KR102019939B1 - Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof - Google Patents

Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102019939B1
KR102019939B1 KR1020190012035A KR20190012035A KR102019939B1 KR 102019939 B1 KR102019939 B1 KR 102019939B1 KR 1020190012035 A KR1020190012035 A KR 1020190012035A KR 20190012035 A KR20190012035 A KR 20190012035A KR 102019939 B1 KR102019939 B1 KR 102019939B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silica
bone graft
graft material
bone
growth factor
Prior art date
Application number
KR1020190012035A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190016522A (en
Inventor
백승필
기미란
Original Assignee
고려대학교 세종산학협력단
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 고려대학교 세종산학협력단 filed Critical 고려대학교 세종산학협력단
Publication of KR20190016522A publication Critical patent/KR20190016522A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102019939B1 publication Critical patent/KR102019939B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • 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
    • A61L27/02Inorganic materials
    • A61L27/12Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
    • 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
    • A61L27/227Other specific proteins or polypeptides not covered by A61L27/222, A61L27/225 or A61L27/24
    • 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
    • C07K14/475Growth factors; Growth regulators
    • C07K14/51Bone morphogenetic factor; Osteogenins; Osteogenic factor; Bone-inducing factor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K17/00Carrier-bound or immobilised peptides; Preparation thereof
    • C07K17/14Peptides being immobilised on, or in, an inorganic carrier
    • 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
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/412Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
    • A61L2300/414Growth factors
    • 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
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 골 재생에 사용 가능한 해양 생물 유래의 유전자원을 활용하여 이들의 촉매형 주형으로 사용되어 형성되는 바이오 미네랄화 반응을 통해 생리활성물질을 골 이식재에 결합시키는 기술로서, 해양 생물 유래 유기 분자를 활용하여 이들에 의한 미네랄화를 통해 생리활성물질을 다양한 캐리어에 결합시킨 골 이식재(골 재생용 소재)를 제공한다. 특히, 이식 후 4~6주간 서방형으로 생리활성물질(성장인자)를 방출이 제어되는 생리활성물질 담지 골 이식재를 제조할 수 있다. The present invention is a technique for binding a bioactive material to a bone graft using a bio-mineralization reaction formed by using a marine organism-derived gene source that can be used for bone regeneration as a catalytic template. It provides a bone graft material (bone regeneration material) by combining the bioactive material to various carriers through the mineralization by these. In particular, it is possible to produce a bioactive material-carrying bone graft material in which the release of the bioactive substance (growth factor) is controlled in a sustained release form for 4 to 6 weeks after transplantation.

Description

서방형 생리활성물질 담지 골 이식재 및 이의 제조방법{Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof}TECHNICAL FIELD [Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof]

본 발명은 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a sustained-release physiologically active material-supported bone graft material and a method for producing the same.

실리카는 특정 화학 종들과 공유 결합이 가능하기 때문에 새로운 하이브리드 소재(유기-무기 복합체) 합성에 중요하고, 또한 생체 적합한 소재로서 각 개별 소재의 단점을 보완할 수 있는 우수한 특성을 갖고 있다. 현재 실리카의 공업적 생산 공정은 고온, 강산 또는 강염기 조건이 요구되고 환경적으로 유해한 부산물 산생의 문제점이 있다. 그러나 해양 생명체인 스펀지와 규조류의 추출물 또는 유전학적 정보를 바탕으로 실리카를 생합성하는 효소 및 펩타이드가 발견됨으로써 이들에 의해 생산된 환경친화적 바이오실리카 및 이의 다양한 용도로의 응용성으로 인해 전 세계적으로 해양 유래 바이오 실리카 복합 소재 개발이 이슈화 되고 있다 (비특허문헌 1~4). 따라서 생물학적 합성방법을 통한 바이오실리카 소재 확보를 위한 원천 기술의 보유는 매우 중요하다. Silica is important for synthesizing a new hybrid material (organic-inorganic complex) because it can covalently bond with specific chemical species, and as a biocompatible material, it has excellent properties that can compensate for the shortcomings of each individual material. Currently, the industrial production process of silica requires high temperature, strong acid or strong base conditions, and there is a problem of producing environmentally harmful by-products. However, the discovery of enzymes and peptides that biosynthesize silica based on the extracts or genetic information of sponges and diatoms, which are marine organisms, have been discovered. The development of bio-silica composite materials is becoming an issue (non-patent documents 1 to 4). Therefore, it is very important to possess the original technology for securing biosilica materials through biological synthesis methods.

현재 골 형성 단백질을 함유한 제품이 시장에 출시되고 있으나 단순 담금으로 생리활성물질(성장인자)을 골 이식재에 흡수시킨 형태로서 화학적 결합 부재로 이식 초기에 단백질 속방에 의한 팽윤(swelling) 현상이 보고되고 있고 방출 속도의 제어가 불가능하여 이식 초기에 다량 소실되고 부작용의 발생하였다. 초기 속방으로 인한 다량의 생리활성물질(성장인자) 방출 속도를 줄여 생리활성물질 (성장인자)의 대량 방출로 인한 부작용을 최소화할 수 있는 이식재 개발이 시급한 실정이다.Currently, products containing bone-forming protein are on the market, but swelling due to protein immediate release at the initial stage of transplantation is reported as a form in which a physiologically active substance (growth factor) is absorbed into the bone graft material by simple soaking. And the release rate could not be controlled, so a large amount was lost at the beginning of the transplant and side effects occurred. There is an urgent need to develop a graft material that can minimize side effects caused by mass release of physiologically active substances (growth factors) by reducing the release rate of a large amount of physiologically active substances (growth factors) due to initial immediate release.

Shimizu, Cha et al. 1998; Silicatein alpha: cathepsin L-like protein in sponge biosilica. Proc Natl Acad Sci USA 95:6234-6238Shimizu, Cha et al. 1998; Silicatein alpha: cathepsin L-like protein in sponge biosilica. Proc Natl Acad Sci USA 95:6234-6238 Kroger, Deutzmann et al. 1999; Polycationic peptides from diatom biosilica that direct silica nanosphere formation. Science 286:1129-1132Kroger, Deutzmann et al. 1999; Polycationic peptides from diatom biosilica that direct silica nanosphere formation. Science 286:1129-1132 Cha, Stucky et al. 2000; Biomimetic synthesis of ordered silica structures mediated by block copolypeptides. Nature 403:289-292.Cha, Stucky et al. 2000; Biomimetic synthesis of ordered silica structures mediated by block copolypeptides. Nature 403:289-292. Poulsen and Kroger 2004; Silica morphogenesis by alternative processing of silaffins in the diatom Thalassiosira pseudonana. J Biol Chem 279: 42993-42999.Poulsen and Kroger 2004; Silica morphogenesis by alternative processing of silaffins in the diatom Thalassiosira pseudonana. J Biol Chem 279: 42993-42999.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 연구한 결과, 해양 생물 유래 실리카 형성 유기 분자(펩타이드 또는 고분자)의 실리카 형성 반응을 통하여 골 이식재 표면에 생리활성물질이 결합된, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재를 제조함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have studied to solve the conventional problems as described above, as a result of the sustained-release physiology in which a physiologically active substance is bound to the surface of a bone graft material through a silica-forming reaction of a silica-forming organic molecule (peptide or polymer) derived from marine organisms. The present invention was completed by preparing a bone graft material carrying an active material.

따라서, 본 발명은 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자의 실리카 형성 반응을 통하여 골 이식재 표면에 생리활성물질이 결합된, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a sustained-release physiologically active material-supported bone graft material and a method for producing the same, in which a physiologically active material is bound to the surface of a bone graft material through a silica-forming reaction of a silica-forming peptide derived from marine organisms or a polymer.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 포함하는, 실리카 합성용 조성물을 제공한다.As a means for solving the above problems, the present invention provides a composition for synthesis of silica, comprising a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명은 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자의 실리카 형성 반응을 통하여 골 이식재 표면에 생리활성물질이 결합된, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재 및 이의 제조방법을 제공한다.As another means for solving the above problems, the present invention is a sustained-release physiologically active material-supported bone graft material and a method for producing the same, in which a physiologically active material is bound to the surface of a bone graft material through a silica-forming reaction of a silica-forming peptide derived from marine organisms or a polymer Provides.

본 발명은 골 재생에 사용 가능한 해양 생물 유래의 유전자원을 활용하여 이들의 촉매형 주형으로 사용되어 형성되는 바이오 미네랄 반응을 통해 생리활성 분자를 골 이식재에 결합시킴으로써 기존의 고정화가 어려웠던 생리활성물질 등을 생물학적 온화한 조건, 즉 상온, 상압, 중성 부근(pH 6~8)의 수용액에서 무기물에 고정화시키는데 용이하며, 생리활성물질(성장인자) 방출이 제어되는 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재(골 지지체)를 제공한다.The present invention utilizes genetic resources derived from marine organisms that can be used for bone regeneration, and binds physiologically active molecules to the bone graft material through a biomineral reaction formed by using them as a catalytic template. Bone graft material (bone scaffold) supported by sustained-release physiologically active substances that is easy to immobilize to inorganic substances in biologically mild conditions, that is, in aqueous solutions at room temperature, normal pressure, and near neutral (pH 6 to 8), and release of physiologically active substances (growth factors) is controlled. ).

즉, 본 발명에 따른 골 이식재는 초기 속방으로 인한 다량의 생리활성물질(성장인자) 방출 속도를 줄일 수만 있어도 생리활성물질(성장인자)의 대량 방출로 인한 부작용을 최소화할 수 있으며 고가의 생리활성물질(성장인자)의 사용량을 줄임으로 경제적 처치 부담을 감소시킬 수 있다.That is, the bone graft material according to the present invention can minimize side effects due to mass release of physiologically active substances (growth factors) even if it is only able to reduce the release rate of a large amount of physiologically active substances (growth factors) due to initial immediate release, and has an expensive physiological activity. The burden of economic treatment can be reduced by reducing the amount of substance (growth factor) used.

도 1은 해양 생물 유래 SFP의 HAp와의 결합력을 증가시키기 위해 6개의 글루타믹 엑시드를 결합시킨 CBP에 매개의 실리카 형성 반응에 의한 HAp의 미네랄화 (A) 및 CBP의 실리카 형성(B)을 확인한 것이다.
도 2는 해양 생물 유래 SFP의 실리카 형성 반응에 의한 HAp의 미네랄화 및 BMP2 펩타이드의 HAp로의 고정화를 나타낸 것이다.
도 3은 유전자 발현 분석을 통한 해양 생물 유래 SFP의 실리카 형성 반응에 의한 BMP2의 HAp로의 고정화 효과를 분석한 것이다.
도 4는 Alizarin red S 염색을 이용한 골 미네랄화 분석과 이를 통한 해양 생물 유래 SFP의 실리카 형성 반응에 의한 BMP2의 HAp로의 고정화 효과를 분석한 것이다.
도 5는 해양 생물 유래 SFP의 실리카 형성 반응에 의한 GFP의 HAp 골이식재로의 고정화를 나타낸 것이다.
도 6은 해양 생물 유래 SFP의 실리카 형성 반응에 의한 GFP의 HAp 결합 후 GFP 방출 거동을 나타낸 것이다.
도 7은 치과 골 이식재의 젖음성 테스트를 나타낸 것이다.
도 8은 시판 골 이식재 D 제품의 실리카 미네랄화 골 이식재 표면 변화를 나타낸 것이다.
도 9는 해양 생물 유래 실리카 형성 유기 분자에 의한 골 이식재의 실리카 미네랄화 및 생리활성물질 결합 모식도를 나타낸 것이다[(A) 생리활성물질을 실리카 형성 반응에 의해 골 이식재에 고정화시켜 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재를 제조하는 과정, (B) 유기 분자에 의해 실리카 미네랄화된 골 이식재에 생리활성물질을 후 담지하여 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재를 제조하는 과정].
도 10은 해양 생물 유래 실리카 형성 유기 분자에 의한 실리카 미네랄화된 골이식재의 rhBMP2의 담지 후 초기 4시간(A), 312시간(B)까지 rhBMP2 방출 거동을 나타낸 것이다.
도 11은 실리카 미네랄화 및 고분자로 코팅된 골 이식재의 rhBMP2의 담지량을 비교한 것이다.
도 12는 손상 뼈 모델을 이용한 해양 생물 유래 실리카 형성 유기 분자에 의한 실리카 미네랄화된 골 이식재 및 rhBMP2가 담지된 골 이식재의 골 재생 능력을 나타낸 것이다.
Figure 1 shows the mineralization of HAp (A) and the formation of silica of CBP (B) by a silica-mediated silica-forming reaction to CBP in which six glutamic acids are bound to increase the binding power of SFPs derived from marine organisms to HAp. will be.
Figure 2 shows the mineralization of HAp and immobilization of BMP2 peptide to HAp by the silica formation reaction of SFP derived from marine organisms.
3 is an analysis of the immobilization effect of BMP2 to HAp by the silica formation reaction of SFP derived from marine organisms through gene expression analysis.
4 is an analysis of the bone mineralization analysis using Alizarin red S staining and the effect of immobilizing BMP2 to HAp by the silica formation reaction of SFP derived from marine organisms through the analysis.
Figure 5 shows the immobilization of GFP to HAp bone graft material by the silica-forming reaction of SFP derived from marine organisms.
6 shows the behavior of GFP release after HAp binding of GFP by the silica formation reaction of SFP derived from marine organisms.
7 shows a wettability test of a dental bone graft material.
8 shows the surface change of the silica mineralized bone graft material of a commercial bone graft material D product.
9 shows a schematic diagram of silica mineralization and binding of physiologically active substances to the bone graft material by silica-forming organic molecules derived from marine organisms [(A) Sustained-release physiologically active substances by immobilizing physiologically active substances to the bone graft material by silica formation reaction The process of manufacturing a supported bone graft material, (B) A process of manufacturing a sustained-release physiologically active material-supported bone graft material by loading a physiologically active material on a bone graft material that has been mineralized by silica minerals by organic molecules.
Figure 10 shows the rhBMP2 release behavior until the initial 4 hours (A) and 312 hours (B) after the support of rhBMP2 in the silica mineralized bone graft material by the silica-forming organic molecules derived from marine organisms.
11 is a comparison of the loading amount of rhBMP2 in the bone graft material coated with silica mineralized and polymer.
12 shows the bone regeneration ability of a silica mineralized bone graft material and rhBMP2 supported bone graft material by silica-forming organic molecules derived from marine organisms using a damaged bone model.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by an expert skilled in the art to which the present invention belongs. In general, the nomenclature used in this specification is well known and commonly used in the art.

본 발명의 상세한 설명 등에서 사용되는 주요 용어의 정의는 다음과 같다.Definitions of main terms used in the detailed description of the present invention are as follows.

용어, "실리카 형성 펩타이드(Silica forming peptide, SFP)" 또는 "실리카 합성 활성이 있는 펩타이드"는 실리카 전구체와 반응하여 실리카를 합성(형성)할 수 있는 펩타이드를 총칭한다.The term "Silica forming peptide (SFP)" or "a peptide having silica synthesis activity" refers to a peptide capable of synthesizing (forming) silica by reacting with a silica precursor.

용어, "실리카 형성 고분자"는 실리카 전구체와 반응하여 실리카를 합성(형성)할 수 있는 고분자를 총칭한다.The term "silica-forming polymer" generically refers to a polymer capable of synthesizing (forming) silica by reacting with a silica precursor.

용어, "생리활성물질”은 조직 재생과정에서 치유능력을 촉진하는 생물학적 물질을 의미한다.The term "bioactive substance" refers to a biological substance that promotes healing capacity in the process of tissue regeneration.

용어, “실리카 미네랄화 반응” 또는 “실리카 형성 반응”은 유기 소재 또는 유기분자에 의한 실리카 미네랄을 형성하는 반응을 의미한다.The term “silica mineralization reaction” or “silica formation reaction” refers to a reaction of forming silica minerals by organic materials or organic molecules.

이하, 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 실리카 합성 펩타이드를 포함하는, 실리카 합성용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for synthesis of silica, comprising a silica synthesis peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

상기 실리카 합성 펩타이드는 해양 생명체 유래의 펩타이드(서열번호 3의 Ect_p1)에 칼슘 결합이 가능한 글루타믹 엑시드 잔기를 첨가한 서열번호 1(SSRSSSHRRHDHHDHRRGSEEEEEE)로 표시되는 펩타이드 CBP로서 실리카를 합성할 수 있는 활성을 가지고 있다.The silica synthesis peptide is a peptide CBP represented by SEQ ID NO: 1 (SSRSSSHRRHDHHDHRRGSEEEEEE) in which a glutamic acid residue capable of calcium binding is added to a peptide derived from marine organisms (Ect_p1 in SEQ ID NO: 3). Have.

상기 조성물은 실리카 전구체를 추가로 포함할 수 있다.The composition may further include a silica precursor.

상기 실리카 전구체는 테트라메톡시 실란, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 메틸 트리에톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 디메틸 디메톡시 실란, 에틸 트리에톡시실란, 티타니아 테트라이소프로폭사이드 및 테트라에틸 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The silica precursors are tetramethoxy silane, tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, methyl triethoxysilane, phenyl triethoxysilane, dimethyl dimethoxy silane, ethyl triethoxysilane, titania tetraisopropoxide and tetra It may be one or more selected from the group consisting of ethyl germanium, but is not limited thereto.

한편, 본 발명에 따른 실리카 합성용 조성물은 하이드록시아파타이트를 추가로 포함할 수 있다.Meanwhile, the composition for synthesizing silica according to the present invention may further include hydroxyapatite.

상온 및 상압의 조건에서 중성 즉, pH 6 에서 8의 수용액 하에서 실리카 전구체와 반응하여 실리카를 합성할 수 있다. 본 발명의 실리카 합성방법을 보다 구체적으로 설명하면, Tris-HCl 용액 또는 인산완충용액 (pH 6 내지 8)에 녹아 있는 실리카 전구체 및 실리카 형성 펩타이드를 혼합하고, 상온, 상압의 조건에서 반응시킨 후 원심분리하여 실리카를 침전시킴으로써 제조할 수 있다.Silica may be synthesized by reacting with the silica precursor in an aqueous solution of neutral, that is, pH 6 to 8 under conditions of room temperature and pressure. To explain the silica synthesis method of the present invention in more detail, a silica precursor and a silica-forming peptide dissolved in a Tris-HCl solution or a phosphate buffer solution (pH 6 to 8) are mixed, reacted at room temperature and pressure, and then centrifuged. It can be prepared by separating and precipitating silica.

또한, 본 발명은 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자의 실리카 형성 반응을 통하여 골 이식재 표면에 생리활성물질이 결합된, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a sustained-release physiologically active material-bearing bone graft material, in which a physiologically active material is bound to the surface of the bone graft material through a silica-forming reaction of a silica-forming peptide derived from marine organisms or a polymer.

상기 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드는 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드, 갈조류인 엑토카퍼스 실리쿨로서스 (Ectocarpus siliculosus) 유래의 서열번호 3의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드(Ect_p1) (특허 제 10-1473059, 실리카 합성 펩타이드 및 이의 용도), 갈조류인 엑토카퍼스 실리쿨로서스(Ectocarpus siliculosus) 유래의 서열번호 4의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드 (Ect_p2) (특허 제 10-1473059, 실리카 합성 펩타이드 및 이의 용도), 살핑고에카 에스피(Salpingoeca sp.) 유래의 서열번호 5의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드(Sal_p1) (특허 제 10-1473059, 실리카 합성 펩타이드 및 이의 용도), 볼복스 유래의 서열번호 6, 7, 그리고 8의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드(Vol_p1, Vol_p2, 그리고 Vol_p3) (특허 제 10-1473059, 실리카 합성 펩타이드 및 이의 용도)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The marine organism-derived silica-forming peptide is a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 derived from Ectocarpus siliculosus, a brown algae (Ect_p1) (Patent No. 10- 1473059, Silica synthetic peptide and its use), Peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 derived from Ectocarpus siliculosus, a brown algae (Ect_p2) (Patent No. 10-1473059, Silica Synthetic Peptide and Use thereof ), a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 derived from Salpingoeca sp. (Sal_p1) (Patent No. 10-1473059, a silica synthetic peptide and its use), SEQ ID NOs: 6 and 7 derived from Volvox , And peptides consisting of the amino acid sequence of 8 (Vol_p1, Vol_p2, and Vol_p3) (Patent No. 10-1473059, silica synthetic peptides and uses thereof) may be one or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

상기 해양 생물 유래 실리카 형성 고분자는 키토산, 키토산 올리고당, 콜라겐, 히알루론산, 알긴산, 알긴산 알카리 금속염, 후코이단, 풀루란, 셀룰로오스, 하이드록시메틸프로필셀룰로오스, 덱스트린, 덱스트란, 폴리덱스트로오스, 잔탄검, 젤란검 및 카라기난으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The silica-forming polymer derived from marine organisms is chitosan, chitosan oligosaccharide, collagen, hyaluronic acid, alginic acid, alginic acid alkali metal salt, fucoidan, pullulan, cellulose, hydroxymethylpropylcellulose, dextrin, dextran, polydextrose, xanthan gum, It may be one or more selected from the group consisting of gellan gum and carrageenan, but is not limited thereto.

상기 실리카 형성 반응은 실리카 전구체를 추가하여 실시할 수 있다. 상기 실리카 전구체는 테트라메톡시 실란, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 메틸 트리에톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 디메틸 디메톡시 실란, 에틸 트리에톡시실란, 티타니아 테트라이소프로폭사이드 및 테트라에틸 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The silica formation reaction may be performed by adding a silica precursor. The silica precursors are tetramethoxy silane, tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, methyl triethoxysilane, phenyl triethoxysilane, dimethyl dimethoxy silane, ethyl triethoxysilane, titania tetraisopropoxide and tetra It may be one or more selected from the group consisting of ethyl germanium, but is not limited thereto.

상기 생리활성물질은 제2형 골 형성 단백질(Bone Morphogenic Protein-2, BMP2), 혈소판유래 성장인자(Platelet derived growth factor, PDGF), 혈관 내피 성장인자(Vascular endothelial growth factor, VEGF), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor, FGF), 형질전환 성장인자(Transforming growth factor beta 1, TGF-beta1) 및 표피 성장 인자(Epidermal growth factor, EGF)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The physiologically active substances are type 2 bone morphogenic protein (Bone Morphogenic Protein-2, BMP2), platelet derived growth factor (PDGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), and fibroblast growth. Factors (fibroblast growth factor, FGF), transforming growth factor (Transforming growth factor beta 1, TGF-beta1), and epidermal growth factor (Epidermal growth factor, EGF) may be one or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

상기 골 이식재는 생물유래 골미네랄의 분말 및 다공성 블록, 합성 수산화아파타이트의 분말 및 다공성 블록, 트리칼슘인산의 분말 및 다공성 블록, 모노칼슘인산의 분말 및 다공성 블럭, 이산화규소(실리카)로 이루어진 골 이식재, 실리카와 고분자의 혼합체로 이루어진 골충진 이식재로 구성된 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The bone graft material is a bone graft material made of bio-derived bone mineral powder and porous block, synthetic hydroxyapatite powder and porous block, tricalcium phosphate powder and porous block, monocalcium phosphate powder and porous block, and silicon dioxide (silica) , It may be one or more selected from the group consisting of bone-filled implants consisting of a mixture of silica and polymer, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 골 이식재에 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자, 실리카 전구체 및 생리활성물질을 실리카 형성 반응시키는 단계를 포함하는, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재의 제조방법에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a method for producing a bone graft material carrying a sustained-release bioactive material, comprising the step of reacting a silica-forming peptide or a polymer, a silica precursor, and a physiologically active material to the bone graft material for silica formation.

상기 실리카 형성 반응은 실리카 전구체를 추가하여 실시할 수 있다. 상기 실리카 형성 반응을 구체적으로 설명하면, 골 이식재 100 중량부에 대하여 Tris-HCl 용액 또는 인산완충용액 (pH 6 내지 8)에 녹아 있는 실리카 전구체 0.1 중량부 내지 40 중량부(바람직하게는 1 중량부 내지 30 중량부), 생리활성물질 0.001 내지 0.1 중량부, 및 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자 0.01 중량부 내지 5 중량부(바람직하게는 0.01 중량부 내지 2 중량부)로 혼합하고, 상온, 상압의 조건에서 진탕 반응시킨다.The silica formation reaction may be performed by adding a silica precursor. Specifically, the silica formation reaction is 0.1 to 40 parts by weight (preferably 1 part by weight) of a silica precursor dissolved in a Tris-HCl solution or a phosphate buffer solution (pH 6 to 8) based on 100 parts by weight of the bone graft material. To 30 parts by weight), 0.001 to 0.1 parts by weight of a physiologically active substance, and 0.01 to 5 parts by weight of a silica-forming peptide or polymer (preferably 0.01 to 2 parts by weight), and at room temperature and atmospheric pressure. Shake reaction.

보다 상세하게는 골 이식재 100 중량부를 에탄올에 넣어 교반 후 원심분리하여 에탄올을 제거하고 증류수로 세척한다. 그런 다음, 인산완충식염수(PBS)를 넣고 여기에 0.01 중량부 내지 5 중량부(바람직하게는 0.01 중량부 내지 2 중량부)의 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자를 첨가 후 교반하여 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자가 골 이식재에 결합하도록 한 후, 0.001 중량부 내지 0.1 중량부의 생리활성물질을 첨가하고 실리카 전구체 0.1 중량부 내지 40 중량부(바람직하게는 1 중량부 내지 30 중량부)를 첨가, 교반한다. 그런 다음 원심분리를 통해 결합되지 않은 분자 및 미반응 물질들을 제거하고 회수된 골 이식재를 다시 PBS로 세척한다. 다시 PBS를 넣고 실리카-펩타이드 또는 고분자-생리활성물질-골 이식재 복합체 제조를 1회 내지 3회 반복한다. 마지막으로 제조된 복합체를 동결건조하여 보관한다. 모든 과정은 상온, 상압, 중성 및 무균 상태에서 수행한다.More specifically, 100 parts by weight of the bone graft material was added to ethanol, stirred, and then centrifuged to remove ethanol and washed with distilled water. Then, phosphate buffered saline (PBS) is added, and 0.01 parts by weight to 5 parts by weight (preferably 0.01 parts by weight to 2 parts by weight) of a silica-forming peptide or polymer derived from marine organisms is added thereto, followed by stirring to form a silica-forming peptide or After allowing the polymer to bind to the bone graft material, 0.001 to 0.1 parts by weight of a physiologically active substance is added, and 0.1 to 40 parts by weight of a silica precursor (preferably 1 to 30 parts by weight) is added and stirred. Then, unbound molecules and unreacted substances are removed through centrifugation, and the recovered bone graft material is washed again with PBS. Again, PBS was added and the preparation of the silica-peptide or polymer-bioactive material-bone graft material complex was repeated once to three times. Finally, the prepared complex is lyophilized and stored. All processes are carried out at room temperature, pressure, neutral and sterile conditions.

첨부도면 도 9의 A는 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자를 이용한 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재의 제조과정의 일례를 나타낸다. Figure 9A shows an example of the manufacturing process of a sustained-release physiologically active material-supported bone graft material using a silica-forming peptide or a polymer derived from marine organisms.

또한, 본 발명은 골 이식재에 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자 및 실리카 전구체를 실리카 형성 반응시켜 실리카- 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자-골이식재 복합체를 제조하는 단계; 및In addition, the present invention comprises the steps of preparing a silica-silica-forming peptide or a polymer-bone graft material complex by reacting silica-forming peptides or polymers and silica precursors derived from marine organisms to a bone graft material; And

상기 복합체에 생리활성물질을 담지시키는 단계Supporting a physiologically active substance on the complex

를 포함하는, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a method for producing a sustained-release physiologically active material-supported bone graft material comprising a.

보다 상세하게는 골 이식재 100 중량부를 에탄올에 넣어 교반 후 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자 0.01 중량부 내지 5 중량부(바람직하게는 0.01 중량부 내지 2 중량부)를 첨가 후 교반한다. 여기에 실리카 전구체 0.1 중량부 내지 40 중량부(바람직하게는 1 중량부 내지 30 중량부)를 첨가한 후 상온에서 교반 후 암모니아수 0.01 중량부 내지 1 중량부를 첨가하여 12시간 이상 교반시킨다. 교반 후 원심분리를 통해 결합되지 않은 분자 및 미반응 물질들을 제거하고 회수된 골 이식재를 다시 증류수로 세척한다. 다시 에탄올에 넣고 실리카-펩타이드 또는 고분자-골 이식재 복합체 제조를 1회 내지 3회 반복한다. 마지막으로 제조된 복합체를 동결 건조하여 보관한다. 모든 과정은 상온, 상압, 중성 및 무균 상태에서 수행한다. 이렇게 제조된 복합체 건조물에 0.001 중량부 내지 0.1 중량부의 생리활성물질을 담지시킨다. 상기 생리활성물질 담지는 실리카 형성 반응으로 고정화된 골 이식재에 생리활성물질을 물리적 흡착방법(ex, 침지법) 등의 통상적으로 사용되는 담지법으로 실시 가능하다.More specifically, 100 parts by weight of the bone graft material is added to ethanol and stirred, followed by adding 0.01 parts by weight to 5 parts by weight of a silica-forming peptide or a polymer (preferably 0.01 parts by weight to 2 parts by weight) derived from marine organisms, followed by stirring. 0.1 to 40 parts by weight of a silica precursor (preferably 1 to 30 parts by weight) was added thereto, and after stirring at room temperature, 0.01 to 1 part by weight of ammonia water was added, followed by stirring for 12 hours or more. After stirring, unbound molecules and unreacted substances are removed through centrifugation, and the recovered bone graft material is washed again with distilled water. Put it in ethanol again and repeat the preparation of the silica-peptide or polymer-bone graft material complex once to three times. Finally, the prepared composite is freeze-dried and stored. All processes are carried out at room temperature, pressure, neutral and sterile conditions. 0.001 parts by weight to 0.1 parts by weight of a physiologically active substance is supported on the dried composite material thus prepared. The physiologically active substance may be carried by a commonly used support method such as a physical adsorption method (ex, immersion method) of the physiologically active substance on the bone graft material immobilized by a silica formation reaction.

첨부도면 도 9의 B는 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드 또는 고분자를 실리카 형성 반응시켜 제조된 복합체에 생리활성물질을 담지시킨 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재의 제조과정의 일례를 나타낸다.FIG. 9B shows an example of a manufacturing process of a sustained-release physiologically active material-carrying bone graft material in which a physiologically active material is supported on a complex prepared by reacting a silica-forming peptide or a polymer derived from a marine organism to form a silica.

상기에서 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재와 관련하여 기술한 모든 내용이 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재의 제조방법에 그대로 적용 또는 준용될 수 있다.All the contents described above with respect to the sustained-release bioactive material-supported bone graft material may be applied or applied mutatis mutandis to the method of manufacturing the sustained-release bioactive material-supported bone graft material.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.

[[ 실시예Example ]]

제조예Manufacturing example 1: One: CBPCBP 제조 Produce

HAp에 결합력을 증진시키기 위해 실리카 형성 펩타이드에 6개의 글루타믹 엑시드를 첨가하였다. 펩타이드는 Genscript 사 (GenScript USA Inc. NJ, USA) 또는 펩트론(Peptron, Dajeon, Korea)에 의뢰하여 90% 이상의 순도로 합성 제작하였다. Six glutamic acids were added to the silica-forming peptide to enhance the binding ability to HAp. Peptides were synthesized and manufactured with a purity of 90% or more by requesting Genscript (GenScript USA Inc. NJ, USA) or Peptron (Peptron, Dajeon, Korea).

제조예Manufacturing example 2: 2: CBPCBP 실리카 형성 확인 Confirmation of silica formation

Ect_p1에 칼슘 결합 가능한 glutamic acid 잔기를 첨가한 CBP (SSRSSSHRRHDHHDHRRGSEEEEEE, 서열번호 1)의 실리카 형성능을 확인하기 위해, 0.1mg/ml 농도의 CBP가 포함된 인산완충용액 1 ml를 0.1 g의 HAp와 하룻밤 반응시킨 후 1M 농도의 가수분해된 실리카 전구체(tetramethoxysilane, TMOS)를 20㎕ 첨가한 후 2시간 동안 교반하였다. 교반 후 원심분리를 통해 결합되지 않은 분자 및 미반응 물질들을 제거하고 회수된 HAp를 다시 증류수로 3번 세척하였다. 다시 PBS 1 ml를 넣고 펩타이드-실리카-HAp 복합체 제조를 반복하였다. 이때는 1mg/ml SFP 를 50㎕ 첨가하여 30분간 교반하고 1 M 농도의 가수분해된 실리카 전구체를 10㎕ 첨가한 후 2시간 동안 교반하였다. 교반 후 원심분리를 통해 결합되지 않은 분자 및 미반응 물질들을 제거하고 회수된 HAp를 다시 증류수로 3번 세척하였다. 마지막으로 제조된 복합체를 동결건조하여 보관하였다. 모든 과정은 무균상태에서 수행하였다. 대조구로는 실리카 반응 시 CBP가 없는 동일한 조건으로 실리카 전구체 존재하에 실리카 반응을 유도하였다. HAp의 표면에 실리카가 형성된 상태를 SEM 이미지로 확인하였고(도 1의 A) 표면에 침전된 실리카 양은 molybdate-blue 법을 이용하여 정량하였다(도 1의 B). 정량법을 간단히 설명하면 먼저 실리카 미네랄화된 물질을 1M NaOH에 95 ℃에서 30분간 용해시킨 후 1M HCl을 넣어 중화시켰다. 이 혼합물을 0.1N 황산 중에 녹아있는 2 mg/ml 농도의 암모늄 헵타몰리브데이트 용액을 동량의 부피로 첨가하고 5분간 정치 후, 동량의 부피의 50 mg/ml 옥살산 용액과 동량의 환원 완충액 (100 mM 아스코르 빈산액)을 순차적으로 첨가하였다. 이 혼합물의 흡광도를 마이크로 플레이트 판독기(Infinite M200 PRO, TECAN, Austria)를 사용하여 700 nm에서 측정하였다. 표준 실리카 용액은 메타 규산 나트륨을 사용하였다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 실리카가 HAp 골이식재 표면에 침전된 것이 CBP 존재 하에서는 확연히 관찰되었고 정량을 통해서도 10배 이상의 실리카 침전 반응이 유도되었음을 확인하였다.In order to confirm the silica-forming ability of CBP (SSRSSSHRRHDHHDHRRGSEEEEEE, SEQ ID NO: 1) to which a calcium-binding glutamic acid residue was added to Ect_p1, 1 ml of a phosphate buffer solution containing 0.1 mg/ml of CBP was reacted with 0.1 g of HAp overnight. Then, after adding 20 µl of a 1M concentration of hydrolyzed silica precursor (tetramethoxysilane, TMOS), the mixture was stirred for 2 hours. After stirring, unbound molecules and unreacted substances were removed through centrifugation, and the recovered HAp was washed again with distilled water 3 times. Again, 1 ml of PBS was added and the preparation of the peptide-silica-HAp complex was repeated. At this time, 50 µl of 1 mg/ml SFP was added, stirred for 30 minutes, and 10 µl of 1 M hydrolyzed silica precursor was added, followed by stirring for 2 hours. After stirring, unbound molecules and unreacted substances were removed through centrifugation, and the recovered HAp was washed again with distilled water 3 times. Finally, the prepared complex was lyophilized and stored. All procedures were performed in a sterile condition. As a control, a silica reaction was induced in the presence of a silica precursor under the same conditions without CBP during the silica reaction. The state in which silica was formed on the surface of HAp was confirmed by SEM image (FIG. 1A) and the amount of silica precipitated on the surface was quantified using the molybdate-blue method (FIG. 1B). To briefly describe the quantification method, a silica mineralized material was first dissolved in 1M NaOH at 95° C. for 30 minutes, and then 1M HCl was added to neutralize. To this mixture, a 2 mg/ml solution of ammonium heptamolybdate dissolved in 0.1N sulfuric acid was added in the same volume, and allowed to stand for 5 minutes, and then the same volume of 50 mg/ml oxalic acid solution and the same amount of a reduction buffer (100 mM ascorbic acid solution) was sequentially added. The absorbance of this mixture was measured at 700 nm using a micro plate reader (Infinite M200 PRO, TECAN, Austria). As the standard silica solution, sodium metasilicate was used. As shown in FIG. 1, it was confirmed that silica precipitated on the surface of the HAp bone graft material was clearly observed in the presence of CBP, and a 10-fold or more silica precipitation reaction was induced through quantification.

실시예Example 1: One: HAp에HAp BMP2BMP2 펩타이드Peptide 고정화 및 해양 생물 유래 실리카 형성 분자 매개의 실리카 Immobilized and Molecular Mediated Silica Forming Silica from Marine Organisms 미네랄화에In mineralization 의한 골 재생 촉진 효과 확인 The effect of promoting bone regeneration

100 mM 하이드록시아파타이트(HAp) 분말 (~200nm 크기) 100 ㎕에 HAp와의 결합력을 증가시키기 위해 Genscript사(GenScript USA Inc. NJ, USA))로부터 합성한 6개의 글루타믹 엑시드 아미노산 잔기 6개가 BMP2 펩타이드 카르복시기 말단에 붙은 BMP2 펩타이드(KIPKASSVPTELSAISTLYLGGKGSSEEEEEE, 서열번호 9)를 제작하고 2㎎/ml의 농도 BMP2 펩타이드를 5㎕ 넣은 후 10분간 전반응을 시켜 HAp에 결합하도록 한 후 여기에 1 mg/mL의 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드(SFP) 50㎕, 가수분해된 1 M TMOS(tetramethoxysilane)를 20㎕를 넣어 최종 부피가 500㎕의 1× PBS(phosphate buffered saline) 반응계에서 하룻밤 진탕 반응시켰다. 이때 SFP로는 3종류의 SFP을 사용하였다. 3종류 SFP는 각각 CBP(SSRSSSHRRHDHHDHRRGSEEEEEE, 서열번호 1), R5(SSKKSGSYSGSKGSKRRIL, 서열번호 2), Ect_p1(SSRSSSHRRHDHHDHRRGS, 서열번호 3)이다. In 100 μl of 100 mM hydroxyapatite (HAp) powder (~200 nm size), 6 glutamic acid amino acid residues synthesized from Genscript (GenScript USA Inc. NJ, USA) to increase the binding power to HAp in 100 μl are BMP2 Prepare a BMP2 peptide (KIPKASSVPTELSAISTLYLGGKGSSEEEEEE, SEQ ID NO: 9) attached to the end of the peptide carboxyl group, add 5 µl of BMP2 peptide at a concentration of 2 mg/ml, conduct a pre-reaction for 10 minutes to bind to HAp, and then add 1 mg/mL of sea 50 µl of biologically-derived silica-forming peptide (SFP) and 20 µl of hydrolyzed 1 M tetramethoxysilane (TMOS) were added, and a final volume of 500 µl was shaken overnight in a 1×PBS (phosphate buffered saline) reaction system. At this time, three types of SFP were used as the SFP. The three types of SFP are CBP (SSRSSSHRRHDHHDHRRGSEEEEEE, SEQ ID NO: 1), R5 (SSKKSGSYSGSKGSKRRIL, SEQ ID NO: 2), Ect_p1 (SSRSSSHRRHDHHDHRRGS, SEQ ID NO: 3).

대조구로는 100 mM HAp 100 ㎕만 넣은 경우, 100 mM HAp 100 ㎕와 2㎎/ml의 BMP2 펩타이드 5㎕를 넣은 경우, 그리고 100 mM HAp 100 ㎕, 2㎎/ml의 BMP2 펩타이드 5㎕, 그리고 가수분해된 1M TMOS를 20㎕를 넣은 경우로 최종 부피가 500㎕의 1× PBS 반응계에서 하룻밤 진탕 반응시켰다. 반응을 종결한 후 13000 rpm에서 2분간 원심분리 후 반응액을 제거 후 침전물을 회수하여 증류수로 부유시켜 다시 원심분리하여 상청액을 제거하였다. 이 방법을 3회 반복하여 HAp에 결합되지 않은 성분들을 제거하고 침전물을 70% 에탄올에 부유시켜 하룻밤 정치시켜 살균한 후 다시 원심분리를 통해 에탄올을 제거하고 살균된 증류수로 원심분리를 이용한 세척 과정을 3회 반복하였다. SFP에 의한 미네랄화된 HAp의 침전량은 대조군에 비해 1.5배 증가하였고 침강 속도는 SFP 없는 반응 대조군들이 바로 침전되는 것에 비해 부유상태로 있다가 서서히 침강하였다 (도 2). As a control, only 100 µl of 100 mM HAp, 100 µl of 100 mM HAp and 5 µl of 2 mg/ml BMP2 peptide were added, and 100 µl of 100 mM HAp, 5 µl of 2 mg/ml BMP2 peptide, and When 20 μl of the decomposed 1M TMOS was added, the final volume was shaken overnight in a 1×PBS reaction system having a final volume of 500 μl. After completion of the reaction, the reaction solution was centrifuged at 13000 rpm for 2 minutes, the reaction solution was removed, the precipitate was recovered, suspended with distilled water, and centrifuged again to remove the supernatant. This method was repeated three times to remove components not bound to HAp, and the precipitate was suspended in 70% ethanol and left to stand overnight to sterilize. Then, the ethanol was removed through centrifugation again, and the washing process using centrifugation was performed with sterilized distilled water. Repeated 3 times. The amount of precipitation of mineralized HAp by SFP increased by 1.5 times compared to the control group, and the sedimentation rate was in a suspended state compared to that of the reaction control group without SFP and then slowly settled (FIG. 2).

골세포 분화에 미치는 효과를 보기 위해 preosteoblast인 MC3T3 E1 세포를 12 well plate에 well 당 5 ×105 cells을 접종하고 하루 배양 후 다음날 제조된 HAp를 500㎕ 부유액 중 100㎕를 첨가하여 배양하였다. 배양 배지로는 10% FBS(Fetal bovine serum)와 1% 항생제가 포함된 alpha-MEM 배지에서 3일간 배양 후 같은 배지에 10mM beta-glycerophosphate와 50 μM 아스코르브산(ascorbic acid)이 더 첨가된 분화 배지를 바꾸어 배양하였다. 7일, 14일간 배양 후 유전자 발현을 분석하였고 도 2에 나타내었다. 결과 골 분화 마커인 ALP(alkaline phosphatase)와 골 미네랄화에 관여하는 osteocalcin의 발현이 실리카 미네랄화로 인한 BMP2 고정화된 HAp 처리 그룹에서 유의적으로 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 무엇보다 HAp에 단순히 BMP2를 첨가한 경우 세척 과정에서 BMP2가 쉽게 제거되어 HAp만 처리한 그룹과 차이를 나타내지 않았다(도 3). 3주 후 Alizarin Red S를 이용한 골 미네랄화 반응을 분석한 결과 HAp 단독 처리보다는 실리카와 BMP2가 처리된 그룹에서 유의적으로 Alizarin Red S로 붉게 염색된 칼슘침전 부분이 증가됨을 통해 골 미네랄화가 증가됨을 관찰할 수 있었다(도 4). 대조구로 사용한 R5 펩타이드에 의한 실리카 형성 반응 보다 CBP 및 Ect_p1을 이용한 실리카 미네랄화를 통한 HAp를 처리시 골 미네랄화가 더 증가하였는데 이는 본 발명에 사용한 해양 생물 유래 실리카 형성 분자의 기능성이 우수함을 가정케 하였다. CBP와 Ect_p1의 경우 R5와 달리 칼슘결합이 가능한 산성 아미노산의 존재가 골 미네랄화를 촉진하였을 것으로 추정하였다.To see the effect on osteoblast differentiation, MC3T3 E1 cells, a preosteoblast, were inoculated with 5 × 10 5 cells per well in a 12 well plate, and cultured by adding 100 µl of the prepared HAp in 500 µl suspension for one day after cultivation. As a culture medium, 10mM beta-glycerophosphate and 50 μM ascorbic acid were added to the same medium after 3 days incubation in alpha-MEM medium containing 10% Fetal bovine serum (FBS) and 1% antibiotic. It was cultured by changing. After culturing for 7 days and 14 days, gene expression was analyzed and shown in FIG. 2. As a result, it was observed that the expression of bone differentiation marker ALP (alkaline phosphatase) and osteocalcin involved in bone mineralization were significantly increased in the group treated with BMP2 immobilized HAp due to silica mineralization. Above all, when BMP2 was simply added to HAp, BMP2 was easily removed during the washing process, and thus there was no difference from the group treated with only HAp (FIG. 3). Analysis of the bone mineralization reaction with Alizarin Red S after 3 weeks showed that the amount of calcium precipitates stained red with Alizarin Red S significantly increased in the group treated with silica and BMP2 rather than HAp alone. It could be observed (Fig. 4). Bone mineralization was further increased when HAp was treated through silica mineralization using CBP and Ect_p1 than the silica formation reaction by the R5 peptide used as a control, which made the assumption that the functionality of the silica-forming molecule derived from marine organisms used in the present invention is superior. . In the case of CBP and Ect_p1, unlike R5, it was estimated that the presence of acidic amino acids capable of calcium binding promoted bone mineralization.

실시예Example 2: 해양 생물 유래 실리카 형성 분자의 실리카 2: Silica of silica-forming molecules derived from marine organisms 미네랄화를Mineralization 이용한 녹색형광단백질의 골 Bone of green fluorescent protein used 이식재Graft material 부착 및 방출 Attachment and release

실리카 형성 분자의 실리카 미네랄화 반응에 의한 기능성 분자의 골 이식재 결합을 확인하기 위해 녹색형광단백질(GFP)을 실리카 미네랄화로 골이식재 표면에 고정화시켜 미네랄화에 의한 결합 없이 단순히 GFP를 현재 사용되는 방법처럼 침지법에 의해 골이식재에 결합시키는 방법과 비교하였다 (도 5). 반응은 50 μg의 GFP, 10 μg의 CBP, 10 mg의 골이식재(HAp)가 들어있는 50 mM 인산 완충용액 (pH 7.6) 100 ㎕에 최종 가수분해된 TMOS 농도가 10 mM인 상태에서 30분간 진탕 반응시켰다. 도 4에서 보는 것 같이 대조구에는 아무것도 처리하지 않은 HAp 골이식재이고 두 번째 라인의 골이식재는 GFP 용액에 담가 흡착시키는 방법, 그리고 세 번째 라인은 HAp 골이식재와 실리카 형성 분자 그리고 GFP를 넣고 실리카 전구체를 넣어 실리카 미네랄화를 통해 골 이식재에 GFP를 결합시킨 방법이다. 형광현미경으로 골 이식재 표면에 결합된 GFP를 확인한 결과 단순 침지법에 의해서는 GFP가 없는 골 이식재와 크게 차이가 없어 보였으나 실리카 미네랄화에 의한 결합법에서는 골 이식재에 GFP가 고정화된 것을 선명하게 관찰할 수 있었다. In order to confirm the binding of functional molecules to the bone graft material by silica mineralization reaction of silica-forming molecules, green fluorescent protein (GFP) is immobilized on the surface of the bone graft material by silica mineralization. It was compared with the method of bonding to the bone graft material by the immersion method (FIG. 5). The reaction was carried out with 50 μg of GFP, 10 μg of CBP, and 10 mg of bone graft material (HAp) in 100 μl of 50 mM phosphate buffer (pH 7.6) with a final hydrolyzed TMOS concentration of 10 mM and shaking for 30 minutes. Reacted. As shown in FIG. 4, the control is a HAp bone graft material without any treatment, and the second line of bone graft material is immersed in a GFP solution for adsorption, and the third line is the HAp bone graft material, silica-forming molecules, and GFP. This is a method in which GFP is bound to the bone graft material through silica mineralization. As a result of confirming the GFP bound to the bone graft material with a fluorescence microscope, the simple immersion method did not show much difference from the bone graft material without GFP, but the binding method by silica mineralization clearly observed that GFP was immobilized on the bone graft material. Could.

HAp에 결합된 GFP의 방출 속도를 확인하기 위해 1 μmoles의 HAp, GFP 115 μg이 혼합된 100 ㎕의 50 mM 인산완충용액(pH 7.6), 1 μmoles의 HAp, GFP 115 μg, 그리고 산 가수분해된 5 μmoles의 TMOS가 혼합된 100 ㎕의 50 mM 인산완충용액 (pH 7.6), 그리고 1 μmoles의 HAp, GFP 115 μg, CBP 10 μg 그리고 산 가수분해된 5 μmoles의 TMOS가 혼합된 100 ㎕의 50 mM 인산완충용액(pH 7.6)을 각각 준비하여 실리카 형성 반응을 통해 GFP와 HAp를 결합시킨 후 원심분리를 통해 결합되지 않은 GFP를 제거하였다. 원심분리 후 결합되지 않은 GFP 농도를 결산하고 사용한 단백질양으로부터 이를 빼 주어 결합된 단백질 양을 계산한 결과 HAp와 GFP를 단순히 섞은 경우 3%의 GFP만이 HAp에 결합되었고 촉매제 없이 Sol-Gel 반응에 의해 형성되는 실리카 형성 반응을 통해 HAp에 결합된 경우와 CBP 매개로 실리카 형성 반응을 통해 HAp에 결합된 두 경우는 약 65%의 GFP가 HAp에 결합되었다(도 6의 A). 원심분리를 통해 HAp로부터 GFP분리하여 매회 추출되어 나오는 GFP양을 측정한 결과 단순 흡착의 경우 3회 만에 GFP가 다 빠져나왔으나 실리카를 통해 결합시킨 경우 4회까지는 빠르게 방출되다가 그 이후는 서서히 방출되었다(도 6의 B). 실리카 형성 CBP를 사용한 경우 단순 Sol-Gel 반응에 의한 실리카 결합 방식보다 초기 방출 속도가 40% 정도 감소하였다. To check the release rate of GFP bound to HAp, 1 μmoles of HAp, 115 μg of GFP were mixed 100 μl of 50 mM phosphate buffer (pH 7.6), 1 μmoles of HAp, 115 μg of GFP, and acid hydrolyzed. 100 μl of 50 mM phosphate buffer (pH 7.6) mixed with 5 μmoles of TMOS, and 100 μl of 50 mM of 1 μmoles of HAp, 115 μg of GFP, 10 μg of CBP and 5 μmoles of acid hydrolyzed TMOS Phosphoric acid buffer solutions (pH 7.6) were prepared, respectively, to bind GFP and HAp through a silica formation reaction, and then remove unbound GFP through centrifugation. After centrifugation, the unbound GFP concentration was calculated and the amount of bound protein was calculated by subtracting it from the amount of protein used.When HAp and GFP were simply mixed, only 3% of GFP was bound to HAp by Sol-Gel reaction without a catalyst. About 65% of GFP was bound to HAp in the case where it was bound to HAp through the silica formation reaction that was formed and the case where it was bound to HAp through the silica formation reaction that was CBP-mediated (FIG. 6A). As a result of measuring the amount of GFP extracted each time by separating GFP from HAp through centrifugation, in the case of simple adsorption, GFP was completely released in 3 times, but when bound through silica, GFP was rapidly released up to 4 times, and then slowly released. It became (FIG. 6B). When the silica-forming CBP was used, the initial release rate was reduced by about 40% compared to the silica bonding method by a simple Sol-Gel reaction.

실시예Example 3: 해양 생물 유래 실리카 형성 유기 고분자에 의한 골 3: Bone by silica-forming organic polymer derived from marine organisms 이식재Graft material 실리카 Silica 미네랄화Mineralization 및 이를 통한 골 이식소재의 습윤성 증가 And increase the wettability of bone graft material through this

골 이식재의 해양 생물 유래 유기 고분자 및 생체 고분자에 의한 실리카 미네랄화 반응은 1g의 합성골 및 이종 골 이식재(A: 대웅제약 Novosis, B: 오스코텍 InduCera, C: 나이벡 OCS-B, D: 제노스 OSTEONII)를 10 ml의 100% 에탄올에 담근 후 상온에서 30분간 진탕 반응 후 1% 키토산 용액 1 ml(키토산 10 mg)를 넣고 상온에서 다시 30분간 진탕 반응시켰다. 이 후 200 ㎕(200 mg)의 TEOS를 넣고 상온에서 2시간 동안 진탕 반응시킨 후 25% 암모니아수 500 ㎕를 넣고 하룻밤동안 상온에서 진탕 반응시켰다. 원심분리를 통해 반응액을 제거하고 증류수로 3번 골 이식재를 세척한 후 다시 10 ml의 100% 에탄올를 넣고 다시 전날의 반응을 반복하였다. 이때, 1% 키토산 용액 1 ml (키토산 10 mg) 첨가 후 30분간 교반 후 TEOS 100 ㎕ (100 mg)를 첨가하여 상온에서 2시간 더 교반시킨 후 25% 암모니아수 200 ㎕를 첨가하여 하룻밤 진탕 반응시켰다. 원심분리를 통해 결합되지 않은 분자 및 미반응 물질들을 제거하고 회수된 HAp를 다시 증류수로 3번 세척하였다. 마지막으로 제조된 복합체를 동결 건조하였다. 실리카만 처리한 경우는 위의 방법에서 고분자인 키토산 없이 암모니아에 의해서만 실리카를 형성시켰다. 시판 골이식재의 실리카 미네랄화를 통해 골 이식재의 습윤성 증가 정도를 혈액과의 섞임 현상을 통해 확인하였다. The silica mineralization reaction of the bone graft material by organic polymers and biopolymers derived from marine organisms was performed using 1 g of synthetic bone and heterogeneous bone graft material (A: Daewoong Pharmaceutical Novosis, B: Oscotec InduCera, C: Naivec OCS-B, D: Genos OSTEONII. ) Was immersed in 10 ml of 100% ethanol, shaken at room temperature for 30 minutes, 1 ml of 1% chitosan solution (chitosan 10 mg) was added, and shaken at room temperature for 30 minutes. Thereafter, 200 µl (200 mg) of TEOS was added and the mixture was shaken at room temperature for 2 hours, and then 500 µl of 25% ammonia water was added thereto, followed by shaking at room temperature overnight. After removing the reaction solution through centrifugation, washing the bone graft material 3 times with distilled water, 10 ml of 100% ethanol was added again, and the reaction of the previous day was repeated. At this time, 1 ml of 1% chitosan solution (10 mg of chitosan) was added, stirred for 30 minutes, TEOS 100 µl (100 mg) was added, stirred for 2 hours at room temperature, and then 200 µl of 25% ammonia water was added, followed by shaking reaction overnight. Unbound molecules and unreacted substances were removed through centrifugation, and the recovered HAp was washed again with distilled water 3 times. Finally, the prepared composite was freeze-dried. When only silica was treated, silica was formed only by ammonia without chitosan, which is a polymer in the above method. The degree of increase in wettability of the bone graft material through silica mineralization of the commercially available bone graft material was confirmed through mixing with blood.

도 7에서는 4종의 제품에 대해 마우스 혈액을 한 방울 떨어뜨린 후 혈액에 대한 젖음성을 비교한 결과 A, B 제품은 혈액을 한 방울 넣자 마자 골 이식재로 혈액이 잘 흡수되었고, C 제품은 혈액이 바로 흡수되지 않고 천천히 흡수되었고 D 제품은 시간이 지나도 섞이지 않았다. A와 D 제품을 실리카 미네랄 처리와 해양 생물 유래 유기 고분자인 키토산을 통한 실리카 미네랄 처리를 한 후 젖음성을 비교한 결과 A는 처리하지 않은 경우나 처리한 경우 혈액 흡수에 차이를 나타내지 않은 반면 D의 경우는 실리카 미네랄 처리와 키토산을 통한 실리카 미네랄 처리를 한 경우 바로 혈액을 흡수하였다. 또한, 키토산을 통한 실리카 미네랄 처리한 경우 A와 D에서 둘 다 혈액에 의한 골이식재의 뭉침이 더 잘 일어남을 볼 수 있었다 (도 7). 치과용 골 이식재는 이식 전 식염수나 혈액에 적신 후 이식을 하게 되는데 혈액과 잘 융합 시 이식 치료를 위한 처치가 용이할 수 있고 특히 잘 뭉쳐질수록 좋다. 골 이식재에 실리카 미네랄화 반응을 통해 표면에 실리카를 도입하였을 때 습윤성이 증가됨을 확인하였고 도 6에서 보이는 것처럼 주사 전자현미경 관찰을 통해 해양 생물 유래 고분자인 키토산에 의한 실리카 미네랄화를 통해서는 골이식재 표면의 거칠기가 증가하여 표면적이 증가하고 이로 인해 혈액과의 섞임뿐만 아니라 뭉침 현상도 좋아졌을 것으로 사료되었다 (도 8). In FIG. 7, as a result of comparing the wettability of the blood after dropping a drop of mouse blood for 4 types of products, products A and B were well absorbed by the bone graft material as soon as a drop of blood was added, and product C was It was not absorbed immediately, but slowly absorbed, and product D did not mix over time. As a result of comparing the wettability of products A and D after silica mineral treatment and silica mineral treatment with chitosan, an organic polymer derived from marine organisms, there was no difference in blood absorption when A was not treated or treated, whereas D did not show any difference in blood absorption. When the silica mineral treatment and the silica mineral treatment through chitosan were treated, blood was immediately absorbed. In addition, in the case of silica mineral treatment through chitosan, it could be seen that agglomeration of the bone graft material by blood in both A and D occurs better (FIG. 7). The dental bone graft material is soaked in saline or blood before transplantation, and then transplanted. If it is well fused with blood, the treatment for transplantation can be easy, and the better it is, the better it is. It was confirmed that wettability was increased when silica was introduced to the surface through a silica mineralization reaction to the bone graft material, and as shown in FIG. 6, the surface of the bone graft material through silica mineralization by chitosan, a polymer derived from marine organisms, was observed through a scanning electron microscope. It was thought that the surface area increased due to the increase in the roughness of the cells, which resulted in not only mixing with blood, but also improving the agglomeration phenomenon (FIG. 8).

실시예Example 4: 해양 유래 실리카 형성 유기 분자에 의한 실리카 4: Silica by organic molecules that form silica from the ocean 미네랄화된Mineralized 골 이식재의 활성 분자 담지 및 방출 Support and release of active molecules of bone graft material

도 9의 A에 나타낸 방법에 따라 인공골 다공성 그래뉼인 하이드록시아파타이트(HAp) 1 g을 10 ml의 100% 에탄올에 넣어 30분간 자석 막대로 교반 후 원심분리하여 에탄올을 제거하고 증류수로 3번 원심분리법을 이용하여 HAp를 세척하였다. 그리고 PBS 9 ml를 넣고 여기에 1mg/ml 농도의 칼슘결합 잔기가 추가된 실리카 형성 펩타이드(CBP)를 1ml (CBP 1 mg) 첨가하여 30분간 교반하여 펩타이드가 HAp에 결합하도록 한 후 Genscript사에서 생산된 rhBMP2를 0.5 ml(0.25 mg) 첨가하고 1M 농도의 가수분해된 TMOS를 0.2 ml(30 mg) 첨가한 후 2시간 동안 교반하였다. 교반 후 원심분리를 통해 결합되지 않은 분자 및 미반응 물질들을 제거하고 회수된 HAp를 다시 PBS로 3번 세척하였다. 다시 PBS 를 넣고 CBP-실리카-rhBMP2-HAp 복합체 제조를 반복하였다. 이때, 1mg/ml SFP를 0.5 ml(SFP 0.5 mg) 첨가하여 30분간 교반하고 0.5 mg/ml 농도의 rhBMP2를 0.5 ml(0.25 mg) 첨가하고 1 M 농도의 가수분해된 실리카 전구체 TMOS를 0.1 ml(15 mg) 첨가한 후 2시간 동안 교반하였다. 교반 후 원심분리를 통해 결합되지 않은 분자 및 미반응 물질들을 제거하고 회수된 HAp를 다시 PBS로 3번 세척하였다. 마지막으로 제조된 복합체를 동결 건조한 골 이식재(CBP-rhBMP2-SiO2)를 제작하였다. 모든 과정은 상온, 상압, 중성 및 무균 상태에서 수행하였다.According to the method shown in FIG. 9A, 1 g of hydroxyapatite (HAp), which is an artificial bone porous granule, was added to 10 ml of 100% ethanol, stirred with a magnetic rod for 30 minutes, and then centrifuged to remove the ethanol and centrifuged 3 times with distilled water. HAp was washed using the separation method. Then, 9 ml of PBS was added, and 1 ml (CBP 1 mg) of silica-forming peptide (CBP) added with a calcium-binding moiety at a concentration of 1 mg/ml was added thereto and stirred for 30 minutes to allow the peptide to bind to HAp, and produced by Genscript. 0.5 ml (0.25 mg) of rhBMP2 was added, and 0.2 ml (30 mg) of 1M hydrolyzed TMOS was added, followed by stirring for 2 hours. After stirring, unbound molecules and unreacted substances were removed through centrifugation, and the recovered HAp was washed 3 times with PBS again. Again, PBS was added and the preparation of the CBP-silica-rhBMP2-HAp complex was repeated. At this time, 0.5 ml (SFP 0.5 mg) of 1 mg/ml SFP was added, stirred for 30 minutes, 0.5 ml (0.25 mg) of rhBMP2 at a concentration of 0.5 mg/ml was added, and 0.1 ml of the hydrolyzed silica precursor TMOS at a concentration of 1 M ( 15 mg) was added and stirred for 2 hours. After stirring, unbound molecules and unreacted substances were removed through centrifugation, and the recovered HAp was washed 3 times with PBS again. Finally, a freeze-dried bone graft material (CBP-rhBMP2-SiO2) was prepared from the prepared composite. All processes were performed at room temperature, normal pressure, neutral and sterile conditions.

도 9의 A 방법으로 골 이식재 제작 시 rhBMP2를 넣지 않은 상태로 CBP에 의한 실리카 형성 반응만으로 골 이식재를 제작할 수 있으며(CBP-SiO2), 이렇게 만들어진 골 이식재 1g당 0.5 mg/ml 농도의 rhBMP2를 1 ml(0.5 mg)를 넣어 물리적 흡착시킨 후 결합하지 않은 rhBMP2는 제거한 골 이식재(CBP-SiO2+rhBMP2)도 제작하였다. 아무 처리하지 않은 HAp에 rhBMP2를 물리적으로 흡착시킨 골 이식재(HA+rhBMP2)를 대조구로 제작하였다. When the bone graft material is produced by the method A of FIG. 9, the bone graft material can be produced only by the silica formation reaction by CBP without rhBMP2 (CBP-SiO2), and rhBMP2 at a concentration of 0.5 mg/ml per 1 g of the bone graft material thus made is 1 A bone graft material (CBP-SiO2+rhBMP2) was also prepared after physical adsorption by adding ml (0.5 mg) and removing unbound rhBMP2. A bone graft material (HA+rhBMP2) in which rhBMP2 was physically adsorbed to untreated HAp was prepared as a control.

도 9의 B에 나타난 방법에 따라 콜라겐으로 인공골 하이드록시아파타이트(HAp) 1 g을 10 ml의 100% 에탄올에 넣어 30분간 자석 막대로 교반 후 1% 중량비로 콜라겐을 1 ml(콜라겐 10 mg) 넣은 후 30분간 교반하였다. 여기에 TEOS(99%~100%)를 0.2 ml(0.2 g) 첨가한 후 2시간 더 상온에서 교반 후 25% 중량비의 암모니아수 0.5 ml를 첨가하여 12시간 이상 교반하였다. 교반 후 원심분리를 통해 결합되지 않은 분자 및 미반응 물질들을 제거하고 회수된 HAp를 다시 증류수로 3번 세척하였다. 다시 100% 에탄올 10 ml에 넣고 실리카-콜라겐-HAp 복합체 제조를 반복하였다. 이때, 1% 중량비의 콜라겐 1 ml(콜라겐 10 mg) 를 첨가하고 30분간 교반하였다. 여기에 TEOS(99%~100%)를 0.1 ml(0.1 g) 첨가한 후 2시간 더 상온에서 교반 후 25% 중량비의 암모니아수 0.2 ml를 첨가하여 12시간 이상 교반하였다. 교반 후 원심분리를 통해 결합되지 않은 분자 및 미반응 물질들을 제거하고 회수된 HAp를 다시 증류수로 3번 세척하였다. 모든 과정은 상온, 상압, 중성 및 무균 상태에서 수행하였다.According to the method shown in FIG. 9B, 1 g of artificial bone hydroxyapatite (HAp) as collagen was added to 10 ml of 100% ethanol, stirred with a magnetic bar for 30 minutes, and then 1 ml of collagen (collagen 10 mg) at a weight ratio of 1%. After adding, it was stirred for 30 minutes. After adding 0.2 ml (0.2 g) of TEOS (99% to 100%), stirring at room temperature for 2 more hours, 0.5 ml of 25% weight ratio of ammonia water was added thereto, followed by stirring for 12 hours or more. After stirring, unbound molecules and unreacted substances were removed through centrifugation, and the recovered HAp was washed again with distilled water 3 times. Again, 10 ml of 100% ethanol was added and the silica-collagen-HAp complex was prepared. At this time, 1 ml of collagen (10 mg of collagen) in a 1% weight ratio was added and stirred for 30 minutes. 0.1 ml (0.1 g) of TEOS (99% to 100%) was added thereto, followed by stirring at room temperature for 2 more hours, and then 0.2 ml of 25% weight ratio of ammonia water was added, followed by stirring for 12 hours or more. After stirring, unbound molecules and unreacted substances were removed through centrifugation, and the recovered HAp was washed again with distilled water 3 times. All processes were performed at room temperature, normal pressure, neutral and sterile conditions.

마지막으로 제조된 콜라겐=-실리카-골 이식재 복합체를 동결 건조하여 콜라겐-실리카가 코팅된 골 이식재를 제작하고 1g 이식재당 0.5 mg/ml 농도의 rhBMP2를 1 ml (0.5 mg)을 넣어 물리적으로 흡착시킨 후 결합하지 않은 rhBMP2는 제거한 골 이식재(Collagen-SiO2+rhBMP2)를 제작하고 rhBMP2의 방출 양상을 비교하였다(도 10). Finally, the prepared collagen=-silica-bone graft material complex was freeze-dried to prepare a collagen-silica-coated bone graft material, and 1 ml (0.5 mg) of rhBMP2 at a concentration of 0.5 mg/ml per 1 g graft material was added and physically adsorbed. After the unbound rhBMP2 was removed, a bone graft material (Collagen-SiO2+rhBMP2) was prepared and the release patterns of rhBMP2 were compared (FIG. 10).

아무 처리하지 않은 대조구인 하이드록시 아파타이트 골이식재에 결합시킨 경우(HA+rhBMP2), 30분 이내에 담지된 rhBMP2의 70% 이상이 방출되고, 3시간에 80% 이상 방출되었고 CBP 매개의 실리카 형성 반응을 통해 형성된 실리카 코팅된 CBP-SiO2 이식재(CBP-SiO2+rhBMP2)는 30분에 50%, 3시간에 65% rhBMP2를 방출하므로 초기 방출 양을 18% 정도 감소시켰다. rhBMP2를 실리카로 encapsulation시켜 골 이식재에 고정화한 경우(CBP-rhBMP2-SiO2)는 3시간까지 초기 방출양을 더욱 감소시켜 약 75%까지 감소시켰다. 콜라겐과 실리카를 함께 사용하여 코팅한 경우(Collagen-SiO2+rhBMP2) 초기 3시간의 rhBMP2 방출량은 대조구 대비 50% 감소하였다. When bound to the untreated control hydroxyapatite bone graft (HA+rhBMP2), more than 70% of the supported rhBMP2 was released within 30 minutes, and more than 80% was released in 3 hours, and the CBP-mediated silica formation reaction was performed. The silica-coated CBP-SiO2 graft material (CBP-SiO2+rhBMP2) formed through releases 50% rhBMP2 in 30 minutes and 65% rhBMP2 in 3 hours, reducing the initial release amount by 18%. When rhBMP2 was encapsulated with silica and immobilized on a bone graft material (CBP-rhBMP2-SiO2), the initial release amount was further reduced up to 3 hours, reducing it to about 75%. When collagen and silica were used together and coated (Collagen-SiO2+rhBMP2), the amount of rhBMP2 released during the initial 3 hours decreased by 50% compared to the control.

50 mg의 골 이식재당 0.5mg/ml의 rhBMP2를 100 ㎕ 넣고 골 이식재에 30분간 결합시킨 후 원심분리를 통해 결합하지 않은 rhBMP2 농도를 Bradford 법으로 측정하여 골이식재(BG)에 결합된 rhBMP2를 계산하였다. 코팅하지 않은 대조구 HAp와 결합한 rhBMP2 양은 mg 골 이식재 당 0.35 μg 이었으며 CBP에 의한 실리카 형성반응으로 실리카 코팅시킨 골 이식재(CBP-SiO2@HAp) 는 0.73 μg, 콜라겐만 사용한 경우(Collagen@HAp) 0.66 μg, 콜라겐-실리카 처리된 골이식재(Collagen-SiO2@HAp) 0.75 μg을 나타내었다 (도 11). 골 이식재에 실리카 코팅 및 고분자 결합을 통해 rhBMP2와의 물리적 흡착력이 증가하였다. 흡착력의 증가가 HA 대조구 대비 rhBMP2의 초기 속방 속도를 감소시키는 것으로 사료되었다. For each 50 mg of bone graft material, 0.5mg/ml of rhBMP2 was added to 100 µl and bound to the bone graft material for 30 minutes. The concentration of unbound rhBMP2 was measured by the Bradford method by centrifugation to calculate rhBMP2 bound to the bone graft material (BG). I did. The amount of rhBMP2 bound to the uncoated control HAp was 0.35 μg per mg bone graft material, 0.73 μg for silica-coated bone graft material (CBP-SiO2@HAp) by silica formation reaction by CBP, and 0.66 μg for collagen only (Collagen@HAp). , Collagen-silica-treated bone graft material (Collagen-SiO2@HAp) showed 0.75 μg (FIG. 11). The physical adsorption power of rhBMP2 was increased through silica coating and polymer bonding to the bone graft material. It was thought that the increase in adsorption power decreased the initial immediate release rate of rhBMP2 compared to the HA control.

실시예Example 5: 해양 생물 유래 실리카 형성 유기 분자에 의한 실리카 5: Silica from marine organisms-derived silica-forming organic molecules 미네랄화된Mineralized 골이식재의Bone graft 골 재생 능력 Bone regeneration ability

고려대학교 동물실험 윤리위원회의 승인을 받아 오리엔트바이오 (㈜ 오리엔트바이오, 성남시, 대한민국)로부터 구매한 Sprague-Dawley rat의 두개골에 0.8cm 지름의 원모양으로 기계를 이용하여 잘라낸 후 이식재 삽입하여 손상 골의 회복 양상을 3~12주에 걸쳐 microCT 촬영을 통해 확인하였다. 아무 처리하지 않은 골 이식재를 대조구로 사용하고 CBP 매개의 실리카 형성반응을 통해 HAp 표면에 실리카로 코팅한 이식재(CBP-SiO2), 그리고 CBP 매개의 실리카 형성 반응 시 rhBMP2를 넣어 실리카 형성되면서 rhBMP2가 HAp 표면에 고정화되도록 한 골이식재 (CBP-BMP2-SiO2)의 골 형성 능력을 비교하여 3, 6, 9, 그리고 12주 후 손상 부위의 골 형성 과정의 microCT 사진을 도 12에 나타내었다. 대조구에서는 신생 골 형성이 손상부위 뼈 있는 가장자리에서 약간 자라나고 내부를 채우지 못하였으나 CBP-SiO2 처리군과 CBP-BMP2-SiO2에서는 신생골이 형성되어 손상부위에 차 들어가는 것을 확인할 수 있었다. BMP2가 고정화된 경우 신생 뼈 형성 속도가 더 빠르게 나타났는데 Image J 프로그램을 사용하여 신생 골의 면적을 계산한 결과 CBP-SiO2 에서 3주차에 29%, 6주차에 47%, 9주차에 50%, 그리고 12주차에 82% 정도 신생 뼈가 형성되었고 BMP2 고정화된 것은 3주차에 49%, 6주차에 63%, 9주차에 89%, 그리고 12주차에 92% 정도 신생 뼈가 형성되었다. The skull of Sprague-Dawley rats purchased from Orient Bio (Orient Bio Co., Ltd., Seongnam City, Korea) with the approval of the Korea University Animal Experimental Ethics Committee was cut using a machine into a circular shape of 0.8 cm diameter, and then a graft material was inserted to repair the damaged bone. The recovery pattern was confirmed through microCT scans over 3-12 weeks. An untreated bone graft material was used as a control, and a graft material coated with silica (CBP-SiO2) on the surface of the HAp through a CBP-mediated silica-forming reaction, and rhBMP2 was added to form silica during the CBP-mediated silica-forming reaction. Fig. 12 shows microCT photographs of the bone formation process at the damaged site after 3, 6, 9, and 12 weeks by comparing the bone formation ability of the bone graft material (CBP-BMP2-SiO2) immobilized on the surface. In the control group, new bone formation grew slightly at the edge of the damaged bone and did not fill the inside, but it was confirmed that new bone was formed in the CBP-SiO2 treated group and CBP-BMP2-SiO2 and entered the damaged area. When BMP2 was immobilized, the rate of new bone formation appeared faster.As a result of calculating the area of the new bone using the Image J program, CBP-SiO2 was 29% at week 3, 47% at week 6, 50% at week 9, In addition, 82% of new bones were formed at week 12, and 49% of BMP2 immobilized bones were formed at week 3, 63% at week 6, 89% at week 9, and 92% at week 12.

<110> KOREA UNIVERSITY RESEARCH AND BUSINESS FOUNDATION <120> Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof <130> P1713C0254 <150> KR 10-2016-0042763 <151> 2016-04-07 <160> 9 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 25 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> CBP <400> 1 Ser Ser Arg Ser Ser Ser His Arg Arg His Asp His His Asp His Arg 1 5 10 15 Arg Gly Ser Glu Glu Glu Glu Glu Glu 20 25 <210> 2 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> R5 <400> 2 Ser Ser Lys Lys Ser Gly Ser Tyr Ser Gly Ser Lys Gly Ser Lys Arg 1 5 10 15 Arg Ile Leu <210> 3 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Ect_p1 <400> 3 Ser Ser Arg Ser Ser Ser His Arg Arg His Asp His His Asp His Arg 1 5 10 15 Arg Gly Ser <210> 4 <211> 13 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Ect_p2 <400> 4 Ser Ser Lys Lys Ser Gly Glu Arg His His Arg Ser Ala 1 5 10 <210> 5 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Sal_p1 <400> 5 Cys Gly Arg Arg Arg Gly Gly Arg Gly Gly Arg Gly Arg Gly Gly Cys 1 5 10 15 Gly Arg Arg Arg 20 <210> 6 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Vol_p1 <400> 6 Ser Gly Arg Arg Arg Gly Ser Arg Arg Arg Gly Ser Arg Arg Arg 1 5 10 15 <210> 7 <211> 14 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Vol_p2 <400> 7 Ser Arg Leu Arg Gly Arg Arg Arg Arg Leu Ser Pro Gly Arg 1 5 10 <210> 8 <211> 14 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Vol_p3 <400> 8 Ser Ser His Arg His His His Asp His His Asp His His His 1 5 10 <210> 9 <211> 32 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> BMP2 <400> 9 Lys Ile Pro Lys Ala Ser Ser Val Pro Thr Glu Leu Ser Ala Ile Ser 1 5 10 15 Thr Leu Tyr Leu Gly Gly Lys Gly Ser Ser Glu Glu Glu Glu Glu Glu 20 25 30 <110> KOREA UNIVERSITY RESEARCH AND BUSINESS FOUNDATION <120> Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof <130> P1713C0254 <150> KR 10-2016-0042763 <151> 2016-04-07 <160> 9 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 25 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> CBP <400> 1 Ser Ser Arg Ser Ser Ser His Arg Arg His Asp His His Asp His Arg 1 5 10 15 Arg Gly Ser Glu Glu Glu Glu Glu Glu 20 25 <210> 2 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> R5 <400> 2 Ser Ser Lys Lys Ser Gly Ser Tyr Ser Gly Ser Lys Gly Ser Lys Arg 1 5 10 15 Arg Ile Leu <210> 3 <211> 19 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Ect_p1 <400> 3 Ser Ser Arg Ser Ser Ser His Arg Arg His Asp His His Asp His Arg 1 5 10 15 Arg Gly Ser <210> 4 <211> 13 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Ect_p2 <400> 4 Ser Ser Lys Lys Ser Gly Glu Arg His His Arg Ser Ala 1 5 10 <210> 5 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Sal_p1 <400> 5 Cys Gly Arg Arg Arg Gly Gly Arg Gly Gly Arg Gly Arg Gly Gly Cys 1 5 10 15 Gly Arg Arg Arg 20 <210> 6 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Vol_p1 <400> 6 Ser Gly Arg Arg Arg Gly Ser Arg Arg Arg Gly Ser Arg Arg Arg 1 5 10 15 <210> 7 <211> 14 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Vol_p2 <400> 7 Ser Arg Leu Arg Gly Arg Arg Arg Arg Leu Ser Pro Gly Arg 1 5 10 <210> 8 <211> 14 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Vol_p3 <400> 8 Ser Ser His Arg His His His Asp His His Asp His His His 1 5 10 <210> 9 <211> 32 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> BMP2 <400> 9 Lys Ile Pro Lys Ala Ser Ser Val Pro Thr Glu Leu Ser Ala Ile Ser 1 5 10 15 Thr Leu Tyr Leu Gly Gly Lys Gly Ser Ser Glu Glu Glu Glu Glu Glu 20 25 30

Claims (12)

서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드 및 실리카 전구체의 실리카 형성 반응을 통하여 골 이식재 표면에 생리활성물질이 결합된, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재.
A sustained release bioactive substance-carrying bone graft material, in which a bioactive substance is bonded to a surface of a bone graft material through a silica formation reaction of a marine organism-derived silica-forming peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and a silica precursor.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 실리카 전구체는 테트라메톡시 실란, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 메틸 트리에톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 디메틸 디메톡시 실란, 에틸 트리에톡시실란, 티타니아 테트라이소프로폭사이드 및 테트라에틸 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재.
The method of claim 1,
The silica precursors are tetramethoxy silane, tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, methyl triethoxysilane, phenyl triethoxysilane, dimethyl dimethoxy silane, ethyl triethoxysilane, titania tetraisopropoxide and tetra A sustained release bioactive substance-carrying bone graft material selected from the group consisting of ethyl germanium.
제 1 항에 있어서,
상기 생리활성물질은 제2형 골 형성 단백질(Bone Morphogenic Protein-2, BMP2), 혈소판 유래 성장인자(Platelet derived growth factor, PDGF BB), 혈관 내피 성장 인자(Vascular endothelial growth factor, VEGF), 섬유아세포성장인자(fibroblast growth factor, FGF), 형질전환 성장인자(Transforming growth factor beta 1, TGF-beta1) 및 표피 성장 인자(Epidermal growth factor, EGF)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재.
The method of claim 1,
The physiologically active substance is Bone Morphogenic Protein-2 (BMP2), Platelet derived growth factor (PDGF BB), Vascular endothelial growth factor (VEGF), Fibroblasts Support for sustained release bioactive substances, one or more selected from the group consisting of fibroblast growth factor (FGF), transforming growth factor beta 1 (TGF-beta1), and epidermal growth factor (EGF) Bone graft.
제 1 항에 있어서,
상기 골 이식재는 생물유래 골미네랄의 분말 및 다공성 블록, 합성 수산화아파타이트의 분말 및 다공성 블록, 트리칼슘인산의 분말 및 다공성 블록, 모노칼슘인산의 분말 및 다공성 블럭, 이산화 규소 (실리카)로 이루어진 골이식재, 실리카와 고분자의 혼합체로 이루어진 골충진 이식재로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재.
The method of claim 1,
The bone graft material is a bone graft material consisting of powder and porous block of bio-derived bone mineral, powder and porous block of synthetic apatite hydroxide, powder and porous block of tricalcium phosphate, powder and porous block of monocalcium phosphate, silicon dioxide (silica) And, one or more selected from the group consisting of a bone filling implant consisting of a mixture of silica and a polymer, sustained release bioactive material carrying bone graft.
골 이식재에 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드, 실리카 전구체, 및 생리활성물질을 실리카 형성 반응시키는 단계를 포함하는, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재의 제조방법.
A method for producing a sustained release bioactive material-carrying bone graft material, comprising the step of forming a silica-containing reaction of a marine organism-derived silica-forming peptide, a silica precursor, and a bioactive material comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 on a bone graft.
골 이식재에 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 해양 생물 유래 실리카 형성 펩타이드, 및 실리카 전구체를 실리카 형성 반응시켜 실리카-실리카 형성 펩타이드 복합체를 제조하는 단계; 및
상기 복합체에 생리활성물질을 담지시키는 단계
를 포함하는, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재의 제조방법.
Preparing a silica-silica-forming peptide complex by subjecting the bone graft to a silica-forming silica-forming peptide comprising an amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, and a silica precursor; And
Supporting a bioactive substance in the complex
Comprising a, Method for producing a sustained release bioactive material carrying bone graft material.
삭제delete 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 실리카 전구체는 테트라메톡시 실란, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 메틸 트리에톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 디메틸 디메톡시 실란, 에틸 트리에톡시실란, 티타니아 테트라이소프로폭사이드 및 테트라에틸 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재의 제조방법.
The method according to claim 7 or 8,
The silica precursors are tetramethoxy silane, tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, methyl triethoxysilane, phenyl triethoxysilane, dimethyl dimethoxy silane, ethyl triethoxysilane, titania tetraisopropoxide and tetra At least one selected from the group consisting of ethyl germanium, a method for producing a sustained release bioactive substance carrying bone graft material.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 생리활성물질은 제2형 골 형성 단백질(Bone Morphogenic Protein-2, BMP2), 혈소판유래 성장인자(Platelet derived growth factor, PDGF), 혈관 내피 성장인자(Vascular endothelial growth factor, VEGF), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor, FGF), 형질전환 성장인자(Transforming growth factor beta 1, TGF-beta1) 및 표피 성장 인자(Epidermal growth factor, EGF)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재의 제조방법.
The method according to claim 7 or 8,
The physiologically active substance is Bone Morphogenic Protein-2 (BMP2), Platelet derived growth factor (PDGF), Vascular endothelial growth factor (VEGF), Fibroblast growth Sustained release bioactive substance-bearing bone, which is one or more selected from the group consisting of fibroblast growth factor (FGF), transforming growth factor beta 1 (TGF-beta1), and epidermal growth factor (EGF) Method of Making Implants.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 골 이식재는 생물유래 골미네랄의 분말 및 다공성 블록, 합성 수산화아파타이트의 분말 및 다공성 블록, 트리칼슘인산의 분말 및 다공성 블록, 모노칼슘인산의 분말 및 다공성 블럭, 이산화 규소 (실리카)로 이루어진 골이식재, 실리카와 고분자의 혼합체로 이루어진 골충진 이식재로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인, 서방형 생리활성물질 담지 골 이식재의 제조방법.
The method according to claim 7 or 8,
The bone graft material is a bone graft material consisting of powder and porous block of bio-derived bone mineral, powder and porous block of synthetic apatite hydroxide, powder and porous block of tricalcium phosphate, powder and porous block of monocalcium phosphate, silicon dioxide (silica) , The method for producing a sustained release bioactive material-carrying bone graft material, which is at least one selected from the group consisting of a bone filler graft comprising a mixture of silica and a polymer.
KR1020190012035A 2016-04-07 2019-01-30 Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof KR102019939B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20160042763 2016-04-07
KR1020160042763 2016-04-07

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170045068A Division KR101954125B1 (en) 2016-04-07 2017-04-07 Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190016522A KR20190016522A (en) 2019-02-18
KR102019939B1 true KR102019939B1 (en) 2019-09-11

Family

ID=60298188

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170045068A KR101954125B1 (en) 2016-04-07 2017-04-07 Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof
KR1020190012035A KR102019939B1 (en) 2016-04-07 2019-01-30 Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof
KR1020190012034A KR102080929B1 (en) 2016-04-07 2019-01-30 Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170045068A KR101954125B1 (en) 2016-04-07 2017-04-07 Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190012034A KR102080929B1 (en) 2016-04-07 2019-01-30 Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (3) KR101954125B1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102332787B1 (en) * 2019-05-28 2021-11-30 고려대학교 세종산학협력단 Peptides from marine resources capable of silica formation and use thereof
WO2021029525A1 (en) * 2019-08-14 2021-02-18 주식회사 메드파크 Bone graft composition and preparation method therefor
KR102196235B1 (en) * 2019-08-14 2020-12-29 (주)메드파크 Composition for bone defect and preparation method of the same and kit for the same
CN110585474B (en) * 2019-09-29 2022-01-04 青岛大学附属医院 Preparation method of marine organism polysaccharide-based composite sponge, composite sponge and application
KR102408363B1 (en) 2020-04-21 2022-06-14 연세대학교 산학협력단 Bone substitute for drug release and method for manufacturing the same
CN114681626B (en) * 2022-04-26 2023-05-16 华北理工大学 PH/enzyme double-response mesoporous silicon-based drug carrier MSN@HA, preparation method thereof, drug loading condition and targeting application
KR102610053B1 (en) * 2022-11-11 2023-12-06 (주)이노테라피 Wound dressings derived from fish skin

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101115964B1 (en) * 2008-08-29 2012-02-21 한스바이오메드 주식회사 Bone filler loading extended release type drug for treating osteoporosis
EP3456732B1 (en) * 2011-09-30 2020-04-29 Korea University Research and Business Foundation, Sejong Campus Peptide for synthesizing silica, and use thereof
KR101975754B1 (en) * 2012-08-28 2019-05-09 고려대학교 세종산학협력단 Peptides capable of silica deposition and use thereof
KR101496153B1 (en) * 2013-05-16 2015-02-27 오스템임플란트 주식회사 Drug loaded bone grafting substitute and method of forming bone

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190016522A (en) 2019-02-18
KR102080929B1 (en) 2020-04-23
KR20190017830A (en) 2019-02-20
KR20170115451A (en) 2017-10-17
KR101954125B1 (en) 2019-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102019939B1 (en) Sustained release bioactive substance-carrying bone graft and manufacturing method thereof
Abdelhamid et al. Biomimetic and bioinspired silicifications: Recent advances for biomaterial design and applications
KR100894265B1 (en) Injectable Bone Regeneration Gel containing Bone Formation Enhancing Peptide
Salama Recent progress in preparation and applications of chitosan/calcium phosphate composite materials
US20180193528A1 (en) Printable morphogenetic phase-specific chitosan-calcium-polyphosphate scaffold for bone repair
Díaz-Rodríguez et al. Mineralized alginate hydrogels using marine carbonates for bone tissue engineering applications
JP5298283B2 (en) Bone graft material and support on which type I collagen adhesion-inducing peptide is fixed
Ran et al. Rational design of a stable, effective, and sustained dexamethasone delivery platform on a titanium implant: An innovative application of metal organic frameworks in bone implants
Chen et al. Biomimetic mineralisation of eggshell membrane featuring natural nanofiber network structure for improving its osteogenic activity
CN102188754B (en) Nanometer pore hydroxyl calcium phosphate/aquogel materials
EP2189476B1 (en) Novel polypeptide and production method thereof
Liu et al. Phosphocreatine-modified chitosan porous scaffolds promote mineralization and osteogenesis in vitro and in vivo
KR20150126669A (en) Bone substitutes grafted by mimetic peptides of human bmp-2 protein
Huang et al. Engineering a self-assembling leucine zipper hydrogel system with function-specific motifs for tissue regeneration
KR20190053006A (en) Method of preparation of biomimetic hydroxyapatite microspheres
Romanelli et al. Layer-by-layer assembly of peptide based bioorganic–inorganic hybrid scaffolds and their interactions with osteoblastic MC3T3-E1 cells
JP7453334B2 (en) Nucleic acid-calcium phosphate nanoparticle complexes and their use in biomineralization
CN104031288B (en) A kind of preparation method connecing polypeptide chitosan/hydroxyapatite/Margarita powder support
Parra-Torrejón et al. Bioinspired mineralization of engineered living materials to promote osteogenic differentiation
CN112156230A (en) Photo-thermal bioactive hydrogel and preparation method and application thereof
JP2017043547A (en) Polypeptide-binding growth factor and use thereof
Zang et al. RGD and rhBMP-7 immobilized on zirconia scaffold with interweaved human dental pulp stem cells for promoting bone regeneration
KR102332787B1 (en) Peptides from marine resources capable of silica formation and use thereof
Douglas Biomimetic mineralization of hydrogels
Park et al. Neuronal differentiation of PC12 cells cultured on growth factor-loaded nanoparticles coated on PLGA microspheres

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant