KR102321505B1 - Manufacturing method of 3D artificial skin with wound and 3D artificial skin with wound - Google Patents

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KR102321505B1 KR1020200070186A KR20200070186A KR102321505B1 KR 102321505 B1 KR102321505 B1 KR 102321505B1 KR 1020200070186 A KR1020200070186 A KR 1020200070186A KR 20200070186 A KR20200070186 A KR 20200070186A KR 102321505 B1 KR102321505 B1 KR 102321505B1
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장일호
김미정
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주식회사 티앤알바이오팹
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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing 3D artificial skin with a wound part, comprising: a dermal layer forming step of forming a dermal layer containing biocompatible polymers and fibroblasts; a sacrificial layer forming step of forming a sacrificial layer by applying a sacrificial material to a portion of an upper surface of the dermal layer; an epidermal layer forming step of dispensing and culturing keratinocytes on the dermal layer on which the sacrificial layer is formed to form the epidermal layer; and a sacrificial layer removing step of removing the sacrificial layer, and to a 3D artificial skin with a wound part. According to the present invention, there is an advantage that the wound part of the artificial skin can be formed more precisely and uniformly.

Description

결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법 및 결손부위가 형성된 3차원 인공피부{Manufacturing method of 3D artificial skin with wound and 3D artificial skin with wound}A method of manufacturing a three-dimensional artificial skin with a defect site and a three-dimensional artificial skin with a defect site {Manufacturing method of 3D artificial skin with wound and 3D artificial skin with wound}

본 발명은 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법 및 결손부위가 형성된 3차원 인공피부에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 상처에 의한 피부 결손부위를 균일하고 정밀하게 형성할 수 있는 3차원 인공피부의 제조방법 및 3차원 인공피부에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional artificial skin having a defect site and a three-dimensional artificial skin having a defect site, and more particularly, to a three-dimensional artificial skin capable of uniformly and precisely forming a skin defect due to a wound. It relates to a manufacturing method of skin and three-dimensional artificial skin.

[과제고유번호] 2017-0-01982[Project unique number] 2017-0-01982

[부처명] 과학기술정보통신부[Name of Ministry] Ministry of Science and ICT

[연구관리전문기관] 정보통신기술진흥센터[Research and Management Specialized Institution] Information and Communication Technology Promotion Center

[연구사업명] ICT융합산업원천기술개발[Research project name] ICT convergence industry source technology development

[연구과제명] 3D 바이오 프린팅을 이용한 동물실험대체용 인공피부 모델 개발 및 상용화[Research project name] Development and commercialization of artificial skin models for animal experiments using 3D bioprinting

[주관기관] 한국산업기술대학교 산학협력단[Organizer] Korea Polytechnic University Industry-Academic Cooperation Foundation

[연구기간] 2017.12.01. ~ 2019.11.30. (24개월)[Research period] 2017.12.01. ~ 2019.11.30. (24 months)

피부는 신체의 외부를 덮고 있는 기관으로, 크게 표피층과 진피층으로 구성된다.The skin is an organ that covers the outside of the body and is largely composed of the epidermis and dermis.

표피층은 피부의 바깥쪽에 위치하고, 각질층, 투명층, 과립층, 유극층, 기저층으로 구성되어 있으며, 분화하는 세포인 각질형성세포(keratinocyte)로 이루어져 있는데 이들은 외부 환경으로부터 피부를 보호하기 위해 세포들을 계속 새로운 세포로 교체해준다.The epidermal layer is located on the outside of the skin and consists of the stratum corneum, clear layer, granular layer, stratum corneum, and basal layer. replace it with

진피층은 표피층의 아래에 위치하고, 생체적합성 고분자와 같은 세포외기질이 표피의 15~40배 정도로 두꺼운 층(약 1500 ㎛)으로 형성되어 있으며 혈관, 신경, 땀샘 등과 같은 다양한 구조물들을 포함하고 있다.The dermal layer is located below the epidermal layer, and the extracellular matrix, such as a biocompatible polymer, is formed as a layer (about 1500 μm) that is 15 to 40 times thicker than the epidermis, and includes various structures such as blood vessels, nerves, and sweat glands.

피부는 자외선, 세균 및 각종 오염물질 등으로부터 신체 내부의 장기를 보호하는 장벽의 역할을 하기 때문에 이러한 물질들로 인한 염증, 알레르기 및 과민증 등의 반응이 일어날 수 있다. 따라서, 경피 흡수 방식으로 적용되는 화장품이나 약물의 개발에는 이들의 유효성 및 안전성 평가를 위한 실험이 요구되며, 현재는 동물을 이용한 동물 실험법을 통해 유효성 및 안전성 평가가 주로 이루어지고 있다.Since the skin acts as a barrier to protect the internal organs from ultraviolet rays, bacteria, and various pollutants, reactions such as inflammation, allergy, and hypersensitivity may occur due to these substances. Therefore, in the development of cosmetics or drugs applied in a percutaneous absorption method, experiments for evaluating their effectiveness and safety are required, and currently, efficacy and safety evaluations are mainly made through animal experiments using animals.

그러나, 최근 동물윤리를 강조하는 사회적 분위기와 더불어 동물의 피부와 사람의 피부의 차이로 인해 실험 결과의 신뢰성이 저하되는 문제가 있어, 사람의 피부를 모사한 인공피부의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 현재 상용되고 있는 실정이다.However, in recent years, in addition to the social atmosphere emphasizing animal ethics, there is a problem that the reliability of experimental results is lowered due to the difference between animal skin and human skin. It is currently being used commercially.

한편, 인공피부를 이용하여 상처에 의한 피부 결손부위에서의 경피 제제의 유효성이나 안전성 평가 시험을 수행할 때 결손부위를 모사하기 위해 인공피부에 바이옵시 펀치 등을 사용해 상처를 유발하는데, 이 경우 상처 절단면이 불규칙적으로 절단되고, 실험자의 숙련도에 따라서 표피와 진피가 분리되어 균일한 모델 제작이 곤란한 문제가 있었다.On the other hand, when performing an efficacy or safety evaluation test of a transdermal formulation in a skin defect due to a wound using artificial skin, a biopsy punch is used on the artificial skin to simulate the defect, and in this case, a wound is induced. The cut surface was cut irregularly, and the epidermis and dermis were separated according to the skill of the experimenter, making it difficult to produce a uniform model.

이에, 각 개체별로 균일한 결손부위를 갖는 새로운 결손부위가 형성된 3차원 인공피부에 대한 개발이 필요하다.Accordingly, it is necessary to develop a three-dimensional artificial skin in which a new defect site having a uniform defect site for each individual is formed.

등록특허 제10-1621288호(2016.05.10. 등록)Registered Patent No. 10-1621288 (Registered on May 10, 2016)

본 발명에서는 상처에 의한 피부 결손부위를 균일하고 정밀하게 형성할 수 있는 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법 및 결손부위가 형성된 3차원 인공피부를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a three-dimensional artificial skin having a defect region capable of uniformly and precisely forming a skin defect region due to a wound, and a three-dimensional artificial skin having a defect region.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 생체적합성 고분자와 섬유아세포가 포함된 진피층을 형성하는 진피층 형성 단계; 상기 진피층 상면의 일부에 희생물질을 도포하여 희생층을 형성하는 희생층 형성 단계; 상기 희생층이 형성된 진피층 상에 각질형성세포를 분주하고 배양하여 표피층을 형성하는 표피층 형성 단계; 및 상기 희생층을 제거하는 희생층 제거 단계;를 포함하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법에 관한 것이다.One embodiment of the present invention for achieving the object as described above, the dermal layer forming step of forming a dermal layer containing a biocompatible polymer and fibroblasts; forming a sacrificial layer by applying a sacrificial material to a portion of the upper surface of the dermal layer to form a sacrificial layer; an epidermal layer forming step of dispensing and culturing keratinocytes on the dermal layer on which the sacrificial layer is formed to form an epidermal layer; and a sacrificial layer removing step of removing the sacrificial layer.

상기 표피층 형성 단계는, 희생층이 형성된 영역을 제외한 진피층의 상면에 각질형성세포를 분주하고 배양하는 단계일 수 있다.The epidermal layer forming step may be a step of dispensing and culturing keratinocytes on the upper surface of the dermal layer except for the area where the sacrificial layer is formed.

상기 희생물질은 알지네이트와 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.The sacrificial material may be at least one selected from the group consisting of alginate and gelatin.

상기 희생층 제거 단계는, 분해효소, 물리적 외력, 상변화(phase transition) 또는 자연적 분해를 통해 수행될 수 있다.The step of removing the sacrificial layer may be performed through a degrading enzyme, a physical external force, a phase transition, or a natural decomposition.

상기 생체적합성 고분자는 콜라겐, 키토산, 히알루론산, 실크 프로테인, 실크 피부로인, 케라틴, 셀룰로오스, 피브로넥틴, 엘라스틴, 피브리노겐, 피브로모듈린, 라미닌, 테나신, 비트로넥틴, 폴리락산(polylactic acid; PLA), 폴리글리콜산(polyglycolic acid; PGA), 폴리락산과 폴리글리콜산의 공중합체(PLGA), 폴리카프로락톤(polycaprolactone; PCL), 폴리{폴리(에틸렌옥사이드)테레프탈레이트-co-부틸렌테레프탈레이트}(PEOT/PBT), 폴리포스포에스터(polyphosphoester; PPE), 폴리포스파젠(PPA), 폴리안하이드라이드(Polyanhydride; PA), 폴리오르쏘에스터{poly(ortho ester; POE}, 폴리(프로필렌푸마레이트)-디아크릴레이트{poly(propylene fumarate)-diacrylate; PPF-DA} 및 폴리에틸렌글라이콜디아크릴레이트{poly(ethylene glycol) diacrylate; PEG-DA}으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.The biocompatible polymer is collagen, chitosan, hyaluronic acid, silk protein, silk dermatoin, keratin, cellulose, fibronectin, elastin, fibrinogen, fibromodulin, laminin, tenacin, vitronectin, polylactic acid (PLA). ), polyglycolic acid (PGA), copolymer of polylactic acid and polyglycolic acid (PLGA), polycaprolactone (PCL), poly{poly(ethylene oxide) terephthalate-co-butylene terephthalate } (PEOT/PBT), polyphosphoester (PPE), polyphosphazene (PPA), polyanhydride (PA), polyorthoester {poly(ortho ester; POE}, poly(propylene) It may be at least one selected from the group consisting of fumarate)-diacrylate {poly(propylene fumarate)-diacrylate; PPF-DA} and polyethylene glycol diacrylate {poly(ethylene glycol) diacrylate; PEG-DA} have.

상기 희생층은 진피층의 일 영역 또는 소정 간격 이격된 두 영역 이상에 형성될 수 있다.The sacrificial layer may be formed in one region of the dermal layer or two or more regions spaced apart by a predetermined distance.

본 발명의 다른 실시예는 진피층; 상기 진피층의 상면 일부에 형성된 결손부위; 및 상기 결손부위가 형성된 영역을 제외한 진피층의 나머지 상면에 형성된 표피층;을 포함한다.Another embodiment of the present invention is the dermal layer; a defect formed on a portion of the upper surface of the dermal layer; and an epidermal layer formed on the remaining upper surface of the dermal layer except for the region where the defect portion is formed.

상기 결손부위는, 상기 진피층 상에 희생물질을 도포하고, 각질형성세포를 분주하여 표피층을 형성한 후, 상기 희생물질이 제거되어 형성될 수 있다.The defect site may be formed by applying a sacrificial material on the dermal layer, dispensing keratinocytes to form an epidermal layer, and then removing the sacrificial material.

상기 희생물질은 알지네이트와 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.The sacrificial material may be at least one selected from the group consisting of alginate and gelatin.

상기 희생물질은, 분해효소, 물리적 외력, 상변화(phase transition) 또는 자연적 분해를 통해 제거될 수 있다.The sacrificial material may be removed through a degrading enzyme, a physical external force, a phase transition, or natural decomposition.

상기 표피층은, 희생물질이 도포된 영역을 제외한 진피층의 상면에 각질형성세포를 분주하고 배양하여 형성될 수 있다.The epidermal layer may be formed by dispensing and culturing keratinocytes on the upper surface of the dermal layer except for the area where the sacrificial material is applied.

상기 진피층은 생체적합성 고분자와 섬유아세포를 포함할 수 있다.The dermal layer may include a biocompatible polymer and fibroblasts.

상기 생체적합성 고분자는 상기 생체적합성 고분자는 콜라겐, 키토산, 히알루론산, 실크 프로테인, 실크 피부로인, 케라틴, 셀룰로오스, 피브로넥틴, 엘라스틴, 피브리노겐, 피브로모듈린, 라미닌, 테나신, 비트로넥틴, 폴리락산(polylactic acid; PLA), 폴리글리콜산(polyglycolic acid; PGA), 폴리락산과 폴리글리콜산의 공중합체(PLGA), 폴리카프로락톤(polycaprolactone; PCL), 폴리{폴리(에틸렌옥사이드)테레프탈레이트-co-부틸렌테레프탈레이트}(PEOT/PBT), 폴리포스포에스터(polyphosphoester; PPE), 폴리포스파젠(PPA), 폴리안하이드라이드(Polyanhydride; PA), 폴리오르쏘에스터{poly(ortho ester; POE}, 폴리(프로필렌푸마레이트)-디아크릴레이트{poly(propylene fumarate)-diacrylate; PPF-DA} 및 폴리에틸렌글라이콜디아크릴레이트{poly(ethylene glycol) diacrylate; PEG-DA}으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.The biocompatible polymer is the biocompatible polymer is collagen, chitosan, hyaluronic acid, silk protein, silk skin loin, keratin, cellulose, fibronectin, elastin, fibrinogen, fibromodulin, laminin, tenacin, vitronectin, polylactic acid (polylactic acid; PLA), polyglycolic acid (PGA), copolymer of polylactic acid and polyglycolic acid (PLGA), polycaprolactone (PCL), poly{poly(ethylene oxide)terephthalate-co -Butylene terephthalate} (PEOT/PBT), polyphosphoester (PPE), polyphosphazene (PPA), polyanhydride (PA), polyorthoester {poly(ortho ester; POE) }, poly(propylene fumarate)-diacrylate {poly(propylene fumarate)-diacrylate; PPF-DA} and polyethylene glycol diacrylate {poly(ethylene glycol) diacrylate; PEG-DA} It may be at least one or more.

상기 결손부위는, 상기 진피층 상에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.At least one defect portion may be formed on the dermal layer.

본 발명의 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법에 따르면, 각 인공피부 개체별로 균일한 결손부위가 형성된 인공피부를 제조할 수 있고, 하나의 인공피부 개체에 복수개의 결손부위 형성이 가능하여 스크리닝 속도를 비약적으로 높일 수 있는 장점이 있다.According to the manufacturing method of the three-dimensional artificial skin with a defect site of the present invention, it is possible to manufacture artificial skin with a uniform defect site for each artificial skin object, and it is possible to form a plurality of defect sites on one artificial skin object. There is an advantage in that the screening speed can be dramatically increased.

또한, 제작된 샘플의 소실 위험이 없고, 실험자의 숙련도에 따른 실험 오차를 줄일 수 있으며, 보다 편리한 실험을 가능하게 할 수 있다.In addition, there is no risk of loss of the manufactured sample, it is possible to reduce the experimental error according to the skill of the experimenter, and it is possible to enable a more convenient experiment.

뿐만 아니라 결손부위의 깊이를 보다 정밀하게 조절할 수 있어 스크리닝 실험 결과의 신뢰도가 향상될 수 있다.In addition, since the depth of the defect can be adjusted more precisely, the reliability of the screening test results can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법의 순서를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4는 기존 방법과 본 발명의 방법에 따라 제조된 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 상면과 단면을 촬영한 사진이다.
도 5는 실험예 2의 결과를 도시한 사진이다.
도 6은 실험예 3의 결과를 도시한 사진이다.
1 is a view showing the sequence of the manufacturing method of the three-dimensional artificial skin formed with a defect according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 are photographs taken of the upper surface and cross-section of the three-dimensional artificial skin in which the defect region manufactured according to the conventional method and the method of the present invention is formed.
5 is a photograph showing the results of Experimental Example 2.
6 is a photograph showing the results of Experimental Example 3.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.Hereinafter, before describing in detail through preferred embodiments of the present invention, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and meanings consistent with the technical spirit of the present invention and should be interpreted as a concept.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.In each step, the identification code is used for convenience of description, and the identification code does not describe the order of each step, and each step may be performed differently from the specified order unless the specific order is clearly stated in the context. have. That is, each step may be performed in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

이하에서는, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art that these examples are only presented by way of example to explain the present invention in more detail, and that the scope of the present invention is not limited by these examples. .

먼저, 본 발명은 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법 및 결손부위가 형성된 3차원 인공피부에 관한 것으로, 상처에 의한 피부 결손부위에서의 경피 제제의 유효성이나 안전성 평가 시험 등을 수행하기 위한 인공피부를 제공하기 위한 목적을 갖는다. First, the present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional artificial skin having a defect site and a three-dimensional artificial skin having a defect site formed therein. It has an object to provide artificial skin.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법의 순서를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the sequence of the manufacturing method of the three-dimensional artificial skin formed with a defect according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 따른 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법은 생체적합성 고분자(110)와 섬유아세포(120)가 포함된 진피층(100)을 형성하는 진피층 형성 단계(S1); 상기 진피층(100) 상면의 일부에 희생물질을 도포하여 희생층(200)을 형성하는 희생층 형성 단계(S2); 상기 희생층(200)이 형성된 진피층(100) 상에 각질형성세포(310)를 분주하고 배양하여 표피층(300)을 형성하는 표피층 형성 단계(S3); 및 상기 희생층(200)을 제거하는 희생층 제거 단계(S4);를 포함한다.A method of manufacturing a three-dimensional artificial skin having a defect region according to an embodiment of the present invention includes a dermal layer forming step (S1) of forming a dermal layer 100 including a biocompatible polymer 110 and fibroblasts 120; a sacrificial layer forming step (S2) of forming a sacrificial layer 200 by applying a sacrificial material to a portion of the upper surface of the dermal layer 100; an epidermal layer forming step (S3) of dispensing and culturing keratinocytes 310 on the dermal layer 100 on which the sacrificial layer 200 is formed to form an epidermal layer 300; and a sacrificial layer removing step (S4) of removing the sacrificial layer 200 .

먼저, 상기 진피층 형성 단계(S1)는, 생체적합성 고분자(110)와 섬유아세포(120)가 포함된 진피층(100)을 형성하는 단계이다.First, the dermal layer forming step (S1) is a step of forming the dermal layer 100 including the biocompatible polymer 110 and fibroblasts 120 .

상기 진피층 형성 방법은 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 생체적합성 고분자(110)와 섬유아세포(120)가 포함된 용액을 분주 혹은 3차원 프린팅하는 방식으로 수행될 수 있다. 다른 예로, 생체적합성 고분자(110)를 이용하여 고분자층을 먼저 제조하고, 여기에 섬유아세포(120)를 접종하여 수행될 수도 있다.The method for forming the dermal layer is not particularly limited, and for example, a solution containing the biocompatible polymer 110 and fibroblasts 120 may be dispensed or performed by 3D printing. As another example, it may be performed by first preparing a polymer layer using the biocompatible polymer 110 and inoculating the fibroblasts 120 therein.

상기 생체적합성 고분자(110)는 진피층(100)을 지지하는 지지체로 소정 강도의 기계적 특성을 갖고, 생체적합 특징을 나타내는 고분자로, 예를 들어, 콜라겐, 키토산, 히알루론산, 실크 프로테인, 실크 피부로인, 케라틴, 셀룰로오스, 피브로넥틴, 엘라스틴, 피브리노겐, 피브로모듈린, 라미닌, 테나신, 비트로넥틴, 폴리락산(polylactic acid; PLA), 폴리글리콜산(polyglycolic acid; PGA), 폴리락산과 폴리글리콜산의 공중합체(PLGA), 폴리카프로락톤(polycaprolactone; PCL), 폴리{폴리(에틸렌옥사이드)테레프탈레이트-co-부틸렌테레프탈레이트}(PEOT/PBT), 폴리포스포에스터(polyphosphoester; PPE), 폴리포스파젠(PPA), 폴리안하이드라이드(Polyanhydride; PA), 폴리오르쏘에스터{poly(ortho ester; POE}, 폴리(프로필렌푸마레이트)-디아크릴레이트{poly(propylene fumarate)-diacrylate; PPF-DA} 및 폴리에틸렌글라이콜디아크릴레이트{poly(ethylene glycol) diacrylate; PEG-DA}로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 상기 생체적합성 고분자(110)로 콜라겐이 사용될 수 있다.The biocompatible polymer 110 is a support for supporting the dermal layer 100, has mechanical properties of a predetermined strength, and is a polymer showing biocompatibility characteristics, for example, collagen, chitosan, hyaluronic acid, silk protein, silk skin. Phosphorus, keratin, cellulose, fibronectin, elastin, fibrinogen, fibromodulin, laminin, tenacin, vitronectin, polylactic acid (PLA), polyglycolic acid (PGA), polylactic acid and polyglycolic acid of copolymer (PLGA), polycaprolactone (PCL), poly{poly(ethylene oxide) terephthalate-co-butylene terephthalate} (PEOT/PBT), polyphosphoester (PPE), poly Phosphazene (PPA), polyanhydride (PA), polyorthoester {poly(ortho ester; POE}), poly(propylene fumarate)-diacrylate {poly(propylene fumarate)-diacrylate; PPF- DA} and polyethylene glycol diacrylate {poly(ethylene glycol) diacrylate; PEG-DA} may be used, and preferably, collagen is used as the biocompatible polymer 110. can

다음으로, 상기 희생층 형성 단계(S2)는 상기 진피층(100) 상면의 일부에 희생물질을 도포하여 희생층(200)을 형성하는 단계로, 상기 희생물질로 알지네이트(Alginate)와 젤라틴 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.Next, the sacrificial layer forming step (S2) is a step of forming the sacrificial layer 200 by applying a sacrificial material to a portion of the upper surface of the dermal layer 100, and the sacrificial material is any one of alginate and gelatin. More than one can be used.

이 단계는 희생물질을 가용화한 희생물질 용액을 진피층(100) 상면의 일부에 도포, 적하 또는 3차원 프린팅하여 수행될 수 있다. 특히, 3차원 프린팅 방법을 통해 희생층(200)을 형성하는 경우에는 희생층(200)의 두께를 조절할 수 있고 희생층(200)을 다양한 형태로 형성할 수 있어, 이후 희생층(200)이 제거되어 형성된 결손부위(400)의 형태나 깊이를 정밀하고 다양하게 조절할 수 있는 장점이 있다.This step may be performed by applying, dropping, or 3D printing a sacrificial material solution in which the sacrificial material is solubilized on a portion of the upper surface of the dermal layer 100 . In particular, in the case of forming the sacrificial layer 200 through the 3D printing method, the thickness of the sacrificial layer 200 can be adjusted and the sacrificial layer 200 can be formed in various shapes, so that the sacrificial layer 200 is formed thereafter. There is an advantage in that the shape or depth of the removed portion 400 can be precisely and variously adjusted.

상기 희생물질에는 세포가 부착되지 않는 특징이 있어, 희생층(200) 영역에서는 세포의 부착, 확산, 분화 등이 이루어지지 않아 희생물질로 이루어진 희생층(200) 영역은 이후 피부의 상처에 해당하는 결손부위(400)를 형성할 수 있다.Since cells are not attached to the sacrificial material, adhesion, diffusion, differentiation, etc. of cells does not occur in the area of the sacrificial layer 200, so that the area of the sacrificial layer 200 made of the sacrificial material corresponds to a wound on the skin thereafter. A defective portion 400 may be formed.

상기 희생층(200)은 진피층(100)의 일 영역에 형성될 수 있고, 또는 소정 간격 이격된 두 영역 이상에 형성될 수도 있다. 이와 같이 복수개의 영역에 희생층(200)이 형성되는 경우, 결손부위(400)가 형성된 3차원 인공피부 개체 하나에 복수개의 결손부위(400)가 형성될 수 있으므로 경피 제제의 유효성이나 안전성 평가 시험시 스크리닝 속도를 비약적으로 높일 수 있는 장점이 있다.The sacrificial layer 200 may be formed in one region of the dermal layer 100 , or may be formed in two or more regions spaced apart from each other by a predetermined distance. When the sacrificial layer 200 is formed in a plurality of regions as described above, since a plurality of defective regions 400 may be formed in one three-dimensional artificial skin object in which the defective region 400 is formed, the efficacy or safety evaluation test of the transdermal formulation There is an advantage in that the screening speed can be dramatically increased.

이때, 상기 진피층 형성 단계(S1)와 희생층 형성 단계(S2) 사이에 결손부위(400)의 깊이를 변화시키기 위한 일 예로, 희생층(200)이 형성될 영역의 진피층(100)을 일부 제거하는 단계가 필요에 따라 추가로 더 수행될 수 있다.At this time, as an example for changing the depth of the defect region 400 between the dermal layer forming step ( S1 ) and the sacrificial layer forming step ( S2 ), the dermal layer 100 in the region where the sacrificial layer 200 is to be formed is partially removed. This step may be further performed as needed.

결손부위(400)의 깊이를 변화시키기 위한 다른 예로 희생층 형성 단계(S2)와 표피층 형성 단계(S3) 사이에, 희생층(200)이 형성된 영역을 제외한 진피층(100)의 상면에 보조 진피층을 형성하는 단계가 필요에 따라 추가로 더 수행될 수 있다.As another example for changing the depth of the defect region 400, between the sacrificial layer forming step (S2) and the epidermal layer forming step (S3), an auxiliary dermal layer is placed on the upper surface of the dermal layer 100 except for the region where the sacrificial layer 200 is formed. The forming step may be further performed as needed.

상기 희생층 형성 단계(S2) 이후에는 표피층(300)을 형성하는 표피층 형성 단계(S3)가 수행되며, 이 단계는, 희생층(200)이 형성된 진피층(100) 상에 각질형성세포(310)를 분주하고 배양하여 수행될 수 있다.After the sacrificial layer forming step (S2), the epidermal layer forming step (S3) of forming the epidermal layer 300 is performed, and this step includes keratinocytes 310 on the dermal layer 100 on which the sacrificial layer 200 is formed. It can be carried out by dispensing and culturing.

도 1의 희생층 형성 단계(S2)에서의 탑뷰 도면을 참조하면, 각질형성세포(310)의 분주는 희생층(200)의 상면(A); 및 희생층(200)이 형성된 영역을 제외한 진피층(100)의 상면(B);에 모두 이루어질 수도 있으나, 바람직하게는 희생층(200)이 형성된 영역을 제외한 진피층(100)의 상면(B)에 각질형성세포(310)가 분주되고 배양될 수 있다. Referring to the top view of the sacrificial layer forming step (S2) of FIG. 1 , the keratinocytes 310 are dispensed on the upper surface of the sacrificial layer 200 (A); and the upper surface (B) of the dermal layer 100 except for the region where the sacrificial layer 200 is formed Keratinocytes 310 may be dispensed and cultured.

각질형성세포(310)는 희생층(200)이 형성된 영역에서 부착이 이루어지지 않아 희생층(200)이 형성된 영역에서는 표피층(300)이 형성되지 않는다. 따라서, 각질형성세포(310)가 희생층(200)의 상면(A)에 분주되는 경우에는 희생층(200)의 상면(A)에 분주된 각질형성세포(310)가 희생층(200)에 부착되지 않고 일부는 진피층(100)의 표면으로 이동하여 표피층(300)을 형성하나, 일부가 희생층(200) 상부에서 서로 응집되는 문제가 발생할 수도 있으므로, 희생층(200)이 형성된 영역을 제외한 진피층(100)의 상면(B)에만 각질형성세포(310)가 분주되고 배양되는 것이 바람직하다.Since the keratinocytes 310 do not adhere to the region where the sacrificial layer 200 is formed, the epidermal layer 300 is not formed in the region where the sacrificial layer 200 is formed. Therefore, when the keratinocytes 310 are dispensed on the upper surface (A) of the sacrificial layer 200 , the keratinocytes 310 dispensed on the upper surface (A) of the sacrificial layer 200 are applied to the sacrificial layer 200 . Some of them are not attached and move to the surface of the dermal layer 100 to form the epidermal layer 300, but a problem may occur that some of them aggregate with each other on the sacrificial layer 200, except for the region where the sacrificial layer 200 is formed. It is preferable that the keratinocytes 310 are dispensed and cultured only on the upper surface (B) of the dermal layer 100 .

상기 표피층 형성 단계(S3)를 통해 표피층(300)이 형성된 이후, 희생층(200)을 제거하는 희생층 제거 단계(S4)가 수행될 수 있다.After the skin layer 300 is formed through the skin layer forming step S3 , the sacrificial layer removing step S4 of removing the sacrificial layer 200 may be performed.

희생층(200)의 제거는 분해효소, 물리적 외력, 상변화(phase transition) 또는 자연적 분해를 통해 이루어질 수 있다.The removal of the sacrificial layer 200 may be performed through a decomposing enzyme, a physical external force, a phase transition, or natural decomposition.

특히, 알지네이트의 경우, (poly(beta-D-mannuronate) lyase나 poly(alpha-L-guluronate) lyase)와 같은 알지네이트 분해효소를 통해 제거될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In particular, in the case of alginate, it may be removed through an alginate degrading enzyme such as (poly(beta-D-mannuronate) lyase or poly(alpha-L-guluronate) lyase), but is not limited thereto.

또한, 젤라틴의 경우 온도 감응성 물질이기 때문에 고온에서 액체가 되는 현상을 이용해 제거될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, since gelatin is a temperature-sensitive material, it may be removed using a phenomenon of becoming a liquid at a high temperature, but is not limited thereto.

이 단계를 통해 희생층(200)이 제거되면, 희생층(200)이 제거된 영역에서 희생층(200) 하부의 진피층(100)과 희생층(200)을 둘러싸고 있던 표피층(300)의 단면이 노출되어 피부의 상처에 해당하는 결손부위(400)가 형성된다.When the sacrificial layer 200 is removed through this step, the dermal layer 100 under the sacrificial layer 200 and the epidermal layer 300 surrounding the sacrificial layer 200 are cross-sections in the region where the sacrificial layer 200 is removed. A defect region 400 corresponding to a wound on the skin is formed by being exposed.

본 발명의 다른 실시예는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부로, 진피층(100), 상기 진피층(100) 상면의 일부에 형성된 결손부위(400) 및 상기 결손부위(400)가 형성된 영역을 제외한 진피층(100)의 나머지 상면에 형성된 표피층(300)을 포함한다.Another embodiment of the present invention is a three-dimensional artificial skin in which a defect region is formed, except for the dermal layer 100, the defect region 400 formed on a part of the upper surface of the dermal layer 100, and the region in which the defect region 400 is formed. and an epidermal layer 300 formed on the remaining upper surface of the dermal layer 100 .

상기 결손부위(400)는, 상기 진피층(100) 상에 희생물질을 도포하고, 각질형성세포(310)를 분주하여 표피층(300)을 형성한 후, 상기 희생물질을 제거하여 형성될 수 있으며, 구체적으로, 앞서 본 발명의 일 실시예에서 설명한 희생층 형성 단계(S2), 표피층 형성 단계(S3) 및 희생층 제거 단계(S4)를 통해 결손부위(400)가 형성될 수 있다.The defect site 400 may be formed by applying a sacrificial material on the dermal layer 100, dispensing keratinocytes 310 to form the epidermal layer 300, and then removing the sacrificial material, Specifically, the defect region 400 may be formed through the sacrificial layer forming step (S2), the epidermal layer forming step (S3) and the sacrificial layer removing step (S4) described above in the embodiment of the present invention.

상기 결손부위(400)에서는 진피층(100)과 표피층(300)의 단면이 노출되어, 피부의 상처에 해당하는 구조가 형성된다.In the defect region 400 , cross-sections of the dermal layer 100 and the epidermal layer 300 are exposed to form a structure corresponding to a skin wound.

상기 진피층(100)은 생체적합성 고분자(110)와 섬유아세포(120)를 포함하며, 생체적합성 고분자(110)로 본 발명의 일 실시예에서 언급한 것과 동일한 종류의 생체적합성 고분자(110)가 사용될 수 있다.The dermal layer 100 includes a biocompatible polymer 110 and fibroblasts 120, and as the biocompatible polymer 110, the same type of biocompatible polymer 110 as mentioned in an embodiment of the present invention will be used. can

상기 결손부위(400)를 형성하기 위한 희생물질은 알지네이트와 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 희생물질의 제거는 분해효소, 물리적 외력, 상변화(phase transition) 또는 자연적 분해를 통해 이루어질 수 있다.The sacrificial material for forming the defect region 400 may be any one or more selected from the group consisting of alginate and gelatin, and the removal of the sacrificial material is performed through a decomposing enzyme, a physical external force, a phase transition or natural decomposition. can be done

상기 결손부위(400)는 상기 진피층(100) 상에 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 구체적으로 희생물질 도포시 진피층(100) 상에 소정 간격 이격된 복수개의 영역에 희생물질을 도포함으로써 복수개의 결손부위(400)가 형성될 수 있다. 이 경우, 결손부위(400)가 형성된 3차원 인공피부 개체 하나에 복수개의 결손부위(400)가 형성되어 경피 제제의 유효성이나 안전성 평가 시험을 수행시 스크리닝 속도를 비약적으로 향상시킬 수 있다.At least one defect region 400 may be formed on the dermal layer 100 . Specifically, when the sacrificial material is applied, a plurality of defects are formed by applying the sacrificial material to a plurality of regions spaced apart from each other by a predetermined distance on the dermal layer 100 . A region 400 may be formed. In this case, a plurality of defective regions 400 are formed in one three-dimensional artificial skin object in which the defective region 400 is formed, so that the screening speed can be dramatically improved when performing an evaluation test for efficacy or safety of a transdermal formulation.

또한, 복수개의 결손부위(400)의 깊이나 형태를 개별적으로 조절할 수 있어, 결손부위(400)가 형성된 3차원 인공피부 개체 하나를 통해 다양한 스크리닝 실험을 수행할 수 있다.In addition, since the depth or shape of the plurality of defective regions 400 can be individually adjusted, various screening experiments can be performed through one three-dimensional artificial skin object in which the defective region 400 is formed.

또한, 기존의 경우에는 결손부위가 형성된 3차원 인공피부 제조시, 진피층과 표피층을 포함하는 인공피부를 제작하고, 바이옵시 펀치 등을 사용해 결손부위를 형성한 후 결손부위가 형성된 인공피부 하부에 별도의 진피층을 배치한 뒤 배양하는 방식으로 인공피부를 제작하였다.In addition, in the conventional case, when manufacturing a three-dimensional artificial skin with a defect site, artificial skin including a dermal layer and an epidermal layer is manufactured, and the defect site is formed using a biopsy punch, and then the defect site is formed separately under the artificial skin Artificial skin was prepared by placing and culturing the dermal layer of

이 경우, 결손부위 형성시 작업자의 숙련도에 따라 결손부위의 형태가 개체별로 다르게 형성되어 실험의 신뢰도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.In this case, when the defect site is formed, the shape of the defect site is formed differently for each individual depending on the skill level of the operator, and thus there may be a problem that the reliability of the experiment is lowered.

또한, 추가적인 진피층이 필요한 문제가 있고, 결손부위의 표면에 표피층이 형성되어 결손부위 모사가 실패하는 문제가 발생할 가능성이 있다.In addition, there is a problem that an additional dermal layer is required, and an epidermal layer is formed on the surface of the defect site, so there is a possibility that the defect site simulation fails.

반면, 본 발명의 경우, 균일하고 일정한 형상의 결손부위(400)를 모사하는 것이 가능하며, 희생층(200)의 형태에 때라 결손부위(400)의 형태를 변화시킬 수 있고, 하나의 인공피부에 복수개의 결손부위(400)를 형성할 수 있어 스크리닝 속도를 비약적으로 높일 수 있는 장점이 있다.On the other hand, in the case of the present invention, it is possible to imitate the defect site 400 of a uniform and constant shape, and depending on the shape of the sacrificial layer 200, the form of the defect site 400 can be changed, and one artificial skin Since a plurality of defective regions 400 can be formed on the surface, there is an advantage that the screening speed can be dramatically increased.

이하, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명의 구체적인 작용과 효과를 설명하고자 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로서 제시된 것으로, 실시예에 따라 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, specific actions and effects of the present invention will be described through an embodiment of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention, and the scope of the present invention is not limited according to the embodiments.

[[ 제조예manufacturing example ]]

실시예Example 제조 Produce

먼저, 배양 용기에 섬유아세포 (1×106cells/mL)가 포함된 콜라겐 용액을 프린팅하여 진피층을 형성하고, 진피층의 상부면 중앙에만 알지네이트를 프린팅하여 희생층을 형성한 뒤, 알지네이트가 프린팅되지 않은 진피층의 상부면 나머지 영역에 각질형성세포를 분주 및 프린팅하고 keratinocytes growth media를 이용하여 CO2 5%, 37℃ 환경에서 1일 동안 배양하였다. 이 후, air-liquid interface 조건에서 약 7일간 론자사에서 구입한 KGM Gold 배지 (KGMTM Gold Keratinocyte Growth Medium BulletKitTM)에 CaCl2 가 1.8mM 농도로 첨가된 배지를 이용하여 배양하였다. 이때, 배양배지는 2일 기준으로 교체하였다. First, a dermal layer is formed by printing a collagen solution containing fibroblasts (1×10 6 cells/mL) in a culture vessel, and alginate is printed only on the center of the upper surface of the dermal layer to form a sacrificial layer, and then the alginate is not printed. Keratinocytes were dispensed and printed on the remaining area of the upper surface of the dermal layer, and keratinocytes growth media were used to incubate for 1 day in an environment of 5% CO 2 and 37°C. Thereafter, in the air-liquid interface condition, for about 7 days, CaCl 2 was added to KGM Gold medium (KGM TM Gold Keratinocyte Growth Medium BulletKit TM ) purchased from Lonza at a concentration of 1.8 mM. At this time, the culture medium was replaced on the basis of 2 days.

다음으로, 알지네이트 분해효소인 poly(beta-D-mannuronate) lyase를 투여하여 알지네이트 희생층을 1일간 제거하고 완충용액을 이용하여 세척함으로써 알지네이트 분해효소를 제거함으로써 최종적으로 실시예의 결손부위가 형성된 3차원 인공피부를 제조하였다. Next, by administering poly(beta-D-mannuronate) lyase, which is an alginate degrading enzyme, the alginate sacrificial layer is removed for 1 day, and the alginate degrading enzyme is removed by washing with a buffer solution. Artificial skin was prepared.

비교예comparative example 제조 Produce

먼저, 배양 용기에 섬유아세포 (1×106)cells/mL가 포함된 콜라겐 용액을 프린팅하여 진피층을 형성하고, 진피층 상면에 각질형성세포를 분주한 뒤 상기 실시예와 동일한 조건으로 배양하여 인공피부를 제조하였다.First, a dermal layer is formed by printing a collagen solution containing fibroblasts (1×10 6 )cells/mL in a culture vessel, keratinocytes are dispensed on the upper surface of the dermal layer, and then cultured under the same conditions as in the above Example to artificial skin. was prepared.

다음으로, 하나의 인공피부의 중앙에 바이옵시 펀치를 이용하여 관통부를 형성하여 비교예의 결손부위가 형성된 3차원 인공피부를 제조하였다.Next, the three-dimensional artificial skin in which the defect region of the comparative example was formed was manufactured by forming a penetration part using a biopsy punch in the center of one artificial skin.

[[ 실험예Experimental example 1] One]

상기 제조예에서 제조된 실시예와 비교예 각각의 상부면을 촬영하여 도 2에 도시하였다.The upper surface of each of Examples and Comparative Examples prepared in Preparation Example was photographed and shown in FIG. 2 .

또한, 표피층과 진피층을 구분하기 위해 H&E 염색법을 이용하여 실시예와 비교예 각각을 염색한 후 단면의 사진을 촬영하여 도 3에 도시하였고, 결손부위의 형태를 확인하기 위해 실시예와 비교예 각각의 단면을 OCT 장치를 사용하여 촬영하여 도 4에 도시하였다.In addition, in order to distinguish the epidermal layer from the dermal layer, each of Examples and Comparative Examples were stained using H&E staining method, and cross-sectional photos were taken and shown in FIG. A cross-section of the was taken using an OCT device and is shown in FIG. 4 .

도 2 내지 도 4를 참조하면, 실시예의 경우 결손부위에서 진피층이 완전히 관통되지 않고, 오목한 형태가 균일하게 형성된 것을 확인할 수 있다. 반면, 비교예의 경우에는 결손부위에서 진피층이 완전히 관통 형성되어 경피 제제의 유효성이나 안전성 평가시 인공피부의 하부에 추가적인 진피층의 배치가 요구됨을 확인할 수 있다.2 to 4 , in the case of the embodiment, it can be seen that the dermal layer is not completely penetrated at the defect site, and a concave shape is uniformly formed. On the other hand, in the case of the comparative example, it can be confirmed that the dermal layer is completely penetrated at the defect site, so that an additional dermal layer is required under the artificial skin when evaluating the efficacy or safety of the transdermal formulation.

[[ 실험예Experimental example 2] 2]

4% 알지네이트 용액에 100mM의 CaCl2 용액을 혼합하여 가교 결합된 알지네이트 매트리스를 제조하고, 제조된 매트리스 상면에 각질형성세포 1×105cells/mL를 분주한 후, 1일간 배양하여 샘플을 제조하였다.A cross-linked alginate mattress was prepared by mixing 100 mM CaCl 2 solution in 4% alginate solution, 1 × 10 5 cells/mL of keratinocytes were dispensed on the top surface of the prepared mattress, and then cultured for 1 day to prepare a sample. .

이후, 광학 현미경 장비를 이용하여 제조된 샘플의 광학 사진을 촬영하여 도 5에 도시하였다. Thereafter, an optical photograph of the prepared sample was taken using an optical microscope equipment, and is shown in FIG. 5 .

도 5를 참조하면 각질형성세포가 알지네이트 매트릭스 상에 부착되지 않고 서로 응집되어 표피층이 형성되지 않은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5 , it can be seen that the keratinocytes do not adhere to the alginate matrix and aggregate with each other, so that the epidermal layer is not formed.

[[ 실험예Experimental example 3] 3]

제조예를 통해 제조된 실시예의 결손부위가 형성된 3차원 인공피부 샘플과 비교예의 결손부위가 형성된 3차원 인공피부 샘플을 CO2 5%, 37℃ 환경에서 4일간 air-liquid interface 조건에서 배양하였다. 이 때, 두 종류의 샘플을 모두 론자사에서 구입한 KGM Gold 배지 (KGMTM Gold Keratinocyte Growth Medium BulletKitTM)에 CaCl2을 1.8mM 농도로 첨가하여 배양하였고, 2일에 한번 미디어를 교체하였다. 이후, H&E 염색법을 이용하여 실시예와 비교예 각각을 염색한 후 현미경을 이용하여 단면의 사진을 촬영하여 도 6에 도시하였다. The three-dimensional artificial skin sample having the defect region of the Example prepared through Preparation Example and the three-dimensional artificial skin sample having the defect region of the Comparative Example were cultured in an air-liquid interface condition for 4 days in an environment of 5% CO 2 , 37 ° C. At this time, both types of samples were cultured by adding CaCl 2 at a concentration of 1.8 mM to KGM Gold medium (KGM TM Gold Keratinocyte Growth Medium BulletKit TM ) purchased from Lonza, and the media was replaced once every 2 days. Thereafter, each of Examples and Comparative Examples were stained using the H&E staining method, and cross-sectional photos were taken using a microscope, and are shown in FIG. 6 .

도 6을 참조하면, 실시예의 경우에는 결손부위 형성 후 결손부위 표면으로 각질형성세포가 이동하지 않아 결손부위에 진피층이 그대로 노출된 상태가 유지되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the case of Example, it can be seen that the keratinocytes do not migrate to the surface of the defect site after formation of the defect site, so that the dermal layer is maintained at the defect site as it is.

반면, 비교예의 경우에는 결손부위 형성 후 각질형성세포가 결손부위 표면을 따라 지속적으로 이동하기 때문에 결손부위 형성 후 소정 시간이 경과하면 결손부위에서 진피층의 노출된 상태가 유지되지 않아 경과 관찰이 용이하지 않을 것으로 예측된다.On the other hand, in the case of the comparative example, since the keratinocytes continuously move along the surface of the defect site after formation of the defect site, when a predetermined time elapses after the defect site is formed, the exposed state of the dermal layer at the defect site is not maintained, so it is not easy to observe the progress. It is not predicted that

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the specific embodiments and descriptions described above, and without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, anyone with ordinary skill in the art to which the invention pertains can implement various modifications and such modifications shall fall within the protection scope of the present invention.

100: 진피층
110: 생체적합성 고분자
120: 섬유아세포
200: 희생층
300: 표피층
310: 각질형성세포
400: 결손부위
100: dermal layer
110: biocompatible polymer
120: fibroblasts
200: sacrificial layer
300: epidermal layer
310: keratinocytes
400: defect site

Claims (13)

생체적합성 고분자와 섬유아세포가 포함된 진피층을 형성하는 진피층 형성 단계;
상기 진피층 상면의 일부에 희생물질을 도포하여 희생층을 형성하는 희생층 형성 단계;
상기 희생층이 형성된 진피층 상에 각질형성세포를 분주하고 배양하여 표피층을 형성하는 표피층 형성 단계; 및
상기 희생층을 제거하는 희생층 제거 단계;를 포함하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법.
A dermal layer forming step of forming a dermal layer containing biocompatible polymers and fibroblasts;
forming a sacrificial layer by applying a sacrificial material to a portion of the upper surface of the dermal layer to form a sacrificial layer;
an epidermal layer forming step of dispensing and culturing keratinocytes on the dermal layer on which the sacrificial layer is formed to form an epidermal layer; and
A method of manufacturing a three-dimensional artificial skin having a defect, including; a sacrificial layer removing step of removing the sacrificial layer.
제1항에 있어서,
상기 표피층 형성 단계는, 희생층이 형성된 영역을 제외한 진피층의 상면에 각질형성세포를 분주하고 배양하는 단계인 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법.
According to claim 1,
The epidermal layer forming step comprises dispensing and culturing keratinocytes on the upper surface of the dermal layer except for the area where the sacrificial layer is formed.
제1항에 있어서,
상기 희생물질은 알지네이트와 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법.
According to claim 1,
The sacrificial material is at least one selected from the group consisting of alginate and gelatin.
제1항에 있어서,
상기 희생층 제거 단계는, 분해효소, 물리적 외력, 상변화(phase transition) 또는 자연적 분해를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법.
According to claim 1,
The step of removing the sacrificial layer is a method of manufacturing a three-dimensional artificial skin with a defect, characterized in that it is performed through a decomposing enzyme, a physical external force, a phase transition, or a natural decomposition.
제1항에 있어서,
상기 생체적합성 고분자는 콜라겐, 키토산, 히알루론산, 실크 프로테인, 실크 피부로인, 케라틴, 셀룰로오스, 피브로넥틴, 엘라스틴, 피브리노겐, 피브로모듈린, 라미닌, 테나신, 비트로넥틴, 폴리락산(polylactic acid; PLA), 폴리글리콜산(polyglycolic acid; PGA), 폴리락산과 폴리글리콜산의 공중합체(PLGA), 폴리카프로락톤(polycaprolactone; PCL), 폴리{폴리(에틸렌옥사이드)테레프탈레이트-co-부틸렌테레프탈레이트}(PEOT/PBT), 폴리포스포에스터(polyphosphoester; PPE), 폴리포스파젠(PPA), 폴리안하이드라이드(Polyanhydride; PA), 폴리오르쏘에스터{poly(ortho ester; POE}, 폴리(프로필렌푸마레이트)-디아크릴레이트{poly(propylene fumarate)-diacrylate; PPF-DA} 및 폴리에틸렌글라이콜디아크릴레이트{poly(ethylene glycol) diacrylate; PEG-DA}으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법.
According to claim 1,
The biocompatible polymer is collagen, chitosan, hyaluronic acid, silk protein, silk dermatoin, keratin, cellulose, fibronectin, elastin, fibrinogen, fibromodulin, laminin, tenacin, vitronectin, polylactic acid (PLA). ), polyglycolic acid (PGA), polylactic acid and polyglycolic acid copolymer (PLGA), polycaprolactone (PCL), poly{poly(ethylene oxide) terephthalate-co-butylene terephthalate }(PEOT/PBT), polyphosphoester (PPE), polyphosphazene (PPA), polyanhydride (PA), polyorthoester {poly(ortho ester; POE}, poly(propylene) Fumarate)-diacrylate {poly(propylene fumarate)-diacrylate; PPF-DA} and polyethylene glycol diacrylate {poly(ethylene glycol) diacrylate; PEG-DA} A method of manufacturing a three-dimensional artificial skin with a defect, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 희생층은 진피층의 일 영역 또는 소정 간격 이격된 두 영역 이상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부의 제조방법.
According to claim 1,
The sacrificial layer is a method of manufacturing a three-dimensional artificial skin with a defect, characterized in that formed in one region of the dermal layer or two or more regions spaced apart by a predetermined interval.
진피층;
상기 진피층의 상면 일부에 형성된 결손부위; 및
상기 결손부위가 형성된 영역을 제외한 진피층의 나머지 상면에 형성된 표피층;을 포함하고,
상기 결손부위는, 상기 진피층 상에 희생물질을 도포하고, 각질형성세포를 분주하여 표피층을 형성한 후, 상기 희생물질이 제거되어 형성된 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부.
dermal layer;
a defect formed on a portion of the upper surface of the dermal layer; and
Including; and an epidermal layer formed on the remaining upper surface of the dermal layer except for the region where the defect is formed.
The defect site is formed by applying a sacrificial material on the dermal layer, dispensing keratinocytes to form an epidermal layer, and then removing the sacrificial material.
제7항에 있어서,
상기 희생물질은 알지네이트와 젤라틴으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부.
8. The method of claim 7,
The sacrificial material is a three-dimensional artificial skin with a defect, characterized in that at least one selected from the group consisting of alginate and gelatin.
제8항에 있어서,
상기 희생물질은, 분해효소, 물리적 외력, 상변화(phase transition) 또는 자연적 분해를 통해 제거되는 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부.
9. The method of claim 8,
The sacrificial material is a three-dimensional artificial skin with a defect, characterized in that it is removed through a decomposing enzyme, a physical external force, a phase transition or natural decomposition.
제7항에 있어서,
상기 표피층은, 희생물질이 도포된 영역을 제외한 진피층의 상면에 각질형성세포를 분주하고 배양하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부.
8. The method of claim 7,
The epidermal layer is a three-dimensional artificial skin with a defect, characterized in that it is formed by dispensing and culturing keratinocytes on the upper surface of the dermal layer except for the area where the sacrificial material is applied.
제7항에 있어서,
상기 진피층은 생체적합성 고분자와 섬유아세포를 포함하는 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부.
8. The method of claim 7,
The dermal layer is a three-dimensional artificial skin with a defect, characterized in that it contains a biocompatible polymer and fibroblasts.
제11항에 있어서,
상기 생체적합성 고분자는 상기 생체적합성 고분자는 콜라겐, 젤라틴, 키토산, 히알루론산, 실크 프로테인, 실크 피부로인, 케라틴, 셀룰로오스, 피브로넥틴, 엘라스틴, 피브리노겐, 피브로모듈린, 라미닌, 테나신, 비트로넥틴, 폴리락산(polylactic acid; PLA), 폴리글리콜산(polyglycolic acid; PGA), 폴리락산과 폴리글리콜산의 공중합체(PLGA), 폴리카프로락톤(polycaprolactone; PCL), 폴리{폴리(에틸렌옥사이드)테레프탈레이트-co-부틸렌테레프탈레이트}(PEOT/PBT), 폴리포스포에스터(polyphosphoester; PPE), 폴리포스파젠(PPA), 폴리안하이드라이드(Polyanhydride; PA), 폴리오르쏘에스터{poly(ortho ester; POE}, 폴리(프로필렌푸마레이트)-디아크릴레이트{poly(propylene fumarate)-diacrylate; PPF-DA} 및 폴리에틸렌글라이콜디아크릴레이트{poly(ethylene glycol) diacrylate; PEG-DA}으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부.
12. The method of claim 11,
The biocompatible polymer includes collagen, gelatin, chitosan, hyaluronic acid, silk protein, silk dermatoin, keratin, cellulose, fibronectin, elastin, fibrinogen, fibromodulin, laminin, tenacin, vitronectin, Polylactic acid (PLA), polyglycolic acid (PGA), copolymer of polylactic acid and polyglycolic acid (PLGA), polycaprolactone (PCL), poly{poly(ethylene oxide) terephthalate -co-butylene terephthalate} (PEOT/PBT), polyphosphoester (PPE), polyphosphazene (PPA), polyanhydride (PA), polyorthoester {poly(ortho ester) ; POE}, poly(propylene fumarate)-diacrylate {poly(propylene fumarate)-diacrylate; PPF-DA} and polyethylene glycol diacrylate {poly(ethylene glycol) diacrylate; PEG-DA} from the group consisting of A three-dimensional artificial skin with a defect, characterized in that at least one selected.
제7항에 있어서,
상기 결손부위는, 상기 진피층 상에 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는, 결손부위가 형성된 3차원 인공피부.
8. The method of claim 7,
The defect site, characterized in that at least one or more is formed on the dermal layer, a three-dimensional artificial skin with a defect site.
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