KR20030087196A - Bio-resorbable nerve conduit and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided are a bioabsorbing nerve conduit comprising, as an active material, toothapatite, polymer material or chitosan, which is a bioabsorbing ceramic, and a method for manufacturing the same. CONSTITUTION: The bioabsorbing nerve conduit consists of tube components or bioabsorbing polymer materials selected from the group consisting of collagen, alginate and ceramic, wherein coating layer is positioned inside the tube. The tube components further comprise polymer material. The ceramic is selected from the group consisting of toothapatite and bio-apatite. The polymer material is at least one selected from the group consisting of PHBV(poly-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate), polyglycolic acid(PGA), polylactic acid(PLA), PLLA(poly(L-lactic acid)), polylactic-glycolic acid(PLGA), and chitosan.

Description

생체흡수성 신경 도관 및 이의 제조 방법{Bio-resorbable nerve conduit and method for preparing the same}Bio-resorbable nerve conduit and method for preparing the same}

본 발명은 생체흡수성 신경 도관 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생체 흡수성 폴리머, 콜라겐, 알지네이트 및 생체 흡수성세라믹으로 구성된 군으로부터 선택된 도관형성물을 그 재질로 가지는 도관으로서, 터널형태, 구공탄 형태, 멍석 말은 형태를 가지며 그 형태의 내부에 형성된 키토산 코팅층을 포함하거나 키토산을 함유하는 생체흡수성 신경 도관 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bioabsorbable neural conduit and a method of manufacturing the same, and more particularly, a conduit having a conduit formed from the group consisting of a bioabsorbable polymer, collagen, alginate, and a bioabsorbable ceramic, the tunnel-shaped, ball-ball Form, Dab horse, relates to a bioabsorbable neural conduit having a form and containing a chitosan coating layer formed therein or containing chitosan and a method for producing the same.

신경결손이 있는 경우 그 기능의 회복을 위해서는 우선 신경조직의 연속성이 복원되어야 하는데, 이러한 목적의 신경재건술은 수술현미경의 발전과 함께 현저히 발전되었고, 신경이식술이 소개되면서 활기를 띠게 되었다. 결손된 신경의 수복 물질로는 자가신경이식이 많이 사용되지만, 그 기능의 회복에 있어서는 임상적으로 그 결과가 매우 다양하여 아직도 완전하다고 할 수 없다. 또한, 자가신경은 또 다른 수술 부위를 만드는 단점이 있어, 이러한 자가 신경 대체물질로서 요즈음은 인조신경을 이용한 신경재건이 시도되고 있다.In the case of a nerve defect, the continuity of the neural tissue must be restored first to restore its function. The nerve reconstruction for this purpose has been remarkably developed with the development of the surgical microscope, and the nerve transplantation has been energized. Autologous nerve transplantation is widely used as a restorative substance of the missing nerve, but the recovery of its function is clinically very diverse, and it is still not complete. In addition, the autonomic nerve has a disadvantage of making another surgical site, and as such an autologous neuronal substitute, nerve reconstruction using artificial nerves has been attempted these days.

신경도관은 결손된 신경조직을 연결하고 신경섬유를 재생하는 통로역할을 하는 것으로서, 신경도관을 이용할 경우 절단된 신경의 양쪽 끝을 이 도관에 연결하면 도관내에서 신경의 양끝에서 신경섬유가 자라나 신경이 재생되게 되는 원리이다. 지금까지는 이러한 신경도관을 비 흡수성인 실리콘, 실라스틱 튜브 등으로 만들어 사용해 왔는데, 이럴 경우 신경재생이 된 후 이를 다시 제거해야 하는 불편함과 함께, 이들 비 흡수성 실리콘 도관들은 도관 주위로 다공성이 없어 영양 물질이 통하지 못하여 신경 재생이 힘들고 또 재생이 된다하더라도 그 속도가 느린 단점이 있었다. 뿐만 아니라 생체 흡수성이 아니므로 조직 거부 반응이 있고 염증이 생기는 합병증 등이 있었다.Nerve conduit serves as a pathway to connect the missing nerve tissue and regenerate nerve fibers. When using a nerve conduit, when both ends of the cut nerve are connected to this conduit, nerve fibers grow at both ends of the nerve in the catheter. This is the principle that will be reproduced. Until now, these neural conduits have been made of non-absorbent silicones, plastic tubes, etc. In this case, the neural regenerates and the inconvenience of having to remove them again. The material could not pass through the nerve regeneration is difficult and even if the regeneration had a disadvantage that is slow. In addition, there was a tissue rejection reaction and inflammation complications because it is not bioabsorbable.

한편, 말초 신경섬유가 자라는 데에는 슈반세포가 일종의 지지대 역할을 하므로 이러한 슈반세포에 대한 접착도가 좋은 도관을 개발할 필요성이 증가되고 있다. 즉, 신경의 재생을 촉진하고 그 환경을 양호하게 하고자 생체 흡수성으로 제작된 도관에 다공성을 부여하고 그 내부는 신경섬유가 잘 자랄 수 있는 물질 및 환경의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.On the other hand, since the Schwann cells serve as a kind of support for the growth of peripheral nerve fibers, the necessity to develop a good conduit to the Schwann cells is increasing. That is, in order to promote the regeneration of nerves and to improve the environment, a porosity is imparted to a conduit manufactured to be bioabsorbable, and the inside thereof is urgently required to develop a material and an environment in which nerve fibers can grow well.

이에, 본 발명자들은 자가 신경을 대신할 이러한 인조신경도관을 만드는 데 있어서 생체재료학적 방법 및 조직기법을 혼용하여 다공성의 흡수성 재료를 말초신경의 포관 형태로 만들고 여기에 신경섬유 엑손(axon)의 재생을 촉진하는 신경재생관을 제조하였으며, 또한 신경재생에 유리한 도관 내면의 형태와 신경세포의 부착 성장을 돕도록 도관의 내면을 특수 코팅하는 방법을 제공함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors use a combination of biomaterials and tissue techniques in making such artificial neural conduits to replace autologous nerves to form a porous absorbent material in the form of peripheral nerve vessels, and regeneration of nerve fiber axons The present invention has been completed by providing a method for specially coating the inner surface of the conduit to facilitate the growth of nerve cells and the shape of the inner surface of the conduit advantageous for nerve regeneration.

본 발명의 목적은 생체 흡수성 세라믹으로서 치아인회석, 고분자 물질 또는 키토산을 유효성분으로 함유하는 생체흡수성 신경 도관 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a bioabsorbable neural conduit containing dental apatite, a polymeric material or chitosan as an active ingredient as a bioabsorbable ceramic, and a method for producing the same.

도 1은 박리된 래트의 좌골 신경 모습을 보여주는 사진이고, 1 is a photograph showing the sciatic nerve appearance of the exfoliated rat,

도 2는 키토산으로 코팅된 콜라겐 및 알지네이트 도관(도관 1)을 이용한 신경재건을 보여주는 사진이고, Figure 2 is a photograph showing the nerve reconstruction using chitosan-coated collagen and alginate conduit (conduit 1),

도 3은 키토산으로 코팅된 치아인회석 및 PHBV 도관(도관 2)을 이용한 신경재건을 보여주는 사진이고(수술 후 12주 경과), FIG. 3 is a photograph showing nerve reconstruction using chitosan coated dental apatite and PHBV conduit (conduit 2) (12 weeks after surgery),

도 4A는 치아인회석, PHBV 및 키토산 합성물을 이용한 신경 도관(도관 3)을 보여주는 사진이고, A of Fig. 4 is a photograph of the nerve conduit (conduit 3) with the tooth apatite, PHBV and chitosan composite,

도 4B는 치아인회석, PHBV 및 키토산 합성물을 이용한 신경재건 수술모습을 보여주는 사진이고, Figure 4 B is a photograph showing the neuro-reconstruction surgery using dental apatite, PHBV and chitosan composites,

도 5는 배양된 슈반세포(Schwann cell)를 보여주는 S100 면역형광 염색사진이고, 5 is S100 immunofluorescence staining showing cultured Schwann cells,

도 6은 자가절단상태(automutilation)가 없는 래트의 다리를 보여주는 사진이고, 6 is a photograph showing the leg of a rat without automutilation,

도 7은 경미한 자가절단상태를 나타내는 래트의 다리를 보여주는 사진이고, 7 is a photograph showing the leg of the rat showing a slight self-cutting state,

도 8은 보통의 자가절단상태를 나타내는 래트의 다리를 보여주는 사진이고, 8 is a photograph showing the leg of the rat showing a normal self-cutting state,

도 9는 심한 자가절단상태를 나타내는 래트의 다리를 보여주는 사진이고, 9 is a photograph showing the leg of the rat showing a severe self-cutting state,

도 10은 좌골신경 기능 지수를 측정하기 위하여 제작된 보행트랙의 개략도이고, 10 is a schematic diagram of a walking track designed to measure the sciatic nerve function index,

도 11은 걸음걸이 분석(gait analysis)을 보여주는 사진이고, 11 is a photograph showing gait analysis,

A ; 정상, B ; 자가절단상태 없음,A; Normal, B; No self-cutting state,

C ; 보통의 자가절단상태, D ; 심한 자가절단상태C; Normal self-cutting state, D; Severe self-cutting condition

도 12는 12주가 경과한 후의 도관 1을 보여주는 사진이고, 12 is a photograph showing conduit 1 after 12 weeks have elapsed;

도 13은 정상적인 좌골신경의 조직을 보여주는 사진이고, Figure 13 is a photograph showing the tissue of the normal sciatic nerve,

P ; 종아리 신경, T ; 정강이 신경, S ; 장딴지 신경P; Calf nerve, T; Shin nerve, S; Calf nerve

도 14는 도관 1을 사용한 경우, 봉합된 근심부로부터 5 ㎜에 위치하는 다발성 구별(fascicular discrimination)을 보여주는 저배율의 조직학적 사진이고, FIG. 14 is a low magnification histological picture showing fascicular discrimination located 5 mm from the closed mesial when conduit 1 is used, FIG .

T ; 정강이 신경; P ; 종아리 신경T; Shin nerves; P; Calf nerve

도 15는 도관 1을 사용한 경우, 봉합된 부위로부터 10 ㎜에 위치하는 곳에서도 신경이 있어 도관을 통해 신경재생이 연속됨을 보여주는 저배율의 조직학적 사진이고, FIG. 15 is a low magnification histological picture showing that nerve regeneration continues through the catheter, even when the catheter 1 is used, where the nerve is located at 10 mm from the sutured site.

도 16은 도관 1을 사용한 경우, 봉합된 근심부로부터 5 ㎜에 위치하는 곳의 고배율 조직학적 사진이고, FIG. 16 is a high magnification histological picture of a location 5 mm from the closed mesial part, using conduit 1, FIG .

도17은 도관 1을 사용한 경우, 봉합된 근위부로부터 10 ㎜에 위치하는 곳의 고배율 조직학적 사진이며, 신경재생이 연속됨을 보여준다. FIG. 17 is a high magnification histological picture of 10 mm from the closed proximal when conduit 1 is used, showing continued neuronal regeneration.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 생체흡수성 신경 도관을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a bioabsorbable nerve conduit.

또한, 본 발명은 상기 생체흡수성 신경 도관의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing the bioabsorbable neural conduit.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 생체흡수성 신경 도관을 제공한다.The present invention provides bioabsorbable neural conduits.

본 발명의 생체 흡수성 신경 도관은 콜라겐, 알지네이트 및 세라믹으로 구성된 군으로부터 선택된 도관형성물 또는 생체 흡수성 고분자 물질을 그 재질로 가지는 도관으로서, 그 도관 내부에 키토산 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.The bioabsorbable neural conduit of the present invention is a conduit having a conduit formation or a bioabsorbable polymer material selected from the group consisting of collagen, alginate, and ceramic, and is characterized in that it comprises a chitosan coating layer inside the conduit.

상기에서, 세라믹은 치아인회석, 생체용 아파타이트로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으며, 고분자 물질은 PHBV, 폴리글리콜산(PGA), 폴리락트산(PLA), PLLA, 폴리락트-글리콜산(PLGA), 키토산(chitosan)으로 구성된 하나 또는 그 이상의 군으로부터 선택될 수 있으나, 본 발명의 범위가 상기에 나열된 세라믹 및 고분자 물질에 한정되는 것은 아니다.In the above, the ceramic may be selected from the group consisting of dental apatite, bio-apatite, the polymer material is PHBV, polyglycolic acid (PGA), polylactic acid (PLA), PLLA, polylactic-glycolic acid (PLGA), chitosan Although it may be selected from one or more of the group consisting of (chitosan), the scope of the present invention is not limited to the ceramic and polymer materials listed above.

본 발명의 신경 도관은 키토산으로 코팅된 콜라겐, 알지네이트 또는 콜라겐-알지네이트 도관인 것을 특징으로 하는 신경 도관이 가능하고, 키토산으로 코팅된 치아인회석 및 PHBV 합성물 도관인 것을 특징으로 하는 신경 도관인 것이 바람직하나, 실제 수술에 사용되는 치아인회석, PHBV 및 키토산 합성물 도관인 것이 더욱 바람직하다. 이때, 도관 내경의 구조 형태는 그 내부가 하나의 터널형식 혹은 여러 개의 조그만 터널이 겹친 구공탄 모양으로 빈 공간인 것, 또는 멍석을 말아 그 끝을 생체 접착제로 붙인 모양으로 빈 공간인 것을 특징으로 하는 신경 도관 형태일 수 있으며, 전선처럼 여러 개의 흡수성 고분자 섬유로 내부 도관을 채워 그 섬유 주변에 조그만 공간을 함유하는 모양인 것을 특징으로 하는 신경 도관도 제작가능하다.The neural conduit of the present invention can be a neural conduit characterized by being a collagen, alginate or collagen-alginate conduit coated with chitosan, and preferably a neural conduit characterized by chitosan-coated dental apatite and PHBV composite conduits. More preferably, the dental apatite, PHBV and chitosan composite conduits used in actual surgery. At this time, the internal shape of the conduit is characterized in that the inside is a hollow space in which one tunnel type or several small tunnels overlap each other, or a hollow space in which the end is rolled up with a bio glue. It may be in the form of a neural conduit, it is also possible to produce a neural conduit characterized in that it contains a small space around the fiber by filling the inner conduit with a plurality of absorbent polymer fibers, such as wires.

상기에서, 세라믹은 치아인회석(toothapatite), 아파타이트 계통으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으며 이중 치아인회석인 것이 바람직하다. 또한, 고분자 물질은 PHBV(poly-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate), 폴리글리콜산(PGA), 폴리락트산(PLA) , PLLA, 폴리락트-글리콜산(PLGA), 키토산(chitosan)으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으며, PHBV인 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 범위가 상기에 나열된 세라믹 및 고분자 물질에 한정되는 것은 아니다.In the above, the ceramic may be selected from the group consisting of a toothite (toothapatite), an apatite strain, and preferably a tooth apatite. In addition, the polymer material may be selected from the group consisting of poly-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate (PHBV), polyglycolic acid (PGA), polylactic acid (PLA), PLLA, polylactic-glycolic acid (PLGA), chitosan And, preferably, PHBV. However, the scope of the invention is not limited to the ceramic and polymeric materials listed above.

상기 치아인회석은 발치된 치아를 과산화수소수 용액으로 처리하여 주위조직의 혈흔, 조직 잔사 및 이물질들을 완전히 제거하고 약 500 내지 1,300℃의 온도에서 열처리하여 유기질을 제거한 후에 미분쇄한 것을 400 ㎛ 이하의 크기를 갖도록 하여 사용할 수 있다. 본 발명의 신경 도관은 생체흡수성 고분자, 치아인회석 및 용매를 혼합한 조직공학용 세라믹-고분자 복합 물질(Ceramic-polymer composite material)인 것이 바람직하며, 치아인회석-고분자 복합 물질의 중량에 대하여 상기 고분자는 60 내지 90 중량%, 상기 치아인회석은 10 내지 40 중량%로 혼합하는 것이 바람직하다. 상기에서, 용매는 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름, 디메틸설폭사이드(DMSO) 및 약산(week acid)으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으나 반드시 여기에 한정되는 것은 아니다.The tooth apatite is treated with hydrogen peroxide solution to completely remove blood stains, tissue residues and foreign matter from surrounding tissues, and heat-treated at a temperature of about 500 to 1,300 ° C. to remove organic matter and then pulverize it to a size of 400 μm or less. It can be used to have. The neural conduit of the present invention is preferably a ceramic-polymer composite material for tissue engineering, in which a bioabsorbable polymer, dental apatite and a solvent are mixed, and the polymer is 60 to the weight of the dental apatite-polymer composite material. To 90% by weight, the dental apatite is preferably mixed in 10 to 40% by weight. In the above, the solvent may be selected from the group consisting of methylene chloride, chloroform, dimethyl sulfoxide (DMSO) and weak acid (week acid), but is not necessarily limited thereto.

본 발명에 있어서, 상기 세라믹-고분자 복합 물질은 기공형성 수지와 용출담체로서 200 내지 300 ㎛로 소결된 염화나트륨(NaCl)이 혼합용액에 대하여 80 내지 90 중량%로서 더 혼합하는 것을 특징으로 하며, 고분자, 치아인회석 및 용매가 혼합된 혼합물을 열 가압 과정이 첨가된 용매-주입/입자-침출(solvent-casting/ particulate-leaching) 방법으로 제조될 수 있다.In the present invention, the ceramic-polymer composite material is characterized in that the pore-forming resin and sodium chloride (NaCl) sintered to 200 to 300 ㎛ as eluent is further mixed as 80 to 90% by weight with respect to the mixed solution, the polymer The mixture of the dental apatite and the solvent can be prepared by a solvent-casting / particulate-leaching method to which a thermopressing process is added.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 신경 도관은 키토산으로 코팅된 콜라겐 또는 알지네이트 도관, 콜라겐-알지네이트 혼합물질도관, 키토산으로 코팅된 세라믹- 고분자 물질 합성물 도관, 세라믹-고분자-키토산 합성물 도관이다.In a preferred embodiment of the invention, the neural conduit is a collagen or alginate conduit coated with chitosan, a collagen-alginate mixture conduit, a ceramic-polymer composite conduit coated with chitosan, a ceramic-polymer-chitosan composite conduit.

본 발명의 신경 도관은 결손된 신경의 크기에 따라 내경과 외경을 조절하며 본 실험의 래트의 신경 재건에서는 내경이 1 내지 1.5 ㎜, 외경이 1.5 내지 2.5 ㎜를 가지는 것이 바람직하며, 이는 경우에 맞게 크기를 제작한다.The nerve conduit of the present invention controls the inner and outer diameters according to the size of the missing nerve, and in the nerve reconstruction of the rat of the present experiment, it is preferable that the inner diameter is 1 to 1.5 mm and the outer diameter is 1.5 to 2.5 mm. Build the size.

키토산의 첨가 및 코팅으로 강도와 탄력을 보강할 수 있어 도관이 충격에 구겨져서 신경이 재생되지 못하는 단점을 해결할 수 있고 신경재생 기간동안 신경재생 통로를 유지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 생체흡수성 신경 도관은 콜라겐, 알지네이트, 키토산, 치아인회석 및 PHBV 등의 생체 흡수성 물질들의 혼합물을 이용하여 제조되므로, 안전성이 우수하고 시술후 따로 제거하지 않아도 자연적으로 생체내에서 분해되므로 추후에 인위적으로 이식된 도관을 제거하지 않아도 되는 장점이 있다. 본 발명의 도관을 전자 현미경으로 보았을 때 8 내지 300 ㎛ 정도의 미세공 크기를 지니고 있으며, 미세공의 크기는 염화나트륨의 알갱이 크기를 조절하여 이를 도관 물질에 혼합한 후 물에 녹이면 그 크기 만큼 미세공 크기를 제작할 수 있다.The addition and coating of chitosan can reinforce strength and elasticity, which can solve the shortcoming of the nerve regeneration due to the wrinkling of the conduit and has the advantage of maintaining the nerve regeneration pathway during the regeneration period. In addition, the bioabsorbable neural conduit of the present invention is prepared using a mixture of bioabsorbable materials such as collagen, alginate, chitosan, dental apatite and PHBV, so it is excellent in safety and naturally decomposed in vivo without being removed after the procedure. There is an advantage that it is not necessary to remove the artificially implanted conduits later. When the conduit of the present invention is viewed under an electron microscope, it has a micropore size of about 8 to 300 μm, and the size of the micropore is controlled by adjusting the grain size of sodium chloride and mixed with the conduit material, and then dissolved in water. Size can be produced.

또한, 본 발명은 상기 생체흡수성 신경 도관의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing the bioabsorbable neural conduit.

본 발명의 생체흡수성 신경 도관은The bioabsorbable nerve conduit of the present invention

1) 도관 주형을 제조하는 단계;1) preparing a conduit mold;

2) 도관형성물질을 단계 1)의 도관 주형에 넣거나 도관 주형 주위로 도관형성 물질을 묻혀서 도관을 제조하는 단계; 및2) preparing the conduit by placing the conduit forming material in the conduit mold of step 1) or by buried the conduit forming material around the conduit mold; And

3) 단계 2)의 도관 내부에 섬유를 삽입하는 단계로 구성된다.3) inserting the fiber into the conduit of step 2).

상기에서, 단계 1)의 도관 주형은 터널형, 구공탄형, 멍석 말은 형으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으나, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니다.In the above, the conduit mold of step 1) may be selected from the group consisting of tunnel type, ball hole type, and dumb horse type, but are not necessarily limited thereto.

도관 제작 방법에 있어서, 터널형 도관은 상기 도관형성물질을 원하는 크기의 도관 주형에 넣어 도관을 형성하거나, 도관 주형 주위로 도관형성 물질을 묻힌 후 도관 주형을 제거함으로써 제조될 수 있다.In a conduit manufacturing method, a tunnel-type conduit may be prepared by placing the conduit forming material in a conduit mold of a desired size or by removing the conduit mold after the conduit forming material is buried around the conduit mold.

또한, 구공탄 모양의 도관은 구공탄 모양으로 양각된 도관 주형을 만들어 도관 형성 물질을 붓고 이를 굳게 한 후 주형을 제거함으로써 제조될 수 있다.In addition, the ball-hole-shaped conduit can be prepared by making a conduit mold embossed in the shape of a ball-hole coal by pouring the conduit-forming material and hardening it and then removing the mold.

멍석 말은 형태의 도관은 상기 도관 형성 물질을 균일하게 멍석처럼 만든 후 이를 둥글게 만들어 그 양옆을 생체흡수성 접착제(glue)로 부착하거나, 또는 도관형성 물질을 균일하게 멍석처럼 만든 후 이를 둥글게 말아 가면서 만들어 생체흡수성 접착제를 부착함으로써 제조된다.A dumb conduit is made by making the conduit forming material uniformly and then rounding it and attaching both sides with a bioabsorbable glue, or by making the catheter forming material evenly and rolling it roundly. It is prepared by attaching a bioabsorbable adhesive.

코팅 방법의 경우, 터널형 도관은 상기의 방법으로 제조된 도관 위에 코팅하기를 원하는 물질을 부착시키고 도관 주형을 제거함으로써 이루어진다. 멍석 말은 형의 도관은 멍석모양의 가장 내측에 코팅 물질을 첨가함으로써 이루어 진다. 상기 도관 형성 물질을 균일하게 멍석처럼 만든 후 이를 둥글게 말아 가면서 만들어 생체흡수성 접착제로 부착하는 방법의 경우에도 멍석모양의 가장 내측에 코팅 물질을 첨가함으로써 원하는 물질을 코팅할 수 있다.In the case of the coating method, the tunnel-type conduit is made by attaching the material to be coated on the conduit made by the above method and removing the conduit mold. Dumb-shaped conduits are made by adding a coating material on the innermost side of the follicle. In the case of making the conduit forming material uniformly as a dull, then rolling it roundly and attaching it with a bioabsorbable adhesive, the desired material may be coated by adding a coating material to the innermost part of the dimple.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> 흡수성 인조 신경도관(nerve conduit)의 제조Example 1 Preparation of Absorbent Artificial Neural Conduit

<1-1> 도관(conduit) 1; 키토산으로 코팅된 콜라겐-알지네이트 도관<1-1> conduit 1; Collagen-alginate conduit coated with chitosan

본 발명자들은 섬유세포를 포함하는 다른 세포들은 유입되지 않으면서 조직액이 적절히 관내로 유입되어 뉴론이나 슈반세포에 영양을 공급할 수 있는 미세공을 부여할 수 있도록 흡수성재료인 콜라겐 및 알지네이트를 이용하여 하치조신경이나 안면신경 분지 등 말초신경의 포관에 적절한 직경과 길이를 갖는 도관을 제작하였다. 콜라겐 대 알지네이트 비가 신경 두께 크기에 따라 달리하여 약 50-50에서 80-20 정도의 비율로 상기 도관 제작 방법에 따라 제작한다. 이때 직경 1.5 mm 정도의 도관 주형외부에 키토산을 묻혀 코팅한 후 여기에 이 혼합물을 묻혀 제작한다. 이때, 신경재생시 세포 활성도를 증진시키기 위해 키토산를 이용하여 코팅을 실시하였고, 신경속(nerve fascicle) 구조를 재현하기 위하여 약 200 ㎛ 직경의 다수의 도관을 갖도록 하여 원위부와 근위부 말단으로부터 신경세포가 자라 들어올 수 있는 공간을 만들어 주었다(도 1도 2참조).The inventors of the present invention utilize the collagen and alginate as an absorbent material so that the tissue fluid can be properly introduced into the tube without providing other cells, including fibrous cells, to give micropores that can nourish neurons or Schwann cells. Conduits with diameters and lengths suitable for the capillaries of peripheral nerves, such as nerves and facial nerve branches, were prepared. The collagen to alginate ratio is produced according to the conduit fabrication method at a ratio of about 50-50 to 80-20, depending on the size of the nerve thickness. In this case, the chitosan is coated on the outside of the conduit mold having a diameter of about 1.5 mm and then the mixture is buried. At this time, coating was performed using chitosan to enhance cell activity during neuronal regeneration, and nerve cells grew from distal and proximal ends by having multiple conduits of about 200 μm diameter to reproduce the nerve fascicle structure. It made a space to enter (see Figs . 1 and 2 ).

<1-2> 도관 2; 키토산에 코팅된 치아인회석(Toothapatite) 및 PHBV(Poly hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) 도관<1-2> conduit 2; Toothapatite and Poly hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate (PHBV) conduits coated with chitosan

본 발명자들은 세라믹-고분자 합성물로서 치아인회석과 PHBV를 이용하여 신경세포가 자라 들어올 수 있는 터널(tunnel) 형태의 도관을 제작하였다. 세라믹의 장점과 폴리머의 장점을 유지하여 제작한 상기 물질은 형상 조작이 간편하고 기존의 생체 폴리머인 PLLA 등 보다 친수성이 월등히 좋아 세포 친화력이 우수하다.The present inventors fabricated a tunnel-shaped conduit through which nerve cells can grow using dental apatite and PHBV as ceramic-polymer composites. The material produced by maintaining the advantages of ceramics and polymers is easy to manipulate the shape and excellent hydrophilicity than the conventional biopolymers such as PLLA is excellent in cell affinity.

상기 도관 제작 방법에 따라 도관 주형외부에 키토산을 먼저 코팅한 후 여기에 치아 인회석과 PHBV를 혼합한 혼합물을 코팅한 키토산 위로 부착 시킨다. 이때, 원위부와 근위부 말단으로부터 신경세포가 자라 들어올 수 있도록 공간을 형성해 주고, 다공성을 유지할 수 있도록 하였다. 아울러, 도관내의 세포 활성도를 증진시키기 위해 키토산를 이용하여 코팅을 실시하였다(도 3).According to the conduit manufacturing method, the chitosan is first coated on the outside of the conduit mold, and then the chitosan is attached onto the coated chitosan. At this time, to form a space for the nerve cells to grow from the distal and proximal end, and to maintain the porosity. In addition, coating was performed using chitosan to enhance cellular activity in the catheter ( FIG. 3 ).

<1-3> 도관 3; 치아인회석, PHBV 및 키토산 합성물 도관<1-3> conduit 3; Dental Apatite, PHBV and Chitosan Composite Conduits

본 발명자들은 세라믹-고분자-키토산 합성물로서 치아인화석, PHBV 및 키토산을 이용하여 신경세포가 자라 들어올 수 있는 터널 형태로 도관을 제작하였다. 구체적으로, 치아인회석-고분자 복합 물질의 중량에 대하여 상기 고분자는 60 내지 90중량%, 상기 치아인회석은 10 내지 40중량%로 혼합하였으며, PHBV와 키토산의 적당 비례에 의해 터널 형태의 도관을 제작하였다. 이때, 원위부와 근위부 말단으로부터 신경세포가 자라 들어올 수 있도록 공간을 형성해 주었으며, 또한 다공성을 유지한 채 도관의 탄력(resilience)을 유지할 수 있도록 하였다(도 4).The inventors made a conduit in the form of a tunnel through which nerve cells can grow using dental phosphate, PHBV and chitosan as ceramic-polymer-chitosan composites. Specifically, the polymer was mixed with 60 to 90% by weight and the dental apatite was 10 to 40% by weight based on the weight of the dental apatite-polymer composite material, and a tunnel-type conduit was manufactured by a proper proportion of PHBV and chitosan. . At this time, a space was formed to allow nerve cells to grow from distal and proximal ends, and also to maintain resilience of the conduit while maintaining porosity ( FIG. 4 ).

상기에서 제조한 도관 1 내지 도관 3의 성질을 하기표 1에 요약하였다.The properties of conduits 1 to 3 prepared above are summarized in Table 1 below.

직경diameter 탄력elasticity 흡수성 정도(12주, in vivo)Absorption degree (12 weeks, in vivo) 생체조직반응(Giant cell)Biotissue Response 도관 1Conduit 1 OD 3mm ID 1.5 mmOD 3mm ID 1.5 mm 봉합 어려움,쉽게 찢어짐Suture difficulty, easy tearing 부분 또는 완전 흡수Partially or fully absorbed 낮음lowness 도관 2Conduit 2 OD 2.5mm, ID 1.5mmOD 2.5mm, ID 1.5mm 경조 증가, 탄력 부족Increased contrast, lack of elasticity 부분흡수, 강도 감소Partial absorption, reduced strength 낮음lowness 도관 3Conduit 3 OD 2mm, ID 1.5mmOD 2mm, ID 1.5mm 충분한 탄력, 봉합 용이Sufficient elasticity, easy to sew 부분흡수, 강도 감소Partial absorption, reduced strength 낮음lowness

OD : 외경 ID : 내경OD: Outer ID: Inner Diameter

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명자들은 콜라겐, 알지네이트, 키토산, 치아인회석 및 PHBV 등의 혼합물을 이용하여 내경이 1 내지 1.5 ㎜, 외경이 2 ㎜ 정도를 가지는 세 종류의 흡수성 인조 신경도관을 제작하였다.As described above, the present inventors manufactured three types of absorbent artificial neural conduits having an inner diameter of 1 to 1.5 mm and an outer diameter of 2 mm using a mixture of collagen, alginate, chitosan, dental apatite, and PHBV.

<실험예 1> 슈반세포(Schwann cell) 배양 및 부착도 검사Experimental Example 1 Schwann cell culture and adhesion test

<1-1> 슈반세포의 배양<1-1> Schwann Cell Culture

본 발명자들은 슈반세포를 배양하기 위하여, 먼저 E16-20 래트의 DRG( dorsal root ganglion)이나 rat 좌골신경(sciatic nerve)을 채취하여 통법대로 배양하여 대략 10마리의 DRG 또는 좌골신경으로부터 0.5 ㎖ 분량의 슈반세포를 얻을 수 있었다. 상기에서 획득한 슈반세포에 0.25% 콜라게나제(collagenase) 1 ㎖과 0.2% DNase 0.1 ㎖을 첨가하여 37℃에서 90분간 배양하였다. 상층액을 버리고 0.125% 트립신-EDTA 또는 파파인 용액(papain solution) 2 ㎖을 첨가한 후 10분간 배양하였다. 다시 상층액을 버리고 배양배지 5 ㎖와 소혈청(horse serum, HS) 2 내지 4 ㎖을 첨가하여 10회 정도 피펫팅(pipetting)한 후 3분간 정치하였으며, 세포 여과기(cell strainer)를 이용하여 여과(filtration)를 실시하였다. 상기에서,신경세포를 배양하기 위한 배지는 MEM 93 ㎖, HS 5 ㎖, 50% 포도당 1 ㎖ 및 2 ㎎/㎖ 농도의 젠타마이신 1 ㎖이 첨가된 배지를 사용하였다. 10 ㎖의 배지를 이용하여 세포 여과기에 걸려 있는 덩어리(mass)를 세척하여 잔여 슈반세포들을 수집하였으며, 1,000 rpm으로 4℃에서 5분동안 원심분리를 실시하였다. 상층액을 제거한 후 배지 15 ㎖을 첨가하였고, poly-D-lysine (or matrigel, polyetilemine)이 코팅된 페트리 접시(petri dish)에 1×104세포/㎖ 농도로 세포를 분주하였다. 3 내지 4일동안 세포를 배양한 후 DNA 합성 억제제인 5 μM의 FDU(flurodeoxyuridine) 또는 사이토신 아라비노사이드(cytosine arabinoside)가 첨가된 배지로 교환하여 빠른 속도로 증식하는 섬유세포(fibroblast)를 제거하였다. 2 내지 3일 후 0.2 ㎍/㎖의 GDNF(Glial cell line-derived neurotrophic factor) 및 1 ㎍/㎖의 콜레라 독소(adenyl cyclase의 활성인자)가 첨가된 배지로 교환하여 슈반세포의 증식을 촉진하였다.In order to cultivate Schwann cells, the present inventors first collected a dorsal root ganglion (DRG) or rat sciatic nerve of E16-20 rats and cultured them in a conventional manner, and then 0.5 ml of approximately 10 DRG or sciatic nerves. Schwann cells were obtained. To the Schwann cells obtained above, 1 ml of 0.25% collagenase and 0.1 ml of 0.2% DNase were added and incubated at 37 ° C. for 90 minutes. The supernatant was discarded and 2 ml of 0.125% trypsin-EDTA or papain solution was added and incubated for 10 minutes. The supernatant was discarded again, pipetted 10 times with 5 ml of culture medium and 2-4 ml of horse serum (HS) and allowed to stand for 3 minutes, followed by filtration using a cell strainer. (filtration) was performed. In the above, as a medium for culturing nerve cells, a medium to which 93 ml of MEM, 5 ml of HS, 1 ml of 50% glucose and 1 ml of gentamicin at a concentration of 2 mg / ml was added was used. The remaining Schwann cells were collected by washing the mass suspended in the cell strainer using 10 ml of medium, and centrifuged at 1,000 rpm for 5 minutes at 4 rpm. After removing the supernatant, 15 ml of medium was added, and cells were dispensed at a concentration of 1 × 10 4 cells / ml in a petri dish coated with poly-D-lysine (or matrigel, polyetilemine). After culturing the cells for 3 to 4 days, the medium was replaced with a medium containing 5 μM of FDU (flurodeoxyuridine) or cytosine arabinoside, a DNA synthesis inhibitor, to remove rapidly growing fibroblasts. It was. After 2-3 days, the growth of Schwann cells was promoted by the addition of 0.2 μg / ml of GLDF (Glial cell line-derived neurotrophic factor) and 1 μg / ml of cholera toxin (activator of adenyl cyclase).

그 결과, 1.0×104세포/㎖의 세포밀도를 갖는 슈반세포 배양체를 획득하였다(도 5).As a result, Schwann cell cultures having a cell density of 1.0 × 10 4 cells / ml were obtained ( FIG. 5 ).

<1-2> 신경 도관에 대한 슈반세포의 부착도 검사(Schwann cell attachment on nerve conduit)<1-2> Schwann cell attachment on nerve conduit

본 발명자들은 상기 실시예 1에서 제조한 도관 2 및 도관 3에 대한 슈반세포의 부착도를 검사하였고, 이때 아무것도 사용하지 않은 경우를 대조군으로 사용하였다.The present inventors examined the adhesion of Schwann cells to conduits 2 and 3 prepared in Example 1, wherein nothing was used as a control.

먼저, 멸균된 신경 도관을 5 ㎜ 길이로 절단한 후 유형 I 콜라겐을 이용하여 페트리 접시상에서 부착시켰다. 상기 페트리 접시에 1.0×104세포/㎖ 농도의 슈반세포를 부유시킨 후 CO2배양기에서 24 내지 48시간동안 배양하였다. 슈반세포는 부착되어 있는 상태에서만 생존할 수 있는 세포이므로, 신경 도관에 부착된 슈반세포를 측정하기 위하여 본 발명자들은 간접적인 방법으로 MTT 분석(assay)을 실시하였다. 구체적으로, 2 ㎎/㎖의 최종농도를 가지도록 MTT를 PBS에 혼합하였다. 200 ㎕의 배양액과 50 ㎕의 MTT 용액을 도관을 포함하는 96-웰 플레이트에 첨가한 후 2시간동안 배양하였다. 상등액을 버린 후 150 ㎕의 DMSO를 첨가하였고 20분동안 흔들어주었고, 570 ㎚에서의 흡광도를 측정하였다.First, the sterile neural conduit was cut to 5 mm in length and then attached onto a Petri dish using type I collagen. The Petri dish was suspended in Schwann cells at a concentration of 1.0 × 10 4 cells / ml, and then cultured in a CO 2 incubator for 24 to 48 hours. Since Schwann cells are cells that can survive only in the attached state, the present inventors performed an MTT assay by an indirect method to measure Schwann cells attached to neural conduits. Specifically, MTT was mixed in PBS to have a final concentration of 2 mg / ml. 200 μl of culture and 50 μl of MTT solution were added to a 96-well plate containing conduits and incubated for 2 hours. After the supernatant was discarded, 150 μl of DMSO was added and shaken for 20 minutes, and the absorbance at 570 nm was measured.

그 결과, 하기표 2에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 도관 2 또는 도관 3을 사용한 경우 대조군보다 슈반세포가 더 많이 부착 및 생존하였음을 확인하였다.As a result, as can be seen in Table 2 , when the conduit 2 or conduit 3 of the present invention was used, it was confirmed that Schwann cells adhered and survived more than the control group.

OD (A570)OD (A 570 ) 24 hr (n=4)24 hr (n = 4) 48 hr (n=4)48 hr (n = 4) 도관 2Conduit 2 0.123 ±0.0230.123 ± 0.023 0.135 ±0.0570.135 ± 0.057 도관 3Conduit 3 0.089 ±0.0460.089 ± 0.046 0.129 ±0.0790.129 ± 0.079 대조군Control 0.067 ±0.1200.067 ± 0.120 0.071 ±0.0340.071 ± 0.034

<실험예 2> 동물실험Experimental Example 2 Animal Experiment

300 g 내외의 SD계 래트(rat) 36마리를 도관 1을 사용한 실험 1군(n=12), 도관 2를 사용한 실험 2군(n= 6), 도관 3을 사용한 실험 3군(n= 12) 및 자가신경 이식군인 대조군(n=6)으로 분류하였다. 실험군에서는 본 발명의 도관 1 내지 도관 3을 좌측 좌골신경에 이식하였으며, 실험 1군과 실험 2군은 12주에 탐사 신경재생을 평가하였고, 실험 3군은 6주와 12주에 신경재생을 평가하였다. 대조군의 경우에는 12주째에 탐사하였다.Experimental group 1 (n = 12) using conduit 1, experiment 2 group (n = 6) using conduit 2, and experiment 3 group (n = 12) using conduit 3 in 36 rats of 300 g ) And the control group (n = 6), which is an autologous nerve transplant group. In the experimental group, the conduits 1 to 3 of the present invention were implanted into the left sciatic nerve, and experimental group 1 and group 2 evaluated exploratory nerve regeneration at 12 weeks, and experimental group 3 evaluated nerve regeneration at 6 and 12 weeks. It was. The control group was explored at week 12.

구체적으로, 본 발명자들은 300g 내외의 SD 래트에 염산케타민(Ketara, 유한양행)을 실험동물의 복강내로 주입하여 깊은 마취상태로 유도한 후, 수술 부위를 면도하고 요오드 스폰지(iodine sponge)를 이용하여 소독을 실시하였다. 실험동물을 엎드린 상태로 위치시킨 후, 뒤쪽 대퇴골(posterior femur)에 평행하게 등뼈(spine)에서 4 ㎝의 절개선을 주었다. 좌측 좌골 신경을 sciatic notch부터 오금부위(popliteal region)까지 노출시킨 후 10 ㎜ 길이의 신경을 절단하였다. 근심과 원심측의 신경 절단부를 12 ㎜ 길이의 본 발명의 도관 1 내지 도관 3에 연결하였다. 각 신경절단부의 신경 1 ㎜ 정도가 도관안으로 들어가도록 10-0 나일론(Ethylon 사)을 이용하여 2 내지 4 부위에 봉합을 실시하였다.Specifically, the present inventors inject the ketamine hydrochloride (Ketara, Yuhan) into the abdominal cavity of experimental animals in 300 g of SD rats, and then induced deep anesthesia, shaving the surgical site and using an iodine sponge Disinfection was performed. After placing the animal in the prone state, a 4 cm incision was made in the spine parallel to the posterior femur. The left sciatic nerve was exposed from the sciatic notch to the popliteal region and then cut into 10 mm long nerves. The nerve cuttings on the mesial and distal sides were connected to conduits 1 to 3 of the present invention 12 mm long. Sutures were performed at 2 to 4 sites using 10-0 nylon (Ethylon) so that about 1 mm of nerves in each of the nerve cuttings enter the conduit.

<2-1> 육안적 소견<2-1> gross findings

신경 도관을 이식한 후 12주가 경과한 뒤에 수술한 쪽의 발과 발가락의 상태및 자가절단상태(auto-mutilation)를 관찰하였다. 구체적으로, 부종, 홍조, 발톱 길이의 감소, 발바닥 피부의 위축과 표피창상 등의 영양 이형(trophic anomaly)을 관찰한 후 경미함(mild), 보통(moderate) 및 심함(severe)으로 분류하였다. 뼈의 노출 등과 같은 광범위한 상처(extensive wound)나 발 일부분이나 발가락의 상실 등의 경우에는 자가절단상태(결체조직 창상, 발톱의 상실 및 발가락의 상실의 경우)로 분류하여 경미함, 보통 및 심함의 등급으로 나누었다(도 6내지도 9참조).Twelve weeks after implantation of the neural catheter, the condition of foot and toe and auto-mutilation were observed. Specifically, trophic anomaly such as edema, redness, reduction of toenail length, atrophy of the plantar skin and epidermal wounds were observed, and then classified into mild, moderate, and severe. Extensive wounds, such as bone exposure, or loss of part of the foot or toes, are classified as autoclavable (in the case of wound tissue, loss of toenails, loss of toes), mild, moderate and severe. divided into grades (see Figs. 6-9).

<2-2> 좌골신경 기능 지수의 측정<2-2> Measurement of Sciatic Nerve Function Index

12주간 3주 간격으로 좌골신경 기능 지수(sciatic functional index, SFI)를 이용하여 운동기능을 평가하였다(Bain et al., 1989). 구체적으로,도 10에 나타낸 바와 같이 한쪽을 어둡게 만든 8×50 ㎝ 길이의 보행트랙(walking tract)을 만들어 조건적인 시험(conditioning trial)이 가능하도록 하였는데, 이때 길고 흰 멍석을 트랙의 바닥에 깔고 뒷다리를 잉크에 문지른 상기 트랙 위에 놓은 후 걷게 하였다. 상기 육안적 소견에서의 경우와 마찬가지로 걸음걸이 분석(gait analysis)의 정도를 경미함, 보통 및 심함의 등급으로 나누었다(도 11참조).Motor function was assessed using a sciatic functional index (SFI) at 3 week intervals for 12 weeks (Bain et al., 1989). Specifically, as shown in FIG . 10 , a walking tract of 8 × 50 cm in length was made dark so that a conditional trial was possible, wherein a long white patch was placed on the bottom of the track and the hind legs Was placed on the track rubbed with ink and then walked. As in the case of the gross findings, the degree of gait analysis was divided into mild, moderate and severe grades (see FIG. 11 ).

또한, 발가락 뻗음(toe spread)의 정도를 측정하기 위하여 쥐의 뒷목을 잡은 후 쥐가 뒷발에 의지하여 직립으로 설 수 있게 하였다. 최대 발가락 뻗음을 흰 멍석에 표시하였으며, 상기와 같은 실험을 두차례 실시하였다. 이를 바탕으로 하기 공식에 대입하여 좌골신경 기능 지수를 계산하였다.In addition, to measure the degree of toe spread, the rats were held by the back neck, and the rats were able to stand upright on the hind feet. The maximum toe extension was marked on the white bullock, and the same experiment was performed twice. Based on this, the sciatic nerve function index was calculated by substituting the following formula.

SFI = -38.3(EPL-NPL/NPL) + 109.5(ETS-NTS/NTS) + 13.3(EIT-NIT/NIT) - 8.8SFI = -38.3 (EPL-NPL / NPL) + 109.5 (ETS-NTS / NTS) + 13.3 (EIT-NIT / NIT)-8.8

EPL; 실험동물의 발의 길이(experimental paw length)EPL; Experimental paw length

NPL; 정상동물의 발의 길이(unoperated normal paw length)NPL; Unoperated normal paw length

ETS; 실험동물의 첫 번째와 다섯 번째 발가락 사이의 거리(distance between the first and fifth toes of operated experimental foot)ETS; Distance between the first and fifth toes of operated experimental foot

NTS; 정상동물의 첫 번째와 다섯 번째 발가락 사이의 거리(distance between the first and fifth toes of unoperated experimental foot)NTS; Distance between the first and fifth toes of unoperated experimental foot

EIT; 실험동물의 두 번째와 네 번째 발가락 사이의 거리(distance between the second and forth toes of operated experimental foot)EIT; Distance between the second and forth toes of operated experimental foot

NIT; 정상동물의 두 번째와 네 번째 발가락 사이의 거리(distance between the second and forth toes of unoperated experimental foot)NIT; Distance between the second and forth toes of unoperated experimental foot

그 결과, 본 발명의 인공신경 도관들은 동물실험 12주 소견에서 완전 또는 부분적 흡수를 보여 신경재생 완료와 함께 자연 흡수되는 이상적인 신경도관임을 확인하였다(도 12). 실험 1군의 경우에는 12마리 실험동물 중 10마리가 생존하였고 실험 2군의 경우에는 6마리 실험동물 중 2마리가 생존하였으며, 실험 3군의 경우에는 12마리 실험동물 중 12마리 모두가 생존하였다. 육안적 소견 및 좌골신경 기능지수가 평균 -64.6 이었다. 각각의 SFI 수치가 의미하는 바는 정상적인 경우가 0, 아주 좋지 않은 경우가 -100으로 표시되는데, 상기 결과로부터 지금까지 보고된 것들보다 본 발명의 도관이 더 우수한 것임을 확인하였다.As a result, the artificial neural conduits of the present invention showed complete or partial absorption in 12 weeks of animal experiments confirmed that it is an ideal neural conduit naturally absorbed with the completion of nerve regeneration ( FIG. 12 ). In Experiment 1, 10 of 12 animals survived. In Experiment 2, 2 of 6 animals survived, and in Experiment 3, all 12 of 12 animals survived. . Gross findings and sciatic nerve function index averaged -64.6. Each SFI value is represented by a normal case of 0 and a very bad case of -100. From the above results, it was confirmed that the conduit of the present invention is superior to those reported so far.

<2-3> 조직학적 검사(histological evaluation)<2-3> histological evaluation

본 발명자들은 조직학적 검사(histological evaluation)를 실시하기 위하여, 12 ㎜ 길이의 이식체를 포함한 좌골신경을 박리하여 채취한 후, 2% 글루타르알데하이드에 고정하였고, 2% 오스미움 테트록사이드(osmium tetroxide)에 후 고정을 실시하였다. 각 신경을 100% Epon에 포매시킨 후 이식체의 정중부(5 ㎜지점)를 절단하여 1 ㎜ 두께의 절편을 만들었고 각 조직편을 톨루이딘 블루(toluidine blue)를 이용하여 염색하였다. 슬라이드를 광학현미경 하에서 관찰하였으며, 컴퓨터 화상분석을 시행하여 전체 신경속(fascicle)의 면적(㎜2) 및 축삭의 수와 밀도(axon/㎜2)를 측정하였다.In order to perform histological evaluation, the present inventors peeled and collected a sciatic nerve including a 12 mm long graft, and fixed it with 2% glutaraldehyde, followed by 2% osmium tetroxide (osmium). post-fixation to tetroxide). After each nerve was embedded in 100% Epon, the median portion (5 mm point) of the implant was cut to make a 1 mm thick section, and each tissue piece was stained with toluidine blue. The slides were observed under an optical microscope, and computer image analysis was performed to determine the area of the entire nerve bundle (mm 2 ) and the number and density of axons (axon / mm 2 ).

그 결과, 본 발명의 도관 1 내지 도관 3을 사용한 경우에는 신경재생이 원심부 결손부까지 이루어져 신경의 연속성을 회복하였고, 신경결손 근심부에서는 신경속 구조를 보였다(도 13내지도 17).As a result, in the case of using the catheter 1 to the conduit 3 of the present invention is made to this won deep defect nerve regeneration was restored the continuity of the nerve, the nerve defect mesial portion showed a nerve in structure (13 to 17).

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 인공신경 도관은 내경과 외경을 자유롭게 조절하여 제작될 수 있으며 결손된 신경조직을 연결하고 신경섬유를 재생하는 통로 역할을 하며, 향후 임상적으로도 안면신경 분지나 하치조 신경 및 설신경 등의 신경결손 부위 회복에 유용하게 사용될 수 있다.As described above, the artificial neural conduit of the present invention can be produced by freely adjusting the inner and outer diameters, and serves as a pathway for connecting the defective nerve tissue and regenerating nerve fibers, and in the future, the facial nerve branch or It can be usefully used to recover nerve defects such as the lower alveolar nerve and the optic nerve.

Claims (17)

콜라겐, 알지네이트 및 세라믹으로 구성된 군으로부터 선택된 도관형성물 또는 생체 흡수성 고분자 물질을 그 재질로 가지는 도관으로서, 그 도관 내부에 키토산 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체흡수성 신경 도관.A conduit having a conduit formation or a bioabsorbable polymeric material selected from the group consisting of collagen, alginate, and ceramic as the material, the bioabsorbable neural conduit comprising a chitosan coating layer inside the conduit. 제 1항에 있어서, 도관형성물은 추가로 고분자 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 도관.The nerve conduit of claim 1, wherein the conduit formation further comprises a polymeric material. 제 1항에 있어서, 상기 세라믹은 치아인회석, 생체용 아파타이트로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 신경 도관.2. The nerve conduit of claim 1, wherein said ceramic is selected from the group consisting of dental apatite and bioapatite. 제 1항에 있어서, 고분자 물질은 PHBV, 폴리글리콜산(PGA), 폴리락트산(PLA), PLLA, 폴리락트-글리콜산(PLGA), 키토산(chitosan)으로 구성되는 하나 또는 그 이상으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 신경 도관.The method of claim 1, wherein the polymeric material is selected from one or more consisting of PHBV, polyglycolic acid (PGA), polylactic acid (PLA), PLLA, polylactic-glycolic acid (PLGA), chitosan Characterized by a nerve conduit. 제 1항에 있어서, 상기 도관은 키토산으로 코팅된 콜라겐, 알지네이트 및 콜라겐-알지네이트 도관으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 신경 도관.The nerve conduit of claim 1, wherein the conduit is selected from the group consisting of collagen, alginate and collagen-alginate conduits coated with chitosan. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 도관은 키토산으로 코팅된 치아인회석 및 PHBV 합성물 도관인 것을 특징으로 하는 신경 도관.The nerve conduit according to claim 1 or 2, wherein the conduit is a dental apatite and PHBV composite conduit coated with chitosan. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 도관은 치아인회석, PHBV 및 키토산 합성물 도관인 것을 특징으로 하는 신경 도관.The nerve conduit of claim 1 or 2, wherein the conduit is a dental apatite, PHBV and chitosan composite conduit. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 도관은 그 내부가 하나의 터널형식 혹은 여러개의 조그만 터널 이 겹친 구공탄 모양으로 빈 공간인 것을 특징으로 하는 신경 도관.The neural conduit according to claim 1 or 2, wherein the conduit is an empty space in the form of a hollow ball in which one tunnel type or several small tunnels overlap. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 도관은 멍석을 말아 그 끝을 생체 접착제로 붙인 것 모양으로 빈 공간인 것을 특징으로 하는 신경 도관.The neural conduit according to claim 1 or 2, wherein the conduit is an empty space in the shape of a dog rolled up and glued to its end by a bioadhesive. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도관은 그 내부가 전선처럼 여러 개의 흡수성 고분자 섬유로 내부 도관을 채워 그 섬유 주변에 조그만 공간을 함유하는 모양인 것을 특징으로 하는 신경 도관.10. The nerve conduit according to any one of claims 1 to 9, wherein the conduit is shaped to contain a small space around the fiber by filling the inner conduit with a plurality of absorbent polymer fibers, such as wires. 제 1항에 있어서, 상기 치아인회석은 발치된 치아를 과산화수소수 용액으로 처리하여 주위조직의 혈흔, 조직 잔사 및 이물질들을 완전히 제거하고 약 500 내지 1,300℃의 온도에서 열처리하여 유기질을 제거한 후에 미분쇄한 것을 400 ㎛ 이하의 크기를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 신경 도관.The method of claim 1, wherein the tooth apatite is treated with a hydrogen peroxide solution to completely remove blood stains, tissue residues and foreign matter of the surrounding tissue and heat treated at a temperature of about 500 to 1,300 ℃ to remove the organic matter and then pulverized Neural conduit characterized in that it has a size of 400 ㎛ or less. 제 1항, 제 2항, 제 6항, 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도관은 생체흡수성 고분자, 치아인회석 및 용매를 혼합한 조직공학용 세라믹-고분자 복합 물질의 합성물 도관인 것을 특징으로 하는 신경 도관.8. The conduit of claim 1, 2, 6, or 7, wherein the conduit is a composite conduit of a ceramic-polymer composite material for tissue engineering mixed with a bioabsorbable polymer, dental apatite and a solvent. Neural conduit. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 치아인회석-고분자 복합 물질의 중량에 대하여 상기 고분자는 60 내지 90 중량%, 상기 치아인회석은 10 내지 40 중량%로 혼합하는 것을 특징으로 하는 신경 도관.The nerve conduit according to claim 6 or 7, wherein the polymer is mixed with 60 to 90% by weight and the dental apatite is 10 to 40% by weight based on the weight of the dental apatite-polymer composite material. 제 12항에 있어서, 상기 용매는 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 디메틸설폭사이드 및 약산으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 신경 도관.13. The neural conduit of claim 12, wherein the solvent is selected from the group consisting of methylene chloride, chloroform, dimethylsulfoxide and a weak acid. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 기공형성 수지와 용출담체로서 200 내지 300 ㎛로 소결된 염화나트륨이 혼합용액에 대하여 80 내지 90 중량%로서 더 혼합되는 것을 특징으로 하는 신경 도관.The nerve conduit according to claim 1 or 2, wherein the pore-forming resin and sodium chloride sintered at 200 to 300 µm as the eluent are further mixed as 80 to 90 wt% with respect to the mixed solution. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 조직공학용 세라믹-고분자 복합 물질은 고분자, 치아인회석 및 용매가 혼합된 혼합물을 열 가압 과정이 첨가된 용매-주입/입자-침출 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 신경 도관.The method according to claim 6 or 7, wherein the ceramic-polymer composite material for tissue engineering is prepared by a solvent-injection / particle-leaching method in which a mixture of a polymer, dental apatite and a solvent is added by a heat press process. Neural conduit. 1) 도관 주형을 제조하는 단계;1) preparing a conduit mold; 2) 도관형성물질을 단계 1)의 도관 주형에 넣거나 도관 주형 주위로 도관형성 물질을 묻혀서 도관을 제조하는 단계; 및2) preparing the conduit by placing the conduit forming material in the conduit mold of step 1) or by buried the conduit forming material around the conduit mold; And 3) 단계 2)의 도관 내부에 섬유를 삽입하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 제 1항의 생체적합성 신경 도관의 제조 방법.3) A method for producing the biocompatible neural conduit of claim 1, comprising inserting a fiber into the conduit of step 2).
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100700674B1 (en) * 2004-08-25 2007-03-30 연세대학교 산학협력단 Collagen conduit coated with synthetic biodegradable polymer and method for the production thereof
KR100718073B1 (en) * 2004-03-25 2007-05-16 재단법인서울대학교산학협력재단 Method for fabrication bio-degradable polymer nerve conduit by electrospinning
CN103127548A (en) * 2013-01-31 2013-06-05 东南大学 Manufacture method of artificial nerve conduit for promoting nerve defect repair
US8758374B2 (en) 2010-09-15 2014-06-24 University Of Utah Research Foundation Method for connecting nerves via a side-to-side epineurial window using artificial conduits
KR20160081198A (en) * 2014-12-31 2016-07-08 인하대학교 산학협력단 Electrically conducting nerve regeneration-inducing tube coated with natural conductive material
WO2017079726A1 (en) * 2015-11-06 2017-05-11 Axogen Corporation Connector and wrap for end-to-side nerve coaptation
US9931121B2 (en) 2011-10-17 2018-04-03 University Of Utah Research Foundation Methods and devices for connecting nerves
KR20180052163A (en) * 2016-11-09 2018-05-18 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 Stem cell culture, differentiation and transplantable biodegradable microporous micropatterned nerve guidance conduit for nerve regeneration, and biodegradable microporous micropatterned nerve guidance conduit manufactured thereby
US10842494B2 (en) 2011-10-17 2020-11-24 University Of Utah Research Foundation Methods and devices for connecting nerves
CN114081999A (en) * 2021-11-16 2022-02-25 清华大学 Composite nerve conduit and preparation method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100926678B1 (en) 2007-12-17 2009-11-17 재단법인대구경북과학기술원 Biodegradable plastic / nano fiber composite support neural conduit manufacturing method.

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920005523B1 (en) * 1990-06-12 1992-07-06 테쓰미 오오타키 Elastic key article molding method and mold article
JP3718306B2 (en) * 1997-01-06 2005-11-24 経憲 武井 Artificial acetabulum and hip joint
WO1999063908A1 (en) * 1998-06-10 1999-12-16 Tapic International Co., Ltd. Artificial neural tube
CA2375595A1 (en) * 1999-07-07 2001-01-18 Yasuhiko Shimizu Artificial neural tube
KR100450145B1 (en) * 2001-09-11 2004-09-30 정필훈 Ceramic-polymer composite material for tissue engineering using toothapatite and polymer, its manufacturing method, and its application
KR20030032420A (en) * 2001-10-18 2003-04-26 한국과학기술연구원 Porous Scaffold Made of Biodegradable Polymer for Reconstructing Damaged Ocular Tissue

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100718073B1 (en) * 2004-03-25 2007-05-16 재단법인서울대학교산학협력재단 Method for fabrication bio-degradable polymer nerve conduit by electrospinning
KR100700674B1 (en) * 2004-08-25 2007-03-30 연세대학교 산학협력단 Collagen conduit coated with synthetic biodegradable polymer and method for the production thereof
US8758374B2 (en) 2010-09-15 2014-06-24 University Of Utah Research Foundation Method for connecting nerves via a side-to-side epineurial window using artificial conduits
US10772633B2 (en) 2011-10-17 2020-09-15 University Of Utah Research Foundation Methods and devices for connecting nerves
US9931121B2 (en) 2011-10-17 2018-04-03 University Of Utah Research Foundation Methods and devices for connecting nerves
US10842494B2 (en) 2011-10-17 2020-11-24 University Of Utah Research Foundation Methods and devices for connecting nerves
CN103127548B (en) * 2013-01-31 2014-09-10 东南大学 Manufacture method of artificial nerve conduit for promoting nerve defect repair
CN103127548A (en) * 2013-01-31 2013-06-05 东南大学 Manufacture method of artificial nerve conduit for promoting nerve defect repair
KR20160081198A (en) * 2014-12-31 2016-07-08 인하대학교 산학협력단 Electrically conducting nerve regeneration-inducing tube coated with natural conductive material
WO2017079726A1 (en) * 2015-11-06 2017-05-11 Axogen Corporation Connector and wrap for end-to-side nerve coaptation
US10835253B2 (en) 2015-11-06 2020-11-17 Axogen Corporation Connector and wrap for end-to-side nerve coaptation
KR20180052163A (en) * 2016-11-09 2018-05-18 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 Stem cell culture, differentiation and transplantable biodegradable microporous micropatterned nerve guidance conduit for nerve regeneration, and biodegradable microporous micropatterned nerve guidance conduit manufactured thereby
CN114081999A (en) * 2021-11-16 2022-02-25 清华大学 Composite nerve conduit and preparation method thereof

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