KR102419318B1 - Biocompatible, ferrocene-containing polymer multilayer coatings having antifouling and ROS sensitive controlled release of therapeutic drug and the method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생체적합성, 안티파울링 및 ROS 민감성 약물 제어 방출을 위한 페로센 중합체를 포함하는 다층 코팅물질 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multilayer coating material comprising a ferrocene polymer for biocompatibility, antifouling and controlled release of a ROS-sensitive drug and a method for preparing the same.

Description

안티파울링 및 ROS 민감성 약물 제어 방출을 위한 생체적합성 페로센 중합체를 포함하는 다층 코팅물질 및 이의 제조방법 {Biocompatible, ferrocene-containing polymer multilayer coatings having antifouling and ROS sensitive controlled release of therapeutic drug and the method for manufacturing the same} Biocompatible, ferrocene-containing polymer multilayer coatings having antifouling and ROS sensitive controlled release of therapeutic drug and the method for manufacturing the same}

본 발명은 생체적합성, 안티파울링 및 ROS 민감성 약물 제어 방출을 위한 페로센 중합체를 포함하는 다층 코팅물질 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multilayer coating material comprising a ferrocene polymer for biocompatibility, antifouling and controlled release of a ROS-sensitive drug and a method for preparing the same.

카테터, 스텐트, 정형외과용 임플란트 및 심혈관 보철물과 같은 이식형 의료 장치는 생명을 구하거나 치료 결과를 개선하기 위한 현대 의료의 일부가 되었다. 그러나, 이러한 장치는 입원뿐만 아니라 외래 진료를 포함하여 의료 기관 내에서 의료행위와 관련된 감염인, 의료관련감염 (Healthcare-Associated Infection, HAI)의 위험 요소이다. 감염에 대한 기본적인 병원성 메커니즘은 장치 표면에서의 박테리아 군집화이며, 이는 바이오필름 (biofilm)의 발달로 이어질 수 있다. 바이오필름은 주변 조직을 손상시키고 감염을 퍼뜨리는 플랑크톤 박테리아 세포를 생성할 수 있으며, 임플란트 결함인 부정적인 외부 신체 반응 (foreign body response, FBR)과 임플란트 관련 감염을 유발하여 상처 치유 반응으로 염증성 캐스케이드가 발생할 수도 있다. 또한, 의료 장치를 인체에 꽂으면 혈액 세포 및 단백질과 같은 생체 분자가 바이오파울링 현상 현상에 의해 표면과 빠르게 상호 작용하게 되며, 생물학적 물질, 예를 들면 단백질 및 세포와 같은 불필요한 물질이 의료 장치의 표면에 부착되어 기능 저하를 유발할 수도 있다. 따라서 생체 조직의 표면 특성을 제어하여 잘 통합하고 혈액 응고 및 박테리아 부착을 방지할 수 있는 물질, 즉 "생체적합성" 및 "안티-바이오파울링"을 갖는 물질을 개발하는 것이 매우 중요하다. Implantable medical devices such as catheters, stents, orthopedic implants and cardiovascular prostheses have become part of modern medicine to save lives or improve treatment outcomes. However, such a device is a risk factor for health care-associated infection (HAI), which is an infection related to medical practice in a medical institution including outpatient as well as inpatient treatment. The basic pathogenic mechanism for infection is bacterial colonization on the device surface, which can lead to the development of biofilms. Biofilms can create planktonic bacterial cells that damage surrounding tissues and spread infection, and can cause implant-defective negative foreign body response (FBR) and implant-related infections, resulting in an inflammatory cascade as a wound healing response. have. In addition, when a medical device is inserted into the human body, biomolecules such as blood cells and proteins rapidly interact with the surface due to the phenomenon of biofouling, and unnecessary substances such as biological materials, for example, proteins and cells, are removed from the medical device. It may adhere to the surface and cause functional deterioration. Therefore, it is very important to develop a material that can control and well integrate the surface properties of living tissue and prevent blood coagulation and bacterial adhesion, i.e., a material with "biocompatibility" and "anti-biofouling".

이식형 의료 장치를 이용한 약물 전달은 바이오의학의 발전의 한 예로서 여러 치료 기능을 달성할 수 있는 유망한 해결책을 제공한다. 임플란트-기반 약물 전달은 약물의 전신 투여와 비교하여 중요한 장기에 대한 부작용을 최소화하고, 약물의 표준 국소 적용과 비교하여 표적 부위로의 장기간 약물 방출이 가능하여야 한다. 따라서 자극-반응성이며 지속가능한 약물 전달은 치료 작용을 개선하고 부작용을 줄이는 이점으로 인해 상당한 관심을 받고 있다. pH, 빛, 온도, 용매, 전기 및 산화환원 반응과 같은 다양한 자극 중에서, 과산화수소 (H2O2), 슈퍼옥사이드 (O2-), 하이드록실 라디칼 (·OH)을 포함하는 활성 산소 종 (ROS)은 산화환원 자극으로 염증성 병리 및 종양과 같은 비정상적인 대사 환경에서 생성된다. 따라서, 병리학적 영역에서 증가된 ROS 수준은 ROS-반응성 의료 장치를 사용하여 표적 부위에서 약물 방출을 제어할 수 있다. Drug delivery using implantable medical devices is an example of advances in biomedical science and offers a promising solution to achieve multiple therapeutic functions. Implant-based drug delivery should minimize side effects to vital organs compared to systemic administration of the drug, and should enable long-term drug release to the target site compared to standard topical application of the drug. Therefore, stimulation-responsive and sustainable drug delivery has received considerable attention due to its advantages of improving therapeutic action and reducing side effects. Among various stimuli such as pH, light, temperature, solvents, electricity and redox reactions, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), superoxide (O 2 - ), reactive oxygen species (ROS) including hydroxyl radicals (·OH) ) is produced in abnormal metabolic environments such as inflammatory pathologies and tumors by redox stimulation. Thus, increased ROS levels in the pathological domain can control drug release at the target site using ROS-responsive medical devices.

한편, 층상자기조립법 (layer-by-layer, LbL)은 생체분자 침착, 농도, 생물활성, 코팅 두께 및 방출 속도와 같은 많은 문제를 해결하기 위해 광범위하게 적용되는 간단하고 다용도의 침착 공정이다. LbL 필름은 자체-조립을 구동하는 작용기를 포함하는 용액에 생체 분자를 순차적으로 증착하여 생성된다. 대부분의 기술은 순차적 증착 과정에서 반대로 하전된 고분자 전해질 간의 정전기적 상호 작용에 의존한다. LbL 필름은 두께와 표면 특성을 조절하면서 제작할 수 있기 때문에, 약물 전달 시스템, 안티-파울링 막, 전극 등 다양한 분야에서 이용되고 있다. On the other hand, layer-by-layer (LbL) is a simple and versatile deposition process that is widely applied to solve many problems such as biomolecule deposition, concentration, bioactivity, coating thickness and release rate. LbL films are created by sequentially depositing biomolecules in a solution containing functional groups that drive self-assembly. Most techniques rely on electrostatic interactions between oppositely charged polyelectrolytes during sequential deposition. Since the LbL film can be manufactured while controlling the thickness and surface properties, it is used in various fields such as drug delivery systems, anti-fouling membranes, and electrodes.

국제공개특허 WO-2010/065960International Patent Publication WO-2010/065960

본 발명자들은 안티파울링 및 ROS 민감성 약물 제어 방출을 위한 생체적합성 중합체 코팅 물질을 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 페로세닐메틸 메타크릴레이트(Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) 및 메타크릴레이트(Methacrylic acid, MA) 또는 2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트 (2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate, DMAEMA)를 이용하여 삼중공중합체로서 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA)를 이용하여 층상자기조립법 (layer-by-layer, LbL)에 의해 다층 코팅물질을 제조하는 경우, 박테리아 및 혈액 세포 부착과 같은 바이오필름을 최소화하고 치료 약물의 제어 방출이 가능함을 확인한 후, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. As a result of the present inventors' diligent efforts to develop a biocompatible polymer coating material for antifouling and ROS-sensitive drug controlled release, ferrocenylmethyl methacrylate (FMMA), poly (ethylene glycol) methacrylate (poly Poly (FMMA) as a tricopolymer using (ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) and methacrylate (Methacrylic acid, MA) or 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA) -r-PEGMA-r-MA and poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) to prepare a multi-layer coating material by layer-by-layer (LbL), bacteria and blood cells After confirming that the biofilm such as adhesion is minimized and the controlled release of the therapeutic drug is possible, the present invention has been completed.

본 발명에 따른 안티파울링 및 ROS 민감성 약물 제어 방출을 위한 생체적합성 페로센 함유 중합체, 즉 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) (C 시리즈 페로센 중합체) 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) (N 시리즈 페로센 중합체)의 합성 방법 및 이를 포함하는 다층 코팅물질이 증착된 필름의 모식도를 도 1에 나타내었다. Biocompatible ferrocene containing polymers for controlled release of antifouling and ROS sensitive drugs according to the present invention, namely poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) (C series ferrocene polymer) and poly(FMMA-r-PEGMA-r -DMAEMA) (N series ferrocene polymer) synthesis method and a schematic diagram of a film on which a multilayer coating material including the same is deposited is shown in FIG. 1 .

본 발명은 (A) 페로세닐메틸 메타크릴레이트(Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) 및 메타크릴레이트(Methacrylic acid, MA)를 포함하는 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 ; 및 (B) 페로세닐메틸 메타크릴레이트(Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) 및 2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트 (2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate, DMAEMA)를 포함하는 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체로 구성된 이중층(bilayer)을 포함하는 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is (A) ferrocenylmethyl methacrylate (Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), poly (ethylene glycol) methacrylate (poly (ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) and methacrylate (Methacrylic acid, MA) comprising poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymers; and (B) Ferrocenylmethyl methacrylate (FMMA), poly(ethylene glycol) methacrylate (PEGMA) and 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (2-( Dimethylamino)ethyl methacrylate, DMAEMA) to provide a biocompatible coating material having antibacterial, antifouling and antithrombotic effects comprising a bilayer composed of a poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer aim to

본 발명은 또한 상기 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a method for preparing a biocompatible coating material having the antibacterial, antifouling and antithrombotic effects.

본 발명은 또한 기판, 및 상기 기판상에 증착된 상기 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질을 포함하는 다층 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a multilayer film comprising a substrate and a biocompatible coating material having an antibacterial, antifouling and antithrombotic effect deposited on the substrate.

본 발명은 또한 상기 기판상에 증착된 상기 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질을 포함하는 의료 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a medical device comprising the biocompatible coating material having the antibacterial, antifouling and antithrombotic effect deposited on the substrate.

본 명세서에서 사용된 용어 "안티-파울링" 또는 “안티-바이오파울링”은 참조 중합체에의 유착의 양과 관련하여 기재에의 혈액 단백질을 비롯한 단백질, 혈장, 세포, 조직 및/또는 미생물의 유착의 양을 조성물이 감소시키거나 그를 방지함을 의미한다. 바람직하게는, 장치 표면은 인간 혈액의 존재 하에 실질적으로 안티-바이오파울링성일 것이다. 바람직하게는 유착의 양은 참조 중합체에 비하여 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 99%, 99.5%, 또는 99.9% 감소될 것이다.As used herein, the term “anti-fouling” or “anti-biofouling” refers to adhesion of proteins, plasma, cells, tissues and/or microorganisms, including blood proteins, to a substrate with respect to the amount of adhesion to a reference polymer. means that the composition reduces or prevents the amount of Preferably, the device surface will be substantially anti-biofouling in the presence of human blood. Preferably the amount of coalescence is 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% relative to the reference polymer. %, 95%, 99%, 99.5%, or 99.9%.

본 명세서에서 사용된 용어 “안티-바이오필름”은 자가-생산된 세포외 폴리머 물질(extracellular polymeric substances, EPS) 중에 캡슐화된 단일 또는 다중 종들의 집합, 특히, 박테리아 감염을 감소시키거나 그를 방지함을 의미한다.As used herein, the term “anti-biofilm” refers to a collection of single or multiple species encapsulated in self-produced extracellular polymeric substances (EPS), in particular reducing or preventing bacterial infection. it means.

본 명세서에서 사용된 용어 "코팅"은 표면을 처리하거나 덮는 임의의 일시적, 반영구적 또는 영구적 층 또는 층들을 나타낸다. 코팅은 하부 기재의 화학적 개질일 수 있거나 기재의 표면에의 새로운 물질의 부가를 포함할 수 있다. 코팅은 기재에 대한 임의의 두께 증가 또는 기재의 표면의 화학 조성의 변화를 포함한다. 코팅은 가스, 증기, 액체, 페이스트, 반고형물 또는 고형물일 수 있다. 게다가, 코팅은 액체로서 적용되어 고형 코팅으로 고형화될 수 있다.As used herein, the term “coating” refers to any temporary, semi-permanent or permanent layer or layers that treat or cover a surface. The coating may be a chemical modification of the underlying substrate or may include the addition of a new material to the surface of the substrate. Coating includes any increase in thickness to the substrate or change in the chemical composition of the surface of the substrate. The coating may be a gas, vapor, liquid, paste, semi-solid or solid. In addition, the coating can be applied as a liquid and solidified into a solid coating.

본 발명에 따른 생체적합성 코팅물질은 항균성, 항혈전성, 안티파울링 및 ROS 민감성 약물 제어 방출이 뛰어나 범용성이 높은 의료용 물질을 제조하는데 이용될 수 있다. The biocompatible coating material according to the present invention has excellent antibacterial, antithrombotic, antifouling and ROS-sensitive drug controlled release, and thus can be used to manufacture a highly versatile medical material.

도 1(A)는 본 발명에 따른 페로센 함유 중합체, 예를 들면 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) (C 시리즈 페로센 폴리머) 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) (N 시리즈 페로센 중합체)의 합성 방법을 나타내고, 도 1(B)는 생체적합성, 안티파울링 및 ROS 민감성 약물 제어 방출을 위한 상기 페로센 함유 중합체를 포함하는 다층 필름의 개략도를 나타낸다.
도 2는 (Poly Ns/Cs)10 LBL 필름의 두께를 나타낸다.
도 3은 (Poly Ns/Cs)n LBL 필름의 표면 특성을 나타낸다. (A) 표면 제타 전위의 변화, (B) 두께의 성장, (C) (Poly N2/C2)n LBL 필름 FTIR 스펙트럼. (D) (Poly N2/C2)n LBL 필름의 SEM 이미지.
도 4(A)는 (Poly N2/C2)n LBL 필름의 S. aureus 및 E. coli에 대한 세푸 부착 특성을 나타내고 도 4(B)는 (Poly N2/C2)n LBL 필름의 바이오필름 형성 억제능력을 나타내는 SEM 이미지이고, 도 4(C) LIVE / DEAD BacLight 박테리아 생존력 분석을 나타내고, 도 4(D) 살아있는 및 도 4(F)는 죽은 박테리아의 형광 현미경 이미지를 나타낸다.
도 5(A)는 본 발명에 따른 (Poly N2/C2)n LBL 필름으로의 약물 담지 모식드를 나타내고, 도 5(B)는 담지된 약물의 방출 프로파일 및 도 5(B) (Poly N2/C2)n LBL 필름 두께 변화에 따른 분해 속도를 나타낸다.
도 6(A)는 (Poly N2/C2)n LBL 필름으로부터의 PTX의 방출 프로파일을 나타내고, 도 6(B)는 PTX, PTX 로딩된 및 언로딩된 (Poly N2/C2)n LBL 필름의 독성 및 항암 효과를 나타낸다.
도 7(A)는 비코팅 및 (Poly N2/C2)n LBL 필름 표면의 용혈 속도를 나타내고, 도 7(B)은 베어 및 도 7(C)는 (Poly N2/C2)10 LBL 필름에 대한 혈소판 부착의 FE-SEM 이미지를 나타낸다.
1(A) shows ferrocene containing polymers according to the invention, for example poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) (C series ferrocene polymer) and poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) (N series ferrocene polymers), and FIG. 1(B) shows a schematic diagram of a multilayer film comprising said ferrocene-containing polymer for biocompatible, antifouling and ROS sensitive drug controlled release.
2 shows the thickness of a (Poly Ns/Cs) 10 LBL film.
3 shows the surface properties of (Poly Ns/Cs) n LBL films. (A) Changes in surface zeta potential, (B) thickness growth, (C) (Poly N2/C2) n LBL film FTIR spectra. (D) SEM image of (Poly N2/C2) n LBL film.
Figure 4 (A) shows the adhesion properties of the (Poly N2/C2) n LBL film to S. aureus and E. coli, and Figure 4 (B) is the (Poly N2 / C2) n LBL film biofilm formation inhibition. SEM images showing the ability, Figure 4 (C) shows LIVE / DEAD BacLight bacterial viability analysis, Figure 4 (D) shows live and Figure 4 (F) shows fluorescence microscopy images of dead bacteria.
Figure 5 (A) shows a drug loading model on (Poly N2 / C2) n LBL film according to the present invention, Figure 5 (B) is the release profile of the loaded drug and Figure 5 (B) (Poly N2 / C2) n It shows the decomposition rate according to the change of the LBL film thickness.
6(A) shows the release profile of PTX from (Poly N2/C2) n LBL films, and FIG. 6(B) shows toxicity of PTX, PTX loaded and unloaded (Poly N2/C2) n LBL films. and anticancer effect.
Figure 7(A) shows the hemolysis rate of uncoated and (Poly N2/C2) n LBL film surfaces, Figure 7 (B) is bare and Figure 7 (C) is for (Poly N2/C2) 10 LBL films. FE-SEM images of platelet adhesion are shown.

아하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 안티파울링 및 ROS 민감성 약물 제어 방출을 위한 생체적합성 페로센 함유 중합체 및 이의 용도에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현예에 대한 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 자명하다.Aha, a biocompatible ferrocene-containing polymer for controlled release of antifouling and ROS-sensitive drugs and uses thereof according to specific embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example of the invention, thereby not limiting the scope of the invention, it is apparent to those skilled in the art that various modifications to the embodiment are possible within the scope of the invention.

본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 "포함" 또는 "함유"라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성 성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다.Throughout this specification, unless otherwise specified, "including" or "containing" refers to including any component (or component) without particular limitation, and excludes the addition of other components (or components). cannot be construed as

제1구현예에 따르면, According to the first embodiment,

본 발명은 (A) 페로세닐메틸 메타크릴레이트(Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) 및 메타크릴레이트(Methacrylic acid, MA)를 포함하는 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 ; 및The present invention is (A) ferrocenylmethyl methacrylate (Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), poly (ethylene glycol) methacrylate (poly (ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) and methacrylate (Methacrylic acid, MA) comprising poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymers; and

(B) 페로세닐메틸 메타크릴레이트(Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) 및 2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트 (2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate, DMAEMA)를 포함하는 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체로 구성된 이중층(bilayer)을 포함하는 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질을 제공하고자 한다. (B) Ferrocenylmethyl methacrylate (FMMA), poly(ethylene glycol) methacrylate (PEGMA) and 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (2-(Dimethylamino) To provide a biocompatible coating material having antibacterial, antifouling and antithrombotic effects including a bilayer composed of a poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer containing )ethyl methacrylate, DMAEMA) .

본 발명에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질에 있어서, 상기 페로세닐메틸 메타크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트, 및 메타크릴레이트 또는 2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트의 몰비는 1 : 5-10 : 5-20, 바람직하기는 1 : 7-8 : 17-18인 것을 특징으로 한다. In the biocompatible coating material having antibacterial, antifouling and antithrombotic effects according to the present invention, the ferrocenylmethyl methacrylate, poly(ethylene glycol) methacrylate, and methacrylate or 2-(dimethylamino) It is characterized in that the molar ratio of ethyl methacrylate is 1:5-10:5-20, preferably 1:7-8:17-18.

본 발명에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질에 있어서, 상기 코팅물질은 상기 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체가 층상자기조립법(layer-by-layer, LbL)에 의해 순차적으로 적층되어 2 내지 10개, 바람직하기는 2.5 내지 6개의 이중층으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 층상자기조립법에서 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체의 도포는 액침(immersion), 분사(spray) 또는 스핀코팅(spin coating) 방법을 사용할 수 있다. 상기 적층 순서는 적층 대상에 따라 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체를 먼저 적층한 후, 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체가 층상자기조립법(layer-by-layer, LbL)를 적층할 수 있으며, 그 반대의 경우가 선택될 수도 있다. In the biocompatible coating material having antibacterial, antifouling and antithrombotic effects according to the present invention, the coating material comprises the poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer and poly(FMMA-r-PEGMA-r). -DMAEMA) polymer is sequentially laminated by layer-by-layer (LbL), characterized in that it is composed of 2 to 10, preferably 2.5 to 6 double layers. In the layered self-assembly method, the poly (FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer and the poly (FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer are applied by immersion, spray or spin coating. ) method can be used. According to the lamination order, the poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer is first laminated according to the lamination target, and then the poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer is laminated by a layer-by-layer method. , LbL) can be stacked, and vice versa.

본 발명에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질에 있어서, 상기 안티파울링은 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 살모넬라균(Salmonella spp), 적리균(Shigella spp), 장염비브리오(Vibrio parahaemolyticus), 콜레라균(Vibrio choreae), 대장균 O-157(Escherichia coli O157), 캠필로박터(Campylobacter jejuni), 위막성 대장염균(Clostridium difficile), 웰치균(Clostridium perfringens), 엘시니아 장염균(Yersinia enterocolitica), 피로리균(Helicobacter pylori), 아메바 적리균(Entemoeba histolytica), 세레우스균(Bacillusu cereus), 보툴리누스균(Clostridium botulinum), 인플루엔자균(Haemophilus influenzae), 폐렴구균(Streptococcus pneumoniae), 클라미디아 폐렴균(Chlamidia pneumoniae), 레지오넬라 폐렴균(Legionella pneumoniae), 부란하멜라균(Branhamella catarrhalis), 결핵균(Mycobacterium tuberculosis), 마이코플라즈마(Mycoplasma pneumoniae), A형 용련균(Storeptcoccus pyogenes), 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae), 백일해균(Bordetella pertussis), 옴병균(Chramidia psittaci), 메티실린 내성 황색 포도상 구균(methicillin resistant Staphylococcus aureus, MRSA), 대장균(Escherichia coli), 폐렴 간균(Klebsiella pneumoniae), 엔테로박터(Enterobacter spp), 프로테우스속(Proteus spp), 아시네토박터(Acinetobacter spp), 장구균(Enterococcus faecalis), 포도상 구균(Staphylococcus saprophyticus), B형 용련균(Storeptcoccus agalactiae)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 균에 의해서 형성되는 것을 특징으로 한다. In the biocompatible coating material having antibacterial, antifouling and antithrombotic effects according to the present invention, the antifouling is Pseudomonas aeruginosa, Salmonella spp, Shigella spp, Vibrio enteritis. parahaemolyticus), Vibrio choreae, Escherichia coli O157, Campylobacter jejuni, Clostridium difficile, Clostridium perfringens, Elsinia enterocoYersinia enterocoYersinia Helicobacter pylori, Entemoeba histolytica, Bacillusu cereus, Clostridium botulinum, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Chlamydia pneumoniae, Chlamidia pneumoniae Legionella pneumoniae, Branhamella catarrhalis, Mycobacterium tuberculosis, Mycoplasma pneumoniae, Storeptcoccus pyogenes, Corynebacterium diphtheriae, Bordetella pertussis diphtheriae , Chramidia psittaci, methicillin resistant Staphylococcus aureus, MRSA, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter spp, Proteus spp Acinetobacter (Acinetobacter) er spp), Enterococcus faecalis, Staphylococcus saprophyticus, and B type (Storeptcoccus agalactiae) characterized in that it is formed by one or more bacteria selected from the group consisting of.

본 발명에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질에 있어서, 상기 코팅물질은 선박 또는 선체 코팅, 연료 탱크, 오일 파이프라인, 공업용 파이프류, 제약 설비, 약물 전달 장치, 예를 들면 흡입기, 콘택트렌즈, 치과용 임플란트, 생체내 센서용 코팅, 직물, 예를 들면 병원 드레이프, 가운 또는 침구류, 환기 도관, 문 손잡이, 분리 장치, 예를 들면 미생물 현탁, 생체분자 분리, 단백질 분획화, 세포 분리, 폐수 처리, 정수, 생물반응기, 또는 식품 가공을 위한 막에 사용되는 것을 특징으로 한다. In the biocompatible coating material having an antibacterial, antifouling and antithrombotic effect according to the present invention, the coating material is a ship or hull coating, a fuel tank, an oil pipeline, an industrial pipe, a pharmaceutical facility, a drug delivery device, e.g. For example inhalers, contact lenses, dental implants, coatings for in vivo sensors, textiles such as hospital drapes, gowns or bedding, ventilation ducts, door handles, separation devices such as microbial suspensions, biomolecular separation, proteins It is characterized for use in membranes for fractionation, cell separation, wastewater treatment, water purification, bioreactors, or food processing.

제2구현예에 따르면, According to the second embodiment,

본 발명은 또한 상기 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질의 제조 방법의 제조 방법을 제공하고자 한다. The present invention also intends to provide a method for preparing a method for preparing a biocompatible coating material having the antibacterial, antifouling and antithrombotic effect.

본 발명에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 코팅물질의 제조 방법에 있어서, 상기 방법은:In the method for preparing a coating material having antibacterial, antifouling and antithrombotic effects according to the present invention, the method comprises:

(a) 페로세닐메틸 메타크릴레이트(Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) 및 메타크릴레이트(Methacrylic acid, MA)를 1 : 5-10 : 5-20의 몰비로 용매에 용해시켜 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 용액을 제조하는 단계; (a) Ferrocenylmethyl methacrylate (FMMA), poly(ethylene glycol) methacrylate (PEGMA) and methacrylate (Methacrylic acid, MA) 1: 5-10 : preparing a poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer solution by dissolving in a solvent in a molar ratio of 5-20;

(b) 페로세닐메틸 메타크릴레이트(Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) 및 2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트 (2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate, DMAEMA)를 1 : 5-10 : 5-20의 몰비로 용매에 용해시켜 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체 용액을 제조하는 단계; 및 (b) Ferrocenylmethyl methacrylate (FMMA), poly(ethylene glycol) methacrylate (PEGMA) and 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (2-(Dimethylamino) ) ethyl methacrylate, DMAEMA) is dissolved in a solvent in a molar ratio of 1: 5-10: 5-20 to prepare a poly (FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer solution; and

(c) 상기 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 용액 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체 용액을 층상자기조립법(layer-by-layer, LbL)에 의해 순차적으로 적층하여 이중층으로 구성된 코팅물질을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 단계 (c)에서 상기 적층 순서는 적층 대상에 따라 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 용액을 먼저 적층한 후, 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체 용액을 적층하거나, 그 반대의 경우가 사용될 수도 있다. (c) the poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer solution and the poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer solution were sequentially prepared by layer-by-layer (LbL) It characterized in that it comprises the step of manufacturing a coating material composed of a double layer by laminating. In the step (c), the stacking sequence is a poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer solution first stacked according to the stacking target, and then a poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer solution stacked. or vice versa may be used.

본 발명에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 코팅물질의 제조 방법에 있어서, 상기 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 용액 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체 용액은 층상자기조립법(layer-by-layer, LbL)에 의해 순차적으로 적층되어 2 내지 10개, 또는 바람직하기는 2.5 내지 6개의 이중층으로 구성되는 것을 특징으로 한다. In the method for producing a coating material having antibacterial, antifouling and antithrombotic effects according to the present invention, the poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer solution and poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) ) The polymer solution is characterized in that it is sequentially laminated by layer-by-layer (LbL) and consists of 2 to 10, or preferably 2.5 to 6, double layers.

본 발명에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 코팅물질의 제조 방법에 있어서, 상기 층상자기조립법은 액침(immersion), 분사(spray) 또는 스핀코팅(spin coating) 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the method for manufacturing a coating material having antibacterial, antifouling and antithrombotic effects according to the present invention, the layered self-assembly method comprises an immersion, spray or spin coating method. do it with

본 발명에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 코팅물질의 제조 방법에 있어서, 상기 용매는 THF, 크실렌, 톨루엔, 염화 메틸렌, CH3OH, CH3CH2OH, CH3CH2CH2OH, 헥산, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 또는 DMSO인 것을 특징으로 한다.In the method for preparing a coating material having antibacterial, antifouling and antithrombotic effects according to the present invention, the solvent is THF, xylene, toluene, methylene chloride, CH 3 OH, CH 3 CH 2 OH, CH 3 CH 2 CH 2 OH, hexane, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether or DMSO is characterized.

제3구현예에 따르면, According to the third embodiment,

본 발명은 기판, 및 상기 기판상에 증착된 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질을 포함하는 다층 필름을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a multilayer film comprising a substrate and a biocompatible coating material having antibacterial, antifouling and antithrombotic effects deposited on the substrate.

본 발명에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질을 포함하는 다층 필름에 있어서, 상기 기판은 실리콘(silicone), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 테프론(PTFE, Teflon), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC), 폴리스티렌(polystyrene), 나일론(Nylon), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 및 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리술폰(polysulfone, PS)으로 구성된 군에서 선택되는 열가소성 고분자와 페놀수지(Phenol) 및 에폭시(epoxy resin)로 구성되는 군에서 선택되는 열경화성 고분자의 비분해성 합성 고분자와 천연 고무; 폴리글리콜라이드(PGA), 폴리락타이드(PLLA), 폴리카프로락톤(PCL), PLGA, PLCL, 폴리다이옥산논(PDO), 폴리트리메틸렌 카보네이트(PTMC), 폴리안하이드라이드, 폴리오르쏘에스테르, 폴리포스파 및 그들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택되는 분해성 고분자; 히알루론산, 알긴산, 키토산, 콜라겐, 젤라틴 및 폴리아미노산으로 구성되는 군에서 선택되는 천연 고분자; 스테인리스스틸(SS), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 코발트-크롬(Co-Cr), 백금-크롬, 탄탈륨, 티타늄, 니티놀, 금, 백금, 은, 마그네슘, 철 및 그의 합금으로 구성되는 군에서 선택되는 금속; 하이드록시파아파타이트(HA) 또는 베타-트리칼슘 포스페이트(b-TCP)인 세라믹 및 이들의 복합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다. In the multilayer film comprising a biocompatible coating material having antibacterial, antifouling and antithrombotic effects according to the present invention, the substrate is silicone, polyurethane (PU), Teflon (PTFE, Teflon), Polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (polystyrene), nylon (Nylon), polyethylene terephthalate (PET), polyacrylate (polyacrylate), polypropylene (PP) and polyethylene (PE), poly Thermosetting selected from the group consisting of a thermoplastic polymer selected from the group consisting of carbonate (PC), polyether ether ketone (PEEK), and polysulfone (PS), and phenol resin (Phenol) and epoxy resin polymers, non-degradable synthetic polymers and natural rubbers; Polyglycolide (PGA), polylactide (PLLA), polycaprolactone (PCL), PLGA, PLCL, polydioxanone (PDO), polytrimethylene carbonate (PTMC), polyanhydride, polyorthoester, a degradable polymer selected from the group consisting of polyphospha and copolymers thereof; Natural polymers selected from the group consisting of hyaluronic acid, alginic acid, chitosan, collagen, gelatin and polyamino acids; stainless steel (SS), titanium (Ti), zirconium (Zr), cobalt-chromium (Co-Cr), platinum-chromium, tantalum, titanium, nitinol, gold, platinum, silver, magnesium, iron and alloys thereof. a metal selected from the group; Hydroxypapatite (HA) or beta-tricalcium phosphate (b-TCP) is characterized in that it is selected from the group consisting of ceramics and complexes thereof.

제4구현예에 따르면, According to the fourth embodiment,

본 발명은 상기 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질을 포함하는 의료 장치를 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a medical device including the biocompatible coating material having the antibacterial, antifouling and antithrombotic effects.

상기 의료 장치는 섬유, 수술 기기, 의료 기기 또는 치과용 기기, 혈액 산소 부가 장치, 인공호흡 장치, 펌프, 약물 전달 장치, 튜브류, 와이어류 (wiring), 전극, 피임 장치, 여성용 위생 제품, 내시경, 그라프트, 스텐트, 스텐트 그라프트, 페이스메이커 (pacemaker), 이식형 심장 율동 전환기/제세동기, 심장 재동기화 치료법용 장치, 심혈관 장치 리드, 심실 보조 장치 및 드라이브라인 (driveline), 심장 밸브, 대정맥 필터, 혈관내 코일, 카테터, 카테터 커넥터 및 밸브, 정맥내 전달 라인 및 매니폴드 (manifold), 션트 (shunt), 창상용 배출관, 투석 막, 주입 포트, 코클리어 임플란트 (cochlear implant), 기관내 관, 기관절개 관, 인공 호흡 장치의 관 (ventilator breathing tube) 및 회로, 안내철심, 유체 수집 백, 약물 전달 백 및 튜브류, 이식형 센서, 안과용 장치, 정형외과용 장치, 치과용 임플란트, 치주 임플란트, 유방 임플란트, 음경 임플란트, 악골안면 임플란트, 미용적 임플란트, 밸브, 기구 (appliance), 지지용, 봉합용 재료, 니들, 탈장 치료 메시, 무긴장성 질 테이프 및 질 슬링, 신경 보철 장치, 조직 재생 또는 세포 배양 장치로부터 선택되는 것을 특징으로 한다. The medical device may be a textile, a surgical device, a medical or dental device, a blood oxygenator, a ventilator, a pump, a drug delivery device, tubing, wiring, an electrode, a contraceptive device, a feminine hygiene product, an endoscope. , grafts, stents, stent grafts, pacemakers, implantable cardioverter/defibrillators, devices for cardiac resynchronization therapy, cardiovascular device leads, ventricular assist devices and drivelines, heart valves, vena cava Filters, endovascular coils, catheters, catheter connectors and valves, intravenous delivery lines and manifolds, shunts, wound drains, dialysis membranes, infusion ports, cochlear implants, endotracheal tubes , tracheostomy tubes, ventilator breathing tubes and circuits, guide cores, fluid collection bags, drug delivery bags and tubing, implantable sensors, ophthalmic devices, orthopedic devices, dental implants, periodontal Implants, breast implants, penile implants, maxillofacial implants, cosmetic implants, valves, appliances, supports, suture materials, needles, hernia treatment meshes, tension-free vaginal tapes and vaginal slings, neural prosthetic devices, tissue regeneration or a cell culture device.

본 발명에 따른 의료 장치에 있어서, 상기 의료 장치는 루멘(lumen), 공동, 다공성 구조체 또는 이의 조합을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the medical device according to the present invention, the medical device is characterized in that it comprises a lumen, a cavity, a porous structure, or a combination thereof.

본 발명에 따른 의료 장치에 있어서, 상기 의료 장치는 말초 정맥 삽입형 중심 정맥 카테터 (peripherally inserted central catheter, PICC), 중심 정맥 카테터 (central venous catheter, CVC) 또는 혈액 투석 카테터로 이루어진 군으로부터 선택된 혈관 삽입형 카테터인 것을 특징으로 한다. In the medical device according to the present invention, the medical device is a peripherally inserted central venous catheter (PICC), a central venous catheter (CVC), or a vascular insertion catheter selected from the group consisting of a hemodialysis catheter. characterized by being.

<실시예> <Example>

실시예 1. 기능성 페로센 중합체의 합성Example 1. Synthesis of functional ferrocene polymer

2 개의 기능성 페로센 중합체 (C 시리즈 페로센 중합체: 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 및 N 시리즈 페로센 중합체: 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA))를 라디칼 중합법을 이용하여 합성하였다. 우선, PEGMA, MA 및 DMAEMA를 억제제-제거 컬럼을 통과시켰다. FMMA (0.4mmol, 0.114g), PEGMA (3mmol, 1.425g) 및 C 시리즈 페로센 중합체의 경우 MA (3mmol, 0.258g) 또는 N 시리즈 페로센 중합체의 경우 DMAEMA (3mmol, 0.472g)를 하기의 표 1에 나타낸 몰비에 따라 THF (9mL)에 용해시켰다. 라디칼 개시제로서 AIBN (0.12mmol, 0.02g)을 첨가하고, 생성된 혼합물을 Ar 가스의 증기로 버블링 한 다음 테플론 테이프로 밀봉하여 5 분 동안 탈기시켰다. 중합 반응을 70℃에서 24 시간 동안 교반하면서 수행하고, 생성된 중합체 용액 (농도; 10 %)을 25 ℃로 냉각시키고, 사용 전 4 ℃에서 보관하였다. Two functional ferrocene polymers (C series ferrocene polymer: poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) and N series ferrocene polymer: poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA)) were synthesized using radical polymerization method. did. First, PEGMA, MA and DMAEMA were passed through an inhibitor-removal column. FMMA (0.4 mmol, 0.114 g), PEGMA (3 mmol, 1.425 g) and MA (3 mmol, 0.258 g) for C series ferrocene polymers or DMAEMA (3 mmol, 0.472 g) for N series ferrocene polymers are listed in Table 1 below. It was dissolved in THF (9 mL) according to the indicated molar ratios. AIBN (0.12 mmol, 0.02 g) was added as a radical initiator, and the resulting mixture was bubbled with a vapor of Ar gas and then sealed with Teflon tape to degas for 5 minutes. The polymerization reaction was carried out at 70° C. with stirring for 24 hours, and the resulting polymer solution (concentration; 10%) was cooled to 25° C. and stored at 4° C. before use.

구분division FMMAFMMA PEGMAPEGMA MAMA EMAEMAEMAEMA Poly C 시리즈Poly C series Poly C1Poly C1 0.40.4 33 33 -- Poly C2Poly C2 0.40.4 33 55 -- Poly C3Poly C3 0.40.4 33 77 -- Poly N
시리즈
Poly N
series
Poly N1Poly N1 0.40.4 33 -- 33
Poly N2Poly N2 0.40.4 33 -- 55 Poly N3Poly N3 0.40.4 33 -- 77

실시예 2. 페로센 중합체를 이용한 LBL 조립에 의한 다층 필름의 제조Example 2. Preparation of multilayer film by LBL assembly using ferrocene polymer

상기 실시예 1에서 제조된 기능성 페로센 중합체를 이용하여 LBL 조립 방법으로 유리 상에 다층 필름을 제작하였다. 우선, 유리 기판의 표면이 음전하가 되도록 5 분 동안 산소 플라즈마를 처리하고, 상기 유리 기판을 1.0 mg/mL의 실시예 1에서 제조된 각각의 페로센 중합체 용액, 예를 들면 Poly N 시리즈 용액에 25℃에서 10분 동안 담근 다음 물에 3회 헹구고 Poly C 시리즈 용액에 25℃에서 10분 동안 담그는 LBL 방법을 1 내지 10회 반복한 후 공기 중에 건조시켜서 하기로 표현되는 1 내지 10 층의 LBL 코팅을 형성하였다. 이때, 페로센 중합체 침지 용액의 pH는 7.4로 고정하였다. Using the functional ferrocene polymer prepared in Example 1, a multilayer film was prepared on glass by the LBL assembly method. First, the surface of the glass substrate is treated with oxygen plasma for 5 minutes so that it becomes negatively charged, and the glass substrate is subjected to 1.0 mg/mL of each ferrocene polymer solution prepared in Example 1, for example, a Poly N series solution at 25°C. After repeating the LBL method of immersion for 10 minutes at a temperature of 10 minutes, then rinsing with water 3 times and immersing in Poly C series solution at 25° C. for 10 minutes, 1 to 10 times, and then drying in air to form 1 to 10 layers of LBL coating expressed as follows. did. At this time, the pH of the ferrocene polymer immersion solution was fixed to 7.4.

(Poly Ns/Cs)n (여기서, n은 1 내지 10의 침지 사이클을 나타낸다)(Poly Ns/Cs)n (where n represents 1 to 10 immersion cycles)

실시예 3. 페로센 중합체를 이용한 다층 LbL필름의 표면 특성 확인Example 3. Confirmation of surface properties of multilayer LbL film using ferrocene polymer

상기 실시예 1에 따른 일련의 페로센 중합체 하에서 제조된 다층 필름 중에서 (Poly Ns/Cs)10의 두께를 접촉 표면 프로파일러 (alpha step, USA)로 측정하였으며, 제타 전위차계 (ELS-Z2, Japan)를 사용하여 제타 전위값을 얻었다. 푸리에 변환 적외선 투과 스펙트럼은 ATR-FTIR (Cary 630, USA) 분석하였다. Among the multilayer films prepared under a series of ferrocene polymers according to Example 1, the thickness of (Poly Ns/Cs) 10 was measured with a contact surface profiler (alpha step, USA), and a zeta potentiometer (ELS-Z2, Japan) was used. was used to obtain the zeta potential value. Fourier transform infrared transmission spectrum was analyzed by ATR-FTIR (Cary 630, USA).

그 결과, (Poly N1/C1)10 필름의 경우 가장 얇은 두께인 15±2nm로 형성되었으며, 정전기 인력이 약하여 필름의 결합이 단단하지 않아 세척 과정에서 분해될 수 있으며, (Poly N3/C3)10 필름의 경우 이온 강도가 강하여 필름 형성시 정전기 반발 효과로 인하여 필름의 성장이 방해될 가능성이 있음을 확인하였다. 반면, (Poly N2/C2)10 필름의 두께는 약 130 ± 17nm로서 가장 두꺼운 필름으로 형성됨으로써 (Poly N2/C2)n이 다층 필름에 최적화되었음을 확인하였다 (도 2).As a result, in the case of the (Poly N1/C1) 10 film, it was formed with the thinnest thickness of 15±2 nm, and the bonding of the film is not strong due to the weak electrostatic attraction, so it can be decomposed during the washing process, and (Poly N3/C3) 10 In the case of the film, it was confirmed that there is a possibility that the growth of the film may be hindered due to the electrostatic repulsion effect during film formation due to the strong ionic strength. On the other hand, the thickness of the (Poly N2/C2) 10 film was about 130 ± 17 nm, which was formed as the thickest film, confirming that (Poly N2/C2) n was optimized for the multilayer film (FIG. 2).

또한, Poly N 시리즈 및 Poly C 시리즈를 번갈아가면서 증착시킨 후 제타 전위를 측정한 결과, 각 단계에서 전하가 바뀜으로써 층상자기조립법에 의해 LbL 필름이 성공적으로 형성됨을 확인하였으며 (도 3A), (Poly N2/C2)n이의 이중층에 대한 함수로써 코팅 두께를 측정한 결과 증착 횟수가 증가함에 따라 다층 필름의 두께가 증가하여 Poly N 시리즈 및 Poly C 시리즈가 성공적으로 증착하였음을 확인하였다 (도 3B-C). 또한, 단면 FE-SEM 이미지 분석 결과, (Poly N2/C2)10 필름에서 약 132 nm까지 증착되었으며, 이러한 결과는 접촉 표면 프로파일러의 두게 결과와 일치하였다 (도 3D). In addition, as a result of measuring the zeta potential after alternately depositing the Poly N series and Poly C series, it was confirmed that the LbL film was successfully formed by the layer-by-layer assembly method by changing the charge in each step (Fig. 3A), (Poly As a result of measuring the coating thickness as a function of N2/C2) n its double layer, the thickness of the multilayer film increased as the number of depositions increased, confirming that the Poly N series and Poly C series were successfully deposited (Fig. 3B-C). ). In addition, as a result of cross-sectional FE-SEM image analysis, (Poly N2/C2) 10 films were deposited to about 132 nm, and these results were consistent with the thickness results of the contact surface profiler ( FIG. 3D ).

<실험예><Experimental example>

실험예 1. 병원성 세균에 대한 페로센 중합체를 이용한 다층 LbL필름의 항-바이오필름 효과Experimental Example 1. Anti-biofilm effect of multilayer LbL film using ferrocene polymer against pathogenic bacteria

1-1. 항균효과1-1. antibacterial effect

상기 실시예 2에서 제조된 (Poly N2/C2)n LBL 필름에 대한 안티파울링 특성을 평가하기 위하여, 우선 병원성 박테리아 균주 Staphylococcus aureusEscherichia coli를 LB 배지에서 37 ℃에서 24 시간 동안 흔들면서 배양하였다. 기하급수적으로 성장하는 세균 배양액을 0.5 % 포도당을 포함하는 신선한 LB 배지에서 희석 (1:100)하고 희석된 세균 배양물 분취량 (1mL)을 LBL 필름 조각 (0.5x0.5 cm2)이 포함된 24-웰 플레이트의 웰에 첨가하고, 37 ℃에서 24 시간 동안 정적 배양을 하였다. 배지를 제거하고 부착된 박테리아 세포를 멸균 PBS로 3 회 세척한 다음 부착된 나머지 세포를 60 ℃C에서 10 분 동안 추가로 배양하고 실온에서 15 분 동안 0.1 % 크리스탈 바이올렛 (CV)으로 염색하였다. 멸균 PBS로 세포를 세척하여 과도한 CV 염색을 제거하였다. CV 염색은 에탄올:아세톤 (95:5, v/v; 0.5 mL)을 각 웰에 첨가하여 CV 염색을 용해시키고 562 nm에서 흡광도를 측정하였다. 병원성 박테리아에 대한 LBL 필름의 항균 능력은 Live/Dead BacLight Bacterial viability kit를 사용하여 관찰하였다. To evaluate the antifouling properties of the (Poly N2/C2) n LBL film prepared in Example 2, first, pathogenic bacterial strains Staphylococcus aureus and Escherichia coli were cultured in LB medium at 37° C. for 24 hours with shaking. . Dilute exponentially growing bacterial cultures (1:100) in fresh LB medium containing 0.5% glucose and aliquots (1 mL) of the diluted bacterial cultures containing LBL film pieces ( 0.5x0.5 cm2). It was added to the wells of a 24-well plate and subjected to static incubation at 37°C for 24 hours. The medium was removed and the adherent bacterial cells were washed 3 times with sterile PBS, and then the remaining adherent cells were further incubated at 60 °C for 10 min and stained with 0.1% crystal violet (CV) for 15 min at room temperature. Excess CV staining was removed by washing the cells with sterile PBS. For CV staining, ethanol:acetone (95:5, v/v; 0.5 mL) was added to each well to dissolve CV staining and absorbance was measured at 562 nm. The antibacterial ability of the LBL film against pathogenic bacteria was observed using the Live/Dead BacLight Bacterial viability kit.

그 결과, 본 발명에 따른 (Poly N2/C2)n LBL 필름의 경우 박테리아의 세포 수가 현저히 감소하는 것으로 나타났으며, 특히 6개 이상의 이중층 구조로 제조된 경우 박테리아의 세포 수가 현저히 감소하는 것으로 확인되었다 (도 4A). 또한, 베어 유리 기판의 경우 박테리아 응집체 또는 바이오필름이 관찰되는 반면, 본 발명에 다른 기능성 페로센 중합체로 코팅된 LBL 필름의 경우 박테리아의 코로니화가 거의 나타나지 않는 것으로 확인되었다 (도 4B,D,F). As a result, in the case of the (Poly N2/C2) n LBL film according to the present invention, the number of bacterial cells was significantly reduced, and in particular, it was confirmed that the number of bacterial cells was significantly reduced when it was prepared with 6 or more double-layer structures. (Fig. 4A). In addition, in the case of the bare glass substrate, bacterial aggregates or biofilms were observed, whereas in the case of the LBL film coated with the functional ferrocene polymer according to the present invention, it was confirmed that bacterial colonization was hardly observed (FIG. 4B,D,F).

1-2. 안티-파울링 효과1-2. Anti-fouling effect

생물막의 살아있는 박테리아와 죽은 박테리아를 형광 Syto9 (녹색, 살아있는 염색) 및 프로피듐 요오드화 핵산 (빨간색, 죽은 염색) 염료의 혼합물 (1:1)로 15 분 동안 염색하고, 형광 현미경을 이용하여 (Poly N2/C2)n LBL 필름의 항균 효과를 관찰 하였다. 주사 전자 현미경 (SEM) 관찰을 위한 샘플은 공기 건조 및 백금 코팅으로 준비하였다.The live and dead bacteria of the biofilm were stained with a mixture (1:1) of fluorescent Syto9 (green, live stain) and propidium iodide nucleic acid (red, dead stain) dyes (1:1) for 15 min, and using a fluorescence microscope (Poly N2 /C2) We observed the antibacterial effect of n LBL films. Samples for scanning electron microscopy (SEM) observation were prepared by air drying and platinum coating.

그 결과, 베어 유리 기판의 경우 살아있는 박테리아가 관찰된 반면, 본 발명에 따른 (Poly N2/C2)n LBL 필름의 경우 박테리아가 거의 관찰되지 않는 것으로 확인되었다. 한편, (Poly N2/C2)2 LBL 필름층이 비해 (Poly N2/C2)2.5 LBL 필름층에서 박테리아의 흡착이 더욱 억제된 것으로 나타났으며, (Poly N2/C2)6을 초과하는 LBL 필름층의 경우 (Poly N2/C2) 층의 증가에 따른 유의적인 효과 변화는 없는 것으로 확인되었다 (도 4C).As a result, it was confirmed that live bacteria were observed in the case of the bare glass substrate, whereas almost no bacteria were observed in the (Poly N2/C2) n LBL film according to the present invention. On the other hand, compared to the (Poly N2/C2) 2 LBL film layer, the (Poly N2/C2) 2.5 LBL film layer showed more inhibition of bacterial adsorption, and the (Poly N2/C2) LBL film layer exceeding 6 In the case of (Poly N2/C2), it was confirmed that there was no significant effect change according to the increase of the layer (FIG. 4C).

실시예 5. 약물 로딩된 페로센 중합체를 이용한 다층 LbL필름 준비 및 약물 방출 분석Example 5. Preparation of multilayer LbL film using drug-loaded ferrocene polymer and analysis of drug release

약물 모델로서 NR 및 암 치료을 위한 치료 약물로서 PTX를 사용하였다. 우선, 약물을 다층 필름에 통합시키기 위하여, 각 약물 (THF에서 500μg/mL)을 C 및 N 시리즈의 페로센 중합체 용액 (THF에서 1mg/mL)과 혼합한 다음 실온에서 1 시간 회전 교반 하에 서로 반응시켰다. 약물과 상호 작용하는 고분자 용액의 THF를 증발시킨 다음, 특정 농도에 따라 DIW에 용해시켰다. 투석관을 통해 추가 약물을 제거하고 기존 LBL 다층 박막 제조 방법과 동일한 방법으로 필름을 제조하였다. (도 5A). 약물이 로딩된 다층 필름을 다양한 조건에서 2 mL의 1xPBS에 담근 다음 37 ℃의 인큐베이터에 두었다. 결정된 시점에서 PBS를 포함하는 각 약물 1mL를 수집하고 새로운 PBS 1mL를 첨가하였다. 다층 필름에 NR의 로딩을 확인하기 위하여 40x 대물 렌즈와 적색 형광 염료에 최적화된 일반적인 필터가 장착된 형광 현미경 (Eclipse NI-Uo, Japan)을 사용하였다. 형광 발광에 의해 결정된 NR의 방출은 LBL 필름의 pH 및 ROS-반응성 방출 프로파일을 확인하기 위해 상이한 pH 및 H2O2 존재 조건하에서 PBS 완충제에 (Poly N2/C2)10 필름을 침지시켜 평가하였다. 각 다층 필름으로부터 방출된 NR 및 PTX의 양을 형광판 판독기 (VICTOR X5, USA) 및 고성능 액체 크로마토 그래피 (HPLC, USA)를 사용하여 측정하였다. 약물 방출 프로파일은 72 시간 동안 약물 방출량에 의해 상이한 결정된 시점에서 방출된 약물의 양을 나누어 계산하였다.NR as a drug model and PTX as a therapeutic drug for cancer treatment were used. First, in order to incorporate the drug into the multilayer film, each drug (500 μg/mL in THF) was mixed with C and N series ferrocene polymer solutions (1 mg/mL in THF) and then reacted with each other under rotational stirring for 1 hour at room temperature. . The THF of the drug-interacting polymer solution was evaporated and then dissolved in DIW according to a specific concentration. Additional drugs were removed through a dialysis tube, and a film was prepared in the same manner as in the existing LBL multilayer thin film manufacturing method. (Fig. 5A). The drug-loaded multilayer film was immersed in 2 mL of 1xPBS under various conditions and placed in an incubator at 37°C. At the determined time point, 1 mL of each drug containing PBS was collected and 1 mL of fresh PBS was added. To confirm the loading of NRs on the multilayer film, a fluorescence microscope (Eclipse NI-Uo, Japan) equipped with a 40x objective lens and a general filter optimized for red fluorescent dye was used. The release of NR as determined by fluorescence was evaluated by immersing (Poly N2/C2) 10 films in PBS buffer under different pH and H 2 O 2 presence conditions to confirm the pH and ROS-responsive release profiles of LBL films. The amounts of NR and PTX emitted from each multilayer film were measured using a fluorescent plate reader (VICTOR X5, USA) and high performance liquid chromatography (HPLC, USA). The drug release profile was calculated by dividing the amount of drug released at the determined time points different by the amount of drug release over 72 hours.

그 결과, pH7.4, pH7.4에서 0.1 %의 H2O2, pH2, 및 pH2에서 0.1 %의 H2O2에서 72시가 동안 (Poly N2/C2)10 LBL 필름에 대해 방출된 NR의 양은 각각 4.2±0.4, 11.0±1.1, 20.5±0.9 및 26.1±1.7 ng/mL로 확인되었다 (도 5B). 또한, LBL 필름의 두께는 DI water, pH 7.4 PBS 및 pH 7.4 PBS에서 0.1 %의 H2O2에서 각각 5~8 %, 16~23 % 및 22~24 % 감소한 반면 pH 2 및 pH 2에서 0.1 % H2O2의 경우 LBL의 두께는 각각 81~83 % 및 85~88 % 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명에 따른 (Poly N2/C2)10 LBL 필름이 pH 7.4 및 ROS 환경에서 유지되면서도 자극 반응 약물 방출에 잘 제조되었음이 확인되었다. As a result, for 72 hours (Poly N2/C2) in 0.1% H 2 O 2 at pH7.4, pH7.4, and 0.1% H 2 O 2 at pH2 (Poly N2/C2) for 10 LBL films, The amounts were identified as 4.2±0.4, 11.0±1.1, 20.5±0.9 and 26.1±1.7 ng/mL, respectively ( FIG. 5B ). In addition, the thickness of the LBL film was decreased by 5-8%, 16-23%, and 22-24% in DI water, pH 7.4 PBS, and 0.1% H 2 O 2 in PBS pH 7.4, whereas 0.1 at pH 2 and pH 2 In the case of % H 2 O 2 , the thickness of the LBL was decreased by 81 to 83% and 85 to 88%, respectively. Therefore, it was confirmed that the (Poly N2/C2) 10 LBL film according to the present invention was well prepared for stimulatory drug release while maintaining pH 7.4 and ROS environment.

한편, PTX 로딩된 (Poly N2/C2)10 필름 방출은 pH 7.4에 비해 pH 2 또는 pH 5.5인 PBS에서 빠르게 발생하였으며, pH 값에 관계없이 0.1 %의 H2O2의 존재는 약물 방출 속도를 극적으로 향상시켰다. 따라서, PTX 로딩된 Poly N2/C2)10은 바람직한 pH/ROS 이중 반응성 약물 방출 능력이 있음이 확인되었다 (도 6A).On the other hand, PTX-loaded (Poly N2/C2) 10 film release occurred faster in PBS with pH 2 or pH 5.5 compared to pH 7.4, and the presence of 0.1% H 2 O 2 , regardless of the pH value, slowed the drug release rate. improved dramatically. Therefore, it was confirmed that PTX-loaded Poly N2/C2) 10 had a desirable pH/ROS dual reactive drug release ability ( FIG. 6A ).

실시예 6. 페로센 중합체를 이용한 다층 LbL필름의 독성 및 항 종양 효과 평가Example 6. Evaluation of toxicity and anti-tumor effect of multilayer LbL film using ferrocene polymer

세포 생존력은 3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸륨 브로마이드 (MTT) 분석으로 측정하였다. 암 모델로서 인간 유방암 세포 MCF-7를 사용하였다. 상기 유방암 세포를 10 % 소 태아 혈청과 1 % 페니실린이 보충된 RPMI 1640에서 성장시키고, 5 % CO2 분위기의 37 ℃ 인큐베이터에서 유지하였다. 세포를 96-웰 플레이트 (1 x 104 세포/웰)에 접종하고 밤새 배양하였다. 그 다음, PTX, PTX-로딩된 (Poly N2/C2)n LBL 필름 또는 블랭크 (Poly N2/C2)n LBL 필름을 세포에 첨가하고 24 시간 동안 배양하였다. 배지를 MTT (1 mg/mL)를 포함하는 RPMI로 교체하고 세포를 추가로 2 시간 동안 인큐베이션하였다. 마지막으로, 배지를 DMSO로 대체하여 포르마잔 결정을 용해시켰다. 흡광도는 570 nm에서 마이크로 플레이트 리더 (Bio Tek, USA)를 사용하여 검출하였다. 세포 생존율은 하기의 방정식을 사용하여 백분율로 나타내었다:Cell viability was determined by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay. Human breast cancer cells MCF-7 were used as a cancer model. The breast cancer cells were grown in RPMI 1640 supplemented with 10% fetal bovine serum and 1% penicillin, and maintained in an incubator at 37° C. in a 5% CO 2 atmosphere. Cells were seeded in 96-well plates (1×10 4 cells/well) and incubated overnight. Then, PTX, PTX-loaded (Poly N2/C2) n LBL film or blank (Poly N2/C2) n LBL film was added to the cells and incubated for 24 hours. The medium was replaced with RPMI containing MTT (1 mg/mL) and the cells were incubated for an additional 2 hours. Finally, the medium was replaced with DMSO to dissolve the formazan crystals. Absorbance was detected at 570 nm using a microplate reader (Bio Tek, USA). Cell viability was expressed as a percentage using the following equation:

약물 처리된 세포의 A570/처리되지 않은 세포의 A570 × 100A570 in drug-treated cells/A570 in untreated cells × 100

모든 실험은 세 번 수행하였으며, 데이터는 평균±표준 편차로 나타내었다. All experiments were performed in triplicate, and data are presented as mean±standard deviation.

그 결과, PTX가 로딩되지 않은 모든 다층 필름에서 세포 생존율이 감소하지 않음에 따라 본 발명에 따른 필름이 세포 독성이 없음을 확인하였다. 반면, PTX 로딩된 경우 PTX가 로딩된 고분자 다층 박막이 더 많이 쌓일수록 세포 생존력은 지속적으로 낮아졌으며, PTX가 로딩된 다층 박막의 항암 효과는 pH 5.5의 0.1 % H2O2 환경에서 방출되는 양과 일치하는 것으로 나타났다 (도 6B). 따라서, 본 발명에 따른 LBL 필름이 PTX에 좋은 약물 전달 시스템이며 약물 로딩 및 방출 역학을 쉽게 제어가능하므로 미세 조정 된 치료 효능을 실현할 수 있음이 입증되었다. As a result, it was confirmed that the film according to the present invention was not cytotoxic as cell viability did not decrease in all multilayer films that were not loaded with PTX. On the other hand, in the case of PTX loading, the more the PTX-loaded polymer multilayer thin film was piled up, the lower the cell viability was, and the anticancer effect of the PTX-loaded multilayer thin film was consistent with the amount released in the environment of 0.1% H2O2 at pH 5.5. appeared (Fig. 6B). Therefore, it was demonstrated that the LBL film according to the present invention is a good drug delivery system for PTX and can realize fine-tuned therapeutic efficacy as the drug loading and release kinetics can be easily controlled.

실시예 7. 페로센 중합체를 이용한 다층 LbL필름에 대한 생체적합성 및 혈액 성분 흡착 평가Example 7. Evaluation of biocompatibility and blood component adsorption for multilayer LbL film using ferrocene polymer

비코팅 및 코팅된 (Poly N2/C2)n LBL 필름 샘플 (5 % 신선한 항응고 혈액과 생리 식염수를 함유한 희석 혈액에서 0.5x0.5 cm2)을 37 ℃에서 3 시간 동안 배양하여 다층 필름의 용혈률을 평가하였다. 분석은 물질의 용혈 특성 평가 (ASTM F756-17, 2017)와 관련된 표준 절차에 따라 수행하였다. 음성 및 양성 대조군으로서 각각 일반 식염수 및 증류수를 사용하였다. 1000xg에서 10 분 동안 원심분리를 수행한 후, 540 nm에서 상층액의 흡광도를 기록하였다. 용혈률 (HR)은 하기의 방정식에 따라 계산하였다.Uncoated and coated (Poly N2/C2) n LBL film samples (0.5x0.5 cm 2 in diluted blood containing 5% fresh anticoagulated blood and physiological saline) were incubated at 37 °C for 3 hours to form a multilayer film. Hemolysis rates were assessed. The analysis was performed according to standard procedures related to the evaluation of hemolytic properties of substances (ASTM F756-17, 2017). Normal saline and distilled water were used as negative and positive controls, respectively. After centrifugation at 1000xg for 10 minutes, the absorbance of the supernatant was recorded at 540 nm. Hemolysis rate (HR) was calculated according to the following equation.

Figure 112020105924928-pat00001
Figure 112020105924928-pat00001

(상기 식에서, A1, A2 및 A3은 각각 샘플, 양성 대조군 및 음성 대조군의 흡광도를 나타낸다)(Wherein, A 1 , A 2 and A 3 represent the absorbance of the sample, the positive control and the negative control, respectively)

그 결과, 본 발명에 따른 (Poly N2/C2)n LBL 필름이 코팅된 경우 낮은 용혈 활성 (용혈율 <2 %)을 나타내어 우수한 혈액 적합성을 갖는 것으로 확인되었다(도 7A).As a result, when the (Poly N2/C2) n LBL film according to the present invention was coated, it exhibited low hemolytic activity (hemolysis rate <2%) and was confirmed to have excellent blood compatibility ( FIG. 7A ).

한국과학원 윤리위원회 지침에 따라 건강한 토끼에서 신선한 혈액을 채취하고, 상기 혈액을 1000rpm에서 15 분간 원심 분리하여 혈소판이 풍부한 혈장 (PRP)을 얻었다. 미개질 및 (Poly N2/C2)10 LBL 필름 기판을 PBS 용액 (pH 7.4)에 24 시간 동안 담근 후, 60uL의 신선한 PRP를 시료 중앙에 떨어뜨려 37 ℃에서 1 시간 동안 배양하였다. 기질을 PBS로 헹구고 즉시 포름알데히드 용액 (2 %)에 24 시간 동안 담가 부착된 혈소판을 고정하고 일련의 에탄올 용액 (50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 및 100 %)을 이용하여 탈수시켰다. 탈수된 샘플을 SEM 이미징 전에 40 초 동안 공기 건조 및 백금 코팅하였다.Fresh blood was collected from healthy rabbits according to the guidelines of the Ethics Committee of the Korean Academy of Sciences, and the blood was centrifuged at 1000 rpm for 15 minutes to obtain platelet-rich plasma (PRP). After immersing the unmodified (Poly N2/C2) 10 LBL film substrate in PBS solution (pH 7.4) for 24 hours, 60 uL of fresh PRP was dropped into the center of the sample and incubated at 37° C. for 1 hour. Rinse the substrate with PBS and immediately immerse in formaldehyde solution (2%) for 24 h to fix adherent platelets and use a series of ethanol solutions (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100%). was dehydrated. Dehydrated samples were air dried and platinum coated for 40 s prior to SEM imaging.

그 결과, 베어 유리의 경우 표면에 혈전 덩어리가 형성된(도 7B) 반면, 본 발명에 따른 (Poly N2/C2)10 LBL 필름으로 코팅된 경우 혈소판의 양이 크게 감소하여 거의 보이지 않는 것으로 확인되었다(도 7C).As a result, in the case of bare glass, a thrombus mass was formed on the surface (Fig. 7B), whereas when coated with the (Poly N2/C2) 10 LBL film according to the present invention, the amount of platelets was greatly reduced and it was confirmed that it was hardly visible ( 7C).

실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The examples were looked at. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

Claims (10)

(A) 페로세닐메틸 메타크릴레이트(Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) 및 메타크릴레이트(Methacrylic acid, MA)를 포함하는 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 ; 및
(B) 페로세닐메틸 메타크릴레이트(Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) 및 2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트 (2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate, DMAEMA)를 포함하는 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체로 구성된 이중층(bilayer)을 포함하는
항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질.
(A) poly(FMMA) containing ferrocenylmethyl methacrylate (FMMA), poly(ethylene glycol) methacrylate (PEGMA) and methacrylic acid (MA) -r-PEGMA-r-MA) polymer; and
(B) Ferrocenylmethyl methacrylate (FMMA), poly(ethylene glycol) methacrylate (PEGMA) and 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (2-(Dimethylamino) ) containing a bilayer composed of a poly (FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer containing ethyl methacrylate, DMAEMA)
A biocompatible coating material with antibacterial, antifouling and antithrombotic effects.
제 1 항에 있어서,
상기 페로세닐메틸 메타크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트, 및 메타크릴레이트 또는 2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트의 몰비는 1 : 5-10 : 5-20인 것을 특징으로 하는 것인,
항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질.

The method of claim 1,
The molar ratio of ferrocenylmethyl methacrylate, poly(ethylene glycol) methacrylate, and methacrylate or 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate is 1: 5-10: 5-20 sign,
A biocompatible coating material with antibacterial, antifouling and antithrombotic effects.

제1항에 있어서,
상기 코팅물질은 상기 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체, 또는 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체가 층상자기조립법(layer-by-layer, LbL)에 의해 순차적으로 적층되어 적층되어 2 내지 10개의 이중층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 것인,
항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질.
According to claim 1,
The coating material comprises the poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer and the poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer, or the poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer and poly( FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer is sequentially laminated by layer-by-layer (LbL), characterized in that it is composed of 2 to 10 double layers,
A biocompatible coating material with antibacterial, antifouling and antithrombotic effects.
제3항에 있어서,
상기 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체, 또는 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체는 층상자기조립법(layer-by-layer, LbL)에 의해 순차적으로 적층되어 2.5 내지 6개의 이중층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 것인,
항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질.
4. The method of claim 3,
said poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer and poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer, or poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer and poly(FMMA-r- PEGMA-r-MA) polymer is sequentially laminated by layer-by-layer (LbL), characterized in that it consists of 2.5 to 6 bilayers,
A biocompatible coating material with antibacterial, antifouling and antithrombotic effects.
제1항에 있어서,
상기 안티파울링은 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 살모넬라균(Salmonella spp), 적리균(Shigella spp), 장염비브리오(Vibrio parahaemolyticus), 콜레라균(Vibrio choreae), 대장균 O-157(Escherichia coli O157), 캠필로박터(Campylobacter jejuni), 위막성 대장염균(Clostridium difficile), 웰치균(Clostridium perfringens), 엘시니아 장염균(Yersinia enterocolitica), 피로리균(Helicobacter pylori), 아메바 적리균(Entemoeba histolytica), 세레우스균(Bacillusu cereus), 보툴리누스균(Clostridium botulinum), 인플루엔자균(Haemophilus influenzae), 폐렴구균(Streptococcus pneumoniae), 클라미디아 폐렴균(Chlamidia pneumoniae), 레지오넬라 폐렴균(Legionella pneumoniae), 부란하멜라균(Branhamella catarrhalis), 결핵균(Mycobacterium tuberculosis), 마이코플라즈마(Mycoplasma pneumoniae), A형 용련균(Storeptcoccus pyogenes), 디프테리아균(Corynebacterium diphtheriae), 백일해균(Bordetella pertussis), 옴병균(Chramidia psittaci), 메티실린 내성 황색 포도상 구균(methicillin resistant Staphylococcus aureus, MRSA), 대장균(Escherichia coli), 폐렴 간균(Klebsiella pneumoniae), 엔테로박터(Enterobacter spp), 프로테우스속(Proteus spp), 아시네토박터(Acinetobacter spp), 장구균(Enterococcus faecalis), 포도상 구균(Staphylococcus saprophyticus), B형 용련균(Storeptcoccus agalactiae)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 균에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 것인,
항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질.
According to claim 1,
The antifouling is Pseudomonas aeruginosa, Salmonella spp, Shigella spp, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio choreae, E. coli O-157 (Escherichia coli O157) Campylobacter jejuni, Clostridium difficile, Clostridium perfringens, Yersinia enterocolitica, Helicobacter pylori, Entemoeba histolytica, Bacillusu cereus Clostridium botulinum, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Chlamidia pneumoniae, Legionella pneumoniae, Branhamella catarrhalis, Mycobacterium tuberculosis Mycoplasma pneumoniae, Storeptcoccus pyogenes, Corynebacterium diphtheriae, Bordetella pertussis, Chramidia psittaci, methicillin resistant Staphylococcus a , Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter spp, Proteus spp, Acinetobacter spp, Enterococcus faecalis, Staphy lococcus saprophyticus), characterized in that it is formed by one or more types of bacteria selected from the group consisting of B type (Storeptcoccus agalactiae),
A biocompatible coating material with antibacterial, antifouling and antithrombotic effects.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질의 제조방법으로, 상기 방법은:
(a) 페로세닐메틸 메타크릴레이트(Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) 및 메타크릴레이트(Methacrylic acid, MA)를 1 : 5-10 : 5-20의 몰비로 용매에 용해시켜 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 용액을 제조하는 단계;
(b) 페로세닐메틸 메타크릴레이트(Ferrocenylmethyl methacrylate, FMMA), 폴리(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트 (poly(ethylene glycol) methacrylate, PEGMA) 및 2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트 (2-(Dimethylamino)ethyl methacrylate, DMAEMA)를 1 : 5-10 : 5-20의 몰비로 용매에 용해시켜 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체 용액을 제조하는 단계; 및
(c) 상기 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 용액 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체 용액, 또는 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체 용액 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 용액을 층상자기조립법(layer-by-layer, LbL)에 의해 순차적으로 적층하여 이중층으로 구성된 코팅물질을 제조하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
A method for preparing a biocompatible coating material having an antibacterial, antifouling and antithrombotic effect according to any one of claims 1 to 5, the method comprising:
(a) Ferrocenylmethyl methacrylate (FMMA), poly(ethylene glycol) methacrylate (PEGMA) and methacrylate (Methacrylic acid, MA) 1: 5-10 : preparing a poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer solution by dissolving in a solvent in a molar ratio of 5-20;
(b) Ferrocenylmethyl methacrylate (FMMA), poly(ethylene glycol) methacrylate (PEGMA) and 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (2-(Dimethylamino) ) ethyl methacrylate, DMAEMA) is dissolved in a solvent in a molar ratio of 1: 5-10: 5-20 to prepare a poly (FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer solution; and
(c) said poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer solution and poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer solution, or poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer solution and A method comprising the step of sequentially stacking a poly (FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer solution by layer-by-layer (LbL) to prepare a coating material composed of a double layer.
제6항에 있어서,
상기 코팅물질은 상기 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체, 또는 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) 중합체 및 폴리(FMMA-r-PEGMA-r-MA) 중합체가 층상자기조립법(layer-by-layer, LbL)에 의해 순차적으로 적층되어 적층되어 2 내지 10개의 이중층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 것인, 방법.
7. The method of claim 6,
The coating material comprises the poly(FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer and the poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer, or the poly(FMMA-r-PEGMA-r-DMAEMA) polymer and poly( A method, characterized in that the FMMA-r-PEGMA-r-MA) polymer is sequentially laminated by layer-by-layer (LbL) and is composed of 2 to 10 double layers.
제6항에 있어서,
상기 층상자기조립법은 액침(immersion), 분사(spray) 또는 스핀코팅(spin coating) 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 것인, 방법.
7. The method of claim 6,
The layered self-assembly method, characterized in that it comprises a immersion (immersion), spray (spray) or spin coating (spin coating) method, the method.
기판;
상기 기판상에 증착된 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질을 포함하는 다층 필름으로,
상기 기판은 실리콘(silicone), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 테프론(PTFE, Teflon), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC), 폴리스티렌(polystyrene), 나일론(Nylon), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 및 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리술폰(polysulfone, PS)으로 구성된 군에서 선택되는 열가소성 고분자와 페놀수지(Phenol) 및 에폭시(epoxy resin)로 구성되는 군에서 선택되는 열경화성 고분자의 비분해성 합성 고분자와 천연 고무; 폴리글리콜라이드(PGA), 폴리락타이드(PLLA), 폴리카프로락톤(PCL), PLGA, PLCL, 폴리다이옥산논(PDO), 폴리트리메틸렌 카보네이트(PTMC), 폴리안하이드라이드, 폴리오르쏘에스테르, 폴리포스파 및 그들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택되는 분해성 고분자; 히알루론산, 알긴산, 키토산, 콜라겐, 젤라틴 및 폴리아미노산으로 구성되는 군에서 선택되는 천연 고분자; 스테인리스스틸(SS), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 코발트-크롬(Co-Cr), 백금-크롬, 탄탈륨, 티타늄, 니티놀, 금, 백금, 은, 마그네슘, 철 및 그의 합금으로 구성되는 군에서 선택되는 금속; 하이드록시파아파타이트(HA) 또는 베타-트리칼슘 포스페이트(b-TCP)인 세라믹 및 이들의 복합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 것인, 다층 필름.
Board;
A multilayer film comprising a biocompatible coating material having an antibacterial, antifouling and antithrombotic effect according to any one of claims 1 to 5 deposited on the substrate,
The substrate is silicon (silicone), polyurethane (polyurethane, PU), Teflon (PTFE, Teflon), polyvinyl chloride (polyvinyl chloride, PVC), polystyrene (polystyrene), nylon (Nylon), polyethylene terephthalate (PET), Select from the group consisting of polyacrylate, polypropylene (PP) and polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polyether ether ketone (PEEK), and polysulfone (PS) Non-degradable synthetic polymers and natural rubbers of thermosetting polymers selected from the group consisting of thermoplastic polymers and phenolic resins and epoxy resins; Polyglycolide (PGA), polylactide (PLLA), polycaprolactone (PCL), PLGA, PLCL, polydioxanone (PDO), polytrimethylene carbonate (PTMC), polyanhydride, polyorthoester, a degradable polymer selected from the group consisting of polyphospha and copolymers thereof; Natural polymers selected from the group consisting of hyaluronic acid, alginic acid, chitosan, collagen, gelatin and polyamino acids; Stainless steel (SS), titanium (Ti), zirconium (Zr), cobalt-chromium (Co-Cr), platinum-chromium, tantalum, titanium, nitinol, gold, platinum, silver, magnesium, iron and alloys thereof a metal selected from the group; A multilayer film, characterized in that it is selected from the group consisting of hydroxyapatite (HA) or beta-tricalcium phosphate (b-TCP) ceramics and composites thereof.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 항균성, 안티파울링 및 항혈전 효과를 갖는 생체적합성 코팅물질을 포함하는 의료 장치로서,
상기 의료 장치는 섬유, 수술 기기, 의료 기기 또는 치과용 기기, 혈액 산소 부가 장치, 인공호흡 장치, 펌프, 약물 전달 장치, 튜브류, 와이어류 (wiring), 전극, 피임 장치, 여성용 위생 제품, 내시경, 그라프트, 스텐트, 스텐트 그라프트, 페이스메이커 (pacemaker), 이식형 심장 율동 전환기/제세동기, 심장 재동기화 치료법용 장치, 심혈관 장치 리드, 심실 보조 장치 및 드라이브라인 (driveline), 심장 밸브, 대정맥 필터, 혈관내 코일, 카테터, 카테터 커넥터 및 밸브, 정맥내 전달 라인 및 매니폴드 (manifold), 션트 (shunt), 창상용 배출관, 투석 막, 주입 포트, 코클리어 임플란트 (cochlear implant), 기관내 관, 기관절개 관, 인공 호흡 장치의 관 (ventilator breathing tube) 및 회로, 안내철심, 유체 수집 백, 약물 전달 백 및 튜브류, 이식형 센서, 안과용 장치, 정형외과용 장치, 치과용 임플란트, 치주 임플란트, 유방 임플란트, 음경 임플란트, 악골안면 임플란트, 미용적 임플란트, 밸브, 기구 (appliance), 지지용, 봉합용 재료, 니들, 탈장 치료 메시, 무긴장성 질 테이프 및 질 슬링, 신경 보철 장치, 조직 재생 또는 세포 배양 장치로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 것인, 의료 장치.
A medical device comprising a biocompatible coating material having an antibacterial, antifouling and antithrombotic effect according to any one of claims 1 to 5,
The medical device may be a textile, a surgical device, a medical or dental device, a blood oxygenator, a ventilator, a pump, a drug delivery device, tubing, wiring, an electrode, a contraceptive device, a feminine hygiene product, an endoscope. , grafts, stents, stent grafts, pacemakers, implantable cardioverter/defibrillators, devices for cardiac resynchronization therapy, cardiovascular device leads, ventricular assist devices and drivelines, heart valves, vena cava Filters, endovascular coils, catheters, catheter connectors and valves, intravenous delivery lines and manifolds, shunts, wound drains, dialysis membranes, infusion ports, cochlear implants, endotracheal tubes , tracheostomy tubes, ventilator breathing tubes and circuits, guide cores, fluid collection bags, drug delivery bags and tubing, implantable sensors, ophthalmic devices, orthopedic devices, dental implants, periodontal Implants, breast implants, penile implants, maxillofacial implants, cosmetic implants, valves, appliances, supports, suture materials, needles, hernia treatment meshes, tension-free vaginal tapes and vaginal slings, neural prosthetic devices, tissue regeneration or a cell culture device.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080286326A1 (en) 2007-05-15 2008-11-20 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices having antifouling character

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6372768A (en) * 1986-09-16 1988-04-02 Nippon Paint Co Ltd Antifouling paint
NZ593201A (en) 2008-12-05 2013-05-31 Semprus Biosciences Corp Non-fouling, anti-microbial, anti-thrombogenic graft-from compositions
KR101333821B1 (en) * 2010-10-08 2013-11-29 연세대학교 산학협력단 Drug-eluting balloon catheter multilayer coating with drug-embeded nanoparticles and polymers and preparation method thereof
KR102176982B1 (en) * 2017-11-14 2020-11-10 한국세라믹기술원 Reactive oxygen-sensitive ferrocene-based nano particles and method for preparing the same
KR102199960B1 (en) * 2017-11-28 2021-01-08 한국세라믹기술원 Drug delivery conjugate capable of controlled release comprising reactive oxygen-sensitive ferrocene-based nano particles and use thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080286326A1 (en) 2007-05-15 2008-11-20 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices having antifouling character

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