KR20120088786A

KR20120088786A - 다공성 부재, 다공화 방법 및 상기 다공성 부재의 제조 방법

Info

Publication number: KR20120088786A
Application number: KR1020127013998A
Authority: KR
Inventors: 교헤이 하야시; 쥰이치 이데; 가스미 오가타
Original assignee: 가부시끼가이샤 제이엠에스
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-08-08
Also published as: EP2495303A1; JP2011139898A; CN102753677A; WO2011071074A1; US20120251752A1

Abstract

본 발명은 페이스트법에 의하지 않고 형성되는 다공성 부재 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 다공성 부재는 코어층과 다공성의 표면층을 가지며, 상기 코어층과 상기 표면층은 동일한 폴리머 원료로 구성되고, 상기 코어층의 표면에 상기 표면층이 일체화되어 형성되고, 상기 코어층과 상기 표면층 사이에 접착층을 갖지 않는 것을 특징으로 한다. 이러한 다공성 부재는 폴리머 기재의 표면을 다공화함으로써 제조할 수 있고, 구체적으로는, 상기 폴리머 기재를 용해 가능한 용매에 침지하고, 상기 침지 후의 폴리머 기재를 동결 건조함으로써 제조할 수 있다.

Description

다공성 부재, 다공화 방법 및 상기 다공성 부재의 제조 방법{POROUS MEMBER, POROUS-MAKING METHOD, AND METHOD OF PRODUCING POROUS MEMEBR}

본 발명은, 다공성 부재, 다공화 방법 및 상기 다공성 부재의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 예컨대 세포의 지지체(scaffold) 재료, 스텐트 등의 생체용 부재가 되는 다공성 부재에 관한 것이다.

세포 공학 및 재생 의공학의 분야에 있어서 조직 재생 등의 목적으로 지지체 재료를 이용한 세포의 증식이 수행되고 있다. 상기 지지체 재료는, 일반적으로, 파종한 세포를 유지할 목적에서 다공 구조를 가질 것이 요구되며, 전체 형상을 유지할 목적에서 적당한 강성을 가질 것이 요구된다. 그러나, 상기 지지체 재료는 상기 다공 구조를 가짐으로써 유연성을 나타내지만, 그 반면 충분한 강성을 얻을 수 없는 경우가 있다. 따라서, 최근 다공성이라는 구조 상의 특성과 강성이라는 물리적 특성을 모두 겸비한 지지체 재료의 제공이 요구되고 있다.

이러한 지지체 재료로서, 예컨대 다공 구조를 부여하는 다공성 부재와, 강성을 부여하는 코어 부재의 적층체가 제안되어 있다. 상기 적층체의 제조 방법은, 예컨대 페이스트법 등이 알려져 있다(특허문헌 1). 상기 페이스트법은, 예컨대 열처리, 용제 처리, 접착제를 이용한 접착 처리 등에 의해 상기 다공성 부재와 코어 부재를 접합시키고 적층화하는 방법이다. 예컨대 상기 열처리 또는 상기 용제 처리의 경우, 상기 다공성 부재 또는 상기 코어 부재의 일측의 표면을 용해하고, 상기 두 부재를 접합시켜 상기 적층체를 제조한다. 상기 접착 처리의 경우, 상기 일측의 표면에 접착제를 도포하고, 그 접착제층을 통해 상기 두 부재를 접합시켜 상기 적층체를 제조한다.

다른 한편, 상기 다공 구조를 갖는 지지체 재료는, 표면으로부터 일정한 두께(예컨대 백 ㎛ 정도)의 영역 내에 있어서는 파종한 세포가 생육하여 증식한다. 그러나, 상기 영역보다 내부의 영역에 있어서는 세포가 파종되어도 영양이 충분하게 침투하지 않아 결과적으로 세포가 사멸하여 증식하기 어렵다는 것을 알고 있다. 따라서, 전술한 바와 같은 적층체의 지지체 재료의 제조에 있어서는, 상기 다공성 부재의 두께를 세포가 생육하고 증식 가능한 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

특허문헌 1 : 미국 특허 제5514378호 명세서

그러나, 백 ㎛ 정도의 상기 다공성 부재는 매우 얇기 때문에 취급하기가 어려우며, 이것을 상기 페이스트법에 의해 상기 코어 부재에 적층하기는 곤란하다. 특히, 상기 지지체 재료는 재생 목적의 조직에 따라 그 형상을 자유롭게 설계하는 것이 요망되고 있다. 그러나, 튜브형 및 귓바퀴 연골 형상 등과 같이 상기 코어 부재가 복잡한 형상인 경우, 상기 형상의 표면에 상기 다공성 부재를 접착하기는 용이하지 않아 현실적인 방법이 아니다.

또한, 상기 다공성 부재에 상기 열처리 또는 상기 용매 처리를 실시한 경우, 포어가 소실 또는 변형할 우려가 있다. 상기 열처리 또는 상기 용매 처리를 행한 경우, 상기 다공성 부재와 상기 코어 부재 사이에 상기 어느 하나의 부재가 용융 또는 용해함으로써 형성된 접착층이 개재된다. 또한, 상기 접착 처리를 행한 경우, 상기 다공성 부재와 코어 부재 사이에 상기 접착제로 구성되는 상기 접착층이 개재된다. 이러한 접착층은 상기 지지체 재료의 기능으로서는 불필요하다.

그리고, 이러한 문제는 상기 지지체 재료에 한정되지 않으며, 상기 다공성 부재의 용도로서 주목받고 있다, 유착 방지재, 스텐트 등의 생체용 부재에 있어서도 마찬가지이다.

그래서, 본 발명은, 예컨대 전술한 바와 같은 페이스트법에 의하지 않고 형성되는 다공성 부재, 그러한 다공성 부재를 제조하기 위한 폴리머 기재의 다공화 방법, 및 상기 다공성 부재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다공성 부재는 다공성의 표면을 갖는 다공성 부재로서, 코어층과 다공성의 표면층을 가지며, 상기 코어층과 상기 표면층은 동일한 폴리머 원료로 구성되고, 상기 코어층의 표면에 상기 표면층이 일체화되어 형성되고, 상기 코어층과 상기 표면층 사이에 접착층을 갖지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다공화 방법은 폴리머 기재의 표면을 다공화하는 다공화 방법으로서, 하기 (A) 공정 및 (B) 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(A) 상기 폴리머 기재를, 상기 폴리머 기재를 용해 가능한 용매에 침지하는 침지 공정; 및

(B) 상기 침지 후의 폴리머 기재를 동결 건조하는 동결 건조 공정.

본 발명의 제조 방법은 상기 본 발명의 다공화 방법에 의해 폴리머 기재의 표면을 다공화하는 것을 특징으로 하는 다공성 부재의 제조 방법이다.

본 발명의 지지체 재료는 본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다공성 부재는 전술한 바와 같은 페이스트법에 의하지 않고 형성되는 다공성 부재이다. 따라서, 본 발명의 다공성 부재는, 예컨대 상기 페이스트법으로 얻어지는 다공성 부재와 달리, 상기 코어층과 상기 다공성의 표면층 사이에 부재의 접합에 의한 접착층을 갖지 않는 형상이 된다. 이러한 다공성 부재는, 예컨대 전술한 바와 같은 본 발명의 다공화 방법 및 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 즉, 본 발명의 다공화 방법 및 제조 방법에 따르면, 상기 폴리머 기재를 상기 용매에 침지한 후, 상기 폴리머 기재를 동결 건조하는 것만으로 상기 폴리머 기재의 표면을 용이하게 다공화할 수 있다. 이에 따라, 코어층의 표면에 다공성의 표면층이 일체화되어 형성된 본 발명의 다공성 부재를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 다공화 방법 및 제조 방법에 따르면, 전술한 바와 같이, 상기 폴리머 기재에 대해 상기 용매에의 침지와 동결 건조를 수행하는 것만으로 다공성의 표면층을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 상기 폴리머 기재의 형상에 영향을 받지 않고 용이하게 상기 다공성의 표면층과 상기 코어층이 일체화된 다공성 부재를 형성 가능하다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 접착층을 갖지 않는 원하는 형상의 다공성 부재를 용이하게 제조할 수 있기 때문에, 다공성 부재의 적용 범위를 보다 한층 확대하는 것도 가능해진다. 따라서, 본 발명은 예컨대 재생 의료 분야 등에 있어서 매우 유용하다고 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서 지지체 재료의 일례의 단면 사진이다.
도 2(A)는 본 발명의 실시예 1에 있어서 침지 시간과 표면층의 두께와의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 2(B)는 상기 실시예 1에 있어서 침지 시간과 코어층의 두께와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서 지지체 재료의 일례의 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 있어서 동결 처리 온도와 표면층의 평균 포어 사이즈와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 있어서 세포수의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 있어서 귓바퀴 형상의 지지체 재료의 외관 사진이다.
도 7(A), (B)는 본 발명의 실시예 3에 있어서 귓바퀴 형상의 지지체 재료의 단면 사진이다.
도 8은 본 발명의 다공성 부재의 일례로서, (A)는 평면도, (B)는 단면도, (C)는 사용시의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다공성 부재의 그 밖의 예로서, (A)는 사시도, (B)는 단면도이다.

<다공성 부재>

본 발명의 다공성 부재는 전술한 바와 같이 다공성의 표면을 갖는 다공성 부재로서, 코어층과 다공성의 표면층을 가지며, 상기 코어층과 상기 표면층은 동일한 폴리머 원료로 구성되고, 상기 코어층의 표면에 상기 표면층이 일체화되어 형성되고, 상기 코어층과 상기 표면층 사이에 접착층을 갖지 않는 것을 특징으로 한다. 본 발명은, 예컨대 상기 접착층을 통하지 않고 상기 코어층의 표면에 상기 표면층이 형성되어 있다고 할 수도 있다.

본 발명의 다공성 부재는, 예컨대 후술하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 본 발명의 제조 방법에 의해 이러한 다공성 부재를 제조할 수 있는 이유는 이하와 같이 추정된다. 상기 폴리머 기재를 상기 용매에 침지하면, 상기 폴리머 기재의 표면은 상기 용매에 의해 서서히 용해되고, 상기 용매에 의해 팽윤된 상태, 예컨대 겔상이 된다. 이 상태에서 상기 폴리머 기재를 동결 건조하면, 상기 폴리머 기재의 표면에서의 상기 팽윤 영역은 다공화되고, 그 결과 상기 폴리머 기재의 표면이 다공화된 다공성 부재를 얻을 수 있다. 즉, 상기 폴리머 기재에 있어서, 팽윤화 후에 다공화된 상기 폴리머 기재의 표면이 상기 다공성의 표면층이 되고, 팽윤되지 않는 상기 폴리머 기재의 영역이 상기 코어층이 된다. 따라서, 상기 다공성의 표면층과 상기 코어층이 일체화되어 형성되고, 상기 양 층 사이에 전술한 바와 같은 접착층을 갖지 않는 다공성 부재가 얻어진다. 본 발명의 다공성 부재에 있어서, 상기 코어층은 예컨대 상기 폴리머 기재의 물리적 성질을 유지한 층이라고 할 수 있다. 또한, 본 발명은 이 추정에는 전혀 제한되지 않는다.

본 발명에 있어서, "일체화되어 형성"은 상기 코어층과 상기 표면층을 각각 별개의 부재로 하여 접합한 것이 아닌 것을 의미한다. 따라서, 본 발명의 다공성 부재는 전술한 바와 같이, 상기 코어층과 상기 표면 사이에 접합에 의한 "접착층"을 갖지 않는 형상이 된다. "접착층"은, 예컨대 전술한 페이스트법과 같이 코어 부재와 다공성 부재를 별개로 준비하고, 이들을 접착했을 때 형성되는 층이다. 예컨대 상기 코어 부재와 상기 다공성 부재를 접착제에 의해 접합한 경우, 상기 접착제를 포함하는 층(접착제층)을 들 수 있다. 구체적인 예로는, 예컨대 상기 코어 부재와 상기 다공성 부재 사이에 형성된 층, 상기 다공성 부재 또는 상기 코어 부재의 접합 표면에 노출된 구멍의 내부에 접착제가 침입하여 형성된 층 등을 포함한다. 또한, 예컨대 상기 열처리 또는 상기 용매 처리에 의해 접합한 경우, 상기 코어 부재 또는 상기 다공성 부재가 용해 또는 융해되어 다시 고화된 층을 들 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 코어 부재를 용해 또는 융해한 경우에는, 용해 등을 한 폴리머가 상기 다공성 부재의 접합 표면에 노출된 구멍의 내부에 침입하여 고화됨으로써 형성된 층 등을 들 수 있다. 상기 다공성 부재를 용해 또는 융해한 경우에는, 폴리머가 용해 등 함으로써 상기 다공성 부재의 접합 표면 측의 구멍이 소실, 축소 또는 변형됨으로써 형성된 층 등을 들 수 있다.

본 발명의 다공성 부재의 용도는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 생체 내(in vivo)에서 사용하는 생체용 부재, 생체 외(in vitro)에서 사용하는 비생체용 부재를 들 수 있다. 상기 생체용 부재는, 예컨대 생체 내 세포 또는 생체 내 조직의 지지체 재료, 유착 방지재, 스텐트, 생체용 보철재 등을 들 수 있다. 상기 생체용 부재를 적용하는 생체는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 인간, 인간을 제외한 포유류, 조류 등의 동물을 들 수 있고, 상기 인간을 제외한 포유류 동물은, 예컨대 원숭이, 개, 고양이, 말, 소, 양, 염소, 돼지, 마우스, 래트, 토끼, 햄스터 등을 들 수 있다. 또한, 상기 비생체용 부재는 예컨대 생체에서 채취한 세포 또는 조직의 지지체 재료, 세포 배양용 용기 등의 기재 등을 들 수 있다.

본 발명의 다공성 부재의 크기는 용도 등에 따라 적당히 설정할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.

상기 다공성 부재의 형상은, 예컨대 용도에 따라 적당히 설정할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 상기 형상의 구체적인 예는, 예컨대 필름형, 플레이트형, 블록형, 기둥형, 통형, 관형, 구형, 방추형 등을 들 수 있으며, 이들 형상 등을 조합한 형상일 수도 있다. 상기 다공성 부재는, 예컨대 중공일 수도 있고 비중공일 수도 있다. 상기 다공성 부재의 형상은, 예컨대 생체 조직의 전체의 형상 또는 부분의 형상일 수도 있다. 상기 생체 조직은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 귓바퀴, 코, 반월판, 인두개, 눈, 이, 혈관, 뼈, 연골, 인대, 피부, 유방, 꼬리, 척수, 뇌, 췌장, 간장, 신장, 심장, 장 등을 들 수 있다.

본 발명의 다공성 부재에 있어서, 상기 표면층은 상기 코어층의 표면에 있어서 전면에 형성될 수도 있고 부분적으로 형성될 수도 있다. 상기 코어층의 표면에 있어서, 상기 표면층의 형성 영역은, 예컨대 상기 다공성 부재의 용도에 따라 적당히 결정할 수 있다. 상기 다공성 부재를 생체 내에서 사용하는 경우, 예컨대 상기 다공성 부재의 표면에 있어서 생체 내의 세포와의 친화성이 필요한 영역에 상기 표면층을 갖는 것이 바람직하다.

상기 표면층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 수십 ㎛ 정도부터 수백 ㎛ 정도이고, 바람직하게는 10 내지 1000 ㎛이고, 보다 바람직하게는 50 내지 500 ㎛이고, 더욱 바람직하게는 100 내지 150 ㎛이다.

상기 표면층의 두께는, 예컨대 대략 균일한 것이 바람직하다. "표면층의 두께가 대략 균일"은 예컨대 상기 표면층의 두께의 편차가 예컨대 평균 두께의 ±0% 내지 평균 두께의 ±15%인 것을 말하고, 바람직하게는 평균 두께의 ±0% 내지 평균 두께의 ±5%이다. 상기 편차는 예컨대 측정한 두께의 표준 편차를 들 수 있다.

상기 코어층의 크기 및 두께는 전혀 제한되지 않으며, 예컨대 상기 다공성 부재의 용도, 상기 다공성 부재에 필요한 강성 등에 따라 적당히 결정할 수 있다. 상기 두께는, 예컨대 상기 표면층보다 두꺼운 것이 바람직하며, 구체적인 예로는 예컨대 1000 ㎛ 이상이다.

상기 표면층의 포어 사이즈는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 상기 다공성 부재의 용도에 따라 적당히 결정할 수 있다. 상기 표면층의 평균 포어 사이즈는 예컨대 5 내지 500 ㎛이고, 바람직하게는 10 내지 60 ㎛이다. 상기 표면층의 포어 사이즈는 예컨대 뷸균일할 수도 있지만 균일한 것이 바람직하다.

상기 코어층은, 예컨대 다공성일 수도 있고 비다공성일 수도 있다. 상기 코어층이 다공성인 경우, 그 평균 포어 사이즈는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 1 내지 10 ㎛이다. 상기 코어층의 평균 포어 사이즈는, 예컨대 균일할 수도 있고 불균일할 수도 있으며, 특별히 제한되지 않는다.

상기 표면층의 기공률은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 50 내지 99%이다.

상기 코어층이 다공성인 경우, 기공률은 특별히 제한되지 않는다. 상기 기공률은 예컨대 강성을 유지하기 위해 상기 표면층의 기공률보다 상대적으로 작은 것이 바람직하다. 구체적인 예로서, 상기 기공률은 예컨대 50% 미만이다.

본 발명의 다공성 부재는, 예컨대 다른 층을 더 가질 수도 있다. 상기 다른 층은 예컨대 1층일 수도 있고 2층 이상일 수도 있다. 본 발명의 다공성 부재가 상기 다른 층을 갖는 경우, 상기 다른 층은, 예컨대 상기 코어층에 있어서 상기 표면층이 형성되지 않는 영역과 적층되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 다른 층과 상기 코어층은 예컨대 상기 접착층을 통한 적층일 수도 있다.

본 발명의 다공성 부재는, 예컨대 약제를 가질 수도 있다. 상기 약제는, 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 각종 증식 인자 등의 생리 활성 물질, 항감염제, 항암제, 항염증제, 진통제 등을 들 수 있다.

이하, 본 발명의 다공성 부재에 대해 용도를 예시한다. 또한, 본 발명은 이들 예시에는 전혀 제한되지 않는다.

(1) 지지체 재료

상기 지지체 재료는, 예컨대 세포 또는 조직의 증식의 지지체가 되는 부재이다. 상기 지지체 재료는, 예컨대 생체 외에서 사용할 수도 있고, 생체 내에서 사용할 수도 있다. 상기 생체 외에서 사용하는 경우, 상기 지지체 재료는, 예컨대 세포 또는 조직을 파종하여 배양함으로써 상기 세포 또는 조직을 생육 및 증식 가능하다. 상기 세포는, 예컨대 생체에서 채취한 세포일 수도 있고, 주화(株化)된 배양 세포일 수도 있다. 상기 세포의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 혈관 세포, 연골 세포, 랑게르한스섬의 β 세포, 피부 세포, 신경 세포, 간엽계 줄기 세포, 골아 세포, 지방 세포 등을 들 수 있다. 상기 세포의 유래는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 전술한 바와 같은 각종 동물을 들 수 있다. 이와 같이 세포를 배양한 상기 지지체 재료는, 예컨대 세포 배양 후 생체 내에 배치할 수도 있다. 한편, 상기 생체 내에서 사용하는 경우, 상기 지지체 재료는, 예컨대 생체 내의 조직에 배치되고, 생체 내의 세포 및 조직을 증식 가능하다. 상기 지지체 재료를 배치하는 생체 조직은, 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 전술한 생체 조직 등을 들 수 있다. 또한, 상기 지지체 재료를 적용하는 생체의 종류도 특별히 제한되지 않으며, 전술한 바와 같은 각종 동물 등을 들 수 있다.

상기 지지체 재료의 형상은, 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 블록형을 들 수 있다. 상기 지지체 재료의 경우, 상기 표면층의 포어 사이즈는, 예컨대 세포의 파종 및 증식이 가능한 사이즈가 바람직하다. 상기 표면층의 평균 포어 사이즈는, 예컨대 5 내지 500 ㎛이고, 바람직하게는, 10 내지 60 ㎛이다.

(2) 유착 방지재

상기 유착 방지재는, 예컨대 생체 내에 있어서 조직과 조직 사이에 배치함으로써 상기 조직 간의 유착을 방지하는 부재이다.

상기 유착 방지재의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 필름형 또는 시트형이 바람직하다. 상기 유착 방지재는, 예컨대 상기 코어층의 양면이 다공성의 상기 표면층을 가질 수도 있지만, 일측의 표면만이 상기 표면층을 갖는 것이 바람직하다.

상기 유착 방지재는, 예컨대 생체 내의 환부에 그대로 배치할 수도 있고, 상기 환부가 관형인 경우, 상기 환부에 권회할 수도 있다. 상기 유착 방지재를 권회하여 사용하는 경우, 예컨대 도 8에 도시한 다공성 부재가 바람직하다. 도 8은 본 발명의 다공성 부재의 일례를 도시한 도면이다. 도 8(A)는 다공성 부재(1)의 평면도, (B)는 상기 (A)에 있어서 다공성 부재(1)의 I-I 방향 단면도이고, (C)는 다공성 부재(1)의 사용시의 형태를 도시한 사시도이다. 다공성 부재(1)는 코어층(11)과 다공성의 표면층(10)을 가지며, 코어층(11)의 양단부(11a, 11b)를 제외하고 코어층(11)의 표면에 표면층(10)이 접착층을 통하지 않고 형성되어 있다. 다공성 부재(1)는, 예컨대 도 8(C)에 도시한 바와 같이 사용할 수 있다. 즉, 다공성 부재(1)는 관형의 환부에 다공성의 표면층(10)이 접촉하도록 상기 환부를 권회한다. 그리고, 코어층(11)의 양단부(11a, 11b)를 서로 포개 전기 메스 등에 의해 융착시킨다. 융착부가 되는 양단부(11a, 11b)는 예컨대 확실하게 융착시킬 것이 요망되므로, 코어층(11)은 다공성보다 비다공성인 것이 바람직하다.

(3) 스텐트

상기 스텐트는, 일반적으로, 혈관, 기관, 식도, 십이지장, 담관 등의 생체의 관형 조직에 설치하는 관형 디바이스로서, 예컨대 상기 관형 조직의 관강 내부에 삽입함으로써 문합이 원인이 되는 협착 등을 방지할 수 있다.

상기 스텐트는, 전술한 바와 같이, 상기 관강 내부에 삽입하므로, 그 형상은 예컨대 관형이 바람직하다. 상기 스텐트는 상기 관강 내부에 삽입되기 때문에, 그 외표면은 상기 관형 조직과 접하고, 그 내부는 상기 관형 조직의 종류에 따라 예컨대 담즙, 혈액, 소화물 등이 통과한다. 상기 스텐트를 생체 내에 있어서 안정적으로 설치하려면, 예컨대 상기 스텐트의 외표면은 생체 세포와의 친화성이 뛰어날 것이 요망된다. 따라서, 상기 스텐트는 그 외표면에 상기 다공성의 표면층이 형성된 다공성 부재가 바람직하다. 이러한 다공성 부재를 스텐트에 사용하면, 예컨대 생체 내에 있어서 상기 외표면과 접촉하는 생체 내의 세포가 상기 지지체 재료의 표면층에 들어가 증식하기 때문에 상기 스텐트를 안정적으로 설치할 수 있다. 다른 한편, 상기 스텐트의 내부는 전술한 바와 같이 담즙 등이 통과하기 때문에, 예컨대 상기 다공성의 표면층을 갖지 않을 수도 있으며, 예컨대 그 내표면은 비다공성의 표면층일 수도 있다.

상기 스텐트로는, 예컨대 도 9에 도시한 다공성 부재가 바람직하다. 도 9는 본 발명의 다공성 부재의 일례를 도시한 도면이다. 도 9(A)는 다공성 부재(2)의 사시도, 도 9(B)는 상기 (A)에 있어서 다공성 부재(2)의 II-II 방향 단면도이다. 다공성 부재(2)는, 예컨대 관형의 코어층(21)과 표면층(20)을 가지며, 코어층(21)의 양 단부(21a, 21b)를 제외하고 코어층(21)의 표면에 표면층(20)이 일체화되어 있다. 다공성 부재(2)는 그 양 단부(21a, 21b) 각각을 상기 관강 내부에 삽입하여 그 관형 조직과 봉합한다. 봉합부가 되는 양 단부(21a, 21b)는, 예컨대 찢기지 않고 봉합할 것이 요망되므로, 다공성보다 비다공성인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 다공성의 표면층보다 실걸기 장력이 높은 비다공성의 코어층이 바람직하다.

(4) 생체용 보철재

상기 생체용 보철재는, 예컨대 생체 내의 결손부에 배치함으로써 생체 내 세포 또는 생체 내 조직을 보전하는 부재이다. 상기 생체용 보철재의 구체적인 예는, 예컨대 뼈의 결손부에 배치하는 인공뼈, 뼈를 고정하기 위한 뼈핀 등을 들 수 있다.

<다공화 방법>

이러한 방법에 따르면, 상기 폴리머 기재의 표면이 다공화되기 때문에 전술한 본 발명의 다공성 부재를 제조할 수 있다. 본 발명의 다공화 방법은, 예컨대 폴리머 기재의 표면 개질 방법이라고 할 수도 있다.

(A) 침지 공정

본 발명의 다공성 부재의 크기 및 형상은, 예컨대 사용하는 상기 폴리머 기재의 크기 및 형상에 의존한다. 상기 폴리머 기재의 크기 및 형상은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 원하는 다공성 부재의 크기 및 형상에 따라 적당히 설정할 수 있다. 상기 폴리머 기재의 형상은, 예컨대 전술한 다공성 부재의 형상 등을 들 수 있다. 상기 폴리머 기재의 형상은, 예컨대 중공일 수도 있고 비중공일 수도 있다. 또한, 상기 폴리머 기재의 형상은, 예컨대 생체 조직의 전체 또는 부분의 형상일 수도 있다. 상기 생체 조직은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 전술한 생체 조직 등을 들 수 있다.

상기 폴리머 기재는, 예컨대 다공성일 수도 있고 비다공성일 수도 있다. 본 발명에 있어서, "다공화"란 침지 처리 전의 상기 폴리머 기재의 표면이 다공성인 경우 더 다공화하는, 예컨대 보다 작은 공경 또는 더 큰 공경으로 다공화하는, 구멍 수를 증가시키는 것의 의미도 포함한다.

상기 폴리머 기재는, 예컨대 단층의 폴리머 기재일 수도 있고, 2층 이상의 다층 폴리머 기재일 수도 있다. 후자의 경우, 예컨대 각 층은 동일한 폴리머 원료로 구성될 수도 있고, 서로 다른 폴리머 원료로 구성될 수도 있다. 상기 다층 폴리머 기재는, 예컨대 각 층의 폴리머 원료의 선택에 따라 강성, 생체 내에서의 분해 속도 등의 물리적 성질을 원하는 대로 설정할 수 있다.

상기 폴리머 기재를 구성하는 폴리머 원료는 특별히 제한되지 않으며, 각종 폴리머를 사용할 수 있다. 상기 폴리머는 특별히 제한되지 않는다. 상기 다공성 부재를 생체 내에서 사용하는 경우, 상기 폴리머는, 예컨대 생체 적합성을 나타내는 폴리머가 바람직하고, 또한, 일정 기간 경과 후에 생체 내에서 분해되는 생분해성 폴리머일 수도 있다. 상기 다공성 부재를 생체 외에서 사용하는 경우, 또는 상기 다공성 부재를 생체 내에서 반영구적으로 유지시키는 경우, 상기 폴리머는 예컨대 비생분해성 폴리머일 수도 있다.

상기 폴리머의 분자량은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 5,000 내지 2,000,000이고, 바람직하게는 10,000 내지 1,500,000이며, 보다 바람직하게는 100,000 내지 1,000,000이다. 상기 폴리머는, 예컨대 호모폴리머일 수도 있고, 랜덤 폴리머, 블록 폴리머, 그래프트 폴리머 등의 코폴리머일 수도 있다.

상기 생분해성 폴리머는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 지방족 폴리에스테르, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리카보네이트, 폴리아미드 등을 들 수 있고, 바람직하게는 지방족 폴리에스테르이다. 상기 생분해성 폴리머를 구성하는 모노머는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 젖산, 락티드, 락톤, 글리콜라이드, 글리콜산, 트리메틸렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, 디이소시아네이트, 파라디옥사논, 에틸렌옥사이드 또는 이들의 조합에 의한 코폴리머 등을 들 수 있다. 상기 락톤은 예컨대 γ-부티로락톤, δ-발레로락톤, ε-카프로락톤 등을 들 수 있으며, ε-카프로락톤이 바람직하다. 상기 생분해성 폴리머가 코폴리머인 경우, 상기 모노머의 조합 및 비율은 특별히 제한되지 않는다. 상기 모노머의 조합은 예컨대 락티드와 락톤, 글리콜라이드와 락톤 등을 들 수 있으며, 바람직하게는, 락티드와 락톤이며, 구체적으로는, 예컨대 락티드와 ε-카프로락톤, 글리콜라이드와 ε-카프로락톤 등을 들 수 있고, 바람직하게는 락티드와 ε-카프로락톤이다. 상기 조합하는 모노머의 비율은 특별히 제한되지 않으며, 전술한 락티드와 락톤(예컨대 ε-카프로락톤)의 코폴리머인 경우, 그 몰비(락티드:락톤)는 예컨대 90:10 내지 10:90이고, 바람직하게는 85:15 내지 20:80이며, 보다 바람직하게는 80:20 내지 40:60이다.

상기 생분해성 폴리머는, 예컨대 콜라겐, 히알루론산, 엘라스틴, 키토산, 키틴, 콘드로이친 황산, 셀룰로오스 등의 천연 고분자일 수도 있다. 상기 천연 고분자는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 생체의 조직 및 세포 등으로부터의 추출물일 수도 있고, 형질 전환체에 의한 산생물일 수도 있으며, 합성물일 수도 있다. 상기 천연 고분자는, 예컨대 상기 추출물, 상기 산생물 또는 상기 합성물을 추가로 개질 또는 유도체화한 것일 수도 있다.

상기 비생분해성 폴리머는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리우레탄 등을 들 수 있다.

상기 폴리머 원료는, 예컨대 전술한 폴리머 중 어느 1 종류일 수도 있고, 2종류 이상을 포함할 수도 있다. 후자의 경우, 그 조합 및 비율은 특별히 제한되지 않으며, 적당히 설정 가능하다.

상기 폴리머 원료는, 예컨대 전술한 폴리머 이외에 다른 성분을 포함할 수도 있다. 상기 다른 성분은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 히드록시아파타이트, 티타늄 등을 포함할 수도 있다.

상기 폴리머 기재를 침지하는 용매는 특별히 제한되지 않으며, 상기 폴리머 기재를 용해 가능한 용매를 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리머 기재가 상기 단층 폴리머 기재인 경우, 상기 용매는 상기 단층 폴리머 기재를 용해 가능한 용매, 즉 상기 단층 폴리머 기재를 구성하는 폴리머 원료를 용해 가능한 용매를 사용할 수 있다. 상기 폴리머 기재가 상기 다층 폴리머 기재인 경우, 상기 용매는 표면을 다공화시키는 적어도 일측의 최외층을 용해 가능한 용매, 즉, 상기 최외층을 구성하는 폴리머 원료를 용해 가능한 용매를 사용할 수 있다.

상기 용매는, 예컨대 상기 폴리머 원료의 종류 등에 따라 적당히 결정할 수 있다. 상기 용매의 구체적인 예는, 예컨대 아세톤, 톨루엔, 벤젠, 클로로포름, 메틸에틸케톤, 1,4-디옥산, 디메틸카보네이트, 디메틸포름아미드, 헥사플루오로이소프로판올 등의 유기 용매, 물 등의 수계 용매를 들 수 있다. 상기 용매는, 예컨대 어느 1 종류일 수도 있고, 2 종류 이상의 혼합 용매일 수도 있다. 상기 혼합 용매는, 예컨대 상기 유기 용매와 상기 수계 용매의 혼합 용매일 수도 있다. 상기 용매와 상기 폴리머 원료의 조합은 특별히 제한되지 않는다. 상기 조합의 구체적인 예는, 예컨대 1,4-디옥산과 락티드-카프로락톤 공중합체의 조합, 헥사플루오로이소프로판올과 폴리글리콜산의 조합, 헥사플루오로이소프로판올과 폴리파라디옥사논의 조합 등을 들 수 있다.

상기 폴리머 기재를 상기 용매에 침지하는 시간은 특별히 제한되지 않으며, 상기 폴리머 기재와 상기 용매의 조합에 따라 적당히 결정할 수 있다. 상기 침지 시간은, 예컨대 1 내지 600초이다. 본 발명의 제조 방법은, 예컨대 상기 침지 시간의 조절에 의해, 형성되는 상기 표면층의 두께, 상기 표면층의 포어 사이즈 등을 제어 가능하다. 구체적으로는, 예컨대 상기 침지 시간을 상대적으로 길게 하면, 상기 표면층의 두께를 상대적으로 두껍게 할 수 있고, 또한 상기 포어 사이즈를 상대적으로 크게 할 수 있다. 다른 한편, 예컨대 상기 침지 시간을 상대적으로 짧게 하면, 상기 표면층의 두께를 상대적으로 얇게 할 수 있고, 또한, 상기 포어 사이즈를 상대적으로 작게 할 수 있다. 본 발명의 제조 방법에서는, 전술한 바와 같이, 상기 폴리머 기재의 팽윤 영역이 상기 표면층이 되고, 비팽윤 영역이 상기 코어층이 된다. 따라서, 예컨대 상기 표면층의 두께가 두꺼워짐에 따라 상기 코어층의 두께는 얇아진다.

상기 침지 처리의 온도는 특별히 제한되지 않는다. 상기 침지 처리의 온도는 예컨대 침지하는 상기 용매의 융점보다 높으면서 상기 용매의 비점보다 낮은 온도가 바람직하다. 상기 용매로서 1,4-디옥산을 사용하는 경우, 상기 침지 처리의 온도는 예컨대 12 내지 101℃의 범위를 들 수 있다.

상기 폴리머 기재의 침지는, 예컨대 상기 용매를 넣은 용기 내에 상기 폴리머 기재를 투입하면 된다. 상기 폴리머 기재는, 예컨대 상기 용기의 측면 및 바닥면에 접촉하지 않는 상태에서 상기 용매에 침지하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 예컨대 보다 균일하게 상기 다공성의 표면층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 용매에 상기 폴리머 기재를 침지할 때, 예컨대 상기 용기 내의 용매를 스터러 등으로 차분하게 교반할 수도 있다.

상기 폴리머 기재가 전술한 바와 같이 단층 폴리머 기재인 경우, 예컨대 상기 용매에 전체를 침지할 수도 있고, 부분적으로 침지할 수도 있다. 상기 단층 폴리머 기재의 전 표면을 다공화하는 경우, 상기 단층 폴리머 기재의 전 표면을 노출시킨 상태에서 상기 용매에 침지하는 것이 바람직하다. 상기 단층 폴리머의 원하는 표면을 다공화시키는 경우, 예컨대 상기 원하는 표면만을 상기 용매에 침지할 수도 있고, 상기 원하는 표면만을 노출시킨 상태에서 상기 단층 폴리머 기재 전체를 상기 용매에 침지할 수도 있다. 상기 원하는 표면만을 노출시키는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 상기 폴리머 기재의 임의의 표면을 마스킹함으로써 수행할 수 있다. 상기 단층 폴리머 기재를 사용한 경우, 예컨대 상기 폴리머 기재의 다공화되지 않는 부분이 전술한 본 발명의 다공성 부재에 있어서 상기 코어층이 되고, 다공화된 표면이 상기 표면층이 된다.

상기 폴리머 기재가 전술한 바와 같이 다층 폴리머 기재인 경우, 예컨대 상기 용매에 전체를 침지할 수도 있고, 부분적으로 침지할 수도 있다. 상기 다층 폴리머 기재의 양 최외층이 상기 용매에 용해 가능한 경우, 예컨대 일측의 표면만을 다공화할 것인지 양측의 표면을 다공화할 것인지로 침지 처리를 설정할 수 있다. 일측의 표면만을 다공화하는 경우, 상기 다층 폴리머 기재는, 예컨대 일측의 최외층만을 상기 용매에 침지할 수도 있고, 일측의 최외층의 표면만을 노출시킨 상태에서 상기 다층 폴리머 기재 전체를 상기 용매에 침지할 수도 있다. 또한, 양측의 표면을 다공화하는 경우, 예컨대 상기 다층 폴리머 기재 전체를 상기 용매에 침지할 수도 있다. 상기 다층 폴리머 기재에 있어서, 일측의 최외층이 상기 용매에 용해 가능하고, 타측의 최외층이 상기 용매에 용해하지 않는 경우, 예컨대 상기 다층 폴리머 기재 전체를 상기 용매에 침지할 수도 있다.

상기 폴리머 기재가 상기 다층 폴리머 기재로서, 일측의 최외층만을 다공화하는 경우, 상기 다층 폴리머 기재는 일측의 최외층이 상기 용매에 용해 가능한 층이고, 타측의 최외층이 상기 용매에 용해되지 않는 층인 것이 바람직하다. 이러한 다층 폴리머 기재라면, 예컨대 전체를 상기 용매에 침지하는 것만으로 상기 각 층의 상기 용매에의 용해도의 차이로부터 용이하게 원하는 일측의 표면만을 다공화할 수 있다. 상기 용매에 용해 가능한 층과 상기 용매에 용해되지 않는 층은, 예컨대 상기 용매에 대한 폴리머 원료의 용해도로부터 설정할 수 있다. 구체적인 예로는, 예컨대 락티드와 카프로락톤의 공중합체(P(LA/CL))로 구성되는 층과 폴리글리콜산(PGA)으로 구성되는 층을 들 수 있다. 이들 층을 최외층으로 하는 다층 폴리머 기재를 예컨대 상기 P(LA/CL)을 용해 가능한 디옥산에 침지한다. 이 경우, PGA는 디옥산에 용해되지 않기 때문에 상기 P(LA/CL)의 최외층만이 다공화 처리되고, 상기 PGA의 최외층은 다공화 처리되지 않는다. 상기 다층 폴리머 기재가 3층 이상의 다층 폴리머 기재인 경우, 2개의 최외층에 끼이는 중간층의 종류는 전혀 제한되지 않는다.

또한, 상기 용매에 용해되지 않는다란, 예컨대 완전히 용해되지 않는 것 이외에, 실질적으로 용해되지 않는 것의 의미도 포함한다. 실질적으로 용해되지 않는다란, 예컨대 용해되지만, 본 발명이 목적으로 하는 바의 다공화에 이르는 용해에는 해당하지 않음을 의미한다.

상기 다층 폴리머 기재를 사용한 경우, 예컨대 상기 최외층의 다공화되지 않는 부분이 전술한 본 발명의 다공성 부재에 있어서 상기 코어층이 되고, 상기 최외층의 다공화된 표면이 상기 표면층이 된다. 상기 다층 폴리머 기재를 사용한 경우에도, 상기 단층 폴리머 기재와 마찬가지로, 예컨대 상기 최외층의 임의의 표면을 마스킹함으로써 원하는 표면만을 노출시켜 다공화를 수행할 수 있다.

본 발명의 다공화 방법에 있어서, 마스킹을 수행하는 구체적인 예를 이하에 나타낸다. 또한, 본 발명은 이에는 전혀 제한되지 않는다.

전술한 도 8의 다공성 부재를 제작하는 경우, 예컨대 필름형의 상기 폴리머 기재에 대해 도 8의 단부(11a, 11b)에 대응하는 곳 및 일측의 표면 전체를 마스킹한다. 마스킹의 부재는 전혀 제한되지 않으며, 예컨대 마스킹된 영역에 상기 용매가 침투하지 않으면 된다. 상기 폴리머 기재에 마스킹을 한 상태에서 상기 용매에 상기 폴리머 기재 전체를 침지시킨다. 이에 따라, 상기 마스킹된 영역 이외의 표면이 다공화된다. 이 다공화된 표면이 도 8에 있어서 표면층(10)이다.

전술한 도 9의 관형의 다공성 부재를 제작하는 경우, 예컨대 관형의 상기 폴리머 기재의 중공 부분에 용매에 비용해성인 재료(예컨대 실리콘)로 구성된 원주형의 기재를 삽입하고, 도 9의 단부(21a, 21b)에 대응하는 곳, 즉 상기 폴리머 기재의 외부 표면의 양단을 마스킹한다. 상기 폴리머 기재에 마스킹을 한 상태에서 상기 용매에 상기 폴리머 기재 전체를 침지시킨다. 이에 따라 상기 마스킹된 영역 이외의 표면, 즉 중공의 내부 표면과 외부 표면의 양단을 제외한 영역이 다공화된다. 이 다공화된 표면이 도 9에 있어서 표면층(20)이다.

(B) 동결 건조 공정

다음으로, 상기 용매에 침지한 상기 폴리머 기재를 동결 건조한다. 동결 건조는 통상적으로 동결 처리를 한 후에 감압 건조함으로써 수행할 수 있다.

동결 처리 온도는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 -196 내지 0℃이고, 바람직하게는 -50 내지 0℃이다. 상기 동결 처리 온도는, 예컨대 상기 폴리머 기재를 냉각에 의해 동결할 때에 있어서 동결 기기의 설정 온도일 수도 있고, 동결 처리 시간 및/또는 동결 완료시에 있어서 상기 폴리머 기재의 온도일 수도 있다. 본 발명의 제조 방법은 상기 동결 처리 온도의 조절에 의해 예컨대 형성되는 상기 표면층의 포어 사이즈를 제어 가능하다. 구체적으로는, 예컨대 상기 동결 처리 온도를 상대적으로 높게 설정하면 상기 포어 사이즈를 상대적으로 크게 설정할 수 있고, 상기 동결 처리 온도를 상대적으로 낮게 설정하면 상기 포어 사이즈를 상대적으로 작게 설정할 수 있다.

상기 폴리머 기재의 냉각은, 예컨대 일정한 온도 조건 하에서 수행할 수도 있고, 동결 처리 온도를 서서히 내리면서 수행할 수도 있다. 후자의 경우, 동결 처리 온도는, 예컨대 단속적으로 낮출 수도 있고, 연속적으로 낮출 수도 있다. 상기 냉각 속도를 일정하게 함으로써, 예컨대 포어 사이즈가 비교적 균일한 표면층을 형성 가능하다. 상기 동결 처리 온도를 연속적으로 내리는 경우, 예컨대 일정한 냉각 속도로 연속적으로 낮출 수도 있다. 상기 냉각 속도는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 -3 내지 -1000℃/시간이고, 바람직하게는 -3 내지 -750℃/시간이다. 동결 개시 온도부터 동결 완료 온도까지 동결 처리 온도를 내려 가는 경우, 동결 완료 온도(최종적인 동결 처리 온도)는 예컨대 전술한 온도 범위를 들 수 있다.

상기 냉각 개시부터 상기 동결 완료까지의 동결 처리 시간은 특별히 제한되지 않는다. 상기 동결 처리 시간은 예컨대 0.1 내지 5 시간이다.

상기 침지한 폴리머 기재는, 예컨대 상기 용매에 침지한 상태에서 동결할 수도 있고, 상기 침지한 용매에서 꺼내 동결할 수도 있는데, 전자가 바람직하다. 상기 용매에 침지한 상태에서 상기 폴리머 기재를 동결한 경우, 예컨대 상기 용매 중에서 형성된, 상기 폴리머 기재의 표면에서의 팽윤 영역의 형상을 유지한 채 동결 처리를 수행할 수 있다. 따라서, 예컨대 형성되는 표면층의 균일성의 저하를 더 방지할 수 있다.

상기 동결 수단은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 동결기 등의 종래 공지의 기기 등을 사용할 수 있다.

상기 폴리머 기재의 동결체를 건조할 때, 상기 감압 건조 처리 온도는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 -50 내지 90℃이고, 바람직하게는 -20 내지 25℃이다. 상기 감압 건조 처리 온도는, 예컨대 상기 폴리머 기재를 감압 건조할 때에 있어서 건조 기기의 설정 온도이다. 상기 감압 건조의 처리 시간은 특별히 제한되지 않으며, 상기 (B) 공정에서 얻어진 폴리머 기재의 동결체에 대해 예컨대 용매 함유량을 감소시킬 수 있으면 되며, 즉 상기 동결체로부터 용매를 제거할 수 있으면 된다. 상기 처리 시간은, 예컨대 0.5 내지 120 시간이고, 바람직하게는 1.5 내지 12 시간이다. 상기 감압 건조의 압력은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 1 내지 2Pa이다. 본 발명에 있어서, 감압은 예컨대 진공의 의미도 포함한다.

상기 동결체의 건조는 예컨대 일정한 온도 조건 하에서 수행할 수도 있고, 상기 처리 온도를 서서히 올리면서 수행할 수도 있다. 후자의 경우, 상기 처리 온도는, 예컨대 단속적으로 올릴 수도 있고, 연속적으로 올릴 수도 있다. 후자의 경우, 예컨대 일정한 승온 속도로 연속적으로 올릴 수도 있다. 상기 승온 속도는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 1 내지 150℃/시간이고, 바람직하게는 6.25 내지 50℃/시간이다. 상기 처리 온도를 올려 가는 경우, 최종적인 처리 온도는, 예컨대 전술한 온도 범위를 들 수 있다. 본 발명의 제조 방법은 상기 승온 속도의 조절에 의해 예컨대 상기 표면층의 포어 사이즈를 제어할 수 있고, 또한 포어 사이즈가 비교적 균일한 표면층을 형성 가능하다.

상기 건조 수단은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 동결 건조기 등의 종래 공지의 기기를 사용할 수 있다.

이와 같이 상기 (A) 공정에서의 상기 폴리머 기재의 상기 용매에의 침지, 상기 (B) 공정에서의 상기 동결 건조에 의해 전술한 바와 같은 본 발명의 지지체 재료를 제조할 수 있다.

<제조 방법>

본 발명의 제조 방법은 상기 본 발명의 다공화 방법에 의해 폴리머 기재의 표면을 다공화하는 것을 특징으로 하는 다공성 부재의 제조 방법이다. 구체적으로, 본 발명은 예컨대 표면이 다공화된 다공성 부재의 제조 방법으로서, 상기 (A) 공정 및 (B) 공정을 포함한다.

본 발명의 제조 방법은 상기 본 발명의 다공화 방법을 수행하는 것이 특징이며, 그 밖의 공정 및 조건은 전혀 제한되지 않는다. 본 발명의 제조 방법은 특별히 나타내지 않는 한 상기 본 발명의 다공화 방법을 인용할 수 있다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.

실시예

(실시예 1)

본 예에서는 침지 시간을 변화시켜 표면층의 두께가 서로 다른 지지체 재료를 제작했다.

(폴리머 기재의 제작)

먼저, 락티드-카프로락톤 공중합체 P(LA/CL)을 준비했다. 상기 P(LA/CL)은 합성 후의 L-락티드와 ε-카프로락톤의 몰비가 75.1:24.9이고, 평균 분자량(Mw)이 351,000이었다. 외경 120 ㎛, 내경 100 ㎛, 캐비티 깊이 1000 ㎛의 스테인리스 금형의 내부에 테플론(등록 상표) 시트(상품명 니토프론(NITOFLON) No. 970-2UL) 및 테플론(등록 상표) 필름(상품명 니토프론 No. 900UL)을 순서대로 놓고, 이 위에 상기 P(LA/CL) 파우더를 균일하게 놓았다. 그리고, 상기 파우더 위에 전술한 바와 동일한 종류의 테플론(등록 상표) 필름 및 테플론(등록 상표) 시트를 순서대로 적층하고, 이 위에 상판을 더 놓았다. 상기 상판 위에 프레스판을 배치했다. 그리고, 상기 금형 내부의 상기 파우더를 170℃, 0.5MPa로 5분간 프레스한 후, 상기 프레스판을 상하로 한 번씩 움직여(각 1초) 탈포했다. 또한, 170℃, 10MPa로 5분간 프레스한 후, 프레스한 상태에서 상기 금형째 40℃까지 수냉했다. 얻어진 두께 1000 ㎛의 폴리머 성형체를 10mm×20mm의 크기로 절단하여 폴리머 기재로 사용했다.

(지지체 재료의 제작)

금속 샤알레(직경 5cm)에 1,4-디옥산(와코 쥰야쿠 공업사 제조) 약 50mL를 붓고, 이 안에 상기 폴리머 기재를 소정 시간(2, 10, 60, 120, 180, 300 및 600초) 침지했다. 침지 후 상기 폴리머 기재를 침지한 상태인 채로 상기 금속 샤알레를 동결 건조기 내의 소정 온도로 설정한 냉각 선반에 배치하고 냉각하여 상기 폴리머 기재를 동결했다. 상기 냉각 선반의 온도를 동결 처리 온도로 하고, 일정한 소정 온도(0℃, -30℃ 및 -50℃)로 설정했다. 상기 냉각 선반의 온도가 0℃인 경우 상기 냉각 시간은 3 시간, 상기 냉각 선반의 온도가 -30℃ 및 -50℃인 경우 상기 냉각 시간은 1 시간으로 했다. 상기 동결 후 상기 동결 건조기 내의 온도를 25℃/시간의 승온 속도로 25℃까지 승온하여 진공 건조하여 지지체 재료를 얻었다. 상기 금속 샤알레 내에서의 처리에 의해 얻어진 상기 지지체 재료는 상기 금속 샤알레의 상부 개구측에 위치하는 표면층을 "상측 표면층"으로 하고, 상기 금속 샤알레의 내부 바닥면 측에 위치하는 표면층을 "하측 표면층"으로 했다.

(지지체 재료의 평가)

(1) 외관

얻어진 상기 각 지지체 재료를 마이크로톰(microtome) 날을 이용하여 두께 방향으로 절단하고, 그 단면을 디지털 현미경(VHX-900, 키엔스사 제조)로 촬영했다.

도 1에 침지 시간 10초, 동결 처리 온도 -50℃의 조건으로 제작한 지지체 재료의 단면 사진을 나타냈다. 도 1에 있어서, a1은 상측 표면층이고, a2는 하측 표면층이며, b는 코어층이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 예의 지지체 재료에 있어서, 상기 표면층(a1 및 a2)의 두께는 각각 균일하며, 코어층(b)의 두께도 균일했다. 다른 침지 시간 및 동결 처리 온도에서 얻어진 지지체 재료에 대해서도 마찬가지로 표면층 및 코어층의 두께가 각각 균일한 것을 확인할 수 있었다.

(2) 표면층 및 코어층의 두께

상기 각 지지체 재료의 단면 사진으로부터 코어층 및 표면층의 두께를 측정했다. 코어층(b)은 절편 당 10점으로 두께를 측정하고(n= 2), 표면층은 상측 표면층(a1) 및 하측 표면층(a2)에 대해 각각 절편 당 5점으로 두께를 측정하고(n= 4), 각각의 평균 두께를 산출했다.

도 2(A)의 그래프에 상기 폴리머 기재의 침지 시간과 상기 지지체 재료에 있어서 상측 표면층 및 하측 표면층의 관계를 나타냈고, 도 2(B)의 그래프에 상기 침지 시간과 상기 지지체 재료에 있어서 상기 코어층의 두께와의 관계를 나타냈다. 도 2의 각 그래프에 있어서, 횡축은 침지 시간(초)이고, 종축은 두께(㎛)이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 침지 시간이 길어짐에 따라 상기 코어층은 얇아졌고, 상기 표면층은 상하 모두 두꺼워졌으며(약 170 내지 500 ㎛), 상기 지지체 재료 전체는 두꺼워졌다. 이 결과로부터, 예컨대 상기 용매에의 침지 시간에 따라 표면층, 코어층 및 지지체 재료의 두께를 조절할 수 있음을 알 수 있었다.

(3) 표면층의 포어 사이즈

얻어진 상기 각 지지체 재료를 전술한 바와 같이 두께 방향으로 절단했다. 그리고, 각 절편에 이온 스퍼터(E-1010, 히타치 제작소 제조)를 이용하여 백금 증착했다. 이 증착 절편에 대해 상기 상측 표면층(a1)의 표면을 SEM(Type-N, 히타치 제작소 제조)을 이용하여 촬영했다.

도 3에 침지 시간 10초, 동결 처리 온도 -50℃의 조건으로 제작한 상기 지지체 재료의 SEM 사진을 나타냈다. 도 3은 상기 지지체 재료에 있어서 상기 상측 표면층의 사진이다. 도 3에 있어서, 사진의 우측 하단에 도시한 바의 길이는 100 ㎛에 상당한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 지지체 재료는 상기 상측 표면층에 있어서 균일한 포어 사이즈인 것을 확인할 수 있었다. 상기 지지체 재료의 하측 표면층에 있어서도 균일한 포어 사이즈인 것을 확인할 수 있었다. 또한, 다른 침지 시간 및 동결 처리 온도에서 얻어진 지지체 재료에 대해서도 마찬가지로 각 표면층에 있어서 각각 균일한 포어 사이즈인 것을 확인할 수 있었다.

(4) 포어 사이즈와 동결 처리 온도와의 관계

상기 (3)에서 얻어진 화상을 화상 해석 소프트(Image J)를 이용하여 해석하여 상기 평균 포어 사이즈를 산출했다.

도 4의 그래프에 상기 폴리머 기재의 동결 처리 온도와 상기 평균 포어 사이즈와의 관계(n=3)를 나타냈다. 도 4에 있어서, 횡축은 동결 처리 온도(℃)이고, 종축은 상기 상측 표면층의 평균 포어 사이즈(㎛)이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 동결 처리 온도가 높아짐에 따라 상기 평균 포어 사이즈는 커졌다. 이 결과로부터, 예컨대 상기 동결 처리 온도에 의해 포어 사이즈를 조절할 수 있음을 알 수 있었다.

(실시예 2)

본 예에서는 지지체 재료에 세포를 파종하여 배양 개시 18일 후까지 배양하고 그 증식을 확인했다.

(지지체 재료의 제작)

상기 폴리머 기재의 침지 시간을 10초로 하고, 동결 처리 온도를 -50℃로 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 지지체 재료를 제작했다. 이 지지체 재료를 5mm×5mm의 크기로 절단하고, 99.5v/v% 에탄올에 하룻밤 침지한 후, 건조시켰다.

(세포의 파종)

먼저, 10% 우태아 혈청(FBS) 함유 MEM 배지에 차이니즈 햄스터 폐 유래 선유아 세포(V79)를 약 7.7×10⁵세포/mL가 되도록 첨가하여 세포 현탁액을 조제했다. 30mL 시린지에 건조시킨 상기 지지체 재료를 넣고, 상기 세포 현탁액 10mL를 채웠다. 상기 시린지의 선단에 일방 밸브를 부착하고, 플런저를 당겨 상기 시린지 내를 감압하고, 상기 지지체 재료 내의 공기를 제거했다. 상기 시린지를 가볍게 태핑하여 시린지 내의 공기를 제거했다. 이 공기 제거 조작을 3회 반복하고, 다시 세포 현탁액 10mL를 교체하여 전술한 바와 동일하게 공기 제거 조작을 3회 반복했다. 상기 세포 현탁액을 함침시킨 상기 지지체 재료와 10v/v% FBS 함유 MEM 배지를 배양 플라스크에 넣고 18일간 배양했다. 상기 배양은 처음 1일간을 정치 배양으로 하고, 나머지 기간을 진탕 배양으로 했다. 배양시에 있어서 배지 교환은 후술하는 세포 증식 평가일에 수행했다.

(세포 증식 평가)

상기 지지체 재료(n= 10)에 대해 이하와 같이 하여 배양 개시 1, 4, 8, 11, 15 및 18일 후에 세포 증식을 평가했다. 즉, 먼저, 상기 지지체 재료를 인산 완충 용액(PBS)으로 가볍게 세정했다. 다음으로, 상기 지지체 재료를 0.05w/v% 트립신 1mL에 침지하여 37℃에서 30분간 처리하고, 상기 지지체 재료로부터 세포를 박리했다. 얻어진 박리 세포액을 전해액(상품명 아이소톤(ISOTON), 베크만 쿨터(Beckman Coulter)사 제조) 9mL에 첨가하고, 쿨터 카운터를 이용하여 세포 수를 카운트했다. 상기 카운트는 10 ㎛ 이상의 부유 물질을 대상으로 했다.

도 5의 그래프에 상기 세포 수의 측정 결과를 나타냈다. 도 5에 있어서, 횡축은 배양 개시로부터의 일수(일)이고, 종축은 세포 수(×10⁴개)이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 배양 일수와 함께 세포 수가 증가했다. 이 결과로부터, 지지체 재료에 파종한 세포의 증식을 확인할 수 있었다.

마찬가지로 배양을 수행한 후, 상기 지지체 재료에 대해 김사(Giemsa) 염색을 수행했다. 이 결과, 상기 지지체 재료의 표면층에 염색이 확인되었고, 배양 일수에 따라 경시적으로 염색이 짙어진 것으로부터, 상기 표면층에 있어서 세포가 증식되어 있음을 확인할 수 있었다.

(실시예 3)

본 예에서는 귓바퀴 형상의 지지체 재료를 제작했다.

(폴리머 기재의 제작)

상기 실시예 1의 상기 P(LA/CL)을 200℃로 가온하고, 귓바퀴 형상의 공동을 갖는 실리콘 틀의 내부에 주입했다. 상기 실리콘 틀을 빙수 중에 침지하고, 냉각에 의해 상기 P(LA/CL)을 경화시켰다. 경화한 상기 P(LA/CL)을 상기 실리콘 틀에서 꺼내어 귓바퀴 형상의 폴리머 기재로 했다.

(지지체 재료의 제작)

상기 폴리머 기재의 침지 시간을 1 내지 2초로 하고, 냉각 선반의 온도(동결 처리 온도)를 -80℃로 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 지지체 재료를 제작했다.

(지지체 재료의 형상 평가)

얻어진 지지체 재료의 형상을 관찰했다. 또한, 상기 지지체 재료를 마이크로톰 날을 이용하여 절단하고, 그 단면을 디지털 현미경(VHX-900, 키엔스사 제조)으로 촬영했다.

도 6에 상기 지지체 재료의 외관 사진을 나타냈고, 도 7에 상기 지지체 재료의 단면 사진을 나타냈다. 도 7(A)는 도 6에 있어서 I-I 방향의 단면의 일부의 사진이고, 도 7(B)는 다른 부위의 단면의 일부의 사진이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 얻어진 지지체 재료는 이륜, 주상와, 이갑개, 이수 등의 복잡한 귓바퀴 구조를 가지며, 상기 폴리머 기재와 대략 동일한 형상으로 형성되었다. 또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 지지체 재료는 전 표면에 다공성의 표면층(예컨대 도 7(B)의 화살표로 표시한 층)이 형성되었고, 다양한 곡면을 갖는 복잡한 형상임에도 불구하고 상기 표면층의 두께가 거의 균일했다. 이와 같이 본 발명의 제조 방법에 의해 접착층을 형성하지 않고 복잡한 형상의 지지체 재료를 용이하게 형성할 수 있었다.

본 발명의 다공성 부재는 전술한 바와 같은 페이스트법에 의하지 않고 형성되는 다공성 부재이다. 따라서, 본 발명의 다공성 부재는, 예컨대 상기 페이스트법으로 얻어지는 다공성 부재와 달리 코어층과 다공성의 표면층 사이에 부재의 접합에 의한 접착층을 갖지 않는 형상이 된다. 이러한 다공성 부재는, 예컨대 전술한 바와 같은 본 발명의 다공성 부재의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 즉, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 상기 폴리머 기재를 상기 용매에 침지한 후, 상기 폴리머 기재를 동결 건조하는 것만으로 상기 폴리머 기재의 표면을 용이하게 다공화할 수 있다. 이에 따라, 코어층의 표면에 다공성의 표면층이 일체화되어 형성된 본 발명의 다공성 부재를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 상기 폴리머 기재의 형상에 영향을 받지 않고 용이하게 상기 다공성의 표면층과 코어층이 일체화된 지지체 재료를 형성 가능하다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 접착층을 갖지 않는 원하는 형상의 다공성 부재를 용이하게 제공할 수 있기 때문에, 본 발명은 예컨대 재생 의료 분야 등에 있어서 지지체 재료 등의 제공에 매우 유용하다고 할 수 있다.

Claims

다공성의 표면을 갖는 다공성 부재로서,
코어층과 다공성의 표면층을 가지며,
상기 코어층과 상기 표면층은 동일한 폴리머 원료로 구성되고,
상기 코어층의 표면에 상기 표면층이 일체화되어 형성되고,
상기 코어층과 상기 표면층 사이에 접착층을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 다공성 부재.
제1항에 있어서, 상기 표면층의 두께가 10 내지 1000 ㎛인 다공성 부재.
제1항에 있어서, 상기 코어층이 비다공성인 다공성 부재.
제1항에 있어서, 상기 코어층이 다공성이고, 상기 코어층의 기공률이 상기 표면층의 기공률보다 상대적으로 작은 다공성 부재.
제1항에 있어서, 상기 폴리머 원료가 생분해성 폴리머를 포함하는 다공성 부재.
제5항에 있어서, 상기 생분해성 폴리머가 락티드와 카프로락톤의 공중합체인 다공성 부재.
제1항에 있어서, 상기 다공성 부재의 형상이 플레이트형, 기둥형 또는 관형인 다공성 부재.
제1항에 있어서, 상기 다공성 부재의 형상이 생체 조직의 전체 또는 부분의 형상인 다공성 부재.
제1항에 있어서, 상기 다공성 부재의 용도가 생체용 부재인 다공성 부재.
제1항에 있어서, 상기 다공성 부재의 용도가 세포의 지지체(scaffold) 재료, 스텐트 또는 유착 방지재인 다공성 부재.
제1항에 있어서, 상기 다공성 부재의 용도가 생체용 보철재인 다공성 부재.
폴리머 기재의 표면을 다공화하는 다공화 방법으로서,
하기 (A) 공정 및 (B) 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공화 방법:
(A) 상기 폴리머 기재를, 상기 폴리머 기재를 용해 가능한 용매에 침지하는 침지 공정; 및
(B) 상기 침지 후의 폴리머 기재를 동결 건조하는 동결 건조 공정.
제12항에 있어서, 상기 (B) 공정에 있어서, 상기 폴리머 기재를 상기 용매에 침지한 상태에서 동결하는 다공화 방법.
제12항에 있어서, 상기 폴리머 기재를 구성하는 폴리머 원료가 생분해성 폴리머를 포함하는 다공화 방법.
제14항에 있어서, 상기 생분해성 폴리머가 락티드와 카프로락톤의 공중합체인 다공화 방법.
제12항에 있어서, 상기 용매가 1,4-디옥산을 포함하는 용매인 다공화 방법.
제12항에 있어서, 상기 (A) 공정에 있어서, 상기 폴리머 기재를 상기 용매에 침지하는 시간의 조절에 의해, 형성되는 표면층의 포어 사이즈를 제어하는 다공화 방법.
제12항에 있어서, 상기 (B) 공정에 있어서, 상기 폴리머 기재의 동결 처리 온도의 조절에 의해, 형성되는 표면층의 포어 사이즈를 제어하는 다공화 방법.
제12항에 있어서, 상기 (A) 공정에 있어서, 상기 폴리머 기재를 상기 용매에 침지하는 시간의 조절에 의해, 형성되는 표면층의 두께를 제어하는 다공화 방법.
제12항에 있어서, 상기 (B) 공정에 있어서, 상기 폴리머 기재를 일정 속도로 냉각하는 다공화 방법.
제12항에 있어서, 상기 폴리머 기재가 비다공성의 기재인 다공화 방법.
제12항에 있어서, 상기 폴리머 기재의 형상이 플레이트형, 기둥형 또는 관형인 다공화 방법.
제12항에 있어서, 상기 폴리머 기재의 형상이 생체 조직의 전체 또는 부분의 형상인 다공화 방법.
제12항에 따른 다공화 방법에 의해 폴리머 기재의 표면을 다공화하는 것을 특징으로 하는 다공성 부재의 제조 방법.
제24항에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 다공성 부재.