KR20050112091A

KR20050112091A - 엘라스틴 성형체 및 그 제조법

Info

Publication number: KR20050112091A
Application number: KR1020057016230A
Authority: KR
Inventors: 게이이치 미야모토; 에이이치 기타조노; 다카노리 미요시; 히로아키 가네코; 요시히코 스미; 히토시 히라타
Original assignee: 데이진 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-11-29
Also published as: US20060194036A1; KR101088656B1; JP4417909B2; EP1609492A1; WO2004087232A1; CN1767864A; CN100358588C; EP1609492A4; CA2520704A1; JPWO2004087232A1; AU2004226551A1; EP1609492B1; ATE490792T1; DE602004030429D1; CA2520704C

Abstract

본 발명은 평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 지방족 폴리에스테르의 섬유로 이루어지는 섬유 구조체를 지지 기재로서 사용함으로써, 유연하고 생체 흡수성이 있으며, 또한 실용상 봉합 가능한 인열 강도를 갖는 엘라스틴 성형체에 관한 것이다. 이 엘라스틴 성형체는, 생체 흡수성을 가지고, 수술 시 등의 봉합에 견딜 수 있는 인열 강도와 유연성을 갖는 체내 이식용 튜브나 인공 혈관용 소재로서 유용하다.

Description

엘라스틴 성형체 및 그 제조법{MOLDED ELASTIN ARTICLE AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은, 평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 지방족 폴리에스테르의 섬유로 이루어지는 섬유 구조체를 지지 기재로 하여, 그 지지 기재에 의해 보강된 엘라스틴 성형체에 관한 것이다.

최근, 크게 손상되거나 또는 소실된 생체 조직과 장기의 치료법 중 하나로서, 세포의 분화, 증식능을 이용하여 원래의 생체 조직 및 장기에 재구축하는 기술인 재생 의료의 연구가 활발해지고 있다. 신경 재생도 그 하나이고, 신경 조직이 절단된 환자의 신경 결손부에 인공 재료로 이루어지는 튜브로 단단간(斷端間)을 가교하여, 신경 조직을 유도하는 연구가 실시되고 있다. 튜브로서는, 규소, 폴리우레탄, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 그 공중합체 또는 복합체로 이루어지고, 그 내면에 콜라겐이나 라미닌을 코팅한 것이 사용되고 있다.

또한, 혈관 재생에 있어서는, 인공 재료 튜브로서, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에스테르, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 그 공중합체 또는 복합체로 이루어지고, 그 내면에 젤라틴, 알부민, 콜라겐, 라미닌을 코팅한 것이 사용되고 있다.

일본 공개특허공보 평8-33661호에는, 합성 수지로 이루어지는 인공 혈관 기재의 내강면에, 젤라틴 또는 콜라겐을 도포한 후 가교제로 고정시킨 후에, 또는 직접적으로 수용성 엘라스틴을 코아세르베이션(응집)시켜 가교제에 의해 고정시킨 인공 혈관이 기재되어 있다.

또한, 일본 공개특허공보 평9-173361호에는, 합성 수지로 이루어지는 인공 혈관 기재의 내강면에, 알부민을 도포하여 가열하거나 또는 가열 후 추가로 가교제로 가교하여 구축한 알부민층 상에 수용성 엘라스틴을 코아세르베이션(응집)시켜 가교제에 의해 고정시킨 인공 혈관이 기재되어 있다. 그러나 전술한 규소, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에스테르는 생체 흡수성이 없기 때문에 장기 안전성의 문제, 또한 재생된 신경이나 혈관을 압박 또는 저해하는 문제가 있다. 또한, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤의 공중합체 또는 복합체는, 생체 흡수성은 있지만 압축 강도에 문제가 있어, 재생된 신경이나 혈관을 압박하는 문제가 있다. 이와 관련하여, 체내에 이식하는 튜브나 인공 혈관에 요구되는 영률은 1×10⁴∼2×10⁶Pa 이다.

전술한 재료에 대하여, 미야모토 등은 국제공개 제02/096978호 중에서 생체 흡수성, 압축 강도가 우수하고, 또한 세포 증식 인자와 하이브리드시킴으로써 세포 증식 인자의 서방 기능을 부여시키는 것이 가능한 엘라스틴 가교체에 대해서 보고하고 있다. 그러나 이 엘라스틴 가교체는, 인열 강도에 문제가 있었기 때문에 수술시에 봉합이 곤란하고, 체내에서의 이용이 제한된다는 문제가 있었다.

수술시의 봉합에 있어서 요구되는 인열 강도는 0.3MPa 이상이다.

도 1 은, 실시예에 있어서, 방사액을 정전장 중에 토출하는 정전방사법으로 사용된 장치의 개략 설명도이다.

도 2 는, 실시예에 있어서, 정전방사법으로 사용된 별도 장치의 개략 설명도이다.

발명의 바람직한 실시형태

이하, 본 발명에 대해서 자세히 서술한다. 또, 이들의 실시예 등 및 설명은 본 발명을 예시하는 것으로, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 본 발명의 취지에 합치하는 한 다른 실시형태도 본 발명의 범주에 속할 수 있는 것은 당연하다.

본 발명에서 사용되는 섬유 구조체로서는, 단수 또는 복수의 섬유가 집합하여 형성된, 형태 유지성을 구비한 구조체를 들 수 있다. 섬유는, 예를 들어 표면 평활 섬유, 다공질 섬유 또는 중공 섬유일 수 있다. 구조체의 형태로서는, 섬유가 예를 들어 적층이나 집적에 의해 집합된 부직포, 메시, 튜브 등을 들 수 있다. 구조체로서는 튜브와 같은 3 차원 구조체가 바람직하다.

상기 섬유 구조체를 형성하는 고분자 화합물은 지방족 폴리에스테르이다.

지방족 폴리에스테르로서는, 예를 들어 폴리락트산, 폴리글리콜산, 락트산-글리콜산 공중합체, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리에틸렌숙시네이트 및 이들의 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 중, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 락트산-글리콜산 공중합체 및 폴리카프로락톤이 바람직하고, 이 중에서도 폴리락트산 및 폴리카프로락톤이 특히 바람직하다.

본 발명에서의 섬유 구조체는 평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 섬유에 의해 형성된다. 0.05㎛ 미만이면, 생체내 분해성이 커져 분해에 필요한 시간이 지나치게 짧기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 평균 섬유 직경이 50㎛ 보다 크면, 튜브 등으로 성형하였을 때 신축성이 낮고, 엘라스틴 특유의 탄성의 발현을 방해하는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다. 보다 바람직한 평균 섬유 직경은 0.2∼25㎛ 이고, 더욱 바람직한 평균 섬유 직경은 0.2∼20㎛ 이고, 특히 바람직한 평균 섬유 직경은 0.3∼10㎛ 이다. 또, 섬유 직경이란 외주에 의해 규정되는 섬유 단면의 원 상당 직경을 나타낸다.

본 발명에서의 섬유 구조체를 제조하는 방법으로서는, 예를 들어 정전방사법, 스판본드법, 멜트블로우법 및 플래쉬방사법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 정전방사법이 바람직하다. 정전방사법은, 예를 들어 미국특허 제1975504호 명세서에 개시된 방법에 따라서 실시할 수 있다.

정전방사법은, 예를 들어 하기와 같이 하여 실시된다. 지방족 폴리에스테르를 휘발성 용매에 용해한 용액을 전극 사이에서 형성된 정전장 중에 노즐로부터 토출하고, 토출 용액을 전극을 향하여 끌음으로써 형성되는 섬유 형상 물질을 포집함으로써 얻을 수 있다. 섬유 형상 물질이란 이미 용액의 용매가 증류 제거되어, 섬유 구조체로 되어 있는 상태 뿐만 아니라, 아직 용액의 용매를 포함하고 있는 상태도 나타내고 있다. 본 발명에서 사용되는 전극은, 금속, 무기물, 또는 유기물 중 어느 것이라도 도전성을 나타내기만 하면 된다. 또한, 절연물 상에 도전성을 나타내는 금속, 무기물, 또는 유기물의 박막을 가지는 것이어도 된다. 본 발명에서의 정전장은 한 쌍 또는 복수의 전극 사이에서 형성되어 있고, 어느 쪽의 전극에 고전압을 인가해도 된다. 이것은 예를 들어 전압치가 다른 고전압의 전극이 2 개 예를 들어 15kV 와 10kV 의 전극과, 어스에 이어진 전극의 합계 3 개의 전극을 사용하는 경우도 포함하며, 또는 3 개를 초과하는 수의 전극을 사용하는 경우도 포함하는 것으로 한다.

정전 방사에 사용되는 지방족 폴리에스테르 용액 중의 지방족 폴리에스테르의 농도는, 1∼30 중량% 인 것이 바람직하다. 지방족 폴리에스테르의 농도가 1 중량% 보다 작으면, 농도가 지나치게 낮기 때문에 섬유 구조체를 형성하는 것이 곤란해지고 바람직하지 않다. 또한, 30 중량% 보다 크면 얻어지는 섬유 구조체의 섬유 직경이 커지고 바람직하지 않다. 보다 바람직한 지방족 폴리에스테르의 농도는 2∼20 중량% 이다.

본 발명에서 정전방사에 사용되는 지방족 폴리에스테르 용액을 형성하는 휘발성 용매는, 지방족 폴리에스테르를 용해하고, 바람직하게는, 상압에서의 비점이 200℃ 이하이고, 또한 27℃ 에서 액체인 물질이다.

구체적인 휘발성 용매로서는, 예를 들어, 염화메틸렌, 클로로포름, 아세톤, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 톨루엔, 테트라히드로푸란, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로판올, 물, 1,4-디옥산, 사염화탄소, 시클로헥산, 시클로헥사논, N,N-디메틸포름아미드, 아세토니트릴 등을 들 수 있다. 이들 중, 지방족 폴리에스테르의 용해성 등으로부터, 염화메틸렌, 클로로포름, 아세톤이 특히 바람직하다.

이들의 용매는 단독으로 사용해도 되고, 복수의 용매를 조합하여 사용해도 된다. 또, 본 발명에 있어서는, 본 목적을 손상하지 않는 범위에서, 다른 용매를 병용해도 된다.

상기 용액을 정전장 중에 토출하기 위해서는, 임의의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 일례로서 도 1 을 사용하여 이하 설명한다. 지방족 폴리에스테르의 휘발성 용매 중의 용액 (2) 을 노즐 (1) 에 공급함으로써, 용액을 정전장 중의 적절한 위치에 있게 하고, 상기 노즐로부터 용액을 전계에 따라 끌음으로써 섬유화시킨다. 이를 위해서는, 적당한 장치를 사용할 수 있고, 예를 들어 주사기의 통 형상인 용액 유지조 (3) 의 선단부에 적절한 수단, 예를 들어 고전압 발생기 (6) 로 전압을 건 주사바늘 형상의 용액 분출 노즐 (1) 을 설치하여, 용액을 상기 선단까지 유도한다. 접지한 섬유 형상 물질 포집 전극 (5) 으로부터 적절한 거리에 상기 분출 노즐 (1) 의 선단을 배치하고, 용액 (2) 이 상기 분출 노즐 (1) 의 선단을 나왔을 때, 이 선단과 섬유 형상 물질 포집 전극 (5) 의 사이에서 휘발성 용매를 휘발시켜 섬유 형상 물질을 형성시킨다.

또한, 당업자에는 자명한 방법으로 상기 용액의 미세 방울을 정전장 중에 도입할 수도 있다. 일례로서 도 2 를 사용하여 이하에 설명한다. 그 때의 유일한 요건은 용액을 정전장 중에 두고, 섬유화가 일어날 수 있는 거리에 섬유 형상 물질 포집 전극 (5) 으로부터 떨어져 유지하는 것이다. 용액을 정전장 중에 두기 위해서, 예를 들어, 노즐 (1) 을 갖는 용액 유지조 (3) 중의 용액 (2) 에 직접, 섬유 형상 물질 포집 전극에 대항하는 전극 (4) 을 삽입해도 된다.

상기 용액을 노즐로부터 정전장 중에 공급하는 경우, 수개의 노즐을 사용하여 섬유 형상 물질의 생산 속도를 올릴 수도 있다. 전극 사이의 거리는, 대전량, 노즐 치수, 방사액 유량, 방사액 농도 등에 의존하지만, 10kV 정도일 때에는 5∼20㎝ 의 거리가 적당하였다. 또한, 인가되는 정전기 전위는, 예를 들어 3∼100kV, 바람직하게는 5∼50kV, 한층 더 바람직하게는 5∼30kV 이다. 원하는 전위는 임의의 적절한 방법으로 만들면 된다.

상기 설명은, 전극이 컬렉터를 겸하는 경우이지만, 전극간에 컬렉터가 될 수 있는 물건을 설치함으로써, 전극과 별도로 컬렉터를 형성할 수 있다. 또한, 컬렉터의 형상을 선택함으로써, 시트, 튜브가 얻어진다. 또한, 예를 들어 벨트 형상 물질을 전극간에 설치하여 컬렉터로 함으로써, 연속적인 생산도 가능해진다.

본 발명에 있어서는, 상기 용액을 컬렉터를 향하여 끄는 사이에, 조건에 따라 용매가 증발하여 섬유 형상 물질이 형성된다. 통상의 실온이면 컬렉터 상에 포집되기 까지의 사이에 용매는 완전히 증발되지만, 경우에 따라서, 용매를 충분히 증발시키기 위해서 감압 조건하에서 예사해도 된다. 또, 끄는 온도는 용매의 증발 거동이나 방사액의 점도에 의존한다. 예를 들어 0∼50℃ 이다. 그리고 섬유 형상 물질이 컬렉터 상에 집적되어 섬유 구조체가 제조된다.

본 발명에 있어서 얻어지는 섬유 구조체는, 단독으로 사용해도 되지만, 취급성이나 그 밖의 요구 사항에 맞추어 다른 부재와 조합하여 사용해도 된다. 예를 들어, 컬렉터로서 지지 기재가 될 수 있는 부직포, 직포, 필름 등을 사용하여, 그 위에 섬유 구조체를 형성함으로써, 지지 기재와 그 섬유 구조체를 조합한 부재를 제조할 수도 있다.

본 발명에서 사용되는 수용성 엘라스틴이란 특별히 한정되는 것은 아니지만, 엘라스틴을 가수 분해하여 얻어지는 것이다. 구체적으로는 동물의 목인대 등을 열옥살산 처리하여 얻어지는 α-엘라스틴 또는β-엘라스틴, 엘라스틴을 알칼리에탄올 처리하여 얻어지는 κ-엘라스틴, 엘라스타아제에 의해 효소 처리한 수용성 엘라스틴 및 엘라스틴 생합성 경로에서의 전구체인 트로포엘라스틴 등의 적어도 1 종이상의 엘라스틴을 사용할 수 있다. 트로포엘라스틴은 특별히 한정되는 것이 아니라 동물 세포로부터의 추출물이어도 되고, 유전자 재편성에 의해 얻어지는 트로포엘라스틴 유전자 산물의 적어도 1 종류 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에서의 엘라스틴 가교체는, 수용성 엘라스틴의 적어도 1 종을 수용성 가교제로 가교하여 얻을 수 있다.

수용성 엘라스틴은, 전체 중량의 약 94% 가 소수성 아미노산, 약 1% 가 측쇄에 아미노기를 함유하는 아미노산, 예를 들어 리신, 알기닌, 히스티딘으로 형성된 소수성 단백질이다.

본 발명에서 사용되는 수용성 가교제는, 수용성 엘라스틴 측쇄의 아미노기와 반응하여, 가교 반응하는 것이면 어떠한 수용성 가교제이어도 된다. 상기 수용성 가교제로서는 예를 들어, 글루탈알데히드, 에틸렌글리시딜에테르 및 하기 식으로 표시되는 분자 중심 영역에 소수성부를 가지고, 양 말단에 활성에스테르기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 하기 식 (1) 로 표시되는 화합물을 가교제로서 사용하면, 생체에 적합한 탄성을 갖는 성형성 양호한 성형체를 얻을 수 있어 바람직하다.

[여기서, R¹ 및 R³ 은, 각각 독립적으로, 하기 식 (1)-1 로 표시되는 구조,

(여기서, R⁴ 및 R⁵ 는, 각각 독립적으로, H, CH₃ 또는 C₂H₅ 이다)

또는 하기 식 (1)-2 로 표시되는 구조이고,

그리고 R² 는 하기 식 (1)-3 으로 표시되는 구조,

(여기서, n 은 1∼20 이다)

또는 하기 식 (1)-4 로 표시되는 구조이다

(여기서, m 과 1 은 서로 독립적으로 0∼15 의 정수이고, X 와 Y 는, 서로 독립적으로, CH₂ 또는 O 중 어느 하나이고, Z 는 C 또는 N 중 어느 하나이고, R⁶, R⁷, R⁸ 과 R⁹ 는 서로 독립적으로, H, CH₃, C₂H₅ 중 어느 하나이다)]

분자 중심 영역에 소수성부를 갖는 화합물은, 소수성 아미노산을 많이 함유하는 엘라스틴과, 소수성 상호 작용에 의해 튼튼하고 안정된 구조체를 형성한다.

그러나, 소수성부를 많이 포함하는 화합물은, 유기 용매에는 가용이기는 하지만, 물에 난용 또는 불용이 되고 수계로 취급하기 어렵다. 수용성 가교제는, 예를 들어 상당하는 디카르복실산 화합물의 양 말단을 4-히드록시페닐디메틸-술포늄메틸설페이트(이하, DSP) 로 활성 에스테르화시킴으로써 제조할 수 있다. 이 수용성 가교제는, 소수성 아미노산을 많이 함유하는 엘라스틴과 튼튼하고 안정된 구조체를 취하는 소수성부를 가지면서, 또한 수계로 취급할 수 있는 특징을 갖는 것이다.

또한, 본 발명에 있어서, 수용성 가교제는 그 화학식의 양 말단의 활성 에스테르기가, 수용성 엘라스틴의 아미노산과 펩티드 결합하여 가교한다. 가교 반응의 조건은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 반응 온도는 상압 또는 오토클레이브 등의 가압 하에서 4∼150℃ 의 범위인 것이 바람직하다. 특히, 가교의 조작성면에서 10∼120℃ 의 범위가 바람직하다.

본 발명에 있어서, 엘라스틴 가교체는 수용성 엘라스틴 및 가교제 외에, 다른 제 3 성분을 함유하고 있어도 된다.

제 3 성분으로서는, 예를 들어 콜라겐, 젤라틴, 피브로넥틴, 피브린, 라미닌, 카세인, 케라틴, 세리신, 트롬빈 등의 단백질 및/또는 폴리아스파라긴산, 폴리글루타민산, 폴리리신 등의 폴리아미노산 및/또는 폴리갈락투론산, 헤파린, 콘드로이친황산, 히알루론산, 데르마탄황산, 콘드로이친, 덱스트란황산, 황산화셀룰로오스, 알긴산, 덱스트란, 카르복시메틸키틴, 갈락토만난, 아라비아검, 트라간트검, 제란검, 황산화제란, 카라야검, 카라기난, 한천, 잔탄검, 커드란, 풀루란, 셀룰로오스, 전분, 카르복시메틸셀룰로스, 메틸셀룰로오스, 글루코만난, 키틴, 키토산, 자일로글루칸, 레티난 등의 당질 및/또는 FGF (섬유아 세포 증식 인자), EGF (상피 증식 인자), PDGF (혈소판 유래 증식 인자), IGF (인슐린양 증식 인자), VEGF (혈관 내피 세포 증식 인자), TGF-β(β형 형질 전환 증식 인자), NGF (신경 증식 인자), HGF (간세포 증식 인자), BMP (뼈형성 인자) 등의 세포 증식 인자 등을 들 수 있다.

이들 중, 젤라틴, 콜라겐, 피브로넥틴, 라미닌, 헤파린, 콘드로이친황산 등의 세포외 매트릭스 성분이나 FGF (섬유아 세포 증식 인자), EGF (상피 증식 인자), VEGF (혈관 내피 세포 증식 인자), NGF (신경 증식 인자), HGF (간세포 증식 인자) 등의 세포 증식 인자는 세포의 접착 및 증식을 높이기 위해서 바람직하다.

본 발명에 있어서, 수용성 엘라스틴의 비율은, 엘라스틴 가교체에 대하여 0.5∼99.5 중량% 의 범위인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1∼95 중량% 이고, 이 범위이면 생체에 적합한 탄성을 갖는 성형성이 양호한 성형체를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 섬유 구조체에 의해 보강된 엘라스틴 성형체를 제작하는 방법으로서는, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 일반적인 합성 수지의 성형에 사용되는 성형용 형을 사용하는 방법을 들 수 있다. 예를 들어, 성형용 형 중에 미리 섬유 구조체를 두고, 그 후 수용성 엘라스틴과 수용성 가교제를 혼합하여 수용성 엘라스틴 수용액을 얻은 후, 성형기에 유입하고, 오토클레이브 등으로 가열 가교시키면, 그 주형을 반영한 막 형상, 막대 형상, 펠릿 형상 또는 튜브 형상 등의 엘라스틴 성형체를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 수용성 가교제로 가교하여 얻어진 엘라스틴 가교체는, 생체 내에서 생분해를 받기 쉬운 특징을 갖는다. 그 생분해 속도는, 엘라스틴 가교체의 가교도와 관계되기 때문에, 가교 조건을 바꾸어 가교도를 바꿈으로써 제어할 수 있다.

본 발명에서의 엘라스틴 가교체는, 탄성이 우수한 가교체이지만, 생체에 쉽게 적합하도록 하기 위해서 그 영률은 1×10²∼1×10⁷Pa 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 특히 1×10³∼2×10⁶Pa 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 이상과 같이, 지방족 폴리에스테르로 이루어지고, 평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인, 중공 섬유 또는 다공질 섬유와 같은 여러 가지 섬유로 이루어지는 섬유 구조체를 지지 기재로서 사용함으로써, 엘라스틴이 갖는 탄성ㆍ유연성을 유지하고, 또한 엘라스틴 가교체에 봉합 가능한 인열 강도를 부여하는 것이 가능해진다. 이러한 엘라스틴 성형체는, 혈관 및 신경 재생에서의 인공 재료로서 유용하다.

발명의 개시

본 발명의 주된 목적은, 생체 흡수성을 가지고, 수술 시 등의 봉합에 견딜 수 있는 인열 강도와 유연성을 갖는 체내 이식용 튜브나 인공 혈관용 소재가 되는 엘라스틴 성형체를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 본 발명의 상기 성형체를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적 및 이점은, 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.

본 발명에 의하면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 첫째로, 평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 지방족 폴리에스테르의 섬유로 이루어지는 섬유 구조체의 지지 기재와, 엘라스틴 가교체로 이루어지는 엘라스틴 성형체에 의해서 달성된다.

본 발명에 의하면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 둘째로, 평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 지방족 폴리에스테르의 섬유로 이루어지는 섬유 구조체에, 수용성 엘라스틴과 1 종 이상의 가교제를 함침시키고, 그리고 가교 반응시켜 엘라스틴 가교체를 형성하는 것을 특징으로 하는 엘라스틴 성형체의 제조 방법에 의해서 달성된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 지방족 폴리에스테르의 섬유로 이루어지는 섬유 구조체를 지지 기재로서 사용함으로써, 유연하고 생체 흡수성이 있으며, 또한 실용상 봉합가능한 인열 강도를 갖는 엘라스틴 성형체가 제공된다.

이하의 실시예에 따라서, 본 발명의 상세함을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.

본 실시예에 사용한 폴리락트산 (LACTY9031) 은 (주)시마즈 제작소, 엘라스틴은 ELASTIN PRODUCTS사 제조, 염화메틸렌(특급), 옥살산(특급), 셀룰로오스성 투석 튜브 (분획 분자량 6,000∼10,000), 도데칸디카르복실산, 4-히드록시페닐디메틸-술포늄메틸설페이트, 디시클로헥실카르보디이미드, 아세토니트릴 (특급), 트리에틸아민은 와코쥰야쿠 공업(주) 의 것을 사용하였다.

폴리락트산 튜브 제작법

폴리락트산 1g, 염화메틸렌 8g 을 실온 (25℃) 에서 혼합하여 도핑을 제작하였다. 도 2 에 나타내는 장치를 사용하여, 상기 도핑을 매분 60 회전하는 섬유 형상 물질 포집 전극 (5;직경 2㎜, 길이 200㎜) 으로 5 분간 토출하였다. 분출 노즐 (1) 의 내경은 0.8㎜, 전압은 12kV, 분출 노즐 (1) 로부터 섬유 형상 물질 포집 전극 (5) 까지의 거리는 10㎝ 이었다. 얻어진 폴리락트산 튜브는, 내경 2㎜, 길이 20㎜ 이었다. 또한, 단위면적당 중량에 대해서는 토출 시간을 바꿈으로써 컨트롤하고, 단위면적당 중량이 20g/㎡ 및 40g/㎡ 인 2 종류의 샘플을 제작하였다.

수용성 엘라스틴의 조정법

엘라스틴 (ELASTIN PRODUCTS사 제조) 20g 에 대하여 0.25M 옥살산 150㎖ 를 가하여, 100℃ 에서 1 시간 처리하였다. 냉각 후, 원심 분리 (3,000rpm, 30min) 하고, 상청을 모아 셀룰로오스성 투석 튜브에 넣고, 탈이온수에 대하여 48 시간 투석하여 옥살산을 제거하였다. 그 후 동결 건조시켜 수용성 엘라스틴을 얻었다.

수용성 가교제의 조정법

도데칸디카르복실산 0.64g (2.5mmol) 과 4-히드록시페닐디메틸-술포늄메틸설페이트 1.33g (5mmol) 을 아세토니트릴 35㎖ 에 60℃ 에서 용해하고, 방랭 후, 디시클로헥실카르보디이미드 1.03g (5mmol) 을 가하여, 25℃ 에서 5 시간 교반을 실시하였다. 그 후 반응 중에 생성된 디시클로헥실우레아를 유리 필터로 여과하여 제거하였다. 또한, 여과액을 에테르 70㎖ 에 적하하여 고화시켰다. 상기 고형물을 감압 건조시켜, 수용성 가교제 1.4g 을 얻었다. 얻어진 가교제의 순도는 ¹H-NMR 으로부터 98% 이었다.

실시예 1

탈이온수 1㎖ 에, 수용성 엘라스틴 200㎎ 을 가하여 교반하고, 20% 수용성 엘라스틴 수용액을 얻었다. 상기 수용액의 온도를 25℃ 로 하여, 이것에 수용성 가교제 72㎛ol (상기 수용액 중의 엘라스틴의 아미노기량 (24㎛ol) 의 3 배량)을 가하여 5 분간 교반하였다. 다음으로 트리에틸아민을 24㎛ol 가하여 추가로 5 분간 교반한 후, 폴리락트산 튜브 (단위면적당 중량: 20g/㎡) 를 설치한 직경 2.2㎜, 길이 30㎜ 원통 형상의 주형에 유입하고, 2 일간 정치하여 겔화시키고, 탈이온수로 충분히 세정하여 유백색으로 탄성이 풍부한 원통 형상의 엘라스틴 성형체를 얻었다. 또한, 얻어진 엘라스틴 성형체를 110℃ 에서 10 분간 오토클레이브 처리를 실시하고, 형상에 변화가 보이지 않는 멸균된 엘라스틴 성형체를 얻었다. 얻어진 엘라스틴 성형체의 영률은 1×10⁵Pa 이었다.

얻어진 성형체에 대해서는, DIN53507, 53504 를 참고로, 텐실론 장치 (INSTRON) 를 사용하여 인열 강도의 측정을 실시하였다. 결과는 표 1 에 나타낸다.

실시예 2

폴리락트산 튜브의 단위면적당 중량이 40g/㎡ 인 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 처리를 실시하였다. 얻어진 엘라스틴 성형체의 영률은 1×10⁶Pa 이었다.

비교예 1

실시예 1 을 참고로 하여 제작한 엘라스틴의 인열 강도 측정을 실시하였다.

	재료	평균 섬유 직경(㎛)	단위면적당 중량(g/㎡)	인열 강도(MPA)
실시예 1	폴리락트산/엘라스틴	0.1	20	0.70
실시예 2	폴리락트산/엘라스틴	0.1	40	1.30
비교예 1	엘라스틴	-	-	0.01

Claims

평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 지방족 폴리에스테르의 섬유로 이루어지는 섬유 구조체의 지지 기재와, 엘라스틴 가교체로 이루어지는 엘라스틴 성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 지방족 폴리에스테르가, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤 또는, 그들의 공중합체인 엘라스틴 성형체.
제 1 항에 있어서, 섬유가 표면 평활 섬유, 다공질 섬유 또는 중공 섬유인 엘라스틴 성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 엘라스틴 가교체가, 수용성 엘라스틴과 1 종 이상의 가교제의 반응 생성물로 이루어지는 엘라스틴 성형체.
제 4 항에 있어서, 상기 가교제가, 하기 식 (1) 로 표시되는 수용성 화합물인 엘라스틴 성형체:

[여기서, R¹ 및 R³ 은, 각각 독립적으로, 하기 식 (1)-1 로 표시되는 구조,

(여기서, R⁴ 및 R⁵ 는, 각각 독립적으로, H, CH₃ 또는 C₂H₅ 임)

또는 하기 식 (1)-2 로 표시되는 구조이고,

그리고 R² 는 하기 식 (1)-3 으로 표시되는 구조,

(여기서, n 은 1∼20 임)

또는 하기 식 (1)-4 로 표시되는 구조임

(여기서, m 과 1 은 서로 독립적으로 0∼15 의 정수이고, X 와 Y 는, 서로 독립적으로, CH₂ 또는 O 중 어느 하나이고, Z 는 C 또는 N 중 어느 하나이고, R⁶, R⁷, R⁸ 과 R⁹ 는 서로 독립적으로, H, CH₃, C₂H₅ 중 어느 하나임)].
제 1 항에 있어서, 상기 엘라스틴 가교체가, 단백질, 폴리아미노산, 당질 및 세포 증식 인자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 추가로 함유하는 엘라스틴 성형체.
제 6 항에 있어서, 상기 단백질이, 콜라겐, 젤라틴, 피브로넥틴, 피브린, 트롬빈 또는 라미닌 중 어느 하나인 엘라스틴 성형체.
제 6 항에 있어서, 상기 폴리아미노산이 폴리리신 또는 폴리글루타민산 중 어느 하나인 엘라스틴 성형체.
제 6 항에 있어서, 상기 당질이, 히알루론산, 콘드로이친황산, 헤파린, 알긴산, 키틴, 키토산, 셀룰로오스 또는 전분 중 어느 하나인 엘라스틴 성형체.
제 6 항에 있어서, 상기 세포 증식 인자가, FGF (섬유아 세포 증식 인자), EGF (상피 증식 인자), PDGF (혈소판 유래 증식 인자), IGF (인슐린양 증식 인자), VEGF (혈관 내피 세포 증식 인자), TGF-β(β형 형질 전환 증식 인자), NGF (신경 증식 인자), HGF (간세포 증식 인자) 또는 BMP (뼈형성 인자) 중 어느 하나인 엘라스틴 성형체.
평균 섬유 직경이 0.05∼50㎛ 인 지방족 폴리에스테르의 섬유로 이루어지는 섬유 구조체에, 수용성 엘라스틴과 1 종 이상의 가교제를 함침시키고 가교 반응시켜 엘라스틴 가교체를 형성하는 것을 특징으로 하는 엘라스틴 성형체의 제조방법.
제 11 항에 있어서, 섬유가 표면 평활 섬유, 다공질 섬유 또는 중공 섬유인 방법.