KR102179902B1 - Scaffolds for differentiation of odontoblast and method for differentiation of odontoblast using the same - Google Patents

Scaffolds for differentiation of odontoblast and method for differentiation of odontoblast using the same Download PDF

Info

Publication number
KR102179902B1
KR102179902B1 KR1020190096780A KR20190096780A KR102179902B1 KR 102179902 B1 KR102179902 B1 KR 102179902B1 KR 1020190096780 A KR1020190096780 A KR 1020190096780A KR 20190096780 A KR20190096780 A KR 20190096780A KR 102179902 B1 KR102179902 B1 KR 102179902B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
differentiation
stem cells
cells
odontoblasts
coating layer
Prior art date
Application number
KR1020190096780A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김형룡
Original Assignee
단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
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 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 filed Critical 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
Priority to KR1020190096780A priority Critical patent/KR102179902B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102179902B1 publication Critical patent/KR102179902B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0652Cells of skeletal and connective tissues; Mesenchyme
    • C12N5/0654Osteocytes, Osteoblasts, Odontocytes; Bones, Teeth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/20Material Coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2506/00Differentiation of animal cells from one lineage to another; Differentiation of pluripotent cells
    • C12N2506/08Differentiation of animal cells from one lineage to another; Differentiation of pluripotent cells from cells of the nervous system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2533/00Supports or coatings for cell culture, characterised by material
    • C12N2533/30Synthetic polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2533/00Supports or coatings for cell culture, characterised by material
    • C12N2533/70Polysaccharides
    • C12N2533/78Cellulose

Abstract

The present invention relates to a supporter for differentiation of odontoblasts capable of promoting the induction of differentiation from neural crest stem cells (NCSC), a method for differentiation of odontoblasts using the same, and a method for manufacturing the supporter for differentiation of odontoblasts. Specifically, in the supporter for differentiation of odontoblasts according to the present invention, a porous cellulose acetate butyrate polymer matrix coating layer capable of simulating the extracelluar matrix of stem cells is formed, so that it is possible to easily induce differentiation into odontoblasts without any biochemical or chemical treatment when culturing NCSC. In addition, odontoblasts obtained by differentiation can be used as a cell therapeutic agent for regeneration of dentin or pulp tissues, thereby being able to be actively used for tooth tissue regeneration, tooth treatment, and lost tooth regeneration.

Description

상아모세포 분화용 지지체 및 이를 이용한 상아모세포로의 분화방법{Scaffolds for differentiation of odontoblast and method for differentiation of odontoblast using the same}Scaffolds for differentiation of odontoblast and method for differentiation of odontoblast using the same}

본 발명은 신경능선줄기세포(neural crest stem cells; NCSC)로부터 상아모세포(odontoblast) 분화 유도를 촉진할 수 있는 상아모세포 분화용 지지체, 이를 이용한 상아모세포로의 분화방법, 및 상아모세포 분화용 지지체의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 상아모세포 분화용 지지체에는 줄기세포의 세포외 기질 구조(extracelluar matrix)를 모사할 수 있는 다공성의 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자 매트릭스 코팅층이 형성되어 있어, 상기 지지체에 줄기세포 중 신경능선줄기세포를 배양 시 어떠한 생화학적 및 화학적 처리 없이 상아모세포(odontoblast)로의 분화를 쉽게 유도할 수 있다. 또한 이렇게 분화하여 얻은 상아모세포는 상아질 또는 치수조직 재생용 세포 치료제로 이용 가능하여, 치아 조식 재생, 치아 치료, 및 손실 치아 재생에 적극 활용될 수 있다.The present invention provides an odontoblast differentiation scaffold capable of promoting odontoblast differentiation from neural crest stem cells (NCSC), a differentiation method of odontoblasts using the same, and a scaffold for differentiation of odontoblasts. It relates to a manufacturing method. Specifically, a porous cellulose acetate butyrate polymer matrix coating layer capable of simulating the extracelluar matrix of stem cells is formed on the scaffold for differentiation of oblasts according to the present invention. When culturing neural crest stem cells among stem cells, differentiation into odontoblasts can be easily induced without any biochemical or chemical treatment. In addition, the odontoblast obtained by differentiation can be used as a cell therapy for regeneration of dentin or pulp tissue, and thus can be actively used for regeneration of tooth breakfast, tooth treatment, and regeneration of lost tooth.

치아는 배아발생 초기에 신경판(neural plate)이 신경능선(neural crest)으로 되고 이로부터 발생이 기원하는 조직이다. 인간의 치아를 만드는 치아줄기세포 또는 상아모세포(odontoblast)는 신경능선줄기세포(neural crest stem cells; NSCS)의 분화에서 얻어진다. 그중 뇌 신경능선줄기세포(cranial neural crest stem cell; cNSC)에서 분화되는 것으로 알려져 있다.In the early stages of embryogenesis, the neural plate becomes a neural crest and is a tissue from which development originates. Tooth stem cells or odontoblasts that make up human teeth are obtained from the differentiation of neural crest stem cells (NSCS). Among them, it is known to differentiate from cranial neural crest stem cells (cNSCs).

일반적으로 신경능선줄기세포(NCSC)로부터 상아모세포(odontoblast)로의 분화는 WNTs(Wg 및 Int), BMP(bone morphogenic proteins), FGFs(Fibroblast growth factor), 및 SHH(sonic hedgehog) 등에 의해 분화가 유도된다고 알려져 있다(Meulemans, D. & Bronner-Fraser, M. Gene-regulatory interactions in neural crest evolution and development. Dev Cell 7, 291-299).In general, differentiation from neural crest stem cells (NCSC) to odontoblasts is induced by WNTs (Wg and Int), BMP (bone morphogenic proteins), FGFs (Fibroblast growth factor), and SHH (sonic hedgehog). (Meulemans, D. & Bronner-Fraser, M. Gene-regulatory interactions in neural crest evolution and development. Dev Cell 7, 291-299).

한편 상아모세포를 달성하기 위해, 쥐 조직에 인간 세포를 이식하여 세포 분화를 유도하는 것을 포함한 세포 공학 기법을 적용하거나 다양한 세포 유형에 외인성 유전자(exogenous genes)를 각각 도입하여 전환분화(trans-differentiation) 등 다양한 연구가 시도되고 있다(Ozeki, N. et al. Differentiation of Human Skeletal Muscle Stem Cells into Odontoblasts Is Dependent on Induction of alpha 1 Integrin Expression. J Biol Chem 289, 14380-14391). 그러나 인간의 다능성 줄기 세포를 체외에서 상아모세포(odontoblast)로 분화시키는 것은 아직 성공적이지 못했다. On the other hand, in order to achieve oblastoma cells, trans-differentiation by applying cell engineering techniques including inducing cell differentiation by transplanting human cells into mouse tissues or by introducing exogenous genes into various cell types, respectively. (Ozeki, N. et al. Differentiation of Human Skeletal Muscle Stem Cells into Odontoblasts Is Dependent on Induction of alpha 1 Integrin Expression. J Biol Chem 289, 14380-14391). However, it has not yet been successful to differentiate human pluripotent stem cells into odontoblasts in vitro.

이러한 분화는 생화학적 및 화학적 자극을 통해 유도하는 것으로 이와 같은 종래의 기술만으로 상아모세포 또는 치아모세포의 분화를 효율적으로 조절하기 어려워 치아 재생을 위한 근본적인 치료법으로 활용함에는 결국 한계가 있다. Such differentiation is induced through biochemical and chemical stimulation, and it is difficult to efficiently control the differentiation of dentinal blasts or dental blasts with only such a conventional technique, and thus there is a limit to use as a fundamental treatment for tooth regeneration.

이러한 배경 하에서, 줄기세포 특히 신경능선줄기세포(neural crest stem cells; NCSC)로부터 상아모세포(odontoblast)의 분화를 조절할 수 있는 방법의 개발이 절실히 요구되고 있었으나, 여전히 미비한 실정이다. Under this background, development of a method capable of controlling the differentiation of odontoblasts from stem cells, especially neural crest stem cells (NCSC), has been urgently required, but the situation is still insufficient.

본 발명의 발명자들은 생체적합성 고분자 중 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자를 이용하여 다공성 매트릭스 층이 형성된 기판에 신경능선줄기세포를 배양 시 값 비싼 생화학적 및 화학적 처리 없이도 상아모세포의 분화가 쉽게 유도된다는 것을 확인하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present invention use a cellulose acetate butyrate polymer among biocompatible polymers to cultivate neural crest stem cells on a substrate on which a porous matrix layer is formed, so that the differentiation of oblastoma cells is easy without expensive biochemical and chemical treatment. It was confirmed that it was induced to complete the present invention.

한국등록특허 제10-1627917호(2016.06.07. 공고)Korean Patent Registration No. 10-1627917 (2016.06.07. Announcement)

본 발명의 발명자들은 보다 효과적으로 상아모세포 분화 방법을 개발하고자 다양한 연구를 수행하던 중, 생체적합성 고분자 중 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 고분자를 이용하여 줄기세포의 세포외 기질 구조(extracelluar matrix)를 모사할 수 있는 다공성 매트릭스 층이 형성된 기판에 신경능선줄기세포를 배양 시 값 비싼 생화학적 및 화학적 처리 없이도 상아모세포의 분화를 유도할 수 있다는 것을 확인하게 되어 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention have been conducting various studies to develop a method for differentiation of oblasts more effectively, using a cellulose acetate butyrate polymer among biocompatible polymers to simulate the extracelluar matrix of stem cells. When culturing the neural crest stem cells on the substrate on which the matrix layer was formed, it was confirmed that the differentiation of oblastoma cells can be induced without expensive biochemical and chemical treatment, thereby completing the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 줄기세포로부터 상아모세포로의 분화 유도용 지지체에 관한 것이다. Accordingly, an object of the present invention relates to a scaffold for inducing differentiation from stem cells into oblasts.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상아모세포 분화용 지지체에 줄기세포를 배양하여 상아모세포로의 분화를 유도하는 단계를 포함하는, 줄기세포의 상아모세포로의 분화 방법에 관한 것이다. In addition, another object of the present invention relates to a method for differentiation of stem cells into oblastoma cells, comprising the step of inducing differentiation into oblastoma cells by culturing the stem cells on a support for differentiation of oblastoma cells.

또한, 본 발명의 다른 목적은 줄기세포로부터 상아모세포로의 분화 유도용 지지체의 제조방법에 관한 것이다.In addition, another object of the present invention relates to a method of manufacturing a scaffold for inducing differentiation from stem cells into oblasts.

따라서 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 줄기세포로부터 상아모세포로의 분화 유도용 지지체로서, 상기 지지체는 기판; 및 상기 기판 상에는 다공성의 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자 코팅층;을 포함하는 다공성 박막인 것을 특징으로 하는 상아모세포 분화용 지지체를 제공한다.Therefore, in order to achieve the above object, the present invention is a support for inducing differentiation from stem cells to oblastoma cells, the support is a substrate; And a porous thin film comprising a porous cellulose acetate butyrate polymer coating layer on the substrate.

또한, 본 발명은 상아모세포 분화용 지지체에 줄기세포를 배양하여 상아모세포로의 분화를 유도하는 단계를 포함하는, 줄기세포의 상아모세포로의 분화 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for differentiation of stem cells into oblastoma cells, comprising the step of inducing differentiation into oblastoma cells by culturing the stem cells on a scaffold for differentiation of oblastoma cells.

또한, 본 발명은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판에 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자를 코팅시켜 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 코팅층은 비용매 유도 상분리법(non-solvent induced phase separation; NVIPS)을 이용하여 공극을 형성하는 단계를 포함하는, 상아모세포 분화용 지지체의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of preparing a substrate; Forming a coating layer by coating the substrate with a cellulose acetate butyrate polymer; And the coating layer provides a method of producing a scaffold for differentiation of odontoblasts comprising the step of forming a void using a non-solvent induced phase separation (NVIPS).

본 발명에 따른 지지체 및 분화 방법은 값비싼 화학적, 생화학적 자극 없이(예; 아스코르브산, TGF-β, 단백질키나아제, 염기성 섬유모세포생장인자 등) 단순한 표면 구조 개질된 세포 친화적 다공성 박막을 통해 줄기세포로부터 상아모세포로의 분화를 쉽게 유도할 수 있다. 이렇게 유도된 상아모세포는 상아질 지각과민증, 치수충혈, 치수염, 치수변성, 치수의 괴사 및 괴저치료용 세포 치료제로 유용하게 사용될 수 있다.The scaffold and differentiation method according to the present invention can be used without expensive chemical or biochemical stimulation (e.g., ascorbic acid, TGF-β, protein kinase, basic fibroblast growth factor, etc.) Can easily induce differentiation into oblasts. The thus-induced oblastoma cells can be usefully used as a cell therapy for the treatment of dentin hypersensitivity, pulp congestion, pulpitis, pulp degeneration, pulp necrosis and gangrene.

도 1은 본 발명에 따른 상아모세포 분화용 지지체에 관한 것으로, 도 1(a)는 실리콘 기판 위에 비다공성 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 고분자 코팅층이 형성된 모습을 나타낸 사진이며, 도 2(b)는 중량평균분자량이 30,000인 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 고분자 매트릭스 코팅층이 형성된 박막, 및 중량평균분자량이 70,000인 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 고분자 매트릭스 코팅층이 형성된 박막의 SEM 사진으로 다공성을 확인할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 상아모세포 분화용 지지체에서 신경능선줄기세포를 배양한 후 상아모세포로의 분화가 유도되었는지 확인하기 위해, 상아모세포 발현 여부를 확인할 수 있는 마커의 발현 여부를 확인한 결과이다.
도 3은 본 발명에 따른 상아모세포 분화용 지지체에서 신경능선줄기세포를 배양한 후 칼슘 농도를 측정한 결과이다.
Figure 1 relates to a support for differentiation of oblasts according to the present invention, Figure 1 (a) is a photograph showing a state in which a non-porous cellulose acetate butyrate polymer coating layer is formed on a silicon substrate, Figure 2 (b) is a weight average molecular weight Porosity can be confirmed by SEM photographs of the 30,000 cellulose acetate butyrate polymer matrix coating layer formed thereon, and the cellulose acetate butyrate polymer matrix coating layer having a weight average molecular weight of 70,000.
FIG. 2 is a result of confirming the expression of a marker capable of confirming the expression of oblasts in order to confirm whether differentiation into oblasts is induced after culturing the neural crest stem cells on the oblast differentiation scaffold according to the present invention.
3 is a result of measuring the calcium concentration after culturing the neural crest stem cells in the oblast differentiation scaffold according to the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 있어, “상아모세포(odontoblasts)” 란, 치수 전구세포로부터 분화된 세포로 치수의 주변부에 한층의 세포층을 구성하는 원주 모양의 세포를 말한다. 상아모세포는 기능적으로 치아의 주된 구성 성분인 상아질을 직접적으로 만드는 역할을 하며, 이 세포 자체는 상아질 내측에 존재하는 치수(pulp) 조직의 한 구성성분으로 치아 내부의 치수강 벽에 배열되어 존재한다.In the present invention, "odontoblasts" are cells differentiated from pulp progenitor cells, and refer to columnar cells constituting a layer of cells in the periphery of pulp. Otoblasts are functionally responsible for directly making dentin, which is the main constituent of teeth, and these cells themselves are a component of the pulp tissue that exists inside the dentin and are arranged in the pulp cavity wall inside the tooth.

본 발명에 있어, “신경능선줄기세포(neural crest stem cells; NCSC)”는 발생기의 이주기(migratory stage) 동안에 신경주름(neural fold) 후방부에서부터 이주하며, 신경능선줄기세포는 신체 내 광범위한 조직과 장기로 이주하여 분포하게 된다. 이주기 이후 신경능선줄기세포는 말초신경계의 신경세포, 신경아교세포(glial cells), 피부의 멜라닌세포(melanocytes), 내분비계 세포, 그리고 다양한 중간엽세포(mesenchymal cells)로 분화하여 성인의 비 신경계 조직과 장기에 분포하는 것으로 알려졌다[Dev Dyn 2007;236:3242]. 최근 신경능선줄기세포(neural crest stem cells)는 태생이후에도 말초신경, 후근절(dorsal root ganglia), 창자(gut), 모낭(hair follicle), 진피유두(dermal papillae), 각막(cornea), 말초신경, 치아속질(dental pulp)에 존재하는 것이 밝혀졌다. 이들 중 모낭, 진피유두, 치아속질에서만 성인 인간의 신경능선줄기세포가 분리되었다[J Cell Biochem 2009;107:1046].In the present invention, “neural crest stem cells (NCSC)” migrate from the rear of the neural fold during the migration stage of the developmental stage, and the neural crest stem cells It migrates to organs and is distributed. After this cycle, the neural crest stem cells differentiate into nerve cells of the peripheral nervous system, glial cells, skin melanocytes, endocrine cells, and various mesenchymal cells. It is known to be distributed in organs [Dev Dyn 2007;236:3242]. Recently, neural crest stem cells are the peripheral nerve, dorsal root ganglia, gut, hair follicle, dermal papillae, cornea, and peripheral nerves even after birth. , It has been found to be present in the dental pulp. Of these, adult human neural crest stem cells were isolated only from hair follicles, dermal papilla, and tooth substance [J Cell Biochem 2009;107:1046].

본 발명에 있어, “신경능선줄기세포(neural crest stem cells; NCSC)”중 “두개골의 신경능선줄기세포(cranial neural crest stem cell; cNSC) ”는 인간 배아줄기세포로부터 분화된 신경능선줄기세포이며 두경부에 위치했을 때의 표지 유전자 발현 양상을 보이는 위치 특이적 신경능선줄기세포를 의미한다.In the present invention, the "cranial neural crest stem cell (cNSC)" of "neural crest stem cells (NCSC)" is a neural crest stem cell differentiated from human embryonic stem cells. It refers to a site-specific neural crest stem cell that shows the expression pattern of a marker gene when located in the head and neck.

본 발명에서 신경능선줄기세포는 동물, 바람직하게는 포유동물, 보다 바람직하게는 인간 유래의 세포일 수 있다. In the present invention, the neural crest stem cell may be a cell derived from an animal, preferably a mammal, more preferably a human.

이에 본 발명은 줄기세포로부터 상아모세포로의 분화 유도용 지지체로서, 상기 지지체는 기판; 및 상기 기판 상에는 다공성의 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자 매트릭스(matrix) 코팅층;을 포함하는 다공성 박막을 제공한다.Accordingly, the present invention is a support for inducing differentiation from stem cells to oblasts, wherein the support includes a substrate; And a porous cellulose acetate butyrate polymer matrix coating layer on the substrate.

상기 다공성 박막은 신경능선줄기세포(neural crest stem cell)로부터 상아모세포(odontoblast)로의 분화 촉진을 위한 배양지지체이다.The porous thin film is a culture support for promoting differentiation from neural crest stem cells into odontoblasts.

구체적으로, 상기 코팅층은 평균 공극 크기(average pore size)가 1 내지 100㎛인 공극이 형성된 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 10 내지 20㎛ 이다. 상기 범위 내의 공극이 형성된 매트릭스 코팅층은 줄기세포의 세포외 기질(extracelluar matrix)의 구조를 모사하여, 상아모세포로의 분화를 유도할 수 있다.Specifically, it is preferable that the coating layer has pores having an average pore size of 1 to 100 μm. More preferably, it is 10-20 micrometers. The matrix coating layer in which pores are formed within the above range can induce differentiation into oblasts by simulating the structure of the extracelluar matrix of stem cells.

또한, 상기 코팅층은 평균 두께가 0.1 내지 100㎛인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1 내지 50㎛ 이다. 이는 줄기세포의 세포외 기질(extracelluar matrix)의 구조를 모사하기에 적합한 범위 내라면 설계 변경 가능하다.In addition, it is preferable that the coating layer has an average thickness of 0.1 to 100 μm. More preferably, it is 1-50 micrometers. This design can be changed as long as it is within a range suitable for simulating the structure of the extracelluar matrix of stem cells.

한편, 종래에 생체적합성 고분자로서, 폴리락틱-글리콜산 (poly(lactic-co-glycolic acid)), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리카프로락톤 (polycaprolactone), 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane), 폴리에틸렌글리콜 (polyethylene glycol), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리락트산 (polylactic acid), 폴리글리콜산 (polyglycolic acid), 폴리(3-하이드록시부티레이트)-co-(3-하이드록시발러레이트) (poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)), 폴리다이옥산온 (polydioxanone), 폴리에스테르 우레탄 (polyester urethane), 폴리(에틸렌-co-비닐알코올) (poly(ethylene-co-vinyl alcohol)), 폴리아크릴산 (polyacrylic acid), 폴리비닐 알코올 (polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리아닐린(polyaniline), 히알루론산 (hyaluronic acid), 알긴산 (alginic acid), 키틴 (chitin), 키토산 (chitosan), 셀룰로오스 (cellulose), 콜라겐 (collagen), 및 젤라틴 (gelatin)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 고분자를 사용하였다. 이러한 생체적합성 고분자는 혈액친화성, 생분해성, 항응고성, 점성, 세포 기질 형성능 등의 특성을 지녀야 한다.On the other hand, as a conventional biocompatible polymer, poly(lactic-co-glycolic acid), polystyrene, polycaprolactone, polydimethylsiloxane, polyethylene glycol ), polyethylene oxide, polylactic acid, polyglycolic acid, poly(3-hydroxybutyrate)-co-(3-hydroxyvalerate) (poly(3-hydroxybutyrate-) co-3-hydroxyvalerate)), polydioxanone, polyester urethane, poly(ethylene-co-vinyl alcohol) (poly(ethylene-co-vinyl alcohol)), polyacrylic acid , Polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyaniline, hyaluronic acid, alginic acid, chitin, chitosan, cellulose , Collagen (collagen), and one or more polymers selected from the group consisting of gelatin (gelatin) was used. Such biocompatible polymers should have properties such as blood affinity, biodegradability, anticoagulability, viscosity, and ability to form cell matrix.

본 발명에서는 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자를 사용하는데, 이는 표면에서 세포 배양이 가능하다는 이점이 있다. In the present invention, a cellulose acetate butyrate polymer is used, which has the advantage of allowing cell culture on the surface.

상기 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 고분자는 중량평균분자량이 5,000 내지 90,000인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 30,000 내지 70,000이다. 중량평균분자량이 5,000 미만인 경우 필름 제조시 상분리의 문제가 생기는 한계가 있고, 90,000 초과인 경우 기공 형성이 어려운 한계가 있기에 상기 범위 내 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 고분자를 사용하는 것이 좋다.It is preferable to use the cellulose acetate butyrate polymer having a weight average molecular weight of 5,000 to 90,000. More preferably, it is 30,000 to 70,000. When the weight average molecular weight is less than 5,000, there is a limit to the problem of phase separation during film production, and when the weight average molecular weight is more than 90,000, there is a limit in which pore formation is difficult.

또한, 본 발명은 상기 줄기세포로부터 상아모세포로의 분화 유도용 지지체에 줄기세포를 배양하여 상아모세포로의 분화를 유도하는 단계를 포함하는, 줄기세포의 상아모세포로의 분화 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for differentiation of stem cells into oblastoma cells, comprising the step of inducing differentiation into oblasts by culturing the stem cells on a support for inducing differentiation from the stem cells into oblastoma cells.

상기 줄기세포는 신경제세포(cranial neural crest stem cell)이다. The stem cells are cranial neural crest stem cells.

상기 분화 방법은 생화학적 및 화학적 처리 없이 다공성 박막의 두께, 공극의 크기를 조절하여 다공성 박막을 줄기세포의 배양 지지체로 사용함으로써 줄기세포의 성장 및 분화를 조절시키는 방법이다. 여기서 생화학적 및 화학적 처리에는 일예로서 염기성 섬유모세포생장인자(Basic fibroblast growth factor), 및 GSK3beta 길항제(antagonist)로서의 CHIR99021 화합물 등이 있다. The differentiation method is a method of controlling the growth and differentiation of stem cells by using the porous thin film as a culture support for stem cells by adjusting the thickness of the porous thin film and the size of the pores without biochemical and chemical treatment. Here, the biochemical and chemical treatments include, for example, a basic fibroblast growth factor, and a CHIR99021 compound as a GSK3beta antagonist.

본 발명에서는 이러한 값비싼 처리 없이도 단순한 세포 친화적 다공성 박막을 이용하여 상아모세포의 세포외 기질(extracellular matrix) 구조를 모사한 세포 배양 플랫폼에서 줄기세포를 배양하여 상아모세포를 만들 수 있는 효과가 발현되는 것이다. 이는 치아와 유사한 환경을 인공적으로 만들어냄으로써 줄기세포가 치아 속에 포함되어있다고 인식하게 하여 분화가 일어나게 하는 인과관계가 존재하는 것이다.In the present invention, the effect of culturing stem cells in a cell culture platform that mimics the structure of the extracellular matrix of oblasts using a simple cell-friendly porous thin film without such expensive treatment is expressed. . This artificially creates an environment similar to that of a tooth, so that stem cells are recognized as being contained in the tooth, and there is a causal relationship that causes differentiation to occur.

이렇게 제조된 상아모세포는 상아질 지각과민증, 치수충혈, 치수염, 치수변성, 치수의 괴사 및 괴저치료용 세포 치료제로 유용하게 사용될 수 있다.The thus prepared oblastoma cells can be usefully used as a cell therapy for the treatment of dentin hypersensitivity, pulp congestion, pulpitis, pulp degeneration, pulp necrosis and gangrene.

본 발명에 있어, “세포치료제” 란 세포와 조직의 기능을 복원시키기 위하여 살아있는 자가(autologous), 동종(allogenic), 이종(xenogenic) 세포를 체외에서 증식 또는 선별하거나 기타 방법으로 세포의 생물학적 특성을 변화시키는 등의 일련의 방법을 통하여 치료, 진단 및 예방의 목적으로 사용되는 의약품을 말한다.In the present invention, the term "cell therapy" refers to a biological property of cells by proliferating or selecting in vitro live autologous, allogenic, and xenogenic cells to restore the function of cells and tissues. It refers to drugs used for the purpose of treatment, diagnosis and prevention through a series of methods such as changing.

본 발명에 따른 상아모세포를 이용한 세포치료제는 상아질 또는 치수조직 재생 효과를 통해, 다양한 치수질환의 치료가 가능하다. 참고로, 치수질환은 치수는 치아의 내부에 있는 치수강을 채우고 있는 부드러운 결합조직으로 신경과 혈관이 풍부하게 분포되어 있으며 상아질의 표층에까지 이르는 치수 조직에 생기는 병변을 일컫는 것이다. 치수에 물리적 화학적 또는 세균성의 자극이 가해지면 처음에는 치수의 혈관이 확장되어 충혈을 볼 수 있고(치수충혈), 이 자극이 계속되면 치수에 염증이 생긴다(치수염). 자극의 세기, 세균 감염의 유무에 따라서 염증에 정도의 차이가 있는데, 치수가 단단한 상아질에 의해서 쌓여 있는 해부학적 특징 때문에 염증이 일어나면 순환장애가 일어나기 쉽고, 그대로 내버려두면 치수가 괴사하기 쉽다. 치수 질환의 원인은 매우 다양하나, 대부분의 경우는 충치에 의한 세균감염과 치아의 천공, 파절, 균열, 치주낭을 통해서 치수 내부로의 감염에 의해 발생한다. 또한 외상, 마모, 치아 균열, 치료 시 치과용 기구에서 나오는 열과 마찰 등도 유발할 수 있다. 세균감염에 의한 치수염은 치근단 질환과 치주질환으로 확대 될 수 있다.The cell therapy agent using the dentinal blast according to the present invention can treat various pulp diseases through the regeneration effect of dentin or pulp tissue. For reference, pulp disease is a soft connective tissue filling the pulp cavity inside a tooth, where nerves and blood vessels are abundantly distributed, and refers to a lesion that occurs in pulp tissue that reaches the surface layer of dentin. When a physical or chemical or bacterial irritation is applied to the pulp, blood vessels in the pulp are initially enlarged and congestion can be seen (periodic congestion). There is a difference in the degree of inflammation depending on the intensity of stimulation and the presence or absence of bacterial infection, but due to the anatomical feature of the pulp being piled up by hard dentin, circulatory disorders are likely to occur when inflammation occurs, and when left as it is, the pulp is liable to necrosis. The causes of pulp disease are very diverse, but in most cases it is caused by bacterial infection due to tooth decay, perforation, fracture, crack of the tooth, and infection into the pulp through the periodontal bag. It can also cause trauma, abrasion, tooth cracking, heat and friction from dental instruments during treatment. Pulpitis caused by bacterial infection can be extended to apical disease and periodontal disease.

이러한 다양한 원인 및 증상을 나타내는 치수 질환이 본원의 범위에 포함되며, 치수질환의 예로는 상아질 지각과민증, 치수충혈·치수염·치수변성, 치수의 괴사 및 괴저를 포함하나, 이로 제한하는 것은 아니다.Pulp diseases showing such various causes and symptoms are included in the scope of the present application, and examples of pulp diseases include, but are not limited to, dentin hypersensitivity, pulp congestion, dentitis, dimensional degeneration, pulp necrosis and gangrene.

상기 상아모세포는 FACS, real-time PCR, 면역형광염색법 등의 분석방법을 통해 발현 측정 시, 후기의 성숙된 상아모세포에서 발현(late phase of odontoblast maturation)하는 유전자 보다 초기 상아모세포에서 발현(early odontoblastic fate)하는 유전자가 더 많이 발현됨을 확인할 수 있으며, 이러한 유전자의 발현은 상아모세포로의 분화를 확인할 수 있는 마커이며, 공지된 마커들 일 수 있다. 일례로, 이러한 마커로는 RUNX2, OPN, OSX, DMP1, DSPP, MMP20, 및 ALP로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 유전자를 발현하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 RUNX2, OPN, DMP1, DSPP, MMP20, 및 ALP 유전자를 모두 발현하는 것일 수 있다.When the expression is measured through analysis methods such as FACS, real-time PCR, and immunofluorescence staining, the oblasts are expressed in early odontoblasts rather than genes expressed in late phase of odontoblast maturation (early odontoblastic). It can be seen that a gene called fate) is expressed more, and the expression of such a gene is a marker that can confirm differentiation into oblastoma cells, and may be known markers. As an example, such a marker may be one that expresses one or more genes selected from the group consisting of RUNX2, OPN, OSX, DMP1, DSPP, MMP20, and ALP, preferably RUNX2, OPN, DMP1, DSPP, MMP20 , And ALP genes may be expressed.

또한, 본 발명은 상기 상아모세포 분화용 지지체의 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 상아모세포 분화용 지지체의 제조방법은 (a) 기판을 준비하는 단계; (b) 상기 기판에 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자를 코팅시켜 코팅층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 코팅층은 비용매 유도 상분리법(non-solvent induced phase separation; NVIPS)을 이용하여 공극을 형성하는 단계를 포함한다. In addition, the present invention provides a method of manufacturing the scaffold for differentiation of the oblastoma cells. Specifically, the method of manufacturing the scaffold for differentiation of oblastoma cells comprises the steps of: (a) preparing a substrate; (b) forming a coating layer by coating the substrate with a cellulose acetate butyrate polymer; And (c) forming voids in the coating layer using a non-solvent induced phase separation (NVIPS).

상기 (a) 단계에서 사용하는 기판은 실리콘 기판을 사용할 수 있으나, 당업계에서 사용될 수 있는 기판이라면 이에 한정되지 않는다. The substrate used in step (a) may be a silicon substrate, but any substrate that can be used in the art is not limited thereto.

상기 (b) 단계에서 기판 위에 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자를 코팅은 딥 코팅(Dip-coating), 스핀코팅 (spin-coating), 스프레이 코팅(spray-coating), 또는 이들의 조합을 포함하는 방법을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 스핀코팅을 이용한다. In the step (b), the cellulose acetate butyrate polymer is coated on the substrate by dip-coating, spin-coating, spray-coating, or a combination thereof. A method including can be used, and spin coating is preferably used.

상기 (c) 단계는 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자 코팅층에 공극을 형성하여 매트릭스 구조를 제조하기 위한 단계이다. 막의 제조방법에는 용융법, 상분리법이 있으며, 용융법은 추출법, 연신법이 있고, 상분리법은 비 용매 유도 상분리법(non-solvent induced phase separation; NVIPS)과 열 유도 상분리법(TIPS, Thermally-Induced Phase Separation)이 있다. The step (c) is a step for preparing a matrix structure by forming voids in the polymer coating layer of cellulose acetate butyrate. Membrane manufacturing methods include melting and phase separation methods, and melting methods include extraction and stretching methods, and phase separation methods include non-solvent induced phase separation (NVIPS) and thermally induced phase separation (TIPS, Thermally- Induced Phase Separation).

이중 본 발명에서는 비용매 유도 상분리법(non-solvent induced phase separation; NVIPS)을 이용하여 공극을 형성한다. 비용매 유도 상분리법은 공극의 크기 조절이 쉽고 여러 가지 물질을 사용할 수 있어 널리 사용되고 있다.Among them, in the present invention, a void is formed using a non-solvent induced phase separation (NVIPS). The non-solvent induced phase separation method is widely used because it is easy to control the size of pores and can use various materials.

상기 비용매 유도 상분리법 수행 시, 챔버(chamber) 내 상대습도(relative humidity)를 조절함으로써 공극 크기 및 공극 양을 조절할 수 있는데, 상대습도가 높을수록 더 높은 공극과 공극율을 갖는다. 상기 챔버 내에는 염화칼륨(KCl) 용액을 비치하고 수행될 수 있다.When performing the non-solvent induced phase separation method, the pore size and the amount of pores can be controlled by controlling the relative humidity in the chamber, and the higher the relative humidity, the higher the pore and the porosity. In the chamber, a potassium chloride (KCl) solution may be provided and performed.

이때 상대습도(relative humidity) 50 내지 70% 조건에서 수행하는 것이 바람직하다. 상대 습도가 50% 미만인 경우 공극률이 너무 낮아 세포외 기질 구조를 형성하지 못하는 한계가 있고, 상대 습도가 70% 초과하는 경우 공극이 너무 커서 세포의 부착능이 떨어지고 공극률이 너무 높아 세포외 기질 구조를 형성하지 못하는 한계가 있어 상기 범위 내에서 수행하는 것이 좋다.At this time, it is preferable to perform it under conditions of 50 to 70% relative humidity. When the relative humidity is less than 50%, the porosity is too low to form an extracellular matrix structure, and when the relative humidity exceeds 70%, the pores are too large to reduce the adhesion of cells and the porosity is too high to form an extracellular matrix structure. There is a limit that cannot be performed, so it is better to perform it within the above range.

따라서, 본 발명에 따른 지지체 및 분화 방법은 값비싼 화학적, 생화학적 자극 없이(예; 아스코르브산, TGF-β, 단백질키나아제 등) 단순한 표면 구조 개질된 세포 친화적 다공성 박막을 통해 줄기세포로부터 상아모세포로의 분화를 쉽게 유도할 수 있다. 이렇게 유도된 상아모세포는 상아질 지각과민증, 치수충혈, 치수염, 치수변성, 치수의 괴사 및 괴저치료용 세포 치료제로 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the scaffold and differentiation method according to the present invention can be obtained from stem cells to oblasts through a cell-friendly porous thin film modified with a simple surface structure without expensive chemical or biochemical stimulation (e.g., ascorbic acid, TGF-β, protein kinase, etc.). Can easily induce differentiation. The thus-induced oblastoma cells can be usefully used as a cell therapy for the treatment of dentin hypersensitivity, pulp congestion, pulpitis, pulp degeneration, pulp necrosis and gangrene.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to aid understanding of the present invention. However, the following examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

제조예: 줄기세포로부터 상아모세포로의 분화 유도용 지지체 제조Preparation Example: Preparation of a scaffold for inducing differentiation from stem cells into oblasts

상아모세포로의 분화 유도용 지지체인 다공성 박막을 제조하기 위해, 먼저 아세톤에 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트(CAB)(Mn = 30,000 및 70,000)를 녹여 아세톤 용액(30 mg/mL)을 제조하였다. 2 cm x 2 cm 크기를 갖는 사각형 모양의 실리콘 웨이퍼 기판을 아세톤 용액 내에서 초음파 처리하여 세척한 후 오븐에 건조하여 준비하였다. 챔버 내에서 실리콘 웨이퍼 기판 위에 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 용액을 4,000 rpm 속도로 40 초 동안 스핀 코팅(spin coating)하여 비다공성(Non-porous) 코팅층을 형성하였다(도 1(a) 참조).To prepare a porous thin film that is a support for inducing differentiation into oblasts, first, cellulose acetate butyrate (CAB) (Mn = 30,000 and 70,000) was dissolved in acetone to prepare an acetone solution (30 mg/mL). A square-shaped silicon wafer substrate having a size of 2 cm x 2 cm was cleaned by ultrasonic treatment in acetone solution, and dried in an oven to prepare. In the chamber, a cellulose acetate butyrate solution was spin-coated on a silicon wafer substrate at a speed of 4,000 rpm for 40 seconds to form a non-porous coating layer (see FIG. 1(a)).

다음으로, 스핀 코팅 챔버 내에 포화 KCl 용액(saturated KCl solution) 두고, 비용매 유도 상분리법 수행하여 공극을 형성하였다. 이때 상대 습도 0%, 50%, 70% 조건 하에서 수행하였다. Next, a saturated KCl solution was placed in the spin coating chamber, and a non-solvent induced phase separation method was performed to form a void. At this time, it was performed under conditions of 0%, 50%, and 70% relative humidity.

실시예 1: SEM 측정을 통한 다공성 박막 확인Example 1: Confirmation of a porous thin film through SEM measurement

상기 제조예에서 준비한 박막에 공극 형성 여부를 확인하기 위해, SEM 사진을 측정하였다. 측정 결과, 상대습도 0%일 때에는 공극이 형성되지 않은 박막이였으나, 상대습도 70%인 경우 공극이 형성되었음을 확인할 수 있었다(도 1(b) 참조).In order to confirm the formation of voids in the thin film prepared in Preparation Example, an SEM photograph was measured. As a result of the measurement, when the relative humidity was 0%, the thin film was not formed with pores, but when the relative humidity was 70%, it was confirmed that the pores were formed (see FIG. 1(b)).

실시예 2: 상아모세포 유전자 발현 마커 확인을 통한 상아모세포 분화 여부 확인Example 2: Confirmation of the differentiation of oblasts by confirming the expression markers of oblasts genes

신경능선줄기세포를 인간 배아줄기세포로부터 수득하고, 이를 상기 제조예에서 준비한 박막에 100,000개의 신경능선줄기세포를 부착한 후 5% 이산화탄소와 37도 온도 유지된 배양 조건 내에서 30 일 동안 추가 배양하였다. 추가 배양 기간 동안 격일 간격으로 배지를 교환하며, 배지는 Thermo fisher scientific 사의 Neurobasal medium에 B27 및 N-2 supplement를 첨가하여 사용한다. 배양 후 신경능선줄기세포로부터 상아모세포로의 분화가 유도되었는지 확인하기 위해, 상아모세포 발현을 확인할 수 있는 마커로 RUNX2, OPN, OSX, DMP1, DSPP, MMP20, 및 ALP 유전자를 발현여부를 real-time PCR 을 이용하여 분석하였다(도 2 참조). Neural crest stem cells were obtained from human embryonic stem cells, and 100,000 neural crest stem cells were attached to the thin film prepared in the above Preparation Example, and then cultured for 30 days in 5% carbon dioxide and 37°C temperature maintained culture conditions. . During the additional culture period, the medium is exchanged every other day, and the medium is used by adding B27 and N-2 supplement to Neurobasal medium manufactured by Thermo Fisher Scientific. In order to confirm whether differentiation from neural crest stem cells to oblastoma cells has been induced after culture, real-time whether RUNX2, OPN, OSX, DMP1, DSPP, MMP20, and ALP genes are expressed as markers that can confirm the expression of oblastoma cells. It was analyzed using PCR (see Fig. 2).

분석 결과, 초기 상아모세포에서 발현되는 것으로 알려진 마커 중, OSX (Osterix)를 제외하고 상아모세포 발현을 대표하는 RUNX2, OPN, DMP1, DSPP, MMP20, 및 ALP 모두에서 유전자 발현이 향상되었음을 확인할 수 있었다.As a result of the analysis, it was confirmed that among the markers known to be expressed in early oblasts, gene expression was improved in all of RUNX2, OPN, DMP1, DSPP, MMP20, and ALP, which represent oblastic expression except for OSX (Osterix).

이는 본 발명에 따른 다공성 박막이 신경능선줄기세포로부터 상아모세포로의 분화를 유도하였음을 시사한다.This suggests that the porous thin film according to the present invention induced the differentiation of neural crest stem cells into oblasts.

실시예 3: 칼슘 농도 확인을 통한 상아모세포 분화 여부 확인Example 3: Confirmation of oblast differentiation through calcium concentration confirmation

상아모세포는 배지 내 칼슘을 침작(calcium deposition) 시키는 것으로 알려져 있다. 이에, 본 발명에 따른 상아모세포 분화용 지지체에서 신경능선줄기세포를 배양한 후 칼슘 농도를 측정함으로써, 상아모세포로의 분화가 유도되었는지 재차 확인하였다(도 3 참조). Otoblasts are known to deposit calcium in the medium. Thus, by measuring the calcium concentration after culturing the neural crest stem cells on the odontoblast differentiation scaffold according to the present invention, it was again confirmed whether the differentiation into the oblastoma cells was induced (see FIG. 3).

측정 결과, Geltrex(Mock)에서 배양한 세포와 비교하여 본 발명에 따른 상아모세포 분화용 지지체에서 배양한 세포가 칼슘 이온을 많이 방출하였음을 확인할 수 있었다. As a result of the measurement, it was confirmed that the cells cultured on the support for differentiation of oblasts according to the present invention released a lot of calcium ions compared to cells cultured in Geltrex (Mock).

이는 본 발명에 따른 다공성 박막이 신경능선줄기세포로부터 상아모세포로의 분화를 유도하였음을 시시한다.This suggests that the porous thin film according to the present invention induces differentiation from neural crest stem cells into oblasts.

본 발명에 따른 상아모세포 분화용 지지체에는 줄기세포의 세포외 기질 구조(extracelluar matrix)를 모사할 수 있는 다공성의 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자 매트릭스 코팅층이 형성되어 있어, 상기 지지체에 신경능선줄기세포(neural crest stem cell; NCSC)를 배양 시 어떠한 생화학적 및 화학적 처리 없이도 상아모세포(odontoblast)로의 분화를 쉽게 유도할 수 있다는 점에서 우수한 발명이다. 또한 이렇게 분화하여 얻은 상아모세포는 상아질 또는 치수조직 재생용 세포 치료제로 이용 가능하여, 치아 조식 재생, 치아 치료, 및 손실 치아 재생에 적극 활용될 수 있다.In the scaffold for differentiation of oblasts according to the present invention, a porous cellulose acetate butyrate polymer matrix coating layer capable of simulating the extracelluar matrix of stem cells is formed, so that the scaffold has a neural crest on the scaffold. It is an excellent invention in that it can easily induce differentiation into odontoblasts without any biochemical or chemical treatment when culturing neural crest stem cells (NCSC). In addition, the odontoblast obtained by differentiation can be used as a cell therapy for regeneration of dentin or pulp tissue, and thus can be actively used for regeneration of tooth breakfast, tooth treatment, and regeneration of lost tooth.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above, specific parts of the present invention have been described in detail, and for those of ordinary skill in the art, it is obvious that these specific techniques are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Therefore, it will be said that the practical scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (10)

신경능선줄기세포(neural crest stem cell)로부터 상아모세포로의 분화 유도용 지지체로서,
상기 지지체는 기판; 및 상기 기판 상에는 중량평균분자량이 30,000 내지 70,000인 다공성의 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자 매트릭스(matrix) 코팅층;을 포함하되,
상기 코팅층은 평균 공극 크기(average pore size)가 10 내지 20㎛이고, 평균 두께가 1 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 다공성 박막인 것을 특징으로 하는 상아모세포 분화용 지지체.
As a support for inducing differentiation from neural crest stem cells to oblasts,
The support is a substrate; And a porous cellulose acetate butyrate polymer matrix coating layer having a weight average molecular weight of 30,000 to 70,000 on the substrate,
The coating layer is a porous thin film, characterized in that the average pore size (average pore size) is 10 to 20㎛, the average thickness is 1 to 50㎛, the support for differentiation of oblastoma cells.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 매트릭스 코팅층은 상아모세포의 세포외 기질(extracellular matrix) 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 상아모세포 분화용 지지체.
The method of claim 1,
The matrix coating layer is characterized in that it has an extracellular matrix structure of the oocytes, the support for oblast differentiation.
제 1 항의 상아모세포 분화용 지지체에 신경능선줄기세포(neural crest stem cell)를 배양하여 상아모세포로의 분화를 유도하는 단계를 포함하는, 줄기세포의 상아모세포로의 분화 방법.
A method for differentiation of stem cells into oblasts comprising the step of inducing differentiation into oblasts by culturing neural crest stem cells on the scaffold for differentiation of oblasts of claim 1.
삭제delete 제 6 항에 있어서,
상기 분화 방법은 다공성 박막의 두께, 공극의 크기를 조절하여 다공성 박막을 줄기세포의 배양 지지체로 사용함으로써 줄기세포의 성장 및 분화를 조절시킴을 특징으로 하는, 상아모세포로의 분화 방법.
The method of claim 6,
The differentiation method is characterized in that the growth and differentiation of stem cells are controlled by using the porous thin film as a culture support for stem cells by adjusting the thickness and the size of the pores of the porous thin film.
(a) 기판을 준비하는 단계;
(b) 상기 기판에 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate) 고분자를 코팅시켜 코팅층을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 코팅층은 상대습도(relative humidity) 50 내지 70% 조건에서 비용매 유도 상분리법(non-solvent induced phase separation; NVIPS)을 이용하여 공극을 형성하는 단계;
를 포함하는, 상아모세포 분화용 지지체의 제조방법.
(a) preparing a substrate;
(b) forming a coating layer by coating the substrate with a cellulose acetate butyrate polymer; And
(c) forming voids in the coating layer using a non-solvent induced phase separation (NVIPS) under 50 to 70% relative humidity conditions;
Containing, the method for producing a scaffold for oblast differentiation.
삭제delete
KR1020190096780A 2019-08-08 2019-08-08 Scaffolds for differentiation of odontoblast and method for differentiation of odontoblast using the same KR102179902B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190096780A KR102179902B1 (en) 2019-08-08 2019-08-08 Scaffolds for differentiation of odontoblast and method for differentiation of odontoblast using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190096780A KR102179902B1 (en) 2019-08-08 2019-08-08 Scaffolds for differentiation of odontoblast and method for differentiation of odontoblast using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102179902B1 true KR102179902B1 (en) 2020-11-17

Family

ID=73642136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190096780A KR102179902B1 (en) 2019-08-08 2019-08-08 Scaffolds for differentiation of odontoblast and method for differentiation of odontoblast using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102179902B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030114379A1 (en) * 1994-03-08 2003-06-19 Human Genome Sciences, Inc. Methods of treating or preventing cell, tissue, and organ damage using human myeloid progenitor inhibitory factor-1 (MPIF-1)
WO2003065999A2 (en) * 2002-02-08 2003-08-14 University Of South Florida Proliferated cell lines and uses thereof
WO2008003320A2 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Region Midtjylland Three-dimensional cell scaffolds
KR101627917B1 (en) 2014-06-19 2016-06-07 서울대학교산학협력단 Method and Composition for differentiation of non-dental mesenchymal stem cell into odontoblast using CPNE7 or its gene and pharmaceutical composition for dentin or pulp regeneration or treating dentin hyperesthesia using the same
KR20170008723A (en) * 2014-02-11 2017-01-24 안트로제네시스 코포레이션 Micro-organoids, and methods of making and using the same
KR101829994B1 (en) * 2016-08-29 2018-03-29 연세대학교 산학협력단 Compositions for preventing and treating of endodontic disease

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030114379A1 (en) * 1994-03-08 2003-06-19 Human Genome Sciences, Inc. Methods of treating or preventing cell, tissue, and organ damage using human myeloid progenitor inhibitory factor-1 (MPIF-1)
WO2003065999A2 (en) * 2002-02-08 2003-08-14 University Of South Florida Proliferated cell lines and uses thereof
WO2008003320A2 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Region Midtjylland Three-dimensional cell scaffolds
KR20170008723A (en) * 2014-02-11 2017-01-24 안트로제네시스 코포레이션 Micro-organoids, and methods of making and using the same
KR101627917B1 (en) 2014-06-19 2016-06-07 서울대학교산학협력단 Method and Composition for differentiation of non-dental mesenchymal stem cell into odontoblast using CPNE7 or its gene and pharmaceutical composition for dentin or pulp regeneration or treating dentin hyperesthesia using the same
KR101829994B1 (en) * 2016-08-29 2018-03-29 연세대학교 산학협력단 Compositions for preventing and treating of endodontic disease

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J Dent Res. 88(9):781-91 (2009.09.)* *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Her et al. Control of three-dimensional substrate stiffness to manipulate mesenchymal stem cell fate toward neuronal or glial lineages
JP2018161130A (en) Methods for tissue generation
EP2262891B1 (en) Extracellular matrix compositions
Soares et al. Biological analysis of simvastatin-releasing chitosan scaffold as a cell-free system for pulp-dentin regeneration
EP2451964B1 (en) Conditioned medium and extracellular matrix compositions from cells cultured under hypoxic conditions
CA2792081C (en) Layered compositions comprising 3d nanofibre webbing for tissue repair
US8852637B2 (en) Extracellular matrix compositions for the treatment of cancer
US20200149002A1 (en) Conditioned medium and extracellular matrix compositions from cells cultured under hypoxic conditions
US8530415B2 (en) Repair and/or regeneration of cells with a composition produced by culturing fibroblast cells under hypoxic conditions
US20050106724A1 (en) Pluripotent embryonic-like stem cells derived from teeth and uses thereof
US20100166824A1 (en) Extracellular matrix compositions
Lin et al. Cytokine loaded layer-by-layer ultrathin matrices to deliver single dermal papilla cells for spot-by-spot hair follicle regeneration
Park et al. Biofunctionalization of porcine-derived collagen matrix using enamel matrix derivative and platelet-rich fibrin: influence on mature endothelial cell characteristics in vitro
US20210038652A1 (en) Extracellular vesicles derived from cells cultured under hypoxic conditions and uses thereof
Birru et al. Improved osteogenic differentiation of umbilical cord blood MSCs using custom made perfusion bioreactor
KR20160000576A (en) Culture scaffold for enhancing differentiation of stem cell comprising nano-structure
Gwon et al. Radially patterned transplantable biodegradable scaffolds as topographically defined contact guidance platforms for accelerating bone regeneration
KR102179902B1 (en) Scaffolds for differentiation of odontoblast and method for differentiation of odontoblast using the same
JP2016524967A (en) Functionalized three-dimensional scaffold using microstructure for tissue regeneration
Bosch et al. Design of functional biomaterials as substrates for corneal endothelium tissue engineering
Hsieh et al. Biological properties of human periodontal ligament cell spheroids cultivated on chitosan and polyvinyl alcohol membranes
US20070092493A1 (en) Living cell sheet
Sharif et al. Developing a synthetic composite membrane for cleft palate repair
Del Monico et al. Facial muscle tissue engineering
Bikuna-Izagirre et al. Nanofibrous PCL-Based Human Trabecular Meshwork for Aqueous Humor Outflow Studies

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant