KR20020060627A - 키토산/음이온성 다당류의 창상 치유제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 임상병리학적인 피부의 손상, 수술 및 화상을 포함하는 신체적 외상에 처리하였을 때 상처치유, 살균, 흉터조직방지, 흉터조직억제, 상처 회복 등의 효능을 갖는 키토산과 음이온성 다당류와의 복합체를 제조함으로써 상처치유 획기적으로 개선되고 상처치유와 관련한 부상조직과 인접 또는 주변조직과의 원하지 않는 융착을 최대한 방지할 수 있는 창상 치유제를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

키토산/음이온성 다당류의 창상 치유제{Wound Healing of chitosan/anionic polysaccharides complex}
본 발명은 키토산을 약산용액에서 용해시켜 키토산 용액을 만들고 한편으로 음이온을 갖는 카르복실메틸 셀룰로오스, 알긴산나트륨, 황산콘드로이틴나트륨, 헤파린, 히아론산 나트륨 및 이들의 황산 및 카르복실산 유도체와 혼합 복합화하여 겔화시킨 후 동결 건조시킨 후 파쇄 시켜서 플레이크상으로 제조하거나 필름상 또는 스폰지형으로 제조하는 것에 관한 것이다.
열상, 교통사고 등 외적 요인으로 사람의 피부가 대량으로 손실된 경우 단백질과 적혈구를 포함한 체액의 손실을 방지하는 것과 함께 통증의 경감, 건조의 방지, 세균의 발육 증식 방지, 노출된 부위의 혈관, 신경 등의 보호뿐만 아니라 상처부위를 정상의 상태로 회복시켜야 한다. 그러나 심부의 화상, 3도 이상의 열상 또는 진피의 일부 손실이든지 보다 넓은 범위의 조직의 손실에는 치유하는 과정에서 원래의 정상상태로 돌아가지 않고 영구적 변형을 수반한다. 즉 환부의 조직의 충실성이 보지지 않고 무정형의 가소성 부분이 감소하며 결국에는 경질 섬유성 콜라겐 결합조직으로 변하여 원하지 않는 조직간의 융착이 일어나서 근육 및 뼈의 활동을윤활하지 못하게 한다.
따라서 열상, 사고 등으로 진피가 파괴되었을 때 염증 또는 부상의 치유와 관련한 조직간의 융착을 방지하고 단기간에 피부의 재생이 가능하도록 할 필요가 있다.
키틴, 키토산은 갑각류의 껍질에서 추출한 물질로서 의용재료로서 가능성이 기대되는 물질이다. 1970년 Prudden 등은 갑오징어의 뼈의 분말이 상처의 초기치유에 기여한다는 연구를 하였고 또 이들은 어떤 성분이 상처치유 효과에 기여하는가를 연구한 결과 키틴의 구성단위인 N-아세틸글루코스아민과 키토산의 구성단위인 글루코스아민이 상처치유에 관여한다는 결론을 얻었다.
다이네쉬 등( Rev. Macromol. Chem. Phys., C40(1), 69-83 (2000) )은 키틴과 키토산 및 이들을 이용한 화합물을 이용한상처 치유재, 인공 피부, 약전성재료, 혈액 응집제. 인공신장막, 생분해성 수술용 봉합사, 항균성 재료로의 적용 가능성과 우수한 기능성을 보고하였다. 또한 마리에판 등( ILEE Engineering In Medicine and Biology November/December, 1999)은 상처치유의 목적으로 키토산 박막이 도포된 침대보를 이용하였을 때 흉터를 예방하고 상처치유를 촉진한다는 연구결과를 보고하고 있다.
한편 독일특허 제DE1906155호, 제DE1906159호는 키틴, 키토산 관련 창상피복재에 관한 최초의 특허로서, 상기 특허에 따르면 분쇄된 키틴 분말이 상처 회복에 좋다고 기재되어 있다. 또한 영국특허 제GB1252373호에도 이와 유사한 내용을 제시하고 있다.
미국특허 3632754호, 3914413호에는 키틴이 창상 치유를 촉진시킨다는 내용이 기재되었으며, 키틴은 라이소짐에 의해 분해되는 성질이 있어 생리적으로 용해될 수 있음을 제시하고 있다.
유럽특허 제EP0089152호, 일본특허 제JP86141373호 등에는 키토산을 케라틴 또는 콜라겐과 복합시킨 필름으로 만들어 창상 보호제로 사용하는데 대하여 기재되어 있다
그 후 많은 사람들이 실, 필름 등으로 제조하여 연구하였다. 또한 키토산의 경우는 항세균성 및 항곰팡이성이 우수하기 때문에 세군감염을 막을 수 있으며 생체내 효소에 의해 분해되기 때문에 생체내 흡수될 수 있을 뿐 아니라 조직사이의 계면에서 일어나는 염증반응도 막을 수 있다.
음이온성 물질인 알긴산은 미역, 다시마 등의 갈조류에서 추출한 천연 다당류로서 흡수성이 좋고 지혈효과도 가지고 있다. 환부에서 떼어낼 필요가 없으며 치유를 촉진시키는 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
히아론산은 발효법에 의해 대량생산할 수 있는 기술이 개발되어 있다. 히아론산은 높은 수화 상태로되어 세포의 이동성을 촉진하는 특성을 가지고 있어서 상처치유에 있어서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
또한 콘도로이틴 설페이트, 헤파린 등은 진피층의 메트릭스를 재구성할 뿐만 아니라 결국 표피층의 각질세포에 영향을 미쳐서 상처치유를 촉진하는 것으로 알려져 있다.
이상과 같이 키틴과 키토산을 인체병리학적인 용도로 적용하려는 기술들은이미 보고된 것이 많다. 하지만 기존의 기술에서는 키틴 또는 키토산을 인체 적합성 소재로서의 가능성을 제시하였을 뿐 상업화시키지 못하였으며, 임상병리학적인 다양한 처리에 적합하면서 기능성이 최대로 발휘되는 효과적인 형태의 제품은 아직 출시되지 않고 있다.
본 발명은 임상병리학적인 피부의 손상, 수술 및 화상을 포함하는 신체적 외상에 처리하였을 때 상처치유, 살균, 흉터조직방지, 흉터조직억제, 상처 회복 등의 효능을 갖게 하기 위하여 키토산과 음이온성 다당류와의 복합체를 제조함으로써 상처치유 획기적으로 개선되고 상처치유와 관련한 부상조직과 인접 또는 주변조직과의 원하지 않는 융착을 최대한 방지할 수 있는 창상 치유제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 키토산을 약산용액에서 용해시켜 키토산 용액을 만들고 한편으로 음이온을 갖는 카르복실메틸 셀룰로오스, 알긴산나트륨, 황산콘드로이틴나트륨, 헤파린, 히아론산 나트륨 및 이들의 황산 및 카르복실산 유도체를 단독 또는 두가지 이상의 음이온성물질를 혼합한 용액을 혼합 복합화하여 겔화시킨 후 동결 건조시킨 후 파쇄 시켜서 플레이크상으로 제조하거나 필름상 또는 스폰지형으로 제조하는 것에 관한 것이다.
본 발명에 사용된 키토산의 예로는 새우껍질, 게껍질 등을 가성소다로 가열하고 염산 등으로 처리하여 얻은 키틴을 탈아세틸화하여 얻은 α-키토산 또는 갑오징어 뼈 등을 가성소다 및 염산으로 처리하여 제조한 β-키토산을 사용할 수 있다. 본 발명에 사용한 키토산은 탈아세틸화도 50%이상이고 분자량 10,000 내지 1,000,000정도를 사용할 수 있으며 바람직하게는 탈아세틸화도 85%이상이고 분자량 10,000 내지 100,000정도의 저분자 키토산을 사용하는 것이 바람직하다. 키토산용액의 농도는 0.5 내지 30중량%를 사용하며 1 내지 5중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용한 음이온성 다당류로는 카르복실메틸 셀룰로오스, 알긴산나트륨, 콘드로이틴 설페이트, 헤파린, 히아론산 및 이들의 황산 및 카르복실산 유도체를 사용하며 이들의 저분자도 사용할 수 있다. 또한 두가지 이상의 음이온성 물질을 적정의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다. 음이온성 다당류의 농도는
본 발명에서 다공성 스폰지나 쉬트, 필름을 제조하기위하여 수용성물질인 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 등을 사용할 수 있다. 0.5 내지 30중량%를 사용하며 1 내지 5중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 스폰지, 쉬트, 필름의 유연성을 향상시키기 위한 가소제로서 폴리에틸렌글리콜, 글리세롤 등의 다가알콜류를 사용하는 것이 바람직하다.
실시예 1(플레이크상 키토산/음이온 복합체의 제조)
키토산(분자량 100,000) 10g을 1% 초산용액 990g에 용해시킨 다음 10g의 알긴산 나트륨(분자량 120,000을 990g의 증류수에 용해시킨다. 상기의 키토산 용액을 고속으로 교반하면서 상기의 알긴산 나트륨용액을 서서히 가하여 겔화시킨 후 -50℃로 급속 냉각시켜 동결건조한다. 상기의 동결건조 복합체를 전동식분쇄기를 이용10분간 파쇄시켜 고순도 플레이크상 키토산 복합체를 얻는다.
실시예 2(플레이크상 키토산/음이온 복합체의 제조)
키토산(분자량 100,000) 10g을 1% 초산용액 990g에 용해시킨 다음 10g의 황산콘드로이틴 나트륨(분자량 70,000을 990g의 증류수에 용해시켜 황산콘드로이틴 나트륨 용액을 제조하였다. 상기의 키토산 용액을 고속으로 교반하면서 상기의 황산콘드로이틴 나트륨 용액을 서서히 가하여 겔화시킨 후 -50℃로 급속 냉각시켜 동결건조한다. 상기의 동결건조 복합체를 전동식분쇄기를 이용 10분간 파쇄시켜 고순도 플레이크상 키토산 복합체를 얻는다.
실시예 3(플레이크상 키토산/음이온 복합체의 제조)
키토산(분자량 100,000) 10g을 1% 초산용액 990g에 용해시킨 다음 7g의 황산콘드로이틴 나트륨(분자량 70,000)과 헤파린(분자량 10,000) 3g을 990g의 증류수에 용해시켜 황산콘드로이틴 나트륨/해파린 혼합 용액을 제조하였다. 상기의 키토산 용액을 고속으로 교반하면서 상기의 황산콘드로이틴 나트륨/해파린 혼합 용액을 서서히 가하여 겔화시킨 후 -50℃로 급속 냉각시켜 동결건조한다. 상기의 동결건조 복합체를 전동식분쇄기를 이용 10분간 파쇄시켜 고순도 플레이크상 키토산 복합체를 얻는다.
실시예 4(플레이크상 키토산/음이온 복합 필름의 제조)
키토산(분자량 100,000) 10g을 1% 초산용액 990g에 용해시킨 용액에 400g의 에탄올을 서서히 가하여 슬러리를 제조하고 여기에 10g의 알긴산 나트륨(분자량 120,000을 990g의 증류수에 용해시킨 용액과 약간의 글리세롤을 가하여 침전이 일어나지 않도록 슬러리용액을 제조한다. 상기의 슬러리용액을 깊이 3㎜되는 틀에 부어 증발시키고 70℃의 건조기에 넣어 24시간 건조시켜 키토산 복합필름을 제조한다.
실시예 5(플레이크상 키토산/음이온 복합 스폰지의 제조)
키토산(분자량 100,000) 10g을 1% 초산용액 990g에 용해시킨 용액에 400g의 에탄올을 서서히 가하여 슬러리를 제조하고 여기에 10g의 알긴산 나트륨(분자량 120,000을 990g의 증류수에 용해시킨 용액을 가하여 침전이 일어나지 않도록 슬러리용액을 제조한다. 상기의 슬러리용액을 깊이 3㎜되는 틀에 부어 -50℃로 급속 냉각시켜 동결건조시켜 키토산 복합필름을 제조한다.
실시예 6(플레이크상 키토산/음이온 복합 스폰지의 제조)
키토산(분자량 100,000) 10g을 1% 초산용액 990g에 용해시킨 용액에 400g의 에탄올을 서서히 가하여 슬러리를 제조하고 여기에 5g의 히알론산 나트륨(분자량 200,000)을 990g의 증류수에 용해시킨 용액과 폴리비닐알콜을 2중량%가 되도록 용해시킨 용액 500g을 가하여 침전이 일어나지 않도록 슬러리용액을 제조한다. 상기의 슬러리용액을 깊이 3㎜되는 틀에 부어 수분을 약 50%정도 증발시키고 냉수에 넣어 고화 시킨다. 이것을 증류수로 등비 추출하여 수용성 고분자인 폴리비닐알콜를 제거하고 동결건조하여 키토산 복합 스폰지를 제조한다.
실시예 7(창상치유실험)
실시예 1에서 제조한 키토산/음이온 복합 플레이크의 창상치유효과를 보기위하여 동물을 모델로 시험하였다.
토끼의 복벽을 좌우측에 각각 화살모양으로 12×10㎜의 창상을 만들었다. 이중 한쪽에는 키토산/음이온 복합 프레이크를 골고루 뿌리고 한쪽은 그대로 놔둔채로 봉합사가 복강내에 노출되지 않도록 봉합하였다. 이 결과를 2주 후, 4주 후에 관찰하였을 때 키토산/음이온 복합 후레이크를 사용한 쪽은 상처부위의 흉터가 나타나지 않은 반면 그렇지 않은 쪽은 흉터가 크게 남았다.
실시예 8(창상치유실험)
실시예 4에서 제조한 키토산/음이온 복합 필름의 창상치유효과를 보기위하여 동물을 모델로 시험하였다. 토끼의 복벽을 좌우측에 각각 화살모양으로 12×10㎜의 창상을 만들었다. 이중 한쪽에는 키토산/음이온 복합 필름으로 덮고 한쪽은 그대로 놔둔채로 봉합사가 복강내에 노출되지 않도록 봉합하였다.
이 결과를 2주 후, 4주 후에 관찰하였을 때 키토산/음이온 복합 스폰지를 사용한 쪽은 상처부위의 흉터가 약간 남았지만 그렇지 않은 쪽보다는 흉터가 아주 약하게 나타났다.
실시예 9(창상치유실험)
실시예 5, 6에서 제조한 키토산/음이온 복합 의 창상치유효과를 보기위하여 동물을 모델로 시험하였다. 키토산/음이온 복합 스폰지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일하게 실시하였다.
이 결과를 2주 후, 4주 후에 관찰하였을 때 키토산/음이온 복합 후레이크를 사용한 쪽은 상처부위의 흉터가 나타나지 않은 반면 그렇지 않은 쪽은 흉터가 크게 남았다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서 제조한 플레이크상, 필름상, 스폰지상의 키토산/음이온의 복합체는 양이온과 음이온의 콤플렉스에 의하여 제조되는 방법으로 의료용으로 적합한 부드럽고 벌키한 제품을 제조할 수 있으며 상기와 같이 화상, 자상 및 창상에 대하여 종래 사용되어 왔던 제품들에 비하여 그 치료 효과가 월등함을 알 수 있다.

Claims (3)

  1. 키토산 또는 저분자 키토산을 약산용액에서 용해시키는 단계와 음이온성 다당류를 단독 또는 두가지 이상을 용해시킨 용액을 혼합 복합화하여 겔화시키는 단계 및 동결 건조시킨 후 파쇄 시켜서 플레이크상으로 제조하거나 형틀에 부어서 필름상 또는 스폰지형으로 제조하는 것을 특징으로하는 창상 치유제를 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서 음이온성 다당류로는 카르복실메틸 셀룰로오스, 알긴산나트륨, 황산콘드로이틴나트륨, 헤파린, 히아론산 나트륨 및 이들의 황산 및 카르복실산 유도체인 것을 특징으로하는 창상 치유제를 제조하는 방법.
  3. 제 1항세서 사용한 키토산은 탈아세틸화도 50%이상이고 분자량 10,000 내지 1,000,000정도를 사용하며 특히 탈아세틸화도 85%이상이고 분자량 10,000 내지 100,000정도의 저분자 키토산을 사용하는 것을 특징으로하는 창상 치유제를 제조하는 방법
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