KR20020086485A

KR20020086485A - 수용성 고분자재료로 이루어지는 스폰지상 성형체 및 그기공제어방법

Info

Publication number: KR20020086485A
Application number: KR1020027009798A
Authority: KR
Inventors: 스기에토시마사; 야나가와히로아키; 바바유우지
Original assignee: 가부시끼가이샤 메니콘
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2002-11-18
Also published as: EP1273615A1; WO2001057121A1; US20030015825A1; CN1411488A; EP1273615A4

Abstract

수용성 고분자재료의 용액 또는 겔의 공기층과의 계면측을 냉각함으로써, 그 용액 또는 겔의 내부에 두께방향과 평행한 온도구배를 발생시키고, 그 용액 또는 겔을 예비동결시키는 것을 특징으로 하는 예비동결 공정과, 예비동결 공정에서 예비동결한 수용성 고분자재료의 용액 또는 겔을 동결건조하는 공정으로 이루어지는, 수용성 고분자재료로 이루어지는 스폰지상 성형체의 기공제어방법. 그 기공제어방법에 의하여 외부와 스폰지 내부의 물리적인 연락이 용이한 기공형태를 가지는 스폰지상 성형체가 간편하게 제조된다.

Description

수용성 고분자재료로 이루어지는 스폰지상 성형체 및 그 기공제어방법 {SPONGY MOLDING COMPRISING WATER-SOLUBLE POLYMERIC MATERIAL AND METHOD OF CONTROLLING PORES THEREOF}

열상이나 욕상에 의하여 생기는 피부 결손창면에 적용할 수 있고, 치유를 촉진시키는 창상피복재, 창상용 그라프트(특히 진피결손용 그라프트) 및 배양피부 기재로서, 종래 수용성 고분자재료로 이루어지는 성형체가 이용되고 있고, 그 형태로는 스폰지, 부직포, 필름 등이 선택되고 있다.

창상피복재 및 창상용 그라프트는 그 형태가 창상 치유에 영향을 준다고 생각되고 있다. 예를 들어, 진피결손용 그라프트는 주로 콜라겐으로 이루어지는 스폰지상 성형체이고, 피부 결손창면 주변에서 스폰지내로 혈관이나 선유아세포를 진입시키고, 결손한 피부조직을 재구축시키는 것이 목적이다. 이러한 혈관이나 선유아세포의 진입성에는 스폰지의 기공의 크기나 그 연속성·배향성이 관여한다고 생각된다.

그러나 이미 출시된 창상피복재나 창상용 그라프트에 형성된 기공은 비연속적인 독립 기공이므로 스폰지 내부의 광범위에 걸쳐 혈관이나 선유아세포가 진입하는 것은 기대할 수 없다.

배양피부 기재의 원료로서, 예를 들어 콜라겐, 아테로콜라겐, 젤라틴, 키틴키토산, 피브로넥틴, 라미닌, 히아루론산 등의 생체 유래 재료가 자주 이용되고, 검토가 진행되고 있다. 배양피부는 일반적으로 그 기재와 피부 유래의 선유아세포나 각질화세포 등에 의하여 구성된다. 그 배양피부를 피부 결손부위에 적용한 때, 전기 선유아세포나 각질화세포 등에 의하여 생산되는 액성인자에 의하여 창테두리에서의 선유아세포, 각질화세포, 혈관내피세포의 유주ㆍ증식을 촉진시키고, 피부를 재구축시킨다고 알려져 있다. 배양피부는 전기 선유아세포나 각질화세포 등의 현탁액을 기재에 적하하고 접착시켜 일정 기간 배양하여 제작할 수 있다. 배양피부 기재가 스폰지상 성형체인 경우, 스폰지 표면의 기공경이 일정하고, 다시 내부 기공의 형태도 일정하면, 적하한 세포는 똑같이 기재에 접착할 수 있다고 생각되고, 제작한 배양피부는 일정의 창상 치유능력이 기대된다.

그러나, 종래의 배양피부 기재는 내부 기공의 크기가 불균일하고, 배향성도갖지 않으므로 적하한 세포의 일률적인 접착을 기대하는것이 불가하고, 또한 일정의 창상 치유능력도 기대할 수 없다. 또한 그 종래의 배양피부 기재의 기공은 독립 기공이므로 창면 적용시에 배양피부 내부의 선유아세포나 각질화세포에서 생산되는 액성인자가 창 주변의 조직이나 세포에 도달하기 어렵다고 생각된다.

피부 결손창면에 적용하는 스폰지상 재료 및 그 제조방법으로서, 종래 예를 들어 이하의 것이 제안되어 있다.

일본 특허공개 소62-167331호 공보에는 희초산 수용액에 용해하는 키토산으로 이루어지고, 기공율이 80% 이상인 키토산 스폰지가 개시되어 있다. 그 키토산 스폰지는 동결건조에 의하여 얻을 수 있고, 그 동결건조에 의하여 다공성이 손상되지 않는 것이지만 동결의 조건이 명확하지 않고, 또한 구멍의 형성방법도 불명확하다.

특허공개 소64-4629호 공보에는 세공의 형성방법이 시료의 두께방향에 평행이고, 또한 세공의 기공이 갖추어진 콜라겐 스폰지가 개시되어 있다. 그러나 그 콜라겐 스폰지의 세공을 제어하기 위해서는 계면활성제가 사용되므로 그 제거공정이 필요하게 되어 작업이 번잡하다. 다시 계면활성제에 의한 단백질의 변성도 염려된다. 또한 그 콜라겐 스폰지는 동결방법으로 얻을 수 있지만 동결온도, 동결속도 등이 불명확하다.

특허공개 평2-208332호 공보에는 연통한 공포의 연속공이 표면에서 실질적으로 수직으로 내부에 달하는 구조를 가지는 고분자 다공체가 개시되어 있다. 그러나 그 연속공의 형성방법에 관한 구체적인 개시가 없고, 또한 그 고분자 다공체의표면상태도 불명확하다.

특허공개 평2-261838호 공보에는 다공질 키토산 재료가 개시되어 있지만, 그 구멍은 복잡한 3차원 강목구조의 연속 기공이다.

특허공개 평4-332561호 공보에는 기계적으로 관통공을 형성한 콜라겐 스폰지의 시트가 개시되어 있다. 그러나 그 콜라겐 스폰지의 시트는 기계적으로 관통공이 형성된 것이므로 배지나 창면에서의 삼출액에 의하여 스폰지가 습윤되면 구멍의 대부분이 막힐 가능성이 있다. 이에 의하여 창테두리에서의 세포습윤이나 세포현탁액 적하시의 세포 진입에 악영향을 미칠 가능성이 있다.

이와 같이, 종래 종종의 스폰지상 재료 및 그 제법이 제안되어 있지만, 여기에서 창상피복재, 창상용 그라프트(특히 진피결손용 그라프트) 및 배양피부 기재에 사용되는 스폰지상 성형체의 기공형태에는 이하의 조건이 필요하다고 생각된다.

① 외부와 스폰지 내부와의 물리적인 연락이 용이한 형태일 것. 바람직하게는 배향성을 가지고 스폰지 내부를 기공이 관통하고 있을 것.

② 스폰지 내부로 세포를 진입시키기 쉽게 하기 위하여, 스폰지의 표면에 일정의 크기를 가지는 구멍이 형성되어 있을 것.

③ 필요하면, 세포나 체액의 유출을 방지하기 위하여, 먼저 일방의 면(전기 ②에서 일정의 크기를 가지는 구멍이 형성된 면의 반대측의 면)에는 구멍이 거의 형성되어 있지 않고, 주로 필름상이어도 좋을 것.

즉, 전기 기공형태의 조건 ①∼③을 만족하는 스폰지상 성형체가 창상피복재, 창상용 그라프트(특히 진피결손형 그라프트) 및 배양피부 기재로서 이상적이라고 생각된다.

따라서, 종래의 종종의 스폰지상 재료는 어느 것이나 이상적인 스폰지상 성형체라고는 말하기 어렵고, 또한 이와 같은 이상적인 스폰지상 성형체를 용이하게 얻는 방법도 제안되어 있지 않다.

본 발명은 전기 종래기술에 비추어 이루어진 것으로, 두께 방향에 대하여 평행한 방향으로 복수개의 기공 갖춘 스폰지상 성형체의 기공제어방법 및 그 기공제어방법에 의하여 제조된 스폰지상 성형체를 제공하는 것이다.

본 발명은 수용성 고분자재료로 이루어지는 스폰지상 성형체 및 그 기공제어방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 특정의 냉각방향에서 그리고 온도구배를 발생시켜 예비동결 공정을 행하는 기공제어방법 및 그 방법으로 제조된 스폰지 내부에 종형 기공이 형성되어 있고, 표면에는 기공이 존재하는 창상피복재, 창상용 그라프트 및 배양피부 기재로서 적합하게 이용될 수 있는 스폰지상 성형체에 관한 것이다.

도 1a, 1b는 어느 것이나 본 발명의 기공제어방법의 일 실시양태를 나타내는 개략설명도이다.

도 2는 본 발명의 기공제어방법의 일 실시양태를 나타내는 개략설명도이다.

도 3은 본 발명의 기공제어방법의 일 실시양태를 나타내는 개략설명도이다.

도 4는 본 발명의 기공제어방법의 일 실시양태를 나타내는 개략설명도이다.

도 5는 본 발명의 기공제어방법에 사용되는 용기의 일 실시양태를 나타내는 개략설명도이다.

도 6은 본 발명의 기공제어방법의 일 실시양태를 나타내는 개략설명도이다.

도 7은 실시예 1에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 8은 실시예 1에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 9는 실시예 2에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 10은 실시예 2에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 11은 실시예 3에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 12는 실시예 3에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 13은 실시예 4에서 얻은 키토산/아테로콜라겐(키토산:아테로콜라겐(중량비) = 25:75) 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 14는 실시예 4에서 얻은 키토산/아테로콜라겐(키토산:아테로콜라겐(중량비) = 25:75) 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 15는 실시예 5에서 얻은 키토산/아테로콜라겐(키토산:아테로콜라겐(중량비) = 50:50) 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 16은 실시예 5에서 얻은 키토산/아테로콜라겐(키토산:아테로콜라겐(중량비) = 50:50) 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 17은 실시예 6에서 얻은 키토산/아테로콜라겐(키토산:아테로콜라겐(중량비) = 75:25) 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 18은 실시예 6에서 얻은 키토산/아테로콜라겐(키토산:아테로콜라겐(중량비) = 75:25) 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 19는 실시예 7에서 얻은 키토산 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 20은 실시예 7에서 얻은 키토산 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 21은 비교예 1에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 22는 비교예 1에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 23은 비교예 2에서 얻은 키토산 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 24는 비교예 2에서 얻은 키토산 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 25는 실시예 11에서 겔을 동결시킨 때의 겔의 온도이력을 나타내는 그라프이다.

도 26은 실시예 11에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 27은 실시예 11에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 28은 실시예 12에서 겔을 동결시킨 때의 겔의 온도이력을 나타내는 그라프이다.

도 29는 실시예 12에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 30은 실시예 12에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 31은 실시예 13에서 겔을 동결시킨 때의 겔의 온도이력을 나타내는 그라프이다.

도 32는 실시예 13에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 33은 실시예 13에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 34는 실시예 14에서 겔을 동결시킨 때의 겔의 온도이력을 나타내는 그라프이다.

도 35는 실시예 14에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진이다.

도 36은 실시예 14에서 얻은 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

본 발명의 기공제어방법에 의하여 제조되는 스폰지상 성형체는, 그 내부에 복수개의 종형 기공(스폰지상 성형체의 두께방향에 대하여 평행한 방향의 기공)이 형성되고, 그 일방의 표면(스폰지상 성형체의 재료인 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 계면인 면)에 일정 크기를 가지는 기공이 형성된, 이상적인 기공형태를 갖춘 것이다. 또한 본 발명의 스폰지상 성형체는 필요에 따라 그 일정 크기를 가지는 기공이 형성된 표면과 대향하는 면에는 기공이 거의 형성되어 있지 않고, 실질적으로 폐쇄된 것이어도 된다.

본 발명에서, 수용성 고분자재료를 원료로 한 스폰지를 성형하기 위하여 동결건조기술이 사용된다. 일반적으로 동결건조품은 세균이나 곰팡이의 번식을 방지하고, 보존안전성을 향상시키는 이점을 가지는 것이 알려져 있다.

수용성 고분자재료를 원료로 한 스폰지상 성형체는, 동결건조기술을 사용하여 이하의 순서로 제작할 수 있다. (1) 수용성 고분자재료를 물이나 산성 수용액, 알카리성 수용액, 유기용매 등에 용해시킨다.

(2) 전기 (1)의 수용성 고분자재료의 용액을 플라스틱 케이스나 스테인레스 스틸 케이스 등에 넣는다. 또는 플라스틱제 평판이나 스테인레스 스틸제 평판 위에 놓는다. 필요하면 용액을 겔화한다. 겔화한 경우, 그것을 평판상에 대체하여도 된다.

(3) 액체질소에 침적시키거나, 또는 동결기내나 동결건조기내에 넣음으로써 예비동결한다.

(4) 동결건조한다.

스폰지상 성형체에 존재하는 기공은 용매가 동결건조에 의하여 승화한 부분이고, 그 형태는 대개 예비동결시에서 용매와 용질이 어떻게 상분리하였는가에 따라 결정된다. 즉, 스폰지상 성형체의 기공형태의 제어는, 예비동결시에 발생하는 상분리의 형태를 제어하는 것, 구체적으로는 용액 또는 겔의 냉각온도나 냉각방향을 제어함으로써 실현될 수 있다.

다음에 기공형태의 제어의 원리를 이하에 설명한다.

수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔을 냉각하면, 용매가 물인 경우, 얼음의 결정이 형성된다. 얼음의 결정은 통상 우선 핵이 생성하고, 이어서 그 핵이 근방의 물을 이용하여 생장함으로써 형성된다. 예를 들어, 키토산 수용액, 콜라겐 수용액, 콜라겐 겔, 키토산/콜라겐 겔, 키토산/콜라겐 수용액 등으로 대표되는 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔을 일정 방향에서 냉각한 경우, 우선 그 계면 부근에서 용매풍부 영역과 용질풍부 영역으로 상분리가 일어나고, 용매풍부 영역에 존재하는 물은 결정핵으로 된다. 그 후, 심층을 향하여 냉각이 진행하고, 온도구배가 발생하여 마찬가지의 상분리가 잇달아 발생한다. 이때 계면에서 생성한 얼음의 결정핵은 그 하층에서 상분리한 물을 이용하여 하층으로 향하여 생장하여 간다. 그 결과, 연속한 종형의 얼음의 결정이 생성된다. 다만, 얼음의 결정핵의 생성과 그 생장은 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 공정점(용액 또는 겔에서 2 종류 이상의 결정이 동시에 석출하는 온도이고, 어느 온도범위를 가지고 있다) 부근의 온도 하에서 일어날 수 있는 현상이고, 그 이상의 온도이거나 그 이하의 온도에서는 거의 일어나지 않는 현상이다.

냉각시에서, 종형의 얼음의 결정은 냉각속도가 너무 빨라도 너무 느려도 형성할 수 없다고 생각되고, 또한 냉각방향을 제어하지 않고 냉기를 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 내부에 도달시켜도 형성하는 것이 곤란하다고 생각된다.

그 이유는, 우선 냉각속도가 너무 빠른 경우, 설령 계면측에서 냉기를 도입하여 그 용액 또는 겔의 계면에 얼음의 결정핵을 형성시킬 수 있다고 하여도, 그 것이 충분히 생장하기 전에 심부가 냉각되고, 그래서 새로운 얼음의 결정핵이 형성된다. 그 결과, 종형의 얼음의 결정이 형성되지 않고, 비교적 작은 구상의 결정이 형성되기 쉽다. 즉, 스폰지에 성형한 경우 독립 기공이 형성되기 쉽다.

반대로, 냉각속도가 너무 늦은 경우, 그 용액 또는 겔의 계면에 형성된 결정핵은 그 생장에 충분한 시간을 가지므로, 큰 얼음의 결정이 곳곳에 형성되는 경향이 있다. 즉 스폰지에 성형한 경우 어느 배향성을 가지는 독립 기공의 집합이 곳곳에 분포한 형태로 된다.

또한 냉각방향을 제어하지 않고 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔을 냉각한 경우, 여러가지 방향에서 그 용액 또는 겔의 내부를 향하여냉각된다. 그 용액 또는 겔을, 예를 들어 6면체로 가정한 경우, 6 방향에서 냉기가 도입되므로, 각 계면에 얼음의 결정핵이 생성한다. 그리고 각 계면에서 그 용액 또는 겔의 중심부를 향하여 냉각된다고 생각되므로 얼음의 결정은 마찬가지로 중심부를 향하여 생장한다. 따라서 성형한 스폰지 내부에는 대략 중심을 향하여 배향한 기공이 형성된다.

따라서, 특히 스폰지상 성형체에 종형의 기공을 형성시키기 위하여는, 예비동결시의 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 냉각방향에 착안하여, 그 용액 또는 겔을 용기에 넣고, 그 계면측에서 냉기를 보내고, 특히 그 계면측을 제외한 타면보다도 우선적으로 계면측에서 냉기를 도입하여 냉각하였더니, 예를 들어 용매가 물인 경우 대략 하방(계면과 반대측의 면)을 향하여 얼음의 결정을 생장시킬 수 있는 것이 발견되었다.

즉, 본 발명의 기공제어방법에 따라 전기와 같이 용액 또는 겔의 공기층과의 계면측을 냉각하는 방법으로 예비동결한 후, 동결건조하여 스폰지를 성형함으로써, 종형 기공을 가지고, 표면(스폰지상 성형체의 재료인 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 계면인 면) 및/또는 그 표면에 대항하는 면에는 일정 크기를 가지는 기공이 형성된 스폰지상 성형체를 얻을 수 있다. 그 스폰지상 성형체는 창상피복재, 창상용 그라프트(특히 진피결손형 그라프트) 및 배양피부 기재로서 매우 이상적인 것이다.

본 발명의 기공제어방법에 사용되는 수용성 고분자재료로서는, 예를 들어 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜, 수용성 셀룰로오스 유도체나 콜라겐, 아테로콜라겐, 히아루론산, 젤라틴, 키틴, 키토산 등의 생체 유래 재료 등을 들 수 있다. 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔로는, 이들중의 적어도 1종의 수용성 고분자재료가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 전기 수용성 고분자재료 중에서는 콜라겐, 아테로콜라겐, 히아루론산, 젤라틴, 키틴 및 키토산으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 생체 유래 재료가 바람직하다. 그 생체 유래 재료 중에서도 콜라겐, 아테로콜라겐 및 키토산이, 특히 아테로콜라겐 및/또는 키토산이 성형성의 관점에서 바람직하다.

수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔을 냉각하는 방법은, 그 용액 또는 겔의 공기층과의 계면측을 냉각하는 방법, 특히 그 계면측을 제외한 타면보다도 우선적으로 그 계면측에서 냉각하는 방법이면 되고, 특히 한정은 없다. 예를 들어, 그 계면측을 제외한 타면을 단열체로 덮은 상태에서, 그 계면측에서 냉각하는 방법이 바람직하다. 본 발명에서는 예를 들어, 도 1∼도 6에 나타내는 방법을 채용할 수 있다.

도 1a, 1b는 어느 것이나 본 발명의 기공제어방법의 일 실시양태를 나타내는 개략설명도이다. 도 1a에 나타내는 바와 같이, 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔(3)이 들어 있는 용기(1)의 개부구를 제외하고 단열체(2)로 단열된 상태로 하고, 초저온 동결기에 넣는 등 하고, 그 용기(1)의 개부구의 상방에서 화살표 A의 방향으로 그 용액 또는 겔(3)의 계면(10)을 제외한 타면보다도 그 계면(10)에 우선적으로 냉기를 도입하여, 그 계면(10)을 냉각할 수 있다.

전기 개구부는 용기의 상방 전면이어도 되고, 뚜껑부착 용기의 경우는 뚜껑의 일부에 형성되어 있어도 되고, 용기의 측면에 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔에 의하여 침적되지 않도록 형성되어 있어도 된다.

또한 도 1b에 나타낸 바와 같이, 수용성 고분자재료가 겔상인 경우는, 수용성 고분자재료의 겔(3a)을 플라스틱제 또는 스테인레스 스틸제의 평판(4)의 위에 놓고, 상방을 제외하고 단열체(2)로 단열된 상태로 하고, 상방에서 화살표 A의 방향으로 그 겔(3a)의 계면(10)을 제외한 타면보다도 그 계면(10)으로 우선적으로 냉기를 도입하여 계면(10)을 냉각할 수 있다.

또한 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔을 넣는 용기로서, 도 2의 본 발명의 기공제어방법의 일 실시양태를 나타내는 개략설명도에 나타내는 바와 같이, 용기(1)을 부재(7) 위에 얹어 용기(1)의 저면의 밑에 공기층(6)이 존재하도록 한 것, 또는 도 3의 본 발명의 기공제어방법의 일 실시양태를 나타내는 개략 설명도에 나타내는 바와 같이, 속이 빈 케이스(8)를 엎어 놓게 두고, 그 위에 용기(1)을 놓아 용기(1)의 저면의 밑에 공기층(6)이 존재하도록 한 것을 사용하고, 이것을 초저온 동결기에 넣는 등 하고, 그 용기(1)의 개부구의 상방에서 화살표 A의 방향으로 용액 또는 겔(3)의 계면(10)을 제외한 타면보다도 그 계면(10)에 우선적으로 냉기를 도입하여 그 계면(10)을 냉각할 수 있다. 여기서 부재(7) 및 케이스(8)의 재질은 예를 들어, 플라스틱 등이어도 되고, 기타 용기(1)를 지탱할 수 있는 재료이어도 된다.

전기 도 2 및 도 3에 나타내는 기공제어방법에서는, 수용성 고분자재료의 용액 또는 겔(3)이 들어있는 용기(1)의 저면의 밑에 공기층(6)이 존재하는 사실에서그 공기층(6)도 단열체의 역할을 한다.

또한 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔은, 그 용액 또는 겔의 계면에 액체질소를 접촉시키거나, 혹은 그 용액 또는 겔의 계면을 질소가스 분위기하에 둠으로써 냉각할 수 있다. 다시 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 계면에 직접적 또는 간접적으로 접촉시키도록 형성된 금속편을 냉각함으로써 냉각의 방향성을 유지한 상태로 냉각하여도 된다. 또한 미리 냉각한 금속편이나 고분자 겔 등을 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 계면에 직접적 또는 간접적으로 접촉시킴으로써 냉각의 방향성을 유지한 상태로 냉각하여도 된다.

또한 본 발명에서 「간접적으로 접촉시키는」이란 「공기층을 개재하고」있는 상태를 의미하고, 예를 들어 「금속편을 계면에 간접적으로 접촉시키는」이란 금속편과 계면과의 사이에 공기층이 존재하고, 금속편과 계면이 그 공기층을 개재하여 열의 수수가 행해지는 상태를 의미한다.

또한 예를 들어, 도 4의 본 발명의 기공제어방법의 일 실시양태를 나타내는 개략설명도에 나타내는 바와 같이, 냉각면을 증대시키기 위하여, 냉각용핀(21)이 다수 형성된 금속편(20)을 사용한 경우 다음의 이점이 있다. 즉 금속편(20)을 미리 냉각한 후, 그 금속편(20)을 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔(3)의 계면(10)과 직접적 또는 간접적으로 접촉시킴으로써 그 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔(3)을 냉각할 수 있고, 또한 그 금속편 (20)을 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔(3)의 계면(10)과접촉시킨 후, 그 용기(1)의 개부구의 상방에서 화살표 A의 방향으로 냉기를 도입하고, 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔(3)의 계면(10)을 금속편(20) 및 냉각용핀(21)을 개재하여 간접적으로 냉각할 수 있다. 이 경우 필요에 따라, 용기(1)의 개부구를 제외하고 단열체(2)로 단열된 상태로 하여도 된다.

또한 본 발명의 기공제어방법에 사용되는 용기의 일 실시양태로서, 도 5에 개략설명도를 표시하였다. 도 5에 나타난 바와 같이, 측면에 발포스티롤(2a)을 구비하고, 저면에 스테인레스 스틸판 또는 플라스틱판(50)을 갖춘 용기(1a)에 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔(3)을 넣을 수가 있다. 그 용기 (1a)를 사용하여 도 6의 본 발명의 기공제어방법의 일 실시양태를 나타내는 개략설명도와 같이, 하부에 용기(1a)를 끼워넣을 수 있는 구멍이 뚫린 단열틀(2b)로 용기(1a)의 개부구 및 측면을 단열하고, 저면의 스테인레스 스틸판 또는 플라스틱판(50)을 화살표 A의 방향으로 냉각하여도 된다.

본 발명에서, 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔을 예비동결할 때의 냉각온도는 용액 또는 겔이 응고 가능한 온도이면 되고 특히 한정은 없다.

본 발명에서, 스폰지상 성형체로 종형 기공을 형성시키기 위하여는, 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 내부에 두께방향과 평행한 온도구배를 발생시킬 필요가 있다. 이때 그 용액 또는 겔이 물 또는 수용액을 용매로 하여 이루어지는 것인 경우, 그 용액 또는 겔의 냉각속도는 너무 늦으면 용액 또는 겔의 계면에 형성된 결정핵이 생장하는데 충분한 시간이 있으므로 큰 얼음의 결정이 곳곳에 형성되고, 스폰지로 성형한 때에 어느 배향성을 가지는 독립 기공의 집합이 곳곳에 분포한 형태로 되므로 ±0.00 ℃/분 이상일 것이 바람직하다. 또는 냉각속도가 너무 빠르면 용액 또는 겔의 계면에 얼음의 결정핵을 형성하는 것이 가능하여도, 그것이 충분히 생장하기 전에 심부가 냉각되어 새로운 얼음의 결정핵이 형성되어 비교적 작은 구상의 결정이 형성되기 쉽고, 스폰지로 성형한 때에 독립 기공이 형성되기 쉬우므로 -100 ℃/분 이하, 바람직하게는 -40 ℃/분 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 단열체는 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 공기층과의 계면측을, 그 계면측을 제외한 타면보다도 우선적으로 냉각시키는 것이 가능한 것이면 되고, 예를 들어 발포유리, 발포콘크리트, 발포스티롤, 발포우레탄, 플라스틱, 금속, 세라믹, 공기 등의 기체 등을 들 수 있고, 또한 이들을 조합하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 기공제어방법에 의하여 형성되는 종형 기공의 직경 및 길이는 냉각속도, 용액 또는 겔의 사입시의 액 두께 등을 적의 조정함으로써 임의의 직경 및 길이로 할 수 있다.

또한 종형 기공의 직경은 특히 한정되지는 않지만, 각질화세포 및 선유아세포의 탈락을 방지하기 위하여나 각질화세포, 선유아세포 및 혈관내피세포가 진입하기 쉽도록 10∼1000 ㎛ 정도인 것이 바람직하다.

이와 같이 얻어지는 본 발명의 스폰지상 성형체는 스폰지 내부에 종형 기공이 형성되어 있고, 그 표면에는 기공이 존재하는 것이므로 예를 들어, 창상피복재,창상용 그라프트 및 배양피부 기재로서 특히 적합하게 사용될 수 있다.

다음, 본 발명의 수용성 고분자재료로 이루어지는 스폰지상 성형체 및 그 기공제어방법을 실시예에 따라 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명은,

(1) 수용성 고분자재료로 이루어지는 스폰지상 성형체의 기공제어방법으로,

(a) 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 공기층과의 계면측을 냉각함으로써, 그 용액 또는 겔의 내부에 두께방향과 평행한 온도구배를 발생시키고, 그 용액 또는 겔을 예비동결시키는 것을 특징으로하는 예비동결 공정과,

(b) 예비동결 공정(a)에서 예비동결한 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔을 동결건조하는 공정으로 이루어지는 기공제어방법 및

(2) 전기 기공제어방법에 의하여 제조된 스폰지상 성형체로서,

그 두께방향에 대하여 평행한 방향으로 종형 기공을 복수개 가지고, 그 복수의 종형 기공이 계면인 면 및/또는 그 계면인 면에 대향하는 면에서 기공으로서 개방되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스폰지상 성형체 및

(3) 수용성 고분자재료로 이루어지는 스폰지상 성형체의 기공제어방법으로,

(a) 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 공기층과의 계면측을 그 계면측을 제외한 타면보다도 우선적으로 냉각함으로써, 그 용액 또는 겔의 내부에 두께방향과 평행한 온도구배를 발생시키고, 그 용액 또는 겔을 예비동결시키는 것을 특징으로 하는 예비동결 공정과,

(4) 전기 기공제어방법에 의하여 제조된 스폰지상 성형체로서,

그 두께방향에 대하여 평행한 방향으로 종형 기공을 복수개 가지고, 그 복수의 종형 기공이 계면인 면 및/또는 그 계면인 면에 대향하는 면에서 기공으로서 개방되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스폰지상 성형체에 관한 것이다.

실시예 1

(아테로콜라겐 스폰지의 제작)

1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액(성숙 돼지 피부 유래)을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 발포스티롤제의 단열틀(약 200×200×70 ㎜의 크기로 , 상부에 전기 플라스틱 케이스를 끼워넣을 수 있는 구멍이 뚫려 있는)에 플라스틱 케이스를 끼워넣고, 단열틀째 초저온 동결기(설정온도: 약 -150∼-20 ℃, 이하의 실시예 2∼10 및 비교예 1∼2에서도 동 정도)에 넣어 겔을 동결시키고, 동결건조하였다. 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 이 스폰지를 수세하고, 다시 동결 및 동결건조하여 아테로콜라겐 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경(일본전자주식회사제, JFC-1500, 이하의 실시예 2∼14 및 비교예 1∼2에서도 동일)으로 관찰하였다. 도 7은 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이고, 도 8은 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 표면(31)에서 이면(32) 부근까지 관통한 종형 기공(33)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 200∼300 ㎛의 기공(30)(도 7 참조)이 균일하게 형성되어 있었다.

실시예 2

(아테로콜라겐 스폰지의 제작)

1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액(성숙 돼지 피부 유래)을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스(용기(1))에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 이 플라스틱 케이스를 도 2에 나타내는 바와 같이 플라스틱 부재(부재(7)) 위에 놓고, 초저온 동결기에 넣어 겔을 동결시키고, 동결건조하였다. 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 이 스폰지를 수세하고, 다시 동결 및 동결건조하여 아테로콜라겐 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 9는 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이고, 도 10은 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진 (35배)이다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 표면(31)에서 이면(32) 부근까지 관통한 종형 기공(33)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 수 10 ㎛의 기공(30)(도 9 참조)이 균일하게 형성되어 있었다.

실시예 3

(아테로콜라겐 스폰지의 제작)

1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액(성숙 돼지 피부 유래)을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스(용기(1))에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 이 플라스틱 케이스를 도 3에 나타내는 바와 같이 엎어놓은 형태의 속이 빈 플라스틱 케이스(케이스(8)) 위에 놓고, 초저온 동결기에 넣어 겔을 동결시키고, 동결건조하였다. 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 이 스폰지를 수세하고, 다시 동결 및 동결건조하여 아테로콜라겐 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 11은 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이고, 도 12는 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 표면(31)에서 이면(32) 부근까지 관통한 종형 기공(33)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 수 10 ㎛의 기공(30)(도 11 참조)이 균일하게 형성되어 있었다.

실시예 4

(키토산 용액의 조제)

초순수 약 99 g에 키토산(게껍질 유래) 약 1 g을 가하고 실온에서 가볍게 교반하였다. 교반하면서 여기에 초산 1 ㎖를 가하고 실온에서 약 4 시간 교반을 계속하여 키토산 용액을 얻었다.

(키토산/아테로콜라겐 스폰지의 제작)

전기 키토산 용액 25 g과 실시예 1과 마찬가지의 1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액 75 g을 혼합하였다. 이것을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 실시예 1과 마찬가지의 발포스티롤제의 단열틀에 끼워넣은 후, 단열틀째 초저온 동결기에 넣어 겔을 동결시키고, 동결건조하였다. 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 1 mol/L 수산화나트륨 수용액에 침적시키고 스폰지를 세정후, 다시 동결 및 동결건조하여 키토산/아테로콜라겐(키토산:아테로콜라겐(중량비) = 25:75) 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 키토산/아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 13은 얻어진 키토산/아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이고, 도 14는 얻어진 키토산/아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 표면(31)에서 이면(32) 부근까지 관통한 종형 기공(33)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 200∼300 ㎛의 기공(30)(도 13 참조)이 균일하게 형성되어 있었다.

실시예 5

(키토산 용액의 조제)

실시예 4와 동일하게 하여 제조하였다.

(키토산/아테로콜라겐 스폰지의 제작)

전기 키토산 용액 50 g과 실시예 1과 마찬가지의 1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액 50 g을 혼합하였다. 이것을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 실시예 1과 마찬가지의 발포스티롤제의 단열틀에 끼워넣은 후, 단열틀째 초저온 동결기에 넣어 용액을 동결시키고, 동결건조하였다. 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 1 mol/L 수산화나트륨 수용액에 침적시키고 스폰지를 세정후, 다시 동결 및 동결건조하여 키토산/아테로콜라겐(키토산:아테로콜라겐(중량비) = 50:50) 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 키토산/아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 15는 얻어진 키토산/아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이고, 도 16은 얻어진 키토산/아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 16에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 표면(31)에서 이면(32) 부근까지 관통한 종형 기공(33)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 200∼300 ㎛의 기공(30)(도 15 참조)이 균일하게 형성되어 있었다.

실시예 6

(키토산 용액의 조제)

실시예 4와 동일하게 하여 제조하였다.

(키토산/아테로콜라겐 스폰지의 제작)

전기 키토산 용액 75 g과 실시예 1과 마찬가지의 1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액 25 g을 혼합하였다. 이것을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 실시예 1과 마찬가지의 발포스티롤제의 단열틀에 끼워넣은 후, 단열틀째 초저온 동결기에 넣어 용액을 동결시키고, 동결건조하였다. 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 1 mol/L 수산화나트륨 수용액에 침적시키고 스폰지를 세정후, 다시 동결 및 동결건조하여 키토산/아테로콜라겐(키토산:아테로콜라겐(중량비) = 75:25) 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 키토산/아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 17은 얻어진 키토산/아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이고, 도 18은 얻어진 키토산/아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 표면(31)에서 이면(32) 부근까지 관통한 종형 기공(33)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 200∼300 ㎛의 기공(30)(도 17 참조)이 균일하게 형성되어 있었다.

실시예 7

(키토산 용액의 조제)

초순수 약 98 g에 키토산(게껍질 유래) 약 2 g을 가하고 실온에서 가볍게 교반하였다. 교반하면서 여기에 초산 1 ㎖를 가하고 실온에서 약 4 시간 교반을 계속하여 키토산 용액을 얻었다.

(키토산 스폰지의 제작)

전기 키토산 용액을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 실시예 1과 마찬가지의 발포스티롤제의 단열틀에 끼워넣은 후, 단열틀째 초저온 동결기에 넣어 용액을 동결시키고, 동결건조하였다. 얻어진 스폰지를 1 mol/L 수산화나트륨 수용액에 침적시키고 스폰지를 세정후, 다시 동결 및 동결건조하여 키토산 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 키토산 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 19는 얻어진 키토산 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이고, 도 20은 얻어진 키토산 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 20에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 표면(31)에서 이면(32) 부근까지 관통한 종형 기공(33)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 200∼300 ㎛의 기공(30)(도 19 참조)이 균일하게 형성되어 있었다.

비교예 1

(아테로콜라겐 스폰지의 제작)

1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액(성숙 돼지 피부 유래)을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 초저온 동결기에 넣어 겔을 동결시키고, 동결건조하였다. 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 그 후 스폰지를 수세하고, 다시 동결 및 동결건조하여 아테로콜라겐 스폰지를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 21은 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이고, 도 22는 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 22에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 관찰에서 스폰지 내부에는 표면(31) 및 이면(32)의 어디에도 연통하고 있지 않은 독립 기공 (34)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 수 10 ㎛의 기공(30)(도 21 참조)이 관찰되었다.

비교예 2

(키토산 용액의 조제)

실시예 2와 동일하게 하여 조제하였다.

(키토산 스폰지의 제작)

전기 키토산 용액 100 g을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 초저온 동결기에 넣어 용액을 동결시키고, 동결건조하였다. 얻어진 스폰지를 1 mol/L 수산화나트륨 수용액에 침적시키고 스폰지를 세정후, 다시 동결 및 동결건조하여 키토산 스폰지를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 키토산 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 23은 얻어진 키토산 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이고, 도 24는 얻어진 키토산 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 24에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 관찰에서 스폰지 내부에는 표면(31) 및 이면(32)의 어디에도 연통하고 있지 않은 독립 기공 (34)이 형성되어 있었다. 또한 도 23은 스폰지(40)의 표면(31)을 나타내고 있지만, 스폰지(40)의 표면에는 기공이 거의 관찰되지 않고 필름상이었다.

시험예 1

(소 태아 혈청(FBS)의 침투성 평가)

구경 약 5 ㎜의 나사구병에 소 태아 혈청(FBS)을 메니스카스(meniscus)가 위로 철(凸)로 되기까지 주입하였다.

실시예 1에서 얻은 종형 기공을 가지는 아테로콜라겐 스폰지, 실시예 2에서 얻은 종형 기공을 가지는 키토산/아테로콜라겐(키토산:아테로콜라겐(중량비) = 25:75) 스폰지 및 비교예 1에서 얻은 독립 기공을 가지는 아테로콜라겐 스폰지를, 각각 직경이 20 ㎜로 되도록 잘라내고, 이면에 킴위프(상품명, (주)크레시아제)를 첩부하였다.

킴위프를 첩부하고 있지 않는 면(표면)을 밑으로 하여 나사구병의 입구에 조용히 전기 3 종류의 스폰지를 각각 놓았다. FBS를 각각의 스폰지에 침투시키고, 각각의 스폰지를 놓고 나서, 이면에 첩부한 킴위프가 젖기까지의 시간(FBS의 이면도달시간)을 기록하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 또한 표 1에는 이하의 평가기준에 의한 평가결과를 기재하였다.

(평가기준)

◎ : 도달시간이 30초 미만이었다.

○ : 도달시간이 30초 이상, 1분 미만이었다.

△ : 도달시간이 1분 이상, 5분 미만이었다.

× : 도달시간이 5분 이상이거나 또는 도달하지 않았다.

표 1

실시예 번호	FBS 이면도달시간
12	◎◎
비교예 1	×

표 1에 나타난 결과에서, 실시예 1 및 실시예 2의 스폰지는 비교예 1의 스폰지와 비교하여 매우 우수한 FBS 침투성을 나타내는 것을 알 수 있다. 이것은 종형 기공이 형성되어 있는 실시예 1 및 실시예 2의 스폰지는 모세관현상에 의하여 FBS가 조기에 스폰지 이면까지 흡수되기 때문이라고 생각된다. 또한 독립 기공이 형성되어 있는 비교예 1의 스폰지의 경우는 그 구멍벽이 FBS의 침투를 방해하였다고 생각된다.

실시예 8

(아테로콜라겐 스폰지의 제작)

1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액(성숙 돼지 피부 유래)을 약 100×100×20㎜의 용기(1a)(상부는 개방하고 있고, 측면은 발포스티롤(2a), 하면은 스테인레스 스틸판(50)으로 구성되는(도 5 참조)에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 발포스티롤제의 단열틀(2b)(약 200×200×70 ㎜의 크기로 , 하부에 전기 용기(1a)를 끼워넣을 수 있는 구멍이 뚫려 있는(도 6 참조))에 용기(1a)를 개방부가 막히도록 끼워넣고, 단열틀째(2b)째 초저온 동결기에 넣어 겔을 동결시키고, 동결건조하였다. 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 스폰지를 수세하고, 다시 동결 및 동결건조하여 아테로콜라겐 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다.

실시예 9

(아테로콜라겐 스폰지의 제작)

1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액(성숙 돼지 피부 유래)을 약 100×100×20 ㎜의 용기(1a)(상부는 개방하고 있고, 측면은 발포스티롤(2a), 하면은 두께 약 0.4 ㎜의 플라스틱판(50)으로 구성되는(도 5 참조)에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 발포스티롤제의 단열틀(2b)(약 200×200×70 ㎜의 크기로 , 하부에 전기 용기(1a)를 끼워넣을 수 있는 구멍이 뚫려 있는(도 6 참조))에 용기 (1a)를 개방부가 막히도록 끼워넣고, 단열틀째(2b)째 초저온 동결기에 넣어 겔을 동결시키고, 동결건조하였다. 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다.스폰지를 수세하고, 다시 동결 및 동결건조하여 아테로콜라겐 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

실시예 10

(아테로콜라겐 스폰지의 제작)

1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액(성숙 돼지 피부 유래)을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 약 -50 ℃로 유지시킨 금속편을 겔의 계면에 접촉시켜(금속편의 접촉면: 약 95×95 ㎜) 겔을 동결하고, 그 후 동결건조하였다. 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 스폰지를 수세하고, 다시 동결 및 동결건조하여 아테로콜라겐 스폰지 (본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

실시예 11

(아테로콜라겐 스폰지의 제작)

1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액(성숙 돼지 피부 유래)을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 발포스티롤제의 단열틀(약 200×200×70 ㎜의 크기로, 상부에 전기 플라스틱 케이스를 끼워넣을 수 있는 구멍이 뚫려 있는)에 플라스틱 케이스를 끼워넣고, 단열틀째 초저온 동결기(설정온도: 약 -60 ℃)에 넣어 겔을 동결시켰다. 이때의 겔의 온도이력을 도 25의 그라프에 나타낸다. 겔의 냉각속도는 -0.0∼-0.9 ℃/분이었다. 동결건조하고 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 이 스폰지를 수세하고, 다시 동결 및 동결건조하여 아테로콜라겐 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 26은 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이고, 도 27은 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 27에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 표면(31)에서 이면(32) 부근까지 관통한 종형 기공(33)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 10∼800 ㎛의 기공(30)(도 26 참조)이 균일하게 형성되어 있었다.

실시예 12

(아테로콜라겐 스폰지의 제작)

1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액(성숙 돼지 피부 유래)을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 발포스티롤제의 단열틀(약 200×200×70 ㎜의 크기로, 상부에 전기 플라스틱 케이스를끼워넣을 수 있는 구멍이 뚫려 있는)에 플라스틱 케이스를 끼워넣고, 단열틀째 초저온 동결기(설정온도: 약 -80 ℃)에 넣어 겔을 동결시켰다. 이때의 겔의 온도이력을 도 28의 그라프에 나타낸다. 겔의 냉각속도는 -0.6∼-4.2 ℃/분이었다. 동결건조하고 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 이 스폰지를 수세하고, 다시 동결 및 동결건조하여 아테로콜라겐 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 29는 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진 (35배)이고, 도 30은 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 30에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 표면(31)에서 이면(32) 부근까지 관통한 종형 기공(33)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 10∼200 ㎛의 기공(30)(도 29 참조)이 균일하게 형성되어 있었다.

실시예 13

(아테로콜라겐 스폰지의 제작)

1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액(성숙 돼지 피부 유래)을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 발포스티롤제의 단열틀(약 200×200×70 ㎜의 크기로, 상부에 전기 플라스틱 케이스를 끼워넣을 수 있는 구멍이 뚫려 있는)에 플라스틱 케이스를 끼워넣고, 발포스티롤판(두께: 10 ㎜)으로 개구부 입구를 봉쇄하였다. 이 발포스티롤판상에 액체질소(약 -200 ℃)를 주입하고, 이 액체질소에 의하여 냉각된 분위기 하에서 겔을 동결시켰다. 이때의 겔의 온도이력을 도 31의 그라프에 나타낸다. 겔의 냉각속도는 -0.0∼-31 ℃/분이었다. 동결건조하고 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 이 스폰지를 수세하고, 다시 동결 및 동결건조하여 아테로콜라겐 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 32는 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진 (35배)이고, 도 33은 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 33에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 표면(31)에서 이면(32) 부근까지 관통한 종형 기공(33)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 수 10 ㎛의 기공(30)(도 32 참조)이 균일하게 형성되어 있었다.

실시예 14

(아테로콜라겐 스폰지의 제작)

1.0% 아테로콜라겐/구연산 수용액(성숙 돼지 피부 유래)을 약 100×100×20 ㎜의 플라스틱 케이스에 약 20 g 넣고, 암모니아 분위기 하에서 겔화시켰다. 발포스티롤제의 단열틀(약 200×200×70 ㎜의 크기로, 상부에 전기 플라스틱 케이스를 끼워넣을 수 있는 구멍이 뚫려 있는)에 플라스틱 케이스를 끼워넣고, 단열틀째 동결건조기(선반온도: -50 ℃로 유지)에 넣어 겔을 동결시켰다. 이때의 겔의 온도이력을 도 34의 그라프에 나타낸다. 겔의 냉각속도는 -0.2∼-3.2 ℃/분이었다. 동결건조하고 얻어진 스폰지에 자외선을 조사하고 가교하였다. 이 스폰지를 수세하고, 다시 동결 및 동결건조하여 아테로콜라겐 스폰지(본 발명의 스폰지상 성형체)를 얻었다.

(주사형 전자현미경에 의한 관찰)

얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면 및 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 도 35는 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 표면의 주사형 전자현미경 사진 (35배)이고, 도 36은 얻어진 아테로콜라겐 스폰지의 단면의 주사형 전자현미경 사진(35배)이다.

도 36에 나타낸 바와 같이, 스폰지의 표면(31)에서 이면(32) 부근까지 관통한 종형 기공(33)이 형성되어 있고, 표면(31)에는 10∼1000 ㎛의 기공(30)(도 35 참조)이 균일하게 형성되어 있었다.

본 발명의 기공제어방법에 의하면, 복수개의 종형 기공(스폰지상 성형체의 두께방향에 대하여 평행한 방향의 기공)을 가지고, 일방의 표면은 일정 크기를 가지는 기공이 형성되어 있고, 필요에 따라 그 표면과 대향하는 면에는 기공은 거의 형성되지 않고 실질적으로 폐쇄되어 있어도 좋은 스폰지상 성형체를 간편히 제조할 수 있다. 그 스폰지상 성형체는 창상피복재, 창상용 그라프트(특히 진피결손용 그라프트) 및 배양피부 기재에 매우 적합한 성형체이다.

Claims

수용성 고분자재료로 이루어지는 스폰지상 성형체의 기공제어방법으로,

(a) 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 공기층과의 계면측을 냉각함으로써, 그 용액 또는 겔의 내부에 두께방향과 평행한 온도구배를 발생시키고, 그 용액 또는 겔을 예비동결시키는 것을 특징으로 하는 예비동결 공정과,

(b) 예비동결 공정(a)에서 예비동결한 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔을 동결건조하는 공정으로 이루어지는 기공제어방법.
수용성 고분자재료로 이루어지는 스폰지상 성형체의 기공제어방법으로,

(a) 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 공기층과의 계면측을 그 계면측을 제외한 타면보다도 우선적으로 냉각함으로써, 그 용액 또는 겔의 내부에 두께방향과 평행한 온도구배를 발생시키고, 그 용액 또는 겔을 예비동결시키는 것을 특징으로 하는 예비동결 공정과,

(b) 예비동결 공정(a)에서 예비동결한 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔을 동결건조하는 공정으로 이루어지는 기공제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 예비동결 공정(a)을 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 계면측을 제외한 타면을 단열체로 덮은 상태로 행하는 기공제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 예비동결 공정(a)을 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 계면에, 직접적 또는 간접적으로 접촉시키도록 형성된 금속편을 냉각하여 행하는 기공제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 예비동결 공정(a)을 수용성 고분자재료의 용액 또는 수용성 고분자재료의 겔의 계면에 미리 냉각된 금속편을 직접적 또는 간접적으로 접촉시켜 행하는 기공제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 수용성 고분자재료가 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜, 수용성 셀루로오스 유도체, 콜라겐. 아테로콜라겐, 히아루론산, 젤라틴, 키틴 및 키토산으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종인 기공제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 수용성 고분자재료가 콜라겐. 아테로콜라겐, 히아루론산, 젤라틴, 키틴 및 키토산으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 생체 유래 재료인 기공제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 수용성 고분자재료가 아테로콜라겐 및/또는 키토산인 기공제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 스폰지상 성형체가 창상피복재 또는 창상용 그라프트인 기공제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 스폰지상 성형체가 배양피부 기재인 기공제어방법.
제1항의 기공제어방법에 의하여 제조된 스폰지상 성형체로서,

그 두께방향에 대하여 평행한 방향으로 종형 기공을 복수개 가지고, 그 복수의 종형 기공이 계면인 면 및/또는 그 계면인 면에 대향하는 면에서 기공으로서 개방되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스폰지상 성형체.
제11항에 있어서, 스폰지상 성형체가 창상피복재 또는 창상용 그라프트인 스폰지상 성형체.
제11항에 있어서, 스폰지상 성형체가 배양피부 기재인 스폰지상 성형체.
제2항의 기공제어방법에 의하여 제조된 스폰지상 성형체로서,

그 두께방향에 대하여 평행한 방향으로 종형 기공을 복수개 가지고, 그 복수의 종형 기공이 계면인 면 및/또는 그 계면인 면에 대향하는 면에서 기공으로서 개방되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스폰지상 성형체.
제14항에 있어서, 스폰지상 성형체가 창상피복재 또는 창상용 그라프트인 스폰지상 성형체.
제14항에 있어서, 스폰지상 성형체가 배양피부 기재인 스폰지상 성형체.