KR20120091717A - 커들란 및 젤란검을 유효성분으로 포함하는 유착방지용 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 커들란과 젤란검을 유효성분으로 하는 생분해성을 가지고 있고 생체적합성이 뛰어나며 유착방지성이 우수한 유착방지용 조성물 및 이를 이용한 유착방지제의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유착방지제는 외과적 수술, 감염 및 외상으로 인해 발생하는 유착현상을 방지할 수 있다.

Description

커들란 및 젤란검을 유효성분으로 포함하는 유착방지용 조성물 및 이의 제조방법{ANTI-ADHESION AGENT COMPRISING CURDLAN AND GELLAN GUM, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 커들란과 젤란검을 유효성분으로 하는 생분해성을 가지고 있고 생체적합성이 뛰어나며 유착방지성이 우수한 유착방지용 조성물 및 이를 이용한 유착방지제의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유착방지제는 외과적 수술, 감염 및 외상으로 인해 발생하는 유착현상을 방지할 수 있다.
유착(adhesion)이란 서로 분리되어 있어야 하는 인체의 조직이나 기관이 상처에 의해 섬유조직을 형성하여 서로 떨어지지 않는 현상을 말한다.
수술 후 빈번히 발생되는 조직 유착은 대부분의 외과 수술에서 발생하고 있으며, 장폐색증, 만성통증, 성기능 장애, 불임 등의 원인이 되고, 비수술적 치료로 증상의 호전이 없으면 수술적 치료를 적극적으로 고려해야 하며 2차 수술 시 의사와 환자들에게 많은 어려움을 준다.
이러한 유착을 방지하는 방법으로는 수술 시 상처를 최소화하거나, 항염제의 사용 혹은 섬유소의 형성을 막기 위해 tissue plasminogen activator를 활성화시키는 방법 등이 있고, 근래에는 물리적 장벽(barrier)을 사용하는 방법이 개발되어 사용되고 있다. 특히 상처부위를 도포 및 부착하는 물리적 유착방지제(physical adhesion barrier)는 유착발생을 직접적으로 차단하므로 그 효과가 우수하여 현재 임상에서 물리적 유착방지제가 주로 사용되고 있다.
최근에는 생체흡수성 고분자를 이용한 물리적 유착방지제에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 생체흡수성 고분자는 생체내에서 수화되어 상처치유기간 동안 상처를 주변조직과 격리시켜 줌으로써 유착 발생을 방지하며, 치료가 완료되고 나면 자연적으로 흡수, 제거되어 정상적인 조직에 영향을 미치지 않는 장점을 이용하려는 다양한 시도가 진행중이다.
이러한 생체 흡수성고분자의 예로는 히아루론산(hyaluronic acid, HA)이 있다. 그러나 HA는 생체 내에서 비교적 빠른 시간 내에 분해, 흡수되고 수용성이 높기 때문에 단시간에 상처의 표면으로부터 확산하며 흐르는 문제점이 있어 유착방지제로서의 성능에 제한이 있다. 또한 메틸 셀룰로오스 및 그 유도체도 유착을 방지한다고 알려져 있다. 그러나 이러한 고분자의 용액들도 지나치게 빨리 흡수되어 원하는 유착방지 효과를 나타낼 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 종래 유착방지제의 문제점을 해결하고 생체 내에서의 형태 유지 성능 및 방지막으로서의 기능을 갖는 유착방지제를 개발하기 위해 노력하던 중, 본 발명자들은 커들란과 젤란검을 주성분으로 하는 하이드로겔의 유착방지제가 효과적인 유착방지제로 사용될 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 커들란 및 젤란검을 유효성분으로 포함하는 유착방지용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 커들란 및 젤란검을 유효성분으로 포함하는 유착방지제의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 수술 후 발생하는 유착을 최소화 하거나 방지할 수 있으며, 일차 수술 후 유착의 형성을 막아주며, 유착을 제거할 목적으로 의도된 이차 수술 후의 유착의 재형성을 방지하며, 체내에서 분해 및/또는 흡수가 가능한 커들란 및 젤란검을 유효성분으로 포함하는 유착방지용 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 커들란 및 젤란검을 유효성분으로 포함하는 유착방지제의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서 유효성분으로 사용되는 커들란(curdlan)은 글루코오스가 β-1,3-글루코사이드 결합에 의해 결합되어있는 불용성의 β-글루칸으로, 상기 다당류의 두드러진 특징 중의 하나로 수용성 현탁액을 가열하면 단단한 탄력성이 있는 겔을 형성하는 가열 응고성을 가지고 있다. 이 때 형성된 겔은 다시 가열하여도 용해하지 않는 내열성을 가지고 있다. 또한 커들란은 독성이 매우 낮고 안정성이 높은 것이 확인되고 있으며, 이러한 이유로 식품이나 여러 공업 분야에서 널리 이용되고 있다.
본 발명에서 유효성분으로 사용되는 젤란검은 가역적인 젤을 형성하는 음이온성 고분자로, 젤을 형성하기 위해 열과 양이온을 필요로 한다고 보고되어 있고, 탈아세틸화된 젤란검은 agar와 유사한 겔을 형성하며, 독특한 녹는점을 나타낸다. 젤란검은 4개의 당이 반복되는 직선상 음이온 다당류로, 천연상태는 반복단위마다 글루코스 6-위치가 o-아세틸레이션되어 있다. 젤란검은 인체에 대한 안정성이 높고, 쉽게 겔화 할 수 있는 특성이 있어 인체의 수분과 결합하는 형태의 약물 전달 원료 물질 및 기본 의료재제로 활용하려는 연구가 활발히 이루어지고 있다.
본 발명에 따른 유착방지용 조성물은 커들란 : 젤란검을 1 : 0.3 ~ 3의 중량비로 포함하며, 커들란과 젤란검의 혼합비율이 상기 범위를 벗어나는 경우 유착방지제로서 적정한 점성 및 부착성, 도포성을 충족시키기 어렵다. 또한, 커들란 및 젤란검의 단독 사용시 겔화율과 겔강도가 높아 하이드로겔로서의 유연성이 좋지 않았으나, 본 발명에서와 같이 커들란과 젤란검을 혼합 사용시 겔화율 및 겔강도가 낮아지면서 분해율이 높아 하이드로겔로서의 유연성이 우수하였고 유착방지 효과 또한 우수하였다.
본 발명에 따른 유착방지용 조성물은 폼, 분말 또는 필름 제형으로 제조가 가능하며, 생리활성 단백질, 기능성 펩타이드제, 항암제, 항혈전형성제제, 스테로이드제, 비스테로이드계 항염증제, 호르몬 케모스타틱 인자, 진통제 또는 마취제 등으로 이루어진 군중에서 선택된 한 가지 이상의 약물이 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 유착방지제는 하이드로겔 형태로, 하이드로겔은 친수성고분자가 공유 또는 비공유 결합으로 가교되어 만들어진 3차원 망상구조물을 말한다. 하이드로겔은 수분을 함유할 수 있는 고분자 재료로서, 주로 수산기 (-OH), 카복실기 (-COOH), 아민기 (-CONH2), 아미드기 (-CONH-), 설폰기 (-SO3H) 등의 친수성 관능기 및 모세관과 삼투압 현상에 의해 수분을 함수하게 된다. 하이드로겔은 판형, 미립자, 나노입자, 코팅제, 필름 등과 같은 형태로 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 생체적합성이 우수하여 다량의 물을 흡수한 상태에서는 생체의 조직과 유사한 거동이 나타내기 때문에 응용범위가 광범위하여 실험실과 임상에서 널리 적용되고 있다.
본 발명에 따른 유착방지제는 커들란, 젤란검 및 물을 혼합하여 겔 수용액을 제조하고 상기 겔 수용액을 성형 건조하여 제조되는 것으로, 물 100 중량부에 대하여 커들란과 젤란검의 혼합물 1 내지 2 중량부를 포함하며, 상기 커들란과 젤란검의 혼합물은 커들란 : 젤란검이 1 : 0.3 ~ 3의 중량비로 혼합된다. 본 발명의 유착방지제는 하이드로겔 폼, 하이드로겔 분말 또는 하이드로겔 필름 제형으로 제조가 가능하다.
또한 본 발명에서는 상기와 같은 방법으로 제조되어진 조성물의 유착방지 효과를 입증하기 위하여 여러 종류의 제형에 대하여 유착방지 유효성 시험을 실시하였다. 유착형성 동물모델은 쥐 유착모델을 참조하였다. 이 동물모델을 기준으로 본 발명에서 제시한 방법으로 제조한 유착방지제를 비교, 시험하여 본 결과 우수한 유착방지 효과를 나타내는 것으로 확인되었다.
본 발명에 따른 생체적합성이 뛰어난 커들란 및 젤란검을 유효성분으로 포함하는 유착방지용 조성물은 유착정도 및 유착세기에 대한 측정값이 현저히 떨어지고, 체내 지속시간이 연장되어 유착방지성이 뛰어나다. 또한, 본 발명의 유착방지제는 기존의 화학재료나 합성소재로 화학적 가교화를 통해 만든 유착 방지막과는 달리 생체에 적합한 재료로 비화학적 방법을 통하여 제조되어 보다 안전하고 상처부위의 염증 등을 방지할 수 있다.
도1 - 실험예 1의 겔화율 측정 결과
도2 - 실험예 2의 분해율 측정 결과
도3 - 실험예 3의 겔강도 측정 결과
도4 - 실험예 4의 세포 독성 확인 결과
도5 - 실험예 5의 동물실험에서 유착정도와 유착세기 결과
도6 - 실험예 5의 동물실험에서 유착 실험 결과를 나타내는 사진((A) 및 (B) : 비처리군, (C) 및 (D) 실시예 1의 유착방지제 처리군)
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 커들란 및 젤란검을 포함하는 하이드로겔 유착방지제의 제조
증류수 100중량부에 커들란 0.75중량부와 젤란검 0.75중량부를 용해시킨 다음 25℃에서 1시간동안 교반시킨 후 50 mm×12 mm인 페트리디쉬에 부어 클린벤치에서 이틀 동안 건조시켜 하이드로겔 형태의 유착방지제를 제조하였다.
비교예 1: 커들란을 포함하는 유착방지제의 제조
증류수 100중량부에 커들란 1.5중량부를 용해시킨 다음 25℃에서 1시간동안 교반시킨 후 50 mm×12 mm인 페트리디쉬에 부어 클린벤치에서 이틀 동안 건조시켜 하이드로겔 형태의 유착방지제를 제조하였다.
비교예 2: 젤란검을 포함하는 유착방지제의 제조
증류수 100중량부에 젤란검 1.5중량부를 용해시킨 다음 25℃에서 1시간동안 교반시킨 후 50 mm×12 mm인 페트리디쉬에 부어 클린벤치에서 이틀 동안 건조시켜 하이드로겔 형태의 유착방지제를 제조하였다.
비교예 3: 키토산을 포함하는 유착방지제의 제조
증류수 100중량부에 키토산 1.5중량부를 용해시킨 다음 25℃에서 1시간동안 교반시키고, 제니핀 0.075중량부과 에탄올 1중량부의 혼합용액과 혼합한 후 50 mm×12 mm인 페트리디쉬에 부어 클린벤치에서 이틀 동안 건조시켜 하이드로겔 형태의 유착방지제를 제조하였다.
실험예 1: 겔화율 실험
가교반응에 참여하지 않고 남아있는 고분자를 제거하기 위해 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 하이드로겔 형태의 유착방지제를 25℃에서 24시간동안 침지시켰다. 상기 침지과정을 거친 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 하이드로겔 형태의 유착방지제를 꺼내어 겔 표면의 물기를 닦고 55℃의 건조기에 넣고 24시간 동안 건조시켰다. 하기의 식을 이용하여 겔화율을 계산하였으며, 그 결과를 도 1에 도시하였다. 도 1로부터 커들란, 젤란검 단독에 비해 커들란과 젤란검의 혼합겔이 겔화율이 더 낮음을 알 수 있다.
겔화율(%) = 건조된 겔의 무게/초기 사용된 하이드로겔의 무게 × 100
실험예 2: 분해율 실험
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 하이드로겔 형태의 유착방지제의 분해 정도를 알아보기 위해 다음의 방법을 사용하여 실험하였다. 건조된 하이드로겔의 무게를 측정하였다. 건조된 하이드로겔을 37℃의 PBS(Phosphate buffered saline)에 담그고 시간에 따른 무게 변화를 측정하였다. 측정하기 전 여과지를 사용하여 하이드로겔 표면에 묻어있는 물을 제거하고 무게를 측정하였다. 하기의 식을 이용하여 분해율을 계산하였으며, 그 결과를 도 2에 도시하였다. 도 2로부터 커들란, 젤란검 단독에 비해 커들란과 젤란검의 혼합겔이 분해가 더 잘됨을 알 수 있다.
분해율(%) = 팽윤되었을 때 겔의 무게/건조되었을 때 겔의 무게 × 100
실험예 3: 겔강도 측정
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 하이드로겔 형태의 유착방지제의 강도를 알아보기 위해 만능물성시험기 (Daego Co., RDE Ver 3.0)를 이용하여 압축강도를 상온에서 측정하였다. 시편의 두께는 3 mm±0.5 mm이고 지름은 10 mm이다. 겔강도는 각각 3개의 시편을 제조하여 측정하였다. 그 결과를 도 3에 도시하였다. 도 3으로부터 커들란, 젤란검 단독에 비해 커들란과 젤란검의 혼합겔이 겔강도가 더 낮음을 알 수 있다.
즉, 상기 실험예 1, 2 및 3의 겔화율, 분해율 및 겔강도 측정 결과로부터, 본 발명에서와 같이 커들란과 젤란검을 혼합하여 사용하는 경우 겔화율 및 겔강도가 낮고 분해율이 우수하여 유착 방지 효과가 뛰어남을 알 수 있다.
실험예 4: 세포독성 시험
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 하이드로겔 형태의 유착방지제의 세포독성의 여부를 조사하기 위하여 MTT(3-(4,5-디메틸디아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸리움브로마이드)를 이용하여 MTT검색법을 실시하였다. Raw 264.7 세포를 1×105 세포/ml로 96-웰플레이트에 웰(well) 당 100μl씩 넣고, 37 ℃, 5% CO2 배양기에서 24시간동안 배양하였다. 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 하이드로겔 형태의 유착방지제를 1 mg/ml 농도로 인산완충용액(PBS)에 현탁시키고 1/10씩 희석하여 0.1 μg/ml 농도가 되는 때까지 계속 희석하고 최종부피가 200 μl가 되도록 맞추어 상기 Raw 264.7 세포가 배양되고 있는 배양기에서 24시간동안 배양하였다. 다음 MTT시약이 5 mg/ml 농도로 들어있는 인산완충용액을 20μl씩 첨가하여 4시간동안 배양하고, 상층액을 제거하고 디메틸설폭사이드(DMSO)용액을 첨가한 후, ELISA Reader를 이용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하므로써 세포생존율을 측정하였다.
평균생존율(%) = 시료처리군의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100
실시예 1의 본 발명의 커들란 및 젤란검을 포함하는 하이드로겔 유착방지제는 직접적인 세포독성을 나타내지 않아 안전한 물질임을 알 수 있었다 (도 4 참조).
실험예 5: 복강막 유착방지효과
본 발명의 유착방지제의 유착방지 효과를 알아보기 위해 체중 250-300 g 정도의 Sprague-Dawley rat 4주령을 이용하여 실험하였다. 비교예 각 3마리, 실시예 각 3마리씩 사용하였다.
졸레틸과 자일라진으로 마취시킨 rat의 복부를 개복하여 맹장을 꺼내어 1 cm × 2 cm 크기로 장막에 손상을 가하고, 마주보이는 복강막에 같은 크기로 손상을 가한 뒤 비교예 1, 2, 3 및 실시예 1을 처리한 후 봉합하여 1주 후 rat을 안락사 시킨 뒤 개복하여 유착정도, 유착세기를 조사하였다(도 5 및 도6). 유착정도 및 유착세기는 하기 표 1을 기준으로 하였으며, 그 결과를 표 2와 같다.
[표 1]
Figure pat00001
[표 2]
Figure pat00002
표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1의 유착방지제는 비처리군 및 비교예 1 내지 3(커들란, 젤란검, 키토산 단독 처리군)에 비하여 우수한 유착방지 효과가 있음을 알 수 있다. 형성된 유착의 세기 또한 감소하여 수술 후 내부장기의 유착방지에 매우 효과적임을 알 수 있다. 또한, 도 6의 사진을 보면, (A) 및 (B)는 비처리군의 사진이고, (C) 및 (D) 실시예 1의 유착방지제 처리군의 사진으로, (A) 및 (B)의 경우 맹장과 복막에 유착이 일어나 있는 반면, (C) 및 (D)의 경우 실시예 1의 커들란과 젤란검을 포함하는 유착방지제를 처리한 것으로 맹장과 복막에 유착이 일어나지 않았음을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 커들란 및 젤란검을 유효성분으로 포함하는 유착방지용 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유착방지용 조성물은 커들란 : 젤란검을 1 : 0.3 ~ 3의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 유착방지용 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유착방지용 조성물은 폼, 분말 또는 필름 제형인 것을 특징으로 하는 유착방지용 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유착방지용 조성물은 생리활성 단백질, 기능성 펩타이드제, 항암제, 항혈전형성제제, 스테로이드제, 비스테로이드계 항염증제, 호르몬 케모스타틱 인자, 진통제 또는 마취제 등으로 이루어진 군중에서 선택된 한 가지 이상의 약물이 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유착방지용 조성물.
  5. 커들란, 젤란검 및 물을 혼합하여 겔 수용액을 제조하고 상기 겔 수용액을 성형 건조하여 제조되는 것을 특징으로 하는 유착방지제의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 물 100 중량부에 대하여 커들란과 젤란검의 혼합물 1 내지 2 중량부인 것을 특징으로 하는 유착방지제의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 커들란과 젤란검의 혼합물은 커들란 : 젤란검이 1 : 0.3 ~ 3의 중량비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 유착방지제의 제조방법.
KR1020110011649A 2011-02-09 2011-02-09 커들란 및 젤란검을 유효성분으로 포함하는 유착방지용 조성물 및 이의 제조방법 KR101274608B1 (ko)

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