KR20140048362A - Radiation biomolecules bacterial cellulose nanofibers and method of manufacture - Google Patents

Radiation biomolecules bacterial cellulose nanofibers and method of manufacture Download PDF

Info

Publication number
KR20140048362A
KR20140048362A KR1020120111434A KR20120111434A KR20140048362A KR 20140048362 A KR20140048362 A KR 20140048362A KR 1020120111434 A KR1020120111434 A KR 1020120111434A KR 20120111434 A KR20120111434 A KR 20120111434A KR 20140048362 A KR20140048362 A KR 20140048362A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanofibers
cellulose
acrylic acid
microbial
gel
Prior art date
Application number
KR1020120111434A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101400674B1 (en
Inventor
임윤묵
권희정
정성린
박종석
노영창
강필현
최영훈
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020120111434A priority Critical patent/KR101400674B1/en
Publication of KR20140048362A publication Critical patent/KR20140048362A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101400674B1 publication Critical patent/KR101400674B1/en

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/38Formation of filaments, threads, or the like during polymerisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/02Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to polysaccharides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof

Abstract

The present invention relates to microbial cellulose nanofibers using radiation irradiation and a method for manufacturing the same, includes the steps of: freeze-drying cellulose gel by microorganism metabolites of citrus pulp; irradiating the freeze-dried cellulose gel by radiation and preparing graft cellulose fibers for grafting (meth)acrylic acid; manufacturing biomolecular nanofibers for polymerizing the graft cellulose fibers and extracellular matrix proteins; and freeze-drying the biomolecular nonofibers. According to the present invention, the microbial cellulose nanofibers can be used as recycling resources of by-product and also be used for developing a biomimetic scaffold for tissue engineering, thereby obtaining enormous economical effects and exhibiting high technological value. [Reference numerals] (AA) Bacterial cellulose nanofibers; (BB,CC,DD) Protein/Peptide

Description

방사선 이용 생체분자 도입용 미생물 셀룰로오스 나노섬유 및 제조방법{Radiation biomolecules bacterial cellulose nanofibers and method of manufacture}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a biodegradable cellulose nanofiber,

본 발명은 방사선 조사기술을 이용한 미생물 셀룰로오스 나노섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microbial cellulose nano fiber using a radiation irradiation technique and a manufacturing method thereof.

조직공학이란 오늘날 외부 레져 활동의 증가에 따른 사고와 고령화 시대로의 진입으로 인한 조직 및 장기의 손상 및 기능 상실을 효과적으로 치료할 수 있는 치료법에 부응하여 기존의 의약품과 의료기술로는 해결될 수 없는 손상된 장기 및 조직을 다양한 공학적인 방법을 기반으로 하여 재생시키는 방법으로 통칭한다.Tissue engineering is a new technology that can be effectively applied to the treatment of injuries and malfunctions of tissues and organs caused by the increase in external leisure activities and the entry into the age of aging. Organs and tissues based on various engineering methods.

인체 시스템은 세포를 기반으로 한 매우 복잡한 체제로 구성되어 있으며 세포는 단백질과 당류 및 그 복합체를 구성성분으로 하는 세포외 기질이라고 하는 3차원적인 미세 구조와의 상호작용으로 생명현상을 유지하고 있다. 세포는 세포외 기질과의 특이적 결합을 통하여 3차원적인 공간 안에 정착하고 세포 고유의 형태를 유지하며, 세포 고유의 형질을 발현하게 된다.The human body system consists of a very complex system based on cells. Cells maintain their life phenomena by interaction with three - dimensional microstructures called proteins, saccharides and extracellular matrix composed of these complexes. Through specific binding to the extracellular matrix, the cells settle in a three-dimensional space, maintain the intrinsic shape of the cell, and express the cell-specific trait.

셀룰로오스(Cellulose)는 자연계에 널리 존재하는 고등식물의 세포벽의 주성분으로서 β-1,4-glucose로 구성된 다당류이다. 식물 셀룰로오스는 펙틴(pectin), 헤미셀룰로오스(hemicelluloses), 리그닌(lignin) 등의 다른 다당류와 혼합하여 헤테로폴리-사카라이드(heteropoly-saccharide)로 이루어져 있어 결정화도가 낮고 기계적 강도와 흡착성이 떨어진다. 반면 세균이 생산하는 셀룰로오스는 식물성 셀룰로오스와 달리 펙틴(pectin), 헤미셀룰로오스(hemicelluloses), 리그닌(lignin) 등의 다당류를 함유하지 않은 순수한 셀룰로오스 집합체이며, 약 0.1 μm의 두께를 지닌 마이크로피브릴(microfibril)이 수소결합으로 3차원적 망상구조를 이루고 있다. 따라서 결정화도가 높고 기계적강도와 흡착성, 보수성, 현탁 안정성, 결착성 등의 물리적인 성질이 우수하여 식품, 화장품 및 의약품 산업의 신소재로써 널리 사용되고 있다.Cellulose is a polysaccharide composed of β-1,4-glucose as a main component of cell walls of higher plants widely found in nature. Plant cellulose is composed of heteropoly-saccharide mixed with other polysaccharides such as pectin, hemicelluloses, and lignin, resulting in low crystallinity and poor mechanical strength and adsorption. On the other hand, unlike vegetable cellulose, cellulose produced by bacteria is a pure cellulose aggregate containing no polysaccharide such as pectin, hemicelluloses and lignin, and is a microfibril having a thickness of about 0.1 μm. Is a three-dimensional network structure formed by hydrogen bonding. Therefore, it has high crystallinity and excellent physical properties such as mechanical strength, adsorptivity, water retentivity, suspension stability, and binding property and is widely used as a new material in foods, cosmetics and pharmaceuticals industry.

감귤은 제주도에서 연간 50~60만 톤이 생산되는 국내 최대 생산 과일 품목으로 대부분 생과로 이용되고 있으나, 일부 감귤주스를 가공하기 위한 전 단계에서 감귤농축액 상태로 저장되고 있을 뿐 가공품 개발에 의한 소비가 적고 대부분 한정된 계절에 생산되어 보존 가공에 많은 애로점이 있다. 또한 감귤박 및 부산물의 처리에도 막대한 비용이 소비되고 있어 감귤박을 이용한 신소재 개발의 필요성이 대두되고 있다. 감귤박의 재활용을 목적으로 대한민국 공개특허 10-2004-0069587(특허문헌 1)은 감귤박을 재활용하여 식이섬유, 플라보노이드 및 사료 등을 생산하는 기술에 대하여 개시된바 있다.Citrus is the largest fruit product in Korea, which is produced in Jejudo with annual production of 50 ~ 600 thousand tons. Most citrus juice is used as a raw material, but some citrus juice is stored in citrus juice concentrate at the previous stage. It is produced in the most limited season and has many difficulties in preservation processing. In addition, the treatment of citrus peels and by-products is costly, and the need for the development of new materials using citrus peels is emerging. Korean Patent Laid-Open No. 10-2004-0069587 (Patent Document 1) for the purpose of recycling citrus peel has disclosed a technique for producing dietary fiber, flavonoid, feed and the like by recycling citrus peel.

이러한 감귤박의 활용방법 중 하나로 감귤박으로부터 미생물 셀룰로오스 등을 생산하여 생체재료에 활용하려는 연구가 시도되고 있다. 그러나 상기 미생물 셀룰로오스에는 조직을 효과적으로 재생하는데 필요한 세포부착 리간드가 없어 세포의 접착성 및 증식 효율이 낮은 단점을 가지고 있다.As one of the methods of using citrus peel, there have been attempts to produce microbial cellulose and the like from citrus peel for use in biomaterials. However, the microbial cellulose has a disadvantage of low cell adhesiveness and proliferation efficiency because there is no cell attachment ligand necessary for effectively regenerating the tissue.

대한민국 공개특허 10-2004-0069587Korean Patent Publication No. 10-2004-0069587

상기 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 감귤박으로부터 제조되는 미생물 셀룰로오스를 생체재료에 활용하기 위한 개질방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to solve the above problem, and it is an object of the present invention to provide a method for modifying a microbial cellulose produced from citrus peel into biomaterials.

구체적으로 미생물 셀룰로오스를 방사선 조사기술을 이용하여 개질하여 세포외 기질과의 합성이 가능하도록 하고 이를 포함하는 조직공학용 지지체를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a support for tissue engineering which enables the synthesis of microbial cellulose with an extracellular matrix by modifying the microbial cellulose using a radiation irradiation technique.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 The present invention to achieve the above object

감귤박의 미생물 대사에 의한 셀룰로오스 겔을 동결건조하여 준비하는 단계;Preparing a cellulosic gel by lyophilization by microbial metabolism of citrus peel;

상기 동결건조된 셀룰로오스 겔에 방사선을 조사하여 (메타)아크릴산을 그라프트 하는 그라프트 셀룰로오스 섬유 제조단계;Preparing grafted cellulose fiber by irradiating the freeze-dried cellulosic gel with (meth) acrylic acid by irradiation;

상기 그라프트 셀룰로오스 섬유에 세포외 기질 단백질을 중합하는 생체분자 나노섬유의 제조단계; 및Preparing a biomolecule nanofiber that polymerizes the extracellular matrix protein on the grafted cellulose fiber; And

상기 생체분자 나노섬유를 동결건조하는 단계;Lyophilizing the biomolecule nanofibers;

를 포함하는 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing microbial cellulose nanofibers.

또한 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 미생물 셀룰로오스 나노섬유를 제공한다.The present invention also provides microbial cellulose nanofibers prepared by the above-mentioned method.

본 발명에 따른 미생물 셀룰로오스 나노섬유는 감귤박으로부터 미생물 셀룰로오스, 구체적으로 미생물 발효 셀룰로오스 겔을 생산하여 생체재료로 활용할 수 있으므로, 폐부산물인 감귤박의 재활용 문제를 해결하고, 게다가 친환경적이고 경제적인 효과를 기대할 수 있다.The microbial cellulose nanofiber according to the present invention can be used as a biomaterial by producing microbial cellulose, specifically microbial fermentation cellulosic gel, from citrus peel, thereby solving the problem of recycling citrus peel as a by-product of waste, and also having an environmentally friendly and economical effect You can expect.

이는 기존의 조직공학용 지지체들의 제조에 필수적으로 필요한 화학물질 등을 사용하지 않고 방사선 기술을 이용하여 생체친화성이 우수한 물질을 도입함으로써, 인체와 자연에 무해함은 물론 사용된 폐부산물의 재생자원으로의 활용과 조직공학용 생체모방 지지체 개발에 막대한 경제적 효과를 기대할 수 있어 기술적 가치가 매우 크다.This is because it is not harmful to the human body and nature as well as recycling resources of used byproducts by introducing a substance having excellent biocompatibility by using radiation technology without using chemicals necessary for the manufacture of conventional tissue engineering scaffolds And biomimetic scaffolds for tissue engineering can be expected to have enormous economic effects.

또한 본 발명은 방사선 조사기술을 이용하여 천연재료인 상기 미생물 발효 셀룰로오스 겔의 표면 개질을 하여 세포외 기질과의 합성이 가능하도록 함으로써 기존의 조직공학용 소재보다 조직 및 세포 친화성이 더욱 향상된 조직공학용 지지체를 제공할 수 있다.The present invention also relates to a method for producing a microbial fermentation cellulosic gel, which is capable of synthesizing a microbial fermentation cellulosic gel, which is a natural material, with an extracellular matrix by using a radiation technique, thereby improving tissue and cell affinity Can be provided.

이러한 기술은 기존의 생체재료에 비하여 생체적합성이 우수하고, 구체적으로는 본 발명에 따른 조직공학용 지지체는 세포 흡착이나 증식, 세포의 흡착 형태에서 뛰어난 능력을 보여주기 때문에 지지체의 세포 친화성을 높일 수 있는 기술로서 유용하게 쓰일 것으로 전망된다.These techniques are superior to conventional biomaterials in terms of biocompatibility. Specifically, since the support for tissue engineering according to the present invention exhibits excellent ability in cell adsorption, proliferation and adsorption of cells, the cell affinity of the support can be enhanced It is expected to be useful as a technology.

도 1은 본 발명에 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 각 단계별 결합구조를 도식화 한 것이다.
도 2는 (a)실시예 2 및 (b)실시예 3의 주사전자현미경 사진이다.
도 3은 (a)실시예 1(BC) 및 실시예 2(AAc-BC)의 톨루이딘블루오(TBO) 염색후의 UV-VIS spectrometer 측정결과이며 (b)는 염색된 TBO량을 정량한 결과이다.
도 4는 (a)실시예 1(BC), (b)실시예 2(AAc-BC) 및 (c)실시예 3(Gelatin -AAc-BC)이 중합된 생체분자 나노섬유(Gelatin-AAc-BC) 각각의 플로오레사민 염색결과를 형광현미경으로 관찰한 결과이다.
도 5는 도 5는 a)실시예 1(BC), (b)실시예 2(AAc-BC) 및 (c)실시예 3(Gelatin -AAc-BC)의 각각의 표면특성을 분석한 ATR-FTIR의 그래프이다.
FIG. 1 is a schematic view showing the stepwise bonding structure of microbial cellulose nanofibers according to the present invention.
2 is a scanning electron microscope photograph of (a) Example 2 and (b) Example 3. Fig.
FIG. 3 shows the result of UV-VIS spectrometer measurement of (a) Example 1 (BC) and Example 2 (AAc-BC) after staining with toluidine blue (TBO) and (b) .
FIG. 4 is a graph showing the results of gelatin-AAc-BCM gelatin-AAC-BC polymerized with (a) Example 1 (BC), (b) Example 2 (AAc- BC) were observed by fluorescence microscopy.
FIG. 5 is a graph showing changes in the surface properties of ATR-AAC-BC obtained from Example 1 (BC), Example 2 (AAc-BC) and Example 3 (Gelatin- FTIR graph.

본 발명은 감귤박의 미생물 대사에 의한 셀룰로오스 겔을 동결건조하여 준비하는 단계;상기 동결건조된 셀룰로오스 겔에 방사선을 조사하여 (메타)아크릴산을 그라프트 하는 그라프트 셀룰로오스 섬유 제조단계;상기 그라프트 셀룰로오스 섬유에 세포외 기질 단백질을 중합하는 생체분자 나노섬유의 제조단계; 및 상기 생체분자 나노섬유를 동결건조하는 단계; 를 포함하는 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for preparing a grafted cellulose fiber, comprising the steps of preparing cellulose gel by microbial metabolism of citrus peel by lyophilization, preparing grafted cellulose fiber by irradiating the lyophilized cellulosic gel with radiation to (meth) acrylic acid, A step of preparing biomolecule nanofibers for polymerizing extracellular matrix proteins on the fibers; And lyophilizing the biomolecule nanofibers; The present invention also provides a method for producing microbial cellulose nanofibers.

본 발명에 있어서, 상기 세포외 기질 단백질은 젤라틴, 콜라겐, 피브린, 라미닌, 피브로넥틴 및 엘라스틴에서 선택된 하나 또는 둘 이상으로 이루어진 3차원 나노구조를 포함할 수 있다.In the present invention, the extracellular matrix protein may include a three-dimensional nanostructure composed of one or two or more selected from gelatin, collagen, fibrin, laminin, fibronectin and elastin.

또한 본 발명에 있어서, 상기 세포외 기질 단백질은 폴리펩타이드를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the extracellular matrix protein may further comprise a polypeptide.

또한 본 발명에 있어서, 상기 동결건조는 -80 ~ -50 ℃ 에서 3 ~ 5 일간 수행할 수 있다.In the present invention, the freeze-drying may be performed at -80 to -50 ° C for 3 to 5 days.

상기 생체분자 나노섬유의 제조단계는 1-에틸-3-(3-이메틸마이노프로필)카보디이미드 및 N-하이드록시숙신이미드를 포함하여 중합하는 단계를 포함한다.The step of preparing the biomolecule nanofibers includes the step of polymerizing 1-ethyl-3- (3-methylmethoxypropyl) carbodiimide and N-hydroxysuccinimide.

상기 그라프트는 (메타)아크릴산 용액에 침지한 후 감마선을 5~100 kGy 조사하여 제조할 수 있다.The graft may be prepared by immersing the graft in a (meth) acrylic acid solution and then irradiating 5 to 100 kGy of gamma rays.

또한 본 발명은 상기 그라프트 셀룰로오스 섬유에 존재하는 미반응된(메타)아크릴산을 제거하는 단계;를 더 포함하는 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법을 제공할 수 있다The present invention also provides a method for producing microbial cellulose nanofibers, which further comprises removing unreacted (meth) acrylic acid present in the grafted cellulose fibers

이렇기 상기 방법들로 제조된 미생물 셀룰로오스 나노섬유는 본 발명의 범위에 포함된다.The microbial cellulose nanofibers produced by the above methods are included in the scope of the present invention.

또한 상기 미생물 셀룰로오스 나노섬유를 포함하는 조직공학용 지지체는 본 발명의 범위에 포함된다.Also included within the scope of the present invention are tissue engineering supports comprising the microbial cellulose nanofibers.

이하 본 발명에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

조직공학에 있어서 생분해성은 상당히 큰 비중을 차지하고 있으며 만일 비분해성 고분자를 사용할 경우 병변의 완전한 재생 후에 조직에 남아 있는 지지체가 외부 물질로 인식되어 염증반응이 지속적으로 발생할 가능성이 있기 때문에 반드시 제거하는 과정을 동반해야 한다. 또한 생분해가 일어나지 않으면 새로 형성된 조직이 지지체 안쪽으로 재생되기 어려우며 주변 조직과의 효가적인 융합이 될 수 없다. 생분해성 고분자는 인체 내에서 가수분해나 분해 효소 등에 의해 분해되는 고분자를 칭하며, 고분자를 얻는 방법에 따라 크게 천연 고분자와 합성 고분자로 나눌 수 있다. 천연 고분자로는 젤라틴, 콜라젠, 피브린 및 엘라스틴 등의 단백질과 알긴산 및 하이알루론산 등의 다당류 계열을 포함하며, 합성고분자로는 폴리에스터의 중합체 또는 공중합체등을 포함한다.Biodegradability in tissue engineering accounts for a considerable proportion. If non-degradable polymers are used, the support that remains in the tissue after complete regeneration of the lesion is recognized as an external substance and the inflammation reaction may continue to occur. Must accompany. In addition, if biodegradation does not occur, the newly formed tissue is difficult to regenerate into the support and can not be an effective fusion with surrounding tissues. Biodegradable polymers are polymers that are degraded in the body by hydrolysis or degradation enzymes. Depending on the method of obtaining the polymer, the biodegradable polymer can be largely divided into a natural polymer and a synthetic polymer. Natural polymers include proteins such as gelatin, collagen, fibrin and elastin, and polysaccharide series such as alginic acid and hyaluronic acid, and synthetic polymers include polymers and copolymers of polyester and the like.

본 발명자는 생분해성 고분자로서 종래에 사용되는 천연고분자 및 합성고분자 대신, 감귤박의 미생물 대사에 의한 셀룰로오스 겔을 적용함으로 인하여 획기적인 생체분자 나노섬유를 제공할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention have discovered that biocompatible nanofibers can be provided by applying cellulosic gels based on microbial metabolism of citrus peel instead of natural polymers and synthetic polymers conventionally used as biodegradable polymers, thereby completing the present invention.

본 발명에서는 방사선 기술을 이용하여 미생물 셀룰로오스 나노섬유에 아크릴산을 그라프트 중합시킨 후 세포친화성이 우수한 단백질이나 펩타이드를 결합시켜 미생물 셀룰로오스 나노섬유를 제공할 수 있으며 이를 도 1에 도식화 하였다.In the present invention, acrylic acid is graft-polymerized on microbial cellulose nanofibers by using a radiation technique, and microbial cellulose nanofibers can be provided by binding proteins or peptides having excellent cell affinity.

본 발명은 감귤박의 미생물 대사에 의한 셀룰로오스 겔의 제조단계; 상기 셀룰로오스 겔에 방사선을 조사하여 (메타)아크릴산을 그라프트 하는 그라프트 셀룰로오스 섬유의 제조 단계; 및 상기 그라프트 셀룰로오스 섬유에 세포외 기질 단백질을 중합하는 생체분자 나노섬유의 제조단계; 를 포함하는 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing a cellulose gel, comprising the steps of: preparing cellulose gel by microbial metabolism of citrus peel; A step of preparing grafted cellulose fibers by irradiating the cellulose gel with radiation to graft (meth) acrylic acid; And a biomolecule nanofiber to polymerize the extracellular matrix protein on the grafted cellulose fiber; The present invention also provides a method for producing microbial cellulose nanofibers.

먼저 감귤박의 미생물 대사에 의한 셀룰로오스 겔을 동결건조하여 준비하는 단계에 대하여 상술하기로 한다. First, a step of preparing cellulose gel by microbial metabolism of citrus peel by lyophilization will be described in detail.

상기 셀룰로오스 겔의 제조단계는 감귤박 발효액 및 종균의 혼합물은 정치발효하는 단계를 거쳐 수득할 수 있다.The preparation of the cellulose gel can be carried out by subjecting the citrus peel fermentation broth to a fermentation step.

본 발명에서 감귤박은 감귤로부터 얻어지는 것으로 "감귤"은 실시예에서 사용되는 온주 밀감뿐만 아니라 유럽 남부 등지에서 재배되는 시트론(citron), 미국 캘리포니아 등지에서 재배되는 문단의 돌연변이종인 그레이프 프루트(grape fruit), 인도, 이탈리아 등지에서 재배되는 광귤(sour orange), 인도 등 세계 각지에서 재배되는 당귤, 중국이나 우리나라에서 재배되는 금귤이나 유자, 우리나라 제주도 등에서 재배되는 한라봉, 진지향, 진귤, 산귤, 청귤, 동정귤, 당유자, 홍귤, 편귤, 사두감, 주감, 탱귤 등을 모두 의미하며 이의 외피, 또는 감귤의 착즙후 생성되는 박을 모두"감귤박"이라고 지칭한다.In the present invention, citrus peel is obtained from citrus, and "citrus fruit" is citrus fruit cultivated in southern Europe and the like, grape fruit as a mutant species of a cultivar cultivated in the United States of America and the like, It is grown in India, Italy and so on. Sour orange is cultivated all over the world such as India, Kumquat or Yuzu cultivated in China or Korea, Halla bong, Jean oriental, Tangerine, Citrus, , Citron, chrysanthemum, mandarin, sardine, persimmon, tangerine and the like, all of which are called "citrus peel".

감귤박 발효액은 Pectines 100L, Viscozyme L, AMG 300L, Celluclast 1.5L 등의 당분해효소를 접종한 뒤 3~12시간, 약 40~70℃ 정도에서 제조하는 것이 바람직하다. 이때 당도는 크게 제한되지는 않으나 1~30 brix 범위내에 있는것이 바람직하다. 당분해효소의 접종량은 크게 제한적이지는 않으나 효율성을 고려하였을 때 감귤박의 0.01 ~ 1%(w/w)의 농도로 접종하는 것이 바람직하다.The citrus peel fermentation broth is preferably prepared at about 40 to 70 ° C for 3 to 12 hours after inoculation with sugar chain enzymes such as Pectines 100 L, Viscozyme L, AMG 300 L and Celluclast 1.5 L. At this time, the sugar content is not particularly limited, but it is preferably within the range of 1 to 30 brix. The amount of sugar inoculated with the enzyme is not limited, but when the efficiency is considered, it is preferable to inoculate 0.01 to 1% (w / w) of the citrus peel.

상기 종균은 셀룰로오스 겔이 제조되는 범위내에서 다양한 균주를 적용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 글루콘아세토박터 한세니 TL-2C를 사용할 수 있다.The strain can be applied to various strains within a range in which the cellulose gel is produced, and most preferably, Gluconacetobacter hanseni TL-2C can be used.

이때 상기 발효액 10%(v/v)에 상기 종균을 접종하며, 접종량은 1ⅹ103~1ⅹ107cell/ml의 범위 내에서 접종하나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.At this time, the seedlings are inoculated in the fermentation broth at 10% (v / v), and the inoculation amount is in the range of 1 x 10 3 to 1 x 10 7 cells / ml but is not necessarily limited thereto.

정치발효는 호기성 조건에서 시행하며, 20℃~40℃에서 7일 ~ 30일이 소요되며 이에 제한되는 것은 아니다.Political fermentation is carried out under aerobic conditions and takes 7 to 30 days at 20 ° C to 40 ° C, but is not limited thereto.

이렇게 제조된 셀룰로오스 겔은 제주 농촌진흥청에서 제공받아 사용할 수도 있다.The cellulosic gel thus prepared may be used by the Jeju Rural Development Administration.

상기 셀룰로오스겔은 동결건조하여 준비하며 동결건조는 -80 ~ -50 ℃ 에서 3 ~ 5 일간 수행되는 것을 특징으로 한다. 습윤된 셀룰론오스 겔을 상온건조를 하게 되면 겔에서 물이 날아가면서 셀룰로오스 겔의 두께와 공극이 감소된다. 따라서 동결건조법을 사용하게 되면 저온에서 셀룰로오스 겔 안의 물이 얼음으로 결정화 되고 동시에 압력을 낮추어 지면 물이 승화 되어 원래의 셀룰로오스의 두께가 유지되면서 일정한 형태를 가진 공극를 제작 할 수 있다는 장점이 있다. 이 방법 중에서는 초기 습윤 셀룰로오스겔 을 동결 온도에 따라 물의 결정 크기를 조절 할 수 있기 때문에 다양한 공극 크기를 가진 겔을 제작 할 수 있다. 예를 들어, -20 ℃ 에서 천천히 냉각 했을 경우에는 얼음 결정이 증가되고 - 80 ℃에서는 물이 급격이 얼어 결정이 작아진다. 따라서, 물의 냉각 온도에 따른 결정화 속도를 조절을 하게 되면 겔의 공극률을 조절 할 수 있게 된다. The cellulosic gel is prepared by lyophilization and lyophilization is performed at -80 to -50 ° C for 3 to 5 days. When the wet cellulosic gel is dried at room temperature, the thickness and porosity of the cellulosic gel decrease as the water is blown from the gel. Therefore, when the freeze-drying method is used, the water in the cellulose gel is crystallized into ice at low temperature, and when the pressure is lowered, the water is sublimated and the thickness of the original cellulose is maintained. Among these methods, since the initial wet cellulosic gel can adjust the crystal size of water according to the freezing temperature, a gel having various pore sizes can be produced. For example, when cooled slowly at -20 ° C, ice crystals increase, and at 80 ° C, water suddenly freezes and crystals decrease. Therefore, it is possible to control the porosity of the gel by controlling the crystallization rate according to the cooling temperature of water.

다음으로는 상기 셀룰로오스 겔에 방사선을 조사하여 (메타)아크릴산을 그라프트 하는 그라프트 셀룰로오스 섬유의 제조 단계에 대하여 상술하기로 한다.Next, the production step of the grafted cellulose fiber in which (meth) acrylic acid is grafted by irradiating the cellulose gel with radiation will be described in detail.

본 발명에 따른 셀룰로오스 겔은 조직을 효과적으로 재생하는데 필요한 세포부착 리간드가 존재하지 않아 세포의 접착성 및 증식 효율이 낮다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 방사선 기술을 도입하였다. 방사선을 이용한 기술의 원리는 방사선 조사에 의해 단량체에 라디칼이 생성되어 중합되어 폴리머가 되거나, 고분자 사슬의 라디칼에 의해 고분자 사슬간에 가교 또는 단량체의 그라프트가 일어난다. 이러한 방사선 기술은 화학적 방법에 비해 인체에 유해한 가교제나 개시제를 사용하지 않기 때문에 반응후 별도의 정제과정이 필요 없으며 의료분야에 이용될 경우 필수단계인 멸균과정 또한 방사선 조사로 대체될 수 있다.The cellulosic gel according to the present invention has low cell adhesiveness and proliferation efficiency due to the absence of cell attachment ligand necessary for effectively regenerating the tissue. The present invention introduces radiation technology to solve this problem. The principle of the technique using radiation is that radicals are generated in the monomers by polymerization and polymerized to form polymers, or cross-linking of polymer chains or grafting of monomers occurs due to the radicals of the polymer chains. Since these radiation techniques do not use crosslinkers or initiators which are harmful to human body compared to chemical methods, there is no need for separate purification process after the reaction, and the sterilization process, which is an essential step when used in the medical field, can also be replaced by irradiation.

상기 셀룰로오스 겔은 직경 3~10mm의 크기로 잘라서 사용하는 것이 바람직하다.The cellulosic gel is preferably cut into a size of 3 to 10 mm in diameter.

방사선 조사는 감마선을 의미하며 구체적으로 60Co 선원의 감마선(ACEL type C-1882, Korea Atomic Energy Instiute)를 5~100 kGy 조사할 수 있다.Irradiation means gamma ray. Specifically, gamma rays of 60 Co source (ACEL type C-1882, Korea Atomic Energy Instiute) can be irradiated at 5 ~ 100 kGy.

이때, 상기 (메타)아크릴산은 구체적으로 아크릴산 용액을 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 0.1M 모아염의 5wt% 아크릴산 용액을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 일예로 1~10 wt%의 아크릴산 용액을 사용할 수 있다. At this time, the (meth) acrylic acid can be specifically acrylic acid solution, more specifically, a 5 wt% acrylic acid solution of 0.1 M NaOH salt may be used, but it is not limited thereto. For example, 1 to 10 wt% of an acrylic acid solution can be used.

또한 상기 아크릴산 용액에 상기 셀룰로오스 겔을 침지하여 방사선을 조사하는 것이 바람직하다. 따라서 아크릴산 용액 및 셀룰로오스 겔의 함량비는 셀룰로오스 겔이 침지될 수 있는 범위인 것이 적절하며, 구체적으로는 아크릴산 용액 50~99 중량%, 셀룰로오스 겔 1~50중량%인 것이 바람직하다.It is also preferable that the cellulose gel is immersed in the acrylic acid solution and irradiated with the radiation. Therefore, the content ratio of the acrylic acid solution and the cellulose gel is suitably in the range capable of immersing the cellulose gel, specifically, it is preferably 50 to 99% by weight of the acrylic acid solution and 1 to 50% by weight of the cellulosic gel.

이렇게 (메타)아크릴산이 그라프트된 그라프트 셀룰로오스 섬유는 미반응된 (메타)아크릴산을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 구체적으로는 3차 증류수를 이용하여 50시간 내지 100시간 동안 워싱을 실시하여 (메타)아크릴산을 제거할 수 있다.The grafted cellulose fiber grafted with (meth) acrylic acid may further include a step of removing unreacted (meth) acrylic acid. Specifically, the grafted cellulose fiber may be washed with tertiary distilled water for 50 to 100 hours (Meth) acrylic acid can be removed.

다음으로는 상기 그라프트 셀룰로오스 섬유에 세포외 기질 단백질을 중합하는 생체분자 나노섬유의 제조단계에 대하여 상술하기로 한다.Next, the production steps of the biomolecule nanofibers for polymerizing the extracellular matrix protein on the grafted cellulose fiber will be described in detail.

상기 그라프트 셀룰로오스 섬유는 EDC/NHS 반응을 이용하여 세포외 기질 단백질을 중합할 수 있다. 구체적으로 1-에틸-3-(3-이메틸마이노프로필)카보디이미드(EDC) 및 N-하이드록시숙신이미드(NHS)를 포함하여 중합하는 단계이며, 보다 구체적으로는 z-(N-모르폴리노)에틸술폰산(MES) 완충용액에 EDC 와 NHS를 녹인 혼합액에 상기 그라프트 셀룰로오스 섬유를 침지시킨 후 꺼내어 세포외 기질단백질이 용해되어있는 용해액에 넣고 교반하여 제조할 수 있다. 이때 EDC와 NHS 혼합액의 혼합비는 1:9 ~ 9:1 에서 선택될 수 있다.The grafted cellulose fibers can polymerize extracellular matrix proteins using an EDC / NHS reaction. (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS). More specifically, the step of polymerizing z- (N (N, N-dimethylaminopropyl) carbodiimide -Morpholino) ethylsulfonic acid (MES) buffer solution in which EDC and NHS are dissolved, immersing the grafted cellulose fiber in a mixture, dissolving the extracellular matrix protein in the dissolution solution, and stirring. At this time, the mixing ratio of EDC and NHS mixed solution may be selected from 1: 9 to 9: 1.

상기 세포외 기질 단백질은 젤라틴, 콜라겐, 피브린, 라미닌, 피브로넥틴 및 엘라스틴에서 선택된 하나 또는 둘 이상으로 이루어진 3차원 나노구조를 포함한다.The extracellular matrix protein comprises a three-dimensional nanostructure consisting of one or more selected from gelatin, collagen, fibrin, laminin, fibronectin and elastin.

또한 폴리펩타이드를 세포외 기질 단백질로 사용할 수도 있다.The polypeptide may also be used as an extracellular matrix protein.

이렇게 세포외 기질 단백질이 중합된 생체분자 나노섬유는 미반응된 세포외 기질 단백질을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 구체적으로는 z-(N-모르폴리노)에틸술폰산 및 인산완충식염수를 이용하여 20시간 내지 30시간 동안 워싱을 실시하여 제거할 수 있다.The biomolecule nanofibers in which the extracellular matrix protein is polymerized may further include a step of removing unreacted extracellular matrix proteins, and specifically, z- (N-morpholino) ethylsulfonic acid and phosphate buffered saline And washing can be performed for 20 hours to 30 hours.

마지막으로 상기 나노섬유를 동결건조하는 단계에 대하여 상술하기로 한다.Finally, the step of freeze-drying the nanofibers will be described in detail.

본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노섬유를 동결건조하였을 때 셀룰로오스 겔 섬유의 조직의 가교도를 높여주어 인장강도 및 탄성력 및 복원력이 높아지는 것을 발견하였으며 이를 통해 우수한 조직공학용 지지체를 제공할 수 있게 되었다.In the present invention, when the cellulosic nanofibers are lyophilized, the degree of crosslinking of the cellulose gel fibers is increased, and tensile strength, elasticity, and restoring force are increased. As a result, a superior support for tissue engineering has been provided.

이러한 동결건조의 조건은 -80 ~ -50 ℃ 에서 3 ~ 5 일간 수행되는 것이 바람직하다.It is preferable that the freeze-drying is performed at -80 to -50 캜 for 3 to 5 days.

다음으로는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하고자 하며 하기 실시예에는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.The following examples are intended to illustrate the present invention and should not be construed as limiting the scope of the invention.

<실시예 1> 감귤박의 미생물 대사에 의한 셀룰로오스 겔의 동결건조&Lt; Example 1 > Freeze-drying of cellulosic gel by microbial metabolism of citrus peel

감귤박을 원료로 하고 글루코아세토박터 한세니 TL-2C에 의해 30℃, 14일간 정치발효하여 제조된 셀룰로오스 겔(제주농촌진흥청)을 -78℃에서 24시간, -50℃에서 48시간 동결건조기로 동결건조하여 준비하였다.Cellulose gel (Jeju Rural Development Administration), which was prepared by fermenting citrus peel as a raw material at 30 ° C for 14 days by using Glucoacetobacter hansen TL-2C, was incubated at -78 ° C for 24 hours and at -50 ° C for 48 hours with a freeze dryer Lyophilized and prepared.

<실시예 2> 그라프트 셀룰로오스 섬유의 제조Example 2: Preparation of grafted cellulose fiber

상기 동결건조된 셀룰로오스 겔을 8mm의 크기로 절단하고 상기 셀룰로오스겔과 0.01M 모아염의 5중량% 아크릴산 용액을 1:1의 중량비로 하여 침지하였다.The lyophilized cellulose gel was cut into a size of 8 mm and immersed in a weight ratio of 1: 1 of the cellulosic gel and a 5 wt% acrylic acid solution of 0.01 M NaOH salt.

침지된 셀룰로오스 겔에 60Co 선원의 감마선(ACEL type C-1882, Korea Atomic Energy Institute)을 선량률 10kGy/hr로 25kGy 조사하였다. 조사 후에 미 반응된 아크릴산을 제거하기 위해 3차 증류수를 이용하여 72시간 워싱을 실시하여 그라프트 셀룰로오스 섬유를 제조하였다.(ACEL type C-1882, Korea Atomic Energy Institute) was irradiated to the immersed cellulosic gel at a dose rate of 10 kGy / hr at 25 kGy. After the irradiation, grafted cellulose fibers were prepared by washing with distilled water for 72 hours in order to remove unreacted acrylic acid.

<실시예 3> 생체분자 나노섬유의 제조Example 3 Production of Biomolecule Nanofibers

상기 그라프트 셀룰로오스 섬유를 0.1M z-(N-모르폴리노)에틸술폰산(MES) 완충용액(pH 5.07, 5mg/mL)에 EDC와 NHS를 1:1의 부피비로 녹인용액에 1시간 동안 침지한 후 꺼내고 젤라틴용액(2mg/mL)에 넣어 12시간 동안 교반하였다. 미반응 젤라틴을 제거하기 위해 z-(N-모르폴리노)에틸술폰산 및 인산완충식염수의 1: 1 혼합액에 24시간 동안 워싱하여 생체분자 나노섬유를 제조하였다.The grafted cellulose fibers were immersed in a solution of EDC and NHS in a volume ratio of 1: 1 in 0.1 M z- (N-morpholino) ethylsulfonic acid (MES) buffer solution (pH 5.07, 5 mg / (2 mg / mL), and the mixture was stirred for 12 hours. Biomolecule nanofibers were prepared by washing for 24 hours in a 1: 1 mixture of z- (N-morpholino) ethylsulfonic acid and phosphate buffered saline to remove unreacted gelatin.

<실시예 4> 생체분자 나노섬유의 동결건조Example 4 Freeze-drying Biomolecule Nanofibers

상기 워싱된 생체분자 나노섬유를 동결건조기를 이용하여 -78℃에서 72시간 동안 동결건조하였다.The washed biomolecule nanofibers were freeze-dried at -78 ° C for 72 hours using a freeze dryer.

이렇게 제조된 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 각 단계별 제조된 물질을 여러가지 방법으로 분석하여 그 특성을 평가하였다.The prepared microbial cellulose nanofibers were analyzed by various methods and their properties were evaluated.

1. 주사전자현미경(SEM) 측정1. Scanning electron microscope (SEM) measurement

상기 생체분자 나노섬유에서 셀룰로오스 겔의 표면에 결합된 아크릴산과 젤라틴이 미치는 영향을 알아보기 위해 전자현미경(SEM, JSM-6400, JEOL, Japan)을 이용하여 10kv, 10~12 mm distance 조건에서 확인하였다. 샘플은 스푸터코터(Sputter coater)를 이용하여 70초동안 골드코팅하여 측정하였다.The effect of acrylic acid and gelatin bound to the surface of the cellulose gel in the biomolecule nanofibers was examined using an electron microscope (SEM, JSM-6400, JEOL, Japan) at 10 kv, 10 to 12 mm distance . The samples were measured by gold coating for 70 seconds using a sputter coater.

상기 실시예 2의 그라프트 셀룰로오스 섬유의 SEM사진을 도 2의 (a)에 첨부하였으며 실시예 3의 젤라틴이 중합된 생체분자 나노섬유의 SEM사진은 도 2의 (b)에 첨부하였다.SEM photographs of the grafted cellulose fibers of Example 2 are shown in FIG. 2 (a), and SEM photographs of the gelatin-polymerized biomolecule nanofibers of Example 3 are shown in FIG. 2 (b).

2. 톨루이딘블루오(TBO, Toluidine blue O) 염색과 정량2. Toluidine blue O (Toluidine blue O) staining and quantification

또한 셀룰로오스 겔에 아크릴산의 카복실그룹이 잘 형성되었는지 확인하기 위하여 TBO를 사용하여 염색과 정량을 하였다. 측정방법은 다음과 같다.Also, TBO was used to determine the carboxyl group of acrylic acid in the cellulose gel. The measurement method is as follows.

24 월 플레이트(well plate)에 TBO 솔루션(0.01M HCl. 60mg NaCl, 12mg TBO) 500㎕와 그라프트 셀룰로오스 섬유를 넣고 6시간 교반후 증류수를 이용하여 TBO가 더 이상 녹아 나오지 않을때까지 워싱을 하였다. 그후 0.1M NaOH와 에탄올을 1:4(v/v)혼합한 용액에 녹인후 UV-VIS spectrometer(PowerWave XS, Biotek, USA)를 이용하여 630nm에서 측정하였다. 이를 도 3에 나타내었으며, 도 3-(a)를 보면 실시예 1의 셀룰로오스 겔(BC)는 염색되지 않은 반면, 실시예 2의 아크릴산이 그라프트된 그라프트 나노섬유(AAc-BC)는 푸른색으로 염색이 되었음을 확인하였다. 또한 도 3-(b)는 그라프트 나노섬유에 염색된 TBO량을 정량한 결과이며 BC는 0.0195±0.1384, AAc-BC는 6.3827±0.7710(ug/mg)으로 측정되었다. 이로써 카복실기가 결합되어 TBO 반응이 일어난 것을 확인할 수 있었다.In a 24-well plate, 500 μl of TBO solution (0.01 M HCl, 60 mg NaCl, 12 mg TBO) and grafted cellulose fiber were added and stirred for 6 hours, followed by washing with distilled water until TBO was no longer dissolved . The solution was then dissolved in a solution of 0.1 M NaOH and ethanol in a volume ratio of 1: 4 (v / v), and then measured at 630 nm using a UV-VIS spectrometer (PowerWave XS, Biotek, USA). 3 (a), the cellulose gel (BC) of Example 1 was not dyed while the grafted nanofibers (AAc-BC) of Example 2, in which acrylic acid was grafted, Color was confirmed. Fig. 3- (b) shows the results of quantifying the amount of TBO stained on the graft nanofibers. BC was measured to be 0.0195 + 0.1384 and AAc-BC was measured to be 6.3827 + 0.7710 (ug / mg). As a result, it was confirmed that the TBO reaction occurred due to the binding of the carboxyl group.

3. 플루오레사민 염색3. Fluorescein staining

젤라틴이 잘 중합되었는지 확인하기 위해 플루오레사민(fluorescamine)을 이용하여 다음과 같이 측정하였다.To determine whether the gelatin was polymerized well, the following measurements were made using fluorescamine.

셀룰로오스 겔(BC), 그라프트 나노섬유(AAc-BC) 및 젤라틴이 중합된 생체분자 나노섬유(Gelatin-AAc-BC) 각각에 0.2M 보레이트 완충(pH 9) 350㎕와 플루오레사민 용액(1mg/mL 아세톤) 150㎕를 함께 넣고 볼텍스(voltex)를 이용하여 고속으로 1분간 교반후, 형광현미경으로 염색여부를 관찰하였다. 도 4와 같이 BC와 AAc-BC에서는 녹색형광이 관찰되지 않으나 Gelatin -AAc-BC에서는 녹색형광이 나타나기 때 문에 젤라틴이 결합되었음을 확인할 수 있었다.350 μl of 0.2 M borate buffer (pH 9) and 1 μl of fluorescein solution (1 mg) were added to each of cellulose gel (BC), graft nanofiber (AAc-BC) and gelatin-polymerized biomolecule nanofibers / mL acetone) were mixed together, and the mixture was stirred at a high speed for 1 minute using a voltex, and then observed under a fluorescence microscope. As shown in FIG. 4, green fluorescence was not observed in BC and AAc-BC, but gelatin was bound to gelatin-AAc-BC because green fluorescence appeared.

4. ATR-FTIR 측정4. ATR-FTIR measurement

셀룰로오스 겔(BC), 그라프트 나노섬유(AAc-BC) 및 젤라틴이 중합된 생체분자 나노섬유(G-AAc-BC)의 표면의 화학특성을 확인하기 위하여 attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy(ATR-FTIR)(Bruker TEMSOR 37, Bruker AXS. Inc., Germany)를 사용하여 분석하였다. 스펙트라는 500~4000 cm-1의 범위를 4 cm- 1해상도와 64 scans 조건에서 측정하였다.In order to confirm the chemical characteristics of the surfaces of cellulose gel (BC), graft nanofibers (AAc-BC) and gelatin-biomolecule nanofibers (G-AAc-BC), attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy -FTIR) (Bruker TEMSOR 37, Bruker AXS. Inc., Germany). The spectra ranged from 500 to 4000 cm -1 at 4 cm - 1 resolution and 64 scans.

도 5는 (a)BC, (b)AAc-BC 및 (c) Gelatin -AAc-BC의 각각의 표면특성을 분석한 ATR-FTIR의 그래프이다. AAc-BC 의 카르복실 그룹의 피크는 1720 cm-1에서 발견되었다. 젤라틴을 결합시킨 G-AAc-BC 는 1650 cm-1, 1550cm-1에서 새로운 피크가 발견되었다. 이 피크는 젤라틴에 있는 아미드(Ⅰ),(Ⅱ) 로 AAc-BC 에 젤라틴이 결합되었다는 것을 확인할 수 있다.5 is a graph of ATR-FTIR in which surface characteristics of (a) BC, (b) AAc-BC and (c) Gelatin-AAc-BC are analyzed. The peak of the carboxyl group of AAc-BC was found at 1720 cm -1 . G-AAc-BC combines the gelatin has been found a new peak at 1650 cm -1, 1550cm -1. This peak shows that amide (Ⅰ) and (Ⅱ) in gelatin bind gelatin to AAc-BC.

Claims (9)

감귤박의 미생물 대사에 의한 셀룰로오스 겔을 동결건조하여 준비하는 단계;
상기 동결건조된 셀룰로오스 겔에 방사선을 조사하여 (메타)아크릴산을 그라프트 하는 그라프트 셀룰로오스 섬유 제조단계;
상기 그라프트 셀룰로오스 섬유에 세포외 기질 단백질을 중합하는 생체분자 나노섬유의 제조단계; 및
상기 생체분자 나노섬유를 동결건조하는 단계;
를 포함하는 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법.
Preparing a cellulosic gel by lyophilization by microbial metabolism of citrus peel;
Preparing grafted cellulose fiber by irradiating the freeze-dried cellulosic gel with (meth) acrylic acid by irradiation;
Preparing a biomolecule nanofiber that polymerizes the extracellular matrix protein on the grafted cellulose fiber; And
Lyophilizing the biomolecule nanofibers;
&Lt; / RTI &gt;
제 1항에 있어서
상기 세포외 기질 단백질은 젤라틴, 콜라겐, 피브린, 라미닌, 피브로넥틴 및 엘라스틴에서 선택된 하나 또는 둘 이상으로 이루어진 3차원 나노구조를 포함하는 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법.
The method of claim 1, wherein
Wherein the extracellular matrix protein comprises a three-dimensional nanostructure composed of one or more selected from gelatin, collagen, fibrin, laminin, fibronectin and elastin.
제 1항에 있어서
상기 세포외 기질 단백질은 폴리펩타이드를 더 포함하는 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법
The method of claim 1, wherein
Wherein said extracellular matrix protein further comprises a polypeptide; and a method for producing microbial cellulose nanofibers
제 1항에 있어서,
상기 동결건조는 -80 ~ -50 ℃ 에서 3 ~ 5 일간 수행되는 것을 특징으로 하는 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법.
The method of claim 1,
Wherein the freeze-drying is performed for 3 to 5 days at -80 to -50 ° C.
제 1항에 있어서
상기 생체분자 나노섬유의 제조단계는 1-에틸-3-(3-이메틸마이노프로필)카보디이미드 및 N-하이드록시숙신이미드를 포함하여 중합하는 단계인 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법.
The method of claim 1, wherein
Wherein the step of preparing the biomolecule nanofibers comprises polymerizing 1-ethyl-3- (3-methylmethoxypropyl) carbodiimide and N-hydroxysuccinimide.
제 1항에 있어서,
상기 그라프트는 (메타)아크릴산 용액에 침지한 후 감마선을 5~100 kGy 조사하는 것인 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법.
The method of claim 1,
Wherein the graft is immersed in a (meth) acrylic acid solution and irradiated with 5 to 100 kGy of gamma rays.
제 1항에 있어서
상기 그라프트 셀룰로오스 섬유에 존재하는 미반응된(메타)아크릴산을 제거하는 단계;를 더 포함하는 미생물 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법.
The method of claim 1, wherein
And removing unreacted (meth) acrylic acid existing in the grafted cellulose fiber.
제 1항 내지 제 7항에서 선택된 어느 한 항의 방법으로 제조된 미생물 셀룰로오스 나노섬유.A microbial cellulose nanofiber produced by the method of any one of claims 1 to 7. 제 8항에 있어서,
상기 미생물 셀룰로오스 나노섬유를 포함하는 조직공학용 지지체.
The method of claim 8,
A support for tissue engineering comprising the microbial cellulose nanofibers.
KR1020120111434A 2012-10-08 2012-10-08 Radiation biomolecules bacterial cellulose nanofibers and method of manufacture KR101400674B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120111434A KR101400674B1 (en) 2012-10-08 2012-10-08 Radiation biomolecules bacterial cellulose nanofibers and method of manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120111434A KR101400674B1 (en) 2012-10-08 2012-10-08 Radiation biomolecules bacterial cellulose nanofibers and method of manufacture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140048362A true KR20140048362A (en) 2014-04-24
KR101400674B1 KR101400674B1 (en) 2014-06-19

Family

ID=50654383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120111434A KR101400674B1 (en) 2012-10-08 2012-10-08 Radiation biomolecules bacterial cellulose nanofibers and method of manufacture

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101400674B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105926050A (en) * 2016-05-23 2016-09-07 东华大学 Macroscopic fibers based on directional arrangement of bacterial cellulose nanofibers and preparation method of macroscopic fibers
KR20160123423A (en) * 2015-04-15 2016-10-26 한국원자력연구원 Biodegradable control of bacterial cellulose by radiation technology and absorbable peridental tissue regeneration material using the same
CN106544861A (en) * 2016-10-12 2017-03-29 安徽工程大学 A kind of preparation method and applications of feature AOPAN AA nano fibrous membranes
CN108385279A (en) * 2018-01-30 2018-08-10 平湖市伊凡家箱包有限公司 A kind of preparation method of composite antibacterial fibre film
CN111135336A (en) * 2018-11-06 2020-05-12 钟宇光 Pectin/biological cellulose composite membrane prepared by biological fermentation of whole citrus fruits
KR20220134922A (en) * 2021-03-29 2022-10-06 전주대학교 산학협력단 A Manufacturing method of carbon fibers from lyocell fiber

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100920995B1 (en) * 2008-01-08 2009-10-09 한국원자력연구원 Patterning method of biomolecules onto polymeric materials by radiation
KR101079718B1 (en) * 2008-09-09 2011-11-03 한국원자력연구원 Method of immobilization and patterning of biomolecules onto biodegradable polymeric materials using radiation
KR101162411B1 (en) * 2009-06-09 2012-07-04 한남대학교 산학협력단 Cation exchange membrane and process for preparing the same
KR101137766B1 (en) * 2010-07-07 2012-06-27 대한민국 A novel strain of Gluconacetobacter sp. gel_SEA623-2 from citrus juice and cellulose gel by using it

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160123423A (en) * 2015-04-15 2016-10-26 한국원자력연구원 Biodegradable control of bacterial cellulose by radiation technology and absorbable peridental tissue regeneration material using the same
CN105926050A (en) * 2016-05-23 2016-09-07 东华大学 Macroscopic fibers based on directional arrangement of bacterial cellulose nanofibers and preparation method of macroscopic fibers
CN106544861A (en) * 2016-10-12 2017-03-29 安徽工程大学 A kind of preparation method and applications of feature AOPAN AA nano fibrous membranes
CN108385279A (en) * 2018-01-30 2018-08-10 平湖市伊凡家箱包有限公司 A kind of preparation method of composite antibacterial fibre film
CN111135336A (en) * 2018-11-06 2020-05-12 钟宇光 Pectin/biological cellulose composite membrane prepared by biological fermentation of whole citrus fruits
KR20220134922A (en) * 2021-03-29 2022-10-06 전주대학교 산학협력단 A Manufacturing method of carbon fibers from lyocell fiber

Also Published As

Publication number Publication date
KR101400674B1 (en) 2014-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101400674B1 (en) Radiation biomolecules bacterial cellulose nanofibers and method of manufacture
Huq et al. Sources, production and commercial applications of fungal chitosan: A review
de Oliveira et al. Production and characterization of bacterial cellulose membranes with hyaluronic acid from chicken comb
Khamrai et al. Curcumin entrapped gelatin/ionically modified bacterial cellulose based self-healable hydrogel film: An eco-friendly sustainable synthesis method of wound healing patch
Rajwade et al. Applications of bacterial cellulose and its composites in biomedicine
Tang et al. A covalently cross-linked hyaluronic acid/bacterial cellulose composite hydrogel for potential biological applications
Stanisławska Bacterial nanocellulose as a microbiological derived nanomaterial
Huang et al. Recent advances in bacterial cellulose
Jozala et al. Bacterial nanocellulose production and application: a 10-year overview
Yan et al. Directed assembly of robust and biocompatible silk fibroin/hyaluronic acid composite hydrogels
Mohite et al. Physical, structural, mechanical and thermal characterization of bacterial cellulose by G. hansenii NCIM 2529
Abdel-Mohsen et al. Chitosan-glucan complex hollow fibers reinforced collagen wound dressing embedded with aloe vera. Part I: Preparation and characterization
Lin et al. Bacterial cellulose and bacterial cellulose–chitosan membranes for wound dressing applications
Cai et al. Bacterial cellulose/poly (ethylene glycol) composite: characterization and first evaluation of biocompatibility
Phisalaphong et al. Biosynthesis and characterization of bacteria cellulose–chitosan film
Zhijiang et al. Poly (3-hydroxubutyrate-co-4-hydroxubutyrate)/bacterial cellulose composite porous scaffold: Preparation, characterization and biocompatibility evaluation
Correia et al. Thermal and hydrolytic degradation of electrospun fish gelatin membranes
Perumal et al. Collagen-fucoidan blend film with the potential to induce fibroblast proliferation for regenerative applications
EP3181152A1 (en) Multi-layered wound care product
Wang et al. Application of injectable silk fibroin/graphene oxide hydrogel combined with bone marrow mesenchymal stem cells in bone tissue engineering
Ni et al. Tough and elastic hydrogel of hyaluronic acid and chondroitin sulfate as potential cell scaffold materials
JP5975221B2 (en) Multiphase biomaterials based on bacteria-synthesized nanocellulose and its production method
Stumpf et al. Enriched glucose and dextrin mannitol-based media modulates fibroblast behavior on bacterial cellulose membranes
Yan et al. Preparation of self-assembled collagen fibrillar gel from tilapia skin and its formation in presence of acidic polysaccharides
WO2017103259A1 (en) Wound care product comprising ecm-functionalized nanocellulose

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190328

Year of fee payment: 6