KR102677121B1 - 인공혈관 문합 조성물, 이를 이용한 인공혈관, 인공혈관 제조방법 및 문합방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 폴리머를 포함하는 고형의 3D 프린팅용 인공혈관 문합 조성물, 이를 이용한 3D 프린팅된 인공혈관, 이를 이용한 인공혈관 제조방법 및 인공혈관 문합방법에 대한 것이다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, 각 치환기는 명세서에 정의된 바와 같다.)
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, 각 치환기는 명세서에 정의된 바와 같다.)
Description
본 발명은 문합시간을 지연시킬 수 있는 고형의 3D 프린팅용 인공혈관 문합 조성물, 이를 이용한 인공혈관, 상기 인공혈관이 제조방법 및 문합방법에 관한 것이다.
의료용 접착제란 손상된 조직을 외과적인 수술 없이 접합시키는 조성물을 의미한다. 기존에는 봉합사, 스테이플러, 와이어 등 기계적 접합재를 사용하였으나, 이는 염증이나 흉터를 남길 수 있을 뿐만 아니라 비교적 약한 조직에는 사용하기 어려운 문제가 있었다. 이에 따라, 최근에는 봉합사나 스테이플러 대신 의료용 접착제의 사용이 요구되고 있으며, 특히 내시경 분야에서 외과적 수술 후의 창상부위에 봉합이나 누출을 막기 위해 필요성이 대두되고 있다.
의료용 접착제는 자연물을 이용한 천연 접착제와 화학물질을 이용한 합성 혹은 반합성 접착제로 분류된다. 천연 접착제는 생체 적합성이 우수한 장점이 있으나 한정된 공급량 때문에 가격이 비싸고 환자에 따라 알러지 반응을 일으킬 위험이 있다. 반면 합성 또는 반합성 접착제는 가격이 저렴하지만 세포독성이 비교적 높아 생체적합성이 떨어지는 문제가 있다.
특히, 합성 또는 반합성 접착제는 접착력이 강한 장점이 있으나, 수분이 많은 표면에서 점착력이 낮은 한계가 있다. 접착제란 넓은 의미에서 점착제를 포함하지만 접착제는 접착 후 떼어내면 고화된 후의 고체 상태로 접착력이 사라진 상태를 유지한다. 즉, 접착제는 피접착제 표면에서 분자 간의 인력을 충분히 작용시키기 위해 고화되기 전 유동성을 가지며 이후 용제의 휘발, 외부의 열에 의해 접착제가 고화되며 유동성을 잃으며 접착능을 발휘한다. 반면, 점착제는 일시적 접착을 부여하는 것으로, 접착 면을 다시 떼어낼 수 있을 정도의 접착력을 가지는 물질이다. 접착제는 액상에서 고화되며 고상으로 변화하나, 점착제는 반고체(semi-solid) 형태를 유지하며 점탄성적인 성질을 보인다.
의료용 접착제는 봉합사, 스테이플러 등과 달리 2차 감염이 적을 뿐 아니라 통증이 적고 제거가 불필요하여 필요성이 커지고 있으나, 아직까지 조직 등에 따른 요구 조건이나 용도에 따라 적합한 접착제에 대한 연구가 필요한 실정이다.
특히, 의료용 접착제는 혈액 등 수분이 존재하는 환경에서 사용되어야 하기 때문에, 수초용 접착제 등 수중 환경에서도 접착력을 발휘하는 물질들 중 인체에 알레르기나 염증 및 자극 발생을 최소화할 수 있는 물질을 사용하고 있으며, 가장 대중적으로는 시아노 아크릴레이트계 화합물이 사용되고 있다.
그런데, 시아노 아크릴레이트계 화합물은 수분이 존재하는 환경에서도 매우 우수한 접착력을 발휘하는 반면, 너무 빨리 경화되어 시아노 아크릴레이트계 화합물을 도입하는 즉시 강한 접착력이 발휘되기에, 수술하는 의사 입장에서는 곤란한 경우가 많은 것도 사실이다. 특히 혈관문합술 등이 필요한 수술이나 시술 시에는 작은 혈관을 시술자인 의사가 혈관 말단을 손으로 잡고 서로 접합시켜야 하는데, 이 때 혈관 말단끼리 살짝 닿기만 해도 혈관끼리 서로 붙어버려 잘못 붙었을 경우 혈관을 자르고 다시 붙여야 하는 등 수술이나 시술 시 불만이 상당하였다. 이러한 점 때문에 혈관문합술 등이 필요한 수술이나 시술은 시술자인 의사의 숙련도에 따라 시술/수술 시간이 천차만별이고, 그 결과 또한 의사의 숙련도에만 의지할 수 밖에 없었다.
그러나, 접착제라 함은 빨리 그리고 강하게 접착시키는 것이 좋은 특성인 것으로 보통 알려져 있기에, 현장에서의 상기와 같은 어려움을 모르는 접착제 제조사들은, 하물며 의료용 접착제 제조사들조차도 단시간에 강한 접착력을 발휘하는 접착물질만을 개발하는 데 노력을 기울였을 뿐이다. 따라서, 현재까지도 혈관문합이 필요한 수술이나 시술의 경우 상당한 숙련도를 가지는 의사가 필수로 수술 및 시술에 관여하고 있다.
더 나아가, 혈관 직경이 2mm 이하인 소구경 혈관의 경우 더더욱 상기와 같은 문제점이 심각한 것은 두말할 나위 없다.
이에 본 발명자들은 소구경 혈관 문합 시에도, 수술 또는 시술하는 자의 숙련도와 무관하게, 얼마든지 쉽고 정확하고 혈관 문합을 할 수 있도록 하는 의료용 접착제의 개발이 시급함을 확인한 후, 여러 해 동안 수많은 시행착오와 실패를 겪은 끝에, 혈관 문합 시간을 지연시킬 수 있는 기술을 개발하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 수단을 제공하고자 하는 것이다. 즉, 일 실시예에 따른 조성물은 고형의 인공혈관 문합 지연용 조성물로서, 상기 조성물을 인공혈관 말단에 도포한 후 인공혈관끼리 접합시켜 문합한다 하여도 접합 즉시 바로 강한 접착력이 발휘되지 않고, 강한 접착력이 발휘되기 까지 수초 내지 수분의 시간이 필요하기에, 시술 또는 수술하는 자의 숙련도와 무관하게 누구라도 쉽고 정확하게 혈관문합을 실시할 수 있다. 본 발명에 따른 인공혈관 문합 조성물은 강아지, 고양이와 같은 동물의 혈관 관련 시술/수술뿐만 아니라, 사람을 대상으로 하는 시술이나 수술에도 적용이 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 인공혈관은 인체 내 혈관과 연결될 수도 있으며, 인체 내 혈관들 사이에 삽입되는 형태로 연결될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 폴리머를 포함하는, 고형의 3D 프린팅용 인공혈관 문합 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3 알킬기이다.
상기 R1은 비치환된 에틸기일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 폴리머는 100,000 g/mol 내지 200,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 폴리머는 건조된 것일 수 있다.
상기 건조는 상온 건조 또는 동결 건조를 포함할 수 있다.
상기 인공혈관 문합 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 이의 폴리머를 더 포함할 수 있다.
[화학식 2]
R2는 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기이다.
상기 R2는 치환 또는 비치환된 C12 내지 C20 알킬기일 수 있다.
상기 인공혈관 문합 조성물은 하이드로퀴논계 화합물, 산 화합물, 환원제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸 에테르, 카테콜, 피로갈롤, 비스테놀 A, SO2, SO3, SOCl2, SO2Cl2, HF, BF3, BF3-에테르 착체, NO2, 파라톨루엔술폰산, 메탄술폰산, 프로판술톤, 인산, 황산 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 상기 인공혈관 문합 조성물 총량 대비 1 ppm 내지 5000 ppm으로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는 상기 인공혈관 문합용 조성물을 포함하는 3D 프린팅된 인공혈관을 제공한다.
상기 인공혈관 문합용 조성물은 상기 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 존재할 수 있다.
상기 인공혈관 문합용 조성물은 상기 3D 프린팅된 인공혈관 내부에 존재할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기 인공혈관 문합용 조성물을 토출하여 제조된 인공혈관을 제공한다.
상기 토출은 3D 프린터에서 토출되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기 인공혈관 문합용 조성물을 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 도포하는 단계를 포함하는 인공혈관 제조방법을 제공한다.
상기 인공혈관 제조방법은 3D 프린팅된 제1 인공혈관을 준비하는 단계; 상기 제1 인공혈관과 별개로 존재하는, 3D 프린팅된 제2 인공혈관을 준비하는 단계; 상기 제1 인공혈관 양 말단 중 적어도 하나 이상에 상기 인공혈관 문합용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 인공혈관 문합용 조성물이 도포된 제1 인공혈관 말단에, 상기 제2 인공혈관 말단을 문합시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 인공혈관 문합용 조성물이 도포된 제1 인공혈관 말단에 문합되는 제2 인공혈관 말단에는 상기 인공혈관 문합용 조성물이 도포되어 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 (a) 상기 인공혈관 문합용 조성물을 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 도포하는 단계; (b) 상기 인공혈관과 문합할 다른 3D 프린팅된 인공혈관을 준비하는 단계 및 (c) 상기 (b) 단계에서 준비된 3D 프린팅된 인공혈관 말단을, 상기 (a) 단계에서 준비된 인공혈관 문합용 조성물이 도포된 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 문합시키는 단계를 포함하는 인공혈관 문합 방법을 제공한다.
상기 인공혈관 문합 방법은 상기 (b) 단계 및 (c) 단계 사이에, (b1) 상기 (b) 단계에서 준비된 인공혈관 말단에 상기 인공혈관 문합용 조성물을 도포하는 단계를 더 포함하고, 상기 (c) 단계는 상기 (a) 단계 및 (b1) 단계에서 준비된 3D 프린팅된 인공혈관을, 상기 인공혈관 문합용 조성물이 도포된 말단끼리 문합시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 인공혈관 문합 시 인공혈관들 말단 사이에 위치한 일 실시예에 따른 인공혈관 문합용 조성물이 신속하게 결합력을 발휘하지 않고, 오히려 신속한 결합을 지연시키며, 완전한 결합력이 발휘될 때까지 수초 내지 수분의 시간이 소요되기에, 혈관문합 시술이나 수술을 집도하는 자가 숙련도가 없더라도 얼마든지 정확하게 혈관문합을 실시할 수 있다. 상기 수초 내지 수분의 시간은 시술이나 수술을 집도하는 자가 인공혈관 말단끼리의 위치를 맞추어 정확하게 접합시키는 데 충분한 시간이기 때문이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 명세서의 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 3은 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 조성물을 이용하여 문합된 인공혈관의 시간별 인장강도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 조성물을 이용하여 문합된 인공혈관에서, 상기 조성물에 의한 결합력이 충분히 발휘될 때까지 기다린 후(문합 후 20분), 문합되지 않은 인공혈관과 비교하여 인장강도의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 조성물을 이용하여 문합된 인공혈관에서, 상기 조성물에 의한 결합력이 충분히 발휘될 때까지 기다린 후(문합 후 20분), 문합되지 않은 인공혈관과 비교하여 터짐압력의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 4는 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 조성물을 이용하여 문합된 인공혈관에서, 상기 조성물에 의한 결합력이 충분히 발휘될 때까지 기다린 후(문합 후 20분), 문합되지 않은 인공혈관과 비교하여 인장강도의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 조성물을 이용하여 문합된 인공혈관에서, 상기 조성물에 의한 결합력이 충분히 발휘될 때까지 기다린 후(문합 후 20분), 문합되지 않은 인공혈관과 비교하여 터짐압력의 차이를 나타낸 그래프이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예를 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
본 명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표면들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
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. 또한, 본 명세서 전체에서 단수형은 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 수치적 값의 범위가 기재되었을 때, 이의 구체적인 범위가 달리 기술되지 않는 한 그 값은 유효 숫자에 대한 화학에서의 표준규칙에 따라 제공된 유효 숫자의 정밀도를 갖는다. 예를 들어, 10은 5.0 내지 14.9의 범위를 포함하며, 숫자 10.0은 9.50 내지 10.49의 범위를 포함한다.
본 명세서에서 특별한 기재가 없는 한 상온이라 함은 15℃ 내지 20℃, 예컨대 20℃를 의미할 수 있다.
본 명세서에 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 일 구현예에 따른 인공혈관 문합 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 폴리머를 포함한다.
[화학식 1]
R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3 알킬기이다.
일 구현예에 따른 인공혈관 문합(용) 조성물은 실제 사람이나 동물의 혈관문합 시에도 적용이 가능하나, 인공혈관, 더 바람직하게는 3D 프린팅된 인공혈관 문합에 가장 최적화되어 있을 수 있다. 실제 사람이나 동물의 혈관문합 시에는 액체 상태로 존재하는 혈액에 의해 상당히 습한 환경에서 문합이 이루어지게 되는데, 일 구현예에 따른 인공혈관 문합 조성물은 고형이기에 너무 과하게 습한 환경에서는 상기 고형이 쉽게 액화됨으로써 강한 접착력이 발휘될 염려가 있기 때문이다.(인공혈관 또한 혈관이기에 습한 환경에서 문합이 이루어지는 것은 동일하나, 상대적으로 실제 사람이나 동물의 혈관문합과 비교하여 습도 등을 어느정도 제어할 수 있기에, 특히 3D 프린팅된 인공혈관의 경우 더더욱 습도 제어가 용이하기에, 실제 사람이나 동물의 혈관문합 시보다 덜 습한 환경에서 인공혈관의 문합이 가능하다.) 즉, 일 구현예에 따른 인공혈관 문합 조성물은 반드시 고형이어야 한다. 상기 인공혈관 문합 조성물이 고형이기에 인공혈관 문합 시 접착력이 바로 발휘되지 못하고, 수초 내지 수분의 시간이 경과되어야지만 강한 접착력이 발휘되는 것이다. 그리고, 상기 수초 내지 수분의 시간 동안 시술자 등은 상기 조성물이 도포된 인공혈관 말단을 손으로 잡고 정확하게 상기 인공혈관 양 말단을 접합시킬 수 있다. 수초 내지 수분의 시간은 시술자 등의 숙련도와 상관없이 누구나 인공혈관 양 말단을 정확하게 접합시키는 데 충분한 시간이기에, 본 발명의 조성물은 대구경 인공혈관뿐만 아니라 직경이 2mm 이하인 소구경 인공혈관에도 얼마든지 적용될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 시아노 아크릴레이트계 화합물인데, 상기 화학식 1에서 R1은 탄소수 3개 이하의 단사슬 알킬기여야 한다. 만약, 상기 화학식 1에서 R1이 탄소수 4개 이상의 장사슬 알킬기일 경우, 조성물이 고형이라 하더라도 혈관문합 지연 효과를 기대하기 어려울 수 있다.
예컨대, 상기 화학식 1에서 R1은 비치환된 에틸기일 수 있다. 이 경우, 조성물이 고형일 때 혈관문합 지연 효과를 더욱 개선시킬 수 있다.
일 구현예에 따른 인공혈관 문합 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 단량체뿐만 아니라, 상기 화합물의 폴리머도 포함할 수 있는데, 상기 폴리머는 100,000 g/mol 내지 200,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 상기 폴리머의 중량평균분자량을 상기 범위로 제어할 경우, 혈관문합 지연 효과를 더욱 개선시킬 수 있다.
예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 폴리머는 건조된 것일 수 있다. 조성물의 성상이 고형인 것은 건조 외에 다른 방법으로도 제어가 가능하나, 일 구현예에 따른 조성물의 경우 건조 방식으로 성상을 고형으로 제어할 때, 혈관문합 지연 효과를 더욱 개선시킬 수 있으며, 경제적이다.
예컨대, 상기 건조는 상온 건조 또는 동결 건조를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 건조는 상온 건조 또는 동결 건조일 수 있다. 여기서 상온이라 함은 15℃ 내지 25℃, 예컨대 16℃ 내지 24℃, 예컨대 17℃ 내지 23℃, 예컨대 18℃ 내지 22℃, 예컨대 19℃ 내지 21℃, 예컨대 20℃를 의미할 수 있다. 상온 건조의 경우가 동결 건조의 경우보다 인공혈관 문합 후 인장강도나 터짐압력 측면에서 보다 약간 우수할 수 있으나, 시술 또는 수술 등의 임상에 적용되는 데 있어 큰 차이는 없다.
한편, 상기 상온 건조라 함은 일 구현예에 따른 조성물을 상온에서 30분 이상, 예컨대 30분 내지 90분의 시간 동안 방치하는 것을 의미할 수 있다. 다만, 그렇다고 하여 일 구현예에 따른 조성물이 상온에서 액체임을 의미하는 것은 아니다. 예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물의 경우 함께 사용되는 다른 물질에 의해 상온에서의 성상이 액체가 될 수도, 또는 고체가 될 수도 있는데, 일반적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물은 상온에서 반고체(외압에 의해 물리적 형상이 변경될 수도 있음)와 고체(외압에 의해 물리적 형상이 변경되지 않음)의 성질을 모두 포함하는 성상을 가질 수 있다. 이러한 점에 비추어, 본원에서 고형이라 함은 고체, 즉 반고체가 아닌 고체, 다시 말해 외합에 의해 물리적 형상이 변경되지 않는 성상을 의미할 수 있다.
예컨대, 상기 인공혈관 문합 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 이의 폴리머를 더 포함할 수 있다.
[화학식 2]
R2는 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기이다.
일 구현예에 따른 인공혈관 문합 조성물은 전술한 것처럼 탄소수 3개 이하의 단사슬 알킬기를 포함하는 시아노 아크릴레이트계 화합물을 유효성분으로 포함해야 하는데, 상기 조성물인 탄소수 3개 이하의 단사슬 알킬기를 포함하는 시아노 아크릴레이트계 화합물을 유효성분으로 포함하는 조건을 만족하는 경우, 여기에 추가로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물(또는 이의 폴리머), 즉 탄소수 8개 이상의 장사슬 알킬기를 포함하는 시아노 아크릴레이트계 화합물을 포함하게 되면, 인공혈관 문합 지연 효과는 비슷하나(결합력이 최대로 발휘되는 데까지 소요되는 시간은 비슷하나), 결합력이 최대로 발휘된 후 문합된 인공혈관의 인장강도나 터짐압력은 더욱 향상될 수 있다. 이 때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(또는 이의 폴리머)과 상기 화학식 2로 표시되는 화합물(또는 이의 폴리머)의 혼합 몰비는 1:9 내지 9:1, 예컨대 5:5 내지 9:1일 수 있다.
예컨대, 상기 화학식 2에서 R2는 치환 또는 비치환된 C12 내지 C20 알킬기일 수 있다. 이 경우, 조성물이 고형일 때 혈관문합 지연 효과를 가장 크게 기대할 수 있다. 예컨대, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 2-헵틸-1-운데칸-알파-시아노아크릴레이트 등일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 상기 인공혈관 문합 조성물은 하이드로퀴논계 화합물, 산 화합물, 환원제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 일 구현예에 따른 인공혈관 문합 조성물은 상기 첨가제들을 더 포함함으로써, 조성물의 결합력이 최대로 발휘된 후 문합된 인공혈관의 인장강도나 터짐압력을 더욱 개선시킬 수 있다.
예컨대, 상기 첨가제는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸 에테르, 카테콜, 피로갈롤, 비스테놀 A, SO2, SO3, SOCl2, SO2Cl2, HF, BF3, BF3-에테르 착체, NO2, 파라톨루엔술폰산, 메탄술폰산, 프로판술톤, 인산, 황산 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 상기 첨가제는 상기 인공혈관 문합 조성물 총량 대비 1 ppm 내지 5000 ppm으로 포함될 수 있다. 상기 첨가제가 상기 인공혈관 문합 조성물 총량 대비 1 ppm 미만으로 포함될 경우 그 양이 너무 적어 첨가제를 첨가하는 효과를 기대할 수 없으며, 상기 첨가제가 상기 인공혈관 문합 조성물 총량 대비 5000 ppm을 초과할 경우 그 양이 너무 많아 인공혈관 문합 지연 효과가 반감될 수 있다.
다른 일 구현예에 따르면, 상기 인공혈관 문합용 조성물을 포함하는 3D 프린팅된 인공혈관을 제공한다.
예컨대, 상기 인공혈관 문합용 조성물은 상기 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 존재할 수 있다.
예컨대, 상기 인공혈관 문합용 조성물은 상기 3D 프린팅된 인공혈관 내부에 존재할 수 있다.
또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 인공혈관 문합용 조성물을 토출하여 제조된 인공혈관을 제공한다.
예컨대, 상기 토출은 3D 프린터에서 토출된 것일 수 있으며, 이 경우, 일 구현예는 토출 방식으로 3D 프린팅된 인공혈관을 제공할 수 있다.
또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 인공혈관 문합용 조성물을 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 도포하는 단계를 포함하는 인공혈관 제조방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 인공혈관 제조방법은 3D 프린팅된 제1 인공혈관을 준비하는 단계; 상기 제1 인공혈관과 별개로 존재하는, 3D 프린팅된 제2 인공혈관을 준비하는 단계; 상기 제1 인공혈관 양 말단 중 적어도 하나 이상에 상기 인공혈관 문합용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 인공혈관 문합 조성물이 도포된 제1 인공혈관 말단에, 상기 제2 인공혈관 말단을 문합시키는 단계를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 인공혈관 문합용 조성물이 도포된 제1 인공혈관 말단에 문합되는 제2 인공혈관 말단에는 상기 인공혈관 문합용 조성물이 도포되어 있을 수 있다.
또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 인공혈관 문합 조성물을 이용한 인공혈관 문합 방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 인공혈관 문합 방법은 (a) 상기 인공혈관 문합용 조성물을 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 도포하는 단계; (b) 상기 인공혈관과 문합할 다른 3D 프린팅된 인공혈관을 준비하는 단계 및 (c) 상기 (b) 단계에서 준비된 3D 프린팅된 인공혈관 말단을, 상기 (a) 단계에서 준비된 인공혈관 문합 조성물이 도포된 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 문합시키는 단계를 포함한다.
예컨대, 상기 (b) 단계 및 (c) 단계 사이에, (b1) 상기 (b) 단계에서 준비된 인공혈관 말단에 상기 인공혈관 문합용 조성물을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 (c) 단계는 상기 (a) 단계 및 (b1) 단계에서 준비된 3D 프린팅된 인공혈관을, 상기 인공혈관 문합용 조성물이 도포된 말단끼리 문합시키는 단계를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
(실시예)
실시예 1
제작된 인공혈관(d=2mm)을 3cm 길이로 자른 뒤, 12시간 freezing dry된 Alpha-ethlycyanoacrlyate로 봉합한 뒤, 시편의 인장 강도를 시간 별로 측정하였다. (1초(즉시), 1분, 10분)
실시예 2
제작된 인공혈관(d=2mm)을 3cm 길이로 자른 뒤, 상온에서 1시간 dry된 Alpha-ethlycyanoacrlyate로 봉합한 뒤, 시편의 인장 강도를 시간 별로 측정하였다. (1초(즉시), 1분, 10분)
실시예 3
12시간 freezing dry된 Alpha-ethlycyanoacrlyate와 함께 2-heptyl-1-undecane-α-cyanoacrylate를 8:2의 몰비로 혼합 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였다.
실시예 4
12시간 freezing dry된 Alpha-ethlycyanoacrlyate와 함께 2-heptyl-1-undecane-α-cyanoacrylate를 5:5의 몰비로 혼합 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였다.
실시예 5
12시간 freezing dry된 Alpha-ethlycyanoacrlyate와 함께 2-heptyl-1-undecane-α-cyanoacrylate를 4:6의 몰비로 혼합 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였다.
실시예 6
12시간 freezing dry된 Alpha-ethlycyanoacrlyate와 함께 아세트산을 혼합 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였다.
비교예 1
제작된 인공혈관(d=2mm)을 3cm 길이로 자른 뒤, 따로 건조시키지 않은 반고체 상태의 Alpha-ethlycianoacrlyate로 봉합한 뒤, 시편의 인장 강도를 시간별로 측정하였다. (1초(즉시), 1분, 10분)
비교예 2
제작된 인공혈관(d=2mm)을 3cm 길이로 자른 뒤, 12시간 freezing dry된 Alpha-buthlycyanoacrlyate로 봉합한 뒤, 시편의 인장 강도를 시간 별로 측정하였다. (1초(즉시), 1분, 10분)
비교예 3
제작된 인공혈관(d=2mm)을 3cm 길이로 자른 뒤, 2-heptyl-1-undecane-α-cyanoacrylate로 봉합한 뒤, 시편의 인장 강도를 시간 별로 측정하였다. (1초(즉시), 1분, 10분)
비교예 4
제작된 인공혈관(d=2mm)을 3cm 길이로 자른 뒤, 액화시킨 Alpha-ethlycyanoacrlyate로 봉합한 뒤, 시편의 인장 강도를 시간 별로 측정하였다. (1초(즉시), 1분, 10분)
Reference(문합되지 않은 인공혈관)
제작된 인공혈관(d=2mm)을 3cm 길이로 자른 뒤, 시편의 인장 강도를 측정하였다.
평가
실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 4에 따라 제조된 문합시킨 인공혈관에 대해 시간 별로 인장강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 및 도 1 내지 도 4에 나타내었다. 또한 실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 4에 따라 제조된 문합시킨 인공혈관에 대해 문합 후 20분이 지난 시점에서 터짐압력을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2 및 도 5에 나타내었다. 인장강도 및 터짐압력은 각각 3회씩 측정한 후, 그 평균값을 계산하였다.
| 문합 후 1초 | 문합 후 1분 | 문합 후 10분 | 문합 후 20분 | |
| 실시예 1 | 0.550 | 0.980 | 1.290 | 1.490 |
| 실시예 2 | 0.590 | 1.050 | 1.300 | 1.502 |
| 실시예 3 | 0.580 | 1.030 | 1.310 | 1.495 |
| 실시예 4 | 0.550 | 0.990 | 1.300 | 1.499 |
| 실시예 5 | 0.530 | 0.980 | 1.330 | 1.501 |
| 실시예 6 | 0.610 | 1.060 | 1.350 | 1.505 |
| 비교예 1 | 0.920 | 1.590 | 1.570 | 2.010 |
| 비교예 2 | 0.950 | 1.600 | 1.590 | 2.001 |
| 비교예 3 | 0.930 | 1.580 | 1.590 | 1.997 |
| 비교예 4 | 0.940 | 1.610 | 1.640 | 1.998 |
| 문합 후 20분 | |
| 실시예 1 | 870 |
| 실시예 2 | 875 |
| 실시예 3 | 1100 |
| 실시예 4 | 1095 |
| 실시예 5 | 905 |
| 실시예 6 | 990 |
| 비교예 1 | 940 |
| 비교예 2 | 1040 |
| 비교예 3 | 1080 |
| 비교예 4 | 1120 |
| Reference | 1125 |
상기 표 1, 표 2 및 도 1 내지 도 5로부터, 실시예에 따른 조성물은 비교예에 따른 조성물과 비교하여, 문합 후 바로 강한 결합력이 발휘되지 못하기에 수초 내지 수분의 시간 동안 시술자가 인공혈관을 정확하게 접합시켜 문합할 수 있는 충분한 시간을 벌어줄 수 있으며, 완전한 결합이 이루어진 후에도 reference 대비 터짐압력이 크게 낮아지는 것은 아니기에(문합 20분 후, "reference"와 "실시예 1, 2" 간 인장강도는 약 1.3배, 터짐압력은 약 1.25배 차이를 보임), 정확하게 문합된, 우수한 품질의 인공혈관을 제공할 수 있음을 확인할 수 있다. 즉, 일 구현예에 따른 조성물은 건조를 통해 고형화시킴으로써 접착시간을 지연시킬 수 있으며, 20분 정도의 시간이 경과되면 본래의 강한 접착력을 그대로 발휘함을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
Claims (20)
- 건조된 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 폴리머를 포함하는, 고형의 3D 프린팅용 인공혈관 문합 조성물:
[화학식 1]
R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3 알킬기이다.
- 제1항에서,
상기 R1은 비치환된 에틸기인 인공혈관 문합 조성물.
- 제1항에서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 폴리머는 100,000 g/mol 내지 200,000 g/mol의 중량평균분자량을 가지는 인공혈관 문합 조성물.
- 삭제
- 제1항에서,
상기 건조는 상온 건조 또는 동결 건조를 포함하는 인공혈관 문합 조성물.
- 제1항에서,
상기 인공혈관 문합 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 이의 폴리머를 더 포함하는 인공혈관 문합 조성물:
[화학식 2]
R2는 치환 또는 비치환된 C8 내지 C20 알킬기이다.
- 제6항에서,
상기 R2는 치환 또는 비치환된 C12 내지 C20 알킬기인 인공혈관 문합 조성물.
- 제1항에서,
상기 인공혈관 문합 조성물은 하이드로퀴논계 화합물, 산 화합물, 환원제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함하는 인공혈관 문합 조성물.
- 제8항에서,
상기 첨가제는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸 에테르, 카테콜, 피로갈롤, 비스테놀 A, SO2, SO3, SOCl2, SO2Cl2, HF, BF3, BF3-에테르 착체, NO2, 파라톨루엔술폰산, 메탄술폰산, 프로판술톤, 인산, 황산 또는 이들의 조합을 포함하는 인공혈관 문합 조성물.
- 제8항에서,
상기 첨가제는 상기 인공혈관 문합 조성물 총량 대비 1 ppm 내지 5000 ppm으로 포함되는 인공혈관 문합 조성물.
- 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항의 인공혈관 문합 조성물을 포함하는 3D 프린팅된 인공혈관.
- 제11항에서,
상기 인공혈관 문합 조성물은 상기 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 존재하는 3D 프린팅된 인공혈관.
- 제11항에서,
상기 인공혈관 문합 조성물은 상기 3D 프린팅된 인공혈관 내부에 존재하는 3D 프린팅된 인공혈관.
- 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항의 인공혈관 문합 조성물을 토출하여 제조된 인공혈관.
- 제14항에서,
상기 토출은 3D 프린터에서 토출되는 인공혈관.
- 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항의 인공혈관 문합 조성물을 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 도포하는 단계를 포함하는 인공혈관 제조방법.
- 제16항에서,
상기 인공혈관 제조방법은
3D 프린팅된 제1 인공혈관을 준비하는 단계;
상기 제1 인공혈관과 별개로 존재하는, 3D 프린팅된 제2 인공혈관을 준비하는 단계;
상기 제1 인공혈관 양 말단 중 적어도 하나 이상에 상기 인공혈관 문합 조성물을 도포하는 단계; 및
상기 인공혈관 문합 조성물이 도포된 제1 인공혈관 말단에, 상기 제2 인공혈관 말단을 문합시키는 단계
를 포함하는 인공혈관 제조방법.
- 제17항에서,
상기 인공혈관 문합 조성물이 도포된 제1 인공혈관 말단에 문합되는 제2 인공혈관 말단에는 상기 인공혈관 문합 조성물이 도포되어 있는 인공혈관 제조방법.
- (a) 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항의 인공혈관 문합 조성물을 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 도포하는 단계;
(b) 상기 인공혈관과 문합할 다른 3D 프린팅된 인공혈관을 준비하는 단계 및
(c) 상기 (b) 단계에서 준비된 3D 프린팅된 인공혈관 말단을, 상기 (a) 단계에서 준비된 인공혈관 문합 조성물이 도포된 3D 프린팅된 인공혈관 말단에 문합시키는 단계
를 포함하는 인공혈관 문합 방법.
- 제19항에서,
상기 (b) 단계 및 (c) 단계 사이에, (b1) 상기 (b) 단계에서 준비된 인공혈관 말단에 상기 인공혈관 문합 조성물을 도포하는 단계를 더 포함하고,
상기 (c) 단계는 상기 (a) 단계 및 (b1) 단계에서 준비된 3D 프린팅된 인공혈관을, 상기 인공혈관 문합 조성물이 도포된 말단끼리 문합시키는 단계
를 포함하는 인공혈관 문합 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230135455A KR102677121B1 (ko) | 2023-10-11 | 2023-10-11 | 인공혈관 문합 조성물, 이를 이용한 인공혈관, 인공혈관 제조방법 및 문합방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020230135455A KR102677121B1 (ko) | 2023-10-11 | 2023-10-11 | 인공혈관 문합 조성물, 이를 이용한 인공혈관, 인공혈관 제조방법 및 문합방법 |
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| KR102677121B1 true KR102677121B1 (ko) | 2024-06-20 |
Family
ID=91669554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230135455A KR102677121B1 (ko) | 2023-10-11 | 2023-10-11 | 인공혈관 문합 조성물, 이를 이용한 인공혈관, 인공혈관 제조방법 및 문합방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102677121B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003514062A (ja) * | 1999-10-29 | 2003-04-15 | クロージャー メディカル コーポレイション | 保存剤含有シアノアクリレート溶液 |
| KR20050079158A (ko) * | 2004-02-04 | 2005-08-09 | 주식회사 삼양사 | 시아노아크릴레이트계 조직 접착제 조성물 |
| KR101633226B1 (ko) * | 2015-08-04 | 2016-06-23 | 강릉원주대학교산학협력단 | 인공혈관의 제조방법 |
| JP2020202856A (ja) * | 2016-09-14 | 2020-12-24 | レボテック カンパニー，リミティド | 人工組織前駆体及びそれを調製する方法 |
-
2023
- 2023-10-11 KR KR1020230135455A patent/KR102677121B1/ko active IP Right Grant
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