜 for 24 hours as an external dialysis solution. At this time, collagen was precipitated by exchanging the external dialysis fluid every 12 hours. Thereafter, the dialysate external solution was replaced with 1M acetic acid for neutralization, dialyzed for 24 hours, and collagen was precipitated by changing the external dialysis fluid every 12 hours. After the dialysis was completed, the collagen solution was transferred to a tube, frozen at -80 ° C for 2 hours or more, and then dried under reduced pressure so that the water residual rate was 10% or less. The longer the extraction time, the greater the amount of extracted collagen (see Figures 3 and 4).

실시예Example 1-4:  1-4: 주입이 가능한Infusible 형태의 고순도 콜라겐 제조 High-purity collagen production

동결건조가 완료된 콜라겐을 주사기에 충진하고 콜라겐 농도가 3%(w/v) 또는 6%(w/v)가 되도록 식염수를 다른 주사기에 주입한 후 커넥터를 이용하여 혼합하였다. 한편, 동결건조된 콜라겐을 식염수에 2%(w/v) 농도로 녹인 용액을 2%(w/v) 히알루론산과 혼합한 후, 가교제 BDDE(1,4-Butanediol diglycidyl ether)를 4%(v/v) 처리하여 원기둥 모양의 몰드에 주입한다. 혼합액이 채워진 몰드를 37°C에서 5시간 동안 가교를 진행한다. 이후 동결건조 과정을 거친 후 최종적으로 인체유래 콜라겐으로 만들어진 지지체 형태가 얻어졌다. The lyophilized collagen was filled into the syringe and the saline solution was injected into another syringe so that the collagen concentration was 3% (w / v) or 6% (w / v). On the other hand, a solution obtained by dissolving lyophilized collagen in saline at a concentration of 2% (w / v) was mixed with 2% (w / v) hyaluronic acid, and then the crosslinking agent BDDE (1,4-butanediol diglycidyl ether) v / v) and injected into a cylindrical mold. The mold filled with the mixed solution is crosslinked at 37 ° C for 5 hours. Thereafter, after the lyophilization process, a support form made of human collagen was finally obtained.

실시예Example 2-1: 추출한 콜라겐의 확인 및 타입 분석 2-1: Identification and type analysis of extracted collagen

추출된 콜라겐의 타입을 확인하기 위해 웨스턴 블롯을 수행하였다. 실시예 1에서 추출되어 분리정제된 콜라겐에 대해 전기영동을 수행한 후 4℃에서 100V로 1시간 동안 이동시켰다. 이 후 멤브레인을 콜라겐 항체와 반응시켰다. 웨스턴 블롯팅을 진행한 결과, 분리정제된 콜라겐이 제1형 콜라겐임을 확인할 수 있었다. 또한 추출 시간이 길어질수록, 추출된 콜라겐의 수득율이 높아짐을 확인하였으며 그 시간이 길어지더라도 콜라겐이 변성되지 않음을 확인했다.Western blotting was performed to determine the type of collagen extracted. The collagen extracted and purified in Example 1 was subjected to electrophoresis and then moved to 100 V for 1 hour at 4 ° C. The membrane was then reacted with collagen antibody. As a result of western blotting, it was confirmed that the separated and purified collagen was type 1 collagen. In addition, it was confirmed that the longer the extraction time, the higher the yield of extracted collagen, and it was confirmed that the collagen did not denature even when the time was prolonged.

실시예Example 2-2: 추출된 콜라겐의 분석 2-2: Analysis of extracted collagen

실시예 1에서 정제된 콜라겐의 순도를 확인하기 위해 SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis)를 수행하였다. 콜라겐에 protein 5x sample buffer를 첨가하여 100℃에서 5분간 열을 가한 후 6% SDS-PAGE 겔에 60V에서 30분, 100V에서 90분간 전기영동한 다음 Coomassie brilliant blue R250으로 염색하고 탈색하여 분석하였다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 콜라겐 추출방법을 사용하여 제조된 인체 유래 콜라겐은 펩타이드 분자량 100 kDa 내지 130 kDa의 α사슬이 존재하는 것을 확인하였고, 다른 밴드들은 보이지 않아 불순물이 거의 함유되지 않은 고순도 인체유래 타입Ⅰ콜라겐임을 확인하였다. SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis) was performed to confirm the purity of the purified collagen in Example 1. Protein 5 × sample buffer was added to the collagen, and the mixture was heated at 100 ° C. for 5 minutes. The gel was then subjected to electrophoresis on a 6% SDS-PAGE gel at 60 V for 30 minutes and 100 V for 90 minutes, followed by staining with Coomassie brilliant blue R250. As shown in FIG. 6, the human collagen produced using the collagen extraction method of the present invention was found to contain an? Chain having a peptide molecular weight of 100 kDa to 130 kDa, and other bands were not visible and contained almost no impurities It was confirmed that it is a high purity human type I collagen.

실시예Example 2-3: 인체 유래 콜라겐의 순도분석 2-3: Purity analysis of human collagen

가장 많은 수득률(yield, % w/w)을 얻을 수 있는 조건인 펩신을 첨가한 1M 아세트산에서 5일간 추출한 콜라겐을 정량하기 위해 하이드록시프롤린(hydroxyproline)을 이용한 비색법을 수행하였다. 콜라겐의 함량은 콜라겐 중 hydroxyproline의 함량이 13.5%이므로 하이드록시프롤린(hydroxyproline)을 정량한 다음 환산계수를 곱한 값으로 하였다. 추출한 콜라겐을 동결건조된 형태로 10mg을 테스트 튜브에 넣고 4N HCl 용액 10mL를 가한 후 110℃의 고압증기멸균기(autoclave)에서 20시간 동안 가수분해를 실시하였다. 검액의 상층액에 4N 수산화나트륨 수용액(4N sodium hydroxide) 동량 첨가하여 중화하였다. 중화한 검액 50㎕에 chloramine-T 용액 450㎕를 첨가하여 25분간 교반하였다. 이후 enrich's aldehyde reagent 500㎕를 첨가하여 수조(Water bath)를 이용하여 65℃에서 40분 동안 반응시켰다. 용액의 흡광도는 분광광도계를 이용하여 550nm에서 측정하였다. 하이드록시프롤린 함량은 시그마사에서 구입한 하이드록시프롤린을 이용하여 표준곡선을 작성하고[도9], 표준곡선의 수식에 검액의 흡광도를 넣어 하이드록시프롤린(hydroxyproline)의 농도를 구하였다. 추출한 콜라겐 샘플에서 콜라겐의 함량이 97% 이상으로, 추출한 콜라겐이 불순물을 거의 포함하지 않는 고순도임을 의미한다[도10].The colorimetric method using hydroxyproline was performed to determine the collagen extracted for 5 days in 1 M acetic acid containing pepsin, which is the condition for obtaining the highest yield (yield,% w / w). The content of collagen was 13.5% of hydroxyproline in collagen, so hydroxyproline was quantified and multiplied by conversion factor. 10 mg of the extracted collagen was placed in a test tube in a lyophilized form, and 10 mL of 4N HCl solution was added thereto, followed by hydrolysis in a high pressure autoclave at 110 ° C. for 20 hours. The supernatant of the sample solution was neutralized by the same amount of 4N sodium hydroxide solution (4N sodium hydroxide). To 50 μl of the neutralized test solution, 450 μl of a chloramine-T solution was added, and the mixture was stirred for 25 minutes. Then, 500 μl of enrich's aldehyde reagent was added and reacted at 65 ° C for 40 minutes using a water bath. The absorbance of the solution was measured at 550 nm using a spectrophotometer. The hydroxyproline content was determined by preparing a standard curve using hydroxyproline purchased from Sigma (Fig. 9) and adding the absorbance of the sample to the standard curve formula to determine the concentration of hydroxyproline. The extracted collagen sample had a content of collagen of 97% or more, indicating that the extracted collagen had a high purity with almost no impurities (FIG. 10).

비교예1Comparative Example 1 (추출시 아세트산 농도 조건) (Acetic acid concentration condition at the time of extraction)

도1.에서 보는 바와 같이 콜라겐 추출 시, 산 뿐만 아니라 펩신을 함께 첨가하였을 때 수득률이 높았으며 아세트산 농도 1M에서 가장 많은 양의 콜라겐을 얻을 수 있었다. 아세트산 농도 2M에서는 최종적으로 얻어지는 콜라겐의 양이 거의 없었다. As shown in FIG. 1, when the extract of collagen was added together with pepsin as well as acid, the yield was high and the highest amount of collagen was obtained at 1M acetic acid concentration. At an acetic acid concentration of 2M, there was almost no amount of collagen finally obtained.

비교예2Comparative Example 2 (투석시 염화나트륨 농도 조건) (Sodium chloride concentration during dialysis)

염침전 단계에서 염화 나트륨의 농도를 달리하여 콜라겐을 투석하였다. In the salt precipitation step, the collagen was dialyzed at different concentrations of sodium chloride.

1M 아세트산에 펩신을 첨가하여 24시간 동안 콜라겐을 추출한 뒤, 염화 나트륨의 농도를 1M과 2.5M 나눠 투석과 이 후 과정을 실시 하였다. 도2.에서 보는 바와 같이 1M의 염화나트륨 조건에서 더 많은 콜라겐을 얻을 수 있었다. 이는 무세포 동종 진피 유래의 콜라겐이 염화나트륨 1M 농도 부근에서 더 응집이 잘 되는 성질을 가지는 것을 의미한다.Pepsin was added to 1 M acetic acid, and the collagen was extracted for 24 hours. The concentration of sodium chloride was further divided by 1M and 2.5M, followed by dialysis and subsequent steps. As shown in Fig. 2, more collagen was obtained under the condition of 1M sodium chloride. This means that the collagen derived from the cell-free allogeneic dermis has a property of being more aggregated at a concentration of 1M sodium chloride.

Claims (10)

인체에서 유래된 진피 분말을 펩신과 산성용액의 혼합용액에 200~300 rpm으로 교반하여 용해시키는 단계;
교반된 용액을 원심분리하여 콜라겐이 추출된 상등액을 얻는 추출단계;
상기 상등액을 투석하여 콜라겐을 침전시키는 단계;
콜라겐이 침전된 용액을 동결시킨 후, 동결감압건조하는 단계;를 포함하고,
상기 산성용액은 pH가 4~6.5이며, 산성용액의 농도는 0.5~1M이고, 펩신과 진피분말의 함량비는 진피 분말: 펩신 = 1g : 250~350mg 이고,
상기 진피 분말은 피부조직에서 지방층 및 표피층을 제거하고, 표피층이 제거된 피부조직에서 0.5~1.5%(v/v) 농도의 트리톤엑스-100 용액으로 25~35℃에서 95~105분간 처리하여 진피층의 세포를 제거하고, 세포가 제거된 진피층을 동결건조하여 제조된 것을 특징으로 하는 콜라겐 제조방법.
Mixing the dermis powder derived from human body with a mixed solution of pepsin and an acidic solution at 200 to 300 rpm to dissolve the dermis powder;
An extraction step of centrifuging the stirred solution to obtain a supernatant from which collagen has been extracted;
Dialyzing the supernatant to precipitate collagen;
Freeze-drying a solution in which collagen has precipitated, followed by freeze-drying under reduced pressure,
The acidic solution has a pH of 4 to 6.5, an acidic solution concentration of 0.5 to 1 M, a content ratio of pepsin and dermis powder is dermis powder: pepsin = 1 g: 250 to 350 mg,
The dermal powder was treated with a Triton X-100 solution at a concentration of 0.5-1.5% (v / v) at 25-35 ° C for 95-105 minutes in skin tissues from which the fat layer and the epidermal layer were removed from the skin tissue, And removing the cells, and lyophilizing the dermis layer from which the cells have been removed.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 산성용액은 시트르산, 아세트산, 구연산, 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 콜라겐 제조방법.
The method for producing collagen according to claim 1, wherein the acidic solution is citric acid, acetic acid, citric acid, or a combination thereof.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 진피 분말의 입도분말은 250μm 이하인 것을 특징으로 하는 콜라겐 제조방법.
The method of claim 1, wherein the particle size powder of the dermis powder is 250 탆 or less.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 콜라겐 제조방법은 추출된 콜라겐을 침전시키는 단계; 침전된 콜라겐을 중화시키는 단계; 중화된 콜라겐을 동결건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콜라겐 제조방법.
The method of claim 1, wherein the collagen preparation comprises: precipitating the extracted collagen; Neutralizing the precipitated collagen; Characterized by further comprising lyophilizing the neutralized collagen.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 교반은 24 ~ 120시간동안 수행되고, 교반시의 온도는 4 ~ 10°C인 것을 특징으로 하는 콜라겐 제조방법.
The method of claim 1, wherein the stirring is performed for 24 to 120 hours, and the stirring temperature is 4 to 10 ° C.
인체에서 유래된 진피 분말을 펩신과 산성용액의 혼합용액에 200~300 rpm으로 교반하여 용해시키는 단계;
교반된 용액을 15,000~17,000xg 속도로 3~6℃에서 30분간 원심분리하여 콜라겐이 추출된 상등액을 얻는 단계;
상기 상등액을 50 kDa 셀룰로오스 한외여과막에 충진 시켜, 1M의 아세트산에 1M의 염화나트륨 용액을 투석외액으로 하여 4℃에서 24시간 동안 투석한 다음, 투석외액을 1M 아세트산으로 교체하여 24시간 투석하여 콜라겐을 침전시키는 단계;
콜라겐이 침전된 용액을 -70~-80℃에서 2시간 이상 동결시킨 후, 수분 잔류율이 10% 이하가 되도록 감압동결건조하는 단계;
감압동결건조된 콜라겐을 주사기에 충진하고, 콜라겐의 농도가 3%(w/v) ~6%(w/v)가 되도록 식염수를 다른 주사기에 주입한 후 혼합하는 단계;
동결건조된 콜라겐을 식염수에 녹인 용액을 2%(w/v) 히알루론산과 혼합한 후, 4%(v/v) 가교제 BDDE(1,4-Butanediol diglycidyl ether)를 처리하여 혼합액을 제조하는 단계;
상기 혼합액을 원기둥 모양의 몰드에 주입하여 37℃ 조건에서 5시간 동안 가교반응을 진행시키는 단계; 및
상기 가교반응이 완료된 혼합액을 동결건조하는 단계;를 포함하고
상기 산성용액은 pH가 4~6.5이며, 산성용액의 농도는 0.5~1M이고, 펩신과 진피분말의 함량비는 진피 분말: 펩신 = 1g : 250~350mg 이고,
상기 진피 분말은 피부조직에서 지방층 및 표피층을 제거하고, 표피층이 제거된 피부조직에서 0.5~1.5%(v/v) 농도의 트리톤엑스-100 용액으로 25~35℃에서 95~105분간 처리하여 진피층의 세포를 제거하고, 세포가 제거된 진피층을 동결건조하여 제조된 것을 특징으로 하는 동종이식용 콜라겐 지지체 제조방법.

Mixing the dermis powder derived from human body with a mixed solution of pepsin and an acidic solution at 200 to 300 rpm to dissolve the dermis powder;
Centrifuging the agitated solution at a temperature of 15,000 to 17,000 x g for 30 minutes at 3 to 6 DEG C to obtain a collagen-extracted supernatant;
The supernatant was filled into a 50 kDa cellulose ultrafiltration membrane and dialyzed against 1 M acetic acid and 1 M sodium chloride solution at 4 째 C for 24 hours in an external dialysis solution. The external dialysis solution was replaced with 1 M acetic acid and dialyzed for 24 hours to precipitate collagen ;
Freeze-drying the collagen-precipitated solution at -70 to -80 ° C for 2 hours or more, followed by lyophilization under reduced pressure so that the water residual rate becomes 10% or less;
Filling the syringe with reduced pressure lyophilized collagen, injecting saline into other syringes so that the concentration of the collagen is 3% (w / v) to 6% (w / v), and then mixing;
A solution prepared by mixing lyophilized collagen dissolved in saline with 2% (w / v) hyaluronic acid and then treating with 4% (v / v) crosslinking agent BDDE (1,4-butanediol diglycidyl ether) ;
Injecting the mixed solution into a cylindrical mold and allowing the crosslinking reaction to proceed at 37 ° C for 5 hours; And
And lyophilizing the mixed solution after completion of the crosslinking reaction
The acidic solution has a pH of 4 to 6.5, an acidic solution concentration of 0.5 to 1 M, a content ratio of pepsin and dermis powder is dermis powder: pepsin = 1 g: 250 to 350 mg,
The dermal powder was treated with a Triton X-100 solution at a concentration of 0.5-1.5% (v / v) at 25-35 ° C for 95-105 minutes in skin tissues from which the fat layer and the epidermal layer were removed from the skin tissue, And removing the cells, followed by freeze-drying the dermal layer. A method for producing an allograft collagen support.

KR1020160115647A 2016-09-08 2016-09-08 The Method of High-yield and High-purity Manufacturing of Allo-collagen Composition Extracted From Human origin KR101916759B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160115647A KR101916759B1 (en) 2016-09-08 2016-09-08 The Method of High-yield and High-purity Manufacturing of Allo-collagen Composition Extracted From Human origin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160115647A KR101916759B1 (en) 2016-09-08 2016-09-08 The Method of High-yield and High-purity Manufacturing of Allo-collagen Composition Extracted From Human origin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180028229A KR20180028229A (en) 2018-03-16
KR101916759B1 true KR101916759B1 (en) 2018-11-08

Family

ID=61910193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160115647A KR101916759B1 (en) 2016-09-08 2016-09-08 The Method of High-yield and High-purity Manufacturing of Allo-collagen Composition Extracted From Human origin

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101916759B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102232767B1 (en) * 2020-01-14 2021-03-26 주식회사 제네웰 Method for preparing adm collagen fiber, adm collagen fiber prepared therefrom, and device for manufacturing the same
WO2023085453A1 (en) * 2021-11-10 2023-05-19 주식회사 엘앤씨바이오 Method for producing ultra-fine acellular dermal matrix derived from animal skin
CN116173289B (en) * 2022-12-29 2023-11-17 海南众森生物科技有限公司 Functional dressing containing recombinant human collagen and preparation method and application thereof
CN116836265B (en) * 2023-08-07 2024-03-19 苏州先觉新材料科技有限公司 Sheep spine fiber annulus collagen and extraction method and application thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5277480B2 (en) * 2009-07-27 2013-08-28 國立成功大學 Preparation of high purity collagen
KR101523878B1 (en) * 2014-03-26 2015-05-29 주식회사 엘앤씨바이오 Manufacturing method of bio-implant compositions comprising particle-type acellular dermal matrix crosslinked with hyaluronic acid

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5277480B2 (en) * 2009-07-27 2013-08-28 國立成功大學 Preparation of high purity collagen
KR101523878B1 (en) * 2014-03-26 2015-05-29 주식회사 엘앤씨바이오 Manufacturing method of bio-implant compositions comprising particle-type acellular dermal matrix crosslinked with hyaluronic acid

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180028229A (en) 2018-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7781158B2 (en) Method of separating collagen from the various animal tissues for producing collagen solution and product using the same
US10421777B2 (en) Process for extraction of fish collagen and formulations of 3D matrices of collagen for biomedical and therapeutic applications thereof
US7709017B2 (en) Implantable preparations
US4066083A (en) Sterile surgical collagen product
KR101916759B1 (en) The Method of High-yield and High-purity Manufacturing of Allo-collagen Composition Extracted From Human origin
KR101717266B1 (en) Composite collagen sponge and preparation method thereof
US20040248774A1 (en) Injectable implant of insoluble globin
EP3222299A1 (en) Method for producing high-concentration collagen for using as medical material
JPS6054288B2 (en) Collagen transplantation material and transplantation method for soft tissue reinforcement
US20210393396A1 (en) Dermal layer for grafting having improved graft survival rate and method for producing same
CN111393521A (en) Extraction method of jellyfish collagen
KR20170055645A (en) Preparing method of atelocollagen and succinylated atelocollagen
CN110538312A (en) skin wound repair ointment and preparation method thereof
CN113663137B (en) Composite biological patch and preparation method and application thereof
JPH1156897A (en) Collagen ophthalmologic surgery assisting agent
KR101489916B1 (en) A method for extracting high purity collagen from animal byproducts
CN104740683A (en) Cornea repair material with double-layer structure and preparation method of cornea repair material
WO2015012682A2 (en) A method for extracting collagen from aquatic animals, collagen and products containing it
CN104548201A (en) Cornea tissue repairing material and preparation method thereof
CN114206405B (en) Medical composition comprising adipose tissue-derived extracellular matrix and method for producing same
KR101697324B1 (en) Biocompatible Collagen and Methods for Preparing the Same
US20200282107A1 (en) Sterile clear concentrated solution of biocompatible collagen, process for the preparation and use thereof
AU2004237992B2 (en) Insoluble globin injectable implant
RU2353397C2 (en) Bioabsorbable collagen matrix, method of production and application
JPWO2003094985A1 (en) Artificial extracellular matrix and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)