KR20100101563A

KR20100101563A - 비등방성 임플란트 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20100101563A
Application number: KR1020107010809A
Authority: KR
Inventors: 토마스 드루네츠키; 에바 마토우스코바; 페트르 스테흘리첵; 블라디미르 스토이; 파벨 베셀리
Original assignee: 바이오스킨 에이에스
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2010-09-17
Also published as: US20100291172A1; EP2211922B1; CA2737616A1; WO2009049568A2; CN101903050B; US9474791B2; CN101903050A; KR101668043B1; ES2711800T3; RU2478403C2; EP2211922A2; CZ301086B6; HK1145648A1; EP2211922B8; CZ2007725A3; RU2010119498A; CA2737616C; WO2009049568A3

Abstract

본 발명의 주제는 살균되고 탈수된 무세포 임플란트이고, 이는 물 또는 체액에 의한 재수화 동안 비등방성 팽창을 나타내고, 살아 있는 세포의 접촉, 이동 및 성장에 대한 기질로서 작용할 수 있다. 이식조직의 콜라겐 구조는 특히 특정 유형의 바이러스에 대하여 보존제 및 살균제로 동시에 작용하는 유기 용매, 예를 들어 저급 지방족 알코올 및 케톤 및 열의 작용을 통해 적어도 부분적으로 변성된다. 임플란트는 실질적으로 탈수된 상태에서 방사선에 의해, 바람직하게 가속화된 전자에 의해 살균된다. 이식조직은 다양한 동물 조직, 특히 포유동물 조직, 예컨대 인간 또는 돼지 조직으로부터 유래된다. 본 발명에 적합한 조직은 예를 들어 피부, 태반, 심낭, 창자 벽, 힘줄, 혈관 등으로부터 얻을 수 있다. 임플란트는 예를 들어 치유, 교환, 또는 조직의 재생을 위한 일시적인 상처 또는 화상 드레싱으로서, 및 실험 세포 배양을 위한 기질로서 인간 의학 및 수의학에서 사용하기에 적합하다.

Description

비등방성 임플란트 및 그의 제조 방법{ANISOTROPIC IMPLANT AND ITS METHOD OF PRODUCTION}

본 발명은 상처 치료 및 조직 재생에 관한 것이다. 특히 물 또는 체액에 의한 재수화(rehydration) 동안 비등방성(anisotropic) 팽창을 보이는 살균 건조된 무세포 임플란트(이식조직)에 관한 것이다. 이러한 유형의 생성물은, 내용물 및 다양한 숙련 분야에 따라서 임플란트 또는 이식조직으로 불릴 수 있다. 본 출원에서는, 양 용어 모두 본문에 사용되며, 둘 다 서로 상호교환 가능하다는 것을 기억하는 것이 중요하다. 임플란트는 필수적으로 탈수된 상태에서 방사선을 사용하여, 바람직하게 가속화된 전자를 사용하여 살균된다. 임플란트는 다양한 동물 조직, 특히 포유동물의 조직, 예컨대 인간 또는 돼지 조직, 예컨대 피부, 태반, 심낭, 창자 벽, 힘줄, 혈관 등으로부터 얻을 수 있다. 본 발명에 따르는 임플란트는 예를 들어 치유, 교환, 또는 조직의 재생을 위한 일시적인 상처 또는 화상 드레싱으로서, 및 실험 세포 배양을 위한 기질로서 인간 의학 및 수의학에서 사용하기에 적합하다.

조직 및 기관은 수많은 적응증에 대하여 일반적으로 이식되어 왔다. 잘 정립된 기법 중의 하나는 자가장기이식, 즉 어느 한 부위의 환자 자신의 조직(예를 들어, 피부, 뼈, 혈관 또는 지방 조직)을 사용하여 다른 부위의 조직을 대체하는 것이다. 그러나, 이는 항상 가능한 것은 아니고, 대부분의 상황에서 환자는 적합한 기증자로부터 이식조직(예를 들어, 심장, 신장, 망막 및 기타)을 기증받을 필요가 있다. 이러한 소위 타가이식(allotransplant)의 주요 문제는 조직 거부 반응 및 증가하는 매우 급증하는 수요에 기인하는 기증자의 부족이다. 따라서, 다양한 방법으로 자연적인 타가이식을 대체하기 위한 노력이 존재하고 있다. 예를 들어, 조직 재조합 기술을 사용하여 환자 자신의 세포로부터 자가 이식조직을 배양하는 것이 가능하다. 이러한 자가이식은 면역 장애를 쉽게 극복할 수 있지만, 이들 역시 하술하는 단점을 갖는다: 환자로부터 조직을 수확할 필요성(생검, biopsy), 고되고 비용이 비싼 배양 및 생검로부터 이식 적용 사이의 긴 시간 간격. 이 기법은 3도 이상의 화상 케이스에서 피부를 대체하는 경우 일반적으로 사용되지만, 다른 조직 및 기관의 케이스에서는 이 기법은 현재 실험 단계이다. 예를 들어 미국 특허 6,878,383호; 6,432,710호; 5,858,390호; 5,665,372호 및 5,660,850호(모두, Boss, Jr. et al.)는 환자 조직의 과형성(hyperplasia)을 위한 자가 조직성 섬유아세포(fibroblast)의 이식을 위한 기법 및 수단을 개시한다.

인공적으로 생성한 표피층을 사용한 자가이식은 수년간 화상 환자의 경우 사용되어 왔다. 1979년에 Rheinwald와 Green은 자가 이식을 위한 인간 각질형성세포(keratinocyte)의 연속 배양 방법을 개발하였다(Green H, et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1979; 76: 5665-8). 1981년 이후, 대규모의 화상의 치료를 위해 자가 배양된 표피 이식편(graft)이 미국에서 사용되어 왔다(O'Connor NE, et al., Lancet 1981; 1: 75-8). 이 방법의 단점은 자가 각질형성세포의 배양을 위해 긴 시간 간격이 필요하다는 것이고, 더욱이 배양물의 약함, 조작의 어려움, 항생제, 감염 및 다른 스트레스에 대한 높은 민감성, 및 이식편의 동화(assimilation)의 평가의 어려움이다(Navsaria HA, et al., Trends in Biotechnology 1995; 15: 91-100). 따라서, 상기 방법의 다양한 개선법이 하기와 같이 개시되어 있다: 미국 특허 4,299,816호(M.G. Eisinger)는 인공적으로 배양된 표피 세포로부터 유래한 이식편을 사용한 화상의 개선된 치료법을 개시한다. 미국 특허 5,716,411호(Orgill et al)는 콜라겐 매트릭스 및 글리코아미노글리칸류(glycoaminoglycanes)로 구성된 생합성 피복물을 사용하여 화상 및 부상을 위한 피부 재생을 야기하는 치료 방법을 개시하고, 이 방법은 한 면에서 치료 조직으로부터 세포 및 혈관의 침투 및 다른 면에서 자가 각질형성세포의 시트의 도포를 허용한다. 국제특허 WO 2006/107188 A1호(L. Lurvink et al)는 세포 배양에 적합한 비다공성 폴리펩티드 필름, 및 후속적으로 상기 필름의 상처 및 화상의 치료용 용도를 개시한다. 최근 이러한 방법의 개관 논문이 문헌 [TISSUE ENGINEERING Vol. 12, No. 9, 2006 Update on Tissue-Engineered Biological Dressings, M. Ehrenreich and Z. Ruszczak]에 개시되어 있다.

자가 뿐만 아니라, 타가 배양된 표피 이식편이 심층 피부 화상, 생검 부위, 다리 궤양 및 기타 피부 결함에 높은 치료 효과를 갖는다(Bolivar-Flores J, et aL, Burns 1990; 16: 3-8.; Matouskova E. et at., Burns 1993; 19: 118-23.4,5).

상기 방법의 성공은 기증 세포의 선택에 항상 의존한다. P. Brychta 등은 체코 특허 CZ 282711호에서, 환자가 잘 수용하는 타가 세포를 사용하지만, 필수적으로 Reinwald와 Green에 방법에 따르는 피부 결함 및 상처의 치료를 위한 배양된 표피 타가이식을 개시한다.

각질형성세포의 기계적인 저항성 및 생육성을 증가시키고, 3도 화상 상으로 배양된 조직의 영구적인 동화를 가능하게 하는 기법을 개발하기 위한 노력이 또한 존재한다. 각질형성세포의 배양에 사용된 기질의 한가지 예는 히알루론산(hyaluronic acid), 섬유아세포와 결합된 다양한 유형의 콜라겐 매트릭스 또는 합성 고분자로 제조된 다양한 기질(예, experimental pHEMA at the Clinic of Burn Medicine, FNKV in Prague 10)을 기반으로 한 멤브레인이다(Laser skin, FIBIA, Italy). 심층 화상을 채우기 위해, 피부 대체물이 예컨대 인테그라(Integra (타가 섬유아세포 및 글루코즈 아모글리칸 콘드로이틴-6-설페이트와 결합된 콜라겐; Integra LifeSciences Corporation, Plainsboro, New Jersey, USA)), 더마그래프(Dermagraft)(타가 섬유아세포로 시딩된 폴리갈라틴(polygalactin); Advanced Tissue Sciences, La Jolla, CA, USA), 또는 이미 언급된 알로덤(AlloDerm) - 냉동된 타가 진피(LifeCell Corporation, The Woodlands, TX, USA)이다. 그러나, 모든 이들 피부 대체물은 두 번째 단계(혈관화 단계의 2 내지 3주 후) 동안 얇은 자가 진피표피 이식편에 의해 덮혀 있어야 하므로, 타가 배양을 사용한 3도 화상의 회복은 지금까지 성공적이지 못했다.

타가 이식의 문제에 대한 다른 해법은 인간 이외의 다른 종으로부터 유래한 조직 또는 기관을 사용하는 것, 소위 이종 이식(xenotransplantation)이다. 이 경우 역시, 면역계에 의한 외부 조직의 거부반응을 극복하는 것이 필수적이고, 기증자로부터 환자에게 질병 유발 미생물, 세균 및 바이러스의 오염 가능성을 예방하는 것이 필수적이다. 동물로부터 인간으로 프리온의 전달(예, 유명한 "광우병") 가능성을 막는데에 엄청난 주의가 필요하다. 한편, 장점은 동물 조직 및 기관이 인간의 조직 및 기관보다 훨씬 다루기 쉽다는 것에 있다.

이종 이식의 잘 알려진 예는 인간 심장 밸브를 대체하는데 사용되는 돼지 심장 밸브이다. 돼지 밸브는 글루타알데하이드를 사용하여 가교 연결되고(예, 미국 특허 4,076,468호, Liotta et al.; 미국 특허 4,247,292호, W.A. Angell), 이는 몇 가지 바람직한 결과를 야기하는데, 즉 유기체의 거부 반응을 억제하고, 이종 이식의 가수분해 안정성 및 효소 안정성을 증가시키고, 더욱이 글루타알데하이드는 화학적 살균제로서 작용한다. 이 방법의 단점의 예는, 조직의 기계적인 특성의 변화이고, 심지어 일부 경우, 이 방법 동안 생성될 수 있으며 단순한 추출을 통해 제거될 수 없는 비용해성 폴리알데하이드로부터 독성 글루타알데하이드가 장기간 방출되는 것이다.

이식조직(transplant)의 중요한 부분은 상처 드레싱 및 결과적인 치료 지지를 위해 소위 "생물학적 피복"의 형태로 사용된다. 상처 및 기타 상황의 특성에 따라서, 생물학적, 합성 및 반합성 피복이 사용된다. 생물학적 피복은 일반적으로 가장 효과적인 것으로 여겨진다. 예를 들어, 화상 치료를 위한 전형적인 생물학적 피복은 사체로부터 수확하고, 짧은 시간 동안 또는 냉동시 좀 더 긴 시간 동안 저온에서 신선하게 보관된 다양한 두께의 포유동물 피부이고, 특히 인간 피부(타가 이식) 또는 돼지 피부(이종 이식)이다. 돼지 피부로부터 이종 이식한 많은 경험이 누적되어 있다.

"생" 상처 드레싱(즉, 살아 있는 피부의 모든 성분을 함유하는 미가공 타가 이식 또는 이종 이식)이 매우 효과적이지만, 이 방법의 단점은 제한된 보관 수명 및 감염의 전염 가능성에 있다. 특정한 해법들이 예를 들어 미국 특허 4,865,871호(S. Livesey et al.)에 따른 냉동 보존 방법에 기반한 LifeCell Corp.(Texas, USA)의 제품 알로덤(AlloDerm) 및 제노덤(XenoDerm)과 같이 수많은 특허에서 제안되었다. 이 방법은 구조 및 기능을 손상하지 않으면서 조직 및 세포를 냉동 및 가능하게는 냉동 건조할 수 있게 한다.

또 다른 방법은, 중국 특허 출원 CN 19951010722호(Kai Cao)에 개시된 바와 같이, 실온에서 질산은의 존재하에서 글리세린 중에 돼지 피부를 저장하는 것이다.

(세정 및 탄화수소를 사용한 가공 후) Co⁶⁰ 소스로부터 감마 방사선을 사용한 과염화나트륨 또는 과산화수소 용액 중의 돼지 피부의 살균이 대만 특허 출원 TW 199001117733호(Chang Hong Chi et al)에 개시되어 있다.

의약 용도를 위한 돼지 피부의 살균을 위한 다른 방법은 중국 특허 출원 CN 19921005926호(Guohui Li et al.)에 개시되고, 이는 코발트 방사선 소스를 사용한 습윤 상태에서 살균 및 이어지는 저온 보관, 또는 저온 건조 및 이어지는 실온에서 글리세린 중의 보관을 개시한다.

글리세린을 사용한 보존은 또한 Deutches Institut fur Zell-und Gewebeersatz gGmbH(Delitzcher St 141, 04129 Leipzig, SRN)에서 타가 이식에 사용되는 인간 태반(양막)에 대해 추천된다.

문헌 UA 12391U(E.Y.Fistal et al.)는 냉동 건조된 돼지 피부를 사용하는 심층 화상 후 괴저성 상처의 치료를 개시한다.

화상을 포함하는 상처를 치료하기 위한 콜라겐 기반의 생물학적 상처 드레싱이 또한 문헌 RU 2185179 및 RU 2124354호에 개시된다.

살균 및 보관 수명의 문제는 이식조직으로부터 세포의 제거에 의해 약화시킬 수 있고, 따라서 이는 부분적으로 또는 전체적으로 무세포성될 수 있다. 이 문제를 해결하기 위한 하나의 노력은, 상처 및 화상용 생물학적 드레싱으로서 이종 이식조직을 개시하는 중국 특허 문헌 CN 20031124306호(Hu Jie)에서 발견될 수 있다. 동물 조직, 예컨대 피부, 작은 창자 벽 또는 태반은 물 및 세제 용액을 사용함으로써 상기 발명에 따라 세포를 부분적으로 제거할 수 있고, 이는 상처에 접촉할 수 있는 표면 상에서 수행된다. 다른 부분의 세포 구조, 예컨대 표피는 보존된 채로 남을 수 있다. 이어서, 상기 조직은 적절한 시약, 예컨대 글루타알데하이드를 사용하여 가교결합될 수 있고, 씻겨지고, 4℃ 이하의 온도에서 습윤 상태에서 저장될 것이다.

다른 문헌 CN 20051126108호(Dong Qun Lin)는 2N 내지 5N의 NaOH 용액의 반복적인 작용, 이어서 세제 용액 및 물에서 세정을 통해 포유동물 세포로부터 세포를 제거하는 방식을 개시한다.

또 다른 문헌 CN 20041022506호(Dai Weihua et al)는, 효소, 알칼리 및 다른 화학 시약을 사용한 생분해성 무세포 표피의 제조 방법을 개시한다.

미국 공개 특허 US 20050186286호(Yoshihiro Takami)는 단백질분해성 효소 및 세제의 결합된 작용을 사용하여 포유동물(예를 들어, 인간 또는 돼지) 피부로부터 세포를 제거하는 방법을 개시하지만, 그렇게 제조된 피부는 화상 치료를 위한 타가 이식조직 또는 이종 이식조직으로서 사용되기 위해 고안된다. 이어서, 아지드 용액으로 무세포 표피를 침지시켜 살균이 이루어진다.

유사한 무세포 이종표피 매트릭스는 AelsLife에 의한 오아시스(OASIS)이고, 이는 세포의 3차원적인 이동을 위한 뼈대를 제공한다. 제조자에 따르면 살아있는 피부에 존재하는 비세포 화합물 및 구조를 함유하는 상기 생물학적 상처 피복물은 효소 및 세제를 사용하여 세포를 제거한 돼지 표피의 동결건조에 의해 제조된다.

제조자 Brennen Medical Inc.에 의해 생산되는 생합성 밴드 E*Z DERM은 알데하이드를 사용한 콜라겐의 가교결합에 의해 처리되는 돼지 표피 이종 이식편을 사용한다.

일본 특허 문헌 JP 19900247300호(Koide Mikio)는 가교결합 및 열-유도된 콜라겐 구조의 변성을 통해 무세포 소 표피로부터 제조되는 변성된 콜라겐 매트릭스를 사용하는 생물학적 피복물을 개시한다. 상술한 특허에 따르면, 이 구조는 보다 높은 치료 효능을 위해 자가 각질형성세포를 사용한 시딩(seeding)에 적합하다.

문제를 해결하기 위한 또 다른 노력의 결과는, 다양한 반합성 피부 대체물, 예를 들어 인간 섬유아세포로 시딩된 재구성 소 콜라겐으로부터 유래한 스캐폴드(scaffold)이었다(즉, 상술한 INTEGRA 드레싱).

결합된 이식조직의 다른 예는 체코 특허 281176에 따르는 "재조합된 피부(recombined skin, RK)"이다. RK는 세포 없는 돼지 표피 상에서 인간 각질형성세포의 배양법을 사용하여 제조된다(Burns 1993; 19: 118-23). 건조된 표피는 인간 각질형성세포의 배양에 사용되고, 배양 후 각질형성세포층(또는 RK)과 함께 진피가 페트리 접시에서 탈착되고, 상처에 도포된다. RK는 상처 및 바깥면 상의 진피에 접촉된 각질형성세포와 함께 도포된다("거꾸로"). 단순한 표피 이식편과 비교하면, RK는 보다 높은 지속성을 가지고, 효소 작용 없이 페트리 접지로부터 탈착되고, 및 조작이 쉽다는 장점을 나타낸다. 합성 기질 및 콜라겐 기반 겔 상의 각질형성세포와 비교시 장점은 RK의 농도가 피부와 유사하고, 그 결과 상처 부착 및 지혈 효과가 탁월하다. 자가 또는 타가 각질형성세포를 사용하여 RK를 제조하는 것이 가능하다. 각질형성세포는 진피의 표피쪽 면 상에서 배양되고, 즉 기저 멤브레인은 표피로부터 진피를 분리한다. 상기 인용한 특허의 발명자는 실온에서 보다 양호한 보관 수명 및 보다 높은 안정성을 위해 세포-프리 진피를 감마 방사선을 사용하여 살균될 수 있다는 것을 언급한다. 그러나 이러한 감마-살균된 진피의 단점은 부분적인 분해 및 습윤 상태에서 지속력의 상실이다.

유사한 결합된 생물학적 화상 드레싱이 대만 특허 출원 TW 20000118374호(Yang Mei-Ru et al.)에 개시되고, 상기 문헌에서 무세포 돼지 진피중에 살아있는 인간 섬유아세포가 무세포 매트릭스의 기저면 상에서 배양된 인간 각질형성세포와 결합된다.

이들 생물학적 물질의 사용의 유의미한 수용을 막는 일반적인 문제는 일상적이고 믿을 수 있는 살균 방법을 사용하는 것이 불가능하다는 사실이다. 상술한 물질의 보다 광범위한 사용을 막는 또 다른 구체적인 문제점은 이들의 제한되거나 요구되는 보관 수명이고, 앞에 언급한 것들 못지 않게 그의 제조 비용이다. 또한, 재수화 동안 등방적으로 팽윤하는 탈수된 물질, 즉, 재수화 후 이식조직의 모든 차원의 (상대적으로) 동등하게 증가에 의해 나타난다. 본 발명은 이러한 문제점에 대한 해결책을 제시한다.

본 발명자는 환자 자신의 세포의 복제, 분화 및 이동을 자극하고, 지지하고, 지시할 수 있는 적절한 물질이 존재하는 한, 이식된 타가 또는 이종 세포의 존재가 항상 상처 치료 및 조직 재생에 필수적이지 않음을 발견하였다. 본원에 개시된 발명에 따르면, 이 물질은 자가, 타가 또는 심지어 이종 생물학적 물질로부터 유래된 특별하게 가공된 무세포 콜라겐 매트릭스이다. 본 발명에 따르면, 상기 매트릭스는 대부분 콜라겐 및 관련된 단백질, 예컨대 엘라스틴, 피브린 또는 케라틴으로 구성된다. 조직의 원천 및 제조 방법에 따라 변화하는 이들 매트릭스 성분 및 그의 농도는 단순화를 위해 "콜라겐"으로 불릴 것이고, 이는 모든 예에서 콜라겐이 주요 매트릭스 성분이기 때문이다. 단백질("콜라겐") 이외에, 매트릭스는 또한 특정 수준의 지질 및 지질단백질(20중량% 이상), 특정 양의 당 성분(폴리사카라이드, 당단백질 및 글리코프로테오글리칸) 및 염을 함유한다. 단백질 함량은 전형적으로 70중량% 내지 95중량%, 바람직하게 80중량% 내지 90중량%이다.

본 발명에 따르면, 무세포 매트릭스는 필수적으로 탈수되고, 대부분 콜라겐으로 이루어지고, 그의 피브릴(소섬유)이 원래 조직에서 존재하던 방식과 d사한 구조 조직을 나타내지만, 최소한 탈수 상태에서 부분적으로 변성되고, 바람직하게는 특정 선택된 방향으로 배향되는 것을 특징으로 한다. 부분적인 변성은 유리한데, 이는 생분해에 대한 저항성이 증가되므로, 피브릴이 치료 동안 호스트 세포에 이동 및 부착하는데에 보다 긴 시간을 제공할 수 있기 때문이다. 고도하게 빠른 이식조직 분해는 염증 중심을 남길 수 있고, 이는 치료에 어려움을 초래하고 흉터를 야기할 수 있다. 콜라겐 피브릴의 부분적인 변성은 또한 습윤 상태에서 기계적인 강도를 증가시킨다.

콜라겐 피브릴의 배향은, 또한 선택된 방향에서 임플란트에 보다 높은 강도를 부여하고, 이는 임플란트로 침투하기보다는 임플란트의 표면을 따라 세포의 이동 및 전파를 지시한다. 이는, 본 발명에 따르는 무세포 매트릭스는 다공성이 통상 75부피% 이상인 동결 건조된 생물학적 상처 피복물과 비교시 건조 상태에서 낮은 다공성을 갖는다는 사실에 의해 추가적으로 지지된다. 본 발명에 따르는 임플란트의 다공성은 70부피% 이하, 바람직하게 60부피% 이하, 및 더욱 바람직하게 50부피%이하이다. 낮은 다공성 및 유리한 피브릴 배향은 예를 들어 화상의 생물학적 상처 피복물로서 사용되는 임플란트에 특히 중요하고, 이는 치료가 완료된 다음 자발적으로 분리되는 것으로 여겨진다. 표피층의 재생은 치료 부위의 상처 가장자리에 각질형성세포의 이동을 요하고, 이는 상처와 임플란트 표면의 계면이 된다. 임플란트 구조로의 세포의 침윤은 유리하지 않은데, 이는 상처에 이식조직의 재부착을 야기할 수 있기 때문이다. 이식조직이 피하(subcuteous)인 경우, 예를 들어, 그 표면에 따른 세포의 이동은 미세 섬유모세포의 형성을 야기할 것이고, 이는 많은 경우 바람직하지 않다.

탈수된 상태에서 콜라겐 배향의 보존은 또한 임플란트의 탄젠트 강성도(tangential stiffness)(피브릴의 배향에 대하여 탄젠트)를 감소시켜서, 탈수된 임플란트가 오히려 유사한 비등방성 임플란트보다 더욱 구부리기 쉽고, 덜 약하다. 이는 유의미한 실질적으로 중요 사항인데, 왜냐하면 탈수된 임플란트는 유연제를 필요로 하지 않으며, 임플란트로 세포의 비제어된 침윤, 그의 붕괴 및 가능한 석회화를 야기할 수 있는 틈과 미세 붕괴가 일어나지 않기 때문이다.

콜라겐 피브릴의 비등방성 유기체의 또 다른 중대한 결과는 임플란트 재수화 동안 비등방성 팽윤이다. 본 발명에 따르면, 임플란트는 재수화 동안 다양한 방향으로 다양한 비율로 팽창한다. 예를 들어, 콜라겐 구조는 바람직하게는 가장 긴 방향으로 배열된다면(예, 힘줄을 사용하는 경우), 대부분의 수화 팽창은 임플란트 직경의 증가에 따라 나타날 것이고, 반면에 구조적 비등방성 및 팽윤 사이의 관계에 따라서 길이는 단지 조금만 변화하거나, 동일하게 남거나, 약간 증가하거나 조금 감소할 것이다. 표면 임플란트, 예컨대 화상 상처 피복의 경우, 피브릴 배양은 바람직하게 주요 임플란트 면의 표면에 대해 수직 방향이 되도록 선택될 수 있다. 이 경우, 수화 팽창은 특히 스스로 또는 두께의 증가만으로 표현될 것이나, 차지하는 공간(footprint)은 필수적으로 변화되지 않은 채 남을 것이다. 상술한 이점 이외에도, 팽윤의 비등방성은 다른 실질적인 이점을 갖는다: 수술 의사는 개개의 환자의 요구에 대하여 임플란트의 형태 및 크기를 보다 양호하게 조정할 수 있다. 예를 들어, 특정한 형태의 상처가 피복되어야 한다면, 상응하는 크기 및 형태의 임플란트를 탈수된 임플란트로부터 간단하게 잘라낼 수 있고, 수화 후에도 변화되지 않은 채로 남을 수 있다. 비등방성 탈수 임플란트의 경우, 탈수된 치수는 수화 팽창의 효과를 보상하기 위하여 상대적으로 보다 작을 것이다. 또 다른 이점은 또한 탈수된 임플란트를 조직에 고정하고, 수화 후 형태를 유지하여, 조직 주변부가 수술 동안 수술 의사에 의해 선택된 긴장을 유지하는 방식일 수 있다. 등방성 임플란트의 경우, 주변 조직이 임플란트의 수화 팽창의 결과로 그의 본래의 긴장을 잃는다.

또한, 팽창의 비등방성은 유사한 원천 및 목적의 다른 임플란트로부터 본 발명에 따른 임플란트의 단순 분화를 허용한다는 것이 중요하다.

팽창의 비등방성은 3개의 선택된 수치에서 선형 팽창 계수 사이의 비로서 표현될 수 있다. 예를 들어, "z" 축에 따른 선택되는 방향은 두께 t 일 수 있고, 그의 선형 팽창 계수 C_z = (t _hydrat _.)/( t _dehydrat _.)이다. 유사하게, "x" 축 방향의 수치로서 길이 l 을 선택하고, 선형 팽창 계수를 C_x = (l _hydrat _.)/( l _dehydrat _{. u})로 정의한다. 마지막으로, "y" 축 방향의 수치는 폭 w 이고, 선형 팽창 계수 Cy = (w _hydrat _.)/( w _dehydrat _.)로 정의되고, 여기서 아래첨자 "hydrat."는 수화 후 크기(수치)를 의미하고, 아래첨자 "dehydrat."는 원래의 탈수 상태에서 크기(수치)를 의미한다. 비등방성 탈수 물질의 경우, C_x, C_y 및 C_z의 값이 무엇이든 간에 항상 C_z/C_y = C_x/C_z = C_y/C_z= 1인 것을 발견하였다. 수화 동안 비등방성 팽창은 C_x, C_y 및 C_z의 비 중 적어도 하나가 1과 다른 값을 가지고, 선형 팽창 계수 C_x, C_y 및 C_z 중 적어도 하나가 다른 값보다 낮은 값을 가지고, 그 값이 1보다 낮을 수 있다. 역으로, 선형 팽창 계수 C_x, C_y 및 C_z 중 적어도 하나가 다른 값보다 상당히 높은 값, 통상 적어도 10% 이상, 바람직하게 30% 이상인 값을 갖는다. 예를 들어, 선형 팽창 계수 C_x 및 C_y는 1 보다 낮은 값을 가질 수 있는 반면에, C_z는 1.2 보다 높은 값, 및 바람직하게 1.5 보다 높은 값을 갖는다.

본 발명에 따르면, 비등방성 탈수 임플란트의 콜라겐 피브릴은 가장 낮은 선형 팽창 계수의 방향으로 우세하게 배향되거나, 경우에 따라 팽창 계수 값이 가장 높은 방향에 수직인 면일 수 있다.

콜라겐 피브릴은 심지어 완전히 수화된 상태에서 특정 방향으로 우세하게 배향될 수 있다. 이 배향은 배향된 상태에서 콜라겐의 부분적인 변성, 또는 콜라겐의 가교결합(이는 또한 변성 형태이다)에 의해 달성될 수 있다. 그 후, 콜라겐 피브릴의 배향은 심지어 임플란트 수화 후에 필수적으로 유지되는 채로 남을 것이다. 이 배향은 특정 방향으로 세포의 이동 또는 증식의 방향에 대하여 유리하게 사용될 수 있고, 이는 화상의 치료에 특히 유리하다.

콜라겐의 가교결합은 다양한 잘 알려진 방법, 예를 들어 알데하이드, 예를 들어 포름알데하이드 또는 글루타알데하이드의 작용, 또는 다가 양이온, 예를 들어 Ca²⁺, Mg² ⁺, Al³ ⁺ 또는 Cr³ ⁺를 사용하여 달성될 수 있다. 가교결합은 추가로 팽윤을 저하시키고, 콜라겐 매트릭스의 강도 및 가수분해 저항성을 증가시킬 것이다. 이 이온성 가교결합은 이식된 상태에서 종종 불안정하고, 또는 가교결합 밀도의 점차적인 저하는 팽윤에서 점진적인 증가 및 선형 팽창 요인 및 그 상호 비율의 차이를 야기할 수 있다. 이들 방법의 동역학은 제어가능하고, 따라서 이들 방법은 예를 들어 치유 조직 상에 직접적인 압력 또는 긴장을 생성하는데 사용될 수 있다.

본 발명에 따라서, 무세포 매트릭스는 강력한 친수성이고, 그 부피는 수화에 의해 증가할 것이다. 수화는 대부분 수화된 상태에서 물의 중량 비율로서, 또는 중량 % 단위의 물 함량으로서 정의된다. 본 발명에 따라서, 완전히 수화된 임플란트에서 물의 함량은 33중량% 이상이고, 바람직하게 50중량% 이상이다. 부피 팽창 계수는 하기와 같이 정의된다:

C_v = C_x,* C_y * C_z = (수화된 부피)/(탈수된 부피) ＞ 1.

본 발명에 따르면, 무세포 매트릭스는 C_v ＞ 1.1이고, 바람직하게 C_v ＞ 1.5이다. 여기서, 상기 무세포 매트릭스는 원칙적으로 예를 들어 알데하이드류를 사용하여 조직의 공유 가교결합에 의해 제조할 수 있거나, 예를 들어 폴리우레탄류와 같은 합성 고분자로 제조할 수 있는 소수성 다공성 구조와 상이하다. 이 경우, 수화 동안, 물은 공극을 채우고, 임플란트의 질량을 증가시키지만, 그 부피는 주목할 만큼 변화하지 않고, 그의 C_v는 1에 가깝거나 필수적으로 1과 동등하다.

상술한 정보로부터, 본 발명의 주제는 특히 무세포 살균된, 필수적으로 탈수되고 적어도 부분적으로 변성된 매트릭스이고, 이는 동물 조직으로부터 유래되고 대부분 콜라겐을 함유하고, 상기 콜라겐의 피브릴은 원래 조직에서의 배열과 유사한 구조적 배열 상태이고, 인간 의학 또는 수의학에서 일시적인 임플란트로서 의도되고, 상기 매트릭스는 수화 동안 그 수치의 비등방성 변화를 나타내는 것으로 결론이 지어질 수 있다.

본 발명의 유리한 태양에 따르면, 무세포 매트릭스의 수화 동안 매트릭스 수치의 비등방성 변화가 발생하는 경우, 두 개의 가장 큰 수치는 필수적으로 변화되지 않거나 더 작아지는 반면에, 가장 작은 수치는 매트릭스 부피 증가에 따라 증가된다.

본 발명에 따른 또 다른 유리한 태양에서, 일시적인 임플란트는 필수적으로 평평한 형태이고, 그의 차지 공간은 두 개의 가장 큰 수치에 의해 정의되지만, 그 두께는 가장 작은 수치에 의해 정의된다.

본 발명에 따른 무세포 매트릭스의 또 다른 유리한 태양에서, 그의 가장 작은 수치 두 개가 증가하겠지만, 그의 가장 큰 수치는 필수적으로 일정하거나 크기가 감소된다.

또 다른 유리한 태양에서, 일시적인 임플란트는 필수적으로 긴 형태, 예를 들어 프리즘 또는 실린더의 형태를 가지고, 그 직경은 가장 작은 두 개의 수치에 의해 정의되고, 예컨대 예를 들어 그의 직경, 반면에 그의 길이 또는 높이는 가장 큰 수치로 정의된다.

본 발명에 따른 탈수 상태에서 유리한 매트릭스는 70부피% 이하, 바람직하게 60부피% 이하, 및 가장 바람직하게 50중량% 이하의 다공성을 갖는다.

본 발명에 따르면, 유리한 태양에서, 무세포 매트릭스는 적어도 탈수된 상태에서 수화 선형 팽창 계수가 가장 낮은 밸브를 갖는 방향으로 우세하게 배향되고, 선형 팽창 계수가 가장 높은 값인 방향에 기본적으로 수직인 콜라겐 피브릴로 구성된다.

본 발명에 따르면, 유리한 태양에서, 탈수 상태에서 무세포 매트릭스는 20중량% 이하, 유리하게 10중량% 이하, 및 더욱 유리하게 5중량% 이하의 물 함량을 갖는다.

본 발명에 따르면, 특정 유리한 태양에서, 매트릭스는 또한 유연, 보존 또는 살균 첨가제를 함유할 수 있다. 유리한 살균 첨가제는 은을, 바람직하게 콜로이드 상태로, 더욱 바람직하게 은-단백질 착체로서 함유한다. 유리한 유연 또는 보존 첨가제는 물과 혼화되는 화합물, 예컨대 DMSO 또는 글리콜 또는 글리세린 족 또는 그들의 유도체, 트리에탄올아민 및 사카라이드로부터 선택되는 폴리하이드록시 화합물을 함유한다.

본 발명에 따르면, 유리한 무세포 매트릭스는 1.1 보다 큰, 바람직하게 1.5 보다 큰 부피 팽창 인자를 갖는 수성 용액과 접촉하여 부피 팽창할 수 있다. 더욱이, 일단 적절한 수성 용액에 노출된 후, 유리한 무세포 매트릭스는 33중량% 이상의 물, 바람직하게 50중량% 이상의 물을 함유하는 형태를 예측할 수 있다.

본 발명에 따르면, 유리한 무세포 매트릭스는 가장 높은 선형 팽창 계수가 가장 낮은 선형 팽창 계수보다 10% 이상, 바람직하게 30% 이상인 값을 갖는다. 바람직하게, 가장 높은 선형 팽창 계수를 갖는 무세포 매트릭스는 1.2보다 높은 값, 바람직하게 1.5 보다 높은 값을 가지는 반면에, 가장 낮은 선형 팽창 계수는 1.1 보다 낮은 값, 바람직하게 1.05보다 낮은 값을 갖는다.

본 발명에 따르면, 또 다른 유리한 태양에서, 무세포 매트릭스의 고형분(건조 물질)은 우세하게 단백질로 구성되고, 여기서 바람직한 단백질은 우세하게 콜라겐을 함유한다. 보다 바람직하게, 무세포 매트릭스의 고형분(건조 물질)은 70중량% 내지 95중량%, 바람직하게 80중량% 내지 90중량%의 콜라겐-타입 단백질을 함유한다. 유리하게는, 매트릭스의 고형분(건조 물질)은 단백질 이외에, 지질단백질 및 인지질을 포함하는 지질 화합물의 저분획을 함유한다.

본 발명에 따르면, 무세포 매트릭스는 그 단백질 분획이 적어도 부분적으로 변성된 것이 유리하다. 본 발명에 따르면, 다른 태양에서, 무세포 매트릭스의 적어도 단백질 부분은 알데하이드류 또는 다가 양이온과의 반응의 결과로 가교결합된다.

본 발명에 따르면, 유리한 무세포 매트릭스는 포유동물, 바람직하게 돼지로부터 유래된다.

본 발명에 따르면, 무세포 매트리스에 유리한 동물 조직은 피부, 태반, 심장막, 경질막, 창자, 힘줄 또는 연골이다.

본 발명에서 청구된 무세포 매트릭스에 의해 제조되는 일시적인 임플란트는 유리하게는 상처 피복으로서, 가장 유리하게는 화상 피복으로서 사용된다.

본 발명에 따르면, 무세포 매트릭스의 가장 바람직한 태양은 배양된 포유동물 세포를 또한 함유하는 것이다. 바람직하게, 포유동물은 돼지이고, 배양된 포유동물 세포는 인간 자가 또는 타가 각질형성세포이다.

본 발명에 따르면, 무세포 매트릭스의 또 다른 유리한 태양은 역할을 완료한 후 자발적으로 생분해될 수 있는 것이다.

상기한 대로, 본 발명에 따른 임플란트 제조 방법은 여러 기본 단계를 포함한다:

1) 임플란트 채취, 예를 들어 돼지 피부 또는 인간 힘줄. 이 단계는 기본적으로 다른 경우에서와 동일한 방식으로 행해지나, 본 발명에 따른 임플란트 채취는 임플란트 함유 세포들의 경우와 같이 운반 조건 및 후속 빠른 가공이 엄격하지 않다는 중요한 장점을 가진다. 최종 임플란트가 될 콜라겐 구조들은 세포 구조들보다 더욱 안정하다.

2) 세포 제거. 본 발명에 따라, 현 상태의 기술에서 기술된 방법들을 포함하는 세포 제거의 다양한 방법들이 이런 임플란트에 사용될 수 있다. 세포 제거 방법들은 본 출원에 참조로 포함된 특허출원과 문헌에 기술된 대로 세제와 같은 계면활성제, 산과 알칼리와 같은 화합물 또는 효소에 의한 세포 제거를 포함한다: CN200310124306 (Hu Jie); CN20051126108 (Dong Qun Lin); CN20041022506 20040512 (Dai Weihua et al.); ^"US 2005 0186286 Al (Yoshihiro Takami); JP19900247300 (Koide Mikio) 및 체코 특허 No. 281176 (E. Matouskova)

본 발명에 따라, 2 단계 방법이 유리하며, 제 1 단계에서 채취된 조직은 트립신 또는 파파인과 같은 적절한 단백질분해 효소에 노출되고, 제 2 단계에서, 잠재적인 잔존 세포들을 포함하는 조직은 강한 저장성 용액, 바람직하게는 과량의 증류수 또는 탈 이온수에 노출된다. 탈 이온수는 잔존 세포들을 삼투압 충격에 노출함로써 이들의 막을 파괴하여 잔존 세포들을 제거할 것이다. 이 제 2 세포 제거 단계는 잔존 효소(예를 들어 트립신) 및 다른 화합물들의 다단계 추출과 함께 일어난다. 잔존 효소의 제거와 함께, 가용성 펩타이드들뿐만 아니라 폴리사카라이드, 당단백질 및 가상 생물학적 활성(assumed biological activity)을 가진 다른 화합물들도 제거된다. 수용성 화합물들의 제거는 저장성 용액이 조직을 많이 팽창시키기 때문에 더욱 효과적이어서, 추출물들의 확산을 향상시킨다. 그러나, 철저한 추출도 이런 수용성 화합물들을 완전히 제거하지 않으며, 새로운 유기 화합물들이 각 단계의 마지막에서 UV 현미경을 사용하여 탐지될 수 있다는 것을 발견하였다. 이것은 폴리펩타이드 및 당단백질과 같은 새로운 화합물들이 콜라겐 구조로부터 계속해서 방출되며, 특정 수준의 생물학적 활성은 보존된다는 것을 보여준다.

3) 탈수. 탈수는 세포를 갖지 않은 구조에 존재하는 물의 증발 또는 에탄올과 같은 적절한 용매를 사용하는 이의 추출을 사용하여 적어도 상당량의 물을 제거하여 행해진다. "상당량의 물"은 물의 일부이고, 구조 및 열역학적 특성들이 액체 상태 물의 구조 및 열역학적 특성들(예를 들어, 용융점, 증기압 또는 열용량)과 완전히 유사한 소위 "유리수(free water)"를 의미한다. 유리수는 최종 20중량% 정도를 제외한 주로 조직의 대부분의 물이며 임플란트의 콜라겐 매트릭스 또는 다른 친수성 성분들 속에 약간 결합된 물로 이루어진다. 소위 "결합수"는 유리수 이외의 다른 열역학적 특성들을 가지며 콜라겐의 가소제로서 작용한다. 결합수를 완전히 제거하는 것이 어렵다. "탈수된 임플란트"은 유리수를 함유하지 않는 임플란트를 의미하고, 20중량% 미만, 바람직하게는 10중량% 미만의 잔존 수분 함량을 가진다. 제품의 저장수명을 증가시키기 위해서, 제품의 수분 함량을 5중량% 미만으로 유지하는 것이 특히 유리하다. 물과 혼합할 수 있는 용매를 사용하여 추출을 실행하는 경우, 이 단계는 콜라겐의 동시에 일어나는 부분 변성을 이미 유도한다. 부분 변성이 효과적이게 하기 위해서, 물 추출의 마지막 부근에서 용매는 50중량% 이상, 바람직하게는 70중량의 유기 화합물을 함유해야 한다. 물 추출은 여러 단계에서, 유기 용매의 농도를 점진적으로 증가시키면서 행해질 수 있다. 적절한 용매들은 저급 지방족 알콜 C₁ 내지 C₄, 아세톤과 같은 저급 지방족 케톤, 다이메틸 에터, 다이에틸에터, 다이옥세인 또는 테트라하이드로퓨란과 같은 에터, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜 또는 트라이에틸렌 글리콜과 같은 글리콜 등이다. 콜라겐 및 다른 단백질들에 대한 효과적인 변성제일 뿐만 아니라 방부제 및 살균제이며, 예를 들어, 레트로바이러스에 대해서도 효과적인 에틸 알콜이 가장 적절하다. 에틸 알콜의 장점은 비교적 낮은 독성, 이용가능성 및 증발을 사용하여 잔존물을 완전히 제거하는 가능성이다. 선택한 용매가 비휘발성인 경우, 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 물과 같은 휘발성 용매로 추출을 사용하여 제거될 것이다.

4) 콜라겐의 부분 변성. 변성은 열 또는 알콜, 알데하이드, 케톤 또는 이들의 적절한 조합과 같은 적절한 유기 물질들을 사용하여 행해진다. Ca² ⁺, Mg² ⁺, Al³ ⁺ 또는 Cr³ ⁺와 같은 다가 양이온을 사용하여, 콜라겐의 부분 가교를 통해 변성을 유도할 수 있다. 가교는 생분해성에 대한 저항성을 향상시켜서 임플란트의 효과적인 사용을 연장할 수 있다.

열 처리, 가교 도는 이들의 조합에 의한 생물학적 덮개들의 부분 변성은 본 출원에 포함된 다음 문헌들에 기술된다: JP19900247300 (Koide Mikio) 및 US_; 4,076,468 (Loiotta et al.); US 4,247,292 (W.A.Angell).

콜라겐의 변성은 탈수와 조합해서 유리하게 행해질 수 있으나, 두 단계들은 어떤 순서로는 개별적으로 행해질 수 있다. 한 유리한 방법은 물 증발에 의해 탈수하고, 예를 들어, 열 처리를 사용하여 탈수된 상태에서 뒤이어 변성하는 것이다. 유기 용매에 의해 변성은 적절한 유기 물질을 탈수된 임플란트에 뿌리거나 분사하여 행해질 수 있다. 용매들에 의한 변성은, 예를 들어, 물 또는 용매들을 증발시키면서 임플란트 가열을 제어하여 열 변성과 조합될 수 있다.

하나 또는 둘의 선택된 방향에서, 주로 최대 치수 방향에서 기계적 장력하에서 무세포 매트릭스의 탈수와 변성을 실행하는 하는 것이 중요하다. 탈수와 변성 동안 장력은 바람직한 방향들에서 일정한 치수를 유지함으로써 이루어질 수 있다. 장력은, 예를 들어, 무세포 매트릭스를 클램프로 고정하고, 탄성 부속품 또는 롤러를 사용하여 무세포 매트릭스를 잡아당겨 늘이고, 적절한 프레임을 부착하고, 접착성 기판에 누르고, 또는 진공을 사용하여 기판에 부착하도록 흡입하는 것 등에 의해 이루어질 수 있다. 잡아당겨 늘어진 상태에서 탈수와 변성은 무세포 콜라겐 매트릭스가 잡아당겨 늘어나는(또는 이의 수축이 탈수와 변성 동안 적어도 예방되는) 일정 방향으로 콜라겐 구조들을 배향시킬 것이다.

변성이 이미 탈수된 비등방성 매트릭스에 대해 행해진 경우, 이미 탈수된 비등방성 매트릭스를 장력하에서 유지하는 단계가 더 이상 필요하지 않으며, 따라서 탈수된 매트릭스는 제조 또는 저장하는 동안 초과하지 않을 소정의 온도까지 치수적으로 안정하다. 이 온도 한계는 매트릭스의 전체 중량에 대해 20중량%, 바람직하게는 10중량% 및 가장 바람직하게는 5중량%을 초과하지 않아야 하는 매트릭스에 잔존하는 물 함량에 주로 의존한다. 변성은 + 15℃ 내지 90℃, 바람직하게는 30℃ 내지 70℃의 온도에서 행해진다.

5) 이온화 방사선에 의한 살균. 단계 4에서 변성이 알콜과 같은 적절한 용매들을 사용하여 행해진 경우, 두 단계의 살균이 필요하다. 생산 공정 동안 제 1 수준의 살균은 첫째로 최종 살균을 위한 미생물 함량을 낮출 것이고 둘째로 살균은 효과적이지 않는 세균들(예를 들어, 레트로바이러스)을 제거할 것이다.

최종 살균 수준은 미생물들과 바이러스들이 침투할 수 없는 포장용기에 포장하여 방사선을 사용하여 행해진다. 이온화 방사선의 최소 수준은 소정의 미생물 함량에 대해 사용되는 것이 유리하며, 이것이 제품 저하를 감소시킬 것이다. 권고되는 수준은 50kGray 미만, 바람직하게는 30kGray 미만이다. 이것은 감마 방사선의 경우에 특히 중요하다. 임플란트 재료에 더 온화하고 더욱 정확하게 조사될 수 있는 가속 전자들(전자 빔, 베타 방사선)에 의한 살균이 일반적으로 선호된다. 감마 방사선과 가속 전자들에 대한 저하의 메카니즘의 차이들을 인식하는 것이 중요하다. 본 발명의 발명자들은 이온화 방사선, 특히 가속된 전자들과 동시에 변성을 일으키는 화학 살균 물질들, 특히 에탄올과의 조합에 의해 살균된 임플란트들은 젖었을 때도 이들의 뛰어난 기계적 특성들을 유지하며 환자의 세포들 또는 실험실에서 임플란트에서 배양된 세포들과 접촉할 때도 세포독성이 아니라는 것을 알고 놀랐다. 다양한 이론들을 참조하지 않고 본 발명자들은 가속된 전자들과 같은 이온화 방사선의 유익한 효과는 다른 불용성 기질로부터 수용성 펩타이드와 프로테오글라이칸 단편들의 방출에 의해 주로 일어나며, 생물학적 활성을 증가시킨다고 생각한다.

임플란트는 콜라겐 착물을 통해 퍼진 설폰아마이드, 항생제, 단백질-은 착물 또는 콜로이드성 은과 같은 공지된 살균제들 또는 정균제들과 혼합될 수 있다. 이것은 감염되거나 괴사된 상처들 속에 이식되는 동안 특히 유리하다. 일부 첨가제들은 글리세린 및 이의 다이아세테이트 또는 포름알데하이드, 1,2-프로필렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 글루코오스, 트라이에탄올아민 또는 다이메틸설폭사이드(DMSO)와 같은 유연제로 동시에 작용한다. 첨가제들은 온화한 방부제, 유연제, 및 약한 변성제로 동시에 작용할 수 있다. 이들의 함량은 50중량%, 바람직하게는 30중량% 미만일 수 있다. 이런 유연 첨가제들은 물과 혼합되고, 바람직하게는 폴리하이드록시 화합물들, 가장 바람직하게는 글리세린 또는 이의 유도체들일 것이다. 이들은 본 출원에 포함된 CN199551010722(Kai Cao)에 기술된 대로 은 화합물들과 조합해서 사용될 수 있다.

본 발명의 주제는 동물 조직으로부터 유도되고 다음 단계들을 포함하는 방법을 사용하여 가공된 동물 조직을 기초로 하는 콜라겐 구조들을 주로 함유하는 세포가 없고, 살균되고, 필수적으로 탈수된 매트릭스 및 적어도 부분적으로 변성된 매트릭스의 제조 방법이다:

a) 조직 채취;

b) 무세포 매트릭스의 형성 동안 효소 작용, 계면활성제, 산, 알칼리, 저장성 수용액 또는 이들의 조합을 통한 세포들의 제거;

c) 매트릭스가 하나 이상의 선택된 방향에서 기계적 장력하에 놓인 상태로 상당량의 물의 제거를 통한 무세포 매트릭스의 변성;

d) 매트릭스가 하나 이상의 선택된 방향에서 기계적 장력하에 놓이거나 매트릭스의 치수들이 필수적으로 일정하게 유지되면서, 증가된 온도, 유기 화합물들, 다가 양이온 또는 이의 조합의 작용을 통한 무세포 매트릭스에서의 콜라겐 구조들의 부분 변성;

e) 이온화 방사선에 의한 필수적으로 탈수되고 적어도 부분적으로 변성된 매트릭스의 살균.

본 발명에 따라, 살균된 무세포 매트릭스의 유리한 제조 방법은 기질의 콜라겐 구조의 부분 변성이 저급 지방족 알콜 C₁ 내지 C₄, 포름알데하이드와 글루타르알데하이드를 포함하는 알데하이드, 아세톤을 포함하는 지방족 케톤, 다이메틸 에터, 다이에틸에터, 다이옥세인 또는 테트라하이드로퓨란과 같은 에터를 포함하는 그룹으로부터 선택된 물과 혼합가능한 유기 화합물들을 사용하여 행해지는 것이다.

본 발명에 따라, 콜라겐 구조들의 부분 변성을 수행하는 유리한 방식은 15℃ 내지 90℃, 바람직하게는 30℃ 내지 70℃ 아래이다.

본 발명자들은 본 발명에 따른 임플란트는 화상, 종아리 상처, 채취 부위 및 다른 피부 결함들을 위한 생물학적 덮개로 유리하게 사용될 수 있다는 것을 발견하였고 입증하였다. 탈수된 조직 이식편은 출혈 또는 피맺힌 상처 상에 직접 놓일 수 있어서, 상처 덮개 부위의 상당한 증가 없이 제 위치에서 임플란트를 수화할 것이고 피나고 피맺힌 상처의 감소에 영향을 줄 것이다. 이런 용도로 글리세린과 같은 적절한 첨가제들에 의해 유연화된 임플란트들이 특히 적절하다. 살균 임플란트는 살균 생리학적 용액에서, 가능하면 적절한 살균제들(퓨란토인, 붕산 용액 또는 단백질성 은 수용액(은-단백질 착물)을 첨가하여 사용하기 전에 수화될 수 있고 상처 위에 놓일 수 있다. 살균 조직 이식편의 큰 장점은 상처 표면의 국소해부학적 외형들을 밀접하게 덮고 상처 통증을 낮추고 지혈 효과를 갖는 능력이다. 다른 큰 장점은 전체 부위의 치료는 다른 상처 드레싱의 경우에는 필수적이고, 종종 비용이 많이 들고 특히 환자에게 정신적 충격을 주는(심한 화성의 경우 전신 마취하에서 행해져야 한다) 상처 드레싱의 어떠한 변화 없이 일어난다는 사실이다. 다른 생물학적 덮개들과 비교한 다른 장점은 어느 면이 상처와 접촉하는 지는 중요하지 않다는 사실이다. 무세포 진피 덮개는 상처를 보호하고 케라틴 형성 세포들(keratinocytes)의 이동과 확산과 같은 치료와 관련된 생물학적 활성을 지원함으로써 치료를 촉진한다. 천연 케라틴 형성 세포들은 임플란트의 내부 표면(아마도 환자의 혈액 또는 혈장과 접촉한 후 임플란트에 형성된 피브린)에 부착할 것이고 표면으로 이동하여, 임플란트는 활발한 치료가 일어날 때 소정의 시간 동안 피부의 일부가 된다. 치료가 완료되고 환자의 표피 피부층이 재생되자마자, 임플란트는 건조되어 다른 생물학적 덮개들에 필수적이고 환자에게 정신적 충격을 주는 외과적 제거가 필요없이 자연적으로 떨어질 것이다.

본 발명에 따른 살균 무세포 임플란트의 다른 장점은 자가 또는 타가이든지, 세포 배양을 위한 우수한 기질로서 적합성이다. 이의 표면은 케라틴 형성 세포들과 같은 적절한 세포들을 배양하는데 사용될 수 있어서, 화상 및 다른 상처 부위에 부착될 수 있는 "재조합 피부"(RK)로 알려진 세포성 생물학적 덮개를 형성할 것이다. 이 세포성 생물학적 덮개의 주요 장점은 배양된 케라틴 형성 세포들의 자극 효과들과 본 발명에 따라 이식된 막 기질의 특성들을 결합하는 능력이다. 심한 피부 화상의 악화의 예방이 손상 후 10일 내에 RK를 사용함으로써 성공적인 경우, 이식은 필요하지 않고, 치료는 현저하게 촉진될 것이고 채취 부위와 수술 반복은 절약될 것이다. 이식된 타가 케라틴 형성 세포들과 함께 RK는 치료 동안 임시적으로 부착될 것이고, 케라틴 형성 세포들은 재생하는 표피 속에 포함되고, 확산되고, 이동되고, 상처를 메우고 다양한 성장 인자들을 생산하여 치료를 자극할 것이다. 이종 진피(xenodermis)는 상처를 보호하고 자가 케라틴 형성 세포들의 이동을 위한 천연 기질을 제공할 것이다. 한 주 동안, 타가 케라틴 형성 세포들은 자신이 케라틴 형성 세포들로 대체되었다. 본 발명은 다음 예들과 첨부된 도면들에 의해 추가로 설명될 것이다. 이런 예들은 본 발명의 특정 바람직한 실시예들의 실례로 작용하며 당업자는 첨부된 특허 청구항들의 범위는 이런 예들을 이런 예들에 포함함으로써 제한되지 않는다는 것을 확실히 알 것이다.

본 발명의 내용 중에 포함되어 있음

도 1은 유도 진피 수준으로 돼지 표피를 통과한 조직학적 절편을 도시하는 현미경사진이다.
도 2는 세포 제거 후 임플란트의 조직학적 절편의 현미경사진이다.
도 3은 탈수 후 평평한 배향 살균 임플란트의 조직학적 절편을 도시하는 현미경사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 살균 재수화 임플란트의 조직학적 절편에서 반기슨(Van Gieson)에 따른 콜라겐 구조들의 염색들을 도시하는 현미경사진, 400x 배율이다.
도 5는 화상 덮개로 사용하기 위해 제조된 재수화 살균 임플란트를 도시한다.
도 6은 2도 화상에 대한 본 발명에 따른 임플란트의 사용을 나타낸다:
왼쪽 사진: 외부 밴드 없이 상처에 대한 덮개의 일치와 접착
오른쪽 사진: 치료와 덮개의 자가 부착 후 2도 화상.
도 7은 본 발명에 따른 임플란트로 제조된 덮개 아래 비 괴사성 3도 화상에 대해 새롭게 형성된 조직의 샘플들의 조직학적 절편을 도시하는 현미경사진이다(사용 후 9일).
도 8은 본 발명에 따른 임플란트에 대해 실험실 배양된 인간 케라틴 형성 세포들에 의해 형성된 재조합 피부(RK)의 조직학적 표본의 현미경사진을 도시한다:
왼쪽 사진: 본 발명에 따른 돼지 무세포 매트릭스에 대한 담금에서 배양된 인간 케라틴 형성 세포들을 가진 재조합 피부
오른쪽 사진: 공기와 본 발명에 따른 돼지 무세포 매트릭스의 접촉면에서 배양된 인간 케라틴 형성 세포들을 가진 재조합 피부.

실시예 1

이종이식체로서 돼지 피부

피부절제기를 사용하여, 300-400 마이크론 두께 층을 유두 진피층을 포함하는 털을 제거하고 세척된 돼지 표피로부터 절단하였다. 제거된 층의 히스토그램은 도 1에 있다. 돼지 피부의 제거된 조각을 20분 동안 37℃ 및 12시간 동안 4℃에서 0.25% 트립신 용액에 담가, 대부분의 피부 세포들을 제거하고 표피를 분리하였다. 얻은 표피를 탈염수에서 6회(1시간 동안 3회, 12시간 동안 1회, 0.5시간 동안 2회) 세척하여 잔존하는 세포들과 트립신을 제거하였다. 도 2 히스토그램은 무세포 구조가 유지되었다는 것을 도시한다. 진피의 조각을 유리 페트리 접시에 접착제로 부착하고 실온에서 일정한 중량으로 건조하였다. 이런 상태로 진피는 대략 18% 물을 함유하였다. 따라서 건조된 무세포 진피는 최초 수화 진피와 동일한 바닥 면적을 가졌고 이의 두께는 절반 미만이었다. 당겨진 무세포 진피를 24시간 동안 15℃에서 96% 에탄올에 담갔다. 그런 후에 에탄올을 제거하고 진피를 유리 기판으로부터 제거하고, 두 반대 방향으로부터 클램프에 부착하고 1시간 동안 50℃의 온도에서 건조하였다.

잔존하는 9.5중량% 물을 함유하는 탈수된 무세포 이종이식체를 방사선을 살균을 위해 승인된 살균 주머니에 놓았고 그 안을 열 밀봉하고 25kGy의 감마 방사선의 조사량에 노출하였다. 무균 상태는 표준 무균 검사를 사용하여 확인하였다. 재수화 후, 조직학적 절편을 채취하였다. 도 3은 연결 조직의 섬유 모양 구조가 보존되나, 더욱 밀집되고 섬유들은 평평하게 배향되는 것을 도시한다. 도 4에서 반기슨 염색은 임플란트는 콜라겐과 엘라스틴과 같은 콜라겐 타입 폴리머들로 주로 이루어진다는 것을 도시한다. 분석은 임플란트는 대부분 콜라겐과 소량의 엘라스틴 및 피브린의 대략 85중량% 혼합물을 함유하는 것을 도시하였고, 나머지는 지질, 폴리사카라이드 및 당단백질로 구성된다.

살균 임플란트의 다공성은 탈수 상태의 밀도를 사용하여 계산하여, 대략 55부피% 이었다. 임플란트를 등장성 NaCl 용액에서 35℃로 재수화하였다. 일정한 질량으로 재수화 후, 물 함량은 62중량%이었다. 탈수 및 수화 상태에서 치수의 반복적 측정을 0.01mm의 정확도로 실시하였고 다음 선형 팽창 계수를 발견하였다:

길이: C_x = 1.02 ± 0.01

폭: C_y = 1.03 ± 0.03

두께: C_z = 1.54 ± 0.29

평면 팽창 계수: C_a = 1.05 ± 0.03

부피 팽창 계수: C_v = 1.63 ± 0.20

팽창 계수들의 명백한 차이들은 임플란트의 재수화 동안 비등방성 팽창을 명백하게 증명한다. 이런 비등방성은 선형 팽창 계수들의 비율의 값에 의해 추가로 증명될 수 있다:

C_x/C_y 0.98

C_z/C_x 1.52

C_z/C_y 1.49

소정의 저장 기간 후 이종이식체를 얼굴에 심한 2도 화상을 위한 덮개로 사용하였다. 임플란트를 도 5에 설명한 대로, 살균 생리학적 용액에 잠깐 담갔고 그 후 임플란트는 부드러워지고 바닥 면적의 어떠한 변화 없이 유연하게 되었다. 그런 후에 임플란트를 화상 부위에 놓았고 도 6의 왼쪽 부분에서 명백한 것과 같이 잘 부착되었다. 화상의 치료 동안 임플란트는 본 발명에 따른 최초 위치에 유지되며, 점진적으로 건조되어 한 주 후 치료 조직으로부터 떨어지기 시작하였다. 11일 후 상처는, 도 6의 오른쪽에 설명한 대로, 치료되었고 덮개는 완전히 떨어졌다.

실시예 2

실시예 1에 따라 제조된 임플란트를 3도 화상에 사용하였다.

손상된 조직을 조심스럽게 절단하였다. 탈수된 이식체를 살균 포장으로부터 제거하고, 가위를 사용하여 치료될 부위의 크기와 모양에 맞췄고 출혈 상처 부위에 놓았고 살균 항생 용액으로 분사하였다. 이종이식체는 빠르게 부드러워졌고 상처 부위 표면에 부착되어 출혈을 멈추게 하였다. 임플란트는 탈수된 상태로 바닥 면적을 보유하였으나, 두께는 수화 후 증가하였다. 이것이 상처와 완벽하게 일치하게 하였다. 임플란트를 3일 동안 튈 그라스 드레싱(tulle gras dressing)의 보호층으로 덮었다. 8일 후 임플란트는 상처와 일치하도록 건조되었고 덮개 아래 새롭게 형성된 피부로부터 분리되기 시작하였다. 새로운 표피들은, 도 7에 도시된 대로, 임플란트 아래에서 천천히 형성되기 시작하였다. 치료가 완료된 후, 자연스런 피부를 포함하며 상처가 없는 건강하고 자연스러운 구조의 피부가 형성되었다.

실시예 3

타가 이식체로서 인간 연골

사망자의 엉덩이 관절에서 채취한 연골을 트립신 용액과 증류수에 반복적으로 담가 세포들을 제거하고 진공을 사용하여, 소결 유리로 제조된 적절한 모양의 다공성 기판의 볼록면 상에 이의 오목 면을 붙였다. 이 기판상에서, 연골을 48시간 동안 33℃에서 20중량부 메탄올과 5중량부 다이메틸설폭사이드(DMSO)의 과량의 용액 속에 놓았다. 따라서 무세포 임플란트는 탈수되었고 동시에 그 안에 함유된 콜라겐은 평평한 배향 상태로 부분적으로 변성되었다. 이 기간 이후 무세포 타가이식체를 용액으로부터 제거하고 메탄올을 공기 흐름을 사용하여 실온에서 증발시켰다. 이 단계의 마지막에서, 이식체는 대략 13중량% DNSO, 대략 4중량% 물 및 0.5중량% 미만 메탄올을 함유하였다. 다공성 기판으로부터 제거된 후, 이식체를 방수 살균 봉지에 놓았고 전자 가속기로부터 45kGy 베타 방사선 조사량을 사용하여 살균하였다. 무균 검사는 표준 무균 검사를 사용하여 확인하였다.

이렇게 제조된 임플란트는 개의 엉덩이 관절의 연골의 실험적 대체물로서 적절하며, 손상된 연골에 끼워지며 머리 주위에 외과적 봉합 재료의 루프를 사용하여 부착된다. 임플란트를 이의 바닥 면적의 어떠한 변화없이 제 위치에 수화될 것이고, 따라서 전체 기간 동안 환자의 관절에 대해 안정한 위치에 남아있는다. 임플란트는 연골이 용융되는 것을 보호하여 유동성의 영구적 손실을 보호한다. 게다가, 임플란트는 연골의 치료를 지원하고 촉진한다. 치료가 종료되면, 천연 연골이 치료되고 관절 기능이 재생될 때까지 임플란트는 점진적으로 감소하여 재흡수된다.

실시예 4

케로틴 형성 세포들의 배양(재조합 피부의 제조를 위한)을 위한 매트릭스로서 돼지 피부

실시예 1의 살균 무세포 매트릭스를 살균 포장으로부터 제거하고, 세포 배양을 위해 사용된 페트리 접시에 놓았고 약간 과량의 증류수로 조심스럽게 넘치게 하였다. 무세포 이종 진피는 이의 바닥 면적의 변화없이 수화되었고, 단지 이의 두께만 수화의 결과로 대략 두 배가 되었다. 과량의 물을 조심스럽게 빨아내어 수화된 진피의 임의의 변형을 막았고 나머지의 물을 실온에서 층류 후드(laminar flow hood)에서 증발시켰다. 건조된 무세포 이종 진피를 치명적으로 조사된 3T3 섬유아세포에 대한 인간 케라틴 형성 세포들의 배양을 위해 사용하였고(케라틴 형성 세포들은 복제되지 않으나, 대사되어 중요한 성장 인자들을 생산한다), 본 발명에 따라 제조된 이종 무세포 진피에서 배양된 타가 케라틴 형성 세포들을 함유하는 소위 재조합 피부(RK)를 형성하였다. 케라틴 형성 세포층의 구조는 도 8로부터 명백하듯이, 배양 조건들에 의해 결정되었다. 배양이 담긴 상태로 임플란트 표면상에서 행해진 경우, 부드럽고, 규칙적인 케라틴 형성 세포층을 얻었다. 배양이 이식조직편/공기 접촉면에서 행해진 경우, 케라틴 형성 세포층은 각질층(stratum corneum)과 기저막(stratum basale)을 포함하는 천연 표피와 유사한 형태로 형성되었다. 이렇게 제조된 RK는 화상, 종아리 상처 및 다른 치료하기 힘든 피부 결함들의 치료에 사용될 수 있다.

RK는 케라틴 형성 세포들에 사용되어 상처와 진피를 바깥쪽이 접촉한다("거꾸로"). 본 발명에 따라, 배양단계 동안 배양 기질로서 작용하는 이종 진피는 임플란트로 사용되는 동안 케라틴 형성 세포 이동을 위한 지지 구조 역할을 한다: 이종 피부는 감염 건조 및 기계적 손상으로부터 상처를 보호한다. 간단한 배양된 임플란트와 비교된 장점은 더 높은 저항성, 효소 반응 없이 페트리 접시로부터 방출(단지 2 트위저 사용) 및 쉬운 조작이다. 콜라겐 기초 겔 상의 케라틴 형성 세포 배양액들과 비교된 장점은 정상 피부와 유사한 RK의 일치성, 상처에 대한 뛰어난 접착성 및 지혈 효과이다. 페트리 접시부터 방출될 때, 임플란트는 수축하지 않고, 기질 상의 케라틴 형성 세포들은 이들이 효소들인 것 같이 방출하는 동안 영향을 받지 않는다. 타가 케라틴 형성 세포들을 가진 RK는 임플란트 채취 부위의 치료에 대한 자극 효과와 심한 피부 화상(2도)의 치료를 위한 자극 효과를 가진다.

이런 세포 생물학적 덮개의 주요 장점은 배양된 케라틴 형성 세포들의 자극 효과와 생물학적 막들의 특성들의 조합이다. 손상의 10일 내에 RK를 사용함으로써 심한 피부 화상의 악화를 예방할 수 있는 경우, 이식은 필요하지 않고, 치료는 현저하게 촉진될 것이고 채취 부위는 절약될 것이고, 반복된 수술은 예방될 것이다. 이식된 타가 케라틴 형성 세포들과 함께 RK는 치료 동안 임시적으로 부착될 것이고, 케라틴 형성 세포들은 재생하는 표피 속에 포함되고, 확산되고, 이동되고, 상처를 메우고 다양한 성장 인자들을 생산하여 치료를 자극할 것이다. 이종 진피(xenodermis)는 상처를 보호하고 자가 케라틴 형성 세포들의 이동을 위한 천연 기질을 제공할 것이다. 한 주 동안, 타가 케라틴 형성 세포들은 자신이 케라틴 형성 세포들로 대체되었다.

실시예 5

칠면조 힘줄

칠면조 다리로부터 채취한 건을 실시예 1의 방법을 사용하여 세포들을 제거하고 용기에 놓인 장치에 고정하였고, 건은 롤러 위에서 잡아당겨 늘이고 12kg 중량이 부착된 선까지 당겼다. 건을 이 상태로 염화 알루미늄의 1% 용액에 담그고 16기간 동안 37℃로 유지하였다. 그런 후에 용액을 97.5%의 물(apyrogenic water)을 사용하여 3회 교환한 후, 아세톤 20중량부 및 글리세린 10중량부 및 염화 나트륨 0.05중량부의 혼합물로 교환하고 구조를 12kg 중량과 스트레칭 장치에 의해 형성된 장력하에서 25시간 동안 이 용액에 놓았다. 그런 후에 구조를 건조하고 스트레칭 장치와 함께 70℃로 예열된 진공 건조 챔버 속에 옮겼고, 두 시간 동안 잔존 용매가 제거되었고, 콜라겐의 부분 가열 유도 변성이 일어났다. 변성 공정은, 질소하에서 기계적 장력하에서 10분 동안 88℃로 가열하여 완결하였다. 3중량%의 잔존 물 함량을 가진 건조된 무세포 임플란트를 플라스틱 살균 포장에 밀봉하고 저자 가속기를 사용하여 15kGy의 베타 방사선을 사용하여 살균하였다. 살균 검사는 표준 살균 검사를 사용하여 확인하였다.

무세포 임플란트는 재수화 동안 강하게 유지되었고 이의 지름이 증가한 반면에, 길이는 수축하였다. 이식 후, 폴리머에서 두 사슬을 연결하는 그룹들의 몰비로 정의될 수 있는 낮아진 가교 밀도 때문에 무세포 임플란트는 추가로 수화되었다. 이것이 점진적 길이 수축과 주위 조직들에 대한 견인력의 증가를 일으켰고, 이는 성형외과 수술 또는 정형외과 수술에서 유리하게 사용될 수 있다.

실시예 6

돼지 소장

돼지 소장을 새로 도살한 어린 돼지로부터 채취하였고, 물로 세척하고 안을 뒤집고 45℃에서 소듐 도데실 설포네이트의 과량의 3% 용액에 반복적으로 적셨다. 이 단계 후, 소장의 한 말단을 클램프로 닫고 다른 말단에 30mm Hg(4 kPa)로 가압된 탈염수의 소스와 연결하였다. 24시간 동안 40℃에서 탈염수의 바스에서 과압을 유지하였다. 그런 후에 탈염수를 아이소프로필 알콜과 t-뷰틸 알콜(1:1 중량)의 용액과 교환하였고 추가로 6시간 동안 알콜 용액의 내부 과압하에서 70℃로 유지하였다. 마지막으로, 알콜들의 혼합물을 실온에서 3회 메탄올로 교환하였다. 무세포 및 탈수된 배향된 막을 질소로 팽창시키고 바깥쪽을 층류 후드에서 깨끗한 공기 흐름을 사용하여 건조하였고, 그 후 두 폴리프로필렌 판 사이에 평평하게 접어서 방수 살균 포장에 밀봉하였다. 그런 후에 2 단계로 살균하였다: 제 1 단계에서 5kGy의 감마 방사선을 사용하여 살균한 후 15kGy 조사량의 가속된 전자들로 살균하였다. 살균 무세포 막을 타가 섬유아세포들의 현탁액으로 채우고 환자의 피하 연결 조직의 재생을 목적으로 환자 피하 속에 이식하였다.

Claims

무세포성이고 살균된, 실질적으로 탈수되고 적어도 부분적으로 변성된 매트릭스로서, 이는 동물 조직으로부터 유래되고, 우세하게 콜라겐을 포함하고, 상기 콜라겐의 피브릴은 원래 조직에서 존재하던 것과 유사한 구조적 배열 상태이고, 인간 의학 또는 수의학에서 일시적인 임플란트로서 의도되고, 수화 동안 그 수치의 비등방성 변화를 나타내는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
수화 동안 매트릭스 수치의 비등방성 변화가 가장 큰 두 개의 수치가 필수적으로 변화하지 않거나 감소되나, 가장 작은 수치는 매트릭스 부피의 증가에 따라 함께 증가하는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제2항에 있어서,
일시적인 임플란트는 필수적으로 평평한 형태, 그의 차지 공간(footprint)이 가장 큰 두 개의 수치에 의해 정의되는 반면에, 그 두께는 가장 작은 수치에 의해 정의것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
수화 동안 두 개의 더 작은 수치가 증가하는 반면에, 가장 큰 수치는 필수적으로 변화하지 않거나 감소하는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제4항에 있어서,
일시적인 임플란트는 필수적으로 연신된 형태, 예컨대 블록 또는 실린더의 형태를 가지고, 그 횡단면이 두 개의 가장 작은 수치, 예를 들어 직경에 의해 정의되는 반면에, 그의 길이 또는 높이는 가장 큰 수치에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
탈수된 상태에서 매트릭스가 70부피% 이하, 바람직하게 60부피% 이하 및 가장 바람직하게 50부피% 이하의 다공성을 갖는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
적어도 탈수된 상태에서 콜라겐 피브릴은 바람직하게 수화의 선형 팽창 계수가 가장 낮은 수치를 가지는 방향으로 배향되고, 및 필수적으로 수화의 선형 팽창 계수가 가장 높은 값을 가지는 방향에 수직인 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
탈수된 상태에서 매트릭스가 20중량% 이하, 바람직하게 10중량% 이하, 및 더욱 바람직하게 5중량% 이하의 물 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
유연 첨가제, 보존 첨가제 또는 살균 첨가제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제9항에 있어서,
상기 살균 보존제는 은, 바람직하게 콜로이드성 상태의 은, 및 더욱 바람직하게 단백질-은 착체 상태의 은을 포함하는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제9항에 있어서,
상기 유연 첨가제 또는 보존 첨가제는 DMSO 또는 글리콜, 글리세린 또는 그들의 유도체, 트리에틸아민 및 사카라이드류의 그룹으로부터 선택되는 폴리하이드록시 화합물과 같은 수혼화성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
매트릭스는 적합한 수성 액체와 접촉하는 경우, 부피 팽창 인자가 1.1 이상, 바람직하게 1.5 이상 일 수 있는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
매트릭스가 적합한 수성 액체와 접촉하는 경우, 수화가 33중량% 이상, 바람직하게 50중량% 이상의 물을 함유할 수 있는 상태로 갈 수 있는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
가장 높은 선형 팽창 계수가 가장 낮은 선형 팽창 계수보다 10% 이상, 바람직하게는 30% 이상인 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
가장 높은 선형 팽창 계수가ㄹ 1.2 보다 높은 값, 바람직하게 1.5 보다 높은 값ㅇ르 가지는 반면에, 가장 낮은 선형 팽창 계수가 1.1 보다 낮은 값, 바람직하게 1.05보다 낮은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
고형 물질(건조 물질)이 우세적으로 단백질로 구성되는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
단백질이 우세적으로 콜라겐을 포함하는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제16항에 있어서,
고형 물질(건조 물질)이 콜라겐 타입 단백질 70중량% 내지 95중량%, 바람직하게 80중량% 내지 90중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
고형 물질(건조 물질)이 단백질 이외에 지질단백질 및 인지질을 포함하는 지질 화합물의 소규모 분획을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제16항에 있어서,
단백질 성분이 적어도 부분적으로 변성되는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제16항에 있어서,
적어도 단백질 성분이 알데하이드류 또는 다가 양이온과의 반응의 결과로 가교결합되는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
동물이 포유동물인 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제4항에 있어서,
포유동물이 돼지인 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
동물 조직이 피부, 태반, 심장막, 경질막, 창자, 힘줄 또는 연골인 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제2항에 있어서,
일시적인 임플란트는 상처 부위, 예를 들어 화상의 피복물인 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
포유동물 세포를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항에 있어서,
임플란트가 그 역할을 완료한 후, 생분해를 통해 스스로 분해되는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제25항 또는 제26항에 있어서,
동물은 돼지이고, 배양된 포유동물 세포는 인간 자가 또는 타가 각질형성세포인 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 정의된 무세포성이고 살균된, 실질적으로 탈수되고 적어도 부분적으로 변성되고, 동물 조직으로부터 유래되고, 우세하게 콜라겐 구조를 포함하는 무세포 매트릭스의 제조 방법으로서,
동물 조직이 하기 단계를 포함하는 방법을 사용하여 가공되는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스의 제조 방법:
a) 조직을 수확하는 단계;
b) 무세포 매트릭스의 형성 동안 효소, 계면활성제, 산, 알칼리, 저장성 수용액 또는 이들의 조합의 작용을 통해 세포를 제거하는 단계;
c) 매트릭스가 하나 이상의 선택된 방향으로 기계적인 긴장 하에서 유지하는 동안 물의 대부분의 양을 제거함으로써 무세포 매트릭스를 탈수하는 단계;
d) 매트릭스는 하나 이상의 방향으로 기계적인 긴장 하에서 유지하거나, 또는 선택된 방향의 매트릭스의 수치를 필수적으로 일정하게 유지하는 동안 증가된 온도, 유기 화합물, 다가 양이온 또는 이들의 조합의 작용을 통해 무세포 매트릭스에서 콜라겐 구조를 부분적으로 변성시키는 단계; 및
e) 이온화한 방사선을 사용하여 필수적으로 탈수되고 적어도 부분적으로 변성된 매트릭스를 살균하는 단계.
제29항에 있어서,
콜라겐 구조의 부분적인 변성이, C1 내지 C4의 지방족 알코올, 포름알데하이드 및 글루카알데하이드를 포함하는 지방족 알데하이드, 아세톤을 포함하는 지방족 케톤 및 디메틸 에테르, 디옥산 및 테트라하이드로퓨란을 포함하는 에테르로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 물과 혼화될 수 있는 유기 화합물의 도움으로 수행되는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스의 제조 방법.
제29항에 있어서,
콜라겐 구조의 부분적인 변성은 15℃ 내지 90℃, 바람직하게 30℃ 내지 70℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 무세포 매트릭스의 제조 방법.