KR102232371B1 - Biomaterial devices and topical compositions for treatment of skin abnormalities - Google Patents

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Abstract

유도된 조직 재생(GTR)을 위한 장치들은 키토산 및 가변성 콜라겐 조직(MCT)의 매트릭스를 포함하고, 여기서 상기 키토산은 MCT-키토산 복합 물질을 형성하기 위해 상기 MCT에 정전기적으로 결합되어 있다. 상기 MCT는 극피동물들로부터 분리될 수 있다. 상기 MCT-키토산 복합 재료는 바이오 필름, 3D-해면체, 하이드로 겔, 또는 전기 방사 나노 섬유로 제형화 될 수 있거나, 또는 상기 MCT-키토산 복합 재료는 바이오 물질 표면을 코팅할 수 있다. 상기 장치들은 상처 드레싱 및 3D 해면체들을 포함하는 조직 해면체들을 포함할 수 있다. 적용 분야에는 조직 공학 및 상처 치유가 포함되고, 상기 상처 치유에는 화상 및 유도된 조직 재생 적용과 관련된 다른 것이 있다. 약제학적으로 허용되는 국소 담체에 함유된 MCT 및 MCT-키토산 복합 물질은 흉터 치료뿐만 아니라 피부 변색 및 흑반/기미를 포함한 다양한 색소 침착 문제들을 치료하기 위한 화장품 용도들을 갖는다.Devices for induced tissue regeneration (GTR) include a matrix of chitosan and variable collagen tissue (MCT), wherein the chitosan is electrostatically bound to the MCT to form an MCT-chitosan complex material. The MCT can be isolated from echinoderms. The MCT-chitosan composite material may be formulated as a biofilm, 3D-cavernous body, hydrogel, or electrospun nanofiber, or the MCT-chitosan composite material may coat the surface of the biomaterial. The devices may comprise a wound dressing and tissue cavernous bodies including 3D cavernous bodies. Fields of application include tissue engineering and wound healing, and the wound healing includes burns and others related to induced tissue regeneration applications. The MCT and MCT-chitosan complex materials contained in pharmaceutically acceptable topical carriers have cosmetic uses for treating scars as well as various pigmentation problems including skin discoloration and black spots/stains.

Description

피부 이상 치료용 바이오물질 장치 및 국소 조성물{BIOMATERIAL DEVICES AND TOPICAL COMPOSITIONS FOR TREATMENT OF SKIN ABNORMALITIES}Biomaterial device and topical composition for treatment of skin abnormalities {BIOMATERIAL DEVICES AND TOPICAL COMPOSITIONS FOR TREATMENT OF SKIN ABNORMALITIES}

본 발명은 조직 유도 재생(GTR; guided tissue regeneration)을 위한 바이오 물질 장치들(biomaterial devices)에 관한 것이다. The present invention relates to biomaterial devices for guided tissue regeneration (GTR).

보다 구체적으로, 본 발명은 조직 해면체들(tissue sponges), 상처 드레싱들, 화장품 조성물들 및 다른 장치들 및 GTR의 효과를 내기 위해 가변 콜라겐 조직(MCT)을 포함하는 국소부위용 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 GTR의 효과를 내기 위해 MCT 및 키토산 바이오 폴리머(CHT; chitosan biopolymer)의 복합재들을 포함하는 장치들에 관한 것이다. 본 발명은 GTR을 촉진하기 위해 바이오 물질 장치들 내에서 MCT를 단독 또는 복합재로 적용하여 화상, 상처, 궤양, 및 기타 병변 및 관련된 피부 질환을 치료하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 또한 화장품 제제에 MCT 및/또는 MCT-키토산 복합재들을 적용함으로써, 흉터 및 피부 간반(chloasma)과 같은 피부 이상의 치료에 관한 것이며, 상기 변색은 갈변을 포함한다. More specifically, the present invention relates to a topical composition comprising tissue sponges, wound dressings, cosmetic compositions and other devices and variable collagen tissue (MCT) to effect GTR. More specifically, the present invention relates to devices including composites of MCT and chitosan biopolymer (CHT) to exert the effect of GTR. The present invention relates to the treatment of burns, wounds, ulcers, and other lesions and related skin diseases by applying MCT alone or in combination in biomaterial devices to promote GTR. The present invention also relates to the treatment of skin abnormalities such as scars and chloasma by applying MCT and/or MCT-chitosan composites to cosmetic formulations, the discoloration including browning.

천연 중합체들은 많은 제약 용도들 및 의료 장치 기술들에 사용되어왔다. 하나의 천연 중합체인 키토산(여기서 때때로 CHT라고도 함)이 나노 입자들, 마이크로스피어들(microspheres), 하이드로 겔들, 필름들, 섬유들, 정제의 제조에 사용되었다. 키토산은 경구, 비강, 비 경구, 경피 및 안과용 제제와 같은 잠재적인 약물 전달 시스템들을 준비하는데 사용되어 왔다. 키토산은 상처 드레싱 및 조직 해면체를 제조하는데 사용되어 왔다(Kumar et al., Chem. Rev. 2004, 104, 6017-6084). 그러나, 키토산 제제들 및 물질들은 제한된 안정성, 생분해성 및 인장 강도를 포함한 수많은 단점들이 있다. 변형된 키토산 및 합성 복합 재료들과 같은 재료들은 키토산이 평가되도록 많은 동일한 용도에 대해 시험되었지만, 이러한 재료들 중 다수는 불충분한 바이오 적합성을 포함한 유사 단점들을 겪고 있다.Natural polymers have been used in many pharmaceutical applications and medical device technologies. One natural polymer, chitosan (sometimes referred to herein as CHT), has been used in the manufacture of nanoparticles, microspheres, hydrogels, films, fibers, and tablets. Chitosan has been used to prepare potential drug delivery systems such as oral, nasal, parenteral, transdermal and ophthalmic formulations. Chitosan has been used to prepare wound dressings and tissue cavernous bodies (Kumar et al., Chem. Rev. 2004, 104, 6017-6084). However, chitosan formulations and materials suffer from numerous drawbacks including limited stability, biodegradability and tensile strength. Materials such as modified chitosan and synthetic composite materials have been tested for many of the same applications for chitosan to be evaluated, but many of these materials suffer from similar disadvantages including insufficient biocompatibility.

본 발명의 실시예들은 생분해성 및 생적합성 가변 콜라겐 조직(MCT) 및 MCT-키토산 복합 물질들을 제공한다. 이러한 복합재들은 하이드로 겔들, 바이오 필름들, 3차원 스폰지들 및 나노 섬유들과 같은 다양한 재료로 형성될 수 있다. 상기 MCT-키토산 복합 물질들은 공지된 키토산 재료들보다 강하고 기계적 특성이 우수하다. 상기 복합재들의 상기 MCT 성분은 상기 키토산 성분의 상기 항균 및 지혈 특성에 바이오 안정성, 세포 부착, 물리적 및 화학적 안정성, 및 향상된 기계적 특성들을 추가하여, 치료적 적용들에서 상기 복합재의 상기 효과를 상당히 증가시킨다.Embodiments of the present invention provide biodegradable and biocompatible variable collagen tissue (MCT) and MCT-chitosan composite materials. These composites can be formed from a variety of materials such as hydrogels, biofilms, three-dimensional sponges and nanofibers. The MCT-chitosan composite materials are stronger and have superior mechanical properties than known chitosan materials. The MCT component of the composites adds bio-stability, cell adhesion, physical and chemical stability, and improved mechanical properties to the antimicrobial and hemostatic properties of the chitosan component, significantly increasing the effect of the composite in therapeutic applications. .

따라서, 한 측면에서 본 발명은 MCT 또는 MCT와 키토산(CHT)의 매트릭스를 포함하는 조성물을 제공하고, 여기서 상기 MCT는 극피동물들로부터 분리된다. 상기 매트릭스에서, 상기 CHT는 MCT-CHT복합 재료를 형성하기 위해 수소결합 및 쌍극자-쌍극자 상호작용과 같은 정전기적 상호작용들에 의해 상기 MCT와 연결될 수 있다. 일 측면에서, 상기 MCT-키토산 복합재는 MCT내에서 GAG(glycosaminoglycan)와 콜라겐 사이에서 고분자 전해질이 가교된 구조 및 키토산의 N-글루코사민 단위체들과의 상호작용을 포함한다. 상기 가변 콜라겐 조직은 콜라겐 및 글리코오스아미노글리칸(GAG)으로 구성될 수 있다.Thus, in one aspect the present invention provides a composition comprising an MCT or a matrix of MCT and chitosan (CHT), wherein the MCT is isolated from echinoderms. In the matrix, the CHT may be connected to the MCT by electrostatic interactions such as hydrogen bonding and dipole-dipole interaction to form an MCT-CHT composite material. In one aspect, the MCT-chitosan composite includes a structure in which a polyelectrolyte is crosslinked between GAG (glycosaminoglycan) and collagen in MCT, and an interaction with N-glucosamine units of chitosan. The variable collagen tissue may be composed of collagen and glycosaminoglycan (GAG).

일 측면에서, 상기 MCT는 콜라겐 및 황산 콘드로이틴을 포함할 수 있다. 상기 조성물들, 또는 상기 MCT는 상기 조성물을 형성하는데 사용되었고, 그것은 주로 제1 형 콜라겐으로 구성될 수 있다. 상기 키토산은 약 60% 내지 약 99%의 탈 아세틸화 정도(deacetylation degree)를 가질 수 있다. 상기 키토산의 평균분자량은 약 20kDa 내지 약 400kDa일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기 복합 물질들에서 상기 MCT의 질량비는 상기 복합 물질에서 상기 키토산 질량비의 100:0 내지 10:90일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기 MCT의 상기 질량비는 상기 키토산 질량비의 약 100:0 내지 50:50이다.In one aspect, the MCT may include collagen and chondroitin sulfate. The compositions, or the MCT, were used to form the composition, and it may consist primarily of type 1 collagen. The chitosan may have a deacetylation degree of about 60% to about 99%. The chitosan may have an average molecular weight of about 20 kDa to about 400 kDa. In some embodiments, the mass ratio of the MCT in the composite materials may be 100:0 to 10:90 of the mass ratio of chitosan in the composite material. In some embodiments, the mass ratio of the MCT is about 100:0 to 50:50 of the chitosan mass ratio.

적절한 극피동물들을 선택 및 분리하는 절차를 통해, 콜라겐 및 글리코오스아미노글리칸을 높은 수율로 얻은 MCT의 양과 비율이 제어될 수 있다. 예를 들어, 여러 결합 조직들의 주요 구조적 조성물인 원섬유형 콜라겐 함량이 더 높은, 제1 형 콜라겐의 함량을 갖는 MCT가 분리될 수 있으며 본 명세서에 기재된 조성물들에 사용할 수 있다. 추가적으로, 분리된 상기 MCT들은 구조적 이질성뿐만 아니라, 원섬유의 콜라겐(I, II, III, V, XI) 및 글리코오스아미노글리칸(황산 콘드로이틴(chondroitin sulfate), 히알루론산)의 유형의 본질적 측면에서, 편향되거나 제어될 수 있다. Through the procedure of selecting and isolating appropriate echinoderms, the amount and ratio of MCTs obtained with high yields of collagen and glycosaminoglycans can be controlled. For example, an MCT having a higher fibrillar collagen content, which is a major structural composition of several connective tissues, of type 1 collagen can be isolated and used in the compositions described herein. Additionally, the isolated MCTs are not only in terms of structural heterogeneity, but also in the essential aspect of the types of fibrillar collagen (I, II, III, V, XI) and glycosaminoglycans (chondroitin sulfate, hyaluronic acid). , Can be biased or controlled.

일 실시예에서, 상기 MCT는 극피동물들로부터 분리될 수 있다. 더 상세한 일 실시예에 있어서, 상기 MCT는 성게들 및 해삼들과 같은 극피동물들로부터 분리될 수 있다. 더욱 상세한 일 실시예에 있어서, 상기 MCT는 해삼들로부터 분리될 수 있다.In one embodiment, the MCT may be separated from echinoderms. In a more detailed embodiment, the MCT may be separated from echinoderm animals such as sea urchins and sea cucumbers. In a more detailed embodiment, the MCT may be separated from sea cucumbers.

다른 일 실시예에서, MCT는 콜라겐으로 구성될 수 있다. 더욱 상세한 일 실시예에서 상기 콜라겐은 제1형, 2형, 3형, 5형 또는 11형 원섬유형 콜라겐일 수 있다. 더욱 상세한 일 실시예에서, 원섬유형 콜라겐은 제1 형이다. 본 명세서에 기재된 상기 분리 공정에 의해, 제1형 원섬유형 콜라겐은 선택적으로 분리될 수 있다.In another embodiment, the MCT may be composed of collagen. In a more detailed embodiment, the collagen may be type 1, type 2, type 3, type 5, or type 11 fibrillar collagen. In one more detailed embodiment, the fibrillar collagen is type 1. By the separation process described herein, type 1 fibrillar collagen may be selectively separated.

다른 실시예에서, 상기 MCT는 콜라겐 및 글리코오스아미노글리칸을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기 글리코오스아미노글리칸은 황산 콘드로이틴, 히알루론산, 헤파린, 황산 케라탄, 황산 헤파란 및/또는 황산 더마탄(dermatan sulfate) 또는 두 성분들의 혼합물을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, MCT에 있는 글리코오스아미노글리칸은 황산 콘드로이틴 및/또는 히알루론산 또는 두 성분들의 혼합물을 포함할 것이다.In another embodiment, the MCT may include collagen and glycosaminoglycan. In some embodiments, the glycosaminoglycan may include chondroitin sulfate, hyaluronic acid, heparin, keratan sulfate, heparan sulfate, and/or dermatan sulfate, or a mixture of the two components. In another embodiment, the glycosaminoglycan in the MCT will comprise chondroitin sulfate and/or hyaluronic acid or a mixture of the two components.

상기 MCT및 MCT-키토산 조성물은 하이드로 겔, 바이오 필름, 3D-해면체, 또는 나노 섬유일 수 있다. 나노 입자들은 경구 용액, 제4 용액, 또는 에어로졸과 같이 다양한 치료제 전달 시스템들로 제형화 될 수 있다. 바이오 필름은 상처 치유, 표면 코팅, 포장재로 형성될 수 있다. 3D-해면체들은 조직 공학 및 상처 드레싱 템플릿들과 같은 해면체로 사용될 수 있다. 나노 섬유들은 상처 드레싱 템플릿 또는 표면 코팅제들로서 제형화 될 수 있다. The MCT and MCT-chitosan composition may be a hydrogel, a biofilm, a 3D-cavernous body, or a nanofiber. Nanoparticles can be formulated into various therapeutic delivery systems such as oral solutions, fourth solutions, or aerosols. Biofilms can be formed as wound healing, surface coating, and packaging. 3D-cavernous bodies can be used as cavernous bodies such as tissue engineering and wound dressing templates. Nanofibers can be formulated as wound dressing templates or surface coatings.

몇몇 실시예들에서, 상기 MCT및 MCT-CHT 복합 재료는 물리적 및/또는 화학적 공정에 의해 가교될 수 있다. 물리적 가교는 방사선 처리(UV, 감마) 및/또는 열 처리에 의해 달성될 수 있다. 화학적 가교는 가교제를 MCT 또는 MCT-키토산 복합재에 첨가함으로써 달성될 수 있고, MCT의 상기 함량과 관련하여 가교된 바이오 물질들에 사용되는 가교제의 양은 약 0.1 내지 약 1.0%일 수 있다. 사용될 수 있는 가교제들은 글루타르알데하이드, 에틸-디메틸-카르보디미드(carbodiimide)(EDC)-M-하이드록시숙시니미드(hydroxysuccinimide)(NHS), 리보플라빈(riboflavin), 제니핀(genipin) 등을 포함한다. 상기 MCT 및 상기 MCT-키토산 복합 물질은 또한 향상된 수분 흡수, 열 안정성, 증기 투과 및 세포 부착을 갖는 3D 해면체의 바이오 필름을 만들어 낼 수 있다. 이러한 실시예들에서, 상기 바이오 필름들 및/또는 3D-해면체들은 조직 공학을 위한 해면체들, 및 수술 및 의료적 적용을 위한 상처 드레싱 템플릿으로서 적합할 수 있다. In some embodiments, the MCT and MCT-CHT composite material may be crosslinked by physical and/or chemical processes. Physical crosslinking can be achieved by radiation treatment (UV, gamma) and/or heat treatment. Chemical crosslinking can be achieved by adding a crosslinking agent to the MCT or MCT-chitosan composite, and the amount of the crosslinking agent used in the crosslinked biomaterials with respect to the above content of MCT may be about 0.1 to about 1.0%. Crosslinking agents that can be used include glutaraldehyde, ethyl-dimethyl-carbodiimide (EDC)-M-hydroxysuccinimide (NHS), riboflavin, genipin, etc. do. The MCT and the MCT-chitosan composite material can also produce a 3D cavernous biofilm with improved moisture absorption, thermal stability, vapor permeation and cell adhesion. In these embodiments, the biofilms and/or 3D-cavernous bodies may be suitable as cavernous bodies for tissue engineering, and as a wound dressing template for surgical and medical applications.

본 명세서에서 또한 본 발명의 상기 방법은 포유류 MCT 또는 MCT-키토산 복합 물질을 투여하는 것을 포함하는, 생물활성제를 포유류에게 전달하는 방법을 제공한다. 상기 MCT 및 MCT-키토산 복합 물질들은 약물 또는 영양소와 같은 생물활성제를 캡슐화 하는 나노입자, 나노섬유, 하이드로 겔, 바이오 필름 또는 3D-해면체를 형성할 수 있다. 약물들, 비타민들, 및 영양소들은 지방을 포함한다. 예를 들어, 오메가-3 및 오메가-6 를 포함하는 지방산들, 지용성 비타민(예를 들어, 비타민 A, D, E 및/또는 E), 항생제들(예를 들어, 아목시실린, 암피실린, 클린다마이신, 독시사이클린, 에리스로마이신, 메트로니다졸, 페니실린, 테트라사이클린, 반코마이신 등), 프로바이오틱스(예를 들어, 젖산 박테리아, 비피도 박테리아 등), 활성 피부 화합물들(예를 들어, 레티노 산, 트라넥사믹 산, 과산화수소, 하이드로 퀴논, 시스테아민, 아젤라익 산, 티로시나아제 억제제 등), β-카로틴 및/또는 아스코르빅 산과 같은 미량 원소들, 단백질들, 및 펩타이드를 포함한다. 일부 실시예들에서, MCT들 및 다른 영양 보충제들은 MCT-키토산 복합 매트릭스, 또는 MCT-키토산 복합 매트릭스를 포함하는 조성물에 포함될 수 있다. In the present specification, the method of the present invention also provides a method of delivering a bioactive agent to a mammal, comprising administering a mammalian MCT or an MCT-chitosan complex material. The MCT and MCT-chitosan composite materials may form nanoparticles, nanofibers, hydrogels, biofilms, or 3D-cavernous bodies encapsulating bioactive agents such as drugs or nutrients. Drugs, vitamins, and nutrients include fat. For example, fatty acids including omega-3 and omega-6, fat-soluble vitamins (e.g. vitamins A, D, E and/or E), antibiotics (e.g., amoxicillin, ampicillin, clindamycin, doxycycline) , Erythromycin, metronidazole, penicillin, tetracycline, vancomycin, etc.), probiotics (e.g. lactic acid bacteria, bifidobacteria, etc.), active skin compounds (e.g. retinoic acid, tranexamic acid, hydrogen peroxide, hydro Quinone, cysteamine, azelaic acid, tyrosinase inhibitors, etc.), trace elements such as β-carotene and/or ascorbic acid, proteins, and peptides. In some embodiments, MCTs and other nutritional supplements may be included in a composition comprising an MCT-chitosan complex matrix, or an MCT-chitosan complex matrix.

상기 MCT 및 MCT-키토산 복합 물질들은 상기 MCT 및 상기 복합 물질들을 제조하기 위한 성분들 및 방법들의 수를 변화시킴으로써, 다양한 조건 하에서 다양한 속도로 분해되도록 맞춤화 될 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 MCT 및 MCT-키토산 복합 물질의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은 본 명세서에 기재된 인간과 같은 포유류의 박테리아 감염 및/또는 진균 감염, 화상, 당뇨병 발 및 염증 상태와 같은 상태의 치료에 유용한 바이오 의학 장치 및 의약의 제조를 위한 조성물의 상기 용도를 추가로 제공한다. The MCT and MCT-chitosan composite materials can be customized to decompose at various rates under various conditions by varying the number of components and methods for preparing the MCT and the composite materials. Accordingly, the present invention also provides a method of manufacturing an MCT and MCT-chitosan composite material. The present invention further relates to the use of the composition for the manufacture of biomedical devices and medicaments useful for the treatment of conditions such as bacterial infections and/or fungal infections, burns, diabetic feet and inflammatory conditions in mammals such as humans as described herein. to provide.

또 다른 측면에서, MCT 및 MCT-키토산 복합 바이오 물질들은 콜라겐화, 흉터 치유, 상처 치유, 기미(melasma) 및 간반(chloasma)의 감소, 및 기타 피부관련 이익들을 증진시키기 위해 치료용 화장품들, 또는 약용화장품으로 제공될 수 있고, MCT 또는 MCT-키토산 복합재들은 용액, 현탁액, 액체, 겔, 연고, 로션, 또는 크림을 포함하지만 이에 제한되지 않으며 약학적으로 허용되는 국소 담체와 함께 사용된다.In another aspect, the MCT and MCT-chitosan complex biomaterials are therapeutic cosmetics to promote collagenization, scar healing, wound healing, reduction of melasma and chloasma, and other skin-related benefits, or Medicinal cosmetics may be provided, and MCT or MCT-chitosan composites are used with a pharmaceutically acceptable topical carrier including, but not limited to, solutions, suspensions, liquids, gels, ointments, lotions, or creams.

따라서, 바이오 적합성 및 생분해성이 있고, 인간 및 다른 포유류의 치료 및 요법에 사용하는데 적합한 안정성 및 기계적 특성들 및 성능을 갖는 새로운 물질들이 필요하다. 이러한 새로운 물질들 및 조성물들은 바람직하게는 키토산 단독에 대해, 예를 들어 추가적 및/또는 개선된 바이오 적합성, 높은 안정성 및 개선된 물리적, 생물학적 특성과 같은 장점을 가질 수 있다 치료제 전달을 위한 해면 조직들, 상처 드레싱들, 화장품들 및/또는 시스템들로써, 이들 물질의 사용가능성은 바이오 의학 공학, 바이오 물질 및 조직 공학 분야의 연구자들에게 추가로 도움이 될 것이다. Accordingly, there is a need for new materials that are biocompatible and biodegradable and have stability and mechanical properties and performance suitable for use in the treatment and therapy of humans and other mammals. These new substances and compositions may preferably have advantages over chitosan alone, for example additional and/or improved biocompatibility, high stability and improved physical and biological properties. Spongy tissues for delivery of therapeutic agents. , Wound dressings, cosmetics and/or systems, the availability of these materials will further benefit researchers in the fields of biomedical engineering, biomaterials and tissue engineering.

하기 도면들은 본 명세서의 일부를 구성하고 특정 실시예들 또는 본 발명의 다양한 측면을 추가로 설명하기 위해 포함된다. 어떤 경우에, 본 발명의 실시예들은 여기에 제시된 상기 상세한 설명과 함께 첨부된 도면을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 상기 설명 및 첨부된 도면들은 특정 예 또는 본 발명의 특정 측면을 강조할 수 있다. 그러나, 통상의 기술자들은 상기 예시 또는 관점의 일부분이 본 발명의 실시예에 따른 측면 또는 다른 예시와 조합하여 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
도면에서:
도 1A 및 1B는 일반적인 콜라겐 구조와 일반적인 MCT 구조 사이의 비교 구조를 도시한다.
도2는 글리코오스아미노글리칸들의 일반적인 구조들을 도시한다.
도 3A 및 3B는 소 콜라겐과 MCT사이의 원섬유 콜라겐 구조의 비교형태를 도시한다.
도 4는 키토산의 일반적인 구조를 도시한다.
도 5A 및 5B는 일 실시예에 따른 MCT-키토산 복합 물질들의 제조에 대한 개략도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 MCT-키토산 복합 바이오 필름들의 제조에 대한 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 MCT-키토산 복합3D-해면체들의 제조에 대한 개략도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 MCT-키토산 복합 하이드로 겔들의 제조에 대한 개략도이다.
도 9A는 MCT-키토산 전기방사 나노섬유들의 제조에 대한 개략도이고, 도 9B는 실시예에 따른 나노섬유들의 사진이다.
도 10A는 MCT-CHT 복합 바이오 필름들의 기계적 특성들에 대한 가교제(글루타르알데히드 0.1% v/v)의 효과를 도시하고, 도 10B는 일 실시예에 따른 MCT-CHT 복합 바이오 필름들의 팽창 거동을 도시한다.
도 11A 및 11B는 MCT-키토산 바이오 필름들 및 이들의 상처 드레싱 템플릿들로 적용이 가능한 대표적인 예시를 도시하고, 도 11C 및 11D는 주사 전자 현미경(SEM)에 의한 MCT-키토산 복합 전기방사 나노섬유의 형태적 특성을 도시한다.
도 12는 GTR 적용에 사용되는 다양한 MCT-키토산 복합 물질들의 개략도이다.
도 13A-13C는 실시예들에 따라 상이한 MCT/CHT 질량비로 제조된 MCT-키토산(MCT/CHT) 복합 3D-해면체들의 물리적 외관을 도시한다.
도 14는 상이한 MCT/CHT 질량비로 제형화 된 MCT-키토산 복합 3D-해면체들에 대한 TGA 온도 기록(thermogram)을 도시한다.
도 15는 상이한 MCT/CHT의 질량비로 제형화 된 상이한 MCT-키토산 복합 3D-해면체들에 대한 흡수 용량(absorption capacity)을 도시한다.
도 16A(세포 미첨가) 및 16B(세포 첨가)는 ADSC세포의 MCT-CHT-3D-해면체들로의 흡수를 나타내는 SEM 현미경을 도시한다.
도 17은 15일 배양 기간 동안 MCT-키토산 복합 3D-해면체들에서 배양된 ADSC 세포들의 증식 프로파일을 도시한다.
도 18은 상이한 질량비의 MCT-키토산 복합재들로 제조된 복합전기방사 나노섬유(ESNF)의 ATR-FTIR스펙트럼을 도시한다.
도 19는 키토산, MCT 및 MCT-키토산 복합재들에 대한 TGA의 열 분석을 도시한다.
도 20A-20C는 키토산의 SEM 현미경 사진이고, 도 20D-20F는 MCT-키토산 ESNFs의 SEM 현미경 사진이고, 눈금 막대는 10 mm (도 20A 및 20D), 눈금 막대는 2 mm (도 20B 및 20E), 및 눈금 막대는 200 mm (도 20C 및 20F), 여기서 원은 키토산 ESNF에서 잘못된 전기 방사 공정과 관련된 방울의 존재를 나타내며, 전기방사된 나노섬유들을 얻기 위한 MCT-키토산 복합재들의 개선 정도를 나타낸다.
도 21은 키토산, MCT 및 MCT-키토산 복합 ESNF들과 함께 배양된 L929 섬유아세포들의 증식을 도시한다.
도 22A-22C는 7일 배양 후, 키토산(도 22A), MCT- 키토산 복합재(도 22B) 및 MCT(도 22C) ESNF들에 대한 세포부착을 보여주는 SEM 현미경 사진이다.
도 23은 겔 전기영동 분석(SDS-PAGE)으로서, 송아지 및 닭으로부터 추출된 콜라겐 샘플들과 비교하여 MCT에 대한 주요 단백질 결합들을 도시한다.
도 24는 해삼으로부터 상기 MCT의 분리 공정의 상기 효과를 보여주는 겔 전기영동 분석(SDS-PAGE)을 도시하며, 배치(batch)로부터 배치까지의 MCT에 대한 단백질 결합들의 일관성이 도시되었다.
도 25A는 송아지 콜라겐과 비교하여 MCT 콜라겐에 대한 FTIR-적외선 스펙트럼에 관한 것으로, 두 샘플들 사이의 상기 화학적 구조 차이들을 보여주며, 도 25B는 해삼으로부터의 MCT 분리 공정의 효과를 보여주는 비교 FTIR 스펙트럼을 도시한 것으로, 배치로부터 배치까지의 MCT에 대한 상기 FTIR 화학적 프로파일의 일관성이 도시되었다.
도 26은 송아지 콜라겐 샘플들에 대한 열 거동의 차이를 나타내는 콜라겐 샘플들의 열 용량 분석(TGA)을 도시한다.
도 27은 해삼에서 추출되고, 송아지 피부로부터 분리된 소 콜라겐과 비교한 가변 콜라겐 조직에서 발견되는 콜라겐 구조 아미노산 조성물의 분포를 보여준다.
도 28A 및 28B는 용매 캐스팅 기법에 의해 제조된 MCT-키토산 드레싱 템플릿(3D-해면체)의 형태 및 다공성을 보여주는 주사 전자 현미경(SEM) 이미지이다.
도 29A 및 29B는 전기 방사 기술에 의해 제조된 MCT-키토산 나노섬유 드레싱 템플릿의 상기 표면 형태 및 구조를 보여주는 전기 주사 현미경(SEM) 이미지들이다.
도30A 및 30B는 일 실시예에 따른 흉터 크림의 투여 효과를 나타내는 사진의 전후를 나타낸다.
도 31A 및 도 31B는 일 실시예에 따른 흉터 크림의 투여 효과를 나타내는 사진의 전후를 추가적으로 나타낸다.
도 32A-32C는 일 실시예에 따른 흉터 크림의 투여 효과를 나타내는 사진의 전후를 추가로 더 나타낸다.
도 33A 및 33B는 일 실시예에 따른 흉터 크림의 투여 효과를 나타내는 사진의 전후를 추가로 더 나타낸다.
도 34A-34D는 일 실시예에 따른 흉터 크림의 투여 효과를 나타내는 사진의 전후를 나타낸다.
도 35A-35C는 MCT-DHT 복합 구조를 도시한다.
도 36은 일 실시예에 따른 상처 해면체 및 그 특성 및 특징을 도시한다.
도 37은 일 실시예에 따른 3D 해면체의 기능을 도시한다.
도 38은 일 실시예에 따른 장치의 기능을 도시한다.
The following drawings are included to form a part of this specification and to further illustrate specific embodiments or various aspects of the invention. In any case, embodiments of the invention may be best understood by reference to the accompanying drawings in conjunction with the above detailed description presented herein. The above description and the accompanying drawings may highlight specific examples or specific aspects of the invention. However, those skilled in the art will understand that some of the above examples or aspects may be used in combination with aspects or other examples according to embodiments of the present invention.
In the drawing:
1A and 1B show a comparative structure between a typical collagen structure and a typical MCT structure.
Figure 2 shows the general structures of glycosaminoglycans.
3A and 3B show a comparative form of fibrillar collagen structure between bovine collagen and MCT.
4 shows the general structure of chitosan.
5A and 5B are schematic diagrams of the preparation of MCT-chitosan composite materials according to an embodiment.
6 is a schematic diagram of the production of MCT-chitosan composite biofilms according to an embodiment.
7 is a schematic diagram of the preparation of MCT-chitosan complex 3D-cavernous bodies according to an embodiment.
8 is a schematic diagram of the preparation of MCT-chitosan complex hydrogels according to an embodiment.
9A is a schematic diagram of the preparation of MCT-chitosan electrospun nanofibers, and FIG. 9B is a photograph of the nanofibers according to the embodiment.
10A shows the effect of a crosslinking agent (glutaraldehyde 0.1% v/v) on the mechanical properties of MCT-CHT composite biofilms, and FIG. 10B shows the expansion behavior of MCT-CHT composite biofilms according to an embodiment. Shows.
11A and 11B show representative examples applicable to MCT-chitosan biofilms and their wound dressing templates, and FIGS. 11C and 11D are MCT-chitosan composite electrospun nanofibers by scanning electron microscopy (SEM). Shows morphological characteristics.
12 is a schematic diagram of various MCT-chitosan composite materials used for GTR application.
13A-13C show the physical appearance of MCT-chitosan (MCT/CHT) composite 3D-cavernous bodies prepared with different MCT/CHT mass ratios according to embodiments.
FIG. 14 shows TGA thermograms for MCT-chitosan complex 3D-cavernous bodies formulated with different MCT/CHT mass ratios.
FIG. 15 shows the absorption capacity for different MCT-chitosan complex 3D-cavernous bodies formulated with different MCT/CHT mass ratios.
Figures 16A (no cells added) and 16B (cells added) show SEM microscopy showing the uptake of ADSC cells into MCT-CHT-3D-cavernous bodies.
Figure 17 shows the proliferation profile of ADSC cells cultured in MCT-chitosan complex 3D-cavernous bodies during a 15-day culture period.
18 shows the ATR-FTIR spectrum of composite electrospun nanofibers (ESNF) made of MCT-chitosan composites of different mass ratios.
19 shows thermal analysis of TGA for chitosan, MCT and MCT-chitosan composites.
Figures 20A-20C are SEM micrographs of chitosan, Figures 20D-20F are SEM micrographs of MCT-chitosan ESNFs, scale bars are 10 mm (Figures 20A and 20D), scale bars are 2 mm (Figures 20B and 20E). , And the scale bar 200 mm (Figs. 20C and 20F), where the circle indicates the presence of droplets associated with the erroneous electrospinning process in chitosan ESNF, and the degree of improvement of the MCT-chitosan composites to obtain electrospun nanofibers.
Figure 21 shows the proliferation of L929 fibroblasts cultured with chitosan, MCT and MCT-chitosan complex ESNFs.
22A-22C are SEM micrographs showing cell adhesion to chitosan (FIG. 22A), MCT-chitosan composite (FIG. 22B) and MCT (FIG. 22C) ESNFs after 7 days of culture.
FIG. 23 is a gel electrophoresis analysis (SDS-PAGE) showing major protein bindings to MCT compared to collagen samples extracted from calves and chickens.
Figure 24 shows a gel electrophoresis analysis (SDS-PAGE) showing the effect of the separation process of the MCT from sea cucumber, and the consistency of protein bindings to MCT from batch to batch is shown.
Figure 25A relates to the FTIR-infrared spectrum for MCT collagen compared to calf collagen, showing the chemical structure differences between the two samples, Figure 25B is a comparative FTIR spectrum showing the effect of the MCT separation process from sea cucumber As shown, the consistency of the FTIR chemical profile for the batch-to-batch MCT is shown.
26 shows a thermal capacity analysis (TGA) of collagen samples showing differences in thermal behavior for calf collagen samples.
Figure 27 shows the distribution of the collagen structure amino acid composition found in variable collagen tissue compared to bovine collagen extracted from sea cucumber and isolated from calf skin.
28A and 28B are scanning electron microscopy (SEM) images showing the morphology and porosity of an MCT-chitosan dressing template (3D-cavernous body) prepared by a solvent casting technique.
29A and 29B are electro-scanning microscopy (SEM) images showing the surface morphology and structure of the MCT-chitosan nanofiber dressing template prepared by electrospinning technology.
Figures 30A and 30B show before and after photographs showing the effect of administration of a scar cream according to an embodiment.
31A and 31B additionally show before and after photographs showing the effect of administration of a scar cream according to an embodiment.
32A-32C further show before and after pictures showing the effect of administration of a scar cream according to an embodiment.
33A and 33B further show before and after pictures showing the effect of administration of a scar cream according to an embodiment.
34A-34D show before and after photographs showing the effect of administration of a scar cream according to an embodiment.
35A-35C show the MCT-DHT composite structure.
36 is a view showing a wound cavernous body and its characteristics and characteristics according to an embodiment.
37 illustrates the function of a 3D cavernous body according to an embodiment.
38 is a diagram illustrating a function of a device according to an embodiment.

본 출원은 2018년 9월 6일자로 출원된 미국 정규출원 제 16/123,986호의 이익을 주장하며, 본출원에서 그 전체를 참고문헌으로 포함한다.This application claims the benefit of U.S. Regular Application No. 16/123,986, filed September 6, 2018, which is incorporated by reference in its entirety in this application.

본 발명의 관점들에 따르면, 본 출원은 가변 콜라겐 조직(MCT) 및 키토산의 조합을 포함하는 새로운 생분해성, 바이오 적합성 복합 물질들을 설명한다. 상기 MCT 및 MCT-키토산 복합재들은 매우 다재다능하며, 예를 들어 피부 패치, 3차원 해면체들, 생분해성 봉합선들, 및 조직 공학에서 세포 증식을 위한 해면체들뿐만 아니라 조직 재생을 위한 하이드로 겔 및 바이오 필름들과 같은 다양한 종류의 바이오 물질로 구성될 수 있다. According to aspects of the present invention, this application describes novel biodegradable, biocompatible composite materials comprising a combination of variable collagen tissue (MCT) and chitosan. The MCT and MCT-chitosan composites are very versatile, e.g. skin patches, three-dimensional cavernous bodies, biodegradable sutures, and cavernous bodies for cell proliferation in tissue engineering, as well as hydrogels and biofilms for tissue regeneration. It can be composed of various types of biomaterials, such as.

추가적으로, 상기 MCT 및 MCT-키토산 복합 물질은 또한 개선된 수분흡수, 열 안정, 증기 투과 및 세포 부착을 갖는 3D-해면체의 바이오 필름과 같은 바이오 필름을 생성할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 상기 바이오 필름들 및/또는 3D-해면체들은 조직 공학에서 안내된 조직 재생을 위한 해면체, 및 수술 및 의료적 적용을 위한 상처 드레싱 템플릿으로서 적합할 것이다.Additionally, the MCT and MCT-chitosan composite material may also produce a biofilm such as a 3D-cavernous biofilm with improved water absorption, heat stability, vapor permeation and cell adhesion. In some embodiments, the biofilms and/or 3D-cavernous bodies would be suitable as cavernous bodies for guided tissue regeneration in tissue engineering, and wound dressing templates for surgical and medical applications.

정의: 본 명세서의 특정 용어들은 다음과 같은 의미를 갖는다. 본 명세서에서 사용된 다른 모든 용어들 및 문구들은 통상의 기술자가 이해할 수 있는 평범하고 일반적인 의미를 갖는다. 이러한 명백하고 일반적인 의미는 Hawley's Condensed Chemical Dictionary 14th Edition, by R.J. Lewis, John Wiley & Sons, New York, N.Y., 2001.의 기술사전들을 참조하여 얻을 수 있다. Definition : Certain terms in this specification have the following meanings. All other terms and phrases used herein have a plain and general meaning that can be understood by a person of ordinary skill in the art. This clear and general meaning can be obtained by referring to the technical dictionaries of Hawley's Condensed Chemical Dictionary 14 th Edition, by RJ Lewis, John Wiley & Sons, New York, NY, 2001.

본 명세서에서 "일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예" 등은 상기 실시예가 특정 관점, 특징, 구조, 일부, 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 반드시 관점, 특징, 구조, 일부, 또는 특성을 포함하는 것은 아니라는 나타낸다. 게다가, 이러한 문구들은 본 명세서의 다른 부분들에서 언급된 동일한 실시예를 지칭할 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 또한, 특정 관점, 특징, 구조, 일부, 또는 특성이 실시예와 관련하여 설명될 때, 통상의 기술자에게 설명되기 위해 그러한 관점, 특징, 구조, 일부, 또는 다른 실시예들과 관련된 특성이 통상의 기술자의 지식 내에 있는 것인지가 명시적으로 기술되었는지 본다.In the present specification, "one embodiment", "an embodiment", "exemplary embodiment", etc. may include specific aspects, features, structures, parts, or characteristics, but all embodiments necessarily It indicates that it does not contain structures, parts, or properties. In addition, these phrases may refer to the same embodiment mentioned in other parts of this specification, but are not necessarily the case. In addition, when a particular aspect, feature, structure, part, or feature is described in connection with an embodiment, the feature related to that aspect, feature, structure, part, or other embodiments is conventional in order to be described to a person skilled in the art. See if it is explicitly stated if it is within the knowledge of the technician.

"및/또는"이라는 상기 용어는 항목 중 하나, 항목의 조합 또는 이 용어와 관련된 모든 항목을 의미한다. The term "and/or" means one of the items, a combination of items, or all items related to the term.

"a", "an", 및 "the"의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 다른 의미로 해석되지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이에 더해, 예를 들어, "화합물"에 대한 언급은 다수의 이러한 화합물들을 포함하므로, 화합물 X는 다수의 화합물들 X를 포함한다. The singular expressions of "a", "an", and "the" include plural expressions unless the context clearly interprets otherwise. In addition, for example, reference to “a compound” includes a number of such compounds, so compound X includes a number of compounds X.

"약" 이라는 용어는 명시된 값의 ± 5%, ± 10%, ± 20%, 또는 ± 25%의 변화를 가리킬 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 "약 50" 퍼센트는 45 내지 55퍼센트의 변동을 가질 수 있다. 정수 범위의 경우, "약"이라는 상기 용어는 인용된 정수보다 크거나 및/또는 작은 정수를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 달리 지시되지 않는 한, "약"이라는 상기 용어는 예를 들어, 중량 백분율과 같은 상기 개별 성분, 상기 조성물, 또는 상기 실시예의 기능적 측면에서 동등한 가치인 언급된 범위에 근접한 가치를 포함하는 것으로 의도된다. 추가적으로, 언급된 범위(예를 들어, 중량 백분율, 탄소 그룹들 등)는 특정 값, 정수, 십진법, 또는 동일성의 범위를 포함한다. 본 명세서에 나열된 특정 값들은 단지 예시를 위한 것이며 다른 정의 값 또는 정의된 범위 내의 다른 값들은 제외하지 않는다. The term “about” may refer to a change of ± 5%, ± 10%, ± 20%, or ± 25% of the specified value. For example, in some embodiments "about 50" percent may have a variation of 45 to 55 percent. In the case of an integer range, the term “about” may include integers greater than and/or less than the recited integer. Unless otherwise indicated herein, the term “about” includes values close to the stated range that are of equivalent value in terms of the functional aspects of the individual components, compositions, or examples, for example, by weight. Is intended to be. Additionally, stated ranges (eg, weight percentages, carbon groups, etc.) include specific values, integers, decimals, or ranges of identity. Certain values listed herein are for illustrative purposes only and do not exclude other defining values or other values within a defined range.

"하나 이상의"이라는 상기 어구는 특히 그 사용시의 문맥에서 읽을 때 통상의 기술자에게 쉽게 이해된다. 예를 들어, 페닐 고리가 2치환된 경우, 페닐 고리상의 하나 이상의 치환기는 예를 들어, 1 내지 5개, 또는 1내지 최대 4개를 지칭하기도 한다 The phrase “one or more” is readily understood by the skilled person, especially when read in the context of its use. For example, when the phenyl ring is disubstituted, one or more substituents on the phenyl ring may refer to, for example, 1 to 5, or 1 to up to 4

"접촉"이라는 상기 용어는 예를 들어, 반응 혼합물 또는 용액 내 물리적 변화 또는 다른 반응 혼합물 내 물리적 변화처럼, 상기 분자 수준을 포함하여, 터치, 접촉, 또는 즉시 또는 가까이 가져오는 행위를 의미한다. The term "contact" refers to an act of touching, contacting, or bringing immediately or near, including at the molecular level, for example a physical change in a reaction mixture or solution or a physical change in another reaction mixture.

"유효량"은 일반적으로 원하는 효과를 제공하는 양을 의미한다. 그러므로 유효량은 치료되는 상태 또는 질병 상태에 대한 치료 효능을 향상시키는데 충분한 투여량을 의미한다. 따라서, 상기 유효량은 상기 환자, 상기 질병, 및 영향을 받는 상기 치료에 따라 달라질 수 있다. “Effective amount” generally means an amount that provides the desired effect. Therefore, an effective amount means an amount sufficient to improve the therapeutic efficacy for the condition or disease condition being treated. Thus, the effective amount may vary depending on the patient, the disease, and the treatment affected.

"환자" 또는 "주체" 와 같은 상기 용어들은 들쥐들, 생쥐들, 다른 설치류들, 토끼들, 개들, 고양이들, 돼지들, 소들, 양들, 말들, 영장류들, 및 인간을 포함한 포유류와 같은 임의의 동물을 가리킨다. The terms such as "patient" or "subject" can be used as any of the mammals, including voles, mice, other rodents, rabbits, dogs, cats, pigs, cows, sheep, horses, primates, and humans. Refers to an animal of.

MCT와 관련하여, "실질적으로 콜라겐을 포함"이라는 상기 문구는 적어도 원섬유형 콜라겐을 포함함을 의미한다. 예를 들어, MCT 원섬유형 콜라겐은 제 1, 2, 3, 5 및/또는 11형 콜라겐을 포함할 수 있다. 일 측면에서, MCT 원섬유형 콜라겐은 제1 형으로 특징화 될 것이다. 본 명세서에 기재된 복합재들로부터 명확히 제외되거나 포함될 수 있는 다른 화합물들은 제2, 3, 5 및/또는 11형 원섬유형 콜라겐 또는 이들의 조합을 포함한다. "글루코오스아미노글리칸"의 상기 용어는 예를 들어, 황산 콘드로이틴(chondroitin sulfate), 히알루론산, 헤파린, 황산 케라탄, 황산 헤파란 및/또는 황산 더마탄과 같은 반복 이당류 단위체를 포함하는 긴 비 분지 다당류들을 포함하는 분자를 의미한다. In the context of MCT, the phrase “substantially comprising collagen” means comprising at least fibrillar collagen. For example, the MCT fibrillar type collagen may include type 1, 2, 3, 5, and/or type 11 collagen. In one aspect, the MCT fibrillar collagen will be characterized as type 1. Other compounds that may be explicitly excluded or included from the composites described herein include type 2, 3, 5 and/or type 11 fibrillar collagen or combinations thereof. The term "glucose aminoglycan" refers to long non-branched disaccharide units such as, for example, chondroitin sulfate, hyaluronic acid, heparin, keratan sulfate, heparan sulfate and/or dermatan sulfate. It refers to a molecule containing polysaccharides.

가변 콜라겐 조직(MCT): 극피동물들은 모든 바다에 널리 퍼져있는 해양 무척추동물이며, 수십년 동안 먹이로 사용된다(예를 들어, 해삼 및 성게). 그들은 또한 신경계 조절 하에서 수동 기계적 성질(강성 및 점도)을 빠르게 변화시킬 수 있는 가변성 콜라겐 조직(MCT)으로 불리는 그들의 독특한 결합 조직으로 잘 알려져 있다. MCT는 극피동물들의 독특한 특징이며, 5개의 현존하는 모든 클래스에서 설명되었다( I.C. Wilkie, "가변 콜라겐 조직: 개관 및 관점," V. Matranga (Ed.), Echinodermata. Progress in Molecular and Subcellular Biology. Marine Molecular Biotechnology, vol. 5, Springer, Berlin (2005), pp. 221-250.). 가변 콜라겐 구조들은 피브릴린(fibrillin) 미세섬유들(microfibrils)의 탄성 중합체 네트워크에 의해 번들(bundles) (fibers)로 조직된 불연속적인 콜라겐 섬유들로 구성되며, 섬유에 결합하고 응집하는 글리코오스아미노글리칸으로 구성된 응력-전달 매트릭스에 의해 상호 연결된다. 이러한 유형의 조직은 최근에 조직 공학 및 재생 의학 적용을 위한 "스마트 다이나믹 바이오 재료들"에 대한 영감의 근원으로 제시되었습니다(A. Barbaglio, S. Tricarico, C. Di Benedetto, D.Fassini, A.P. Lima, A.R. Ribeiro, C.C. Ribeiro, M. Sugni, F. Bonasoro, I.C. Wilkie, M. Barbosa, M.D.Candia Carnevali, "극피 동물들의 스마트 결합 조직: 생명 공학 적용 분야에 대한 실현 가능성," Cah. Biol. Mar., 54 (2013), pp. 713-720; C. Di Benedetto, A. Barbaglio, T. Martinello, V.Alongi, D. Fassini, E. Cullora, M. Patruno, F.Bonasoro, M.A. Barbosa, M.D. Candia Carnevali, M.Sugni, "대안적이고 지속 가능한 공급원으로부터 해양 콜라겐 매트릭스들의 생산 및 특성화 및 바이오 적합성: 성게 Paracentrotus lividus," Mar. Drugs, 12 (2014), pp. 4912-4933. ). 특히, 상기 해삼 막(잘 알려진 MCT)은 재생 의학 적용을 위한 얇은 막들을 생성하기 위해 지속 가능하고 바이오 적합성 있는 천연 원 섬유 콜라겐 공급원을 제공할 수 있다. 도 1은 일반적인 콜라겐 구조를 보여준다. 왼쪽이 소 콜라겐의 경우이고, 오른쪽이 MCT의 일반적 구조이다. MCT의 경우, 도 1의 오른쪽은 원섬유 사이의 매트릭스들과 콜라겐 섬유들 사이에 프로테오글리칸-CAG 가교 결합을 갖는 상기 구조 일부의 분해도를 보여준다. Variable Collagen Tissue (MCT): Echinoderms are marine invertebrates that are widespread in all seas and have been used as food for decades (eg sea cucumbers and sea urchins). They are also well known for their unique connective tissue called variable collagen tissue (MCT), which can rapidly change passive mechanical properties (stiffness and viscosity) under nervous system control. MCT is a unique feature of echinoderms and has been described in all five existing classes (IC Wilkie, "Variable Collagen Tissue: An Overview and Perspective," V. Matranga (Ed.),  Echinodermata. Progress in Molecular and Subcellular Biology. Marine Biology. Marine Molecular Biotechnology,   vol. 5,   Springer,   Berlin   (2005), pp.  221-250.). The variable collagen structures are composed of discontinuous collagen fibers organized into bundles by an elastomer network of fibrillin microfibrils, and glycosamino acids that bind and aggregate into the fibers. They are interconnected by a stress-transfer matrix composed of glycans. This type of tissue has recently been presented as a source of inspiration for "smart dynamic biomaterials" for tissue engineering and regenerative medicine applications (A. Barbaglio, S. Tricarico, C. Di Benedetto, D.Fassini, AP Lima) , AR Ribeiro, CC Ribeiro, M. Sugni, F. Bonasoro, IC Wilkie, M. Barbosa, MDCandia Carnevali, "Smart Connective Tissues in Echinoderms: Viability for Biotech Applications," Cah. , 54 (2013), pp. 713-720; C. Di Benedetto, A. Barbaglio, T. Martinello, V.Alongi, D. Fassini, E. Cullora, M. Patruno, F.Bonasoro, Cansa,MA Carnevali,  M. Sugni, "Production and characterization and biocompatibility of marine collagen matrices from alternative and sustainable sources: sea urchin Paracentrotus lividus," Mar. Drugs,  12  (2014), pp.  4912-4933. ). In particular, the sea cucumber membrane (well known MCT) can provide a sustainable and biocompatible natural fibrous collagen source to create thin films for regenerative medicine applications. 1 shows a general collagen structure. The left is the case of bovine collagen, and the right is the general structure of MCT. In the case of MCT, the right side of FIG. 1 shows an exploded view of a part of the structure having proteoglycan-CAG cross-links between matrices between fibrils and collagen fibers.

상기 "청색 바이오 물질들"중에서 해양 무척추동물 콜라겐은 가장 일반적으로 사용되는 포유류 유래 콜라겐(예를 들어, 도1의 좌측에 도시된, 소 콜라겐)을 유효한 대체물로서 제시한다. 포유류 유래 콜라겐은 식품, 제약/기능 식품 산업 및 화장품과 같은 대규모 용도들로부터 세포 배양 및 생의학/ 임상적 용도들과 같이 보다 표적화 된 분야까지 인간 이용 분야에서 일상적으로 사용된다. 그러나 알레르기 문제, 종교문제 및 사회/생활 양식 제약, 질병 전파 관련 이유들(예: 소 해면상 뇌증), 및 재조합 기술의 높은 비용으로 인해 포유류에 대한 콜라겐 공급원이 지속적으로 연구되고 있다(T.H. Silva, J. Moreira-Silva, A.L.P. Marques, A. Domingues, Y. Bayon, R.L. Reis, "해양 기원 콜라겐 및 그 잠재적 적용", Mar. Drugs, 12 (2014), pp. 5881-5901.).Among the "blue biomaterials", marine invertebrate collagen presents the most commonly used mammalian-derived collagen (eg, bovine collagen, shown on the left in Fig. 1) as an effective substitute. Mammalian-derived collagen is routinely used in human applications, from large-scale applications such as food, pharmaceutical/functional food industries and cosmetics to more targeted fields such as cell culture and biomedical/clinical applications. However, due to allergy issues, religious issues and social/lifestyle constraints, disease transmission-related reasons (e.g. bovine spongiform encephalopathy), and the high cost of recombinant technology, sources of collagen for mammals continue to be studied (TH Silva, J). . Moreira-Silva,  ALP Marques,  A. Domingues,  Y. Bayon,  RL Reis, "Collagen of marine origin and its potential applications", Mar. Drugs,  12  (2014), pp.

하단의 도 2에 상기 일반적인 구조를 나타내는 글리코오스아미노글리칸은 반복되는 이당류 단위체로 구성된 긴 비분지 다당류이다. 아미노 당(N-아세틸글루코사민 또는 N-아세틸갈락토사민)의 상기 반복되는 단위체는 우론산(글루쿠론산 또는 이두론산) 또는 갈락토오스와 함께 구성된다. 글리코오스아미노글리칸들은 극성이 높고 물을 끌어들인다. 그러므로, 그것들은 주로 세포 표면 또는 상기 세포외 매트릭스(ECM)에 위치하는 윤활제 또는 충격 흡수제로서 신체에 유용하다.Glycose aminoglycans showing the general structure in FIG. 2 at the bottom are long unbranched polysaccharides composed of repeating disaccharide units. The repeating unit of amino sugar (N-acetylglucosamine or N-acetylgalactosamine) is composed of uronic acid (glucuronic acid or iduronic acid) or galactose. Glycose aminoglycans are highly polar and attract water. Therefore, they are mainly useful for the body as lubricants or shock absorbers located on the cell surface or in the extracellular matrix (ECM).

극피동물 MCT들의 또 다른 장점은 그들의 원래 구조(Di Benedetto et al., 2014, 에서 인용)를 유지하는 다량의 천연 콜라겐 원섬유들을 쉽게 얻을 수 있다는 것이다. 실제로, 대부분의 포유류 콜라겐은 일반적으로 가수분해된(가용화된 산) 형태로 사용되는데, 이는 상기 생성된 막/해면체의 상기 기계적 성능을 강하게 저해시키고, 섬유소 3차원적 구조가 요구됨(예를 들어, 힘줄/인대 재생 또는 진피 재생)과 함께 바이오의학 적용에서 제한될 수 있다. 극피동물의 MCT들은 결합 조직의 생리학적 상황에 대한 초구조적이고 기계적 특성 측면에서 높은 유사성을 갖는 원섬유형 콜라겐 막들을 빠르고 쉽게 생성하는데 유용할 수 있다. 도 3A 및 도 3B는 소 콜라겐 (도 3A) 및 MCT (도 3B)에 대한 콜라겐 섬유질 구조의 비교 형태를 보여준다. MCT 원섬유들은 글루코오스아미노글리칸(GAG)에 의해 내부적으로 가교되어, 콜라겐의 거대분자 구조에 더욱 안정성을 부여하고 생분해성, 상처 치유의 중요한 측면 및 소 콜라겐 결핍 특성을 감소시킨다. 도 35A-35C는 GAG를 사용하는 원섬유들의 가교를 도시한다. 도 35A는 상기 콜라겐 원섬유들의 거시적 배열을 보여주고, 정렬된 원섬유 구조들이 글리코오스아미노글리칸(GAG)과 콜라겐의 핵심 단백질 사이의 상호작용에 의해 구동되는 원섬유 사이의 가교 결합 네트워크에 의하여 함께 유지됨을 보여준다. 도 35B는 원섬유 사이의 가교 결합 네트워크를 보다 상세히 보여준다. 도 35C는 강하게 조직된 그물망의 다방향 안정성을 도시하여, 결과적으로 바이오내에서 기계적 성능 및 생분해특성을 개선시킨다.Another advantage of echinoderm MCTs is that they can easily obtain large amounts of natural collagen fibrils that retain their original structure (cited in Di Benedetto et al., 2014,). In fact, most mammalian collagens are generally used in a hydrolyzed (solubilized acid) form, which strongly inhibits the mechanical performance of the resulting membrane/cavernous body, and requires a fibrin three-dimensional structure (e.g., Tendon/Ligament Regeneration or Dermal Regeneration) may be limited in biomedical applications. Echinoderm MCTs can be useful for quickly and easily producing fibrillar collagen membranes having high similarity in terms of superstructure and mechanical properties to the physiological condition of connective tissue. Figures 3A and 3B show a comparative form of collagen fibrous structure for bovine collagen (Figure 3A) and MCT (Figure 3B). MCT fibrils are crosslinked internally by glucoseaminoglycans (GAG), imparting more stability to the macromolecular structure of collagen and reducing biodegradability, an important aspect of wound healing, and bovine collagen deficiency properties. Figures 35A-35C show crosslinking of fibrils using GAG. Figure 35A shows the macroscopic arrangement of the collagen fibrils, and the ordered fibril structures are driven by the interaction between glycosaminoglycan (GAG) and the core protein of collagen by a cross-linking network between fibrils. Show that they stay together. 35B shows the crosslinking network between fibrils in more detail. Figure 35C shows the multidirectional stability of a strongly structured mesh, resulting in improved mechanical performance and biodegradability in bio.

MCT원섬유형 콜라겐을 상업적 용도로 쓰기에 적합한 특정 재생 의학 분야는 유도 조직 재생(GTR)이다. GTR의 상기 목표들 중 하나는 수술 후 조직 유착을 감소시키는 것인데, 일반적이고 부분적으로 해결된 문제로는, 적절한 조직 재생을 방해하는 것이다. 유착은 수술 후 또는 국소 염증으로 인해 조직들 또는 기관들 간에 형성되는 비 정상적인 부착 또는 세포의 혼합이다. 최근에 들어서야 연구자들은 그것들을 극복하기 위해 효과적이고 만족스러운 도구들을 생산하고자 노력했다. 실제로, 여러 가지 다른 바이오 물질들(예를 들어, 키토산 및 히알루론산)을 포함하는 장벽-막들은 GTR에 대해 시험되었지만, 상기 필요한 기능적 특성들을 모두 보여주지는 않았으며, 가장 중요한 것은 근본적인 해부학상의 구획으로의 세포 침투를 피하는 것이다(S. Tang, W. Yang, X. Mao, "접착 방지 시트로서의 아가로스/콜라겐 복합 골격", Biomed. Mater., 2 (2007), pp. S129-S134). 극피동물의 MCT기반 막들은 원하는대로 수정될 수 있는 다공성 및 3차원 구조를 갖는다.A specific field of regenerative medicine suitable for commercial use of MCT fibrillar collagen is induced tissue regeneration (GTR). One of the above goals of GTR is to reduce post-operative tissue adhesion, a common and partially resolved problem, interfering with proper tissue regeneration. Adhesion is a mixture of cells or abnormal adhesions formed between tissues or organs after surgery or due to local inflammation. Only recently have researchers tried to produce effective and satisfactory tools to overcome them. Indeed, barrier-membrane containing several different biomaterials (e.g. chitosan and hyaluronic acid) were tested for GTR, but did not show all of the required functional properties, most importantly, the underlying anatomical compartment. (S. Tang, W. Yang, X. Mao, "Agarose/collagen composite skeleton as an anti-adhesion sheet", Biomed. Mater.,  2  (2007), pp. S129-S134). Echinoderm MCT-based membranes have a porous and three-dimensional structure that can be modified as desired.

키토산: 키틴은 폴리 N-아세틸 글루코사민으로 구성된 바이오 폴리머이다. 키틴은 지구상에서 셀룰로오스 다음인, 두번째로 풍부한 바이오 폴리머이다. 그것은 일반적으로 해양 절지동물의 상기 껍질과 같은 다수의 무척추동물의 외골격 또는 상피들, 및 대부분의 곰팡이와 일부 조류의 상기 세포벽에서 발견된다. 키틴은 일반적으로 물에 녹지 않으나, 수용성 양이온 다당류를 형성하기 위해 수산화 나트륨과 같은 산화제로 처리함으로써 탈 아세틸화 될 수 있다. 키토산의 상기 화학명은 폴리(β-(1→4)-2-아미노-2-데옥시-D-글루코피라노스(glucopyranose)). 도 4는 키토산의 일반적인 화학적 구조를 보여준다. Chitosan : Chitin is a biopolymer composed of poly N-acetyl glucosamine. Chitin is the second most abundant biopolymer on Earth, after cellulose. It is generally found in the exoskeletons or epithelium of many invertebrates, such as the shells of marine arthropods, and in the cell walls of most fungi and some algae. Chitin is generally insoluble in water, but can be deacetylated by treatment with an oxidizing agent such as sodium hydroxide to form water-soluble cationic polysaccharides. The chemical name of chitosan is poly(β-(1→4)-2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose). Figure 4 shows the general chemical structure of chitosan.

HemCon Medical Technologies에서 생산한 키토산 기반 붕대들 및 수술 드레싱들은 최근 미국의 승인을 받았다. 지혈 붕대로 사용하기 위한 FDA는 MRSA 및 acinetobacter baumannii를 포함한 광범위환 유해 유기체들에 대한 입증된 항균 특성을 갖는다. 상기 붕대들 및 드레싱들은 광범위한 동맥 출혈을 포함하여, 빠르게 지혈하는데 사용할 수 있다. 상기 물질들의 상기 혈액 응고 및 상기 항균 특성은 키토산에 기인할 수 있다(미국 특허 제 7,482,503(Gregory et al.)호는 본원 명세서에 참조로서 포함된다). 상기 MCT-키토산 복합 물질은 본 명세서에 기재된 상기 복합물들에서 키토산 대신 사용될 수 있으나, 점막 점착성, 바이오 적합성, 및 생분해성과 같은 키토산의 유용한 특징은 여전히 유지될 수 있다.Chitosan-based bandages and surgical dressings produced by HemCon Medical Technologies have recently been approved by the United States. FDA for use as a hemostatic bandage has proven antibacterial properties against a wide range of harmful organisms, including MRSA and acinetobacter baumannii. The bandages and dressings can be used for rapid hemostasis, including extensive arterial bleeding. The blood coagulation and the antimicrobial properties of these substances can be attributed to chitosan (US Pat. No. 7,482,503 (Gregory et al.) is incorporated herein by reference). The MCT-chitosan composite material may be used instead of chitosan in the composites described herein, but useful characteristics of chitosan such as mucosal adhesion, biocompatibility, and biodegradability can still be maintained.

키토산은 Sigma Aldrich Co., St. Louis, MO 와 같은 많은 화학 공급 업체들로부터 상업적으로 이용가능하다. 키토산은 다양한 등급들, 평균 분자량들, 및 탈 아세틸화 정도로 제공된다.Chitosan is Sigma Aldrich Co., St. It is commercially available from many chemical suppliers such as Louis, MO. Chitosan comes in a variety of grades, average molecular weights, and degrees of deacetylation.

일부 실시예들에서, 상기 키토산은 "고 분자량"키토산 일 수 있다. 고 분자량 키토산은 수 평균 분자량이 적어도 약 100kDa, 일반적으로는 약 170kDa 내지 약 400kDa인 키토산을 지칭한다. 일부 실시예들에서, 고 분자량 키토산은 적어도 약 100kDa, 적어도 약 110kDa, 적어도 약 150kDa, 또는 적어도 약 200kDa의 분자량을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 고 분자량 키토산의 분자량은 약 100kDa내지 약 400kDa, 약 120kDa 내지 약 400kDa, 약 150kDa 내지 약 400kDa, 약 170kDa 내지 약 400kDa, 약100kDa 내지 약 300kDa, 약 120kDa 내지 약 300kDa, 약 150kDa 내지 약 300kDa, 약 170kDa 내지 약 300kDa. 도 4에서 "DA"의 상기 값은 임의의 수 또는 범위일 수 있고, 그것은 대략적으로 본 명세서에 기재된 키토산의 상기 N-아세틸-D-글루코사민 함량의 값들일 수 있다. 통상의 기술자에게 빠르게 인식될 수 있는 바와 같이, 도 4에 도시된 키토산은 또한 부분적으로 아세틸화 될 수 있다.In some embodiments, the chitosan may be a "high molecular weight" chitosan. High molecular weight chitosan refers to chitosan having a number average molecular weight of at least about 100 kDa, typically about 170 kDa to about 400 kDa. In some embodiments, the high molecular weight chitosan may have a molecular weight of at least about 100 kDa, at least about 110 kDa, at least about 150 kDa, or at least about 200 kDa. In other embodiments, the molecular weight of the high molecular weight chitosan is about 100 kDa to about 400 kDa, about 120 kDa to about 400 kDa, about 150 kDa to about 400 kDa, about 170 kDa to about 400 kDa, about 100 kDa to about 300 kDa, about 120 kDa to about 300 kDa, about 150 kDa. To about 300 kDa, about 170 kDa to about 300 kDa. The value of "DA" in FIG. 4 may be any number or range, and it may be approximately the values of the N-acetyl-D-glucosamine content of chitosan described herein. As can be quickly recognized by one of ordinary skill in the art, the chitosan shown in FIG. 4 can also be partially acetylated.

다른 실시예들에서는 저 분자량 키토산을 포함할 수 있다. 저 분자량 키토산은 100 이하의 단량체 단위체들(약 18kDa 이하 또는 약 20kDa 이하)을 갖는 키토산 분자를 가리킨다. 키토산의 분자량은, 예를 들어, 겔 투과 크로마토그래피 및 모세관 점도에 의해 결정될 수 있다.In other embodiments, low molecular weight chitosan may be included. Low molecular weight chitosan refers to a chitosan molecule having 100 or less monomer units (about 18 kDa or less or about 20 kDa or less). The molecular weight of chitosan can be determined, for example, by gel permeation chromatography and capillary viscosity.

상기 키토산은 일반적으로 적어도 약 60%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 또는 적어도 약 99%의 탈 아세틸화도를 가질 수 있다. 그 대신에, 상기 키토산은 완전히 탈 아세틸화 될 수 있다.The chitosan may generally have a degree of deacetylation of at least about 60%, at least about 75%, at least about 80%, at least about 85%, at least about 90%, at least about 95%, or at least about 99%. Alternatively, the chitosan can be completely deacetylated.

MCT-키토산 복합 재료: 키토산은 양으로 하전된 아미노 그룹들에 의해 구동되는 정전기적 상호작용에 의해 MCT 구조적 성분들에 결합하여, 양 MCT 및 키토산 고분자량 및 충전 밀도에 의한, 강한 수소 결합 및 쌍극자-쌍극자 상호작용들을 형성할 수 있다. 이러한 상호작용들은 하이드로 겔들, 바이오 필름들, 3D-해면체들, 및 나노 섬유들과 같은 안정적인 바이오 물질들의 개발을 가능하게 한다. MCT-키토산 복합 물질들은 상처 치유 효과를 위한 피부 패치들, 화장품들, 및 드레싱들을 준비하기 위해 GTR에 사용될 수 있다. MCT-키토산 복합 물질들은 하이드로 겔들 또는 해면체 유사 물질들 또는 골격들처럼 피부 및 연골 조직 배양을 위해 조직 공학용 매트릭스들, 및 바이오의학 기기들용 바이오 적합성 코팅으로 사용될 수 있다. MCT-chitosan composite material : Chitosan binds to MCT structural components by electrostatic interactions driven by positively charged amino groups, and strong hydrogen bonding and dipoles due to both MCT and chitosan high molecular weight and packing density -Can form dipole interactions. These interactions enable the development of stable biomaterials such as hydrogels, biofilms, 3D-caverns, and nanofibers. MCT-chitosan complex materials can be used in GTR to prepare skin patches, cosmetics, and dressings for a wound healing effect. MCT-chitosan composite materials can be used as tissue engineering matrices for culturing skin and cartilage tissue, such as hydrogels or cavernous-like materials or skeletons, and as biocompatible coatings for biomedical devices.

MCT 및 MCT-키토산 복합 물질들은 알려진 합성 및 동물 콜라겐 기반 장치들에 비해 높은 바이오 적합성, 향상된 기계적 성능, 및 우수한 생분해성을 제공한다. 상기 MCT-키토산 복합재들(항균성, 항진균 및 상처 치유 특성)에서의 직접적인 생물학적 효과뿐만 아니라, 상기 바이오 물질은 경구, 피부, 또는 호흡 전달을 위한 치료제들을 캡슐화하기 위한 표적화 또는 제어된 출력 시스템에 사용될 수 있다.MCT and MCT-chitosan composite materials provide high biocompatibility, improved mechanical performance, and superior biodegradability compared to known synthetic and animal collagen-based devices. In addition to direct biological effects in the MCT-chitosan composites (antibacterial, antifungal and wound healing properties), the biomaterial can be used in a targeted or controlled output system to encapsulate therapeutics for oral, skin, or respiratory delivery. have.

본 명세서에 기재된 바와 같이, 나노 입자들 및 바이오 필름들은 MCT 및 키토산으로부터 준비될 수 있다. 콜라겐을 포함하는 MCT는 특히 나노 입자들을 제조하는데 유용하다. MCT는 주로 원섬유형 콜라겐을 포함하기 때문에, MCT는 MCT-키토산 복합 하이드로 겔들, 바이오 필름들, 3D-해면체들 및 나노 섬유들을 제조하는데 적합하고, 알려진 동물 콜라겐 기반 바이오 물질들에 비해 우수한 기계적 성능을 갖는 복합 바이오 물질을 제공한다.As described herein, nanoparticles and biofilms can be prepared from MCT and chitosan. MCTs containing collagen are particularly useful for producing nanoparticles. Since MCT mainly contains fibrillar collagen, MCT is suitable for manufacturing MCT-chitosan complex hydrogels, biofilms, 3D-cavernous bodies and nanofibers, and has excellent mechanical performance compared to known animal collagen-based biomaterials. It provides a composite biomaterial with

상기 MCT 및 MCT-키토산 복합 바이오 물질들은 생물학적 호환성 가교제들(글루타르알데하이드, ECC/NHS)과의 반응 또는 진공 하에서의 열 처리에 의해, 화학 처리에 의한 준비 동안 가교될 수 있다. 복합 중합체 매트릭스의 팽창은 기계적 특성의 빠른 분해 및 감소를 불러 일으킬 수 있다. 가교 결합은 복합 바이오 물질들의 자발적인 팽창을 방지하거나 감소시키고, 기계적 성능 및 취급성을 증가시킨다.The MCT and MCT-chitosan composite biomaterials can be crosslinked during preparation by chemical treatment, either by reaction with biologically compatible crosslinking agents (glutaraldehyde, ECC/NHS) or by heat treatment under vacuum. The swelling of the composite polymer matrix can lead to rapid decomposition and reduction of mechanical properties. Crosslinking prevents or reduces spontaneous expansion of composite biomaterials, and increases mechanical performance and handling.

몇몇 실시예들에서, 상기 MCT 및 MCT-키토산 복합 물질은 키토산 또는 MCT 이외의 중합체들을 포함하거나 배제할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들은 덱스트란, 알긴산염, 및/또는 하이드록시에틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유래 물질들을 포함하고, 다른 실시예들은 이들 중 일부 또는 전부를 배제한다. 일부 실시예들은 폴리비닐알코올, 폴리카프로락톤 또는 폴리에틸렌 옥사이드, 합성 중합체들을 포함하는 반면, 다른 실시예들은 이들 중 일부 또는 전부를 배제한다.In some embodiments, the MCT and MCT-chitosan composite material may include or exclude chitosan or polymers other than MCT. For example, some embodiments include materials derived from cellulose such as dextran, alginate, and/or hydroxyethylcellulose, and other embodiments exclude some or all of them. Some examples include polyvinyl alcohol, polycaprolactone or polyethylene oxide, synthetic polymers, while other examples exclude some or all of them.

MCT, 키토산 및 조합 제품들의 분석: 다양한 방법들이 MCT, 키토산 및 이들의 복합 제품을 평가하고 분석하는데 사용될 수 있다. 이러한 기술들은 질량 분석, 기계적 특성들(인장 강도) 및 팽창 특성, 주사 전자 현미경(SEM) 및 표면 형태를 특성을 나타내기 위한 원자력 현미경(AFM), 복합 바이오 재료의 열 특성 분석을 위한 시차주사 열량측정법(DSC)이 포함되어 있다. 상기 복합 바이오 물질들의 인장 강도 및 팽창 특성은 ASTM 측정에서 특성화됐다. Analysis of MCT, Chitosan and Combination Products : A variety of methods can be used to evaluate and analyze MCT, chitosan, and combinations thereof. These techniques include mass spectrometry, mechanical properties (tensile strength) and expansion properties, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) to characterize surface morphology, and differential scanning calories for thermal characterization of composite biomaterials. A method of measurement (DSC) is included. The tensile strength and expansion properties of the composite biomaterials were characterized in ASTM measurements.

본 명세서에 기재된 상기 MCT 및 MCT-키토산 복합재들의 분석은 키토산만을 포함하는 조성물들과 비교하였을 때, 상기 복합 재료들이 개선된 안정성, 더 높은 약물 로딩 용량, 개선된 약물 방출 특성, 개선된 세포 흡수, 더 큰 다공성, 개선된 인장 강도, 및 열 안정성을 갖는다는 것을 나타낸다. 상기 물질들은 또한 시험관 내에서 비세포독성이다.The analysis of the MCT and MCT-chitosan composites described herein shows that the composite materials have improved stability, higher drug loading capacity, improved drug release properties, improved cell uptake, when compared to compositions containing only chitosan. It is shown to have greater porosity, improved tensile strength, and thermal stability. These substances are also non-cytotoxic in vitro.

상처 치유: MCT 및 MCT-키토산 복합 바이오 물질들은 또한 순수한 키토산과 관련하여, 향상된 정균 활성, 개선된 바이오 적합성 및 향상된 기계적 특성들을 나타내기 때문에 상처 치유 효과의 유용한 특성들을 갖는다. 상기 MCT-키토산 복합재들은 키토산 항균 활성이 증가된 것으로 나타났다. 상기 복합재들은 상기 음으로 하전된 박테리아 표면에 결합하여 상기 세포막을 교란시킨다. 이러한 특성들은, 예를 들어, 궤양 및 화상 치유를 촉진하기 위해 사용되는 주사용 하이드로 겔들, 피부 패치들, 및 상처 드레싱 템플릿들의 제형화에 의해 GTR 사용에 적용될 수 있다. 상기 MCT-키토산 복합재들은 또한 상처 및 수술 드레싱들에서 지혈제들로서 사용될 수 있다. Wound Healing : MCT and MCT-chitosan composite biomaterials also have useful properties of wound healing effect, as they exhibit improved bacteriostatic activity, improved biocompatibility and improved mechanical properties with respect to pure chitosan. The MCT-chitosan composites were found to have increased chitosan antibacterial activity. The composites bind to the negatively charged bacterial surface and disturb the cell membrane. These properties can be applied to GTR use, for example, by formulation of injectable hydrogels, skin patches, and wound dressing templates used to promote ulcer and burn healing. The MCT-chitosan composites can also be used as hemostatic agents in wounds and surgical dressings.

상기 MCT 및 MCT-키토산 복합 바이오 물질들은 다양한 다른 바이오 의학 용도에 사용될 수 있다. 우수한 혈액 호환성, 강화된 기계적 성능, 및 세포 성장 효율과 같은 상기 바이오 적합 특징들의 결과로, MCT-키토산 복합재들은 외과용 및 재생 의학에 사용될 수 있다. MCT-키토산 복합 막들의 상기 투과성은 플라즈마 처리를 통해 제어될 수 있다. 결과적으로, 이러한 복합 막들은 투석에 사용될 수 있다.The MCT and MCT-chitosan composite biomaterials can be used in various other biomedical applications. As a result of these biocompatible features such as good blood compatibility, enhanced mechanical performance, and cell growth efficiency, MCT-chitosan composites can be used in surgical and regenerative medicine. The permeability of the MCT-chitosan composite films can be controlled through plasma treatment. Consequently, these composite membranes can be used for dialysis.

상기 언급된 미국 특허 제 7,482,503호(Gregory et al.)는 상처 드레싱의 상기 제조 방법들을 설명한다. 상처 드레싱들은 Gregory et al.에서 설명된 키토산 바이오 물질을 대신하여, 본 명세서에서 설명된 상기 MCT 및 MCT-키토산 복합 물질들을 사용하는 방법에 따라 제조될 수 있다. 게다가, 상기 MCT-키토산 복합재들은 유해한 바이오 필름 형성 또는 환자들의 균혈증을 방지하고, 및 바이오 모방 및 골격 합성을 촉진하기 위해 스텐트들, 카테터들, 및 인공 삽입물들과 같은 의료 장치용 코팅제로 사용될 수 있다. 키토산으로의 MCT 착화는 SEM 현미경들로 나타낸 것과 같이, 3D-해면체 골격들의 상기 다공성을 증가시키는 콜라겐 원섬유의 표면 변형을 촉진시킨다. MCT는 또한 기계적 분석 및 DSC열량 측정법에 의해 보여지는 것과 같이, 인장 강도, 팽창도, 및 열 안정성과 같은 키토산 골격들의 상기 물리적 특성들을 개선시키는 것으로 밝혀졌다.U.S. Patent No. 7,482,503, referenced above (Gregory et al.), describes such methods of making wound dressings. Wound dressings can be prepared according to the method of using the MCT and MCT-chitosan composite materials described herein, instead of the chitosan biomaterial described in Gregory et al. In addition, the MCT-chitosan composites can be used as coatings for medical devices such as stents, catheters, and artificial implants to prevent harmful biofilm formation or bacteremia in patients, and to promote biomimetic and skeletal synthesis. . MCT complexation with chitosan promotes the surface modification of collagen fibrils, which increases the porosity of the 3D-cavernous skeleton, as shown by SEM microscopy. MCT has also been found to improve the above physical properties of chitosan skeletons such as tensile strength, expandability, and thermal stability, as shown by mechanical analysis and DSC calorimetry.

조직 공학: 조직 공학(TE) 연구는 다공성 생분해 고분자 매트릭스들에 세포를 살포하는 것을 기반으로 한다. 성공적인 살포를 위한 주된 요소는 세포들이 증식하고 분화하기 위한 임시 매트릭스 또는 골격으로서 역할을 하는 우수한 바이오 물질들의 상기 유용성이다. 최근에, 키토산 및 그 유도체들은 상기 새로운 조직들이 형성되는 것처럼 그들이 분해되어, 결국에는 염증 반응 또는 독성 분해 없기 때문에, 해면체 유사 물질들의 매력적인 후보들로 보고되었다. TE 적용에서, 키토산의 상기 양이온 성질은 주로 음이온성 글리코오스아미노글리칸들, 프로테오글리칸들, 및 다른 음으로 하전된 분자들과의 정전기적 상호작용들을 담당한다. Tissue Engineering : Tissue engineering (TE) research is based on sparging cells into porous biodegradable polymer matrices. A major factor for successful application is the availability of superior biomaterials that serve as temporary matrices or scaffolds for cells to proliferate and differentiate. Recently, chitosan and its derivatives have been reported as attractive candidates for cavernous-like substances because they degrade as the new tissues are formed, and eventually there is no inflammatory reaction or toxic decomposition. In TE applications, the cationic nature of chitosan is primarily responsible for electrostatic interactions with anionic glycosaminoglycans, proteoglycans, and other negatively charged molecules.

키토산으로의 MCT 착화는 SEM 현미경들로 나타낸 바와 같이, 3D- 해면체들의 상기 다공성을 증가시키는 키토산 필름들의 표면 개질을 촉진한다. MCT는 또한 기계적 분석 및 DSC 열량 측정법에 의해 나타낸 바와 같이, 인장 강도, 팽창도, 및 열 안정성과 같은, 키토산 바이오 필름들의 상기 물리적 특성들을 개선시키는 것으로 확인됐다. 상기 MCT 및 MCT-키토산 복합 바이오 물질들은 세포들의 기능 및 형태를 제어하기 위해 사용될 수 있고, 따라서 GTR을 위한 상처 치유 과정에서 조직 공학 골격 또는 매트릭스로써 사용될 수 있다. 상기 MCT 및 MCT-키토산 복합 바이오 물질들은 또한 TE 사용을 위해 화학적으로 변화될 수 있다. 예를 들어, 상기 복합재들은 MCT 척추에 특정 당을 이식함으로써 변화될 수 있다. 특정 세포들은 상기 특정 당들을 특정하게 인식할 수 있으며, 따라서 B-세포들, 수지상 세포들, 대식세포들과 같은 항원 제시 세포들에 대한 특정한 인식을 제공할 수 있다.MCT complexation with chitosan promotes the surface modification of chitosan films, which increases the porosity of 3D-cavernous bodies, as shown by SEM microscopy. MCT was also found to improve the above physical properties of chitosan biofilms, such as tensile strength, expandability, and thermal stability, as indicated by mechanical analysis and DSC calorimetry. The MCT and MCT-chitosan composite biomaterials can be used to control the function and morphology of cells, and thus can be used as a tissue engineering skeleton or matrix in the wound healing process for GTR. The MCT and MCT-chitosan composite biomaterials can also be chemically modified for TE use. For example, these composites can be modified by implanting specific sugars into the MCT spine. Certain cells can specifically recognize these specific sugars and thus provide specific recognition for antigen presenting cells such as B-cells, dendritic cells, and macrophages.

화장품 제제들: 본 발명은 또한 치료용 화장품들(화장품들(cosmeceuticals))로서 사용하기 위해 본 명세서에 기술된 MCT 및 MCT-키토산 복합재들을 포함하는 제제들을 제공한다. 분말 또는 용액 형태의 MCT 및 MCT-키토산 복합재들은 기본 화장품 제제들에 첨가되어 제약, 및/또는 기능성 화장품 제품들을 형성할 수 있다. 이들 화장료 조성물들은 피부학적 및/또는 약제학적으로 허용되는 국소 담체로 제형화 될 수 있지만, 용액, 현탁액, 액체, 겔, 연고, 로션, 또는 크림에 제한되는 것은 아니다. 상기 조성물들은 조직 내로 MCT 및 CHT을 장기간에 걸쳐 방출하고, 콜라겐 합성, 흉터 치유, 상처 치유, 기미/간반의 감소 또는 다른 피부 변색, 및 피부에 대한 다른 이점을 촉진한다. Cosmetic Formulations : The present invention also provides formulations comprising the MCT and MCT-chitosan composites described herein for use as therapeutic cosmetics (cosmeceuticals). MCT and MCT-chitosan composites in powder or solution form can be added to basic cosmetic formulations to form pharmaceutical and/or functional cosmetic products. These cosmetic compositions may be formulated with dermatological and/or pharmaceutically acceptable topical carriers, but are not limited to solutions, suspensions, liquids, gels, ointments, lotions, or creams. The compositions release MCT and CHT into the tissue over a long period of time and promote collagen synthesis, scar healing, wound healing, reduction of melasma/sparse or other skin discoloration, and other benefits to the skin.

화장료 조성물들은 미국 특허 제 9,980,894호 및 미국 특허 제 9,962,464(Herrmann et al.)에 설명된 상기 기술과 같이, 통상의 기술자들에게 공지된 일반적 기술에 의해 제형화 될 수 있으며, 이 둘은 본 명세서에 참조로써 통합된다.Cosmetic compositions can be formulated by general techniques known to those of ordinary skill in the art, such as the techniques described in US Pat. No. 9,980,894 and US Pat. No. 9,962,464 (Herrmann et al.), both of which are described herein. Incorporated by reference.

약물들, 비타민들 및 영양소들의 예시들은, 오메가-3 및 오메가-6지방산을 포함한 지방산들, 지용성 비타민들(예를 들어, 비타민 A, D, E 및/또는 K), 수용성 비타민들(예를 들어, 비타민 C, 티아민, 리보플라빈, 나이아신, 판토텐산, 비타민 B6, 엽산, 비타민 B12), 항생제(예를 들어, 아목시실린, 암피실린, 클린다마이신, 독시사이클린, 에리스로마이신, 메트로니다졸, 페니실린, 테트라사이클린, 반코마이신 등), 프로바이오틱스(예를 들어, 젖산 박테리아, 비피도 박테리아 등), 활성 피부 화합물들(예를 들어, 레티노산, 트라넥사믹산, 과산화수소, 하이드로 퀴논, 시스테아민, 아젤라산, 티로시나아제 억제제 등)과 같은 액상을 포함한 제제로 통합될 수 있다. 상기 제제는 베타카로틴 및/또는 아스코르브 산, 단백질들, 및 펩타이드들과 같은 미량 영양소로 구성된다.Examples of drugs, vitamins and nutrients are fatty acids including omega-3 and omega-6 fatty acids, fat-soluble vitamins (e.g. vitamins A, D, E and/or K), water-soluble vitamins (e.g. For example, vitamin C, thiamine, riboflavin, niacin, pantothenic acid, vitamin B6, folic acid, vitamin B12), antibiotics (e.g., amoxicillin, ampicillin, clindamycin, doxycycline, erythromycin, metronidazole, penicillin, tetracycline, vancomycin, etc.), Probiotics (e.g., lactic acid bacteria, bifidobacteria, etc.), active skin compounds (e.g., retinoic acid, tranexamic acid, hydrogen peroxide, hydroquinone, cysteamine, azelaic acid, tyrosinase inhibitors, etc.) and It can be incorporated into formulations containing the same liquid phase. The formulation consists of micronutrients such as beta-carotene and/or ascorbic acid, proteins, and peptides.

이러한 조성물들 및 제제들은 일반적으로 0.1% 이상의 MCT 또는 MCT-키토산 복합 재료들을 함유한다. 상기 조성물들 및 제제들의 상기 백분율은 물론 다양할 수 있고, 편리하게는 주어진 단위 투여 형태 중량의 약 2% 내지 약 60% 사이일 수 있다. 치료적으로 유용한 조성물들에 있어서, MCT 및 MCT-키토산 복합 물질들의 상기 양은 효과적인 투여 수준을 얻을 수 있도록 하는 양이다.These compositions and formulations generally contain at least 0.1% MCT or MCT-chitosan composite materials. The percentages of the compositions and formulations can of course vary and can conveniently be between about 2% and about 60% of the weight of a given unit dosage form. For therapeutically useful compositions, the amount of the MCT and MCT-chitosan complex substances is such that an effective dosage level can be obtained.

화장료 조성물 등은 또한 다음을 함유할 수 있다: 잔탄검, 아카시아, 옥수수 전분 또는 젤라틴과 같은 결합제; 디칼슘포스페이트와 같은 부형제; 옥수수 전분, 감자 전분, 알긴산 등과 같은 붕해제; 및/또는 스테아르산 마그네슘과 같은 윤활제; 일부 특정 화장료 조성물들은 상기 유형의 재료, 식물성 오일 또는 폴리에틸렌글리콜과 같은 액체 담체를 포함할 수 있다. 상기 액체 담체 또는 운반기는 예를 들어, 물, 에탄올, 폴리올(예를 들어, 글리세롤, 프로필렌글리콜, 액체 폴리에틸렌글리콜, 등), 식물성 오일들, 무독성 글리세릴 에스테르들, 및 이들의 적절한 혼합물과 같은, 용액 또는 액체 분산액일 수 있다. 상기 적절한 유동성은 예를 들어, 분산액들의 경우 입자 크기의 유지 또는 계면활성제들의 사용에 의해 유지될 수 있다. 특정 미생물들의 작용의 예방은 예를 들어, 파라벤, 클로로부탄올, 페놀, 소르브산, 티오메르산 등과 같은 다양한 추가적인 항균 및 항진균제에 의해 야기될 수 있다. 많은 경우에, 그것은 예를 들어, 당들, 완충제들 또는 염화나트륨과 같은 등장화제를 포함하는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어, 알루미늄 모노스테아레이트 및 젤라틴과 같은 흡수지연제의 상기 조성물 내의 사용에 의해, 주사제들의 흡수 지연을 불러일으킬 수 있다. 물론, 임의의 단위체 투여 형태를 제조하는데 사용되는 임의의 물질은 상기 사용되는 양으로 약제학적 허용이 되고 실질적으로 무독성이어야 한다.Cosmetic compositions and the like may also contain: a binder such as xanthan gum, acacia, corn starch or gelatin; Excipients such as dicalcium phosphate; Disintegrants such as corn starch, potato starch, alginic acid, and the like; And/or lubricants such as magnesium stearate; Some specific cosmetic compositions may contain such types of materials, vegetable oils, or liquid carriers such as polyethylene glycol. The liquid carrier or carrier is, for example, water, ethanol, polyol (e.g., glycerol, propylene glycol, liquid polyethylene glycol, etc.), vegetable oils, non-toxic glyceryl esters, and suitable mixtures thereof, It can be a solution or a liquid dispersion. The proper fluidity can be maintained, for example, by maintenance of the particle size in the case of dispersions or the use of surfactants. Prevention of the action of certain microorganisms can be caused by various additional antimicrobial and antifungal agents, such as, for example, parabens, chlorobutanol, phenol, sorbic acid, thiomeric acid, and the like. In many cases it will be desirable to include, for example, sugars, buffers or isotonic agents such as sodium chloride. For example, the use of an absorption delaying agent such as aluminum monostearate and gelatin in the composition can lead to delayed absorption of injectables. Of course, any substance used to prepare any unit dosage form should be pharmaceutically acceptable and substantially non-toxic in the amount used.

국소 투여를 위해, 상기 MCT 및 MCT-키토산 복합 재료들은 순수한 형태로 적용될 수 있다. 그러나, 그것은 일반적으로 그것들을 상기 피부에 조성물들 또는 제제들로써 투여하기 위해 고체 또는 액체인 것이 바람직할 것이다. 상기 조성물들 또는 제제들의 예로는 피부학적 및/또는 약제학적으로 허용되는 국소 담체와 결합한 것이다.For topical administration, the MCT and MCT-chitosan composite materials can be applied in pure form. However, it will generally be preferred to be solid or liquid for administering them to the skin as compositions or formulations. Examples of such compositions or formulations are those in combination with a dermatological and/or pharmaceutically acceptable topical carrier.

유용한 고체 담체는 활석, 점토, 미세 결정질 셀룰로오스, 실리카, 알루미나 등과 같은 작게 분할된 고체를 포함한다. 유용한 액체 담체들은 물, 디메틸설폭사이드(DMSO), 알코올들 또는 글리콜들 또는 물-알코올/글리콜 혼합제들을 포함하며, 상기 MCT 또는 MCT-키토산 복합 물질들은 효과적인 수준으로 용해 또는 분산될 수 있고, 무독성 계면활성제들의 상기 도움으로 선택적으로 용해 또는 분산될 수 있다. 주어진 용도에 대한 특성을 최적화 하기 위해 향료들 및 추가적인 항균제들과 같은 보조제가 첨가될 수 있다. 상기 생성된 액체 조성물들은 흡수성 패드들로부터 도포될 수 있고, 붕대들 및 다른 드레싱들을 스며들게 하는데 사용되거나, 또는 펌프형 또는 에어로졸 분무기들을 사용하여 상기 영향을 받는 영역에 분무될 수 있다.Useful solid carriers include subdivided solids such as talc, clay, microcrystalline cellulose, silica, alumina, and the like. Useful liquid carriers include water, dimethylsulfoxide (DMSO), alcohols or glycols or water-alcohol/glycol mixtures, and the MCT or MCT-chitosan composite materials can be dissolved or dispersed to an effective level, and non-toxic interface It can be selectively dissolved or dispersed with the aid of the active agents. Adjuvants such as flavorings and additional antimicrobial agents may be added to optimize the properties for a given application. The resulting liquid compositions can be applied from absorbent pads, used to impregnate bandages and other dressings, or sprayed onto the affected area using pumped or aerosol sprayers.

합성 중합체들, 지방산들, 지방산 염들 및 에스테르들, 지방 알코올들, 변성된 셀룰로오스들 또는 변성된 미네랄 물질들과 같은 증점제들을 액체 담체들과 함께 사용하여 상기 사용자의 상기 피부에 직접 작용하도록, 확산성 페이스트들, 겔들, 연고들, 비누들 등을 직접 사용할 수 있다.To act directly on the skin of the user by using thickeners such as synthetic polymers, fatty acids, fatty acid salts and esters, fatty alcohols, denatured celluloses or denatured mineral substances with liquid carriers, it is diffusible. Pastes, gels, ointments, soaps, etc. can be used directly.

MCT 또는 MCT-키토산 복합 물질들을 피부에 전달하는데 사용될 수 있는 유용한 피부학적 조성물들의 예시들은 당 업계에 공지되어 있으며; 예를 들어 Jacquet et al.(미국 특허 번호. 4,608,392), Geria(미국 특허 번호. 4,992,478), Smith et al.(미국 특허 번호. 4,559,157), 및 Wortzman(미국 특허 번호. 4,820,508)들은 모두 본 명세서에 참조로써 포함된다.Examples of useful dermatological compositions that can be used to deliver MCT or MCT-chitosan complex substances to the skin are known in the art; For example, Jacquet et al. (US Pat. No. 4,608,392), Geria (US Pat. No. 4,992,478), Smith et al. (US Pat. No. 4,559,157), and Wortzman (US Pat. No. 4,820,508) are all incorporated herein by reference. Included by reference.

본 발명의 관점들은, 포유류의 GTR과 관련된 다양한 상태들을 치료하는 방법들을 제공하며, 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따른 MCT 또는 MCT-키토산 복합재의 유효량을 갖는 조건으로 포유류에게 투여하는 것을 포함한다. 포유류는 영장류, 인간, 설치류, 개과, 고양이과, 소, 양, 말, 돼지, 염소 등을 포함한다.Aspects of the present invention provide methods for treating various conditions associated with GTR in mammals, including administration to a mammal under conditions having an effective amount of MCT or MCT-chitosan composite according to one or more embodiments of the present invention. . Mammals include primates, humans, rodents, canines, felines, cattle, sheep, horses, pigs, goats, and the like.

하기의 실시예들은 본 발명의 관점들을 설명하기 위한 것이며 본 발명의 범위를 좁게 해석하여서는 안된다. 통상의 기술자는 상기 예시들이, 본 발명이 실시될 수 있는 다른 방식들을 제안한다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 본 발명의 상기 범위 내에서 수많은 변형들 및 수정들이 생길 수 있다는 것을 이해해야 한다.The following examples are for explaining aspects of the present invention and should not be construed narrowly to the scope of the present invention. One of ordinary skill in the art will readily appreciate that the above examples suggest other ways in which the present invention may be practiced. It should be understood that numerous variations and modifications may occur within the above scope of the invention.

[실험예][Experimental Example]

실험예 1. MCT-키토산 복합재들 : 제조, 데이터 및 적용들Experimental Example 1. MCT-chitosan composites: manufacturing, data and applications

제약 등급 키토산(1H NMR에 의해 계산된 탈 아세틸화도 92%; 비점도계(specific viscosimetry)에 의해 계산된 평균 분자량 185kDa)은 Sigma Aldrich(St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다. 상기 탈 아세틸화 정도 및 평균 분자량 분포는 MCT-키토산 복합재들의 제조에서 키토산의 탈 아세틸화 정도가 더 높거나 낮은 및/또는 더 높거나 낮은 평균 분자량을 제공하도록 제어 될 수 있다.Pharmaceutical grade chitosan (92% deacetylation degree calculated by 1 H NMR; average molecular weight 185 kDa calculated by specific viscosimetry) was purchased from Sigma Aldrich (St. Louis, MO, USA). The degree of deacetylation and the average molecular weight distribution may be controlled to provide a higher or lower degree of deacetylation of chitosan and/or higher or lower average molecular weight in the manufacture of MCT-chitosan composites.

가변 콜라겐 조직(MCT)은 극피동물들로부터 분리하였다. 상기 성게, 불가사리 및 해삼의 성체 표본을 중국, 타히티, 및 일본의 스쿠버 다이버들이 서로 다른 장소들에서 수집하고, 즉시 해부했다. Ferrario C., Leggio L., Leone R., Di Benedetto C., Guidetti L., Cocce V., Ascagni M., Bonasoro F., La Porta CAM, Candia Carnevali MD, Sugni M의 "극피동물의 결합 조직으로부터의 해양 유래 콜라겐 바이오 물질들" Mar Environ Res. Volume 128, pp. 46-57에서 묘사된, 성게 이끼류의 막들, 불가사리의 입에서 먼 다리의 벽들(aboral arm walls) 및 해삼 전신 벽들(body walls)의 샘플들을 at -20 °C에서 콜라겐 추출 프로토콜에 대해 수집 및 저장하였다. 동물 수집 및 실험 조작은 각국의 법규들 및 규정들에 따라 수행되었다. 성게(이끼류의 막들) 및 불가사리(비경구 팔 벽들)는 작은 조각들로 해부하고, 인공 해수로 헹구고, 저농도의 완충액(10 mM Tris, 0.1% EDTA)에 상온에서 12시간 동안 방치하고, 이어서 탈-세포 용액(10 mM Tris, 0.1% 황산도데실나트륨)에 상온에서 12시간동안 방치하였다. 인산 완충 염수(PBS)에서 여러 차례 세척을 한 후, 샘플들을 분해 용액(0.5M NaCl, 0.1 M Tris-HCl pH 8.0, 0.1 M 베타-머캅토에탄올, 0.05 M EDTA-Na)에 넣었다. 상기 수득된 MCT현탁액을 실온에서 3시간 동안 0.5M EDTA-나트륨 용액(pH 8.0)을 dH2O에 대해 여과하고 투석하였다. 불가사리 샘플들은 신선한 세포에 존재하는 상기 탄산 칼슘 소골들을 가능한 많이 제거하기 위해 탈 세포화 및 분해 용액 사이에서 1mM 시트르산(pH 3-4) 추가 단계를 거쳤다. 모든 단계들은 교반 조건들 하에서 수행되었다. 해삼 MCT는 다른 프로토콜에 따라 전신 벽으로부터 추출되었다. 간단하게, 상기 시작 조직을 작은 조각들로 절단하고, PBS 및 겐타마이신(40 μg/mL)에 넣고, 여과된 후에 MCT 현탁액을 수득하기 위해 실온에서 적어도 5일 이상 교반 조건에 두었다. 상기 3가지 실험 모델들로부터 수득된 현탁액들을 사용할 때까지 -80 °C에서 보관하였다.Variable collagen tissue (MCT) was isolated from echinoderm. Adult specimens of the sea urchin, starfish and sea cucumber were collected at different locations by Chinese, Tahiti, and Japanese scuba divers and immediately dissected. Ferrario C., Leggio L., Leone R., Di Benedetto C., Guidetti L., Cocce V., Ascagni M., Bonasoro F., La Porta CAM, Candia Carnevali MD, Sugni M. Marine-derived collagen biomaterials from Mar Environ Res. Volume 128, pp. Samples of sea urchin moss membranes, aboral arm walls and body walls of sea cucumbers, described in 46-57, were collected and stored for collagen extraction protocol at -20 °C. I did. Animal collection and experimental manipulation were carried out in accordance with national laws and regulations. Sea urchin (lichen membranes) and starfish (parenteral arm walls) were dissected into small pieces, rinsed with artificial seawater, left in a low concentration buffer (10 mM Tris, 0.1% EDTA) at room temperature for 12 hours, then dehydrated. -The cell solution (10 mM Tris, 0.1% sodium dodecyl sulfate) was allowed to stand at room temperature for 12 hours. After washing several times in phosphate buffered saline (PBS), the samples were placed in a digestion solution (0.5 M NaCl, 0.1 M Tris-HCl pH 8.0, 0.1 M beta-mercaptoethanol, 0.05 M EDTA-Na). The obtained MCT suspension was filtered and dialyzed against dH 2 O with 0.5M EDTA-sodium solution (pH 8.0) for 3 hours at room temperature. Starfish samples were subjected to 1 mM citric acid (pH 3-4) addition step between decellularization and digestion solutions to remove as much of the calcium carbonate vesicles present in fresh cells as possible. All steps were carried out under stirring conditions. Sea cucumber MCT was extracted from the whole body wall according to different protocols. Briefly, the starting tissue was cut into small pieces, placed in PBS and gentamicin (40 μg/mL), filtered, and then placed under stirring conditions at room temperature for at least 5 days to obtain an MCT suspension. The suspensions obtained from the three experimental models were stored at -80 °C until use.

MCT-키토산 복합재들의 제조: 가변 콜라겐 조직들(MCT)을 실온에서 밤새 아세트산 (0.5% v/v)에서 용해시키고, 키토산을 사용한 바이오 재료들 및 복합재들을 제조하기 전에 탈기시켰다. 실온에서 키토산 분말을 아세트산 수용액(0.5% v/v)으로 용해시켜 키토산 용액을 제조하였다. 상기 키토산 분말이 완전히 용해된 후, 상기 용액을 진공 여과에 의해 여과하고 탈기시켰다. 도 5A는 일 실시예에 따른 상기 키토산 용액의 상기 용해 및 탈기를 개략적으로 도시한다. 상기 키토산 용액(0.1-0.5% w/v)은 상이한 MCT-CHT 몰비(100:0, 80:20, 60:40, 50:50, 40:60, 20:80 및 10:90)에서 극피동물에서 분리된 MCT들(2.0-10.0% v/v)과 혼합하였다. 상기 용액은 상온에서 1시간 동안 교반하며 반응시켰다. 도 5B는 일 실시예에 따른 상기 MCT-키토산 복합재들의 상기 제조를 추가로 도시한다. 키토산 및 MCT의 상기 농도는 상기 각 성분들의 상이한 비율을 첨가하여 원하는 조성을 제공함으로써 복합 물질들을 형성하는 상기 과정에서 제어되었다. Preparation of MCT-chitosan composites : Variable collagen tissues (MCT) were dissolved in acetic acid (0.5% v/v) overnight at room temperature, and biomaterials and composites using chitosan were degassed prior to fabrication. Chitosan powder was dissolved in an aqueous acetic acid solution (0.5% v/v) at room temperature to prepare a chitosan solution. After the chitosan powder was completely dissolved, the solution was filtered and degassed by vacuum filtration. 5A schematically shows the dissolution and degassing of the chitosan solution according to an embodiment. The chitosan solution (0.1-0.5% w/v) is echinoderm at different MCT-CHT molar ratios (100:0, 80:20, 60:40, 50:50, 40:60, 20:80 and 10:90) It was mixed with the MCTs (2.0-10.0% v/v) isolated from. The solution was stirred and reacted at room temperature for 1 hour. 5B further shows the manufacture of the MCT-chitosan composites according to an embodiment. The concentrations of chitosan and MCT were controlled in the process of forming composite materials by adding different proportions of each of the components to provide the desired composition.

MCT-키토산 복합 바이오 필름들의 제조: 상기 MCT-키토산 복합 용액들은 유리 또는 실리콘 주형들에 주입되고 천천히 확산시켜 액체 필름들을 형성하였다. 복합 바이오 필름들의 2D 주물을 제공하기 위해 상기 액체 필름들을80ºC에서 24시간동안 증발시키거나 40ºC에서 밤새 증발시켰다. 도6은 일 실시예에 따른 상기 MCT-키토산 바이오 필름들의 주입과정을 도시한다. Preparation of MCT-chitosan composite biofilms : The MCT-chitosan composite solutions were injected into glass or silicone molds and slowly diffused to form liquid films. The liquid films were evaporated at 80ºC for 24 hours or overnight at 40ºC to provide a 2D casting of composite biofilms. 6 shows a process of injecting the MCT-chitosan biofilms according to an embodiment.

MCT-키토산 복합 3D-해면체들의 제조: MCT-키토산3D-해면체들은 진공하에서 열처리에 의해 구동되는 가교방법에 의해 제조된다. 복합 해면체들(직경= 12mm, 두께= 6mm)은 주물/동결건조 기술들(단계 3c)에 의해 제조되었다. 그림 7에 도시된 바와 같이, 2% w/w키토산 수용액 또는 0.5%v/v 아세트산 1 그람은 MCT 수용액(0.5- 2.5% v/v)과 혼합된다. 상기 생성된 혼합물은 유리 또는 실리콘 주형에 붓고, -20 °C에서 동결시키고, 상기 용매를 제거하기 위해 동결 건조시키고, 상기 MCT-키토산 다공성 3D-해면체를 제공하였다. 상기 MCT-키토산 복합 3D-해면체들은 알려진 키토산 해면체들과 물리적으로 유사하다. 그러나, 상기 복합 3D-해면체들은 높은 수분 보유(팽창), 향상된 기계적 특성, 및 우수한 바이오 적합성과 같은 상당한 추가적인 특성들을 갖는다. 상기 MCT-키토산 복합 3D-해면체들은 예를 들어, 개선된 상처 및 지혈(혈액 응고) 드레싱을 제공하기 위해 사용될 수 있는데, 이는 키토산의 상기 지혈 효과가 상기 MCT 성분의 상기 면역 역학적 특성들에 의해 증가되기 때문이다. MCT를 추가하면 기계적 성능, 세포 부착 및 성장도 향상된다. Preparation of MCT-chitosan complex 3D-cavernous bodies: MCT-chitosan 3D-cavernous bodies are prepared by a crosslinking method driven by heat treatment under vacuum. Composite sponges (diameter = 12 mm, thickness = 6 mm) were prepared by casting/freeze drying techniques (step 3c). As shown in Figure 7, 2% w/w aqueous chitosan solution or 1 gram of 0.5% v/v acetic acid is mixed with aqueous MCT solution (0.5-2.5% v/v). The resulting mixture was poured into a glass or silicone mold, frozen at -20 °C, and freeze-dried to remove the solvent, to give the MCT-chitosan porous 3D-cavernous body. The MCT-chitosan complex 3D-cavernous bodies are physically similar to known chitosan spongy bodies. However, the composite 3D-cavernous bodies have significant additional properties such as high moisture retention (expansion), improved mechanical properties, and good biocompatibility. The MCT-chitosan complex 3D-cavernous bodies can be used, for example, to provide an improved wound and hemostatic (blood clotting) dressing, where the hemostatic effect of chitosan is increased by the immunodynamic properties of the MCT component. Because it becomes. The addition of MCT also improves mechanical performance, cell adhesion and growth.

MCT-키토산 복합 하이드로 겔들의 제조: MCT(2% v/v), 키토산 (1% w/v)복합 용액을 -20 °C에서 동결시키고, 동결 건조하여 상기 용매를 제거하고, 분말 물질을 남겼다. 도 8에 도시된 바와 같이, 동결 건조된 MCT-키토산 복합재 2그람을 100mL탈 이온수에 용해시키고, 강하게 교반하면서 NaOH 6N의 농축 용액으로 적용하여 상기 pH를 증가시켰다. 상기 용액이 적절한 pH값(~7.2)에 도달하면, 복합 하이드로 겔이 자발적으로 형성되었고, 및 상기 분산의 상기 점도가 상당히 증가하였다. 다른 실시예에서, MCT-키토산 하이드로 겔들은 또한 2 내지 10% w/v 고 분자량(HMW) 키토산 상기 최종 농도를 조절하거나 상기 최종 MCT-키토산 복합재와 하이드록시에틸셀룰로오스(hydroxyethylcellulose), 글리세롤, 또는 폴리에틸렌글리콜, 등과 같은 점도 향상제를 혼합함으로써 제조될 수 있다. Preparation of MCT-chitosan complex hydrogels : MCT (2% v/v), chitosan (1% w/v) complex solution was frozen at -20 °C and freeze-dried to remove the solvent, leaving a powdery substance . As shown in FIG. 8, 2 grams of the freeze-dried MCT-chitosan composite was dissolved in 100 mL deionized water, and the pH was increased by applying it as a concentrated solution of NaOH 6N with strong stirring. When the solution reached an appropriate pH value (~7.2), a composite hydrogel spontaneously formed, and the viscosity of the dispersion increased significantly. In another embodiment, MCT-chitosan hydrogels may also be used to control the final concentration of 2 to 10% w/v high molecular weight (HMW) chitosan or the final MCT-chitosan composite and hydroxyethylcellulose, glycerol, or polyethylene. It can be prepared by mixing a viscosity enhancing agent such as glycol, and the like.

MCT-키토산 복합 전기 방사 나노 섬유들의 제조: 도 9A 및 9B에 도시된 바와 같이, 부직 형태의 MCT-키토산 나노 섬유 매트들은 전기 방사 기술에 의해 제조되었다. MCT-키토산 복합재는 0.5 내지 2.0(%w/v) 범위의 키토산 농도에서 탈 이온수에 용해시켰다. MCT-키토산 복합재의 상기 농도는 점도 및 전도성이 전기 방사에 적합하도록 조정되었다. 전기 방사 실험들 전에 완전한 수화를 위해 상기 분산액을 냉장고(4°C)에 넣고 밤새 방치하였다. 상기 최대 전단 속도는 멱승법 자료에 따라 관형의 부피 유량(Q)가 2.78 x10-10 m3/s 이고, 상기 튜브 내부의 반경이 1mm(R = 0.5 x 10-3 m)이다. 전기 방사를 위한 MCT-키토산 복합 특성들을 향상시키기 위해, 전기 방사 보조제로서, 샘플들을 폴리비닐알코올(PVA)와 혼합하였다. PVA (10% w/v)를 4시간 동안 80°C에서 강하게 교반하며 물에 용해시켰다. 상기 MCT-키토산 복합재 및 PVA 혼합 분산액들을100:00, 60:40, 50:50, 40:60 및 0:100 질량비로 혼합하였다. MCT-키토산/PVA 혼합 샘플들(5 mL)을 전기 방사 장치 및 30-kV 전원 공급 장치(Gamma High Voltage Research, Ormond Beach, FL, USA)를 사용하여 방사시켰다. 상기 니들 끝과 상기 수집기 사이의 상기 거리를 20 cm로 설정하고, 상기 전압을 20kV로, 상기 용액을 1mL/h로 펌핑하였다. 도 9A에 도시된 바와 같이, 나노 섬유들을 알루미늄 호일에 모았고, 추가적인 특성화를 위해 건조기에 저장하였다. Preparation of MCT-chitosan composite electrospun nanofibers : As shown in Figs. 9A and 9B, non-woven MCT-chitosan nanofiber mats were manufactured by electrospinning technology. The MCT-chitosan composite was dissolved in deionized water at a chitosan concentration ranging from 0.5 to 2.0 (%w/v). The concentration of the MCT-chitosan composite was adjusted so that the viscosity and conductivity were suitable for electrospinning. For complete hydration before electrospinning experiments, the dispersion was placed in a refrigerator (4°C) and left overnight. The maximum shear rate is a tubular volume flow rate (Q) of 2.78 x 10 -10 m 3 /s and a radius of 1 mm (R = 0.5 x 10 -3 m) inside the tube according to the power method data. To improve the MCT-chitosan composite properties for electrospinning, as an electrospinning aid, samples were mixed with polyvinyl alcohol (PVA). PVA (10% w/v) was dissolved in water with vigorous stirring at 80°C for 4 hours. The mixed dispersions of the MCT-chitosan composite and PVA were mixed in a mass ratio of 100:00, 60:40, 50:50, 40:60 and 0:100. MCT-chitosan/PVA mixed samples (5 mL) were spun using an electrospinning device and a 30-kV power supply (Gamma High Voltage Research, Ormond Beach, FL, USA). The distance between the needle tip and the collector was set to 20 cm, the voltage was set to 20 kV, and the solution was pumped at 1 mL/h. As shown in Figure 9A, the nanofibers were collected in aluminum foil and stored in a dryer for further characterization.

MCT-키토산 바이오 필름들의 특성: 상기 MCT-키토산 복합 바이오 필름들의 상기 기계적 특성들은 인장 강도 및 팽창 거동을 비교하여 평가되었다. 팽창은 바이오 필름들의 상기 물리적 분해에서 상기 첫 번째 단계이다. 급속 팽창은 바이오 필름 매트릭스로부터의 활성 화합물들(예를 들어, 약물들 및/또는 살충제들)의 신속하고 제어되지 않은 방출을 촉진한다. 글루타르알데하이드는 일반적으로 팽창 속도를 늦추기 위해 키토산 바이오 필름들의 상기 생산에서 가교제로 첨가된다. 하이드로 겔 제제에서 글루타르알데하이드를 사용하는 단점은 상기 바이오 필름의 상기 인장 강도 감소이다. MCT-키토산 복합 바이오 필름들은 이전에 설명된 방법론들에 따라 주입하였다. 또한, 키토산 또는 MCT-키토산 복합 바이오 필름들의 주입 전 글루타르알데하이드 용액 (0.10% v/v)에서 30분 동안, 첫 번째 담금을 하였고, 이후 탈 이온수로 철저히 세척하고, 80°C에서 2 시간 동안 건조하여, 가교된 바이오 필름들을 제조했다. Characteristics of MCT-chitosan biofilms : The mechanical properties of the MCT-chitosan composite biofilms were evaluated by comparing tensile strength and expansion behavior. Expansion is the first step in the physical decomposition of biofilms. Rapid expansion promotes rapid and uncontrolled release of active compounds (eg drugs and/or pesticides) from the biofilm matrix. Glutaraldehyde is generally added as a crosslinking agent in the production of chitosan biofilms to slow the swelling rate. The disadvantage of using glutaraldehyde in hydrogel formulations is the reduction in tensile strength of the biofilm. MCT-chitosan composite biofilms were injected according to the methodologies previously described. In addition, before injection of chitosan or MCT-chitosan composite biofilms, the first immersion was performed in a glutaraldehyde solution (0.10% v/v) for 30 minutes, and then thoroughly washed with deionized water, and then at 80°C for 2 hours. By drying, crosslinked biofilms were prepared.

기계적 특성들의 평가: 10 mm/min의 크로스 헤드 속도 및 2 kN고정 로드 셀을 사용하여 범용 기계적 시험 기계(TEST Winner 920 소프트웨어가 탑재된 프랑스 GT Test의 TEST 108모델)로 인장 강도 측정을 수행했다. 상기 바이오 필름들을 17 mm Х 4 mm Х 0.08 mm(길이 Х 폭 Х 두께)의 크기를 갖는 아령 모양 나이프(H3 타입)로부터 표준 인장 샘플들로 절단하였다. 각 유형의 5개 이상의 바이오 필름 샘플을 적절한 저장 기간(3 및 20주) 후에 습도 챔버(CIAT, 프랑스)에서50 ± 3% RH 및 23 ± 2 °C 시험하였다. 막을 파괴하기 위한 상기 최대 하중을 단면적으로 나누어 상기 최대 인장 응력(TS)를 계산하였다. MCT-키토산 복합 바이오 필름들은 키토산 바이오 필름 단독의 경우보다 높은 인장 강도를 나타냈다. 도 10A 및 10B는 단독의 키토산(0:100)과 비교하여 상이한 MCT-키토산 복합 바이오 필름들(각각 50:50 및 100:0 질량비)의 상기 기계적 거동을 도시한다. 데이터는 [평균 ± SD; n = 5]. 가교제(글루타르알데하이드)의 상기 첨가는 상기 비가교된 것들에 비해 모든 생물막의 인장 강도를 감소시켰다. Evaluation of mechanical properties : Tensile strength measurements were performed with a universal mechanical test machine (TEST 108 model of GT Test in France equipped with TEST Winner 920 software) using a cross head speed of 10 mm/min and a 2 kN fixed load cell. The biofilms were cut into standard tensile samples from a dumbbell-shaped knife (H3 type) having a size of 17 mm X 4 mm X 0.08 mm (length X width X thickness). At least 5 biofilm samples of each type were tested at 50±3% RH and 23±2°C in a humidity chamber (CIAT, France) after an appropriate storage period (3 and 20 weeks). The maximum tensile stress (TS) was calculated by dividing the maximum load to break the membrane by the cross-sectional area. MCT-chitosan composite biofilms showed higher tensile strength than chitosan biofilm alone. 10A and 10B show the mechanical behavior of different MCT-chitosan composite biofilms (50:50 and 100:0 mass ratios, respectively) compared to chitosan alone (0:100). Data are [mean ± SD; n = 5]. This addition of a crosslinking agent (glutaraldehyde) reduced the tensile strength of all biofilms compared to the uncrosslinked ones.

팽창 거동의 평가: 키토산의 및 MCT-키토산 복합 바이오 필름들의 팽창 정도는 중량 측정 방법들에 의해 평가되었다. 각 건조 바이오 필름은 먼저 분석 저울(Wd)로 측정하였다. 계량 후, 바이오 필름들은 실온에서 50분동안 증류수에 담궜다. 바이오 필름들을 상기 물에서 제거하고 5, 10, 20, 30, 40, 50, 및 60 분에 중량(Ws)을 측정하였다. 고 정밀 저울로 무게를 측정하기 전에, 각 바이오 필름 샘플은 수조에서 신속하게 꺼내고, 티슈 페이퍼로 닦아내어 과량의 물을 제거하였다. 무게 측정 후, 상기 바이오 필름들은 물로 되돌려 보냈다. 각 바이오 필름 샘플의 팽창도(%)는 다음 식에 따라 계산되었다: Evaluation of expansion behavior : The degree of expansion of chitosan and MCT-chitosan composite biofilms was evaluated by gravimetric methods. Each dry biofilm was first measured with an analytical balance (W d ). After weighing, the biofilms were immersed in distilled water for 50 minutes at room temperature. The biofilms were removed from the water and the weight (W s ) was measured at 5, 10, 20, 30, 40, 50, and 60 minutes. Before weighing with a high precision balance, each biofilm sample was quickly removed from the water bath and wiped with tissue paper to remove excess water. After weighing, the biofilms were returned to water. The degree of expansion (%) of each biofilm sample was calculated according to the following equation:

팽창도(%) = [(Ws-Wd)/Ws] x 100Expansion (%) = [(Ws-Wd)/Ws] x 100

상기 결과들은 MCT-키토산 복합 바이오 필름들이 키토산 바이오 필름들에 비해 더 낮은 팽창도 및 더 낮은 총 팽창도를 나타냄을 보여준다. 도 10B는 시간의 함수로써, 상기 MCT-키토산 하이드로 겔들의 상기 팽창 정도를 도시한다.The above results show that the MCT-chitosan composite biofilms show a lower degree of expansion and a lower total degree of expansion compared to the chitosan biofilms. 10B shows the degree of expansion of the MCT-chitosan hydrogels as a function of time.

이러한 결과들은 MCT-키토산 복합 물질들이 강한 가교제 또는 등가물로 작용하여, 상기 복합 물질들의상기 팽창을 감소시키고, 상기 바이오 필름의 상기 인장 강도를 높인다는 것을 나타낸다. MCT에 의해 제공되는 상기 특성들은 키토산 바이오 필름들에서 글루타르알데하이드 가교제의 특성보다 우수했다. 그러므로 MCT는 패키징, 패치, 및 외과용 바이오 물질들을 조제하기 위해 글루타르알데히드에 적합하고, 신뢰할 수 있으며, 바이오 적합한 '녹색 대안들'이다.These results indicate that MCT-chitosan composite materials act as strong crosslinking agents or equivalents, thereby reducing the expansion of the composite materials and increasing the tensile strength of the biofilm. The properties provided by MCT were superior to those of the glutaraldehyde crosslinker in chitosan biofilms. Therefore, MCT is a suitable, reliable and biocompatible'green alternatives' to glutaraldehyde to formulate packaging, patches, and surgical biomaterials.

MCT-키토산 복합 상처 드레싱 템플릿들(바이오 필름들, 3D-해면체들, 및 전기 방사 나노 섬유들)의 특성: 상기 MCT-키토산 복합 상처 드레싱 템플릿들(바이오 필름들, 3D-해면체들 및 전기 방사 나노 섬유들)은 약화된 총 반사율 푸리에-변형 적외선 분광법(Nicolet 4700 ATR FT-IR, Thermo Scientific, Grand Island, NY, USA) 및 열 중량 분석(TGA, Q100, TA Instruments, Lindon, UT, USA)을 사용하여 화학적 프로파일에 따라 특성화 되었다. 질소 대기(20 mL/min)에서 20내지 400°C의 온도 스캔 범위에 걸쳐 5°C /min으로 열 분석(DSc 및 TGA)를 수행하였다. Eh 11A 및 11B는 MCT-키토산 바이오 필름들 및 상처 드레싱 템플릿들로서의 잠재적인 적용들을 도시한다. 나노 섬유들의 상기 형태는 SEM(Leo 1530-FE, Zeiss, Cambridge, UK)을 사용하여 검사하였다. 상기 평균 섬유 직경은 ImageJ 소프트웨어를 사용한 SEM이미지에서 적어도 20개의 섬유들을 분석함으로써 결정되었다. 도 11C 및 11D는 상기 표면의 형태를 도시한다.Characteristics of MCT-chitosan composite wound dressing templates (biofilms, 3D-cavernous bodies, and electrospun nanofibers): The MCT-chitosan composite wound dressing templates (biofilms, 3D-cavernous bodies and electrospun nanofibers) Fibers) were subjected to weakened total reflectance Fourier-modified infrared spectroscopy (Nicolet 4700 ATR FT-IR, Thermo Scientific, Grand Island, NY, USA) and thermogravimetric analysis (TGA, Q100, TA Instruments, Lindon, UT, USA). Was characterized according to the chemical profile using. Thermal analysis (DSc and TGA) was performed at 5°C/min over a temperature scan range of 20 to 400°C in a nitrogen atmosphere (20 mL/min). Eh 11A and 11B show potential applications as MCT-chitosan biofilms and wound dressing templates. The morphology of the nanofibers was examined using SEM (Leo 1530-FE, Zeiss, Cambridge, UK). The average fiber diameter was determined by analyzing at least 20 fibers in an SEM image using ImageJ software. 11C and 11D show the shape of the surface.

키토산 바이오 물질들과 비교한 MCT-키토산 복합 바이오 물질들의 장점: 상기 MCT-키토산 복합 바이오 물질들(도 12)은 키토산 바이오 물질들과 비교하여 다양한 적용 분야에서 상당히 향상된 특징들을 제공한다. 상기 MCT-키토산 복합 바이오 물질들은 나노 입자들, 하이드로 겔들, 바이오 필름들, 3D-해면체들 또는 전기 방사된 나노 섬유들로 제조될 수 있다. 이러한 형태들의 바이오 물질들 각각은 다양한 표적 적용에 사용할 수 있고, 각각의 상기 복합 바이오 물질들은 하단의 표 1에 요약된 바와 같이 키토산 바이오 물질들에 비해 상당한 장점들을 갖는다. Advantages of MCT-chitosan composite biomaterials compared to chitosan biomaterials : The MCT-chitosan composite biomaterials (FIG. 12) provide significantly improved characteristics in various fields of application compared to chitosan biomaterials. The MCT-chitosan composite biomaterials may be made of nanoparticles, hydrogels, biofilms, 3D-spongy bodies, or electrospun nanofibers. Each of these types of biomaterials can be used for various target applications, and each of the composite biomaterials has significant advantages over chitosan biomaterials, as summarized in Table 1 below.

표 1은 GTR 적용을 위한 키토산 및 콜라겐 바이오 물질들과 비교하여 MCT-키토산 복합물의 개선을 나타낸 표이다.Table 1 is a table showing the improvement of the MCT-chitosan complex compared with chitosan and collagen biomaterials for GTR application.

바이오 물질Biomaterial 적용 대상Applicable to MCT-키토산 복합재들을 이용한 개선Improvement using MCT-chitosan composites 바이오 필름들Bio films 제어된 약물 방출
기계적 성질들



항균성

생분해성
상처 치유
Controlled drug release
Mechanical properties



Antibacterial

Biodegradable
Wound healing
MCT 가교 효과는 제어 방출을 증가시키고; 이는 글루타르알데하이드 MCT-키토산 복합 바이오 필름들을 대체할 수 있으며, 키토산과 비교하여 인장 강도가 증가하는 것을 보여줌; 따라서 상기 복합재들은 드레싱, 패치, 및 적용 재료 포장 분야에 적합함
MCT는 지속적 전달을 촉진하는 중요한 특성인, 상기 바이오 필름들의 상기 생분해 속도를 감소시킴
MCT immunostatic 특성들은 상처 치유의 촉진제로서 바이오 필름의 성능을 향상시킬 수 있음
MCT crosslinking effect increases controlled release; This can replace glutaraldehyde MCT-chitosan composite biofilms, showing that the tensile strength is increased compared to chitosan; Therefore, these composites are suitable for dressing, patching, and packaging applications.
MCT reduces the biodegradation rate of the biofilms, an important property that promotes sustained delivery.
MCT immunostatic properties can improve the performance of biofilms as an accelerator of wound healing.
상처 드레싱 템플릿들(3D-해면체들 및 전기 방사 나노 섬유들)Wound dressing templates (3D-cavernous bodies and electrospun nanofibers) 항균성바이오 적합성
상처 치유 및 응고제


세포 성장 및 조직 공학
Antimicrobial biocompatibility
Wound healing and coagulant


Cell growth and tissue engineering
MCT는 단독의 키토산과 비교할 때 MCT-키토산 복합재에서 기계적 특성을 증가시킴으로써, 피부 패치들 또는 붕대들처럼 더욱 활동적이고 적합하게 할 수 있음
MCT immunostatic 특성들은 상처 치유, 세포 증식 및 응고 촉진제들로서 상처 드레싱 템플릿의 성능을 증가시킬 수 있음
MCT-키토산 복합 상처 드레싱 템플릿의 바이오 적합성, 항균성 및 다공성들은 이러한 복합재들을 조직 공학 및 외과 드레싱 적용 분야에 유리한 해면체 재료로 만듬
MCT can be made more active and fit like skin patches or bandages by increasing the mechanical properties in MCT-chitosan composites compared to chitosan alone.
MCT immunostatic properties can increase the performance of wound dressing templates as wound healing, cell proliferation and coagulation promoters.
The biocompatibility, antimicrobial properties and porosity of the MCT-chitosan composite wound dressing template make these composites an advantageous cavernous material for tissue engineering and surgical dressing applications.
하이드로 겔들Hydrogels
바이오 적합성
추가적인 바이오 물질


Biocompatible
Additional biomaterials

MCT-키토산 하이드로 겔들은 개선된 점막 접착성 및 점도뿐만 아니라, 항 미생물 및 immunostatic 특성들로 인해 다양한 제제들(예를 들어, 식품, 접착제들, 제약들, 바이오 의학 용도)에서 추가적인 바이오 물질들로써 쉽게 사용될 수 있음MCT-chitosan hydrogels are readily available as additional biomaterials in a variety of formulations (e.g. food, adhesives, pharmaceuticals, biomedical applications) due to their improved mucosal adhesion and viscosity, as well as anti-microbial and immunostatic properties. Can be used

실험예 2. 상처 치유 및 조직 공학인 GTR에서의 적용을 위한 MCT-키토산 복합 3D-해면체.Experimental Example 2. MCT-chitosan complex 3D-cavernous body for application in wound healing and tissue engineering GTR.

키토산(CHT)는 바이오 적합성 및 생체 흡수성이 있는 것으로 보고되었다. 특히, CHT는 좋은 상처 치유 촉진제로 간주된다. 한편, 콜라겐(MCT)는 조직 공학에서 가장 널리 사용되는 매트릭스 바이오 물질들 중 하나이다. 다공질 MCT 단일 3D-해면체들은 많은 유형의 조직들의 시험관 내 성장을 지원하기 위해 사용되어 왔다. 하이브리드 3D-해면체 바이오 물질들은 해삼 표본들로부터 분리된 CHT 및 MCT를 용매 주물 및 동결 건조를 포함한, 이전에 개발된 방법론들을 적용하고, 상이한 질량비로 혼합하여 제조되었다. MCT/CHT 하이브리드 3D-해면체들은 그들의 수분 흡수 용량, 기계적 특성, 열 거동(TGA), 및 형태(SEM)에 따라 특성화되었다. 하이브리드 3D-해면체들은 단일 3D-해면체들과 비교하여 더 높은 생 분해성뿐만 아니라, 개선된 안정성, 큰 다공성, 증가된 열 안정성, 및 기계적 특성들을 나타냈다. 지방 세포 유래 줄기 세포(ADSC)의 세포 배양 및 SEM 이미지화의 MCT/CHT 하이브리드 3D-해면체들이 허용된 ADSC의 부착, 확산 및 시험관 내 성장을 보여준다.Chitosan (CHT) has been reported to be biocompatible and bioabsorbable. In particular, CHT is considered a good wound healing promoter. Meanwhile, collagen (MCT) is one of the most widely used matrix biomaterials in tissue engineering. Porous MCT single 3D-cavernous bodies have been used to support the in vitro growth of many types of tissues. Hybrid 3D-cavernous biomaterials were prepared by applying previously developed methodologies, including solvent casting and freeze-drying, of CHT and MCT isolated from sea cucumber specimens, and mixing them in different mass ratios. MCT/CHT hybrid 3D-cavernous bodies were characterized according to their water absorption capacity, mechanical properties, thermal behavior (TGA), and morphology (SEM). Hybrid 3D-cavernous bodies exhibited improved stability, greater porosity, increased thermal stability, and mechanical properties, as well as higher biodegradability compared to single 3D-cavernous bodies. Cell culture and SEM imaging of adipocyte-derived stem cells (ADSCs) of MCT/CHT hybrid 3D-cavernous bodies show the adhering, proliferation and in vitro growth of ADSCs allowed.

MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들의 제조: 하이브리드 용액들을 제조하기 위해 각각 MCT-CHT를 100:0, 80:20, 60:40, 및 50:50의 몰 비로 키토산(CHT, 2.0% w/v)을 아세트산(0.1% v/v)에 용해시키고, 콜라겐 수용액(MCT, 5% w/v)과 천천히 혼합시켰다. MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들은 각 용액을 유리 몰드들에 붓고 용매를 붓고 동결 건조하여 제조되었다. 상기 해면체들은 추가적인 특성화 및 세포 증식 연구 및 제어된 상대 습도에서 데시케이터로의 저장을 위해 작은 조각들(직경 12mm, 두께 3mm )로 절단되었다. Preparation of MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies : Chitosan (CHT, 2.0% w/v) in molar ratios of 100:0, 80:20, 60:40, and 50:50, respectively, for MCT-CHT to prepare hybrid solutions Was dissolved in acetic acid (0.1% v/v), and slowly mixed with an aqueous collagen solution (MCT, 5% w/v). MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies were prepared by pouring each solution into glass molds, pouring a solvent, and freeze drying. The cavernous bodies were cut into small pieces (12 mm diameter, 3 mm thickness) for further characterization and cell proliferation studies and storage in a desiccator at controlled relative humidity.

MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들의 물리 화학적 특성: 상기 제조된 하이브리드 해면체들의 광학 현미경 이미지를 4배율로 반전 현미경(LIB-305, USA)에서 수집했다. MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들의 상기 형태를 20kx의 배율로 전자 현미경(SEM, JSM-5200, JEOL, USA)상에서 관찰하였다. 각 샘플의 상기 경사각은 30도였다. TGA-7 기기(Perkin Elmer, USA)에서 열 중량 분석(TGA)를 수행하였다. 해면체 샘플들(5-10mg)을 알루미늄 홀더에 붓고, 질소 대기(10mL/min)하에서 10 °C/min의 가열 속도로 50 내지 600°C로 설정된 온도 프로그램에 따라 분석하였다. 주위 조건(20°C 및 50% 상대 습도, RH)에서 최대 인장력이 250N인 범용 인장 시험 기계(Tensilon RTG, Japan)의 로드 셀을 사용하여 MCT/CHT 하이브리드 3D-해면체들(조건당n = 5)의 단축 기계적 압축 테스트를 수행했다. 상기 압축(mm) 및 하중(N)을 크로스헤드 속도 5mm/min으로 수집하였다. 상기 압축 탄성 계수는 상기 압축 곡선의 상기 초기 선형 영역 내의 상기 응력-변형률 곡선들의 상기 접선 경사로 계산되었다. 상기 압축 강도는 15% 변형률(상기 응력-변형률 곡선이 모든 샘플에서 선형인 상기 영역 내)에서 계산되었다. 상기 건조된 3D-해면체 샘플들은 전자 마이크로 미터(DMH 시리즈 293, Mitotoyo, Japan)에 의해 측정될 때, 지름이 12mm 및 두께가 3mm인 원통형 형태를 가졌다. Physical and chemical properties of MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies : Optical microscopic images of the prepared hybrid spongy bodies were collected in an inverted microscope (LIB-305, USA) at 4x magnification. The morphology of the MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies was observed on an electron microscope (SEM, JSM-5200, JEOL, USA) at a magnification of 20 kx. The tilt angle of each sample was 30 degrees. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed on a TGA-7 instrument (Perkin Elmer, USA). Spongiform samples (5-10 mg) were poured into an aluminum holder and analyzed according to a temperature program set at 50 to 600° C. at a heating rate of 10° C./min under nitrogen atmosphere (10 mL/min). MCT/CHT hybrid 3D-sponges (n = 5 per condition) using a load cell of a universal tensile testing machine (Tensilon RTG, Japan) with a maximum tensile force of 250N at ambient conditions (20°C and 50% relative humidity, RH). ) Uniaxial mechanical compression test was performed. The compression (mm) and load (N) were collected at a crosshead speed of 5 mm/min. The compressive modulus was calculated as the tangential slope of the stress-strain curves within the initial linear region of the compression curve. The compressive strength was calculated at 15% strain (in the region where the stress-strain curve was linear in all samples). The dried 3D-cavernous body samples had a cylindrical shape with a diameter of 12 mm and a thickness of 3 mm as measured by an electron micrometer (DMH series 293, Mitotoyo, Japan).

세포 부착 및 증식 연구: 지방 조직 유래 줄기 세포들(ADSC)를 살아있는 말들로부터 분리하였다. 상기 ADSC(~105 cells/cm2)를 각각의 MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들 위에 놓았다. 조직 배양 플레이트(폴리스티렌) 웰을 대조군으로 사용하였다. 상기 배양물을 상기 인큐베이터에 1일 동안 두고, 제거시 인산 완충 식염수(PBS)로 세척하고 트립신으로 처리하였다. 생성된 해리 세포 현탁액의 일부 표본들을 쿨터 계수기 multisizer(모델 0646, Coulter Electronics, Hialeah, FL, USA)에서 계수하였다. 지름이 8 내지 32 μm인 것들만 사용되었다. 세포 증식은 또한 세포 카운트에 의해 1, 3, 7 및 10일 후에 상기 기재된 바와 같이 측정되었다. 이 실험에서, 6개의 복제 샘플들이 검사되었다. 부착 및/또는 ADSC 세포들을 0.1M PBS (pH7.4) 중 글루타르알데히드(2.5% v/v)로 30분 동안 고정한 후, 0.1M PBS로 헹구었다. 상기 고정된 세포 샘플들을 주사 전자 현미경(SEM, Hitachi Model S-2460N, Hitachi Ltd., Tokyo, Japan)에 의해 형태 분석을 위해 동결 건조시키고 금으로 스퍼터 코팅하였다. Cell adhesion and proliferation studies : Adipose tissue-derived stem cells (ADSC) were isolated from live horses. The ADSCs (~10 5 cells/cm 2 ) were placed on each of the MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies. Tissue culture plate (polystyrene) wells were used as controls. The culture was placed in the incubator for 1 day, and when removed, washed with phosphate buffered saline (PBS) and treated with trypsin. Some samples of the resulting dissociated cell suspension were counted on a Coulter counter multisizer (model 0646, Coulter Electronics, Hialeah, FL, USA). Only those with a diameter of 8 to 32 μm were used. Cell proliferation was also measured as described above after 1, 3, 7 and 10 days by cell count. In this experiment, 6 replicate samples were examined. Adherent and/or ADSC cells were fixed with glutaraldehyde (2.5% v/v) in 0.1 M PBS (pH 7.4) for 30 min, then rinsed with 0.1 M PBS. The fixed cell samples were freeze-dried for morphology analysis by a scanning electron microscope (SEM, Hitachi Model S-2460N, Hitachi Ltd., Tokyo, Japan) and sputter coated with gold.

데이터 및 통계 분석: 모든 데이터는 적어도 3회 이상의 반복의 평균 ± 표준 편차로 보고되었다. 통계 분석은 JMP Pro(버전 10.0.0; SAS Institute Inc., 미국, 노스캐롤라이나 주, 캐리)를 사용하여 수행되었으며, p = 0.05로 설정되었다. 유의미한 차이를 평가하기 위해 "샘플"과 "농도" 사이에서 독립 변수들이 서로 상호작용 하는 양방향 ANOVA 모델로 결과를 분석하였다. Data and Statistical Analysis : All data were reported as mean ± standard deviation of at least 3 repetitions. Statistical analysis was performed using JMP Pro (version 10.0.0; SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) and was set to p = 0.05. To evaluate the significant difference, the results were analyzed with a two-way ANOVA model in which independent variables interact with each other between “sample” and “concentration”.

MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들의 물리 화학적 특성: 키토산은 이용 가능한 아민 및 하이드록실 그룹들에 의해 구동되는 수소결합 상호작용들에 의해 콜라겐에 물리적으로 결합한다. 이러한 상호작용은 나노 입자들, 바이오 필름들, 바이오 폼들, 및 조직 해면체들과 같은 안정한 바이오 물질들을 개발할 수 있게 한다(Madrigal-Carballo et al.,콩 레시틴 리포좀들에 대한 천연 중합체들의 정전기적 생체 흡착에 의해 수득된 폴리머-리포좀 나노 입자, Intl. J. Nanoparticles 5 (3) (2012) 196-209; Madrigal-Carballo et al., 단백질이 로딩된 키토산 나노 입자들은 뮤린 복막 대식세포에 의한 달걀 난백 리소자임의 흡수 및 항원 제시, Intl. J. Nanoparticles 3 (2) (2010) 179-191; Ma et al., 인간의 신생아 피부 섬유아세포들의 해면체로써 새로운 키토산 이중층 재료의 상기 합성 및 조직 공학 적용에 대한 예비 시험관 내 연구, Biomaterials, 22(4) (2001), pp. 331-336). 도 13A는 제조된 MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들을 도시한다. 도 13A에 도시된 바와 같이, 상기 도시된 하이브리드 3D-해면체들은 상이한 MCT/CHT 질량비들(50:50, 60:40, 80:20, 및 100:0)로 제조된다. 도 13B는 상기 해면체들의 광학 현미경 이미지들을 도시하고, 도 13C는 각각의 제조된 3D-해면체에 대한 SEM 현미경 사진이다. 도 13C에서, 상기 스케일 바들은 500mm이다. Physicochemical properties of MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies: Chitosan physically binds to collagen by hydrogen bonding interactions driven by available amine and hydroxyl groups. This interaction makes it possible to develop stable biomaterials such as nanoparticles, biofilms, biofoams, and tissue cavernous bodies (Madrigal-Carballo et al., electrostatic bioadsorption of natural polymers on soy lecithin liposomes). Polymer-liposome nanoparticles obtained by, Intl. J. Nanoparticles 5 (3) (2012) 196-209; Madrigal-Carballo et al., protein-loaded chitosan nanoparticles are egg egg white lysozymes by murine peritoneal macrophages. Of uptake and antigen presentation, Intl. J. Nanoparticles 3 (2) (2010) 179-191; Ma et al., Preliminary for the above synthesis and application of tissue engineering of a novel chitosan bilayer material as a cavernous body of human neonatal skin fibroblasts In vitro studies, Biomaterials, 22(4) (2001), pp. 331-336). 13A shows the prepared MCT-chitosan hybrid 3D-caverns. As shown in Fig. 13A, the hybrid 3D-cavernous bodies shown above are fabricated with different MCT/CHT mass ratios (50:50, 60:40, 80:20, and 100:0). 13B shows optical microscopic images of the cavernous bodies, and FIG. 13C is an SEM micrograph of each prepared 3D-cavernous body. In Fig. 13C, the scale bars are 500 mm.

도 13C의 상기 SEM 현미경은 MCT와 결합된 키토산 단일 해면체의 상기 표면 형태 변화를 보여준다. 이러한 변화는 상기 MCT/CHT 하이브리드 3D-해면체 매트릭스에서 MCT의 첨가에 따른 겉보기 기공 크기의 감소에 의해 나타난다. 따라서, 키토산과 MCT의 상호작용은 더 큰 가교 밀도를 제공하는 것으로 나타나고, 더 많은 수의 잠재적인 수소결합 상호작용들에 의하여 두 거대분자들 사이에서 이용 가능한, 증가된 분자 정렬 및 소형화 구동 가능하다. The SEM micrograph of FIG. 13C shows the change in the surface morphology of the chitosan single cavernous body combined with MCT. This change is indicated by the decrease in the apparent pore size according to the addition of MCT in the MCT/CHT hybrid 3D-cavernous matrix. Thus, the interaction of chitosan and MCT appears to provide a greater crosslinking density, and the increased molecular alignment and miniaturization drive available between the two macromolecules by a greater number of potential hydrogen bonding interactions. .

도 14는 열량 측정(TG)에 의한 상기 MCT-키토산 하이브리드 3D 해면체들의 열 분석 그래프이며, MCT/CHT (50:50)하이브리드 3D-해면체의 상기 열 거동은 MCT/CHT (100:0) 및 MCT/CHT(0:100) 복합 해면체들 사이의 상호작용을 도시한다. MCT와 통합된 상기 하이브리드 3D-해면체는 상기 CHT 단일 해면체와 비교할 때, 열 안정성에 있어서 15배 증가에 상응하는 평균 분해 온도가 300 °C인 상기 키토산 단일 해면체에 비해 우수한 열 안정성을 보여준다. 14 is a thermal analysis graph of the MCT-chitosan hybrid 3D cavernous bodies by calorimetry (TG), and the thermal behavior of the MCT/CHT (50:50) hybrid 3D-cavernous body is MCT/CHT (100:0) and MCT /CHT(0:100) Shows the interaction between complex cavernous bodies. The hybrid 3D-cavernous body integrated with MCT shows superior thermal stability compared to the chitosan single cavernous body having an average decomposition temperature of 300 °C corresponding to a 15-fold increase in thermal stability when compared to the CHT single cavernous body.

생물학적 3D-해면체들은 이식 후 온전함을 유지하기에 충분한 기계적 특성이 필요하다. 따라서, MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체에 대해 압축 테스트를 수행하여, 상기 응력-변형 기계적 곡선들을 얻고 탄성 계수 및 압축 응력 (15% 변형률)을 각각 표 2에 나타낸 바와 같이 계산하였다. 상기 결과들은 상기 키토산 3D-해면체 매트릭스에 MCT를 추가함으로써 상기 기계적 특성들에 긍정적인 영향을 보여준다. 상기 하이브리드 MCT/CHT(50:50) 3D-해면체는 MCT/CHT(100:0) 해면체와 비교할 때, 압축 영률이 약 85배 증가한 것으로 나타났다. 또한, 상기 압축 강도(15% 변형률)는 MCT/CHT (60:40) 하이브리드 3D-해면체 시스템에 대해 약 78배 증가하는 것으로 확인되었다. 상기 관찰된 기계적 강도의 향상은 내부 구조, 수소 결합 구동, 콜라겐과 키토산 사이의 폴리머 네트워크들과 관련되어 매트릭스의 기계적 안정화를 촉진하고, 주입 목적에 적합한 3D-해면체를 형성할 수 있다.Biological 3D-cavernous bodies require sufficient mechanical properties to remain intact after implantation. Therefore, a compression test was performed on the MCT-chitosan hybrid 3D-spongy body, the stress-strain mechanical curves were obtained, and the elastic modulus and compressive stress (15% strain) were calculated as shown in Table 2, respectively. The results show a positive effect on the mechanical properties by adding MCT to the chitosan 3D-cavernous matrix. The hybrid MCT/CHT (50:50) 3D-cavernous body showed an approximately 85-fold increase in compressive Young's modulus compared to the MCT/CHT (100:0) spongy body. In addition, the compressive strength (15% strain) was found to increase by about 78 times for the MCT/CHT (60:40) hybrid 3D-cavernous system. The observed improvement in mechanical strength is related to the internal structure, hydrogen bonding drive, polymer networks between collagen and chitosan, which promotes mechanical stabilization of the matrix, and can form a 3D-cavernous body suitable for injection purposes.

표 2는 다른 MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체에 대한 영의 기계적 계수를 나타내며, 결과들은 ± SD (n = 5)로 보고된다.Table 2 shows the Young's mechanical modulus for different MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies, and the results are reported as ± SD (n = 5).

샘플Sample 압축 계수Compression factor
(MPA)(MPA)
압축 강도Compressive strength
(Mpa, 15% 변형률)(Mpa, 15% strain)
MCT/CHT (100:0)MCT/CHT (100:0) 0.18 ± 0.070.18 ± 0.07 0.12 ± 0.010.12 ± 0.01 MCT/CHT (80-20)MCT/CHT (80-20) 0.34 ± 0.100.34 ± 0.10 0.44 ± 0.020.44 ± 0.02 MCT/CHT (60-40)MCT/CHT (60-40) 0.78 ± 0.550.78 ± 0.55 0.51 ± 0.020.51 ± 0.02 MCT/CHT (50-50)MCT/CHT (50-50) 1.22 ± 0.611.22 ± 0.61 0.55 ± 0.030.55 ± 0.03

해면체의 수화 및 세포 성장을 촉진시키기 위해 팽윤 특성이 중요하다. 상기 MCT-키토산 3D 해면체들은 MCT와 키토산의 상기 간단한 두 해면체들 사이의 중간 거동을 보였고, 키토산의 비율이 가장 높은 해면체가 가장 높은 수분 흡수 성능을 나타냈다. 이러한 결과들은 콜라겐의 상기 4차 구조에 의해 상기 기능적 그룹의 회전 및 이동성의 상기 감소 때문에, 현재 추가로 이용 가능한 수소 결합 점이 상기 콜라겐 보다 상기 키토산 바이오 분자에 존재하는 것으로 설명될 수 있다. The swelling properties are important to promote the hydration and cell growth of the cavernous body. The MCT-chitosan 3D cavernous bodies showed an intermediate behavior between the two simple cavernous bodies of MCT and chitosan, and the cavernous body with the highest chitosan ratio showed the highest water absorption performance. These results can be explained as being present in the chitosan biomolecule rather than the collagen because of the reduction in rotation and mobility of the functional group by the quaternary structure of collagen.

도 15는 상이한 MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들에 대해 수득된 상기 수분 흡수 거동을 도시한다. 도 15에서, 데이터는 동일한 시점의 MCT/CHT(100:0)단일 3D-해면체와 비교하여 평균 ± SD, n = 3, 및 (*) = p < 0.05로 제시된다. 도 15는 또한 예시적인 목적으로, MCT/CHT(50:50) 하이브리드 3D-해면체의 상기 팽창 거동을 보여주기 위해 삽입된 그림을 포함한다. 상기 도 15 그래프는 모든 다른 하이브리드 3D-해면체들에 대한 70% 이하 상대 습도의 유사성을 보여준다. 한편, 상대 습도 85%에 도달한 후, 상기 하이브리드 3D-해면체 매트릭스에서 상기 MCT의 비율이 증가함에 따라 중요한 차이들이 상기 시스템들간에서 발견되었다. 상기 MCT/CHT (50:50) 하이브리드 3D-해면체에서 수분 흡수가 250배 범위의 차이를 보여줌으로써, 거의 300%로 가장 높은 수분 흡수 용량을 나타내고, 상기 MCT/CHT (100:0) 단일 3D-해면체는 50%에 가까운 값인 가장 낮은 수분 흡수 용량을 나타낸다. MCT/CHT(80:20) 및 MCT/CHT(60:40)는 MCT/CHT (100:0) 및 MCT/CHT (50:50) 사이의 물 흡수 능력을 보여준다.15 shows the water absorption behavior obtained for different MCT-chitosan hybrid 3D-caverns. In Figure 15, the data are presented as mean±SD, n=3, and (*)=p<0.05 compared to the MCT/CHT(100:0) single 3D-cavernous body at the same time point. FIG. 15 also includes, for illustrative purposes, an inset figure to show the expansion behavior of the MCT/CHT (50:50) hybrid 3D-cavernous body. The graph of FIG. 15 shows the similarity of relative humidity of 70% or less for all other hybrid 3D-cavernous bodies. On the other hand, after reaching 85% relative humidity, as the ratio of the MCT in the hybrid 3D-cavernous matrix increased, significant differences were found between the systems. The MCT/CHT (50:50) hybrid 3D-cavernous body shows a difference in the range of 250 times, thereby showing the highest water absorption capacity of almost 300%, and the MCT/CHT (100:0) single 3D- The cavernous body exhibits the lowest water absorption capacity, a value close to 50%. MCT/CHT (80:20) and MCT/CHT (60:40) show the water absorption capacity between MCT/CHT (100:0) and MCT/CHT (50:50).

물을 보존하기 위한 복합 해면체의 상기 능력은 피부 조직 공학에 대한 그 특성 및 적합성을 평가하는 중요한 측면이다. 상기 MCT-키토산 해면체의 상기 수분 결합 능력은 친수성 및 3차원 구조의 유지에 기인할 수 있다. 키토신 및 MCT는 히드록시기, 아미노, 및 카복실기들과 같이 풍부한 친수성기들을 가지며, 이들은 미세구조 내에서 수분을 보유할 수 있다. MCT는 더 높은 상대 습도에서 친수성의 증가를 촉진하는 것처럼 보이고, 더 높은 수분 흡수 용량으로 이어진다. 상기 MCT-키토산 해면체에 대해 얻은 상기 수분 흡수 값들은 이전에 보고된 유사 실험에 동의했다(Ma 등, '피부 조직 공학을 위한 바이오 안정성이 개선된 키토산 다공성 해면체들', Biomaterials. Elsevier, 24(26) (2003), pp. 4833-4841; Chhabra 등, '최적화, 특성화 및 조직 공학 및 상처 치유를 위한 2% 키토산 해면체들의 효능 평가', 약학 및 생물 동종학 저널, Medknow Publications, 8(4) (2016) , p. 300).This ability of complex cavernous bodies to conserve water is an important aspect of evaluating its properties and suitability for skin tissue engineering. The water-binding ability of the MCT-chitosan cavernous body may be due to the maintenance of hydrophilicity and a three-dimensional structure. Chitosine and MCT have abundant hydrophilic groups such as hydroxy, amino, and carboxyl groups, which can retain moisture within the microstructure. MCT appears to promote an increase in hydrophilicity at higher relative humidity, leading to a higher water absorption capacity. The moisture absorption values obtained for the MCT-chitosan cavernous body agreed with similar experiments previously reported (Ma et al.,'Bio-stability improved chitosan porous cavernous bodies for skin tissue engineering', Biomaterials. Elsevier, 24(26). ) (2003), pp. 4833-4841; Chhabra et al.,'Optimization, characterization and evaluation of the efficacy of 2% chitosan cavernous bodies for tissue engineering and wound healing', Journal of Pharmacy and Biohomology, Medknow Publications, 8(4) ( 2016), p. 300).

MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들의 지방 조직 유래 세포들(ADSC)의 성장: ADSC 및 MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체 사이의 상호작용을 연구하기 위해, 직경이 약 12mm 및 두께가 약 3mm인 다공성 구조들이 사용되었다. 72시간 배양 후, 상기 ADSC는 상기 해면체들에서 90%이상 일치에 도달하였다. 상기 MCT/CHT(100:0) 3D-해면체(도 16A 및 16B) 단면의 SEM 이미지들은 72시간의 세포 이식 후, ADSC가 상기 다공성 MCT-키토산(100:0) 3D-해면체 표면에 부착되고 퍼짐을 보여주었고, 세포가 부착되지 않은(도 16A) 상기 해면체 시스템과 비교할 때, 세포간 연결이 보이지 않도록(도 16B), 서로 완전히 합쳐졌다. 도 16A 및 16B에서, 상기 스케일 바는 10 mm를 나타낸다. 다공성 해면체들의 상기 표면은 상기 세포들로부터 ECM 침전이 분비될 수 있는 세포들 및 필름으로 채워져 있다(Lin, Li 및 Su, '3차원 키토산 해면체들은 Schwann 세포들의 세포 외 기질 발현에 영향을 미침', Materials Science and Engineering C, 42 (2014), pp. 474-478; Ji 등, '지방 조직 유래 줄기 세포들을 이용한 실크 피브로인-키토산 해면체의 바이오 적합성 연구', Experimental and Therapeutic Medicine, 6(2) (2013), pp. 513-518). Growth of adipose tissue-derived cells (ADSC) of MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies : To study the interactions between ADSC and MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies, porous structures with a diameter of about 12 mm and a thickness of about 3 mm were developed. Was used. After 72 hours incubation, the ADSC reached more than 90% concordance in the cavernous bodies. SEM images of the cross section of the MCT/CHT (100:0) 3D-cavernous body (Figs. 16A and 16B) showed that after 72 hours of cell transplantation, ADSC adhered to the porous MCT-chitosan (100:0) 3D-cavernous body surface and spread. Was shown, and when compared to the cavernous system in which the cells were not attached (FIG. 16A), the intercellular connections were not seen (FIG. 16B), and were completely merged with each other. In Figures 16A and 16B, the scale bar represents 10 mm. The surface of the porous cavernous bodies is filled with cells and films from which ECM precipitation can be secreted from the cells (Lin, Li and Su, '3D chitosan cavernous bodies influence the expression of extracellular matrix of Schwann cells', Materials Science and Engineering C, 42 (2014), pp. 474-478; Ji et al.,'Biocompatibility of silk fibroin-chitosan cavernous bodies using stem cells derived from adipose tissue', Experimental and Therapeutic Medicine, 6(2) (2013 ), pp. 513-518).

도 17은 15일의 배양기간 후, MCT-키토산(50:50) 복합 3D-해면체의 상기 증식 수준을 보여주고, the legend (□)는 MCT/CHT(100:0) 3D-해면체를 나타내고, the legend (o)는 MCT/CHT(0:100) 단일 3D-해면체를 나타내고, the legend (Δ)는 MCT/CHT(50:50) 복합 3D-해면체를 나타내고, 동일 시점에서의 MCT/CHT(0:100) 단일 3D-해면체와 비교하여 데이터가 평균 ± SD, n = 5. (*) = p < 0.05로 표시된다. 상기 3개의 그래프들은 3D-해면체 MCT/CHT(0:100), MCT/CHT(100:0), 및 MCT/CHT(50:50) 복합 3D-해면체를 도시한다. MCT/CHT(0:100) 및 MCT/CHT(100:0) 3D-해면체들을 비교할 때, ADSC와 3일간 배양하면서, 상기 MCT/CHT(50:50)복합 3D-해면체는 세포 부착 및 증식의 상당한 증가를 보여준다. Figure 17 shows the proliferation level of the MCT-chitosan (50:50) complex 3D-cavernous body after a 15-day incubation period, and the legend (□) shows the MCT/CHT (100:0) 3D-cavernous body, the legend (o) represents the MCT/CHT(0:100) single 3D-cavernous body, the legend (Δ) represents the MCT/CHT(50:50) complex 3D-cavernous body, and the MCT/CHT( 0:100) Compared to a single 3D-cavernous body, the data are expressed as mean ±  SD, n = 5. (*) = p <0.05. The three graphs show the 3D-cavernous MCT/CHT (0:100), MCT/CHT (100:0), and the MCT/CHT (50:50) complex 3D-cavernous body. When comparing MCT/CHT(0:100) and MCT/CHT(100:0) 3D-cavernous bodies, while incubating with ADSC for 3 days, the MCT/CHT (50:50) complex 3D-cavernous bodies are of cell adhesion and proliferation. Shows a significant increase.

폴리스티렌 접시들의 상기 표면은 세포 부착이 용이하고, 빠른 세포 합류를 나타내는 것으로 알려져 있다(Jeong Park 등, '치주골의 재생을 위한 키토산 해면체를 방출하는 혈소판 유래 성장 인자', Biomaterials, 21(2) (2000), pp.153-159). 세포 부착 및 증식의 상기 정도는 MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들이 우수한 세포 적응성을 갖는다는 것을 의미한다. 상기 해면체에서 세포 증식을 조사한 결과 ADSC와 3일 동안 배양한 후 상기 실험군과 대조군 사이에 통계적으로 상당한 차이가 있는 것으로 드러났다. 이것은 ADSC를 상기 해면체에 결합시킨 적응 과정에 기인한 결과일 수 있다. 3일간 배양 후에 상기 샘플들 사이의 상기 차이가 현저하게 시작되었다는 사실은 상기 ADSC가 상기 해면체에서 느린 초기 증식 속도를 나타내는데, 이는 3일 후에 보다 정상적인 증식 속도로 복귀했기 때문일 수 있다. 또한, 상기 MCT/CHT(50:50) 복합 3D-해면체는 현저하게 증가된 세포 부착 및 증식을 보여준다. 15일의 배양 기간 동안 MCT/CHT(0:100) 및 MCT/CHT(100:0) 3D-해면체들에 반해, 50배 정도로 높은 수준의 세포 부착 및 증식이 상기 MCT/CHT(50:50)으로부터 관찰되었다. MCT는 골모세포들 및 인대 섬유아세포들의 증식, 주화성 및 콜라겐 단백질 합성을 자극하는 것으로 알려져있다(Zhang 등, '치주 조직 공학을 위한 변형 성장 인자-β1 DNA를 포함하는 새로운 키토산/콜라겐 해면체', Biochemical and Biophysical Research Communications, 344(1) (2006), pp. 362-369). 또한, MCT는 전구세포의 상기 증식을 향상시키는 것으로 보고되었다(Costa-Pinto 등, '새로운 용융-기반 키토산/폴리에스터 3D 다공성 해면체들에 뿌려진 쥐 간엽 줄기 세포 선(BMC9)의 접착, 증식, 및 골 형성 분화' 조직 공학. Part A, 14(6) (2008), pp. 1049-1057 ). MCT와 키토산의 상기 조합은 상기 세포 증식 반응을 증가시키기 위해 매우 유리할 수 있다. The surface of the polystyrene dishes is known to facilitate cell adhesion and exhibit rapid cell confluence (Jeong Park et al.,'Platelet-derived growth factor that releases chitosan cavernous bodies for periodontal bone regeneration', Biomaterials, 21(2) ( 2000), pp.153-159). This degree of cell adhesion and proliferation means that the MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies have excellent cellular adaptability. As a result of examining cell proliferation in the cavernous body, it was found that there was a statistically significant difference between the experimental group and the control group after incubation with ADSC for 3 days. This may be due to the adaptation process that binds ADSC to the cavernous body. The fact that after 3 days incubation the difference between the samples started markedly is that the ADSCs exhibit a slow initial proliferation rate in the cavernous body, which may be due to the return to a more normal proliferation rate after 3 days. In addition, the MCT/CHT (50:50) complex 3D-cavernous body shows remarkably increased cell adhesion and proliferation. Compared to the MCT/CHT (0:100) and MCT/CHT (100:0) 3D-cavernous bodies during the 15-day culture period, the MCT/CHT (50:50) at a level of cell adhesion and proliferation as high as 50 times higher Was observed from MCT is known to stimulate proliferation, chemotaxis, and collagen protein synthesis of osteoblasts and ligament fibroblasts (Zhang et al.,'New chitosan/collagen corpuscles containing β1 DNA for periodontal tissue engineering', Biochemical and Biophysical Research Communications, 344(1) (2006), pp. 362-369). In addition, MCT has been reported to enhance the proliferation of progenitor cells (Costa-Pinto et al.,'Adhesion, proliferation, and proliferation of murine mesenchymal stem cell lines (BMC9) sprayed on new melt-based chitosan/polyester 3D porous cavernous bodies. Bone formation differentiation' tissue engineering. Part A, 14(6) (2008), pp. 1049-1057). This combination of MCT and chitosan can be very advantageous to increase the cell proliferative response.

결론: 콜라겐의 상기 빠른 분해와 달리, 키토산은 시험관에서 서서히 생분해된다. 키토산으로 콜라겐 3D-해면체들을 변형시키면 기계적 강도, 열 안정성, 바이오 적합성, 및 생 분해성이 개선된다. 상기 MCT-키토산 하이브리드 3D 해면체들은 상기 표면 및 상기 내부 모두에서 ADSC를 위한 다차원 구조를 제공하며, 세포 부착, 이동 및 증식을 위한 공간적 특징들과 상기 세포 성장을 촉진한다. 72시간의 배양 후 ADSC가 합쳐져 상기 해면체의 상기 표면상에 완전한 세포층이 형성되어, 상기 표면이 거의 덮히고 오직 몇 개의 구멍만이 보이고, 몇몇 세포들은 상기 구멍들 안으로 이동함을 발견했다. 상기 MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들은 ADSC부착, 증식 및 분화를 지원하였다. SEM 이미지들은 상기 다공성 해면체들의 상기 큰 표면적이 ADSC를 부착, 펴짐 및 상기 해면체들을 성장시킬 수 있음을 보여주었다. 상기 평평한 형태, 및 상호 연결된 다공성 구조 주변으로의 우수한 확산은 세포들의 강한 세포 부착 및 성장을 나타냈다. 결과적으로, MCT-키토산 하이브리드 3D-해면체들은 ADSC부착에 대한 바이오 적합성을 나타내며, 조직 공학에서 잠재적인 적용들을 위한 좋은 후보이다. Conclusion : Unlike the rapid degradation of collagen, chitosan is slowly biodegraded in vitro. Modification of collagen 3D-cavernous bodies with chitosan improves mechanical strength, thermal stability, biocompatibility, and biodegradability. The MCT-chitosan hybrid 3D cavernous bodies provide a multidimensional structure for ADSC on both the surface and the interior, and promote the cell growth and spatial features for cell adhesion, migration and proliferation. After 72 hours of incubation, ADSCs were combined to form a complete cell layer on the surface of the cavernous body, finding that the surface was almost covered and only a few pores were visible, and some cells migrated into the pores. The MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies supported ADSC attachment, proliferation and differentiation. SEM images showed that the large surface area of the porous cavernous bodies can attach, unfold, and grow the cavernous bodies. The flat morphology, and excellent diffusion around the interconnected porous structure, indicated strong cell adhesion and growth of cells. As a result, MCT-chitosan hybrid 3D-cavernous bodies show biocompatibility for ADSC attachment and are good candidates for potential applications in tissue engineering.

실험예 3. 상처 치유 및 조직 공학 적용에서 세포 증식을 위한 바이오 적합성 해면체들로써 전기 방사 MCT-키토산 복합 나노 섬유들Experimental Example 3. Electrospun MCT-chitosan composite nanofibers as biocompatible cavernous bodies for cell proliferation in wound healing and tissue engineering applications

전기 방사 나노 섬유들(ESNFs)는 MCT-키토산 복합 물질들로부터 제조되었다. 폴리비닐알코올(PVA)를 보조제로 사용하였다. 상이한 부피비(100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80 및 0:100)의 MCT-키토산/PVA 혼합 용액을 제조하고 전기 방사에 적절한 점도 및 전기 전도성과 유사하도록 조정하였다. 주사 전자 현미경(SEM), 푸리에 변환 적외선 분광계(FTIR), 및 시차 주사 열량 측정(DSC)을 사용하여 상기 ESNF의 형태를 조사하였다. 나노 섬유들(NFs)의 화학적 조성물 및 열 특성들을 특성화하기 위해 연구가 이용되었다. 섬유아세포의 증식을 지원하는 상기 NF의 상기 능력은 상기 최적화된 MCT-키토산/PVA 용액을 사용하여 시험관 내에서 조사되었다. 상기 결과는 MCT-키토산 기반 ESNF가 섬유아세포 성장에 적절하고, PVA의 ESMF보다 현저히 우수함을 보여준다. 상기 결과들은 MCT-키토산이 키토산 단독으로 세포 증식을 지원하는 것보다 낫다는 것을 보여준다.Electrospun nanofibers (ESNFs) were made from MCT-chitosan composite materials. Polyvinyl alcohol (PVA) was used as an auxiliary. MCT-chitosan/PVA mixed solutions of different volume ratios (100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80 and 0:100) were prepared and adjusted to approximate the appropriate viscosity and electrical conductivity for electrospinning. I did. The morphology of the ESNF was investigated using a scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectrometer (FTIR), and differential scanning calorimetry (DSC). Studies have been used to characterize the chemical composition and thermal properties of nanofibers (NFs). The ability of the NF to support fibroblast proliferation was investigated in vitro using the optimized MCT-chitosan/PVA solution. The above results show that MCT-chitosan-based ESNF is suitable for fibroblast growth and is significantly superior to ESMF of PVA. The above results show that MCT-chitosan is better than supporting cell proliferation by chitosan alone.

전기 방사를 위한 MCT-키토산 복합재들의 제조: MCT-키토산 분말을 균일한 분산액(1% v/v)이 얻어질 때까지 격렬히 교반하면서 탈 이온수에서 팽창시켰다. 특성화 실험들 전에 완전한 수화를 위해 상기 분산액을 냉장고(4ºC)에 밤새 방치하였다. MCT-키토산 복합 분산액은 0.7265 cm-1의 전기 전도 상수를 갖는, 전도도 측정기(Orion Star A215, ThermoFisher, Waltham MA, 미국)를 사용하여 25 ºC에서 콘-플레이트 구조 및 전기 전도도 레오미터(C-VOR, Bohlin Instruments, Malvern, 영국)를 통한 stress-sweep 테스트에 의해 점도를 측정함으로써 특징화된다. Preparation of MCT-chitosan composites for electrospinning : MCT-chitosan powder was swelled in deionized water with vigorous stirring until a uniform dispersion (1% v/v) was obtained. The dispersion was left in a refrigerator (4ºC) overnight for complete hydration prior to characterization experiments. The MCT-chitosan composite dispersion was prepared with a cone-plate structure and electrical conductivity rheometer (C-VOR) at 25 ºC using a conductivity meter (Orion Star A215, ThermoFisher, Waltham MA, USA) with an electrical conductivity constant of 0.7265 cm -1. , Bohlin Instruments, Malvern, UK).

MCT-키토산 복합재들의 전기 방사: MCT-키토산 복합재들을 균질한 분산액을 얻을 때까지 격렬히 교반하면서 수성 아세톤(30% v/v)과 혼합하였다. 복합 용액의 농도는 점도들 및 전도도들이 유사하고, 전기 방사에 적합하도록 조정되었다. 전기 방사 실험들 전에 완전한 수화를 위해 상기 분산액을 냉장고(4°C)에 밤새 방치하였다. 부피 유량(Q)이 2.78 x10-10 m3/s 및 상기 튜브의 내부 반경이 1mm(R = 0.5 x 10-3 m)로, 관형 형상의 전력 법칙 재료들에 따라, 최대 전단 속도는 각 MCT-CHT 복합 샘플에 대해 계산되었다. Electrospinning of MCT-chitosan composites : MCT-chitosan composites were mixed with aqueous acetone (30% v/v) with vigorous stirring until a homogeneous dispersion was obtained. The concentration of the complex solution was adjusted so that the viscosities and conductivities were similar and suitable for electrospinning. The dispersion was left in a refrigerator (4°C) overnight for complete hydration prior to electrospinning experiments. Volume flow rate (Q) is 2.78 x 10 -10 m 3 /s and the inner radius of the tube is 1 mm (R = 0.5 x 10 -3 m), according to the power law materials of the tubular shape, the maximum shear rate is each MCT -CHT was calculated for the composite sample.

전기 방사를 위한 복합 특성들을 개선하기 위해, 샘플들을 전기 방사 보조제로서 PVA와 혼합하였다. PVA(10% w/v)를 4시간 동안 격렬히 교반하면서 80 °C에서 물에 용해시켰다. 상기 MCT-키토산 복합재 및 PVA 혼합 분산액들을 100:00, 60:40, 50:50, 40:60 및 0:100 부피비로 혼합하였다. MCT-키토산/PVA 혼합 샘플들(5mL)을 전기 방사 장치 및 30-kV 전원 공급 장치(Gamma High Voltage Research, Ormond Beach, FL, 미국)를 사용하여 전기 방사시켰다(도 9A 및 9B 참조). 상기 니들 팁 및 상기 수집기 사이의 상기 거리를 20cm로 설정하고 상기 용액을 1mL/h로 펌핑하였다. 나노 섬유들을 알루미늄 호일상에 수집하고, 추가적인 특성화를 위해 데시케이터에 저장하였다.To improve the composite properties for electrospinning, samples were mixed with PVA as an electrospinning aid. PVA (10% w/v) was dissolved in water at 80 °C with vigorous stirring for 4 hours. The mixed dispersions of the MCT-chitosan composite and PVA were mixed in a volume ratio of 100:00, 60:40, 50:50, 40:60 and 0:100. MCT-chitosan/PVA mixed samples (5 mL) were electrospun using an electrospinning device and a 30-kV power supply (Gamma High Voltage Research, Ormond Beach, FL, USA) (see FIGS. 9A and 9B). The distance between the needle tip and the collector was set to 20 cm and the solution was pumped at 1 mL/h. The nanofibers were collected on aluminum foil and stored in a desiccator for further characterization.

MCT-키토산 ESNF의 특성 분석: 상기 ESNF는 약화된 총 반사율 푸리에-변형 적외선 분광법(Nicolet 4700 ATR FT-IR, Thermo Scientific, Grand Island, 뉴욕, 미국)을 사용하여 화학적 프로파일 및 열 중량 분석(TGA, Q100, TA Instruments, Lindon, 유타 주, 미국)에 의한 열적 특성에 따라 특징화되었다. 질소 대기(20mL/min)에서 100 내지 400°C의 온도 스캔 범위에 걸쳐 5°C/min로 TGA 분석들을 수행하였다. 나노 섬유들의 상기 형태는 SEM(Leo 1530-FE, Zeiss, Cambridge, UK)을 이용하여 검사되었다. 상기 평균 섬유 직경은 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 SEM 이미지들에서 적어도 20개의 섬유들을 분석함으로써 결정되었다. Characterization of MCT-chitosan ESNF : The ESNF was subjected to chemical profile and thermogravimetric analysis (TGA, using weakened total reflectance Fourier-modified infrared spectroscopy (Nicolet 4700 ATR FT-IR, Thermo Scientific, Grand Island, New York, USA)). Q100, TA Instruments, Lindon, Utah, USA). TGA analyzes were performed at 5°C/min over a temperature scan range of 100-400°C in a nitrogen atmosphere (20 mL/min). The morphology of the nanofibers was examined using SEM (Leo 1530-FE, Zeiss, Cambridge, UK). The average fiber diameter was determined by analyzing at least 20 fibers in SEM images using ImageJ software.

세포 증식 분석: 생존 세포 수에 대한 MTT 세포 증식 분석에 의해 세포 증식을 측정하였다. 간략하게, 멸균 조건 하에서 미리 수집된 ESNF를 배지가 있는 멸균된 세포 배양 플레이트에서 다른 웰들에 넣고 3mL의 섬유아세포 현탁액(L929, 1.5 x 105)을 각 처리 웰에 넣었다. 상기 세포 배양 플레이트를 37°C의 인큐베이터에 각각 3, 7 및 14일 동안 방치하였다. 배양 후, 상기 배지를 제거하고 MTT 용액을 새로운 배지로 하여 1:10 희석하여 각 처리 웰에 넣었다. 플레이트들을 37°C에서 4시간 동안 배양하고 마이크로 플레이트 리더(SpectraMax Plus, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, 미국)를 이용하여 560nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포 성장 실험(7일) 후, ESNF를 수집하고 배지로 세척하고, 4°C에서 2시간 동안 글루타르알데하이드(2.5% v/v)로 고정하고 SEM에 의한 이미지화 전에 금으로 코팅하였다. Cell proliferation assay : Cell proliferation was measured by MTT cell proliferation assay for the number of viable cells. Briefly, ESNF previously collected under sterile conditions was placed in other wells in a sterilized cell culture plate with a medium, and 3 mL of fibroblast suspension (L929, 1.5×105) was placed in each treatment well. The cell culture plate was left in an incubator at 37°C for 3, 7 and 14 days, respectively. After incubation, the medium was removed, and the MTT solution was diluted 1:10 using a new medium, and then added to each treatment well. The plates were incubated at 37 °C for 4 hours and absorbance was measured at 560 nm using a micro plate reader (SpectraMax Plus, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA). After the cell growth experiment (7 days), ESNF was collected and washed with medium, fixed with glutaraldehyde (2.5% v/v) for 2 hours at 4°C and coated with gold before imaging by SEM.

통계적 분석: 통계적 분석은 AssistatVR 소프트웨어(Statistics, Arlington, TX)를 사용하여 수행되었다. 실험 데이터는 평균 ± SD값으로 제시되었다. 상기 대조군 및 실험군들을 비교하기 위해, 상기 데이터를 일반화된 선형 모델에 의한 최소 평균 제곱(SAS; Cary, NC)으로 분석하였다. 상기 차이들은 P <0.05에서 통계적으로 유의한 것으로 판단되었다. Statistical Analysis : Statistical analysis was performed using AssistatVR software (Statistics, Arlington, TX). Experimental data are presented as mean±SD values. In order to compare the control and experimental groups, the data were analyzed as the least mean square (SAS; Cary, NC) by a generalized linear model. The differences were judged to be statistically significant at P <0.05.

도 18은 MCT/CHT(0:100)(연속된 선으로 표시) 및 MCT/CHT(100:0)("---" 점선으로 표시)의ESNF의 ATR-FTIR 스펙트럼에 관한 그래프들을 개별적으로, 및 또한 두 가지 다른 MCT/CHT 복합재들(60:40,"…"으로 표시 및 40:60,"_._._."일점쇄선으로 표시)을 보여준다. 상기 도면에서 상기 화살표들은 키토산에 MCT의 첨가와 관련된 나노 섬유 FTIR 스펙트럼의 변화를 도시한다. 특히, 1650 cm-1 및 1000 cm-1모두에서 증가된 흡수 경향을 볼 수 있다. 이들은 각각 키토산의 다당류 성질과 관련된 카보닐(실선 화살표) 및 탄소-산소(점선 화살표) 스트레칭 주파수(stretching frequencies)에 해당한다. 일반적으로 CHT와 MCT의 차이는 상기 도면에 제시된다. 상기 두 복합재들의 경우, 그래프의 특정 위치들에서 전환이 발생하나, 많은 위치들에서 상당한 중복이 발생하고, 이는 CHT 및 MCT의 상기 비교적 유사한 비율의 관점에서 놀라운 것은 아니다.Figure 18 is a graph of the ATR-FTIR spectra of ESNF of MCT/CHT (0:100) (indicated by continuous lines) and MCT/CHT (100:0) (indicated by "---" dotted lines) separately. , And also two other MCT/CHT composites (60:40, denoted by "..." and 40:60, "_._._." denoted by dashed lines). The arrows in the figure show the change in nanofiber FTIR spectrum associated with the addition of MCT to chitosan. In particular, an increased absorption trend can be seen in both 1650 cm -1 and 1000 cm -1. These correspond to the carbonyl (solid arrow) and carbon-oxygen (dotted arrow) stretching frequencies, respectively, related to the polysaccharide properties of chitosan. In general, the difference between CHT and MCT is presented in the above figure. In the case of the two composites, conversion occurs at certain locations in the graph, but significant overlap occurs at many locations, which is not surprising in view of the relatively similar ratio of CHT and MCT.

도 19는 MCT/CHT 복합재들(100:0, 60:40, 40:60 및 0:100)에 대한 TGA 열 분석을 도시하고, MCT 첨가로 인한 키토산 열 안정성에 긍정적인 영향을 나타낸다. MCT-키토산(60:40) 복합재는 키토산 단독에 비해 열 안정성을 나타낸다. 상기 MCT-키토산(60:40) 복합재는 약 320°C의 평균 분해 온도를 나타내고, 단독의 키토산은 280°C의 평균 분해 온도를 나타낸다.19 shows TGA thermal analysis for MCT/CHT composites (100:0, 60:40, 40:60 and 0:100), and shows a positive effect on chitosan thermal stability due to the addition of MCT. The MCT-chitosan (60:40) composite exhibits thermal stability compared to chitosan alone. The MCT-chitosan (60:40) composite material exhibits an average decomposition temperature of about 320°C, and chitosan alone exhibits an average decomposition temperature of 280°C.

도 20A-20F는 키토산 전기 방사 나노 섬유들 및 MCT-키토산 전기 방사 나노 섬유들의 SEM 현미경 사진을 보여준다. 도 20A 및 20D에서, 상기 스케일 바는 10 mm이고; 도 21B 및 20E에서 상기 스케일 바는 2 mm이고, 도 20C 및 20F에서 상기 스케일 바는 200nm이다. 상기 점선 원들은 키토산 ESNF에서 부적절한 전기 방사 공정과 관련된 방울들의 존재를 나타내고, MCT-키토산 복합재들의 상기 개선된 ESNF를 나타낸다.20A-20F show SEM micrographs of chitosan electrospun nanofibers and MCT-chitosan electrospun nanofibers. 20A and 20D, the scale bar is 10 mm; In Figs. 21B and 20E the scale bar is 2 mm, and in Figs. 20C and 20F the scale bar is 200 nm. The dashed circles indicate the presence of droplets associated with an inadequate electrospinning process in chitosan ESNF, and indicate the improved ESNF of MCT-chitosan composites.

도 21은 키토산, MCT, MCT-CHT 복합(50:50) ESNF와 함께 배양된 L929 섬유아세포들의 증식을 도시한다. 상기 도면은 대조군으로서 PVA ESNF를 사용하여 MTT 세포 증식 분석으로부터 데이터를 보여준다. 생존 세포들의 상기 평균 퍼센트 표준 편차는 세 가지 다른 시간에 수행된 실험들로부터 도출된다. 도 22A-22C는 키토산, MCT-키토산 복합재, 및 MCT에 세포 부착을 각각 나타내는 SEM 현미경 사진이다.Figure 21 shows the proliferation of L929 fibroblasts cultured with chitosan, MCT, MCT-CHT complex (50:50) ESNF. The figure shows data from MTT cell proliferation assay using PVA ESNF as a control. The mean percent standard deviation of viable cells is derived from experiments conducted at three different times. 22A-22C are SEM micrographs showing cell adhesion to chitosan, MCT-chitosan composite, and MCT, respectively.

결론: MCT-키토산 복합 나노 섬유들은 보조제로서 PVS(10% w/v)를 사용한 전기 방사를 통해 성공적으로 제조되었다. MCT-키토산 복합 나노 섬유 합성을 위한 전기 방사 파라미터들을 설정하고 MCT 대 키토산의 질량비를 50:50으로 최적화했다. ATR-FTIR 분석은 상기 ESNF에서 MCT-키토산 성분들의 상기 존재를 보여준다. MCT-키토산 복합 ESNF의 열 안정성을 키토산 단독의 열 안정성과 비교했고, 키토산에 MCT 추가가 열적 안정성을 향상시킨다는 것을 암시했다. 섬유아세포의 증식 결과는 MCT-키토산 ESNF가 세포 성장에 적절하고 7일 배양 후 키토산 또는 MCT ESNF 단독에 비해 현저히 우수함을 나타낸다. SEM 이미지들은 상기 MCT-키토산 ESNF의 상기 넓은 표면적이 L929 섬유아세포의 우수한 부착, 확산 및 성장을 허용함을 보여준다. 상기 결과들은 MCT-키토산 ESNF가 섬유아세포의 세포 부착을 위한 바이오 적합성 및 활성화를 증진시키고, 조직 공학, 재생 의학에서의 적용을 위한 상처 드레싱 템플릿들을 개발하고 조직 화상의 치료를 위한 상처 치유 드레싱으로서 유용하다는 것을 나타낸다. Conclusion : MCT-chitosan composite nanofibers were successfully prepared through electrospinning using PVS (10% w/v) as an adjuvant. Electrospinning parameters for the synthesis of MCT-chitosan composite nanofibers were set and the mass ratio of MCT to chitosan was optimized to be 50:50. ATR-FTIR analysis shows the presence of MCT-chitosan components in the ESNF. The thermal stability of the MCT-chitosan complex ESNF was compared with that of chitosan alone, suggesting that the addition of MCT to chitosan enhances the thermal stability. The proliferation results of fibroblasts indicate that MCT-chitosan ESNF is suitable for cell growth and is remarkably superior to chitosan or MCT ESNF alone after 7 days of culture. SEM images show that the large surface area of the MCT-chitosan ESNF allows excellent adhesion, diffusion and growth of L929 fibroblasts. The above results show that MCT-chitosan ESNF enhances biocompatibility and activation for cell adhesion of fibroblasts, develops wound dressing templates for application in tissue engineering and regenerative medicine, and is useful as a wound healing dressing for the treatment of tissue burns. Indicates that it is.

도 36 내지 38에 대한 상기 추가적인 논의는 실시예들에 따른 GTR 장치들의 구조 및 적용뿐만 아니라 이러한 장치들의 장점의 요약을 제공하는 것이다.The above further discussion of Figures 36-38 is to provide a summary of the structure and application of GTR devices according to embodiments, as well as the advantages of such devices.

도 36은 일 실시예에 따른 3D-해면체를 도시한다. 상기 도면에서, 상기 해면체는 콜라겐 및 글리코오스아미노글리칸으로 구성된 MCT를 포함하고, 이는 네오더미스(Neodermis)의 주된 성분들이다. 네오더미스(Neodermis)는 상처 치유 동안 형성되는 새로운 조직이다. 상기 MCT의 상기 콜라겐-GAG의 구조는 상기 치유 과정 동안 인테그린 결합을 촉진한다. 앞에서 언급한 바와 같이, 상기 MCT는 하나의 관점에서의 해양 무척추동물들, 더욱 특정한 관점에서의 극피 동물들, 및 더더욱 특정한 관점에서의 성게 및/또는 해삼을 포함하는 해양 공급원으로부터 온다. 이러한 MCT의 상기 초미세구조는 인간의 결합 조직과 일부 유사하며, 네오더미스(neodermis) 형성과 같은 유익한 GTR 효과들을 가리킵니다.36 shows a 3D-cavernous body according to an embodiment. In the figure, the cavernous body includes an MCT composed of collagen and glycosaminoglycans, which are the main components of Neodermis. Neodermis is a new tissue that forms during wound healing. The structure of the collagen-GAG of the MCT promotes integrin binding during the healing process. As mentioned earlier, the MCT comes from a marine source including marine invertebrates in one point of view, echinoderms in a more specific point of view, and sea urchins and/or sea cucumbers in a more specific point of view. The microstructure of these MCTs is in part similar to human connective tissue, indicating beneficial GTR effects such as neodermis formation.

도 36의 상기 해면체는 또한 수분 관리를 제공하고 상처 봉합 및 치유를 촉진한다. 일 측면에서, 상기 해면체는 겔화 효과를 가지며, 이는 치료되는 동안 냉각, 보습효과를 통해 환자의 편안함을 증진시킨다. 상기 결과적인 구조는 낮은 물리적 분해 및 단백질 분해 효소들에 대한 저항성을 나타내므로, 상기 MCT의 상기 가교 처리는 상기 해면체가 최대 30일 동안 효과를 갖도록 할 수 있다. 특히, 상기 생성된 구조는 단백질들을 분해할 수 있는 매트릭스 메탈로프로테이나아제(MMPs)와 같은 과잉 효소들을 표적으로 하고 비활성화시킨다. 이러한 표적화 및 비활성화는 상처 봉합 및 치유를 촉진 및 개선한다.The cavernous body of Figure 36 also provides moisture management and promotes wound closure and healing. In one aspect, the cavernous body has a gelling effect, which improves patient comfort through cooling and moisturizing effects during treatment. Since the resulting structure exhibits low physical degradation and resistance to proteolytic enzymes, the crosslinking treatment of the MCT can make the cavernous body effective for up to 30 days. In particular, the resulting structure targets and inactivates excess enzymes such as matrix metalloproteinases (MMPs) that can degrade proteins. This targeting and inactivation promotes and improves wound closure and healing.

도 37은 일부 실시예들에 따른 3D-해면체를 도시한다. 상기 해면체는 실시예에 따라 MCT 또는 MCT-CHT의 매트릭스로 구성될 수 있다. 상기 해면체 내의 이러한 물질은 조직 및 혈관의 성장을 보조한다. 상기 해면체 구조의 다른 관점들은 습한 환경을 유지하고, 삼출물을 제어하여 치유 및 조직 재생을 촉진하는, 흡습제 및 겔-형성 조성물을 포함한다.37 shows a 3D-cavernous body in accordance with some embodiments. The cavernous body may be composed of a matrix of MCT or MCT-CHT according to an embodiment. These substances in the cavernous body aid in the growth of tissues and blood vessels. Other aspects of the cavernous structure include hygroscopic and gel-forming compositions that maintain a humid environment and control exudate to promote healing and tissue regeneration.

도 38은 치료의 일부로서 피부의 열린 부분에 봉합된 MCT 또는 MCT-CHT의 매트릭스로 구성될 수 있는 GTR 장치를 도시한다. 상기 도면은 상기 치료 과정의 일부로, 상기 장치 주변의 봉합선 뿐만 아니라 상기 장치 아래에 형성되는 네오더미스(neodermis)를 보여준다. 도 38의 일부는 상기 네오더미스, 상기 MCT 표시, 인테그린 결합 위치들을 갖는 CHT의 단독 또는 복합 매트릭스를 도시한다.38 shows a GTR device that may consist of a matrix of MCT or MCT-CHT sutured to an open portion of the skin as part of the treatment. The figure shows the sutures around the device as well as the neodermis formed under the device as part of the treatment process. Part of Figure 38 shows the neodermis, the MCT representation, a single or complex matrix of CHT with integrin binding sites.

실험예 4. 화장품 투여 형태들Experimental Example 4. Cosmetic dosage forms

하기 제제들은 대표적인 약제학적 제제들을 예시한다. 상기 제제들은 본 명세서에 설명된 MCT 및 MCT-키토산 (MCT-CHT) 조성물의 치료 또는 예방적 투여에 사용될 수 있으며, 용액, 현탁액, 겔, 연고, 로션, 또는 크림을 포함하나, 이에 제한되지 않고, 피부학적 및/또는 제약상 허용되는 국소 담체가 사용될 수 있다. 다음의 예시들에서, 젤 또는 크림이 제공된다.The following formulations illustrate representative pharmaceutical formulations. The formulations may be used for the therapeutic or prophylactic administration of the MCT and MCT-chitosan (MCT-CHT) compositions described herein, including, but not limited to, solutions, suspensions, gels, ointments, lotions, or creams. , Dermatological and/or pharmaceutically acceptable topical carriers may be used. In the following examples, a gel or cream is provided.

(i) GTR 젤 중량% (i) GTR gel weight%

파트 APart A

MCT or MCT-CHT 복합재 2.0MCT or MCT-CHT Composite 2.0

폴리에틸렌 옥사이드 0.4Polyethylene oxide 0.4

카보폴 0.4Carbopol 0.4

물 90.9Water 90.9

파트 BPart B

에톡실레이트 글리세린 0.5Ethoxylate glycerin 0.5

폴리에틸렌글리콜 올레일 에스테르 1.0Polyethylene glycol oleyl ester 1.0

디에탄올아민 올레스-3 포스페이트 0.8Diethanolamine oleth-3 phosphate 0.8

크로다몰 PMP 0.5Crodamol PMP 0.5

에톡시화 글루코오스 메틸 에스테르 0.7Ethoxylated glucose methyl ester 0.7

파트 CPart C

트리에탄올아민 0.4Triethanolamine 0.4

향료 0.1 Spices 0.1

이 제제는 다음과 같이 별도의 단계로 제조된다: 상기 혼합물의 파트 A는 상기 카보폴을 물에 분산시킨 후 다른 성분들에서 교반함으로써 제조되었다. 모든 파트 B 성분들은 함께 혼합되고 70°C까지 가열되었다. 파트 A 및 B를 결합하고, 트리에탄올아민 및 향료를 첨가하였다(파트 C). 상기 생성된 크림은 안정적이고 매끄럽고 보습 특성이 우수하고 피부에서 느낌이 우수하다.This formulation is prepared in separate steps as follows: Part A of the mixture was prepared by dispersing the Carbopol in water and then stirring in the other ingredients. All Part B ingredients were mixed together and heated to 70°C. Combine parts A and B and add triethanolamine and fragrance (Part C). The resulting cream is stable and smooth, has excellent moisturizing properties, and has excellent skin feel.

(ii) GTR 크림 1 중량% (ii) 1% by weight of GTR cream

MCT or MCT-CHT 복합재 2.5MCT or MCT-CHT Composite 2.5

폴리에틸렌 옥사이드 0.3Polyethylene oxide 0.3

글리세린 5.0Glycerin 5.0

에탄올 15.0Ethanol 15.0

올레스-5 2.0Oles-5 2.0

에톡시화 글루코오스 메틸 에스테르 0.7Ethoxylated glucose methyl ester 0.7

보존제 0.3Preservative 0.3

향료 0.15Fragrance 0.15

물 최대량(Water up to) 100.0Water up to 100.0

모든 상기 성분들을 함께 혼합하여 상기 제제를 제조하였다.The formulation was prepared by mixing all of the above ingredients together.

(iii) GTR 크림 2 중량%(iii) 2% by weight of GTR cream

파트 APart A

MCT or MCT-CHT 복합재 2.5MCT or MCT-CHT Composite 2.5

폴리에틸렌 옥사이드 1.5Polyethylene oxide 1.5

카보폴 0.5Carbopol 0.5

물 83.5Water 83.5

파트 BPart B

바셀린 5.0Vaseline 5.0

폴리에틸렌글리콜 스테아르산 2.5Polyethylene glycol stearic acid 2.5

디에탄올아민 올레스-3 인산 2.0Diethanolamine oleth-3 phosphoric acid 2.0

실리콘 공중합체 1.5Silicone copolymer 1.5

보존제 0.3Preservative 0.3

파트 CPart C

트리에탄올아민 0.5Triethanolamine 0.5

향료 0.1 Spices 0.1

상기 제제는 다음과 같이 별도의 단계들로 제조된다: 상기 혼합물의 부분 A는 상기 카보풀을 물에 분산시킨 후 다른 성분들에서 교반함으로써 제조하였다. 모든 상기 파트 B 성분들을 함께 혼합하고 70°C로 가열하였다. 파트 A 및 B를 결합하고 상기 트리에탄올아민 및 향료를 첨가하였다(부분 C). 상기 생성된 크림은 보습성이 뛰어나고 피부에 기름기가 덜 생긴다.The formulation is prepared in separate steps as follows: Part A of the mixture was prepared by dispersing the carbopul in water and then stirring in the other ingredients. All of the above Part B ingredients were mixed together and heated to 70°C. Combine Parts A and B and add the above triethanolamine and fragrance (Part C). The resulting cream has excellent moisturizing properties and less oily skin.

(iv) 흉터 크림 조성물(iv) scar cream composition

Figure 112019091817561-pat00001
Figure 112019091817561-pat00001

준비 절차:Preparation procedure:

1. 비타민 E 150mg를 부드럽게 섞어주면 크림 베이스 분산액과 섞인다.1. Mix 150mg of vitamin E gently and mix it with the cream base dispersion.

2. MCT-CHT 동결 건조된 분말(MCT:CHT 질량비 100:0 내지 70:30으로 제형화 됨.) 1000mg 및 (pH3.2)에서 제조된 5.00mL의 아세트산(0.5M)에 용해시킨다. 2. MCT-CHT freeze-dried powder (formulated in MCT:CHT mass ratio 100:0 to 70:30.) Dissolve in 1000 mg and 5.00 mL of acetic acid (0.5M) prepared in (pH3.2).

3. 모링가(Moringa)/비타민 C 추출물 200mg을 MCT-CHT의 상기 수용액에 녹인다. 3. Moringa/Vitamin C extract 200mg is dissolved in the aqueous solution of MCT-CHT.

4. 아스타잔틴(Astaxanthin) 50mg의 무게를 측정하고 MCT-CHT 및 모링가/비타민 C 추출물을 함유한 상기 수용액에 용해시킨다. 4. Weigh 50 mg of Astaxanthin and dissolve in the aqueous solution containing MCT-CHT and Moringa/Vitamin C extract.

5. 로얄 젤리 100mg을 MCT-CHT, 모링가/비타민 C 추출물 및 아스타잔틴을 함유한 상기 수용액과 혼합한다. 5. 100 mg of royal jelly is mixed with the aqueous solution containing MCT-CHT, Moringa/Vitamin C extract and astaxanthin.

6. MCT-CHT, 모링가/ 비타민 C 추출물 및 아스타잔틴을 균질한 분산액에 도달할 때까지 연속적이고 부드럽게 혼합한다. 상기 아스타잔틴은 비타민 E를 함유한 상기 크림베이스를 가진다. 6. Mix MCT-CHT, Moringa/Vitamin C extract and astaxanthin continuously and gently until a homogeneous dispersion is reached. The astaxanthin has the cream base containing vitamin E.

7. 균질화된 흉터 크림 제제를 적절한 유리 용기에 붓고 실온에서 저장한다.7. Pour the homogenized scar cream formulation into an appropriate glass container and store at room temperature.

상기 설명된 제제들은 제약 분야에 널리 공지된 통상적인 절차에 의해 제조될 수 있다. 상기 화장료 조성물들은 활성 성분으로서, 상기 MCT-CHT 복합재의 상이한 양 및 유형들을 수용하기 위해 잘 알려진 제약 기술에 따라 달라질 수 있음을 이해할 것이다.The formulations described above can be prepared by conventional procedures well known in the pharmaceutical field. It will be appreciated that the cosmetic compositions, as active ingredients, may vary according to well-known pharmaceutical techniques to accommodate different amounts and types of the MCT-CHT composite.

상기 설명된 흉터 크림 조성물은 몇몇 환자들에게 적용되었다. 도 30A 및 30B는 한 환자에 대한 전후 결과들을 보여준다. 도 30A는 5년된 제왕 절개 부위의 흉터 크림을 바르기 전 사진이다. 도 30B는 2주 동안 상기 흉터 크림을 매일 적용한 후 동일한 흉터의 사진이다. 도 30B에서 명백한 것처럼, 치료 후 상기 흉터는 더 짧고, 주위 피부색에 더 가까운 다른 색을 갖는다.The scar cream composition described above has been applied to several patients. 30A and 30B show the before and after results for one patient. Fig. 30A is a photograph of a 5-year-old cesarean section before applying scar cream. 30B is a photograph of the same scar after applying the scar cream daily for 2 weeks. As is evident in Figure 30B, after treatment the scar is shorter and has a different color that is closer to the surrounding skin color.

도 31A 및 31B는 다른 환자에 대한 전후 결과를 보여준다. 도 31A는 상기 나열된 흉터 크림을 적용하기 전, 왼쪽 무릎 관절 아래의 15년 된 흉터 사진이다. 도 31B는 상기 흉터 크림의 적용 후 동일한 흉터의 사진이다. 도 31B로부터 명백한 것처럼, 상기 흉터는 주위 피부의 색에 더 가까운 다른 색을 갖는다.31A and 31B show the before and after results for different patients. 31A is a picture of a 15 year old scar under the left knee joint before applying the scar creams listed above. 31B is a photograph of the same scar after application of the scar cream. As is evident from Figure 31B, the scar has a different color that is closer to the color of the surrounding skin.

도 32A 내지 32C는 또 다른 환자에 대한 결과 전후를 도시한다. 도 32A는 상기 나열된 흉터 크림을 적용하기 전, 25년 된 맹장 수술 흉터의 사진이다. 도 32B는 매일 적용한 후의 동일한 흉터 사진이고, 도 32C는 실시예에 따른 흉터 크림을 8일간 매일 적용 후의 동일한 흉터의 사진이다. 도 32B 및 32C에서 명백한 것처럼, 치료 후의 상기 흉터는 더 짧고, 주위 피부색에 더 가까운 다른 색을 갖는다.32A-32C show before and after results for another patient. Figure 32A is a photograph of a 25 year old appendix surgery scar before applying the scar creams listed above. 32B is a photograph of the same scar after daily application, and FIG. 32C is a photograph of the same scar after daily application of the scar cream according to the embodiment for 8 days. As is evident in Figures 32B and 32C, the scar after treatment is shorter and has a different color that is closer to the surrounding skin color.

도 33A 및 33B는 또 다른 환자에 대한 결과 전후를 보여준다. 도 33A는 무릎 수술로부터 6개월 된 흉터의 사진이고, 도 33B는 상기 나열된 흉터 크림을 7일간 매일 적용한 후의 동일 흉터 사진이다. 도 33A 및 도 33B로부터 명백한 것처럼, 치료후의 상기 흉터는 훨씬 덜 눈에 띠고, 주위 피부의 색에 더 가까운 다른 색을 갖는다. 상기 환자는 부작용이나 과형성을 겪지 않았다.33A and 33B show before and after results for another patient. Fig. 33A is a photograph of a scar 6 months from knee surgery, and Fig. 33B is a photograph of the same scar after daily application of the above-listed scar cream for 7 days. As is evident from Figures 33A and 33B, the scar after treatment is much less noticeable and has a different color that is closer to the color of the surrounding skin. The patient did not experience side effects or hyperplasia.

도 34A 내지 D는 상기 흉터 치료에 있어서 또 다른 환자에 대한 더 나은 결과를 보여준다. 도 34A는 화상 흉터 사진을 나타내고, 도 34B 및 34C는 상기 나열된 흉터 크림을 매일 적용하는 동안의 상기 흉터 사진을 나타내고, 도 34D는 7일간의 치료 후 상기 흉터 사진을 나타낸다. 이러한 도면들로부터 명백한 것처럼, 치료 후 상기 흉터의 외관과 비교 시, 치료 후의 흉터가 상기 주변 피부의 색에 더 가까운 색으로 상당히 치유되었다.Figures 34A-D show better results for another patient in the treatment of the scar. Fig. 34A shows a picture of a burn scar, Figs. 34B and 34C show the picture of the scar during daily application of the listed scar cream, and Fig. 34D shows the picture of the scar after 7 days of treatment. As is evident from these figures, compared to the appearance of the scar after treatment, the scar after treatment healed considerably with a color closer to the color of the surrounding skin.

상기 전술한 치료 예시들에 더하여, 흉터 형성은 예를 들어, 부상, 수술, 성형 수술, 또는 다른 회복 및/또는 치료 절차의 결과로서 눈꺼풀 주위를 포함하여 신체의 다양한 영역에서 발생할 수 있다. 상기 설명된 흉터 크림은 이러한 종류의 치료에도 사용되고, 효과가 있다.In addition to the aforementioned treatment examples, scar formation can occur in various areas of the body, including around the eyelids, for example as a result of injury, surgery, plastic surgery, or other recovery and/or treatment procedure. The scar cream described above is also used and effective in this kind of treatment.

전술한 작업 및 생산된 실시예들의 일부로서, 해삼에서 추출된 MCT와 송아지 피부 조직으로부터 분리된 소 콜라겐 사이의 구조적인 차이를 결정하고 보여주는 작업이 수행되었다. 콜라겐 샘플들의 아미노산 조성물 분석은 하기 자료에서 설명된다. (Cui F., Li Z., Zhang Y., Dong P., Fu X., Gao X., "해삼의 체벽으로부터 유래된 콜라겐의 특성 및 보조 유닛 조성물," Stichopus Japonicus, Food Chem. 100(3) (2007): 1120-5). 간단히, 콜라겐 샘플들을 6M의 HCl로 110 ºC에서 24시간 동안 가수분해 하고, 상기 가수분해물의 주요 아미노산 조성물을 SYKAM 아미노산 분석기 S433D(SYKAM, Munich, Germany)를 사용하여 분석하였다.As part of the above-described work and produced examples, an operation was performed to determine and show structural differences between MCT extracted from sea cucumber and bovine collagen isolated from calf skin tissue. Analysis of the amino acid composition of collagen samples is described in the following data. (Cui F., Li Z., Zhang Y., Dong P., Fu X., Gao X., "Characteristics and auxiliary unit composition of collagen derived from the body wall of sea cucumber," Stichopus Japonicus, Food Chem. 100 (3) ) (2007): 1120-5). Briefly, collagen samples were hydrolyzed with 6M HCl at 110 ºC for 24 hours, and the major amino acid composition of the hydrolyzate was analyzed using SYKAM amino acid analyzer S433D (SYKAM, Munich, Germany).

하기 표 3은 해삼으로부터 분리된 상이한 MCT 샘플들 및 송아지 가죽으로부터 분리된 소 (송아지 피부) 콜라겐에 대한 아미노산 조성물을 나타낸다. 하기 표의 송아지 피부 콜라겐 샘플 1 내지 4에 대한 분석은 다음의 문헌들에 나와있는 연구에서 수행되었다: X. Cheng, Z. Shao, C. Li, L. Yu, M.A. Raja, C. Liu, "지혈에 사용하기 위한 해파리 Rhopilema esculentum Kishinouye에서 콜라겐의 분리, 특성화 및 평가," PLOS One, 2017, 0169731; Y. Han, J-R. Ahn, J-W. Woo, C-K. Jung, S-M. Cho, Y-B. Lee, S-B. Kim, "황다랑어(Thunnus albacares)의 비늘에서 얻은 콜라겐의 가공 최적화 및 물리화학적 특성," Fisheries and Aquatic Sciences, Volume 13, Issue 2, 2010, pp.102-111; H. Li, B.L. Liu, L.Z. Gao, H.L.Chen, "황소개구리 피부 콜라겐 연구," Food Chemistry, Volume 84, Issue 1, January 2004, pp. 65-69; P. Kittiphattanabawon, S. Nalinanon, S. Benjakul, and H. Kishimura. "화려한 오징어(Loligo formosana)의 상기 피부에서 펩신이 가용화 된 콜라겐의 특성," Journal of Chemistry, Volume 2015, Article ID 482354, 8 pages.Table 3 below shows the amino acid composition for different MCT samples isolated from sea cucumber and bovine (calf skin) collagen isolated from calfskin. Analysis of calf skin collagen samples 1 to 4 in the following table was performed in the studies listed in the following documents: X. Cheng, Z. Shao, C. Li, L. Yu, M.A. Raja, C. Liu, "Isolation, characterization and evaluation of collagen from the jellyfish Rhopilema esculentum Kishinouye for use in hemostasis," PLOS One, 2017, 0169731; Y. Han, J-R. Ahn, J-W. Woo, C-K. Jung, S-M. Cho, Y-B. Lee, S-B. Kim, "Process Optimization and Physical and Chemical Properties of Collagen from Scales of Yellowfin (Thunnus albacares)," Fisheries and Aquatic Sciences, Volume 13, Issue 2, 2010, pp.102-111; H. Li, B.L. Liu, L.Z. Gao, H.L. Chen, "Introduction to Sulfur Copper Skin Collagen Research," Food Chemistry, Volume 84, Issue 1, January 2004, pp. 65-69; P. Kittiphattanabawon, S. Nalinanon, S. Benjakul, and H. Kishimura. "Characteristics of pepsin-solubilized collagen in the skin of the gorgeous squid (Loligo formosana)," Journal of Chemistry, Volume 2015, Article ID 482354, 8 pages.

표 3은 아미노산 조성을 나타낸 표이다.Table 3 is a table showing the amino acid composition.

조성 (%w/w)Composition (%w/w) 아미노산amino acid CodeCode MCT 1MCT 1 MCT 2MCT 2 송아지 피부 콜라겐1Calf Skin Collagen1 송아지 피부 콜라겐 2Calf Skin Collagen 2 송아지 피부 콜라겐 3Calf Skin Collagen 3 송아지 피부 콜라겐 4Calf Skin Collagen 4 CYSCYS CC 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 HYPHYP ZZ 7.337.33 7.467.46 NRNR 9.069.06 8.608.60 9.409.40 ASPASP DD 9.239.23 8.428.42 4.934.93 5.115.11 4.504.50 4.504.50 THRTHR TT 4.374.37 3.383.38 2.352.35 1.851.85 1.801.80 1.801.80 SERSER SS 3.473.47 4.104.10 4.094.09 2.852.85 3.703.70 3.903.90 GLUGLU EE 13.4613.46 14.0114.01 7.847.84 10.6910.69 7.107.10 7.507.50 PROPRO PP 12.2112.21 11.9911.99 11.6911.69 10.8810.88 13.5013.50 12.1012.10 GLYGLY GG 19.1319.13 19.6419.64 32.5632.56 16.2816.28 32.5032.50 33.0033.00 ALAALA AA 9.229.22 9.999.99 12.9112.91 8.128.12 11.2011.20 11.9011.90 VALVAL VV 2.532.53 2.602.60 3.973.97 2.272.27 2.202.20 2.102.10 METMET MM 0.650.65 0.610.61 0.860.86 NRNR 0.600.60 0.600.60 ILEILE II 1.721.72 1.641.64 2.352.35 1.371.37 1.101.10 1.101.10 LEULEU LL 2.732.73 2.832.83 3.823.82 2.862.86 2.502.50 2.302.30 TYRTYR YY 1.461.46 1.241.24 0.910.91 0.480.48 0.300.30 0.300.30 PHEPHE FF 1.421.42 1.191.19 1.941.94 1.841.84 1.301.30 0.300.30 HISHIS HH 0.330.33 0.240.24 0.060.06 1.961.96 0.500.50 0.500.50 LYSLYS KK 0.650.65 0.500.50 4.274.27 0.270.27 2.702.70 2.602.60 ARGARG RR 8.548.54 8.658.65 5.365.36 4.194.19 5.105.10 5.105.10

표 3은 가변 콜라겐 조직(MCT) 및 소 콜라겐(BC)의 상기 아미노산 조성을 나타낸다. MCT의 주요 아미노산은 글리신(19.0%), 글루탐산(14.0%), 프롤린(12.0%), 알라닌 (9.0%), 아스파르트 산(9.0%), 아르기닌(8.0%) 및 하이드록시프롤린(6.7%) 이고, 이 아미노산들은 표 4에서 나타낸 소 콜라겐에서 발견된 것과 유사하다(참고 문헌 참조).Table 3 shows the amino acid composition of variable collagen tissue (MCT) and bovine collagen (BC). The main amino acids of MCT are glycine (19.0%), glutamic acid (14.0%), proline (12.0%), alanine (9.0%), aspartic acid (9.0%), arginine (8.0%) and hydroxyproline (6.7%). , These amino acids are similar to those found in bovine collagen shown in Table 4 (see references).

1형 콜라겐의 1차 구조는 Gly-X-Y 서열(X는 대부분 프롤린이고 Y는 대부분 하이드록시프롤린임)이 연속적으로 반복되는 도메인을 포함하는 특징을 갖고, 텔로펩티드(telopeptides)(15 내지 26개 아미노산 잔기)라고 부르는 매우 짧은 N- 및 C- 말단 영역을 포함하는 특징을 갖는다. α1 사슬에서 상기 Gly-X-Y 반복 서열은 2차 구조의 3중 나선 형성에 중요한 역할을 한다. Gelse K, Poschl E, Aigner T. 2003 참조. 콜라겐-구조, 기능, 및 생합성. Adv Drug Deliver Rev 55(12):1531-46; Gomez-Guillen M, Gimenez B, Lopez-Caballero M, Montero M. 2011. 대체 공급원들로부터의 콜라겐 및 젤라틴의 기능적 및 생물 활성 특성들: 검토. 음식 하이드로 콜로이드 (Food Hydrocolloid) 25(8):1813-27. 분자량이 가장 작은 아미노산으로서, 삼중 나선의 상기 중심에 배열된 글리신 잔기들은 나선 구조가 쉽게 접히도록 도울 수 있다. See Fraser R, MacRae T, Suzuki E. 1979. 콜라겐 분자의 사슬 구조. J Mol Biol 129(3):463-81. 따라서, 글리신은 소 콜라겐의 주요 아미노산이다. 이전의 문헌들에 따르면, 소 콜라겐의 상기 글리신 함량은 총 아미노산의 약 1/4인 14 내지 33%의 범위이며, 이러한 수치는 MCT 글리신 함량(19%)과 일치하였다.The primary structure of type 1 collagen is characterized by including a domain in which the Gly-XY sequence (X is mostly proline and Y is mostly hydroxyproline) is a continuous repeating domain, and telopeptides (15 to 26 amino acids) Residues) are characterized by including very short N- and C-terminal regions. The Gly-XY repeat sequence in the α1 chain plays an important role in the formation of the triple helix of the secondary structure. See Gelse K, Poschl E, Aigner T. 2003. Collagen-structure, function, and biosynthesis. Adv Drug Deliver Rev 55(12):1531-46; Gomez-Guillen M, Gimenez B, Lopez-Caballero M, Montero M. 2011. Functional and bioactive properties of collagen and gelatin from alternative sources: review. Food Hydrocolloid 25(8):1813-27. As an amino acid with the smallest molecular weight, glycine residues arranged in the center of the triple helix can help the helix structure to fold easily. See Fraser R, MacRae T, Suzuki E. 1979. Chain structure of collagen molecules. J Mol Biol 129(3):463-81. Thus, glycine is the main amino acid of bovine collagen. According to previous literature, the glycine content of bovine collagen ranged from 14 to 33%, which is about 1/4 of the total amino acids, and this value was consistent with the MCT glycine content (19%).

도 23 및 24는 송아지 및 닭 콜라겐과 비교하여 해양 콜라겐에 대한 콜라겐 매트릭스의 순도 분석 결과들을 보여주고, 해양 콜라겐은 송아지 및 닭 콜라겐만큼 안전하므로, 이전에 기술한대로 적용하기에 충분히 안전하다는 것을 보여준다. 이 도면들은 3중 나선 구조를 보여주는데, 하단의 넓은 파란색 결합은 알파 나선이며, 베타 또는 감마 나선 위에 있다. 이러한 도면들에서 MCT 1 및 MCT 2는 상이한 MCT 배치들을 나타내며, 결과의 재현성을 나타낸다.Figures 23 and 24 show the results of the purity analysis of the collagen matrix for marine collagen compared to calf and chicken collagen, showing that marine collagen is as safe as calf and chicken collagen and therefore safe enough to apply as previously described. These figures show a triple helix structure, where the broad blue bond at the bottom is an alpha helix, above the beta or gamma helix. In these figures, MCT 1 and MCT 2 represent different MCT batches and represent the reproducibility of the results.

도 25A는 연속 선으로 표시된 바와 같은 소 콜라겐의 스펙트럼을 도시한다. 상기 도면에서 "+"로 표시된 피크들(peaks)은 송아지 콜라겐이 가수분해되어 용해됨을 보여준다. 상기 비교 그래프는 MCT를 가수분해 피크"o"의 흔적이 없는 점선으로 나타낸다. 도 25B는 해삼에 대한 상기 MCT 분리 공정의 효율에 관한 결과의 재현성을 나타내는, 비교 가능한 FTIR 스펙트럼을 도시하며, MCT1은 실선으로 표시되며, MCT2는 점선으로 표시된다. 도 25B는 배치(batch)에서 배치에 이르기까지 MCT 화학적 프로파일의 높은 일관성을 도시한다.25A shows the spectrum of bovine collagen as indicated by continuous lines. Peaks marked with "+" in the figure show that calf collagen is hydrolyzed and dissolved. The comparison graph shows the MCT as a dotted line without a trace of the hydrolysis peak "o". FIG. 25B shows a comparable FTIR spectrum showing the reproducibility of the results regarding the efficiency of the MCT separation process for sea cucumbers, where MCT1 is indicated by a solid line and MCT2 is indicated by a dotted line. Figure 25B shows the high consistency of the MCT chemistry profile from batch to batch.

도 26은 콜라겐 샘플들의 열용량 분석(TGA)의 결과를 나타내고 MCT 샘플들에 대한 열 거동의 차이들을 나타낸다. 도 26에서, 상기 그래프의 아래를 향함에 따라 줄어든 안정성이 표시된다. 소 콜라겐의 선은 280C에서 불안정성이 증가하는 반면, MCT1 및 MCT2 선들은 400C에서도 안정성을 보여준다. 상기 그래프는 소 콜라겐보다 MCT의 열 안정성이 더 우수하고, MCT-기반 제품들을 저장하는 능력이 향상되었음을 보여준다.26 shows the results of heat capacity analysis (TGA) of collagen samples and shows the differences in thermal behavior for MCT samples. In Fig. 26, the reduced stability is displayed as the graph goes downward. The lines of bovine collagen increased instability at 280C, while the MCT1 and MCT2 lines showed stability at 400C. The graph shows that the thermal stability of MCT is better than that of bovine collagen, and the ability to store MCT-based products is improved.

이미노산들(Imino acids) (프롤린 및 하이드록시프롤린)은 피롤리딘 고리들(pyrrolidine rings)과 콜라겐 삼중 나선의 안정성을 유지하는 능력 때문에 α 사슬에서 Gly-X-Y반복 서열을 구성하는 중요한 아미노산들이다. Wong, DW. 1989 참조. 식품 화학의 메커니즘 및 이론. New York: Van Nostrand Reinhold. MCT에서 프롤린과 하이드록시프롤린의 상기 함량들은, 도 27에서 보여지는 것과 같이, 소 콜라겐에서 발견된 값보다 약간 낮은 20.0%의 총 이미노산(imino acid) 함량에 대해 각각 12.0 및 7.0%이다.Imino acids (proline and hydroxyproline) are important amino acids that make up the Gly-X-Y repeat sequence in the α chain because of their ability to maintain the stability of the pyrrolidine rings and the collagen triple helix. Wong, DW. See 1989. Mechanism and theory of food chemistry. New York: Van Nostrand Reinhold. The above contents of proline and hydroxyproline in MCT are 12.0 and 7.0%, respectively, for a total imino acid content of 20.0%, slightly lower than the value found in bovine collagen, as shown in FIG. 27.

프롤린 및 하이드록시프롤린의 상기 함량은 환경적 온도와 관련이 있는 것으로 나타났다. Zhong M, Chen T, Hu C, Ren C. 2015참조. 해삼 Stichopus monotuberculatus의 체벽으로부터 콜라겐의 분리 및 특성. Food Chem 80(4):C671-C679. 그러나, 소 콜라겐과 비교할 때, Gly 대비 이미노산(Hyp/Pro) 함량의 비는 낮으므로, MCT에서 이미노산에 의한 Gly-기반 삼중 나선의 보다 효율적인 안정성을 시사한다.This content of proline and hydroxyproline has been shown to be related to environmental temperature. See Zhong M, Chen T, Hu C, Ren C. 2015. Isolation and Characterization of Collagen from the Body Wall of Sea Cucumber Stichopus monotuberculatus. Food Chem 80(4):C671-C679. However, compared with bovine collagen, the ratio of the content of iminoic acid (Hyp/Pro) to Gly is low, suggesting a more efficient stability of the Gly-based triple helix by iminoic acid in MCT.

콜라겐의 안정성은 아미노산 조성, 특히 이미노산들에 의해 영향을 받을 수 있다. 프롤린(PRO) 및 하이드록시프롤린(HYP)은 피롤리딘 고리들로 콜라겐 공간 구조를 유지할 수 있는 반면, 하이드록시프롤린의 하이드록시기들은 인접한 사슬과 수소 결합들을 형성하여 삼중 나선의 안정성을 향상시킨다. MCT의 아미노산 조성물 분석은 소 콜라겐보다 낮은 분해 속도를 나타내는 안정한 콜라겐 삼중-나선의 형성에 적합한 글리신 및 이미노산의 높은 존재를 나타낸다.The stability of collagen can be influenced by its amino acid composition, especially imino acids. Proline (PRO) and hydroxyproline (HYP) can maintain the collagen spatial structure with pyrrolidine rings, while the hydroxy groups of hydroxyproline form hydrogen bonds with adjacent chains to improve the stability of the triple helix. . Analysis of the amino acid composition of MCT reveals a high presence of glycine and iminoic acid, which is suitable for the formation of stable collagen triple-helixes that exhibit lower degradation rates than bovine collagen.

도 27은 송아지 콜라겐의 몇몇 샘플들과 비교하여, MCT1 및 MCT2 샘플들에 대한 이미노산(HYP 및 PRO의 합)의 막대 그래프이다. MCT의 매우 유리한 측면들 중 하나는 GLY대비 이미노산들의 거의 1:1 비율이며, 일관성있게 재현 가능하다. 이와 비교하여, 상기 도면 중간에 가장 양호한 콜라겐 샘플조차도 MCT1 및 MCT2 샘플들과 마찬가지로 1:1 비율에 가깝지 않다. 이미노산들에 비해 높은 함량의 GLY는 낮은 안정성을 나타낸다. 높은 GLY 함량이 유리하지만, GLY 대비 이미노산들의 1:1 비율은 더 큰 안정성을 나타낸다.Figure 27 is a bar graph of iminoic acid (sum of HYP and PRO) for MCT1 and MCT2 samples compared to several samples of calf collagen. One of the very advantageous aspects of MCT is an almost 1:1 ratio of imino acids to GLY, which is consistently reproducible. In comparison, even the best collagen sample in the middle of the figure is not close to a 1:1 ratio like the MCT1 and MCT2 samples. Compared to imino acids, a high content of GLY shows low stability. Although a high GLY content is advantageous, a 1:1 ratio of imino acids to GLY indicates greater stability.

도 28A 및 28B 및 도29A 및 29B는 두가지 상이한 방식들로 형성된 MCT의 주사 전자 현미경(SEM) 사진이다. 도 28A 및 28B는 용매 캐스팅 기술을 사용하여 MCT-키토산 복합재를 형성한 상기 결과를 보여준다. 도 28A는 MCT-키토산 드레싱 템플릿(예를 들어, 3D 해면체)의 상기 구조의 상기 형태를 보여준다. 도 28B는 상기 구조에 대한 높은 정도의 다공성을 나타낸다. 도 29A 및 29B는 전기 방사 기술을 사용하여 상기 MCT-키토산 드레싱 템플릿을 형성한 상기 결과들을 보여준다. 도 28A 및 28B와 같이, 각각 도 29A는 상기 구조의 상기 형태를 나타내고, 도 29B는 상기 구조에 대한 높은 정도의 다공성을 나타낸다. 다공성은 세포 부착 및 성장을 촉진하기 위해 유도된 조직 재생에서 중요한 속성이다. Figures 28A and 28B and Figures 29A and 29B are scanning electron microscopy (SEM) pictures of MCTs formed in two different ways. 28A and 28B show the above results of forming an MCT-chitosan composite using a solvent casting technique. 28A shows this morphology of the structure of the MCT-chitosan dressing template (eg, 3D spongy). 28B shows a high degree of porosity for the structure. 29A and 29B show the results of forming the MCT-chitosan dressing template using electrospinning technique. 28A and 28B, respectively, FIG. 29A shows the shape of the structure, and FIG. 29B shows a high degree of porosity for the structure. Porosity is an important attribute in induced tissue regeneration to promote cell adhesion and growth.

모든 참고 문헌들, 특허들, 및 특허 문헌들은 개별적으로 참조로 통합되는 것과 같이, 본 명세서에 참조로서 포함된다. 또한, 본 발명의 다양한 관점들은 다양하고 구체적이며, 바람직한 실시예들 및 기술들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 발명의 진의 및 범위 내에서 수 많은 변형들과 수정들이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.All references, patents, and patent documents are incorporated herein by reference, as if individually incorporated by reference. In addition, various aspects of the present invention have been described with reference to various and specific, preferred embodiments and techniques. However, it should be understood that numerous variations and modifications may be made within the spirit and scope of the present invention.

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Claims (30)

피부 이상을 치료하기 위한 국소 조성물에 있어서, 상기 조성물은:
가변성 콜라겐 조직(MCT) 및 키토산; 및
약제학적으로 허용되는 국소 담체를 포함하며,
상기 MCT는 극피동물들로부터 분리되고,
상기 키토산은 0이상 90이하의 질량 백분율로 존재하고, 상기 키토산이 존재할 때, 상기 MCT에 정전기적으로 결합되어 매트릭스를 형성하며, 키토산 및 MCT의 상기 매트릭스는 MCT-키토산 복합 물질의 형태인 국소 조성물.
A topical composition for treating skin conditions, wherein the composition comprises:
Variable collagen tissue (MCT) and chitosan; And
It includes a pharmaceutically acceptable topical carrier,
The MCT is isolated from echinoderm animals,
The chitosan is present in a mass percentage of 0 or more and 90 or less, and when the chitosan is present, it is electrostatically bonded to the MCT to form a matrix, and the matrix of chitosan and MCT is a topical composition in the form of an MCT-chitosan composite material .
제1 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 흉터들을 치료하기 위한 국소 조성물.The topical composition of claim 1, wherein the topical composition is for treating scars. 제1 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 눈꺼풀 회복을 촉진하기 위한 국소 조성물.The topical composition of claim 1, wherein the topical composition is for promoting eyelid recovery. 제1 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 피부 변색을 치료하기 위한 국소 조성물.The topical composition of claim 1, wherein the topical composition is for treating skin discoloration. 제4 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 기미를 치료하기 위한 국소 조성물.The topical composition of claim 4, wherein the topical composition is for treating melasma. 제1 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 상기 약제학적으로 허용되는 국소 담체는 용액, 현탁액, 액체, 겔, 연고, 로션, 또는 크림으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 국소 조성물.The topical composition of claim 1, wherein the pharmaceutically acceptable topical carrier is selected from the group consisting of solutions, suspensions, liquids, gels, ointments, lotions, or creams. 제6 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 상기 약제학적으로 허용되는 국소 담체는 겔인 국소 조성물.7. The topical composition of claim 6, wherein the topical composition is a gel. 제6 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 상기 약제학적으로 허용되는 국소 담체는 크림인 국소 조성물.7. The topical composition of claim 6, wherein the topical composition is a cream. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 상기 MCT는 콜라겐 및 글리코오스아미노글리칸(GAG)을 포함하는 국소 조성물.The topical composition of claim 1, wherein the MCT comprises collagen and glycosaminoglycan (GAG). 제1 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 상기 MCT는, 유형 I, 유형 II, 유형 III, 유형 V 나 유형 XI, 또는 유형 I, 유형 II, 유형 III, 유형 V 나 유형 XI 중 둘 이상의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 원 섬유형 콜라겐으로 구성된 국소 조성물.The method of claim 1, wherein the topical composition comprises a mixture of two or more of type I, type II, type III, type V or type XI, or type I, type II, type III, type V or type XI. Topical composition consisting of fibrous collagen selected from the group. 제11 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 상기 글리코오스아미노글리칸은 황산 콘드로이틴(chondroitin sulfate), 및 히알루론산, 또는 황산 콘드로이틴 및 히알루론산의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택된 국소 조성물.The topical composition of claim 11, wherein the glycosaminoglycan is selected from the group consisting of chondroitin sulfate, hyaluronic acid, or a mixture of chondroitin sulfate and hyaluronic acid. 제1 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 MCT 대 키토산의 질량비는 10:90, 20:80, 40:60, 50:50, 60:40, 80:20, 90:10 또는 100:0으로 구성된 그룹으로부터 선택된 국소 조성물.The method of claim 1, wherein the topical composition has a mass ratio of MCT to chitosan of 10:90, 20:80, 40:60, 50:50, 60:40, 80:20, 90:10, or 100:0. Topical composition selected from. 제11 항에 있어서, 상기 국소 조성물은 상기 MCT-키토산 복합재는 키토산 상의 N-글루코사민 단위체를 갖는 MCT에서 GAG 및 콜라겐 사이의 고분자 전해질 가교 구조를 포함하는 국소 조성물.The topical composition of claim 11, wherein the MCT-chitosan composite comprises a polyelectrolyte crosslinked structure between GAG and collagen in MCT having N-glucosamine units on chitosan. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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