KR101986887B1 - 조직 재생용 지지체의 제조방법 - Google Patents

조직 재생용 지지체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PCL 미소구체를 항온수조에서 소결하는 단계를 포함하는, 조직 재생용 지지체의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 500㎛ 이하의 입경을 갖는 PCL 미소구체를 52 내지 54℃의 항온수조에서 소결하는 단계를 포함한다.

Description

조직 재생용 지지체의 제조방법 {Method of Producing Scaffolds for Tissue Regeneration}
본 발명은 PCL 미소구체를 항온수조에서 소결하는 단계를 포함하는, 조직 재생용 지지체에 관한 것이다.
조직공학에 있어, 조직 재생용 지지체는 세포 침윤에 의한 숙주 조직과의 통합이 어렵기 때문에, 조직 재생에 빈번히 실패한다. 세포 및 조직으로의 침투를 막는 불충분한 환경적 요인 때문에, 바이오 소재는 모세포의 신호와 성장 인자의 격리 및 전달의 조합을 통해, 세포 활성을 유지하고 조절하는 생물학적 신호를 제공할 필요가 있다.
골 조직을 수복하기 위한 이상적인 지지체는 다음의 특성을 가지고 있다: ① (3-D) 다공성 구조, ② 상호 연결된 기공 네트워크, ③ 조절된 분해 및 재 흡수시의 생체 적합성 및 흡수성, 및 ④ 조직과 유사한 기계적 성질(2. Laurencin CT et al. Annu Rev Biomed Eng. 1999;1:19-46).
이 중에서, 조직 재생용 지지체의 장기적인 생존과 기능은, 조직 이식편의 중앙에 있는 세포에 영양분과 산소를 공급하는 신생 혈관의 발달에 달려있다. 골절 회복 과정의 초기단계에서 형성되는 괴사성 뼈의 재흡수가 손상 부위에서 혈관 형성을 필요로 하기 때문에, 불충분한 혈액 공급은 골절 불유합의 주된 원인이 된다(Brownlow HC et al. Injury. 2002;33(2):145-50). 비 활성화된 골 이식술은 상대적으로 낮은 혈관 형성 잠재력과 더 지속적인 어려움을 갖는다. 긴 뼈의 골절은 주변 연조직 손상으로 인해 정상적인 혈액 공급의 쇠퇴를 유발하여 뼈 괴사를 일으키기 쉽다. 이것은 혈관 공급을 증가시키는 것이 뼈의 수리와 성장에 직접적으로 영향을 미친다는 것을 의미한다.
혈관 내막과 연골 내의 골화에 있어, 골 형성에 앞서 혈관 형성이 일어난다. 미세 혈관은 혈류가 나타나기 전에도 골 형성을 자극한다고 알려졌다. 또한, 혈관은 파골 세포와 파골 세포의 수송에 관여한다. 또한 기존의 혈관 네트워크가 후속하는 골아 세포 분화를 위한 골격 역할을 하는 것으로 알려져 있다(Kanczler JM et al. Eur Cell Mater. 2008;15:100-14). 또한 기존의 혈관 네트워크가 후속하는 골아 세포 분화를 위한 골격의 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
이와 같이, 미세혈관의 형성을 통해 골 이식을 자극하고 보조할 수 있는 적절한 지지체의 선택이 매우 중요하다. Rentsch와 동료들은 콜라겐 I과 콘드로이틴 설페이트로 코팅된 PCL 지지체를 개발하였고, 해당 지지체가 긴 뼈 임계 크기 결손된 쥐에서 뼈 부피의 상대적 증가를 보여 주었다(Rentsch C et al. J Biomed Mater Res A.95(3):964-72).
한편, 지금까지 대부분의 미소구체를 소결하는 기술은 약물 전달 시스템에 사용되고 있었다(Catauro M et al. J Appl Biomater Biomech. 2010;8(1):42-51; Hernan Perez de la Ossa D, et al. J Control Release. 2012; Fan M et al. J Biomater Appl. 2012).
그러나, 작은 입경을 갖는 미소구체를 소결하여 제조한 조직 재생용 지지체가 우수한 특성을 나타낼 수 있을지에 대해 알려져 있지 않다. 구체적으로, 입경이 수백㎛ 단위(예를 들어, 500㎛이하)의 작은 미소구체를 소결할 경우 모양이 흐트러지거나 강도가 약해지는 것으로 알려져 있어, 입경이 적어도 500㎛이상의 PCL 미소구체를 소결하는 연구만이 진행되고 있는 실정이다.
이러한 배경 하에서, 본 발명자는 작은 입경을 갖는 PCL 미소구체를 소결하는 과정에서 항온수조를 이용하여 조직 재생용 지지체를 제조한 결과, 미소구체의 구형 모양이 유지되어 적절한 접촉면적을 갖고 우수한 강도를 갖는 조직 재생용 지지체를 제조할 수 있음을 확인하였다. 이 경우, 작은 입경을 갖는 미소구체를 사용한 조직 재생용 지지체가 큰 입경을 갖는 미소구체를 사용한 경우보다 오히려 혈관신생효과가 우수하여 조직 재생용으로 적합한 것임을 확인하였다.
본 발명의 하나의 목적은 500㎛이하의 입경을 갖는 PCL 미소구체를 52 내지 54℃의 항온수조에서 소결하는 단계를 포함하는, 조직 재생용 지지체의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 따라 제조된 조직 재생용 지지체를 제공하는 것이다.
이하에서는, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
한편, 본원에서 개시되는 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본원에 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술되는 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 할 수 없다.
또한, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 통상의 실험만을 사용하여 본 출원에 기재된 본 발명의 특정 양태에 대한 다수의 등가물을 인지하거나 확인할 수 있다. 또한, 이러한 등가물은 본 발명에 포함되는 것으로 의도된다.
본 발명을 구현하기 위한 하나의 양태는, 500㎛이하의 입경을 갖는 PCL 미소구체를 52 내지 54℃의 항온수조에서 소결하는 단계를 포함하는, 조직 재생용 지지체의 제조방법이다.
작은 입경(예를 들어, 500㎛ 이하)을 갖는 미소구체는 소결할 경우, 구형 모양이 유지되지 않고 미소구체 간 접촉면적이 좁아져, 우수한 강도를 갖기 힘든 문제점이 있다. 본 발명에서는 세밀한 온도 조절을 위해 항온수조를 이용하여 작은 입경을 갖는 미소구체를 소결한 결과, 특정 조건 하에서 우수한 특성을 갖는 조직 재생용 지지체를 제조할 수 있음을 확인하였다. 상기 방법으로 제조된 조직 재생용 지지체는 생체 내에서 미세혈관을 신생하므로 조직 재생용으로 매우 적합한 것임을 확인하였다.
본 발명에서 사용된 용어 "PCL 미소구체"는 PCL을 포함하는 작은 입자이다. PCL은 폴리카프로락톤(Polycaprolactone)의 약어로서, 생분해성 폴리에스테르로서 널리 알려진 물질이다. 미소구체는 입경 1 ㎛-1 mm을 포괄할 수 있지만, 여기에 개시된 미소구체는 예를 들어 10-500 ㎛의 입경, 100-300 ㎛의 입경, 100-200 ㎛의 입경을 가질 수 있다. 균일한 크기의 입경을 갖는 PCL을 사용할 경우, 공극의 크기를 줄여 물리적으로 우수한 특성을 갖는 조직 재생용 지지체를 제조할 수 있다. 미소구체는 대체로 구형의 형태로 크기가 상당히 균일할 수 있다. 또한, 일부는 평평한, 구부러진, 타원, 또는 불규칙한 형태인 반면, 나머지는 구형일 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "항온수조(water bath)"는 특정 온도로 일정하게 유지되는 수조(bath)를 의미한다. 일반적으로 항온수조 내의 용기는 가열된 상태로 온도가 유지되는 물로 채워져 있다. 온도가 유지되는 물질로 물 대신 오일, 실리콘, 또는 모래 등의 다른 물질이 사용될 수도 있다.
항온수조는 PCL 미소구체를 소결하기 위한 것으로, 온도가 일정하게 유지되는 것이 중요하다. 본 발명의 일 구현예에서는 53℃로 유지하여 PCL 미소 구체를 소결하였다.
본 발명에서 사용된 용어 "소결"은 액화지점까지 용융시키지 않고, 열 또는 압력 등에 의해 고체 물질을 압축 및 성형하는 공정을 의미한다.
본 발명의 제조방법에 있어, PCL 미소구체를 52 내지 54℃의 온도로 30분 내지 2시간 유지하여 소결하는 단계를 통해 조직 재생용 지지체를 제조할 수 있다. 구체적으로, 52.5 내지 53.5℃의 온도로 유지하여 소결할 수 있다. 보다 구체적으로, 53℃의 온도로 유지하여 소결할 수 있다. 100-200㎛의 PCL 미소구체를 52℃ 이하의 온도로 소결하여 조직 재생용 지지체를 제조할 경우 압축강도가 낮게 나타날 수 있으며, 54℃ 이상의 온도로 소결하여 조직 재생용 지지체를 제조할 경우, 미세구 사이의 공극이 감소하며, 형태가 흐트러질 수 있다.
상기 소결하는 단계는 30분 내지 2시간 동안 수행될 수 있다. 30분 이내로 소결할 경우 압축강도가 낮게 나타날 수 있고, 2시간 이상 소결할 할 경우, 형태가 흐트러지거나 접촉면적이 지나치게 넓어질 수 있다.
상기 PCL 미소구체는 PCL을 유기용매 및 수용성 고분자 등과 혼합하여 형성된 것일 수 있다. 구체적으로, PCL을 유기용매에 용해시키고, 수용성 고분자 수용액에 첨가하여 혼합할 수 있다. 상기 혼합은 부드럽게 교반하는 행위에 의해 이루어질 수 있다. 상기 혼합을 통해 고체 미소구체가 형성될 수 있다.
상기 유기용매는, 통상적으로 사용되는 유기물질인 용매이다. 구체적으로, 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소, 아세톤, 다이옥산, 및 테트라하이드로퓨란으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 하나의 구현 예에서는 디클로로메탄이 사용되었다.
상기 수용성 고분자는, 본 발명에서 PCL이 균일하게 희석될 수 있도록 하는 바인더의 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐 부티랄, 젤라틴, 키토산 등 물에 녹는 수용성 고분자 및 폴리에틸렌옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 하나의 구현 예에서는 폴리비닐알코올이 사용되었다.
상기 미소구체는 PCL, 유기용매, 수용성 고분자에 추가하여 "생리활성 인자(bioactive factor)"를 더 포함할 수 도 있고 그렇지 않을 수도 있다. "생리활성 인자"는 세포 침투, 세포 성장, 혈관형성(angiogenesis), 혈관생성, 신경 재생 또는 세포 분화를 자극하거나 촉진할 수 있는 작은 유기분자, 핵산, 또는 폴리펩티드일 수 있다.
생리활성 인자의 사용 없이 조직 재생용 지지체를 제조하여도, 상기 지지체는 혈관 신생을 유도하기 때문에 조직 재생용으로 매우 적합하며, 나아가 균질한 형태를 나타내 안정적으로 사용될 수 있다.
상기 형성된 PCL 유기용매는 체를 통해 입경에 따라 분리할 수 있다. 본 발명의 하나의 구현예에서는 100-200㎛, 200-300㎛, 및 300㎛ 이상의 미소구체를 분리하였다.
본 발명에서 사용된 용어 "지지체"는 생체 내에서 손상된 장기나 조직의 일부를 대체하며 이들의 기능을 보완 또는 대신할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 특히 상기 고분자 지지체는 생분해성 고분자 소재를 포함할 수 있으며, 이로 인해 지지체가 기능과 역할을 충분히 수행할 때까지 유지된 후 생체 내에서 완전히 분해되어 없어질 수 있다.
본 발명의 "지지체"가 일정 기간 동안 생체를 대체하는 기능을 수행하기 위해, 물리적으로 안정한 것이 바람직하다. 본 발명에서는 작은 입경의 PCL 미소구체를 사용하였음에도 적절한 소결을 통해 충분한 접촉면적을 가져, 높은 압축강도를 가질 수 있다. 특히, PCL 외의 생체 활성 물질 등을 추가하지 않아 일정한 배열을 갖는 안정성 높은 조직 재생용 지지체를 만들 수 있다.
본 발명에서 용어, "조직 재생"은 손상된 조직 내 세포가 증식하거나 또는 혈관 신생에 의해 조직이 분화하는 등의 과정을 거쳐 조직 손상을 치료, 완화, 개선시키는 모든 현상을 의미할 수 있으며, 이에 제한되지는 않으나, 특히 상기 조직 재생은 혈관 신생에 의해 촉진될 수 있다. 혈관은 조직 재생용 지지체의 공극으로 침투되어 재생될 수 있다.
따라서, 조직 재생용으로 사용되기 위하여 지지체는 적당한 부피의 공극을 가지는 것이 바람직한 것으로 인식된다. 일반적으로 큰 입경을 갖는 미소구체를 사용한 지지체는 작은 입경을 갖는 미소구체를 사용한 경우보다 큰 부피의 공극을 가질 수 있다. 그런데, 공극이 지나치게 많아지면 물리적으로 강도 높은 지지체가 될 수 없어 문제된다. 혈관 조직 재생용으로 적합한 공극을 가지면서 물리적으로 강도 높은 지지체를 제조하기 위해서는, 미소구체의 선택과 소결 정도에 있어 세밀한 조작이 요구된다.
본 발명의 일 구현예에서는, 100-200㎛, 200-300㎛, 및 > 300㎛ 범위의 입경을 갖는 PCL 미소구체를 53℃의 항온수조 내에서 소결하여 조직 재생용 지지체를 제조하였는데, 제조된 3가지 재생용 지지체의 공극으로 혈관이 신생되는 것을 확인하였다. 특히, 100-200㎛ 범위의 입경을 갖는 PCL 미소구체를 사용하여 조직 재생용 지지체를 제조하였을 경우, 200-300㎛, 및 > 300㎛ 범위의 입경을 갖는 PCL 미소구체를 사용한 경우와 비교하여 오히려 우수한 혈관 신생 능력이 있음을 확인하였다.
본 발명에서 용어, "조직 재생용 지지체"는 그 형태와 상관없이 이식의 대상이 되는 조직 손상 부위의 형태와 반드시 일치할 필요는 없고, 유사한 형태로 성형이 가공한 정도의 상태이면 족하다. 그러나, 필요에 따라서는 이식 대상의 조직 손상 부위의 형태를 미리 파악하여 이에 맞는 모양을 제조할 수도 있으며, 다양한 상황에 일반적으로 적용될 수 있도록 막의 구조 또는 띠의 구조 등으로 미리 형상화시킨 것일 수도 있다.
상기의 조직 재생용 지지체의 성형성을 증가시키기 위한 다양한 재료가 더 첨가될 수 있다. 즉, 생체적합성이 뛰어난 선형의 소재, 튜브형의 소재, 입자형의 소재 및 부정형의 소재 등이 더 첨가되어 상기 조직 재생용 지지체의 물리적 특성을 향상시킬 수 있다. 이러한 형태의 소재들은 콜라겐, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC, carboxymethylcellulose) 또는 동물 유래 젤라틴 등의 소재로부터 선택될 수 있으며, 이식 대상에 면역반응을 유발하지 않는다면 특별한 제한은 없다.
본 발명을 구현하기 위한 다른 하나의 양태는, 상술한 제조방법에 따라 제조한 조직 재생용 지지체이다. 구체적으로, 입경이 500㎛이하의 구형의 PCL 미소구체로 이루어진 조직 재생용 지지체일 수 있다. 상기 조직 재생용 지지체는 강도가 높으며, 우수한 정도로 혈관 신생을 자극할 수 있다.
PCL 미소구체를 52 내지 54℃의 항온수조에서 소결하는 단계를 포함하는, 조직 재생용 지지체의 제조방법에 따라 제조된 조직 재생용 지지체는 강도가 높으며, 우수한 정도로 혈관 신생을 자극할 수 있다.
도 1A 내지 1F는 100-200㎛ 범위의 입경을 갖는 PCL 미소구체를 각각 51℃, 52℃, 53℃, 54℃, 55℃, 및 57℃로 소결한 지지체의 SEM 이미지를 나타낸 도이다. 도 1G는 상기 지지체의 압축강도를 나타낸 도이다.
도 2A와 2B, 2C와 2D, 및 2E와 2F는 각각 100-200㎛, 200-300㎛, 및 > 300㎛ 범위의 입경을 갖는 PCL 미소구체를 사용한 지지체의 SEM(A, C, E는 50배 확대, B, D, F는 500배 확대)을 나타낸 도이다.
도 3A 내지 3C는 각각 100-200㎛, 200-300㎛, 및 > 300㎛ 범위의 입경을 갖는 PCL 미소구체를 쥐의 피하 조직에 이식하고 4주 경과한 후, 이식편을 분리하여 VEGF 면역조직 화학 염색(IHC)하여 현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 도이다. 도 1G는 신생된 미세혈관의 숫자를 그래프로 나타낸 도이다.
이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.
제조예 1.
(1) 재료
폴리 (ε- 카프로 락톤) (PCL), 폴리 비닐 알코올 (PVA) (MW : 13-23 kDa, 87-89 % 가수 분해) 및 디클로로메탄을 Sigma-Aldrich 사(미국)에서 구입하여 받은 대로 사용하였다. VEGF R2는 Cell Signaling 사(Beverly, MA)에서 구입 하였다. ABC 유니버설 키트(universal kit)를 Vector 사(Burlingame, CA)에서 구입하였다.
(2) 단일 미소구체의 준비
PCL (24 % w / v)을 20 mL의 디클로로 메탄에 용해시키고, 0.25 % w / v PVA의 수용액 1리터에 첨가하고, 실온에서 400 rpm으로 3 시간 동안 교반 하였다. 생성된 에멀젼을 유기 용매가 PCL로부터 추출될 때까지 부드럽게 교반하여 고체 미소구체를 형성시켰다. 다음으로, 미소구체를 탈 이온수를 사용하여 세척하여 잔류 유기 용매를 제거 하였다. 상업용 체(Sieves IG / 3-EXP, Retsch, Germany)를 사용하여 다음 범위의 입경을 갖는 미소구체를 선택적으로 분리시켰다: 100-200㎛; 200-300㎛; > 300㎛.
(3) 소결된 미소구체 스캐폴드의 준비
특정 범위의 입경을 갖는 PCL 미소구체를 알루미늄 몰드에 붓고 각각 특정 온도의 항온수조(water bath)에서 1 시간 동안 가열했다. 고체 매트릭스를 회수하여 실온으로 냉각한 후, 최종적으로 몰드로부터 분리하여, 미소구체 스캐폴드를 얻었다.
실험예 1. 소결온도가 지지체의 형상 및 강도에 미치는 영향
상기 제조예 1의 (3)에서, 100-200㎛ 범위의 입경을 갖는 PCL 미소구체에 대해 항온수조(water bath)의 소결온도를 51℃, 52℃, 53℃, 54℃, 55℃, 및 57℃로 달리하여, 지지체를 각각 6개 얻었다. 상기 지지체 6개에 대한 지지체의 형상 및 강도를 측정하였다.
(1) 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscopy) 이미지 측정
지지체의 주사 전자 현미경 이미지 측정을 위해, 스캐폴드는 2.5 % 글루타르 알데히드로 고정되었다. 일련의 단계적 알코올로 탈수시킨 후, 실시예 1 내지 3의 스캐폴드를 CO2를 사용하여 임계점에서 건조시킨 다음, 진공에서 금을 스퍼터링하고 주사 전자 현미경 (SEM) (S-4300, HITACHI, Japan)을 사용하여 검사 하였다.
51℃, 52℃, 53℃, 54℃, 55℃, 및 57℃로 소결한 지지체의 SEM 이미지를 각각 도 1A 내지 도 1F에 나타내었다. 52℃로 소결한 지지체는 원형을 유지하였으나, 접착 면적은 좁았다. 소결 온도의 증가에 따라, 접착 면적이 증가하였다. 그러나, 54℃로 소결한 지지체의 구형이 비전형이 되었고, 미세구 사이의 공극이 감소하였다. 53℃로 소결한 지지체에서 구형이 유지되며 적절한 접착 면적을 가졌다.
(2) 지지체의 압축 시험
각 지지체를 직경 5 mm 및 길이 8 mm의 컬럼으로 성형하였다. 압축 강도는 Instron 5567 기계를 사용하여 측정되었다. 각 지지체 마다 5개의 시료를 측정하고, 최상위 및 최하위 값을 버렸다 (n = 3). 압축 강도는 파괴 하중을 원형 실린더의 베드 영역 아래의 시편으로 나눈 값으로 계산되었다.
최대 압축 강도의 평가를 도 1G에 나타냈다. 소결 온도의 증가에 따라 강도가 증가되었다. 이러한 압축강도의 측정 결과는 SEM 이미지에 의해 보다 지지되었다.
실험예 2. 미소구체의 입경이 지지체의 형상 및 혈관 신생에 미치는 영향
상기 제조예 1의 (3)에서, 100-200㎛, 200-300㎛, 및 > 300㎛ 범위의 입경을 갖는 PCL 미소구체에 대해 항온수조의 소결 온도를 53℃로 하여, 각각 3 종류의 지지체를 얻었다. 상기 3종류의 지지체 대한 SEM 이미지와 생체 활성에 미치는 영향을 측정하였다.
(1) 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscopy) 이미지 측정
3종류의 지지체에 대해, 실험예 1의 (2)와 동일한 방식으로 SEM 이미지를 측정하여 도 2에 나타내었다. 100-200㎛, 200-300㎛, 및 > 300㎛ 범위의 입경을 갖는 PCL 미소구체를 사용한 지지체의 SEM을 각각 도 2A와 2B, 2C와 2D, 및 2E와 2F(A, C, E는 50배 확대, B, D, F는 500배 확대)에 나타내었다.
상기 3종류의 지지체는 구형을 유지하였고, 미소구체의 입경에 따라 빈 공간이 넓게 나타났다.
(2) 생체 내 혈관 신생의 평가
미소구체 지지체의 미세 혈관 침투는 생쥐의 피하 조직에서 4 주에 걸쳐 조사되었다. ketamine-rompun 혼합물 (각각 1.5 mg / 1.5 mg / kg 체중)의 근육 내 주사를 통해 BALB / c 마우스를 마취시켰다. 생쥐의 등쪽에 시험 샘플을 수용하기에 충분한 크기의 피부 절개를 하였다. 무딘 절개로 포켓을 만든 후, 미소구체 지지체를 각 포켓에 부드럽게 넣고 스킨을 중첩 봉합사로 봉합 하였다. 이식 4 주 후, 생쥐를 희생시키고, 전체 이식편을 등쪽 피하 조직으로부터 제거 하였다. 각각의 이식편 샘플을 4 % 파라 포름 알데하이드로 고정시키고 VEGF 면역 조직 화학 염색 (IHC) 염색을 수행 한 후 현미경으로 관찰하였다.
그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 많은 혈관들이 지지체에 침투한 것으로 나타났다. 이를 통해, 작은 미소구체를 사용하여 소결한 지지체가 숙주 조직과 우수하게 통합되는 것을 알 수 있었다. 특히, 100-200㎛의 미소구체를 사용한 지지체가 이보다 큰 미소구체를 사용한 지지체보다 혈관 조직 성장 및 혈관 신생을 잘 유도하는 것으로 확인되었다.
통계 분석
모든 값은 표준 오차 ± 표준 오차로 표현되었다. 데이터는 일방 분산 분석 (ANOVA)과 학생의 t- 테스트 (Sigma plot, San Rafael, CA)로 분석되었다. 모든 연구 실험에서 n = 5의 샘플이 사용되었다. 양적 데이터는 평균 ± 표준 편차 (SD)로 보고되었다. 모든 결과는 처음에는 편도 분석 (ANOVA)을 사용하여 평가 한 후 그룹 간 차이에 대한 Tukey (HSU) 분석을 실시하여 95.0 %의 신뢰 범위를 얻었다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

100 내지 200㎛의 입경을 갖는 PCL(polycaprolactone) 미소구체(micro-sphere)를 52 내지 54℃의 항온수조에서 소결하는 단계를 포함하는, 조직 재생용 지지체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 PCL 미소구체는 PCL을 유기용매 및 수용성 고분자와 혼합하여 형성된 것인, 조직 재생용 지지체의 제조방법.
삭제
삭제
제2항에 있어서, 상기 유기용매는 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소, 아세톤, 다이옥산, 및 테트라하이드로퓨란으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것인, 조직 재생용 지지체의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 수용성 고분자는 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐 부티랄, 젤라틴, 및 키토산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것인, 재생용 지지체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 항온수조의 온도는 52.5 내지 53.5℃인 것인, 재생용 지지체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 소결하는 단계는 30분 내지 2시간 동안 수행되는 것인, 재생용 지지체의 제조방법.
제1항, 제2항, 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조된, 조직 재생용 지지체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100537404B1 (ko) * 2003-05-27 2005-12-19 한국과학기술연구원 조직공학용 다공성 지지체의 비용매 제조 방법
JP4738800B2 (ja) * 2004-10-15 2011-08-03 株式会社ジーシー ブロック状細胞工学用支持体の製造方法
KR101739623B1 (ko) * 2014-09-04 2017-05-25 단국대학교 산학협력단 다공성 이식재 제조 방법 및 다공성 이식재

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101537716B1 (ko) * 2013-02-14 2015-07-21 인제대학교 산학협력단 원심 분리에 의한 고분자 지지체의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 고분자 지지체

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