KR102316847B1 - 연골 재생용 스캐폴드 - Google Patents

연골 재생용 스캐폴드 Download PDF

Info

Publication number
KR102316847B1
KR102316847B1 KR1020190117127A KR20190117127A KR102316847B1 KR 102316847 B1 KR102316847 B1 KR 102316847B1 KR 1020190117127 A KR1020190117127 A KR 1020190117127A KR 20190117127 A KR20190117127 A KR 20190117127A KR 102316847 B1 KR102316847 B1 KR 102316847B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cartilage
scaffold
container
support
cartilage regeneration
Prior art date
Application number
KR1020190117127A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210035396A (ko
Inventor
채동식
황기철
박성준
이내윤
강경일
Original Assignee
가톨릭관동대학교산학협력단
가천대학교산학협력단
한국교통대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가톨릭관동대학교산학협력단, 가천대학교산학협력단, 한국교통대학교산학협력단 filed Critical 가톨릭관동대학교산학협력단
Priority to KR1020190117127A priority Critical patent/KR102316847B1/ko
Publication of KR20210035396A publication Critical patent/KR20210035396A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102316847B1 publication Critical patent/KR102316847B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3839—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by the site of application in the body
    • A61L27/3843—Connective tissue
    • A61L27/3852—Cartilage, e.g. meniscus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/30756—Cartilage endoprostheses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
    • A61L27/3616—Blood, e.g. platelet-rich plasma
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3804—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
    • A61L27/3834—Cells able to produce different cell types, e.g. hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, marrow stromal cells, embryonic stem cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/58—Materials at least partially resorbable by the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/30756—Cartilage endoprostheses
    • A61F2002/30766—Scaffolds for cartilage ingrowth and regeneration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/06—Materials or treatment for tissue regeneration for cartilage reconstruction, e.g. meniscus

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 연골 재생용 스캐폴드에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 골연골 재생용 스캐폴드는 플레이트 형상으로 형성되는 지지체; 및 상기 지지체 상에 복수로 구비되고, 내부에 연골배양 유도 물질이 수용되는 공간이 형성되는 컨테이너부;를 포함하고, 상기 지지체 및 상기 컨테이너부는 생분해성 재질로 형성된다. 또한 일정 길이를 갖는 와이어 형상으로 형성되고, 생분해성 재질로 형성되며, 적어도 하나 이상의 부분의 내측에 제2 연골배양 유도 물질이 주입되는 마이크로 체인;을 포함하고, 또한 상기 마이크로 체인은 상기 지지체 상의 컨베이터부들 사이에 얽힌 상태로 구비될 수 있다.

Description

연골 재생용 스캐폴드{Scafold for restoration of cartilage}
본 발명은 연골 재생용 스캐폴드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연골을 재생할 환부에 삽입되어 연골의 재생을 촉진하는 스캐폴드에 관한 것이다.
연골(cartilage)이란 연골세포와 그것을 둘러싸고 있는 다량의 기질로 이루어진 조직으로서, 칼슘을 주성분으로 한 뼈인 경골(또는 골조직)과 대응되는 개념이다. 연골의 작용에는 관절의 골단을 덮는 관절연골에서 볼 수 있는 것처럼 골단의 마찰을 방지하는 이외에 기관, 귓바퀴와 같이 탄력을 유지하거나, 늑연골,치골결합 연골과 같이 압력에 대한 저항력을 주는 것 등을 들 수 있다. 연골은 무신경, 무혈관, 무임파성이며, 한번 손상되면 원래대로 복구되지 않는다. 예를 들어 무릎, 고관절 및 턱관절과 같은 관절 내의 연골의 경우 충격의 흡수나 퇴행성 관절염 등에 따른 마모에 의하여 손상될 수 있으며, 이러한 경우 손상된 연골은 자연적으로 복구되지 않는다.
따라서 연골이 마모되거나 손상되는 경우 인공 연골부재나 체내에서 채취한 연골이나 인공적으로 배양한 연골을 이용하여 마모 또는 손상된 연골을 대체하여야 한다.
다만, 실험실 수준에서 인공적으로 연골을 배양하는 경우 인위적인 성장인자만이 해당 연골의 배양에 이용되며, 그나마 이용되는 성장인자 또한 제한적인 실정이며, 이러한 환경에서 성장하는 연골의 경우 조직이 치밀하지 못하고 실제 인체에 적용되기에는 질적인 면에서 부적합한 경우가 대부분이며, 3차원적인 배양이 매우 어렵고 성장속도 또한 만족스럽지 못하다.
그 예로서 연골세포를 분리하여 체외에서 배양하여 연골치환술을 시행한 경우 기존의 양호한 상태의 연골에 비하여 조직이 약하여 제 기능을 기대하기 어려운 수준이었으며, 줄기세포를 배양하여 체외에서 연골지지체 등을 이용하여 연골로 변환시킨 경우에도 실제 적용 사례에서는 조직이 치밀하지 못하여 뭉개지는 현상이 있었다. 즉, 종래의 실험실 수준에서의 연골 배양 방법의 경우 높은 비용에 비하여 효율이 매우 낮은 문제가 있었다.
(특허문헌 1) JP2012-139539 A1
본 발명은 방향성을 갖고 특정한 면 측으로 연골재생을 촉진이 가능한 구조를 구비하는 스캐폴드를 제공한다.
본 발명에 따른 골연골 재생용 스캐폴드는 플레이트 형상으로 형성되는 지지체; 및 상기 지지체 상에 복수로 구비되고, 내부에 연골배양 유도 물질이 수용되는 공간이 형성되는 컨테이너부;를 포함하고,
상기 지지체 및 상기 컨테이너부는 생분해성 재질로 형성된다.
또한 상기 지지체 및 상기 컨테이너부는 일체형으로 형성될 수 있다.
또한 상기 지지체 및 상기 컨테이너부는 3D 프린팅에 의하여 형성될 수 있다.
또한 상기 지지체 및 컨테이너부는 [A군] 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.
또한 상기 연골배양 유도 물질은 [B군] 중 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한 상기 컨테이너부는 상기 지지체의 상부로 연장되어 내부에 일정 공간을 형성하는 컨테이너부 몸체; 및 상기 컨테이너부 몸체의 상단부에 구비되고, 중앙으로 갈 수록 하향 경사진 형상으로 형성되며, 중앙에 상기 컨테이너부 몸체와 외부를 연통하도록 개구된 커버부;를 포함할 수 있다.
또한 상기 컨테이너부 몸체는 원통형, 다각통형, 구형 중 적어도 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
또한 일정 길이를 갖는 와이어 형상으로 형성되고, 생분해성 재질로 형성되며, 적어도 하나 이상의 부분의 내측에 제2 연골배양 유도 물질이 주입되는 마이크로 체인;을 포함하고,
또한 상기 마이크로 체인은 상기 지지체 상의 컨베이터부들 사이에 얽힌 상태로 구비될 수 있다.
또한 상기 제2 연골배양 유도 물질은 [C군] 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
또한 상기 주입부는 상기 마이크로 체인의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 형성될 수 있다.
또한 상기 주입부의 평균 직경은 1 내지 3mm 이내에서 형성될 수 있다.
또한 상기 컨테이너부의 직경은 1 내지 3mm 이내에서 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 연골 재생용 스캐폴드는 지지체의 일면에 지속적으로 연골배양 유도물질을 배출하는 컨테이너부를 포함함으로써 특정 방향에 대하여 연골배양을 유도 및 촉진하는 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 따른 연골 재생용 스캐폴드는 연골재생을 유도 및 촉진하는 물질을 내장하고 있는 마이크로 체인을 적절한 수로 스캐폴드 상에 얽힘 구조로 배치함으로써 연골배양 속도를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연골재생용 스캐폴드에 마이크로 체인이 결합된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 스캐폴드의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 스캐폴드 중 컨테이너부의 모습을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2의 스캐폴드이 사용하기 위하여 절단된 모습의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 마이크로 체인의 모습ㅇ르 나타내는 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연골재생용 스캐폴드와 이에 결합된 마이크로 체인을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연골재생용 스캐폴드에 마이크로 체인이 결합된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 연골재생용 스캐폴드/마이크로 체인 결합체(1)는 지지체(110) 및 복수의 컨테이너부(120)를 포함하는 스캐폴드와 스캐폴드의 컨테이너부(120) 사이에 얽힘 구조로 구비되는 마이크로 체인(20)을 포함한다.
지지체(110)는 연골을 재생하기 위한 환부에 적용이 용이하도록 플레이트 형상으로 형성되며, 지지체(110)의 일면에는 컨테이너부(120)가 구비된다. 컨테이너부(120)들이 지지체(110)의 일면에 구비됨으로써 일정한 방향성을 갖게된다.
복수의 컨테이너부(120)들 사이에는 마이크로 체인(20)이 얽힌 상태로 구비된다. 마이크로 체인(20)은 필요에 따라 복수의 와이어 단위로 구비될 수 있으며, 연골 배양의 속도 등의 조절을 위하여 다양한 수로 구비될 수 있다.
이하에서는 스캐폴드(110, 120) 및 마이크로 체인(20)의 상세한 구성에 대하여 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 일 실시예에 따른 연골재생용 스캐폴드를 설명한다. 도 2는 일 실시예에 따른 스캐폴드의 모습을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 스캐폴드 중 컨테이너부의 모습을 나타내는 단면도이며, 도 4는 도 2의 스캐폴드이 사용하기 위하여 절단된 모습의 일 예를 나타내는 사시도이다.
본 실시예에 따른 골연골 재생용 스캐폴드(10)는 지지체(110)와 컨테이너부(120)를 포함한다.
지지체(110)는 플레이트 형상으로 형성되어 연골재생 대상의 형상에 맞추어 가공이 용이하도록 하는 것이 바람직하다. 컨테이너부(120)는 지지체(110) 상에 복수로 구비되고, 내부에 연골배양 유도 물질이 수용되는 공간이 형성된다.
컨테이너부(120)는 지지체(110) 상에 다양한 개수로 형성될 수 있으나, 일반적으로 연골 결손에 따른 재생 대상 환부의 크기는 3cm X 3cm 이내이므로 지지체의 크기를 3cm X 3cm로 하고, 이를 가로 세로 방향으로 6등분하여 6 X 6 개의 컨테이너부(120)를 구비하는 것이 바람직하다.
구체적으로 컨테이너부(120)는 컨테이너부 몸체(121. 121a)와 커버부(123)을 포함한다. 컨테이너부 몸체(121, 121a)는 지지체(110)의 상부로 연장되어 내부에 일정 공간을 형성하며, 커버부(1230)는 컨테이너부 몸체(121, 121a)의 상단부에 구비되어 중앙으로 갈 수록 하향 경사진 형상으로 형성된다. 이 때 커버부(123)의 중앙에는 컨테이너부 몸체(121, 121a)의 내부와 외부를 연통하도록 개구된다. 이와 같이 커버부(123)가 깔데기를 엎어놓은 형상으로 형성됨으로써 일종의 체크 밸브와 같은 기능을 한다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 외부의 물질이 유입되기는 쉽고 내부의 물질이 유출되는 것은 서서히 진행되도록 하는 작용을 함으로써, 내부에 저장되어 있는 연골배양 유도 물질의 공급 속도를 조절할 수 있게 된다.
한편, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 컨테이너부 몸체(121, 121a)는 원통형, 다각통형, 구형 중 적어도 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있으며, 이 때 컨테이너부(120)의 직경, 즉 컨테이너부 몸체(121, 121a)의 직경은 1 내지 5mm 이내에서 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 컨테이너부에 포함되는 연골배양 유도 물질은 줄기세포를 포함할 수 있으며, fibroblast growth factor(FGF) 및 epidermal growth factor (EGF)의 물질 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. 주로 살아있는 세포 등을 수술 시 환자 등으로부터 직접 채취하여 컨테이너부에 직접 주입 후 사용하는 방법으로 활용이 가능하다.
또한, 지지체(110) 및 컨테이너부(120)는 생분해성 재질로 형성되며, 지지체(110)와 컨테이너부(120)는 일체형으로 형성될 수 있다. 이를 제조하기 위하여 바이오 3D 프린팅 기술을 이용할 수 있다.
지지체(110) 및 컨테이너부(120)의 제조에 이용가능한 생분해성 물질로는 히알루로닉애씨드(글리코사미노글리칸), 알지네이트, 피브린, 콜라겐 중 어느 하나일 수 있다.
이와 같이 제조된 스캐폴드(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 지지체(110)를 적용하고자 하는 환부의 형상에 대응하도록 절단한 후 피브린 글루(Fibrin glue)를 이용하거나 의료용 앵커를 이용하여 고정시킬 수 있다.
도 5를 참조하여 마이크로 체인을 설명한다. 도 5는 일 실시예에 따른 마이크로 체인의 모습을 나타내는 단면도이다.
마이크로 체인(20)은 앞서 설명한 바와 같이 스캐폴드의 컨테이너부 사이에 얽힘 구조로 구비되어 연골의 배양을 촉진하는 작용을 한다.
구체적으로 마이크로 체인(20)은 일정한 길이를 갖는 와이어 형상의 마이크로 체인 와이어(210)와, 마이크로 체인 와이어(210)의 길이 방향을 따라 내측에 주입되는 주입부(220)를 포함한다. 주입부(220)는 일정한 간격으로 형성될 수 있으며, 제2 연골배양 유도 물질을 주사하여 형성될 수 있다. 주입부의 평균 직경은 1 내지 3mm 이내에서 형성될 수 있다.
이 때 제2 연골배양 유도 물질은 미리 연골배양에 도움이 되는 물질 들을 주입하여 제조할 수 있으며, 제2 연골배양 유도 물질에는 혈액, 혈소판 풍부 플라스마(PRP, platelet-rich plasma), 우태아혈청(FBS) 등이 이에 해당할 수 있다.
혈소판 풍부 플라스마에는 단백질, 폴리펩타이드 및 호르몬 등이 포함되어 있으며, 이에는 다양한 성장인자들이 포함되어 있다. 구체적으로 PDGF는 세포증식 촉진능력을 가지고 있는 폴리펩타이드군 중 하나로서 섬유아세포와 신경교의 성장을 촉진한다. TGF-β와 같은 혈소판 유리물질은 상피세포의 성장을 억제하고 세포분화를 촉진할 수 있다. 조직으로부터 추출할 수 있고 배양 중인 세포에서 배지로 유리되기도 하는 성장인자로는 fibroblast growth factor(FGF), epidermal growth factor (EGF), endothelial growth factors(ECGF), insulin-like growth factors(IGF-1, IGF-2) 등이 있다.
호르몬들은 각각의 세포에 다양한 효과를 나타낸다.　인슐린은 당과 아미노산의 세포 내로의 섭취를 촉진하여 세포증식 촉진을 나타낼 수 있고,　IGF-1수용체의 활성도에 의해서 그 효과를 나타낼 수도 있다. IGF-1과 IGF-2와 같은 성장인자는 인슐린 수용체에 결합할 뿐 만 아니라 인슐린이 결합할 수 있는 그들 자신의 독특한 수용체를　가지고 있어서　IGF-2는 세포의 당 섭취를 촉진시킨다. 성장 호르몬은 특히 태아 혈청에　존재하는데 이는 somatomedins(IGF)와 연계해서 세포증식 촉진을 나타낼 수 있다.
마이크로 체인 와이어(210)의 재질은 다음의 물질들을 이용할 수 있다.
마이크로 체인 와이어(210)는 앞서 설명한 바와 같이 스캐폴드(10)의 재질과 동일한 생체분해성 물질을 이용하여 형성할 수 있으며, 캣것(Cat gut), 폴리디옥사논(Polydioxanone, PDS), 폴리글락틴(Polyglactin, Vicryl), 폴리글루타믹애시드(Polyglutamic Acid, PGA), 폴리락틱애시드(Polylactic acid, PLA), Poly(Lactic-co-Glycolic)Acid(PLGA)의 흡수성 재질과 폴리아마이드(Polyamide, Nylon), 폴리프로필렌(polypropylene, Prolene), 폴리페닐에테르(Polypehyl ether, PPE), 폴리에스테르(Polyester), 폴리에틸렌(Polyetylene)의 비흡수성 재질 등으로 형성될 수 있다. 다만, 비흡수성의 재질의 경우에도 수십일 이후에는 체내에 흡수되므로 별도의 제거 과정이 필요가 없다.
이와 같이 마이크로 체인(20)은 주입부(220)에 연골배양 유도/촉진을 위한 화합물을 주입해 놓은 상태에서 연골배양 대상부위에 삽입되며, 삽입된 상태에서는 일정한 시간에 일정한 양의 물질이 방출됨으로써 연골의 배양을 촉진시킨다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양하게 구현될 수 있다.
1: 연골재생용 스캐폴드/마이크로 체인 결합체
10: 연골재생용 스캐폴드
20: 마이크로 체인
110: 지지체
120, 120a: 컨테이너부
121, 121a: 컨테이너부 몸체
123: 커버부
210: 마이크로 체인 와이어
220: 주입부

Claims (12)

  1. 플레이트 형상으로 형성되는 지지체; 및
    상기 지지체 상에 복수로 구비되고, 내부에 연골배양 유도 물질이 수용되는 공간이 형성되는 컨테이너부;를 포함하고,
    상기 지지체 및 상기 컨테이너부는 생분해성 재질로 형성되고,
    상기 컨테이너부는 상기 지지체의 상부로 연장되어 내부에 일정 공간을 형성하는 컨테이너부 몸체; 및
    상기 컨테이너부 몸체의 상단부에 구비되고, 중앙으로 갈 수록 하향 경사진 형상으로 형성되며, 중앙에 상기 컨테이너부 몸체와 외부를 연통하도록 개구된 커버부;를 포함하는 연골 재생용 스캐폴드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지체 및 상기 컨테이너부는 일체형으로 형성되는 연골 재생용 스캐폴드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지체 및 상기 컨테이너부는 3D 프린팅에 의하여 형성되는 연골 재생용 스캐폴드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지체 및 컨테이너부는 히알루로닉애씨드, 알지네이트, 피브린 및 콜라겐 중 어느 하나의 재질로 형성되는 연골 재생용 스캐폴드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연골배양 유도 물질은 줄기세포를 포함하는 연골 재생용 스캐폴드.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 컨테이너부 몸체는 원통형, 다각통형, 구형 중 적어도 어느 하나의 형상으로 형성되는 연골 재생용 스캐폴드.
  8. 제1항에 있어서,
    일정 길이를 갖는 와이어 형상으로 형성되고, 생분해성 재질로 형성되는 마이크로 체인 와이어; 및
    적어도 하나 이상의 부분의 내측에 제2 연골배양 유도 물질이 주입되는 주입부;를 구비하는 마이크로 체인을 포함하고,
    상기 마이크로 체인은 상기 지지체 상의 컨베이터부들 사이에 얽힌 상태로 구비되는 연골 재생용 스캐폴드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 연골배양 유도 물질은 혈액, 혈소판 풍부 플라스마(PRP, platelet-rich plasma), 우태아혈청(FBS) 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 연골 재생용 스캐폴드.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 주입부는 상기 마이크로 체인의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 형성되는 연골 재생용 스캐폴드.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 주입부의 평균 직경은 1 내지 3mm 이내에서 형성되는 연골 재생용 스캐폴드.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 컨테이너부의 직경은 1 내지 3mm 이내에서 형성되는 연골 재생용 스캐폴드.
KR1020190117127A 2019-09-24 2019-09-24 연골 재생용 스캐폴드 KR102316847B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190117127A KR102316847B1 (ko) 2019-09-24 2019-09-24 연골 재생용 스캐폴드

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190117127A KR102316847B1 (ko) 2019-09-24 2019-09-24 연골 재생용 스캐폴드

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210035396A KR20210035396A (ko) 2021-04-01
KR102316847B1 true KR102316847B1 (ko) 2021-10-26

Family

ID=75441286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190117127A KR102316847B1 (ko) 2019-09-24 2019-09-24 연골 재생용 스캐폴드

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102316847B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102611664B1 (ko) * 2021-07-01 2023-12-12 서울과학기술대학교 산학협력단 기계자극 및 생분해성에 의한 연골재생-보호 의료기기

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040082937A1 (en) 2002-09-04 2004-04-29 Dennis Ausiello Method and device for the controlled delivery of parathyroid hormone
JP5319815B2 (ja) * 2005-06-22 2013-10-16 ウォーソー・オーソペディック・インコーポレーテッド 骨誘導および骨移植片一体化を促進するための骨移植片処理

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010004057A1 (es) * 2008-07-08 2010-01-14 Histocell, S.L MATRICES TRIDIMENSIONALES DE MONETITA POROSA ESTRUCTURADA PARA INGENIERIA TISULAR Y REGENERACION OSEA, Y METODO DE PREPARACIόN DE LAS MISMAS
MX360701B (es) * 2012-05-03 2018-11-14 Schott Ag Proceso y aparato para el tratamiento de envases para almacenar sustancias para aplicaciones médicas, farmacéuticas o cosméticas.
KR102470509B1 (ko) * 2014-10-29 2022-11-24 코닝 인코포레이티드 스페로이드 포획 삽입체
KR101722509B1 (ko) * 2015-01-26 2017-04-03 가톨릭관동대학교산학협력단 3차원적 연골배양용 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040082937A1 (en) 2002-09-04 2004-04-29 Dennis Ausiello Method and device for the controlled delivery of parathyroid hormone
JP5319815B2 (ja) * 2005-06-22 2013-10-16 ウォーソー・オーソペディック・インコーポレーテッド 骨誘導および骨移植片一体化を促進するための骨移植片処理

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Shi Shen et al., "Three Dimensional Printing-Based Strategies for Functional Cartilage Regeneration", TISSUE ENGINEERING: Part B, Vol. 25, pp. 187-202(2019.06.17.)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210035396A (ko) 2021-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109789020B (zh) 关节软骨修复
US20240173459A1 (en) Bioprinted meniscus implant and methods of using same
CN107648666B (zh) 可植入网
Huang et al. In vivo mesenchymal cell recruitment by a scaffold loaded with transforming growth factor β 1 and the potential for in situ chondrogenesis
US20030114936A1 (en) Complex three-dimensional composite scaffold resistant to delimination
US8403996B2 (en) Device for regeneration of articular cartilage and other tissue
EP3197496B1 (en) Articular cartilage repair
US20040138758A1 (en) Devices and methods for treating defects in the tissue of a living being
CN114401697A (zh) 脱矿质骨基质纤维、其制备和使用方法
WO2008086147A1 (en) Compositions and methods for the repair and regeneration of cartilage and/or bone
KR102316847B1 (ko) 연골 재생용 스캐폴드
US10940236B2 (en) Composite scaffold for tissue repair
US10167447B2 (en) Supports and methods for promoting integration of cartilage tissue explants
US20030045943A1 (en) Device for regeneration of articular cartilage and other tissue
McPherson et al. Articular cartilage injury
CN114364418A (zh) 可水合骨材料和使用方法

Legal Events

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