KR20140033997A - Making method for dual-pore scaffold and the scaffold - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 스캐폴드에 관한 것이다.The present invention relates to a scaffold manufacturing method having a double pore and a scaffold manufactured using the same.
생체조직공학(tissue engineering)이란 생명과학, 의학, 공학의 기본 개념과 기술을 바탕으로 하여 생체조직의 대용품을 만들어 생체에 이식함으로써 생체 기능의 유지, 향상, 복원을 가능하게 하고자 하는 기술을 통틀어 일컫는 것이다. 1980년대 처음으로 인공피부가 제작되면서 새로운 학문 분야로 인정받기 시작하여 현재까지 다양하고 활발한 연구가 이루어져 오고 있다. 매우 복잡한 조직인 장기의 경우에는 아직까지는 연구 단계에서 크게 벗어나지 못했으나, 상대적으로 단순한 조직인 피부나 뼈 등의 경우에는 널리 사용되는 단계까지 발전되어 있다.Tissue engineering refers to a technology that attempts to maintain, improve, and restore the function of a living body by making a substitute for living tissue based on basic concepts and techniques of life science, medicine, and engineering and implanting it into a living body. will be. As artificial skin is produced for the first time in the 1980s, it has been recognized as a new field of study, and various and active researches have been made to date. In the case of organs, which are very complex tissues, they have not yet escaped from the research stage, but in the case of relatively simple tissues such as skin and bones, they have advanced to the widely used stage.
생체조직공학의 실제 구현은, 환자의 몸에서 필요한 조직을 채취하고 그 조직편으로부터 세포를 분리한 다음 분리된 세포를 배양을 통하여 필요한 양만큼 증식시키고 다공성을 가지는 생분해성 고분자 지지체에 심어 일정기간 체외 배양함으로써 형성되는 스캐폴드(scaffold, '세포 배양 지지체'라고도 함)를 다시 인체 내에 이식하는 방식으로 이루어진다. 이식 후 세포들은 대부분의 조직이나 장기의 경우 신생 혈관이 형성될 때까지는 체액의 확산에 의해 산소와 영양분을 공급받다가 인체 내의 혈관이 들어와 혈액의 공급이 이루어지면 세포들이 증식 분화하여 새로운 조직 및 장기를 형성하고 생분해성 고분자 지지체는 그동안 분해되어 사라지게 된다.The actual implementation of biotissue engineering involves taking the necessary tissue from the patient's body, separating the cells from the tissue pieces, and then proliferating the separated cells by the necessary amount through the culture and planting them in a porous biodegradable polymer support for a certain period of time. The scaffolds (also called 'cell culture scaffolds') that are formed by implanting them back into the human body are made. After transplantation, most tissues and organs receive oxygen and nutrients by the diffusion of body fluid until new blood vessels are formed, but when blood vessels enter the body and supply blood, the cells proliferate and differentiate to form new tissues and organs. The biodegradable polymer support forms and breaks down and disappears.
인체 조직의 재생을 위해 사용되는 지지체의 재료의 주된 요건은 다음과 같다. 먼저 가장 기본적으로는 조직세포가 그 위에 잘 유착되어야 하며, 또한 조직세포가 재료 표면에 유착하여 3차원적 구조를 가진 조직을 형성할 수 있도록 기질 또는 지지체의 역할을 충분히 할 수 있는 기계적 강도를 가져야 한다. 또한 이식된 세포와 숙주 세포 사이에 위치하는 중간 장벽으로서의 역할도 해야 하는데 이를 위해서는 이식 후 혈액응고나 염증반응이 일어나지 않는 무독성의 생체적합성이 있어야 한다. 또한 이식된 세포가 새로운 체내 조직으로서 기능과 역할을 하게 되면 원하는 시간 안에 생체 내에서 완전히 분해되어 사라질 수 있는 생분해성을 지녀야 한다.
The main requirements of the material of the support used for the regeneration of human tissue are as follows. First and foremost, tissue cells should adhere well to it, and should have sufficient mechanical strength to act as a substrate or support so that tissue cells adhere to the material surface to form a three-dimensional structure. do. It should also serve as an intermediate barrier between the transplanted and host cells, which requires nontoxic biocompatibility that does not result in coagulation or inflammatory reactions after transplantation. In addition, when transplanted cells function and function as new body tissues, they must have biodegradability that can be completely degraded and disappeared in vivo within the desired time.
상술한 바와 같은 여러 조건을 만족시킬 수 있도록 하기 위한 스캐폴드 제작 기술과 관련된 연구가 다양하게 꾸준히 이루어져 왔다.Various studies have been made regarding scaffold fabrication techniques to satisfy various conditions as described above.
3차원 스캐폴드를 제작하기 위한 기술로서 일반적으로 알려진 기술은 염침출법(solvent-casting particulate leaching), 염발포법(gas foaming), 섬유 메쉬/섬유 접착법(fiber meshes/fiber bonding), 상분리법 (phase separation), 용융 몰딩법(melt moulding), 동결 건조법(freeze drying) 등이 있다. 염침출법에 의해 만들어진 스캐폴드는 혼합하는 염결정의 크기에 따라 공극의 크기와 공극률을 조절할 수 있으나, 형상을 만들기 위한 방법으로 재료를 어떤 형상의 틀에 넣고 경화시키는 방법을 사용하기 때문에 만들 수 있는 3차원 형상이 제한적이며, 또한 스캐폴드 표면이 거친 형상을 가지게 되고, 또한 내부 염결정 침출의 잔류로 인해 세포의 부착과 침투가 영향을 받을 수 있다는 문제점이 있다. 염침출법을 이용하여 스캐폴드를 제작하는 기술에 관하여, 한국특허공개 제2012-0045480호 "염침출법을 이용한 세포구조체의 제조 방법" (2012.05.09), 한국특허공개 제2001-0046941호 "생체조직공학용 다공성 생분해성 고분자 지지체의 제조 방법" (2001.06.15) 등에 구체적으로 잘 설명되어 있다. 염발포법은 염침출법과 마찬가지로 염결정의 크기에 따라 공극의 크기와 공극률을 조절할 수 있으며 상호연결성이 우수한 편으로 가장 일반적으로 사용되어지는 방법이나, 염침출법과 유사하게 만들 수 있는 3차원 형상이 제한적이라는 문제는 여전히 남아 있다. 상분리법은 생분해성 고분자를 유기용매에 용해하여 나프탈렌과 같은 승화에 따른 상분리에 의하여 다공성 스캐폴드를 제조하는 방법으로, 승화성 물질의 승화를 조절함으로써 공극의 크기를 조절할 수 있기는 하지만, 일반적으로 필요한 정도보다 작은 크기의 공극이 형성되어 세포 배양에는 어려움이 있다. 섬유 메쉬/섬유 접착법은 무작위적으로 풀어진 봉합사의 가닥들을 열처리하여 삼차원적 형태를 구성한 것으로 매우 높은 공극률과 공극의 크기 및 공극 사이의 상호연결성을 갖추고 있으나, 기계적 강도가 약하다.Commonly known techniques for fabricating three-dimensional scaffolds include solvent-casting particulate leaching, gas foaming, fiber meshes / fiber bonding, and phase separation. phase separation, melt molding, freeze drying, and the like. The scaffold made by the salt leaching method can adjust the pore size and porosity according to the size of the salt crystals to be mixed, but it can be made because the material is put into the mold of some shape and hardened as a way to make the shape. There is a problem that the three-dimensional shape is limited, and also the scaffold surface has a rough shape, and the adhesion and penetration of cells may be affected by the residual salt internal leaching. Regarding the technique of manufacturing the scaffold using the salt leaching method, Korean Patent Publication No. 2012-0045480 "Method of manufacturing a cell structure using the salt leaching method" (2012.05.09), Korean Patent Publication No. 2001-0046941 " Method for preparing porous biodegradable polymer support for biotissue engineering "(2001.06.15) and the like. Like the salt leaching method, like the salt leaching method, the size and porosity of the pore can be adjusted according to the size of the salt crystal and the interconnectivity is the most commonly used method, but the three-dimensional shape that can be made similar to the salt leaching method The problem of being limited remains. The phase separation method is a method of preparing a porous scaffold by dissolving a biodegradable polymer in an organic solvent and performing phase separation according to sublimation, such as naphthalene. In general, although the pore size can be controlled by controlling the sublimation of the sublimable material, The formation of pores of a size smaller than necessary leads to difficulties in cell culture. The fiber mesh / fiber bonding method is a three-dimensional shape formed by heat treating randomly released strands of suture, and has very high porosity, pore size and interconnection between pores, but weak mechanical strength.
위에 설명한 방법들은, 만들 수 있는 3차원 형상이 제한적이라서 원하는 대로의 3차원 형상을 만들 수 없다는 단점을 모두 내포하고 있다. 이러한 문제를 극복하여 임의형상 제작기술(SFF, Solid Freeform Fabrication)이 도입되고 있다. 임의형상 제작기술(SFF, Solid Freeform Fabrication)은, 귓바퀴 형태 등과 같이 상당히 복잡한 형상도 아주 잘 구현할 수 있을 만큼 원하는 3차원 형상을 자유로이 만들 수 있는 장점이 있으며, 뿐만 아니라 스캐폴드의 공극 크기(Pore size), 공극률(Porosity), 공극간 상호연결성(Interconnectivity)을 높여 세포가 보다 쉽게 스캐폴드 내부로 침투 가능하며, 영양분 순환이나 산소의 공급을 높일 수 있도록 할 수 있다는 장점 또한 있다. 대표적인 예로는 SLA(Stereo Lithography Apparatus), SLS(Selective Laser Sintering), FDM(Fused Deposition Modeling), 3차원 프린팅(3D printing), 3차원 플로팅(3D Plotting) 등이 있다.The methods described above all have the drawback that the three-dimensional shapes that can be created are limited and thus cannot be produced as desired. Overcoming these problems, arbitrary shape fabrication technology (SFF, Solid Freeform Fabrication) has been introduced. SFF (Solid Freeform Fabrication) has the advantage of being able to freely create the desired three-dimensional shape so that even the most complicated shape such as the pinwheel shape can be realized very well, as well as the pore size of the scaffold ), Porosity, and inter-pore interconnectivity allow cells to penetrate into the scaffold more easily and increase nutrient circulation and oxygen supply. Representative examples include Stereo Lithography Apparatus (SLA), Selective Laser Sintering (SLS), Fused Deposition Modeling (FDM), 3D printing, 3D Plotting, and the like.
SLA(Stereo Lithography Apparatus)는 액상의 광경화성 재료 표면에 레이저(UV)를 선택적으로 주사하여 주사된 부분만 경화시키는 방법으로, 한층의 단면 형상이 제작되면 제작된 스캐폴드 용기의 받침대를 한층 두께만큼 내리고 다시 레이저를 주사하여 한 층씩 스캐폴드가 제작되도록 하는 기술이다. SLS(Selective Laser Sintering)는 분말 형태의 고분자 재료 표면에 레이저를 선택적으로 주사해서 주사된 부분의 고분자 분말의 온도가 유리전이온도(Tg) 이상으로 올라가서 소결(Sintering)되면서 한 층씩 스캐폴드가 제작되도록 하는 기술이다. SLS에서, 한 층이 제작되면 롤러를 이용하여 제작된 스캐폴드 위에 다시 고분자 분말을 도포하고 레이저로 주사하는 방법을 반복하면서 스캐폴드를 제작하게 된다. FDM(Fused Deposition Modelling)은 필라멘트선 형태의 열가소성 고분자 물질을 노즐 안에서 가열하여 노즐을 통해 분사시켜 굳힌 후, 한 층이 굳어지면 그 위로 노즐을 이동시킨 후 같은 공정을 통해 다음 층을 생성하는 원리를 이용 하여 스캐폴드를 제작하는 기술이다. 3차원 프린팅(3D printing)은 잉크젯 프린팅 기법을 이용하는 기술로 얇은 고분자 분말을 롤러를 이용하여 균일하게 펼친 후 잉크젯 프린터 헤드를 이동시키면서 결합제(Binder)를 뿌려 고분자 분말 입자를 결합시켜 한 층을 제작하고, 한 층이 제작되면 그 위에 얇은 고분자 분말층을 다시 쌓고 결합제를 뿌려주는 과정을 반복하여 3차원 형상의 스캐폴드를 제작하는 기술이다. 3차원 플로팅(3D Plotting)은 생체조직에 적합한 고분자를 용융시켜 공압으로 노즐을 통해 밀어내면서 3차원 형상의 스캐폴드를 제작하는 기술로, 노즐이 장착된 실린더 헤드가 XYZ 방향으로 자유롭게 이동이 가능하도록 형성되고, 용융된 고분자는 노즐을 통과하여 바닥 또는 스캐폴드 표면에 닿게 되는 순간 경화되게 하여, 자유로이 3차원 형상을 제작할 수 있다. 3차원 플로팅을 이용하면 용액 내부에 성형할 수도 있고 공기 중에 성형도 가능한 등 여러 장점이 있다. 본 출원인에 의해 출원된 한국특허공개 제2010-0072326호 "세포 배양 지지체 제조 방법" (2012.02.06)에는 이러한 3차원 플로팅 기법을 기반으로 한 3차원 스캐폴드 제작 기술에 대해 잘 설명되어 있다.SLA (Stereo Lithography Apparatus) is a method that selectively irradiates the surface of liquid photocurable material with laser (UV) to cure only the scanned part. It is a technique to make a scaffold by layering by lowering and scanning again. Selective Laser Sintering (SLS) selectively irradiates a laser onto the surface of the polymer material in powder form so that the scaffolds are fabricated one by one as the temperature of the polymer powder in the injected part rises above the glass transition temperature (Tg) and sinters. It is a technique to do. In SLS, when a layer is produced, the scaffold is manufactured by repeating the method of applying a polymer powder and scanning with a laser again on the manufactured scaffold using a roller. FDM (Fused Deposition Modeling) is a method of heating a filament-shaped thermoplastic polymer in a nozzle and spraying it through a nozzle to harden it. It is a technique to manufacture a scaffold using. 3D printing is a technology using inkjet printing technique that spreads thin polymer powder evenly using a roller, and then moves the inkjet printer head and sprays a binder to combine the polymer powder particles to form a layer. In addition, when a layer is manufactured, the thin polymer powder layer is piled up again, and a process of spraying a binder is repeated to produce a three-dimensional scaffold. 3D Plotting is a technology that manufactures a three-dimensional scaffold while melting a polymer suitable for living tissue and pushing it through a nozzle at pneumatic pressure. The cylinder head equipped with the nozzle can move freely in the XYZ direction. The molten polymer that is formed is allowed to cure at the moment it passes through the nozzle and reaches the bottom or scaffold surface, thereby freely producing a three-dimensional shape. The use of three-dimensional floating has several advantages, such as the ability to mold inside a solution and to mold in air. Korean Patent Publication No. 2010-0072326, "Method for Producing Cell Culture Support" (2012.02.06), filed by the present applicant, describes a three-dimensional scaffold manufacturing technique based on this three-dimensional floating technique.
그런데, 이러한 SFF법을 이용하여 만들어지는 스캐폴드의 경우에도, 공극의 크기나 공극률이 원하는 만큼 충분히 높지 않아서 조직세포의 유착률을 좀더 높여야 할 필요성이 요구되고 있어, 좀더 개선이 필요하다는 점이 지적되고 있다.
However, even in the case of the scaffold made by using the SFF method, it is pointed out that the size and porosity of the pores are not high enough as desired, so that the adhesion rate of tissue cells is required to be increased, and further improvement is needed. have.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기본적으로 SFF법의 원리에 의해 스캐폴드가 만들어지도록 함으로써 원하는 3차원 형상을 자유로이 만들 수 있으면서도, 여기에 염발포법 또는 염침출법의 원리가 결합됨으로써 스캐폴드를 이루는 스트랜드(strand) 자체에도 기공이 형성되도록 하여 공극률을 더욱 높여 조직세포의 유착률을 더욱 향상시킬 수 있는, 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 스캐폴드를 제공함에 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and the object of the present invention is to be able to freely create a desired three-dimensional shape by basically making a scaffold by the principle of the SFF method, Combined with the principles of salt foaming or leaching, the pores are also formed in the strands that make up the scaffold, so that the porosity can be increased to further increase the adhesion rate of tissue cells. To provide a fold manufacturing method and a scaffold manufactured using the same.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법은, 생분해성 고분자 재료 및 제1종 용매와 반응하지 않고 제2종 용매와 반응하는 성질을 가지는 침출용 염 파우더를 제1종 용매에 혼합하여 혼합액을 제조하는 혼합액 제조 단계; 상기 혼합액으로부터 제1종 용매를 기화시켜 제거하는 제1종 용매 제거 단계; 제1종 용매가 제거된 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염의 혼합물을 3차원 임의형상 스캐폴드 제작장치에 수용시켜, 상기 3차원 임의형상 스캐폴드 제작장치에 의하여 3차원 임의형상 스캐폴드의 기본 형상을 제작하는 스캐폴드 기본 형상 제작 단계; 기본 형상 제작이 완료된 스캐폴드를 제2종 용매에 담가 염을 침출하는 스캐폴드 이중 기공 제작 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 스캐폴드 제조 방법은, 상기 3차원 임의형상 스캐폴드 제작 장치는 3차원 플로터(3D plotter)로서, 상기 혼합물이 노즐을 통해 미세 섬유(strand) 형태로 분사되고, 분사된 상기 미세 섬유가 3차원 플로팅되어 미세 메쉬(mesh) 구조로 된 3차원 임의형상이 형성되도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method for producing a scaffold having a double pore of the present invention for achieving the above object is a leaching salt powder having a property of reacting with a second type solvent without reacting with a biodegradable polymer material and a first type solvent. A mixed liquid preparation step of preparing a mixed liquid by mixing in a first kind of solvent; A first kind solvent removing step of vaporizing and removing a first kind solvent from the mixed solution; The mixture of the biodegradable polymer material and the leaching salt, in which the solvent of the first kind is removed, is accommodated in the three-dimensional arbitrary scaffolding apparatus, and the basic shape of the three-dimensional arbitrary-shaped scaffolding apparatus is Scaffold basic shape manufacturing step for manufacturing; A scaffold double pore fabrication step of dipping salts by dipping the scaffold having the basic shape fabrication into a second kind of solvent; And a control unit. At this time, the scaffold manufacturing method, the three-dimensional arbitrary shape scaffold manufacturing apparatus is a three-dimensional plotter (3D plotter), the mixture is sprayed in the form of fine fibers (strand) through a nozzle, the injected fine fibers are It is characterized in that the three-dimensional floating to form a three-dimensional arbitrary shape having a fine mesh (mesh) structure.
이 때, 상기 생분해성 고분자 재료는 PLA(poly(lactic acid)), PGA(poly(glycolic acid)), PCL(polycaprolactone), PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid)), PU(polyurethane) 중 선택되는 적어도 어느 하나인 합성 고분자 재료이거나, 또는 콜라겐(collagen), 알부민(albumin), 아미노산(poly(amino acid))을 포함하는 단백질 및 단백질을 기초로 하는 고분자, 셀룰로오스(cellulose), 아가로스(agarose), 알지네이트(alginate), 헤파린(heparin), 히아루론산(hyaluronic acid), 키토산(chitosan) 중 선택되는 적어도 어느 하나인 천연 고분자 재료인 것을 특징으로 한다.At this time, the biodegradable polymer material is PLA (poly (lactic acid)), PGA (poly (glycolic acid)), PCL (polycaprolactone), PLGA (poly (lactic-co-glycolic acid)), PU (polyurethane) Synthetic polymer material, which is at least one selected, or a protein based on collagen, albumin, poly (amino acid) and a polymer based on protein, cellulose, agarose ( Agarose), alginate (alginate), heparin (heparin), hyaluronic acid (hyaluronic acid), chitosan (chitosan) is characterized in that the natural polymer material is at least any one selected.
이 때, 상기 침출용 염은 상기 제2종 용매와 반응하여 기체화되는 성질을 가지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 침출용 염은 NH4HCO3인 것이 바람직하다. 또한 이 때, 상기 제1종 용매는 유기 용매인 것이 바람직하다. 이 때, 상기 제1종 용매는 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드, 부탄올, 아이소프로판올, 아이소부틸알콜, 테트라 부틸알콜, 아세틱산, 1,4-다이옥산, 톨루엔, 오소-자이렌, 디메틸포름아마이드 중 선택되는 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다. 또한 이 때, 상기 제2종 용매는 물인 것이 바람직하다.At this time, the leaching salt is characterized in that it has a property of reacting with the second solvent to gasify. At this time, the leaching salt is preferably NH 4 HCO 3 . At this time, the first kind of solvent is preferably an organic solvent. At this time, the first solvent is chloroform, tetrahydrofuran, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, butanol, isopropanol, isobutyl alcohol, tetra butyl alcohol, acetic acid, 1,4-dioxane, toluene It is preferable that it is at least any one selected from among, ortho-xylene and dimethylformamide. At this time, the second solvent is preferably water.
또한, 상기 침출용 염은 파우더 직경이 10 내지 250㎛ 범위 내의 값을 가지는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 침출용 염은 볼 밀(ball mill)을 사용하여 갈아서 파우더 상태로 형성시키는 것을 특징으로 한다. 또한 이 때, 상기 볼 밀은 적어도 2종의 직경을 갖는 볼을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the leaching salt preferably has a powder diameter in the range of 10 to 250㎛. At this time, the leaching salt is characterized in that the grinding by using a ball mill (ball mill) to form a powder. At this time, it is preferable that the ball mill uses a ball having at least two kinds of diameters.
또한, 상기 혼합액 제조 단계는 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염 파우더의 중량비가 1:3 내지 1:5 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of preparing the mixed liquid is characterized in that the weight ratio of the biodegradable polymer material and the leaching salt powder has a value in the range of 1: 3 to 1: 5.
또한, 상기 혼합액 제조 단계는 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염 파우더를 제1종 용매에 넣고 제1소정 시간 동안 회전 또는 교반하는 단계; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 제1소정 시간은 1 내지 8시간 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of preparing the mixed solution is a step of putting the biodegradable polymer material and the leaching salt powder in a solvent of the first kind to rotate or stir for a first predetermined time; And further comprising: At this time, the first predetermined time is characterized in that it has a value within the range of 1 to 8 hours.
또한, 상기 제1종 용매 제거 단계는 제2소정 시간 동안 제1종 용매를 기화시켜 제거하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 제2소정 시간은 12 내지 36시간 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the solvent of the first type may be removed by vaporizing the first solvent for a second predetermined time. At this time, the second predetermined time is characterized in that it has a value within the range of 12 to 36 hours.
또한, 상기 스캐폴드 기본 형상 제작 단계는 상기 혼합물이 상기 노즐에 수용되는 단계; 상기 혼합물이 가열에 의하여 용융되는 단계; 상기 혼합물이 가압에 의하여 상기 노즐로 배출되는 단계; 상기 노즐의 3차원 움직임에 의하여 상기 노즐을 통해 미세 섬유(strand) 형태로 배출된 상기 혼합물이 미세 메쉬(mesh) 구조를 형성하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 스캐폴드 기본 형상 제작 단계는 가열 온도가 60 내지 65℃ 범위 내의 값을 가지는 것이 바람직하다. 또한 이 때, 상기 스캐폴드 기본 형상 제작 단계는 가압 압력이 300 내지 1,000kPa 범위 내의 값을 가지는 것이 바람직하다.In addition, the scaffold basic shape manufacturing step may be the step of receiving the mixture in the nozzle; Melting the mixture by heating; Discharging said mixture to said nozzle by pressurization; Forming a fine mesh structure of the mixture discharged in the form of fine fibers through the nozzle by three-dimensional movement of the nozzle; And a control unit. At this time, the scaffold basic shape manufacturing step is preferably a heating temperature has a value in the range of 60 to 65 ℃. In this case, the scaffold basic shape manufacturing step preferably has a pressure in the range of 300 to 1,000 kPa.
또한, 상기 노즐은 배출구의 직경이 50 내지 500㎛ 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the nozzle is characterized in that the diameter of the outlet has a value in the range of 50 to 500㎛.
또한, 상기 스캐폴드 제조 방법은 상기 침출용 염 파우더의 직경 및 상기 노즐의 직경의 비가 0.04 내지 0.5 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the scaffold manufacturing method is characterized in that the ratio of the diameter of the leaching salt powder and the diameter of the nozzle has a value within the range of 0.04 to 0.5.
또한, 상기 스캐폴드 이중 기공 제작 단계는 기본 형상 제작이 완료된 스캐폴드를 제2종 용매에 제3소정 시간 동안 담그는 담금 단계; 상기 스캐폴드가 담겨진 제2종 용매에 제4소정 시간 동안 초음파 진동을 가하는 진동 단계; 상기 스캐폴드를 제2종 용매에서 건져내어 제5소정 시간 동안 건조시키는 건조 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 제3, 제4, 제5소정 시간은 12 내지 36시간 범위 내의 값을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 담금 단계는 상기 제2종 용매의 온도가 36 내지 60℃ 범위 내의 값을 가지도록 유지되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 건조 단계는 건조 온도가 36 내지 60℃ 범위 내의 값을 가지도록 유지되는 것이 바람직하다.
In addition, the scaffold double pore manufacturing step is a immersion step of immersing the scaffold is completed in the basic shape for a third predetermined time; A vibration step of applying ultrasonic vibration to a second solvent containing the scaffold for a fourth predetermined time; Drying the scaffold in a second kind of solvent and drying for a fifth predetermined time; And a control unit. In this case, it is preferable that the third, fourth and fifth predetermined times have a value within a range of 12 to 36 hours. In addition, the immersion step is preferably maintained so that the temperature of the second type solvent has a value within the range of 36 to 60 ℃. In addition, the drying step is preferably maintained so that the drying temperature has a value within the range of 36 to 60 ℃.
또한, 본 발명에 의한 이중 기공을 가지는 스캐폴드는, 3차원 임의형상 제조장치에 의하여 제조됨으로써 미세 섬유가 얽혀진 미세 메쉬 구조를 형성하되, 상기 미세 섬유에 기공이 형성된 형태로 이루어져 상기 미세 메쉬 자체의 기공 및 상기 미세 섬유에 형성된 기공으로 이루어지는 이중 기공을 가지는 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 스캐폴드는, 미세 섬유 상에 형성된 기공의 직경 및 미세 섬유의 직경의 비가 0.01 내지 0.5 범위 내의 값을 가지는 것이 바람직하다.In addition, the scaffold having a double pore according to the present invention is formed by a three-dimensional arbitrary shape manufacturing apparatus to form a fine mesh structure in which fine fibers are entangled, the fine mesh itself is made of a form in which pores are formed in the fine fibers Characterized in that it has a double pore consisting of pores and pores formed in the fine fibers. At this time, the scaffold preferably has a value within the range of 0.01 to 0.5 of the diameter of the pores formed on the fine fibers and the diameter of the fine fibers.
또한 본 발명에 의한 이중 기공을 가지는 스캐폴드는, 상술한 바와 같은 방법 중 어느 하나에 의하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the scaffold having a double pore according to the present invention is characterized in that it is produced by any one of the methods described above.
본 발명에 의하면, 기본적으로 SFF법의 원리에 의해 스캐폴드가 만들어지도록 함으로써 원하는 3차원 형상을 자유로이 만들 수 있으면서도, 여기에 염발포법 또는 염침출법의 원리가 결합됨으로써 스캐폴드를 이루는 스트랜드(strand) 자체에도 기공이 형성되도록 하여 공극률을 더욱 높여 조직세포의 유착률을 더욱 향상시킬 수 있는 큰 효과가 있다. 보다 구체적으로 설명하자면, SFF법으로 3차원 스캐폴드를 만들게 되면 미세 섬유(스트랜드)가 얽혀진 형태, 즉 미세 메쉬 구조를 형성함으로써 공극이 형성되는데, 본 발명에 의하면 이와 더불어 스트랜드 자체에도 공극이 형성됨으로써 종래의 SFF법에 의해 만들어진 스캐폴드에 비하여 훨씬 공극률을 높일 수 있으므로, 세포 유착률이 비약적으로 향상되는 것이다.According to the present invention, it is possible to freely create a desired three-dimensional shape by allowing the scaffold to be made based on the principle of the SFF method, and the strand forming the scaffold by combining the principle of the salt foaming method or the salt leaching method thereto. The pores are also formed in itself, thereby increasing the porosity, thereby improving the adhesion rate of tissue cells. More specifically, when the three-dimensional scaffold is made by the SFF method, the voids are formed by forming a fine mesh (strand) entangled, that is, a fine mesh structure, and according to the present invention, the voids are formed in the strand itself. As a result, the porosity can be much higher than that of the scaffold made by the conventional SFF method, and the cell adhesion rate is dramatically improved.
본 발명은 또한, 별도의 특수한 장비를 굳이 필요로 하는 것이 아니고 재료를 개선하고 일부의 공정을 추가하기만 하면 되기 때문에, 기존에 사용되는 SFF법에 사용되는 장비를 그대로 사용할 수 있으며, 따라서 본 발명의 제조 방법을 도입하기 위한 설비 투자비 상승분이 거의 발생하지 않아, 경제적인 효과 또한 크다.
The present invention also does not require any special equipment, but only needs to improve materials and add some processes, so that the equipment used in the existing SFF method can be used as it is, and thus the present invention There is little increase in equipment investment cost for introducing the manufacturing method, and the economic effect is also great.
도 1은 본 발명의 스캐폴드 제조 방법의 한 실시예의 개념도.
도 2는 본 발명의 스캐폴드 제조 방법의 한 실시예의 흐름도.
도 3은 본 발명의 스캐폴드 제조 방법에 의하여 제조된 스캐폴드.1 is a conceptual diagram of one embodiment of a method for manufacturing a scaffold of the present invention.
2 is a flow diagram of one embodiment of a method for manufacturing a scaffold of the present invention.
Figure 3 is a scaffold manufactured by the scaffold manufacturing method of the present invention.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 스캐폴드를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a scaffold manufacturing method having a double pore according to the present invention having the configuration as described above and a scaffold manufactured using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
앞서 설명한 바와 같이, 종래의 스캐폴드 제작 기술 중 염침출법 등의 고전적인 기술의 경우 성형틀에 넣고 경화시켜 만들기 때문에 만들 수 있는 3차원 형상에 한계가 있었고, 3차원 임의형상 제작기술의 경우 자유로이 원하는 형상을 만들 수 있는 반면 세포 유착률을 높이기 위해 공극률을 좀더 높일 필요성이 있었다.As described above, in the conventional scaffold fabrication techniques, the classical techniques such as the salt leaching method had limitations to the three-dimensional shapes that can be made because they are made into a molding mold and hardened, and in the case of the three-dimensional arbitrary shape manufacturing techniques, While the desired shape could be made, there was a need for higher porosity to increase cell adhesion.
본 발명에서는 바로 이러한 점을 개선하기 위해, 3차원 임의형상 제작기술(SFF)을 이용하여 기본 형상을 만들되, 임의형상 제작에 사용되는 재료 자체에 침출용 염을 미리 혼합하여 두었다가, 기본 형상 제작 완료 후 염을 침출해 냄으로써 3차원 임의형상 제작기술로 만들어진 스캐폴드에 (염발포법 또는 염침출법 원리에 의한) 부가적인 기공이 더 형성되도록 하였다. 이와 같이 함으로써, 스캐폴드의 기본적인 형상 자체는 3차원 임의형상 제작기술에 의해 만들어지는 원하는 대로 자유로이 만들 수 있게 됨은 물론이고, 스캐폴드를 이루는 스트랜드(strand) 자체에도 염 침출에 의해 기공이 형성됨으로써, 종래의 단순 SFF법에 의해 만들어진 스캐폴드에 비해 공극률을 훨씬 높일 수 있고, 물론 이에 따라 세포 유착률도 훨씬 향상시킬 수 있게 된다.
In the present invention, in order to improve this point, the basic shape is made by using a three-dimensional arbitrary shape fabrication technology (SFF), the leaching salt is premixed with the material itself used in the arbitrary shape fabrication, the basic shape is completed The salts were then leached out so that additional pores (by the salt foaming or salt leaching principle) were formed in the scaffold made by the three-dimensional arbitrary shape fabrication technique. In this way, the basic shape of the scaffold itself can be freely made as desired by the three-dimensional arbitrary shape fabrication technique, and the pores are formed by salt leaching in the strands forming the scaffold itself. Compared to the scaffold made by the conventional simple SFF method, the porosity can be much higher, and accordingly, the cell adhesion rate can be further improved.
도 1은 본 발명의 스캐폴드 제조 방법의 한 실시예의 개념도이며, 도 2는 본 발명의 스캐폴드 제조 방법의 한 실시예의 흐름도이다. 도 1, 2는 본 발명의 스캐폴드 제조 방법의 한 실시예를 나타내는 것으로서, 도 1, 2에 기재된 물질들이나 단계들은 하나의 예시일 뿐으로 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아님을 미리 밝혀 둔다. 이러한 점을 전제하고, 도 1, 2를 통해 이러한 본 발명의 이중 기공을 가지는 스캐폴드의 제작 방법을 이하에서 상세히 설명한다.
1 is a conceptual diagram of one embodiment of the scaffold manufacturing method of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart of one embodiment of the scaffold manufacturing method of the present invention. 1 and 2 show one embodiment of the method of manufacturing the scaffold of the present invention, and it is to be understood that the materials or steps described in FIGS. 1 and 2 are merely exemplary and the present invention is not limited thereto. Assuming this point, a method of manufacturing a scaffold having such a double pore of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 and 2.
먼저, 도 1(A) 또는 도 2의 S1에 나타난 바와 같이, 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염 파우더를 제1종 용매에 혼합하여 혼합액을 제조한다. 이 때 상기 침출용 염 파우더는 제1종 용매와 반응하지 않고 (차후 설명될) 제2종 용매와 반응하는 성질을 가진다. 보다 상세히는, 상기 침출용 염은 상기 제2종 용매와 반응하여 기체화되는 성질을 가진다(이 조건에 대해서는 최후의 이중 기공 제작 단계에서 보다 상세히 설명한다). 이와 같은 [침출용 염 / 제1종 용매 / 제2종 용매]로서 사용될 수 있는 물질은, [NH4HCO3 / 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드, 부탄올, 아이소프로판올, 아이소부틸알콜, 테트라 부틸알콜, 아세틱산, 1,4-다이옥산, 톨루엔, 오소-자이렌, 디메틸포름아마이드 등과 같은 유기 용매 / 물] 등이 될 수 있다. 도 1의 실시예에서는 상기 침출용 염이 NH4HCO3인 것으로, 상기 제1종 용매는 유기 용매인 것으로, 상기 제2종 용매는 물인 것으로 나타나 있으나, 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니다.First, as shown in FIG. 1A or S1 of FIG. 2, a biodegradable polymer material and a leaching salt powder are mixed with a solvent of a first kind to prepare a mixed solution. At this time, the leaching salt powder has a property of reacting with the second kind of solvent (to be described later) without reacting with the first kind of solvent. In more detail, the leaching salt has the property of reacting with the second solvent to gasify (this condition will be described in more detail in the final double pore fabrication step). Materials that can be used as such [leaching salt / type 1 solvent / type 2 solvent] include [NH 4 HCO 3 / chloroform, tetrahydrofuran, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, butanol, Organic solvents / water such as isopropanol, isobutyl alcohol, tetra butyl alcohol, acetic acid, 1,4-dioxane, toluene, ortho-xylene, dimethylformamide and the like]. In the embodiment of Figure 1, the leaching salt is NH 4 HCO 3 , the first solvent is an organic solvent, the second solvent is shown to be water, but of course the present invention is not limited thereto.
이 때, 상기 생분해성 고분자 재료는 합성 고분자 재료 또는 천연 고분자 재료를 사용할 수 있는데, 합성 고분자 재료로는 PLA(poly(lactic acid)), PGA(poly(glycolic acid)), PCL(polycaprolactone), PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid)), PU(polyurethane) 등이 있고, 천연 고분자 재료로는 콜라겐(collagen), 알부민(albumin), 아미노산(poly(amino acid))을 포함하는 단백질 및 단백질을 기초로 하는 고분자, 셀룰로오스(cellulose), 아가로스(agarose), 알지네이트(alginate), 헤파린(heparin), 히아루론산(hyaluronic acid), 키토산(chitosan) 등이 있다. 도 1의 실시예에서는 상기 생분해성 고분자 재료가 PCL인 것으로 나타나 있으나, 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니다.In this case, the biodegradable polymer material may be a synthetic polymer material or a natural polymer material, and as the synthetic polymer material, PLA (poly (lactic acid)), PGA (poly (glycolic acid)), PCL (polycaprolactone), PLGA (poly (lactic-co-glycolic acid)), PU (polyurethane) and the like, and natural polymer materials such as collagen (collagen), albumin (albumin), amino acids (poly (amino acid)) containing proteins and proteins Base polymer, cellulose (cellulose), agarose (agarose), alginate (alginate), heparin (heparin), hyaluronic acid (hyaluronic acid), chitosan (chitosan) and the like. Although the biodegradable polymer material is shown as PCL in the embodiment of FIG. 1, the present invention is not limited thereto.
또한 상기 침출용 염은, 파우더 직경이 10 내지 250㎛ 범위 내의 값을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염 파우더의 중량비가 1:3 내지 1:5 범위 내의 값을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 이후 보다 상세히 설명하겠지만 간략히 설명하자면, 상기 침출용 염은 3차원 임의형상으로 만들어진 스캐폴드를 이루는 스트랜드(strand) 상에 기공을 더 만들기 위한 것이다. 이 때 스트랜드의 직경보다 침출용 염 파우더의 직경이 커지면 침출 후 스트랜드가 부서져 버리게 될 수 있으므로, 차후 만들어질 스트랜드의 직경에 비해 침출용 염 파우더의 직경이 충분히 작아야 한다. 또한 침출용 염 파우더의 비율이 너무 많아지면 역시 침출 후 스트랜드가 충분한 강도를 유지하지 못하게 될 수 있으므로, 중량비는 위와 같은 범위의 값으로 형성되도록 하는 것이 바람직한 것이다.In addition, the leaching salt is preferably such that the powder diameter has a value within the range of 10 to 250㎛. In addition, it is preferable that the weight ratio of the biodegradable polymer material and the leaching salt powder has a value within the range of 1: 3 to 1: 5. As will be described in more detail later, in brief, the leaching salt is for making more pores on a strand forming a scaffold made in a three-dimensional arbitrary shape. At this time, if the diameter of the leaching salt powder is larger than the diameter of the strand, the strand may be broken after leaching, so the diameter of the leaching salt powder should be sufficiently smaller than the diameter of the strand to be made later. In addition, if the ratio of the leaching salt powder is too large, the strand may also be unable to maintain sufficient strength after leaching, it is preferable that the weight ratio is formed to a value in the above range.
상기 침출용 염을 상술한 바와 같은 원하는 직경의 파우더로 만들기 위해서, 다음과 같이 할 수 있다. 일반적으로 파우더를 만들기 위해 사용되는 장치 중 하나인 볼 밀(ball mill)을 사용하여 상기 침출용 염을 갈아 주되, 이 때 상기 볼 밀에 사용되는 볼의 직경은 적어도 2종 이상으로 이루어지도록 한다. 본 출원인은 상기 침출용 염의 파우더 제작 과정에서, 한 가지 직경의 볼만 사용하여 갈아줄 경우 원하는 정도로 잘 갈리지 않는 반면, 적어도 2종 이상의 서로 다른 직경의 볼을 사용할 때 원하는 직경의 파우더를 얻을 수 있었던 것을 실험적으로 확인하였다. 상기 침출용 염 파우더의 직경이 10 내지 250㎛가 되게 하기 위해서, 볼 밀에 사용되는 볼의 직경은 실제로는 예를 들어 3종의 서로 다른 직경의 볼들로서 각각의 볼 직경이 5, 10, 20mm가 되도록 할 수 있다. 이러한 볼 밀은 파우더 형태의 물질을 다루는 분야에서 널리 알려져 사용되고 있으므로 상세한 설명은 생략한다.In order to make the leaching salt into a powder having a desired diameter as described above, it can be carried out as follows. In general, the leaching salt is ground using a ball mill, which is one of the devices used to make powder, wherein the diameter of the ball used in the ball mill is made of at least two or more. In the process of producing the powder of the leaching salt, the applicant does not grind well to the desired degree when using only one diameter of the ball, while using at least two different diameters of the ball to obtain a powder of the desired diameter It was confirmed experimentally. In order to make the diameter of the leaching salt powder 10 to 250 μm, the diameter of the ball used in the ball mill is actually three different diameter balls, for example, each ball diameter is 5, 10, 20 mm. Can be Such ball mills are widely known and used in the field of handling powdery materials, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
더불어 이 때, 상기 제1종 용매에 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염 파우더가 균일하게 잘 혼합되도록 하기 위해, 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염 파우더를 제1종 용매에 넣고(도 2의 S11) 제1소정 시간 동안 회전 또는 교반하여 주는 단계(도 2의 S12)를 수행하여 주면 더욱 좋다. 여기에서의 상기 제1소정 시간은 물론 상기 생분해성 고분자 재료, 상기 침출용 염 파우더, 상기 제1종 용매가 무엇이냐에 따라 달라질 수 있겠으나, 대략 1 내지 8시간 범위 내의 값을 가지도록 하면 적절할 것이다.
At this time, in order to ensure that the biodegradable polymer material and the leaching salt powder are uniformly well mixed with the first type solvent, the biodegradable polymer material and the leaching salt powder are placed in the first type solvent (S11 in FIG. 2). It may be better to perform the step of rotating or stirring for the first predetermined time (S12 of FIG. 2). The first predetermined time here may of course vary depending on what the biodegradable polymeric material, the leaching salt powder, and the first type of solvent are, but it may be appropriate to have a value within the range of about 1 to 8 hours. will be.
다음으로, 도 1(B) 또는 도 2의 S2에 나타난 바와 같이, 상기 혼합액으로부터 제1종 용매를 기화시켜 제거시켜 준다. 상기 혼합액은 상술한 바와 같이 상기 생분해성 고분자 재료, 상기 침출용 염 파우더, 상기 제1종 용매 이 세 가지 물질이 섞여 있는 물질이었으므로, 이 단계에서 상기 제1종 용매를 기화시켜 제거함으로써, 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염의 균일한 혼합물이 얻어지게 된다.Next, as shown in FIG. 1 (B) or S2 of FIG. 2, the first kind of solvent is vaporized and removed from the mixed solution. The mixed solution was a biodegradable polymer material, the leaching salt powder, and the first kind of solvent as a mixture of three substances, as described above. A homogeneous mixture of polymer material and leaching salt is obtained.
이러한 제1종 용매 제거 단계는 제2소정 시간 동안 제1종 용매를 기화시켜 제거하도록 이루어질 수 있는데, 여기에서의 상기 제2소정 시간은 물론 상기 생분해성 고분자 재료, 상기 침출용 염 파우더, 상기 제1종 용매가 무엇이냐에 따라 달라질 수 있겠으나, 대략 12 내지 36시간 범위 내의 값을 가지도록 하면 적절할 것이다.
The solvent removal of the first kind may be performed to vaporize and remove the first kind of solvent for a second predetermined time, wherein the second predetermined time as well as the biodegradable polymer material, the leaching salt powder, and the second Depending on what the first solvent is, it will be appropriate to have a value in the range of approximately 12 to 36 hours.
다음으로, 도 1(C) 또는 도 2의 S3에 나타난 바와 같이, 제1종 용매가 제거된 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염의 혼합물을 3차원 임의형상 스캐폴드 제작장치에 수용시켜, 상기 3차원 임의형상 스캐폴드 제작장치에 의하여 3차원 임의형상 스캐폴드의 기본 형상을 제작한다.Next, as shown in FIG. 1 (C) or S3 of FIG. 2, a mixture of the biodegradable polymer material from which the solvent of the first kind is removed and the leaching salt is accommodated in the three-dimensional arbitrary shape scaffold manufacturing apparatus, and the three-dimensional The basic shape of the three-dimensional arbitrary shape scaffold is manufactured by the arbitrary shape scaffold manufacturing apparatus.
여기에서, 상기 3차원 임의형상 스캐폴드 제작 장치는 3차원 플로터(3D plotter)로서, 상기 혼합물이 노즐을 통해 미세 섬유(strand) 형태로 분사되고, 분사된 상기 미세 섬유가 3차원 플로팅되어 미세 메쉬(mesh) 구조로 된 3차원 임의형상이 형성되도록 이루어지는 것이 바람직하다. 앞서 설명한 바와 같이 3차원 임의형상 제작기술(SFF)에는 다양한 종류가 있는데, 본 발명에서는 미세 섬유가 얽혀져 미세 메쉬 구조를 형성하도록 이루어지는 형태의 스캐폴드가 제조되는 기술을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 물론 본 발명에 사용될 수 있는 장치가 3차원 플로터로 한정되는 것은 아니며 미세 섬유를 얽어서 3차원 임의형상을 만드는 기술에는 모두 적용 가능한 바, 예를 들어 3차원 플로터 외에도 앞서 설명한 여러 SFF 기술들 중 FDM 등에도 적용 가능하다.Here, the three-dimensional arbitrary shape scaffold manufacturing apparatus is a three-dimensional plotter (3D plotter), the mixture is sprayed in the form of fine fibers (strand) through a nozzle, the injected fine fibers are three-dimensional plotted fine mesh It is preferable that a three-dimensional arbitrary shape having a mesh structure is formed. As described above, there are various kinds of three-dimensional arbitrary shape fabrication techniques (SFF), and in the present invention, it is most preferable to use a technique in which a scaffold having a shape in which fine fibers are entangled to form a fine mesh structure is manufactured. Of course, the device that can be used in the present invention is not limited to a three-dimensional plotter, and can be applied to all techniques for intertwining fine fibers to create a three-dimensional arbitrary shape, for example, in addition to the three-dimensional plotter, FDM among the various SFF techniques described above It is also applicable to the back.
상기 3차원 임의형상 스캐폴드 제작 장치가 3차원 플로터라 할 때 상기 스캐폴드 기본 형상 제작 단계는, 도 1(C) 또는 도 2의 S31~S34에 나타난 바와 같이, 상기 혼합물이 상기 노즐에 수용되는 단계(도 2의 S31); 상기 혼합물이 가열에 의하여 용융되는 단계(도 2의 S32); 상기 혼합물이 가압에 의하여 상기 노즐로 배출되는 단계(도 2의 S33); 상기 노즐의 3차원 움직임에 의하여 상기 노즐을 통해 미세 섬유(strand) 형태로 배출된 상기 혼합물이 미세 메쉬(mesh) 구조를 형성하는 단계(도 2의 S34); 를 포함하여 이루어지도록 할 수 있다.When the three-dimensional arbitrary shape scaffold fabrication apparatus is a three-dimensional plotter, the scaffold basic shape fabrication step includes the mixture being accommodated in the nozzle, as shown in FIG. 1 (C) or S31 to S34 of FIG. 2. Step (S31 in Fig. 2); Melting the mixture by heating (S32 of FIG. 2); Discharging the mixture to the nozzle by pressurization (S33 of FIG. 2); Forming a fine mesh structure of the mixture discharged in the form of fine fibers through the nozzle by three-dimensional movement of the nozzle (S34 of FIG. 2); It may be made to include.
이 때, 상기 노즐은 배출구의 직경이 50 내지 500㎛ 범위 내의 값을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 앞서 혼합액 제조 단계의 설명에서 언급했듯이, 상기 노즐로 배출되어 만들어지는 미세 섬유의 직경은 침출용 염 파우더의 직경보다 충분히 커야 한다. 앞서 침출용 염 파우더의 직경이 10 내지 250㎛ 범위 내의 값을 가지도록 하는 것이 바람직하다고 하였는데, 이를 고려하여 상기 노즐은 충분히 굵은 미세 섬유를 만들어낼 수 있도록, 그 직경이 위와 같은 범위 내의 값으로 형성되게 하는 것이다. 보다 일반화하자면, 상기 침출용 염 파우더의 직경 및 상기 노즐의 직경의 비가 0.04 내지 0.5 범위 내의 값을 가지도록 하는 것이 가장 바람직하다.At this time, the nozzle is preferably such that the diameter of the outlet has a value within the range of 50 to 500㎛. As mentioned earlier in the description of the mixed liquid preparation step, the diameter of the fine fibers discharged to the nozzle should be sufficiently larger than the diameter of the leaching salt powder. It was previously mentioned that the diameter of the leaching salt powder should be a value within the range of 10 to 250㎛, in consideration of this, the nozzle is formed to a value within the above range so as to produce a sufficiently thick fine fibers. To make it happen. To be more general, it is most preferable that the ratio of the diameter of the leaching salt powder and the diameter of the nozzle has a value within the range of 0.04 to 0.5.
부가적으로, 상기 단계들 중 가열 온도 및 가압 압력에 대해 설명하자면 다음과 같다. 가열 온도는 물론 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염의 녹는점에 따라 달라지겠으며, 가압 온도는 물론 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염의 용융액의 점성에 따라 달라질 것이다. 여기에서 일반적으로 3차원 플로터에 의한 스캐폴드 제조에 사용되는 물질들의 물성을 고려하고, 특히 도 1의 실시예에서와 같이 [생분해성 고분자 재료 / 침출용 염]이 각각 [PCL / NH4HCO3]인 경우로 생각하면, 가열 온도가 60 내지 65℃ 범위 내의 값을 가지도록 하고, 가압 압력이 300 내지 1,000kPa 범위 내의 값을 가지도록 하는 것이 바람직하다.
In addition, the heating temperature and the pressurization pressure during the above steps will be described below. The heating temperature will of course depend on the melting point of the biodegradable polymeric material and the leaching salt, and the pressurization temperature will of course depend on the viscosity of the melt of the biodegradable polymeric material and the leaching salt. Consider the general physical properties of the materials used in the manufacture of a scaffold according to the three-dimensional plotter herein, and in particular also as in Example 1 [biodegradable polymer material / leaching salts for; each [PCL / NH 4 HCO 3 ], It is preferable to make heating temperature have a value within the range of 60-65 degreeC, and pressurization pressure should have a value within the range of 300-1,000 kPa.
마지막으로, 도 1(D) 또는 도 2의 S4에 나타난 바와 같이, 기본 형상 제작이 완료된 스캐폴드를 제2종 용매에 담가 염을 침출함으로써, 스캐폴드에 이중 기공이 형성되게 된다.Finally, as shown in FIG. 1 (D) or S4 of FIG. 2, by dipping the salt into the solvent of the second type, the scaffold having the basic shape preparation is completed, and double pores are formed in the scaffold.
앞서 상기 침출용 염 파우더는 제1종 용매와 반응하지 않고 제2종 용매와 반응하는 성질을 가지되, 보다 상세히는, 상기 침출용 염은 상기 제2종 용매와 반응하여 기체화되는 성질을 가진다고 설명하였다. 상기 침출용 염이 상기 제2종 용매와 반응하여 기체화되지 않고, 예를 들어 이온화되어 녹아나온다면, 스캐폴드를 형성하는 스트랜드의 밀도가 낮아질 뿐 유의미한 크기의 기공이 형성되지 않는다. 구체적인 예를 들자면 다음과 같다. 종래에 염침출법을 이용한 스캐폴드 제작 방식에서 많이 사용되는 NaCl을 본 발명의 스캐폴드 제작에 적용하고자 할 경우, 다음과 같은 문제점 때문에 제작이 어렵다. 먼저 NaCl의 함량을 높이면 고분자 함량이 상대적으로 낮아지는데, 이 경우 SFF 법으로 스캐폴드의 기본 형상을 제작하는 과정에서 노즐이 막혀 원활한 제작이 이루어지지 못한다. 반대로 NaCl의 함량을 낮추면 고분자 함량이 높아지는데, 이 경우 NaCl의 침출(leaching)이 제대로 이루어지지 않아(즉 스캐폴드 내부의 NaCl이 나오지 못함) 기공이 만들어지지 않는다. 본 발명에서는, 종래에 염침출법에 널리 사용되는 물질(상술한 바와 같은 NaCl 등)을 사용하는 대신, 상기 침출용 염이 상기 제2종 용매와 반응하여 기체화되는 성질을 가지도록 하여, 바로 이 단계에서 염이 용매와 반응하여 기체화되어 나옴으로써 미세 섬유 상에 기공을 형성할 수 있도록 하는 것을 큰 특징으로 한다.Previously, the leaching salt powder has a property of reacting with a second type of solvent without reacting with a first type of solvent, and more specifically, the leaching salt has a property of gasifying by reacting with the second type of solvent. Explained. If the leaching salt is not gasified by reaction with the second type of solvent, for example, it is ionized and melted, the density of the strands forming the scaffold is lowered, and no significant size of pores are formed. A concrete example is as follows. When NaCl, which is conventionally used in the scaffold fabrication method using the salt leaching method, is to be applied to the scaffold fabrication of the present invention, fabrication is difficult due to the following problems. Increasing the content of NaCl first lowers the polymer content. In this case, the nozzle is clogged in the process of manufacturing the basic shape of the scaffold by the SFF method, and thus the fabrication is not performed smoothly. Conversely, lowering the content of NaCl increases the polymer content. In this case, the leaching of NaCl is not performed properly (that is, the NaCl inside the scaffold does not come out) and no pores are made. In the present invention, instead of using a substance widely used in the salt leaching method (such as NaCl as described above), the leaching salt has a property to react with the second solvent to gasify, In this step, the salt reacts with the solvent to vaporize, thereby making it possible to form pores on the fine fibers.
앞서 스캐폴드 기본 형상 제작 단계에서 미세 섬유를 얽히게 하여 미세 메쉬 구조를 형성하면, 메쉬 자체에 형성되는 구멍들이 바로 1차 기공이 된다. 앞서 설명한 바와 같이, 종래의 SFF법으로 만들어지는 스캐폴드의 경우 이러한 1차 기공만으로는 원하는 만큼 세포 유착이 충분히 이루어질 만큼의 공극률이 나오지 않는 문제가 있었다. 그러나 본 발명에서는, 상술한 바와 같이 미세 메쉬 자체가 형성하는 1차 기공 뿐만 아니라, (미세 메쉬를 구성하는) 미세 섬유 자체에 (염 침출에 의하여 형성되는) 2차 기공이 더 형성됨으로써, 종래보다 공극률을 높이고 나아가 궁극적으로는 세포 유착률을 크게 향상시킬 수 있게 되는 것이다.When the fine mesh is entangled in the scaffold basic shape manufacturing step to form a fine mesh structure, the holes formed in the mesh itself become primary pores. As described above, in the case of the scaffold made by the conventional SFF method, there is a problem that porosity does not come out enough to make cell adhesion as much as desired by the primary pores alone. However, in the present invention, as described above, not only the primary pores formed by the fine mesh itself, but also the secondary pores (formed by salt leaching) are further formed on the fine fibers themselves (which constitute the fine mesh), and thus, the fine pores are formed. Increasing the porosity and ultimately significantly improving cell adhesion.
상기 생분해성 고분자 재료, 상기 침출용 염, 상기 제2종 용매가 무엇이냐에 따라 물론 이 이중 기공 제작 단계의 세부 단계는 다양하게 달라질 수 있겠으나, 한 실시예로서 상기 스캐폴드 이중 기공 제작 단계는, 도 1(D) 또는 도 2의 S41~43에 나타난 바와 같이, 기본 형상 제작이 완료된 스캐폴드를 제2종 용매에 제3소정 시간 동안 담그는 담금 단계(도 2의 S41); 상기 스캐폴드가 담겨진 제2종 용매에 제4소정 시간 동안 초음파 진동을 가하는 진동 단계(도 2의 S42); 상기 스캐폴드를 제2종 용매에서 건져내어 제5소정 시간 동안 건조시키는 건조 단계(도 2의 S43); 를 포함하여 이루어질 수 있다.Depending on what the biodegradable polymer material, the leaching salt, the second type of solvent, of course, the detailed steps of the double pore fabrication step may vary, but as an example the scaffold double pore fabrication step is 1 (D) or as shown in S41 to 43 of FIG. 2, the soaking step of dipping the scaffold of the basic shape fabrication in a second kind of solvent for a third predetermined time (S41 in FIG. 2); A vibration step of applying ultrasonic vibration to the second solvent containing the scaffold for a predetermined time (S42 of FIG. 2); Drying the scaffold in a second kind of solvent and drying for a fifth predetermined time (S43 of FIG. 2); . ≪ / RTI >
여기에서 중요한 것은 초음파 진동을 가하는 단계이다. 상술한 바와 같이 상기 침출용 염은 상기 제2종 용매와 반응하여 기체화되면 기포 형태로 미세 섬유에 붙어있게 되는데, 기포가 충분히 커지면 부력에 의하여 미세 섬유로부터 떨어져 나오겠지만 그렇지 않은 경우 미세 섬유에 그대로 붙어 있음으로써 염-용매 간 반응을 나쁘게 하는 원인이 될 수 있다. 그러나 여기에 초음파 진동 즉 물리적인 외부 움직임을 가해 줌으로써, 단지 부력에 의해서만이 아니라 진동에 의해서 기포가 쉽게 미세 섬유로부터 떨어져 나오게 되어, 염-용매 간 반응이 보다 원활하게 일어날 수 있게 되며, 반응률 및 반응 속도가 훨씬 개선된다.What is important here is the step of applying ultrasonic vibrations. As described above, the leaching salt is attached to the microfibers in the form of bubbles when the gas is reacted with the solvent of the second type, and when the bubbles are sufficiently large, they are separated from the microfibers by buoyancy but otherwise adhere to the microfibers. Presence of the salt may result in a poor salt-solvent reaction. However, by applying ultrasonic vibrations, that is, physical external movements, bubbles are easily released from the microfibers not only by buoyancy but also by vibration, so that the salt-solvent reaction can occur more smoothly. The speed is much improved.
여기에서, 역시 상기 생분해성 고분자 재료, 상기 침출용 염, 상기 제2종 용매가 무엇이냐에 따라 달라지겠으나, 상기 제3, 제4, 제5소정 시간은 12 내지 36시간 범위 내의 값을 가지도록 하면 적절할 것이다. 또한, 침출 시의 반응을 보다 활성화해주기 위해, 상기 담금 단계에서 상기 제2종 용매의 온도가 36 내지 60℃ 범위 내의 값을 가지도록 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 스캐폴드가 열변형되거나 하는 손상이 발생하지 않으면서도 건조가 활발히 잘 이루어질 수 있도록 하기 위해, 상기 건조 단계에서 건조 온도가 36 내지 60℃ 범위 내의 값을 가지도록 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 한 예로 상기 건조 단계에서는 진공 오븐에서 상술한 바와 같은 온도 범위(36 내지 60℃)로 제5소정 시간(예를 들어 12 내지 36시간) 동안 진공 건조를 시킬 수 있는데, 이와 같이 진공 오븐에서 진공 건조를 시켜 줌으로써 보다 원활하고 신속한 건조가 이루어지도록 할 수 있다.
Here, the biodegradable polymer material, the leaching salt, and the second type of solvent will vary, but the third, fourth and fifth predetermined times have values within the range of 12 to 36 hours. It would be appropriate. In addition, in order to further activate the reaction during leaching, it is preferable to maintain the temperature of the second solvent in the soaking step to have a value within the range of 36 to 60 ℃. In addition, it is preferable to maintain the drying temperature in the drying step to have a value within the range of 36 to 60 ° C in order to allow the scaffold to be actively dried without damage to thermal deformation or damage. Specifically, for example, in the drying step, the vacuum drying may be performed for a fifth predetermined time (for example, 12 to 36 hours) in the temperature range (36 to 60 ° C.) as described above in the vacuum oven. Vacuum drying in the oven allows for smoother and faster drying.
이와 같이 본 발명에 의한 이중 기공을 가지는 스캐폴드는, 3차원 임의형상 제조장치에 의하여 제조됨으로써 미세 섬유가 얽혀진 미세 메쉬 구조를 형성하되(앞서 설명한 바와 같이 미세 메쉬 자체로 형성되는 기공이 1차 기공이 된다), 상기 미세 섬유에 기공(염 침출에 의해 형성되는 2차 기공이다)이 형성된 형태로 이루어져, 종합하자면 상기 미세 메쉬 자체의 기공 및 상기 미세 섬유에 형성된 기공으로 이루어지는 이중 기공을 가지는 것을 특징으로 한다.As described above, the scaffold having a double pore according to the present invention is manufactured by a three-dimensional arbitrary shape manufacturing apparatus to form a fine mesh structure in which fine fibers are entangled (prior to the pores formed by the fine mesh itself as described above). Pores), which are pores (secondary pores formed by salt leaching), which collectively have double pores of pores of the fine mesh itself and pores formed in the fine fibers. It features.
앞서 제조 방법의 설명 시, 침출용 염 파우더의 직경 및 미세 섬유의 직경(즉 노즐의 직경)의 비가 0.04 내지 0.5 범위 내의 값을 가진다고 설명하였다. 그런데 실제로 혼합 과정, (가열 및 가압 후) 미세 섬유 배출 과정 등에서 침출용 염 파우더가 더 부스러지기도 하는 등 당연히 그 직경에 변화가 생기며, 침출 시 원래의 파우더 직경과 정확히 동일한 크기의 기공이 생기는 것이 아니라 실제로 더 작은 크기의 기공이 생기게 된다. 따라서 실제로 최종적으로 형성되는 미세 섬유 상에 형성된 기공의 직경 및 미세 섬유의 직경의 비는 반드시 침출용 염 파우더의 직경과 미세 섬유의 직경의 비와 같아지지는 않는다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 이중 기공을 가지는 스캐폴드는, 미세 섬유 상에 형성된 기공의 직경 및 미세 섬유의 직경의 비가 0.01 내지 0.5 범위 내의 값을 가지는 것이 바람직하다.In the foregoing description of the manufacturing method, it was explained that the ratio of the diameter of the leaching salt powder and the diameter of the fine fiber (ie the diameter of the nozzle) has a value in the range of 0.04 to 0.5. By the way, in the mixing process (after heating and pressurizing) and the fine fiber discharge process, the leaching salt powder is more brittle, and of course, the diameter is changed. In fact, there are smaller pores. Therefore, the ratio of the diameter of the pores and the diameter of the fine fibers actually formed on the finally formed fine fibers is not necessarily equal to the ratio of the diameter of the leaching salt powder and the diameter of the fine fibers. More specifically, the scaffold having double pores of the present invention preferably has a value within the range of 0.01 to 0.5 in the ratio of the diameter of the pores formed on the fine fibers and the diameter of the fine fibers.
도 3은 본 발명의 스캐폴드 제조 방법에 의하여 제조된 스캐폴드의 SEM 사진을 도시하고 있다. 도 3(A)보다 도 3(B)가 보다 확대된 사진으로서, 도 3(A)에서는 미세 섬유들이 얽혀져 미세 메쉬 구조를 형성하고 있으며, 미세 메쉬 구조 자체에 의하여 1차 기공이 형성되어 있음이 잘 나타나 있다. 보다 확대된 도 3(B)에서는 미세 섬유 자체에 2차 기공이 형성되어 있음이 잘 나타나 있다.
Figure 3 shows a SEM photograph of the scaffold manufactured by the scaffold manufacturing method of the present invention. 3 (B) is more enlarged than FIG. 3 (A). In FIG. 3 (A), fine fibers are entangled to form a fine mesh structure, and primary pores are formed by the fine mesh structure itself. This is well represented. 3 (B), which is further enlarged, shows that secondary pores are formed in the fine fibers themselves.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.
S1~S4: (본 발명의) 스캐폴드 제조 방법의 각 단계
S11~S43: (본 발명의) 스캐폴드 제조 방법의 각 세부 단계S1-S4: each step of the scaffold manufacturing method (of the present invention)
S11-S43: each detailed step of the scaffold manufacturing method (of the present invention)
Claims (28)
상기 혼합액으로부터 제1종 용매를 기화시켜 제거하는 제1종 용매 제거 단계;
제1종 용매가 제거된 생분해성 고분자 재료 및 침출용 염의 혼합물을 3차원 임의형상 스캐폴드 제작장치에 수용시켜, 상기 3차원 임의형상 스캐폴드 제작장치에 의하여 3차원 임의형상 스캐폴드의 기본 형상을 제작하는 스캐폴드 기본 형상 제작 단계;
기본 형상 제작이 완료된 스캐폴드를 제2종 용매에 담가 염을 침출하는 스캐폴드 이중 기공 제작 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
A mixed solution preparation step of preparing a mixed solution by mixing a biodegradable polymer material and a leach salt powder having a property of reacting with a second type of solvent without reacting with the first type of solvent with a first type of solvent;
A first kind solvent removing step of vaporizing and removing a first kind solvent from the mixed solution;
The mixture of the biodegradable polymer material and the leaching salt, in which the solvent of the first kind is removed, is accommodated in the three-dimensional arbitrary scaffolding apparatus, and the basic shape of the three-dimensional arbitrary-shaped scaffolding apparatus is Scaffold basic shape manufacturing step for manufacturing;
A scaffold double pore fabrication step of dipping salts by dipping the scaffold having the basic shape fabrication into a second kind of solvent;
Scaffold manufacturing method having a double pore characterized in that it comprises a.
상기 3차원 임의형상 스캐폴드 제작 장치는 3차원 플로터(3D plotter)로서, 상기 혼합물이 노즐을 통해 미세 섬유(strand) 형태로 분사되고, 분사된 상기 미세 섬유가 3차원 플로팅되어 미세 메쉬(mesh) 구조로 된 3차원 임의형상이 형성되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the scaffold manufacturing method
The three-dimensional arbitrary shape scaffold manufacturing apparatus is a three-dimensional plotter (3D plotter), the mixture is sprayed in the form of fine fibers (strand) through a nozzle, the injected fine fibers are three-dimensional plotted fine mesh (mesh) A scaffold manufacturing method having a double pore, characterized in that the three-dimensional arbitrary shape of the structure is formed.
PLA(poly(lactic acid)), PGA(poly(glycolic acid)), PCL(polycaprolactone), PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid)), PU(polyurethane) 중 선택되는 적어도 어느 하나인 합성 고분자 재료이거나, 또는
콜라겐(collagen), 알부민(albumin), 아미노산(poly(amino acid))을 포함하는 단백질 및 단백질을 기초로 하는 고분자, 셀룰로오스(cellulose), 아가로스(agarose), 알지네이트(alginate), 헤파린(heparin), 히아루론산(hyaluronic acid), 키토산(chitosan) 중 선택되는 적어도 어느 하나인 천연 고분자 재료인 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the biodegradable polymer material
Synthetic polymer material which is at least one selected from PLA (poly (lactic acid)), PGA (poly (glycolic acid)), PCL (polycaprolactone), PLGA (poly (lactic-co-glycolic acid)), PU (polyurethane) Or
Proteins and protein-based polymers including collagen, albumin, poly (amino acid), cellulose, agarose, alginate, heparin , Hyaluronic acid (hyaluronic acid), chitosan (chitosan) is a scaffold manufacturing method having a double pore, characterized in that the natural polymer material is at least one selected from.
상기 제2종 용매와 반응하여 기체화되는 성질을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the leaching salt is
A method for producing a scaffold having double pores, characterized in that the gas is reacted with the second type of solvent to vaporize.
NH4HCO3인 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 4, wherein the leaching salt is
Method for producing a scaffold having a double pore, characterized in that NH 4 HCO 3 .
유기 용매인 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 4, wherein the first kind of solvent
A method for producing a scaffold having double pores, characterized in that the organic solvent.
클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드, 부탄올, 아이소프로판올, 아이소부틸알콜, 테트라 부틸알콜, 아세틱산, 1,4-다이옥산, 톨루엔, 오소-자이렌, 디메틸포름아마이드 중 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 6, wherein the first kind of solvent
Chloroform, tetrahydrofuran, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, butanol, isopropanol, isobutyl alcohol, tetra butyl alcohol, acetic acid, 1,4-dioxane, toluene, ortho-xylene, dimethylformamide Scaffold manufacturing method having a double pore, characterized in that at least any one selected.
물인 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 4, wherein the second kind of solvent
Scaffold manufacturing method having a double pore, characterized in that the water.
파우더 직경이 10 내지 250㎛ 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the leaching salt is
A method of manufacturing a scaffold having a double pore, characterized in that the powder diameter has a value within the range of 10 to 250㎛.
볼 밀(ball mill)을 사용하여 갈아서 파우더 상태로 형성시키는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the leaching salt is
A method for producing a scaffold having a double pore, characterized in that the grinding by using a ball mill (powder mill) to form a powder.
적어도 2종의 직경을 갖는 볼을 사용하는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 10, wherein the ball mill
A method for producing a scaffold having double pores, characterized in that a ball having at least two diameters is used.
생분해성 고분자 재료 및 침출용 염 파우더의 중량비가 1:3 내지 1:5 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
According to claim 1, wherein the mixed liquid manufacturing step
A method for producing a scaffold having a double pore, characterized in that the weight ratio of the biodegradable polymer material and the leaching salt powder has a value in the range of 1: 3 to 1: 5.
생분해성 고분자 재료 및 침출용 염 파우더를 제1종 용매에 넣고 제1소정 시간 동안 회전 또는 교반하는 단계;
를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
According to claim 1, wherein the mixed liquid manufacturing step
Putting the biodegradable polymer material and the leaching salt powder into a solvent of a first kind and rotating or stirring the first predetermined time;
Scaffold manufacturing method having a double pore characterized in that it further comprises.
1 내지 8시간 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 13, wherein the first predetermined time
A method of manufacturing a scaffold having a double pore, characterized in that it has a value within the range of 1 to 8 hours.
제2소정 시간 동안 제1종 용매를 기화시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the first solvent removal step
Method for producing a scaffold having a double pore characterized in that the first type of solvent is vaporized and removed for a second predetermined time.
12 내지 36시간 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 15, wherein the second predetermined time
A method of manufacturing a scaffold having a double pore, characterized in that it has a value in the range of 12 to 36 hours.
상기 혼합물이 상기 노즐에 수용되는 단계;
상기 혼합물이 가열에 의하여 용융되는 단계;
상기 혼합물이 가압에 의하여 상기 노즐로 배출되는 단계;
상기 노즐의 3차원 움직임에 의하여 상기 노즐을 통해 미세 섬유(strand) 형태로 배출된 상기 혼합물이 미세 메쉬(mesh) 구조를 형성하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 2, wherein the scaffold basic shape manufacturing step
Receiving the mixture in the nozzle;
Melting the mixture by heating;
Discharging said mixture to said nozzle by pressurization;
Forming a fine mesh structure of the mixture discharged in the form of fine fibers through the nozzle by three-dimensional movement of the nozzle;
Scaffold manufacturing method having a double pore characterized in that it comprises a.
가열 온도가 60 내지 65℃ 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 17, wherein the scaffold basic shape manufacturing step
A method of manufacturing a scaffold having a double pore, characterized in that the heating temperature has a value in the range of 60 to 65 ℃.
가압 압력이 300 내지 1,000kPa 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 17, wherein the scaffold basic shape manufacturing step
A method of manufacturing a scaffold having double pores, characterized in that the pressurization pressure has a value in the range of 300 to 1,000 kPa.
배출구의 직경이 50 내지 500㎛ 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
3. The apparatus of claim 2, wherein the nozzle
A method for producing a scaffold having a double pore, characterized in that the diameter of the outlet has a value in the range of 50 to 500㎛.
상기 침출용 염 파우더의 직경 및 상기 노즐의 직경의 비가 0.04 내지 0.5 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 2, wherein the scaffold manufacturing method
The ratio of the diameter of the leaching salt powder and the diameter of the nozzle has a value within the range of 0.04 to 0.5 scaffold manufacturing method having a double pore.
기본 형상 제작이 완료된 스캐폴드를 제2종 용매에 제3소정 시간 동안 담그는 담금 단계;
상기 스캐폴드가 담겨진 제2종 용매에 제4소정 시간 동안 초음파 진동을 가하는 진동 단계;
상기 스캐폴드를 제2종 용매에서 건져내어 제5소정 시간 동안 건조시키는 건조 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the scaffold double pore fabrication step
A immersion step of dipping the scaffold of the basic shape fabrication in a second kind of solvent for a third predetermined time;
A vibration step of applying ultrasonic vibration to a second solvent containing the scaffold for a fourth predetermined time;
Drying the scaffold in a second kind of solvent and drying for a fifth predetermined time;
Scaffold manufacturing method having a double pore characterized in that it comprises a.
12 내지 36시간 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 22, wherein the third, fourth, fifth predetermined time
A method of manufacturing a scaffold having a double pore, characterized in that it has a value in the range of 12 to 36 hours.
상기 제2종 용매의 온도가 36 내지 60℃ 범위 내의 값을 가지도록 유지되는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 22, wherein the soaking step
Method for producing a scaffold having a double pore characterized in that the temperature of the second kind of solvent is maintained to have a value within the range of 36 to 60 ℃.
건조 온도가 36 내지 60℃ 범위 내의 값을 가지도록 유지되는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드 제조 방법.
The method of claim 22, wherein the drying step
A method of manufacturing a scaffold having a double pore, characterized in that the drying temperature is maintained to have a value within the range of 36 to 60 ℃.
By forming by the three-dimensional arbitrary shape manufacturing apparatus to form a fine mesh structure in which the fine fibers are entangled, it is formed in the form of pores in the fine fibers are made of pores of the fine mesh itself and pores formed in the fine fibers Scaffold having a double pore characterized in that it has.
미세 섬유 상에 형성된 기공의 직경 및 미세 섬유의 직경의 비가 0.01 내지 0.5 범위 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 기공을 가지는 스캐폴드.
27. The scaffold of claim 26, wherein the scaffold is
A scaffold having double pores, characterized in that the ratio of the diameter of the pores formed on the fine fibers and the diameter of the fine fibers has a value within the range of 0.01 to 0.5.
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