KR20120087048A

KR20120087048A - 혈관내피세포의 부착 및 분화를 촉진하는 코팅을 갖는 의료 장치

Info

Publication number: KR20120087048A
Application number: KR1020110008488A
Authority: KR
Inventors: 변장웅
Original assignee: 주식회사 사이언스앳홈
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2012-08-06

Abstract

혈과내피세포를 항원으로 인식, 이에 결합 및/또는 이와 상호작용하여 장치의 표면에 이 세포를 고정하는 항체, 항체 단편 또는 소형 분자를 포함하는 생체적합성 매트릭스로 코팅된, 스텐트, 스텐트 이식편, 합성 혈관 이식편, 심장 밸브와 같은 의료 장치를 제조하기 위한 조성물 및 방법.

Description

혈관내피세포의 부착 및 분화를 촉진하는 코팅을 갖는 의료 장치 {Medical devices with coatings to promote adhesion and differentiation of endothelial cells}

아테롬성 동맥경화증(atherosclerosis)은 전세계적으로 사망 및 장애의 주요 원인 중 하나이다. 아테롬성 동맥경화증은 지방 플라크가 동맥의 내강 표면에 침착된다. 이 지방 플라크의 침착으로 인해 동맥의 단면적이 좁아지게 된다. 궁극적으로, 이러한 침착은 병소 원위로의 혈류를 차단하여, 동맥이 공급하는 조직에 허혈 손상을 일으킨다. 심장에 혈액을 공급하는 관상동맥의 질환인 아테롬성 관상동맥 동맥경화 질환(coronary artery disease; CAD)은 미국에서 가장 일반적이고, 심각하고, 만성이고, 치명적인 질병으로, 천백만명 이상에게 영향을 주고 있다. CAD의 사회 경제적인 비용은 대부분의 다른 질환의 비용을 크게 초과하는데, 미국에서는 매년 백오십만명 이상에게서 심근경색이 발생하고 이들 중 40%인 육십만명이 급성 심근 경색을 겪고, 이들 중 삼십만명 이상이 병원에 도착하기 전에 사망한다 (Harrison's Principles of Internal Medicine , 14 th Edition, 1998).

CAD는 경피적인 내강을 가로지르는(translumenal) 관상 벌룬 혈관성형 술(coronary balloon angioplasty; PTCA)을 사용하여 치료할 수 있다. 미국에서는 매년 40만 번 이상 PTCA 법을 실시한다. 그러나, 이 치료법으로는 일반적으로 환부 관상 동맥이 영구적으로 개방되지 않으며 환자의 50%는 재시술이 필요하다. PTCA 치료 후에 동맥이 이와 같이 다시 좁아지는 것을 재발협착증이라고 하며 이 문제를 해결하기 위하여, 다양한 약리학적 약제를 사용하거나, 스텐트로 동맥의 개방을 기계적으로 유지하여 환자를 치료하는 것을 포함하는 많은 다른 기술이 사용되었다 (Harrison's Principles of Internal Medicine , 14 th Edition, 1998).

재발협착증을 해결하기 위하여 사용된 다양한 방법 중에서, 스텐트가 가장 효과적인 것으로 판명되었다. 스텐트는 정상 혈관 내강을 만들기 위해 질환이 있는 혈관 분절에 위치하는 금속 골격으로, 이것은 재발협착증을 30% 나 감소시킨다. 그럼에도 불구하고, 스텐트는 재발협착증을 완전히 막지 못한다.(Suryapranata et al. 1998. Randomized comparison of coronary stenting with balloon angioplasty in selected patients with acute myocardial infarction. Circulation 97:2502-2502)

스텐트에 대하여, 혈전증 및 재발협착증을 감소시키기 위하여 다양한 항-혈전증 약제 또는 항-재발협착증 약제를 사용하여 스텐트를 코팅하는 접근법이 있었다. 예를 들어, 스텐트를 방사성 물질로 함침시키면 근육섬유아세포의 이동 및 증식이 저해되어 재발협착증이 저해되는 것으로 나타난다. (미국 특허 제 5,059,166호, 5,199,939호 및 5,302,168호). 그러나 치료된 혈관을 방사선조사하면 환자에게 심각한 가장자리 재발협착증 문제가 발생할 수 있고 또한, 방사선조사는 환부 혈관을 균일하게 치료할 수 없다. 헤파린, 포스포릴콜린, 라파마이신, 및 탁솔과 같은 화학제로 코팅된 스텐트는 이들은 모두 혈전증 및/또는 재발협착증을 단기간에 혈전증을 크게 감소시키지만 재발협착증의 예방에 대해 장기간의 효과를 갖지 않으며, 헤파린은 혈소판 감소증을 유도하여 심각한 혈전색전증 합병증을 일으킬 수 있다. 그 외에 재발협착증 및 혈전증을 감소시키기 위하여 다양한 방법들이 시도되었으나 이들 접근법 중 어느 것도 장기간에 걸쳐 혈전증 또는 재발협착증의 발병율을 크게 감소시키지 못하였다.

내피 세포(EC) 층은 정상적인 혈관벽의 중요한 성분으로, 혈관벽의 주변 분자 및 혈류 간의 계면을 제공한다. 내피세포는 또한 혈관형성을 포함하는 생리학적 사건, 염증 및 혈전증의 예방과 관련이 있다(Rodgers GM. FASEB J 1988;2:116-123). 맥관구조를 구성하는 내피 세포 외에, ECs 및 내피 원시 세포(EPCs)가 말초 혈액에서 생후에(postnatally) 순환하는 것으로 최근 연구를 통해 밝혀졌다(Asahara T, et al. Science 1997;275:964-7; Yin AH, et al. Blood 1997;90:5002-5012; Shi Q, et al. Blood 1998;92:362-367; Gehling UM, et al. Blood 2000; 95:3106-3112; Lin Y, et al. J Clin Invest 2000;105:71-77). 그러므로, 내피 세포 성장 인자 및 원 위치의 환경적인 조건은, 혈관 손상 부위에서의 내피 세포의 부착, 성장 및 분화를 조절하기에 필수적이다. 따라서, 표적 혈관 분절 또는 이식된 내강 상에 융합성 EC 단층이 형성되도록 이식된 장치의 표면상에서 기능성 내피의 형성을 촉진 및 가속화하는, 스텐트 및 합성 이식편을 포함하는 의료 장치를 코팅하고, 후기-내막 과형성(neo-intimal hyperplasia)을 저해하기 위한 신규한 방법 및 조성물을 개발할 필요성이 있다. 이러한 형태의 코팅은 재발협착증을 저해할 뿐 아니라, 장치의 이식에 따른 혈전색전증 합병증도 저해할 것이다. 이러한 개선을 제공하는 방법 및 조성물은, 이전의 기술의 단점을 제거하고, CAD 및 PAD와 관련있는 질병률 및 사망률에 대해 상당히 긍정적인 효과를 갖는다.

본 발명은 혈액과 접촉하는 표면 상의 코팅을 포함하는 의료 장치에 관한 것으로, 상기 코팅은 장치의 표면 상의 세포를 포획하도록 설계된다. 코팅에 앞서 혈관내피세포의 부착 및 분화를 촉진하는 물질을 포집하는 물질을 용이하게 결합시키기 위해 금속과 생체 적합성 고분자 물질을 결합시키는 공정이 필요하다. 이는 하기 화학식의 실란계 결합제(coupling agent)를 사용함으로써 달성될 수 있다.

X-(CH2)n-Si-(Y)m

상기 화학식에서, X는 아민기, 할라이드기, 에폭시기, 알데히드기 및 아세탈기로 이루어진 기능기 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하고, Y는 할라이드기, 메톡시기 및 에톡시기 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하며 n은 1 내지 25의 정수이고 m은 1 내지 3의 정수이다.

포획된 세포는 장치의 표면 상에 단일층을 형성하고, 약물 전달 시스템과 같은 많은 치료 적용예 및/또는 맥관 질환의 치료에 유용하다. 예를 들어, 이식된 의료 장치에 결합하는 세포는, 순환 혈액으로부터의 본래의(native) 전구 내피 세포(progenitor endothelial cells) 및/또는 환자에게 국부적 또는 일반화된 치료 효과를 갖는 생체 내 분자 또는 물질을 발현하고 분비하기 위한 시험관 내에서 유전적으로 변형된 세포일 수 있다.

본 발명은 첫째, 금속과 같이 생활성 물질이 직접 결합되기 어려운 물질에 생체 적합성 고분자 물질을 결합시키는 공정과 둘째, 이에 혈관내피세포의 부착 및 분화를 촉진하는 코팅을 하는 공정으로 이루어진다. 첫 번째 단계는 하기 화학식의 실란계 결합제(coupling agent)를 사용함으로써 달성된다.

X-(CH2)n-Si-(Y)m

상기 화학식에서, X는 아민기, 할라이드기, 에폭시기, 알데히드기 및 아세탈기로 이루어진 기능기 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하고, Y는 할라이드기, 메톡시기 및 에톡시기 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하며 n은 1 내지 25의 정수이고 m은 1 내지 3의 정수이다. 본 발명의 생체 재료의 금속이란, 스테인리스 금속, 니켈-크롬 합금, 니켈-티타늄 합금, 탄탈륨, 티타늄 계열의 평평한 금속 판 및 스텐트, 인공 관절과 같은 정교한 금속 생체 재료를 의미한다. 금속은 전도체이므로 전기적인 방법으로 재료 표면을 연마할 수 있다. 전해 연마법은 샘플을 적당한 전해질에 넣고 일정한 전류를 흘려줌으로써 재료의 표면을 매끄럽게 하고 윤이 나게 하는 방법으로, 기존의 기계적인 연마법과는 달리 접촉에 의한 표면 손상 문제가 없기 때문에, 형상이 복잡하고 정교한 생체 재료의 표면 처리에 가장 적합한 연마법이라고 볼 수 있다. 본 발명에서 사용하는 금속 재료의 표면은 산화층을 가지고 있어서, 강산으로 처리하여 히드록시기를 도입할 수 있다. 이러한 처리가 가능한 금속 재료의 예를 들면, 스테인리스 금속 이외에도 알루미늄(aluminum), 지르코늄(zirconium), 크롬(chrome), 니켈(nickel), 티타늄(titanium), 니켈-크롬 합금 등을 들 수 있다.

발명의 최종 목적은 재발협착증, 아테롬성 동맥경화증, 혈전증, 혈관 폐색 등을 포함하는 혈관 질환을 치료하기 위한 스텐트, 스텐트 이식편, 심장 밸브, 카테터, 혈관 인공삽입 필터, 인공 심장, 외부 및 내부 좌심실 보조 장치(LVADs), 및 합성 혈관 이식편와 같은 코팅된 의료 장치를 제공하는 것이다. 본 의료 장치 상의 코팅은, 포획된 원시 내피 세포의 의료 장치 표면 상의 부착, 성장 및 분화를 조절하여 기능성 내피의 형성을 유도함으로써 내막 과형성을 저해하고 재발협착증을 예방하고, 이를 통해 혈관 질환을 갖는 치료 환자의 예후를 개선하기 위하여, 생체적합성 매트릭스, 일종 이상의 항체 또는 항체 단편, 또는 항체 및 단편의 조합물, 및 성장 인자와 같은 하나 이상의 화합물을 포함하여 이루어진다. 생체적합성 매트릭스는 치료적 유효량의 일종 이상의 항체, 항체 단편, 또는 항체 및 항체 단편의 조합물을 부착시키기 위한 외면을 포함하여 이루어진다. 이 항체 또는 항체 단편은 원시 내피 세포의 세포막 또는 표면상에 있는 항원을 인식하고 이에 결합하여 이 세포를 매트릭스 표면에 고정시킨다. 또 한, 코팅은 고정된 원시 내피 세포를 자극하여, 의료 장치 표면 상의 성숙한 기능성 내피의 형성을 가속화하는 치료적 유효량의 하나 이상의 화합물을 포함하여 이루어진다. 본 발명의 의료 장치는, 내강을 포함하는 신체 일부 또는 장기에 이식하기 위해 사용되는 임의의 장치가 될 수 있으며, 스텐트, 스텐트 이식편, 합성 혈관 이식편, 심장 밸브, 카테터, 혈관 인공삽입 필터, 페이스메이커, 페이스메이커 리드(pacemaker lead), 세동제거기(defibrilator), 개방 난원공(patent foramen ovale)(PFO) 격벽 폐쇄 장치, 혈관 클립, 혈관 동맥류 폐색기(vascular aneurysm occluder), 혈액투석 이식편, 혈액투석 카테터, 방실계의 션트(shunt), 대동맥 동맥류 이식편 장치 또는 성분, 정맥 밸브, 봉합재(suture), 혈관 문합 클립, 내재성 정맥 또는 동맥 카테터, 혈관 시스(vascular sheath) 및 약물 전달 포트가 될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 스텐트는 스테인리스강, 니티놀(Nitinol)(NiTi), 또는 크롬 합금으로 만들 수 있다. 합성 혈관 이식편은 가교결합된 PVA 하이드로겔, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 팽창된 폴리테트라플루오로에 틸렌(ePTFE), 다공성 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리우레탄, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 만들 수 있다. 본 장치의 코팅을 형성하는 생체적합성 매트릭스는, 폴리우레탄, 분절화된 폴리우레탄-우레아/헤파린, 폴리-L-락트산, 셀룰로오스 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 아세테이트, 덱스트란 및 젤라틴과 같은 합성 물질, 콜라겐, 엘라스틴, 라미닌, 피브로넥틴, 비트로넥틴 등의 기저막 성분; 헤파린, 피브린, 셀룰로오스, 및 비정질 탄소와 같은 자연 발생 물질을 포함하여 이루어진다.

의료 장치의 코팅에 제공하기 위한 항체는 일종 이상의 항체 또는 항체 단편을 포함하여 이루어진다. 항체는 모노클로날 항체, 폴리클로날 항체, 키메라 항체 또는 인간화된 항체가 될 수 있다. 항체 또는 항체 단편은 원시 내피(성숙한 기능성 내피 세포가 될 수 있는 내피 세포, 원시 또는 줄기 세포) 세포 표면 항원을 인식하고 결합하며, 의료 장치 표면상으로의 세포의 부착을 조절한다. 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 매트릭스의 표면에 공유 또는 비공유 부착되거나, 의료 장치를 코팅하는 매트릭스의 최외층에 링커 분자에 의해 공유 속박될 수 있다. 본 발명의 이러한 관점에서, 예를 들어 모노클로날 항체는 Fab 또는 F(ab') 2 단편을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 항체 단편은, 항체로서 표적 항원을 인식 및 결합하는 특성을 갖는 대형 및 소형 분자와 같은 임의의 단편 크기를 포함한다. 본 발명의 항체 또는 항체 단편은 치료되는 포유 동물에 대한 특이성을 갖는 항원을 인식하여 결합하며, 이의 특이성은 세포 혈통에 따라 결정되지 않는다. 항체 또는 단편은 CD133, CD34, CDw90, CD117, HLA-DR, VEGFR-1, VEGFR-2, Muc-18(CD146), CD130, 줄기 세포 항원(Sca-1), 줄기 세포 인자 1(SCF/c-Kit 리간드), Tie-2 및 HAD-DR과 같은 인간 원시 내피 세포 표면 항원에 대해 특이적이다.

다른 실시형태에서, 의료 장치의 코팅은 상기된 바와 같은 한 층 이상의 생체적합성 매트릭스를 포함하여 이루어지며, 이 메트릭스는 자연 또는 합성 유래인, 치료적 유효량의 일종 이상의 소형 분자를 부착시키기 위한 외면을 포함한다. 소형 분자는 원시 내피 세포 표면 상의 항원을 인식하고 상호작용하여, 원시 내피 세포를 장치의 표면 상에 고정함으로써 내피를 형성한다. 소형 분자는 지방산, 단백질, 핵산, 사카라이드 등의 세포 성분과 같은 다수의 공급원으로부터 유래할 수 있으며, 항체와 동일한 결과 또는 효과로 원시 내피 세포의 표면 상에 있는 항원과 상호작용할 수 있다. 의료 장치 상의 코팅은, 항체 또는 항체 단편을 포함하는 코팅과 관련하여, 본 명세서에 기재된 성장 인자와 같은 화합물을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 코팅의 화합물은, 원시 세포의 성숙한 기능성 내피 세포로의 성장 및 분화를 자극 또는 가속화하는 임의의 화합물을 포함하여 이루어진다. 예를 들어, 본 발명에 사용되는 화합물은, 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 염기성 섬유 아세포 성장인자, 혈소판-유도된 성장인자, 형질전환 성장인자 베타 1, 산성 섬유아세포 성장인자, 오스테오넥틴, 안지오포이에틴 1(Ang-1), 안지오포이에틴 2(Ang-2), 인슐린-유사 성장 인자, 과립구-마크로파지 콜로니-자극 인자, 혈소판-유래 성장인자 AA, 혈소판-유래 성장인자 BB, 혈소판-유래 성장인자 AB 및 내피 PAS 단백질 1과 같은 성장인자이다. 또한 본 발명은 본 발명의 코팅된 의료 장치를 사용한 아테롬성 동맥경화증, 재발협착증, 혈전증, 동맥류 및 혈관 폐색과 같은 혈관 질환의 치료 방법을 제공한다. 본 발명은 종래 기술의 장치보다 생체 적합성이 증가되고, 의료 장치의 이식 부위에서의 내부 내강 표면을 따르는 평활근 세포 이동, 평활근 세포 분화 및 콜라겐 침착을 감소시키거나 저해함으로써 조직-계의 과도한 내막 과형성 및 재발협착증을 감소시키거나 저해하는 의료 장치를 제공한다.

본 발명의 실시형태에서, 의료장치를 코팅하는 방법은, 폴리우레탄, 분절화된 폴리우레탄-우레아/헤파린, 폴리-L-락트산, 셀룰로오스 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 아세테이트, 덱스트란, 젤라틴, 콜라겐, 엘라스틴,라미닌, 피브 로넥틴, 비트로넥틴, 헤파린, 피브린, 셀룰로오스 등으로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 성분을 포함하여 이루어지는 한 층 이상의 생체적합성 매트릭스 층을 의료 장치 표면에 적용하는 단계, 및 생체적합성 매트릭스에 동시 또는 순차적으로, 치료적 유효량의 한 종 이상의 항체, 항체 단편 또는 이의 조합물, 및 내피 세포성장 및 분화를 자극하는 하나 이상의 화합물을 적용하는 단계를 포함하여 이루어진다. 본 발명은 또한, 포유 동물의 혈관 또는 관상 장기에 의료 장치를 이식하는 것을 포함하여 이루어지는 포유 동물의 혈관 질환의 치료 방법을 제공하며, 상기 의료 장치는 (a) 생체적합성 매트릭스, (b) 치료적 유효량의 한종 이상의 항체, 항체 단편 또는 이의 조합물, 및 (c) 하나 이상의 화합물로 코팅되어 있고; 상기 항체 또는 항체 단편은 원시 내피 세포 표면 상의 항원을 인식 및 결합하여 원시 내피 세포를 매트릭스 표면 상에 고정시키고, 상기 화합물은 고정된 원시 내피 세포를 자극하여 의료 장치의 표면 상에 내피를 형성하기 위한 것임을 특징으로 한다. 본 발명은 코팅된, 스텐트와 같은 이식가능한 의료 장치, 의료 장치의 코팅 방법 및 조성물, 및 코팅된 의료 장치를 사용한 혈관 질환의 치료 방법을 제공한다. 생체적합성 매트릭스는, 의료장치에 대한 내피, 원시 또는 줄기 세포의 부착을 촉진하는 치료적 유효량의 한 종 이상의 항체, 및 내피 세포 성장 및 분화를 자극하는 성장 인자와 같은 하나 이상의 화합물을 포함하는 합성 또는 자연-발생 물질을 포함하여 이루어진다. 장치를 이식하면, 장치의 표면에 부착되는 세포는, 의료 장치의 내강 표면 상에서 성숙한 융합성 기능성 내피층으로 형질전환된다. 의료장치 상에 융합성 내피세포층이 존재하면 이식 부위에 재발협착증 및 혈전증의 발생이 감소된다. 본 명세서에서 '의료 장치'는 의학적 이상을 예방 또는 치료하기 위하여 일시적 또는 영구적으로 포유 동물에 도입되는 장치를 의미한다. 이러한 장치에는 피하, 경피 또는 외과적으로 도입되어 동맥, 정맥, 심실 및 심방과 같은 장기, 장기의 조직 또는 내강 내에 남겨지는 임의의 것들이 포함된다. 의료 장치에는, 스텐트, 스텐트 이식편, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)으로 도포된 것과 같은 도포 스텐트, 또는 합성 혈관 이식편, 인공 심장 밸브, 인공 심장 및 혈관 혈행(vascular circulation)에 인 공삽입 장기를 연결하는 고정물(fixtures), 정맥 밸브, 복부 대동맥 동맥류(AAA) 이식편, 하방 정맥 대정맥 필터(inferior venal caval filters), 영구 약물 주입 카테터, 색전 코일(embolic coils), 혈관 전색에 사용되는 색전 물질(예를 들어, 가교-결합된 PVA 하이드로겔), 혈관 봉합재, 혈관 문합 고정물, 트란스마이오카디얼(transmyocardial) 혈관 이식 스텐트 및/또는 다른 도관(conduits)이 포함될 수 있다. 본 발명의 조성물 및 방법을 사용하여 의료장치를 코팅하면 의료 장치의 표면 상에 있는 융합성 내피 세포층의 발달이 자극되어, 재발협착증이 예방되고, 의료 장치의 이식으로 인한 국부적인 만성 염증 반응 및 다른 혈전색전증 합병증이 조절된다.

본 발명의 스텐트는 생체적합성/친수성 고분자를 도입한 후, 내피 원시 세포 표면 항원에 대한 항체를 화학적으로 고정함으로써, 혈관재협착성, 항혈전성이 개선되고 혈관내피세포화를 효과적으로 유도할 수 있다.

해당 사항 없음

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 금속 표면의 전해 연마

생체 재료로 사용될 기본 재료로는 스테인리스 금속(이하, 금속이라 약칭)을 사용하였다. 상기 금속 판을 전해 연마용 전해질 용액(42wt% 인산, 47wt% 글리세롤, 11wt% 증류수)에 담그고 정전류계를 이용하여 3분간 1A의 전류를 흘려주었다. 5분간 2회 증류수와 아세톤으로 초음파 세척을 하고 진공(30℃)에서 1시간 건조하여 표면이 매끄러워진 금속 표면(전해 연마된 금속 표면)을 준비하였다. 제조된 금속 표면의 물 접촉각을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다. 표1에서 접촉각은 고체 표면의 젖음성(wettability)을 나타내는 척도로서, 낮은 접촉각은 높은 젖음성(친수성, hydrophilic)과 높은 표면 에너지를 나타내고, 높은 접촉각은 낮은 젖음성(소수성, hydrophobic)과 낮은 표면 에너지를 나타낸다. 제조된 금속 표면을 X-레이 광전자 스펙트럼(XPS)을 측정하여 표면을 구성하는 각 원소의 성분비를 표 2에 나타내었다. 제조된 금속 표면의 거칠기를 원자현미경(AFM)으로 측정한 값을 표 3에 나타내었다.

실시예 2. 금속 표면의 산 처리

실시예 1에서 전해 연마된 금속 표면을 피라나(piranha) 용액 (H2SO4/H2O 2 (4/1))에 약 1시간 정치한 후, 5분간 3회 증류수로 초음파 세척을 하고, 5분간 2회 아세톤으로 세척하였다. 그리고 진공(30℃)에서 1시간 건조하여 히드록시기가 표면에 형성된 금속 표면(산 처리된 금속 표면)을 준비하였다. 제조된 금속 표면의 특성을 표 1, 2, 3에 나타내었다.

실시예 3. 표면의 실란화 반응 : 에폭시기가 수식된 금속 표면의 제조

실시예 2에서 산 처리된 금속 표면을 10%(v/v) 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(이하, GPTS)/톨루엔 용액에서 30~60℃로 48시간 반응시킨 후, 5분간 3회 톨루엔으로 초음파 세척을 하고 디클로로메탄으로 5분간 2회 초음파 세척을 하였다. 30oC 진공 오븐에서 1시간 동안 건조한 후, 아르곤 기체 분위기에서 70℃에서 3시간 동안 가열을 해 주었다. 제조된 금속 표면의 특성을 표 1, 2, 3에 나타내었다.

실시예 4. 고분자 그래프팅 : 폴리에틸렌글리콜로 개질된 금속 표면

10mM O,O'-비스(2-아미노프로필)폴리에틸렌글리콜(이하, PEG/MW; 1500)/NMP 용액에 DIEA(3당량)를 첨가하여 준비한 후, 실시예 3에서 제조된 GPTS/금속 표면을 넣고 50℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응 후 5분간 3회 NMP로 초음파 세척을 하고 5분간 2회 디클로로메탄으로 초음파 세척을 해 주었다. 그리고 30℃ 진공 오븐에서 1시간 건조하여 PEG로 개질된 금속 표면(PEG/GPTS/금속 표면)을 제조하였다. 제조된 금속 표면의 특성을 하기 표 1, 2, 3에 나타내었다.

실시예 5. 고분자 그래프팅 : 덱스트란으로 개질된 금속 표면

2%(w/v) 덱스트란(Dextran, 이하, DEX/Mw; 10,000)/DMSO 용액에 DMAP(1 당량)를 첨가하여 준비한 후, 실시예 3 에서 제조된 GPTS/금속 표면을 상기 덱스트란 용액에 넣고 50℃에서 24시간 반응시켰다. 반응이 종결된 후 5분간 3회 DMSO로 초음파 세척을 하고, 5분간 2회 디클로로메탄으로 초음파 세척을 해 주었다. 그리고 30℃ 진공 오븐에서 1시간 건조하여 덱스트란으로 개질된 금속 표면(DEX/GPTS/금속 표면)을 제조하였다. 제조된 금속 표면의 특성을 표 1, 2, 3 에 나타내었다.

실시예 6. 고분자 그래프팅 : 키토산으로 개질된 금속 표면

2%(w/v) 키토산(Chitosan, 이하, CHI/Mw: 2,000)/DDW 용액을 준비한 후, 아세트산을 몇 방울 떨어뜨려, pH를 3-4로 조정하였다. 이 용액에 실시예 3에서 제조된 GPTS/금속 표면을 넣고 50℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응이 종결된 후, 5분간 3회 증류수로 초음파 세척을 하고 5분간 2회 아세톤으로 초음파 세척을 해 준 후, 30℃ 진공 오븐에서 1시간 동안 건조하여 키토산으로 개질된 금속 표면 (CHI/GPTS/금속 표면)을 제조하였다. 제조된 금속 표면의 특성을 표 1, 2, 3 에 나타내었다.

개질된 금속 표면의 물 정접촉각 측정

	칩 표면	각도(도)
	처리되지 않은 금속 표면	75
실시예 1	전해 연마된 금속 표면	20
실시예 2	산 처리된 금속 표면	<10
실시예 3	GPTS/금속 표면	60
실시예 4	PEG/GPTS/금속 표면	45
실시예 5	DEX/GPTS/금속 표면	51
실시예 6	CHI/GPTS/금속 표면	52

개질된 금속 표면의 X-레이 광전자 스펙트럼(XPS) 측정 결과

	금속 표면	C(1s)/Cr(2p)	N(1s)/C(1s)	C(1s)/O(1s)
	처리되지 않은 금속 표면	7.3	trace	0.057
실시예 1	전해 연마된 금속 표면	4.1	trace	1.7
실시예 2	산 처리된 금속 표면	2.8	trace	0.6
실시예 3	GPTS/금속 표면	92.8	trace	1.05
실시예 4	PEG/GPTS/금속 표면	128.8	0.03	1.37
실시예 5	DEX/GPTS/금속 표면	123.0	trace	1.25
실시예 6	CHI/GPTS/금속 표면	123.8	0.03	1.26

개질된 금속 표면의 표면 거칠기(Scan Size : 5m 5m)

	금속 표면	거칠기(nm)
	처리되지 않은 금속 표면	75
실시예 1	전해 연마된 금속 표면	1
실시예 2	산 처리된 금속 표면	1
실시예 3	GPTS/금속 표면	9
실시예 4	PEG/GPTS/금속 표면	6
실시예 5	DEX/GPTS/금속 표면	3
실시예 6	CHI/GPTS/금속 표면	4

실시예 7. 항체 고정

실시예 6에서 제조한 시편에 내피 원시 세포 표면 항원에 대한 항체를 EDC( 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide)를 이용하여 고정시켰다.

실시예 8. 스텐트 제조

금속 시편대신 상용 스텐트를 사용하여 실시예 6 및 7의 공정으로 표면 개질 및 항체 고정화된 스텐트를 제조하였다.

해당 사항 없음

Claims

생체적합성/친수성 고분자가 결합된 지지체층에 내피 원시 세포 표면 항원에 대한 항체가 화학적으로 고정된 생체삽입형 의료장치.
제1항의 장치 제조에 있어서 사용되는, 금속과 생체 적합성 고분자 물질을 결합시키는 화학식 X-(CH2)n-Si-(Y)m 의 실란계 결합제(coupling agent). 화학식에서, X는 아민기, 할라이드기, 에폭시기, 알데히드기 및 아세탈기로 이루어진 기능기 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하고, Y는 할라이드기, 메톡시기 및 에톡시기 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하며 n은 1 내지 25의 정수이고 m은 1 내지 3의 정수.
제2항에 있어서, 상기 금속이 합금으로 이루어진 스테인리스 금속, 니켈-크롬 합금, 니켈-티타늄 합금, 탄탈륨, 티타늄 계열의 금속 생체 재료인 것임을 특징으로 하며, 생체 적합성 고분자는 폴리에틸렌글리콜, 폴리(아크릴산)계, 폴리(아크릴산염)계, 폴리(아크릴아마이드)계, 폴리(비닐에스테르)계, 폴리옥사이드계, 폴리비닐 알코올계, 폴리스티렌계 및 이들의 유도체 또는 혼합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 실란계 결합제.
제1항에서 포유 동물의 혈관 또는 관상 장기에 의료 장치를 이식하는 것을 포함하여 이루어지고, 상기 의료 장치는 (a) 한층 이상의 생체적합성 매트릭스, (b) 치료적 유효량의 한종 이상의 항체, 항체 단편 또는 이의 조합물, 및 (c) 하나 이상의 화합물로 코팅되어 있고; 상기 항체 또는 항체 단편은 원시 내피 세포 표면 상의 항원을 인식 및 결합하여 원시 내피 세포를 매트릭스 표면 상에 고정시키고, 상기 하나 이상의 화합물은 고정된 원시 내피 세포를 자극하여 의료 장치의 표면 상에 내피를 형성하기 위한 것임을 특징으로 하는, 포유 동물의 내막 과형성의 저해 방법.