KR20070018768A - 경질막 대용재 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신경외과학 분야에서 경질막 결손부를 위한 보철물로서 사용되는 경질막 대용재, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 필요한 강도 특성, 적합성 및 물성을 가지도록 처리된 미생물 유래의 다당류 시트를 포함하는 인공 경질막 물질을 제공한다.

Description

경질막 대용재 및 이의 제조 방법{DURA SUBSTITUTE AND A PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 출원은 2003년 8월 22일 출원된 미국 가출원 일련번호 제60/497,019호의 연속 출원으로, 이는 본원에 참조 인용된다.

본 발명의 구체예는 특히 신경외과 분야에서 경질막 결손부를 위한 보철물로서 사용되는 경질막 대용재 및 이의 제조 방법에 대한 것이다. 또한, 본 발명의 구체예는 필요한 강도 특성을 가지는 미생물 유래의 다당질 시트를 포함하는 인공 경질막 및 발효에 의해 다당질 시트를 제조하고, 상기 시트 중의 임의의 오염물을 화학적 세척에 의해 제거한 후, 최종 패키징 이전에 생성된 상기 시트를 탈수시키는 것을 특징으로 하는 인공 경질막의 제조 방법을 제공한다.

경질막은 두개골과 대뇌 사이의 뇌막을 포함하는 최외막이다. 이의 기능은 대뇌를 보호하고 뇌척수액의 누출을 억제하는 것이다. 경질막은 또한 유사한 기능을 제공하는 척수를 덮고 있다. 신경외과 분야에서, 경질막의 결손이나 구축(contracture)은 치유되어야 한다. 다양한 물질들이 상기 목적을 위해 사용되어 왔다.

인간 유래의 기증자의 경질막 동종 이식편이 경질막 치유용으로 가장 널리 이용되었다. 그러나, 인간 시신의 경질막 사용을 통해 크로이츠펠트-야콥병(Creutzfeldt-Jakob disease, CJD)을 야기하는 병원체의 전염 발생율은 이의 사용을 크게 감소시켰다. 또한, 인간 경질막 동종 이식편은 낮은 동질성 및 제한된 공급을 비롯한 여러 단점을 가진다.

실리콘 또는 ePTFE(확장된 폴리테트라플루오로에틸렌)와 같은 합성 중합체 및 콜라겐과 같은 자연 발생적인 중합체를 비롯한 기타 물질들이 경질막 대용재로서 사용되어 왔다. 이들 물질은 각각 그 자체의 결점을 가지고 있다. 예를 들어, 실리콘은 환자가 뇌수막 출혈(meningorrhagia)에 걸리게 하는 것으로 보고되었다. 실리콘은 육아 조직의 이상 발달을 야기하는 주변 조직에의 만성적인 자극제로서 작용한다. ePTFE와 같은 유사한 비생분해성 합성 물질들이 개발되었으나, 이들의 사용으로 인한 유사한 만성적 이물 반응 및 이들의 취급 특성이 좋지 않아서 널리 이용되지 못하였다. 미국 특허 제5,861,034호에 기술되어 있는 것처럼 폴리락티드 및 폴리글리콜리드(PLA/PGA)와 같은 생흡수성 봉합사로 사용되는 기타 합성 물질이 개발되었다. 그러나, 상기 물질도 이전의 성공적이지 못했던 합성 물질들에 비해 향상된 임상적 성능을 보여주지 못한다.

다양한 자연 발생적인 생분해성 물질이 연구되었다. 예를 들어, 젤라틴은 초기 연구된 생물질들 중 하나였다. 젤라틴은 체내 경질막에 필수적 사용을 위한 불충분한 봉합 강도를 가지기 때문에 용인되지 못하였다. 유사하게, 필수 봉합 강도가 부족한 다른 콜라겐성 생물질도 미국 특허 제5,997,895호에 기술되어 있다. 이러한 물질들은 시판되며, 온레이(onlay) 물질로서 널리 사용되는 것으로 용인되었 다. 그러나, 수화되는 경우, 이러한 물질들은 구조적 완전성이 없는 젤라틴성 덩어리로 전환된다. 따라서, 강도 및 적합성, 일부 경우에는 봉합성, 및 최소의 이물 반응과 같은 목적하는 물리적 특성을 갖는 경질막 대용제가 요구되고 있다.

미생물성 셀룰로스가 일부 의학적 용도을 위해 제안되어 왔다. 예를 들어, 의학 산업에서의 미생물 유래의 셀룰로스는 액체 로딩된 패드(미국 특허 제4,788,146호), 상처 피복재(미국 특허 제5,846,213호) 및 기타 국소용제(미국 특허 제4,912,049호)로서 사용된다. Mello 등(Mello, L. R., et al., Duraplasty with Biosynthetic Cellulose: An Experimental Study. Journal of Neurosurgery, V. 86, 143-150(1997))은 동물 실험 연구에서 경질막 이식 물질로서 (미국 특허 제4,912,049호)에 기술된 것과 유사한 생합성 셀룰로스의 사용에 대한 내용을 출판하였다. 이들 결과는 경질막 대용재로서 미생물 유래의 셀룰로스의 건조된 형태가 적절하다는 것을 보여주었다. 그러나, Mello 등에 의해 기술된 물질은 건열 멸균(depyrogenation) 과정을 거치지 않고, 미국 특허 제4,912,049호에 기술된 바와 같이 신장되면서 완전하게 건조된다.

이와 대조적으로, 본 발명은 비발열원성인 이식성 물질을 제공하며, 기계적 또는 열적 탈수 방법을 사용하여 건조하지 않고 외과용 그물망을 부분적으로 탈수시켜 생성한 독특한 성질을 가지는 두 물질을 제공한다. 또한, 상기 물질들은 건조된 생성물을 제공하기 위해 초임계 이산화탄소 기술을 이용하여 건조시킬 수 있다. 상기 처리 공정은 본 발명에 있어서 Mello 등의 대기 건조된 셀룰로스를 비롯하여 상기 기술된 셀룰로스성 물질에는 존재하지 않는 우수한 적합성 및 흡수 특성을 부 여하게 된다.

발명의 목적

본 발명의 구체예는 기계적 및/또는 열적 탈수 방법을 이용한 부분적인 물 제거 또는 초임계 유체 건조를 수반하는 동일한 방법을 이용한 전체 물 제거라는 독특한 방법으로 처리된 미생물 유래의 셀룰로스를 제공한다. 상기 신규한 부분 탈수 및 건조는 이상적인 경질막 대용제를 위한 바람직한 수분 수준을 획득하기 위해 재구성될 수 있는 셀룰로스 시트의 탈수를 초래한다.

본 발명의 다른 구체예는 향상된 물리적 특성, 예컨대 비-누출, 적합성, 봉합 강도를 가지는 미생물 유래의 셀룰로스, 및 이의 제조 방법을 제공한다.

도 1은 기계적으로 개질된 미생물 셀룰로스(MMMC)와 비교하여 열적으로 개질된 미생물 유래의 셀룰로스(TMMC)의 셀룰로스 함량 차이를 나타낸다.

도 2는 기계적으로 개질된 미생물 셀룰로스(MMMC)와 비교하여 열적으로 개질된 미생물 유래의 셀룰로스(TMMC)의 기계적 강도(N)를 나타낸다.

도 3은 기계적으로 개질된 미생물 셀룰로스(MMMC)와 비교하여 열적으로 개질된 미생물 유래의 셀룰로스(TMMC)의 신장률을 나타낸다.

발명의 개요

본 발명의 구체예는 소정의 강도 및 적합성을 가지며 비발열원성인 미생물 유래의 다당질을 포함하는 인공 경질막을 제공한다. 본 발명에 기술된 다당질은 아세토박터 자일리눔(Acetobacter xylinum)에 의해 생산되는 셀룰로스일 수 있다. 본 발명의 다른 구체예는 정치 조건 하에서 수행하며, 약 5일∼약 30일간 진행할 수 있는 발효를 통해 다당질을 제조하는 단계를 포함할 수 있는 인공 경질막의 제조 방법을 개시한다. 이 후 상기 방법은 물을 이용한 세정을 수반하는, 가성(caustic)인 화학적 세척을 통해 임의의 오염물을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 상기 방법은 소정 시간 동안 0℃ 이하의 온도를 유지한 뒤 온도를 동결 온도 이상으로 증가시키는 기계적 개질 또는 열적 개질에 의해 부분적인 탈수를 수행하는, 생성된 미생물성 셀룰로스를 부분적으로 탈수시켜 소정의 최종 조성물을 얻는 것을 포함할 수 있다. 추가의 구체예에 있어서, 상기 물질은 초임계 이산화탄소 기술을 이용하여 더 건조시킬 수 있다.

온레이 경질막 대용재에 있어서, 전형적인 셀룰로스 함량은 약 2%∼약 10%가 바람직하며, 약 2%∼약 3%가 보다 바람직하다. 봉합성 경질막 대용재에 있어서, 95% 초과인 것이 완전히 탈수된 물질의 경우에서와 같이 적용될 수 있기는 하지만, 약 5%∼약 21%의 셀룰로스 함량이 바람직하다.

또한, 본 발명의 구체예는 경질막 결손 부위를 커버하기 위해 잔류하고 있는 원래의 경질막과 인공 경질막을 함께 봉합하는 단계, 또는 온레이로서 대뇌에 인공 경질막을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에서 구체화된 인공 경질막은 경질막 결손부를 위한 보철물로서 작용하기 위해 인장 강도가 약 0.6 MPa∼약 16 MPa인 소정의 강도 특성을 가질 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예는 약 1 MPa∼약 4 MPa의 인장 강도를 가질 수 있으며, 약 2 MPa∼약 16 MPa가 본 발명의 봉합성 형태에 있어서 바람직하다.

덧붙여, 이러한 특정 물질에 대한 신장률은 약 17%∼약 40%일 수 있다. 상기 신장률 값은 인장 하에 봉합을 거치는 경우 충분한 신장성을 제공하는 것으로 보인다. 상기 물질은 또한 압력이 가해지는 경우 최소의 유체 누출 효과를 가지는 것으로 밝혀졌다. 상기 이식물은 또한 약 20 N∼약 5O N의 평균 파열 강도를 가지는 것으로 나타났다.

봉합 강도는 약 0.1 MPa, 바람직하게는 약 0.6 MPa 초과일 수 있다.

본 발명의 인공 경질막에서, 약 0.8 N∼약 2.7 N의 평균 강성값은 대뇌 피질을 손상시키지 않기 위해 인공 경질막에 덜한 견고함을 제공한다. 인공 경질막은 또한 유연성이 있으며, 취급하기 용이한 것으로 밝혀졌다.

상기 설명된 바와 같은 본 발명의 구체예에 따르면, 누출 및 봉합 강도와 같은 이의 품질이 향상된 인공 경질막, 및 이의 제조 방법이 제공될 수 있다.

하기의 상세한 설명은 본 발명의 특정 구체예을 예시하고 있는 반면, 특허청구범위에 의해 정의되는 것인 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

달리 명시되지 않는 한, 본원에서 사용되는 단수("a" 또는 "an")는 "하나 이상"을 의미한다.

발효를 통한 경질막 대용재의 원료의 제조

본 발명의 미생물 셀룰로스의 제조에 있어서, 아세토박터 자일리눔과 같은 미생물은 액상 영양 배지를 함유하는 생물 반응기 내에서 30℃에서 약 3∼약 6의 초기 pH에서 배양된다. 배지는 수크로스 EH는 기타 탄수화물 기재이다. 바람직하게는, 유효한 셀룰로스 제조는 탄소 성분으로서 수크로스를 사용하고, 질소 성분으로서 암모늄 염을 사용하며, 영양 성분으로서 옥수수 침지액을 사용함에 의해 달성된다.

증발을 최소화하고 충분한 산소 제한 상태를 제공하는 것인 적절한 생물반응기가 선택된다. 생물반응기는 기밀 커버 또는 기체 투과를 제한하는 커버가 장착된 깨끗한 건조 플라스틱 박스로 구성될 수 있다. 통기 포트를 추가하여 산소 제한 상태를 조절한다. 생물반응기의 치수는 제조될 셀룰로스 필름의 소정의 형태, 크기 및 두께에 따라 배치에 있어서 다양할 수 있다. 정치 조건 하의 이 발효 공정이 약 5일∼약 30일의 시간에 걸쳐 진행되도록 하고, 이러한 공정 동안 배양 배지 내의 박테리아는 미생물을 함유하는 완전한 셀룰로스 시트를 제조한다. 단위 면적당 특정 셀룰로스 함량에 상응하는 것인 소정의 두께에 따라서, 발효를 중단시키고 시트를 생물반응기로부터 제거한다. 그 후, 균막에 함유된 과잉 배지는 화학적 세척 이전에 압축 또는 원심분리와 같은 표준 분리 방법에 의해 제거한다.

세포 및 과잉 배지의 제거

화학적 처리를 하면 미생물 셀룰로스에 비발열원성이 부여되며 이 처리는 하기의 방식으로 수행된다. 셀룰로스 시트에 일련의 가성 화학적 세척 단계를 실시하여 원 셀룰로스 필름을 의료 등급이고 비발열원성인 재료로 전환시킨 후, 여과수로 헹군다.

각종 노출 시간, 농도 및 온도를 사용하는 것인 정화 공정을 원 발효 생성물에 실시하였다. 약 1∼약 4시간의 처리 시간을 약 30∼약 100℃의 온도 변화와 함께 연구하여 이 공정을 최적화하였다. 상이한 작동 조건의 각각으로부터 생성되는 필름에 대하여 이들 각각의 발열원 수분 및 물리적 특성에 대해 시험하였다. 최적화를 수행하여 최소량의 시간 및 가장 낮은 화학적 농도에서 비발열원성 생성물을제공하는 조건을 만들었다. 이 공정에 수반되는 시간은 약 50∼약 90℃에서 4시간일 수 있고; 바람직하게는 수반되는 시간은 약 60∼약 80℃에서 약 1∼약 2시간이다. 처리 후 셀룰로스 패드에 잔류하는 세포 잔해의 양은 미국 식품 의약청(FDA)에 의해 21 CFR10.90에서 기재되어 있는 바와 같은 혈구 추출액(LAL) 시험에 의해 측정할 수 있다. 상기 기재되어 있는 즉각적 세정 공정에 의하여 경질막 대용재에 대해 FDA가 요구하는 비발열원성의 셀룰로스 패드(< 0.06 EU/㎖)를 제공한다.

기계적 수단에 의한 부분적 탈수

상기 기재되어 있는 세정 공정 이후에, 셀룰로스 균막을 경질막 대용재로서의 형태, 맞춤 및 기능에 바람직한 예정된 중량으로 기계적 압축시킨다. 원래의 충전 부피 및 이 압축 단계는 셀룰로스의 강도, 통합성, 및 기능에 영향을 미치는 소정의 밀도를 달성하기 위하여 본 발명에 필수적이다. 부분적으로 탈수된 샘플은 멸균을 위한 단일낭 또는 이중낭 시스템에서 패키징한다. 샘플의 셀룰로스 함량, 내독소, 및 기계적 강도를 시험한다.

열적 개질을 사용한 부분적 탈수 공정

셀룰로스를 밀폐 용기에 위치시키고 온도를 0℃ 미만으로 낮춤에 의해 본 발명의 추가의 처리를 지속한다. 일정 시간 이후, 온도를 빙점 초과로 높이고 셀룰로스로부터 방출되는 과잉 수분을 제거한다. 이 결과 부분적으로 탈수된 셀룰로스를 생성한다. 어떤 이론에 국한되고자 하는 것은 아니지만, 0℃ 미만에서, 워터 크리스탈이 형성되고 이는 셀룰로스 메시(mesh)의 표면에 도달하는 것으로 생각된다. 빙점 초과에서, 제거된 액체는 외과적 메시가 재탈수되지 못하게 하고, 이에 따라 각종 외과적 처리를 위한 이식 가능한 의료 기기로서 사용되는 경우 인장 강도, 연신(신장), 순응성 및 봉합 유지가 증가된 생성물을 만들게 된다. 소정의 탈수 수준에 따라, 필름은 1개 이상의 온도 변화 사이클에 노출된다. 과잉 액체는 이를 주입, 대빙(dabbing) 또는 진공 제거함에 의해 제거된다. 부분 탈수된 재료는 멸균을 위해 제조된 단일낭 또는 이중낭 시스템에서 패키징된다. 샘플의 셀룰로스 함량, 내독소(LAL) 및 기계적 강도를 시험한다.

초임계 이산화탄소를 이용한 건조

상기 기재되어 있는 부분적 탈수 이후, 패드 내의 액체를 유기 용매로 교환한 후, 균막을 챔버 내에 충전된 초임계 이산화탄소 중의 압력 하에 위치시킴에 의해 셀룰로스 균막을 더 건조시킬 수 있다. 일단 모든 유기 용매가 제거되면, 액상 CO₂의 온도를 높여 CO₂가 기상을 형성하게 하고 그 후 이를 방출시킨다. 그 결과, 절단, 패키징 및 멸균을 시행할 수 있는 건조 생성물이 형성된다.

하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 제공된다. 이들 실시예가 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다.

실시예 1-온레이(onlay) 경질막 대용재로서의 이식 가능한 미생물 유래 셀룰로스의 제조

이 실시예는 아세토박터 자일리눔(A. xylinum)에 의해 생성되는 표준의 기계적으로 개질된 미생물 유래의 셀룰로스 필름을 생물부하(미생물 오염)를 최소화하는 제어된 환경 하에서 제조하는 방법에 관한 것이다. 증식 용기로부터, 무균 배지를 아세토박터 자일리눔으로 배양하고, 생물반응기 트레이로 충전시키며 균막의 최적 성장이 관측될 때까지 배양한다. 상기 균막을 트레이로부터 제거한 후 가성 화학적 처리(비발열화)를 탱크 내에서 약 1시간 동안 실시하였다. 그 후, 여과수에 의해 균막을 지속적으로 헹구었다. 필름을 압축공기 프레스 내에서 압축하여 대략 4 ｇ∼10 ｇ의 중량을 갖는 균막을 생성하였다. 각 단위를 주머니에 위치시켰고, 봉인하였으며, 멸균하였고 셀룰로스 함량, 내독소(LAL), 및 기계적 강도를 비롯한 각종 시험을 위해 사용하였다.

실시예 2-봉합 가능한 경질막 대용재로서의 이식 가능한 미생물 유래 셀룰로스의 제조

이 실시예는 실시예 1의 초기 단계당 표준의 열적으로 개질된 미생물 셀룰로스 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 화학적 처리 이후, 필름을 압착 공기 프레스 내에서 압축시켜 대략 9 ｇ∼13 ｇ의 중량을 갖는 균막을 생성하였다. 각 단위를 밀폐 용기에 위치시켰고 온도를 0℃ 미만으로 낮추었다. 적어도 24시간 이후, 온도를 빙점 초과로 높였고 방출되는 과잉 수분을 경사 분리하여 셀룰로스를 부분적으로 탈수시켰다. 부분적으로 탈수된 재료를 주머니에 위치시켰고, 봉인하였으며, 멸균하였고 셀룰로스 함량, 내독소(LAL), 및 기계적 강도를 비롯한 각종 시험을 위해 사용하였다.

실시예 3-경질막 대용재에 대한 물리적 시험

상기 실시예에서 기재되어 있는 셀룰로스 시트에 대해 하기의 방법으로 시험하였다:

(1) 셀룰로스 함량

실시예 1 및 2에 의해 제조된 재료의 셀룰로스 함량을 평가하여 셀룰로스 함량을 측정하였다. 샘플을 특정 치수로 절단하였고 분석 저울 상에 놓아 정량하였다. 그 후, 이를 60℃의 오븐에서 24시간 동안 건조시킨 후, 이를 다시 정량하였다. 건조 중량을 습윤 중량의 백분율로서 표시하여 셀룰로스 함량을 나타내었다. 도 1은 MMMC 및 TMMC 경질막 대용재에 대한 셀룰로스 함량의 비교 결과를 도시하고 있다.

(2) 봉합 강도 시험

본 발명의 샘플의 인공의 봉합 가능한 경질막 대용재를 각각 1 ㎝ x 4 ㎝를 갖는 시험 단편으로 절단하였다. 반원 테이퍼 포인트를 사용하여 말단으로부터 3 mm 지점에서 5-0 나일론 모노필라멘트 봉합사로 상기 시험 단편을 관통시켰다. 6 ㎝의 간극 거리 및 300 mm/분의 크로스헤드 속도의 조건 하에서 인장 시험을 수행함에 의해 봉합 강도를 측정하였다. 열적으로 개질된 셀룰로스의 평균 봉합 보유 강도는 1.48 N(0.56 MPa)이었고, 이는 이식을 위해 적절하며 충분한 것이다.

(3) 인장 강도 시험

본 발명의 인공 온레이 및 봉합성 경질막 대용재 샘플을 각각 1 cm x 4 cm 크기를 갖는 시험편으로 절단하였다. 갭 간격 2.5 cm 및 크로스헤드 속도 300 mm/ 분의 조건 하에 United Mechanical Testing Machine 상에서 표준 장력 시험을 수행하여 인장 강도 및 % 신도를 측정하였다. 결과는 하기 표 1과 도 2 및 도 3에 제시하였다. 예상했던 바와 같이, 봉합성 대용재는 더 큰 인장 강도를 나타낸 반면, 온레이는 더 큰 신도를 나타내었다.

표시	장력(N)	장력(MPa)	% 신도
온레이(MMMC)	5.16±0.95	1.03±0.29	28.41±5.16
봉합재(TMMC)	20.54±8.52	7.05±2.88	19.15±5.89

(3) 두께

오차 범위 0.03 mm의 캘리퍼를 사용하여 본 발명의 인공 경질막 샘플의 초기 두께를 측정하였다. 샘플의 평균 두께는 하기 표 2에 제시하였다. 예상했던 바와 같이, 봉합재는 열 변성의 효과로 인해 더 얇았다.

표시	두께(mm)
온레이(MMMC)	0.58±0.11
봉합재(TMMC)	0.31±0.09

실시예 4 - 토끼에서의 경질막 대용재 평가

오하이오주 노쓰우드 소재의 북아메리카 과학 협회(NAmSA)에서 경질막 및 뇌 조직과 접촉되는 경질막 대용재 시험 물품의 국소 조직 반응을 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 2종의 미생물 셀룰로스 재료, 즉 열 변성 재료(TMMC) 및 기계적 변성 재료(NMMC)를 이 연구에서 조사하였다. 상기 양 재료 모두 경질막 대용재로서 사용되는 것으로, TMMC는 봉합성 재료로서 MMMC는 온레이로서 사용된다.

8 마리의 토끼를 두 그룹으로 나누어 연구하였다. 토끼를 일단 마취시킨 후,안와에서 미골부쪽으로 약 2 cm 떨어진 중심선 상의 한 지점과 시상릉 사이의 두부 피부에 등쪽 중심선 절개를 하였다. 근막 및 근육을 노출시키고, 적당한 절삭기가 구비된 고속 수술용 핸드피스를 사용하여 두개골에 1.5 cm x 1.5 cm의 결손부를 만들었다. 이 결손부를 적당히 관주하여 그 부위로부터 뼈조각을 제거한 다음, 약 1 cm x 1 cm의 듀로토미를 형성하였다. 지정된 동물의 경질막 결손부의 가장자리 아래에 해당 시험 물품을 삽입하였다. 4 마리의 동물에는 열 변성 경질막 대용재를 삽입하고 4 마리의 동물에는 기계적 변성 경질막 대용재를 삽입하였다. 조직을 닫아서 적절한 봉합사로 봉합하고 동물들을 케이지로 복귀시켜 모니터링하고 수술후 처치를 하였다.

동물들은 수술후 14일째 희생시키고, 유착성, 뇌 척수액(CSF) 누출, 임플란트 정착, 장치 혈관형성, 감염, 뇌수종 및 출혈에 대하여 평가하였다. 이물 반응을 측정하기 위해 현미경적 평가를 수행하였다. NAmSA에서 수행된 이러한 이식 연구의 결과는 본 발명에 기재된 2종의 재료가 경질막 대용재로서 아주 적합하였음을 보여주었다. 동물들은 임플란트를 잘 받아들였으며, 최소한의 유착만이 관찰되었다. 또한, 임플란트 부위에 감염, 뇌수종 또는 출혈이 발생하지 않았다. 또한 이 경질막 대용재는 온레이 형태와 봉합재 형태 둘 다에 있어 CSF의 누출을 나타내지 않았다.

실시예 5 - 의사에 의한 재료 특성의 평가

한 그룹의 신경외과 의사를 모아, 본 발명에서 제시된 경질막 대용재를 평가하였다. 이 그룹은 먼저 인터뷰를 통해, 이들이 성공적인 경질막 대용재의 기준으로 가장 중요하다고 생각하는 제품 특성을 결정하게 하였다. 그러한 특성들을 다음과 같이 등급을 매겼다:

1 - 이물 반응이 없을 것

2 - 잠복성 질환의 전파가 없을 것

2 - 취급의 용이성 - 윤곽에 대해 드레이프성이 좋고 정합성이 좋을 것; 탄성

3 - 즉시 사용 가능할 것, 최소 준비 시간

4 - 팽윤이 없을 것

4 - 체액 균형을 유지하는 능력

5 - 유착성이 없을 것

5 - 온레이, 자체 봉합능

6 - 세포 기질 발달: 경질막 재생을 촉진할 것

7 - 세포 기질 발달: 세포 폐색성

8 - 재흡수능

그 후 신경외과 의사들에게 경질막 대용재의 다양한 원형을 제공하고 하기 기준에 따라 각 원형을 평가하게 하였다. 각 원형에 대하여 하기 기준으로 평가하도록 핸드-온 워크스테이션을 제공하였다.

a) 봉합능

b) 가요성/정합성

c) 탄성

d) 두께

e) 포장/사용 접근성

외과의사 평가자가 각 원형에 대해 부여한 주관적 점수에 기초하였을 때, 이들의 첫 번째 선택은 본 발명에 기재된 두 재료, 즉 1) 부분 열 변성 미생물 셀룰로스 및 2) 기계적 수단에 의해 부분 탈수된 미생물 셀룰로스였다.

본 발명은 후술하는 구체예에 의해 추가로 예시하지만 이에 국한되는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명의 정신 또는 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명의 방법 및 조성에 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음을 알 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구의 범위 및 이의 등가물의 범위에 속하는 한 본 발명의 변경 및 변형을 포괄한다. 본원에 인용된 모든 특허, 공보 및 참고문헌은 인용문헌으로서 개별적으로 포함되는 것과 동일한 정도로 그 전문이 본원에 참고 인용된다.

Claims (33)

1. a. 다당류 시트를 생산하는 단계;

   b. 상기 시트 중의 오염물을 제거하는 단계; 및

   c. 상기 시트를 탈수시키는 단계

   를 포함하는, 경질막 대용재의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 다당류 시트는 발효에 의해 생산하는 것인 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 다당류 시트는 아세토박터 자일리눔(Acetobacter xylinum)에 의해 생산하는 것인 방법.
4. 제3항에 있어서, 발효 공정은 정치 조건 하에서 수행하며, 약 5일∼약 30일간 진행하는 것인 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 오염물의 제거는 다당류를 비발열원성으로 만드는 것인 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 오염물은 화학적 세척으로 제거하는 것인 방법.
7. 제6항에 있어서, 화학적 세척법은 약 1∼약 20 중량% 농도의 수산화나트륨 용액을 사용하는 것인 방법.
8. 제7항에 있어서, 수산화나트륨 용액의 농도가 약 3∼약 5 중량%인 것인 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 시트를 부분적으로 탈수시키는 것인 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 부분적 탈수는 열 및/또는 기계적 변성에 의해 수행하는 것인 방법.
11. 제10항에 있어서, 열 변성은 다당류를 0℃ 이하의 온도에 소정 시간 동안 노출시킨 후 온도를 동결 온도보다 높게 증가시켜 수행하는 것인 방법.
12. 경질막 결손부를 둘러싸고 있는 천연 경질막을 미생물 유래의 셀룰로스를 포함하는 경질막 대용재에 봉합하는 것을 포함하는, 경질막 결손부의 치료 방법.
13. 제1항의 방법으로 제조된, 비발열원성인 미생물 유래의 셀룰로스를 포함하는 경질막 대용재.
14. 제13항에 있어서, 상기 셀룰로스는 경질막 결손부를 위한 보철물로서 사용하기 위해 소정의 강도 특성을 가지고 있는 것인 경질막 대용재.
15. 제13항에 있어서, 상기 셀룰로스는 약 0.6∼약 16 MPa의 인장 파단 강도를 보유하는 것인 경질막 대용재.
16. 제15항에 있어서, 인장 파단 강도가 약 1∼7 MPa인 것인 경질막 대용재.
17. 제13항에 있어서, 파단 신도가 약 9%인 것인 경질막 대용재.
18. 제13항에 있어서, 셀룰로스는 약 0.08 MPa보다 큰 봉합 강도를 보유하는 것인 경질막 대용재.
19. 제18항에 있어서, 봉합 강도가 약 0.6 MPa인 것인 경질막 대용재.
20. a. 발효에 의해 미생물로부터 셀룰로스 시트를 생산하는 단계;

    b. 상기 시트를 화학적으로 세척하여 세포 및 과잉 배지를 제거하는 단계; 및

    c. 열 및/또는 기계적 변성을 이용하여 필름을 부분적으로 탈수시키는 단계

    를 포함하는, 경질막 대용재의 제조 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 셀룰로스 시트는 아세토박터 자일리눔에 의해 생산하는 것인 방법.
22. 제20항에 있어서, 발효 공정은 정치 조건 하에서 수행하며, 약 5일∼약 30일간 진행하는 것인 방법.
23. 제20항에 있어서, 화학적 세척은 셀룰로스를 비발열원성으로 만드는 것인 방법.
24. 제20항에 있어서, 화학적 세척은 약 1∼약 20 중량% 농도의 수산화나트륨 용액을 사용하는 것인 방법.
25. 제20항에 있어서, 열 변성은 셀룰로스를 0℃ 이하의 온도에 소정 시간 동안 노출시킨 후 온도를 상온으로 증가시켜 수행하는 것인 방법.
26. 제20항에 있어서, 경질막 대용재는,

    a. 셀룰로스 중의 잔류 액체를 유기 용매로 교환하는 단계;

    b. 상기 유기 용매를 초임계 유체로 교환하는 단계; 및

    c. 상기 초임계 유체를 기체로서 제거하는 단계

    에 의해 건조 형태가 되도록 더 처리하는 것인 방법.
27. 제26항에 있어서, 유기 용매는 메탄올 또는 에탄올, 이소프로판올, 아세톤 또는 이의 혼합물인 것인 방법.
28. 제26항에 있어서, 교환은 약 0.25시간∼약 60일에 걸쳐 수행하는 것인 방법.
29. 제28항에 있어서, 교환은 약 0.5시간∼약 7일에 걸쳐 수행하는 것인 방법.
30. 제26항에 있어서, 초임계 유체는 이산화탄소인 것인 방법.
31. 제26항에 있어서, 초임계 유체는 약 1,000∼약 4,000 psi의 압력 하에서 제거하는 것인 방법.
32. 제31항에 있어서, 압력은 약 1,500∼약 2,500 psi인 것인 방법.
33. 제31항에 있어서, 소정의 압력은 약 30분∼약 7일의 기간 동안 유지하는 것인 방법.

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