KR20150029988A - Biomaterials for cell delivery and tissue regeneration and method for preparing them - Google Patents

Biomaterials for cell delivery and tissue regeneration and method for preparing them Download PDF

Info

Publication number
KR20150029988A
KR20150029988A KR20130109135A KR20130109135A KR20150029988A KR 20150029988 A KR20150029988 A KR 20150029988A KR 20130109135 A KR20130109135 A KR 20130109135A KR 20130109135 A KR20130109135 A KR 20130109135A KR 20150029988 A KR20150029988 A KR 20150029988A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hyaluronic acid
biomaterial
type
cartilage
gel
Prior art date
Application number
KR20130109135A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101582380B1 (en
Inventor
장지욱
김상철
김현정
Original Assignee
주식회사 제네웰
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 주식회사 제네웰 filed Critical 주식회사 제네웰
Priority to KR1020130109135A priority Critical patent/KR101582380B1/en
Publication of KR20150029988A publication Critical patent/KR20150029988A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101582380B1 publication Critical patent/KR101582380B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/20Polysaccharides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28Bones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/06Materials or treatment for tissue regeneration for cartilage reconstruction, e.g. meniscus

Abstract

The present invention relates to a cellular therapy product carrier for regenerating damaged tissues and to a scaffold for tissue regeneration and, more specifically, to a modified hyaluronic acid derivative for transplanting the cellular therapy product to damaged cartilage. The hyaluronic acid: is in a gel type; can be used by being mixed with the cellular therapy product; has viscoelasticity capable of maintaining cells and 4 weeks or more of decomposition period, thereby effectively treating damaged cartilage areas without being easily decomposed in joints. The gel type hyaluronic acid according to the present invention can be used for cartilage regeneration and as a cell carrier of soft and hard tissues such as skin, bone, and the likes.

Description

세포 전달 및 조직 재생용 생체재료와 제조방법 {Biomaterials for cell delivery and tissue regeneration and method for preparing them}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a biomaterial for cell delivery and tissue regeneration,

본 발명은 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료와 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세포전달체 및 조직재생용 지지체로 사용하기 위하여 히알루론산을 가교, 정제, 멸균 공정을 통해 제조된 겔로서 점탄성 특성과 분해기간, 세포 부착능 및 조직 재생 효과를 가지는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료와 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a biomaterial for cell delivery and tissue regeneration, and more particularly to a gel prepared by cross-linking, purification, and sterilization of hyaluronic acid for use as a cell carrier and a support for tissue regeneration, And a biomaterial for cell delivery and tissue regeneration having a cell disruption function and tissue regeneration effect, and a manufacturing method thereof.

연골손상은 노화, 사고 등으로 인하여 연골이 손상되는 질환이다. 연골은 신경과 혈관이 없는 세포외기질로 구성된 조직으로 손상 받으면 자가 치유가 극히 제한적이어서 결국 골관절염을 초래하게 된다. 손상된 연골을 치료하기 위한 전통적인 방법은 연골 하골의 골수를 유출시키는 골수자극술이 있으며, 골수자극술은 방법에 따라 골천공술(bone drilling), 미세골절술(microfracture), 마모성형술(abrasion arthroplasty)로 나눌 수 있다. 하지만, 골수자극술은 재생된 연골이 정상 연골인 초자연골(hyaline cartilage)이 아닌 섬유연골(fibro artilage)로 재생되는 문제점이 있다.
Cartilage damage is a disease in which cartilage is damaged due to aging, accidents, and the like. Cartilage is a tissue composed of extracellular matrix without neurons and blood vessels, and self-healing is extremely limited, resulting in osteoarthritis. The traditional method for treating damaged cartilage is bone marrow stimulation to drain the bone marrow of the cartilage. Bone marrow stimulation can be divided into bone drilling, microfracture, and abrasion arthroplasty depending on the method. have. However, bone marrow stimulation is problematic in that regenerated cartilage is regenerated as fibrocartilage rather than hyaline cartilage, which is normal cartilage.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 자가 연골 이식술(autologous chondrocytes implantation, ACI)이 개발되었다. 자가 연골 이식술은 하중을 받지 않는 정상부위의 연골을 채취하여 생체외 환경에서 연골세포를 분리 배양한 후 손상부위에 주입하는 방법으로, 세포를 이식하기 위하여 골막을 손상 부위에 덮어 봉합한 후 이식하였다. 하지만, 골막은 연골을 과다 증식시켜 수술 후 환부의 동통을 초래할 수 있고 2차 연골 손상을 유발할 수 있다. 또한, 연골 세포의 채취와 주입의 2단계 수술 과정이 필요하고 골막을 매우 촘촘히 봉합해야 하는 번거로움이 있다.
To overcome this problem, autologous chondrocytes implantation (ACI) has been developed. Autologous cartilage grafting is a method of collecting cartilage from the uninvolved cartilage and separating and culturing chondrocytes in an in vitro environment. The cartilage is then implanted into the injured area. . However, the periosteum may overproduce the cartilage, causing pain in the affected part and causing secondary cartilage damage. In addition, there is a need for a two-step surgical procedure of collecting and injecting chondrocytes, and it is troublesome to seal the periosteum very tightly.

최근 자가 연골 이식술의 단점을 극복하고자 타인의 연골세포, 제대혈 줄기세포 및 형질전환증식인자β(TGF-β)를 방출하는 세포를 이용한 치료법이 제품화되었거나 진행 중에 있다. 이러한 타가 세포 이식술은 자가 연골세포를 채취하는 불편함이 없고 면역반응이 없어 자가 연골세포 이식술을 대체하고 있다. 특히, 제대혈 유래 줄기세포를 관절연골 손상부위에 주입하는 방법이 많이 연구되고 있다. 한국특허등록 제10-0494265호는 제대혈로부터 줄기세포의 분리, 증식 및 분화한 세포와 배지 및 생체적합성 고분자로 이루어진 주사제 조형물을 제시하고 있다. 한국특허공개 제2000-0072904호에서는 TGF-β cDNA가 삽입된 세포의 제조 및 이를 이용한 연골재생에 대하여 제시하고 있다.
To overcome the drawbacks of autologous chondrocyte transplantation, there have been commercialized or ongoing therapies using cells that release chondrocytes, umbilical cord blood stem cells, and transforming growth factor beta (TGF-beta) from others. This type of cell transplantation does not have the inconvenience of collecting autologous chondrocyte cells and has no immune response, thus replacing autologous chondrocyte transplantation. In particular, a method of injecting umbilical cord blood-derived stem cells into articular cartilage damage sites has been extensively studied. Korean Patent Registration No. 10-0494265 discloses an injection preparation composed of a cell, a culture medium, and a biocompatible polymer, wherein the stem cell is isolated, proliferated and differentiated from cord blood. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2000-0072904 proposes the production of TGF-beta cDNA-inserted cells and cartilage regeneration using the same.

또한 골막의 문제점을 극복하기 위하여 콜라겐 및 히알루론산 유래 멤브레인을 개발되어 판매하고 있다. 대표 제품은 Anika 사의 Hyalograft는 히알루론산 3차원 부직포형태의 제품으로 연골손상에 사용하는 제품이다. 하지만, 스폰지나 멤브레인 타입은 연골에 고정하기 어렵고 관절경 시술에 제한이 있는 문제점이 있다. US공개 제2007/0202084호에서는 가교된 히알루론산 부직포를 연골손상에 적용하는 방법에 대해 제시하고 있다. 이러한 스폰지 및 멤브레인 타입 세포전달체의 문제점을 해결하기 위하여 피브린, 히알루론산 및 콜라겐 등을 이용한 겔 타입의 세포전달체가 연구되고 있다. 겔타입의 세포전달체는 세포와 혼합이 쉽고 주사 가능하여 관절경 시술에 제약이 없는 장점을 가지고 있다. 한국특허공개 제10-2012-0046430호에서는 히알루론산, 콜라겐, 피브리노젠 등의 하이드로겔을 이용한 연골 이식용 조성물에 대해 제시하고 있다. 하지만, 연골 손상부위에 주사 후 주변환경 특히, 연골에서 관절 활액에 의해 겔이 분해되거나 희석되어 손상부위에서 조직이 재생 될 때까지 세포를 유지시키는 것이 어려운 문제점들이 제기 되고 있다.
In order to overcome the problems of periosteum, collagen and hyaluronic acid-derived membranes have been developed and sold. Anika's Hyalograft is a product in the form of a hyaluronic acid three-dimensional nonwoven, which is used for cartilage damage. However, sponge and membrane types are difficult to fix on cartilage and arthroscopic procedures are limited. US Publication No. 2007/0202084 discloses a method of applying a crosslinked hyaluronic acid nonwoven fabric to cartilage damage. In order to solve the problems of such a sponge and a membrane type cell carrier, gel type cell carriers using fibrin, hyaluronic acid and collagen have been studied. The gel-type cell transporter is easy to mix with cells and injectable, and has the advantage that there are no restrictions on arthroscopic procedures. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0046430 discloses a composition for cartilage transplantation using a hydrogel such as hyaluronic acid, collagen, and fibrinogen. However, there are problems that it is difficult to maintain the cells until the tissue is regenerated at the injured area after the gel is decomposed or diluted by the joint synovial fluid in the surrounding environment, especially in the cartilage, after the injection.

스폰지 및 멤브레인 기술들은 연골 환경에서 우수한 강도와 분해기간을 가졌지만, 3차원 형태로 시술이 어렵고, 겔 타입은 연골조직이 완전히 재생되기 전에 분해 및 흡수되어 정상 연골 재생이 어렵다는 한계를 가지고 있다.
Sponge and membrane technologies have excellent strength and disintegration time in the cartilage environment, but they are difficult to perform in three-dimensional form, and the gel type has a limitation that normal cartilage regeneration is difficult to be resolved and absorbed before the cartilage tissue is completely regenerated.

히알루론산은 다당류의 일종으로 N-아세틸-글루코사민과 D-글루쿠론산으로 구성된 반복단위가 선형으로 연결되어 있는 생체고분자 물질이다. 1934년 Meyer와 Palmer가 처음으로 소의 유리체로부터 분리하여 소개하였으며, 그 이름은 유리질이란 의미의 hyalos와 성분 중의 하나인 우론산의 합성으로 명명하였다. 세포외기질의 주요성분 분자인 히알루론산은 조직의 증식 및 재생, 그리고 창상 치유 시에 양이 증가하며, 수분을 함유하는 능력을 갖고 있어 조직의 수분 함유를 유지하여 세포외공간을 유지하고, 전해질과 영양소의 이동을 촉진시킨다. 히알루론산은 인체 내에 유리기 형태와 조직결합 형태로 존재하는데 안정기에는 대부분이 콜라겐 및 다른 고분자 물질과 교차 결합되어 존재하며, 따라서 유리히알루론산의 농도는 상대적으로 낮지만 조직 손상 직후에는 급격히 증가한다.Hyaluronic acid is a kind of polysaccharide, and is a biomolecule material in which repeating units composed of N-acetyl-glucosamine and D-glucuronic acid are linearly connected. In 1934, Meyer and Palmer were introduced for the first time, separated from the vitreous of cattle, and named for the synthesis of hyalos, meaning vitreous, and uronic acid, one of its components. Hyaluronic acid, which is a major component of extracellular matrix, increases in volume during tissue proliferation and regeneration, wound healing, and has the ability to contain water to maintain the extracellular space by maintaining the moisture content of the tissue, It promotes the movement of nutrients. Hyaluronic acid is present in the body in free radical form and in a tissue-bound form. Most of the stabilizers are cross-linked with collagen and other macromolecules, and therefore the concentration of free hyaluronic acid is relatively low but increases rapidly immediately after tissue injury.

이러한 히알루론산 기반 생체재료는 세포전달체로서 세포와 간단하게 혼합이 가능하고 관절경을 통한 시술이 가능한 장점이 있다. 또한, 이식 후 세포가 부착, 성장할 수 있는 3차원 지지체 환경과 영양분 공급 pH유지 등의 생리학적 환경을 유지시켜 주며 활액 및 압력으로부터 세포가 손상부위로부터 유출되는 것을 막아 주어 초자 연골 재생을 극대화할 수 있다.
These hyaluronic acid-based biomaterials can be easily mixed with cells as a cell carrier and have the advantage of being able to perform operations through the arthroscope. In addition, it maintains the physiological environment such as the three-dimensional support environment in which the cells attach and grow after transplantation and maintains the nutrient supply pH, and prevents the cell from leaking out from the damaged area, thereby maximizing the regeneration of the cartilage have.

또한, 기존 골수자극술에 본 히알루론산 생체재료를 사용하면 골수로부터 유출된 줄기세포와 혈액이 형성한 혈병을 활액 및 압력으로부터 분해 및 손상 받는 것을 막아주는 역할을 한다. 즉, 히알루론산 생체재료는 줄기세포가 유출되는 것을 막아주어 초자 연골 재생을 극대화할 수 있다.
In addition, when the present hyaluronic acid biomaterial is used for the existing bone marrow stimulation, it plays a role of preventing the stem cells from the bone marrow and the blood clots formed by the bone marrow from being decomposed and damaged from synovial fluid and pressure. In other words, hyaluronic acid biomaterial can maximize regeneration of cartilage by preventing stem cells from leaking out.

이에 본 발명은 기존 피브린, 콜라겐 및 히알루론산 겔 타입 세포전달체가 관절 활액 환경에서 쉽게 분해되거나 희석되어 연골조직이 완전히 재생되기 전에 분해와 흡수가 완료되는 문제점을 해결하고자 히알루론산을 기반으로 하여 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, in order to solve the problem that the conventional fibrin, collagen and hyaluronic acid gel type cell carriers are easily degraded or diluted in the joint synovial environment and the degradation and absorption are completed before the cartilage tissue is completely regenerated, .

즉, 본 발명의 목적은 세포전달체 및 조직재생용 지지체로 사용하기 위하여 히알루론산을 가교, 정제, 멸균 공정을 통해 제조된 겔로서 점탄성 특성과 4주 이상의 분해기간, 세포 부착능 및 조직 재생 효과를 가지는 세포전달체 및 조직재생용 생체 재료 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
In other words, the object of the present invention is to provide a gel prepared by cross-linking, purification and sterilization of hyaluronic acid for use as a cell carrier and a tissue regeneration support, and exhibits a viscoelastic property, a degradation period of 4 weeks or more, A cell carrier and a biomaterial for tissue regeneration, and a method for producing the same.

본 발명에 따르면, 가교 결합된 히알루론산 유도체는, 체내 반감기가 10 내지 60일이고, 0.02 내지 1 Hz 진동수에서 측정한 점도는 100,000 내지 6,000,000 cp이고, 탄성은 10 내지 800 pa인 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료를 제공한다 (도 1 참조).
According to the present invention, the crosslinked hyaluronic acid derivative has a half-life in the body of 10 to 60 days, a viscosity of 100,000 to 6,000,000 cp measured at a frequency of 0.02 to 1 Hz, and an elasticity of 10 to 800 pa, (See Fig. 1).

또한, 본 발명에 따르면, (a) 히알루론산과 가교제를 알칼리금속 수산화용액에서 -4 ~ 60 ℃ 하에 1 ~ 72시간 반응시키는 단계; (b1) 상기 반응물을 중화 및 알코올 침전시켜 겔 타입 건조물을 수득하거나, 혹은 (b2) 상기 반응물을 중화, 분쇄, 알코올 침전시켜 비드 타입 건조물을 수득하는 단계; 및 (c) 상기 (b1)의 겔 타입 건조물, (b2)의 비드 타입 건조물 혹은 이들의 혼합물,을 용매에 1 ~ 30%의 중량비로 용해시킨 후 고압 멸균시키는 단계;를 포함하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료의 제조방법을 제공한다.
(A) reacting hyaluronic acid and a crosslinking agent in an alkali metal hydroxide solution at -4 to 60 ° C for 1 to 72 hours; (b1) neutralizing and alcohol precipitation of the reactant to obtain a gel-type dried material, or (b2) neutralizing, pulverizing and alcohol-precipitating the reactant to obtain bead type dried material; And (c) dissolving the gel-type dried material of (b1), the bead-type dried material of (b2) or a mixture thereof in a solvent at a weight ratio of 1 to 30% A method for producing a biomaterial for regeneration is provided.

본 발명에 따르면, 세포치료제를 손상된 연골에 이식하기 위한 개질된 히알루론산 유도체를 제공할 수 있는 것으로, 히알루론산으 겔타입으로 세포치료제와 혼합하여 사용가능하며, 세포를 유지할 수 있는 점탄성과 4주 이상의 분해기간을 가져 관절에서 쉽게 분해되지 않고 손상된 연골 부위를 효과적으로 치료할 수 있다. 특히 겔타입 히알루론산은 연골 재생뿐만 아니라, 피부, 골 등의 연조직 및 경조직의 세포전달체로 사용될 수 있다.
According to the present invention, it is possible to provide a modified hyaluronic acid derivative for transplanting a cell therapy agent into injured cartilage, which can be mixed with a cell therapy agent in a gel type of hyaluronic acid, The above-mentioned disintegration period can be effectively treated by the damaged cartilage area without being easily broken down in the joints. In particular, gel-type hyaluronic acid can be used not only as cartilage regeneration but also as a cell carrier for soft tissues and hard tissues such as skin and bone.

도 1 내지 2는 본 발명에 따라 수득된 지지체의 기계적 특성 분석결과를 도시한 그래프이다.
도 3는 본 발명에 따라 수득된 가속 분해효소 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 4은 본 발명에 따라 수득된 세포독성 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따라 수득된 생체 외(in vitro) 세포 생장률 확인 시험 결과를 도시한 그래프 및 사진이다.
도 6는 본 발명에 따라 수득된 생체 내(in vivo) 분해 특성 결과를 도시한 사진이다.
도 7은 본 발명에 따라 수득된 래빗 모델을 이용한 분해성 확인(생체 내)을 도시한 사진이다.
도 8 내지 9은 본 발명에 따라 수득된 래빗 모델을 이용한 유효성 확인(생체 내)을 도시한 사진이고,
도 10은 본 발명에 따라 수득된 래빗 모델을 이용한 유효성 확인(생체 내) 관련 ICRS 등급 분석테이블이다.
1 and 2 are graphs showing the results of analysis of the mechanical properties of the support obtained according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the results of the accelerating enzyme experiments obtained according to the present invention.
4 is a graph showing the results of cytotoxicity experiments obtained according to the present invention.
5 is a graph and a photograph showing the results of in vitro cell growth rate confirmation test obtained according to the present invention.
FIG. 6 is a photograph showing the results of in vivo degradation characteristics obtained according to the present invention. FIG.
7 is a photograph showing degradability confirmation (in vivo) using a rabbit model obtained according to the present invention.
8 to 9 are photographs showing validation (in vivo) using the rabbit model obtained according to the present invention,
Figure 10 is a validation (in vivo) related ICRS rating analysis table using a rabbit model obtained according to the present invention.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 가교 결합된 히알루론산 유도체는, 체내 반감기가 10 내지 60일이고, 0.02 내지 1 Hz 진동수에서 측정한 점도는 100,000 내지 6,000,000 cp이고, 탄성은 10 내지 800 pa인 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료를 제공한다.
The present invention relates to a crosslinked hyaluronic acid derivative, which has a half-life in the body of 10 to 60 days, a viscosity measured at a frequency of 0.02 to 1 Hz of 100,000 to 6,000,000 cp, a resilience of 10 to 800 pa, Material.

참고로, 상기 용어 “체내 반감기”는 달리 특정하지 않는 한, 본 발명의 생체재료가 체내에서 절반의 함량이 분해되는데 소요되는 기간을 지칭한다.For reference, the term " half-life in the body " refers to a period of time required for the biomaterial of the present invention to dissolve half the content in the body unless otherwise specified.

또한 상기 용어 “세포 전달 및 조직 재생용 생체재료”는 달리 특정하지 않는 한, 세포전달체, 조직 재생용 지지체, 혹은 이들을 겸용하여 사용하는 생체재료를 지칭한다.
The term " biomaterial for cell delivery and tissue regeneration " refers to a cell carrier, a support for tissue regeneration, or a biomaterial used by both of them, unless otherwise specified.

상기 히알루론산은 연골 구성성분의 하나로 생체적합성이 우수하고 생체내 효소에 의해 완전히 분해되는 특징을 가지는 것으로, 생체 재료 총 중량 기준으로, 1 ~ 30 wt% 범위 내일 수 있다. The hyaluronic acid is one of the constituents of cartilage and has excellent biocompatibility and is completely decomposed by enzymes in vivo, and may be in the range of 1 to 30 wt% based on the total weight of the biomaterial.

상기 히알루론산은 분자량에 관계없이 적용 가능한 것으로 일례로, 중량평균 분자량(Mw)이 100,000 내지 5,000,000 Dalton 범위 내일 수 있다.
The hyaluronic acid is applicable irrespective of the molecular weight. For example, the hyaluronic acid may have a weight average molecular weight (Mw) in the range of 100,000 to 5,000,000 Dalton.

상기 가교제는 일례로 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드, N-히드록시숙신이미드, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르 및 디글리세롤 폴리글리시딜에테르 중에서 선택된 1 이상일 수 있다.
Examples of the crosslinking agent include 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide, N-hydroxysuccinimide, ethylene glycol diglycidyl ether, , 6-hexanediol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether and diglycerol polyglycidyl ether.

상기 가교제는 일례로 상기 히알루론산 유도체 함량 기준으로 5 내지 30 mol% 범위, 혹은 10 ~ 20 mol% 범위로 포함하는 것일 수 있다. 상기 가교제 함량을 wt%로 환산하면 2 내지 14 wt%, 혹은 4 내지 10 wt% 범위일 수 있다.
The cross-linking agent may be contained in an amount of 5 to 30 mol% or 10 to 20 mol% based on the amount of the hyaluronic acid derivative. The crosslinking agent content may be in the range of 2 to 14 wt%, or 4 to 10 wt% in terms of wt%.

상기 생체재료는 일례로 비드 타입, 겔 타입 혹은 이들의 혼합 타입일 수 있다. The biomaterial may be, for example, a bead type, a gel type, or a mixed type thereof.

상기 비드 타입의 생체재료는 구체적인 예로, 점도가 1,000,000 ~ 5,000,000 cp이고, 탄성은 100 ~ 600 Pa인 것일 수 있다.The bead type biomaterial can be, for example, a viscosity of 1,000,000 to 5,000,000 cp and an elasticity of 100 to 600 Pa.

특히, 상기 비드는 입경이 100 내지 1000 ㎛인 마이크로비드 타입일 수 있다.
In particular, the beads may be of the microbead type having a particle diameter of 100 to 1000 mu m.

상기 겔 타입의 생체재료는 구체적인 예로, 점도가 100,000 ~ 1,500,000 cp 이고, 탄성은 10 ~ 250 Pa인 것일 수 있다. Specific examples of the gel type biomaterial may include a viscosity of 100,000 to 1,500,000 cp and an elasticity of 10 to 250 Pa.

상기 혼합 타입의 생체재료는 구체적인 예로, 100,000 내지 6,000,000 cp이고, 탄성 평균은 10 내지 800 pa인 것일 수 있다. The mixed type biomaterial may be, for example, 100,000 to 6,000,000 cp and an elastic average of 10 to 800 pa.

상기 혼합 타입의 생체 재료는 일례로 상기 비드 타입의 생체 재료 1 내지 29 중량%에 겔 타입의 생체 재료 29 내지 1 중량%로 구성된 것으로 전체적인 최종물의 중량%의 범위는 1 ~ 30wt% 일 수 있다.
The mixed type biomaterial is, for example, 1 to 29% by weight of the bead type biomaterial, and 29 to 1% by weight of the gel type biomaterial. The total weight percentage of the final product may be 1 to 30% by weight.

참고로, 비드타입 단독사용시 계산식은 다음과 같다:
For reference, the formula for using the bead type alone is as follows:

또한, 겔타입 단독사용시 계산식은 다음과 같다:
In addition, the calculation formula when using the gel type alone is as follows:

나아가, 비드와 겔 타입 혼합타입 사용시 계산식은 다음과 같다:
Further, the formula for using bead and gel-type mixed types is as follows:

상기 혼합타입은 비드타입 1g에 겔 1g이 혼합된 것, 비드 29g에 겔 1g이 혼합된 것 등을 포함하여 전체 wt%가 1~30wt%를 만족하는 것이다.The mixed type is such that 1 g of gel is mixed with 1 g of bead type, 1 g of gel is mixed with 29 g of bead, and the like, and the total wt% satisfies 1 to 30 wt%.

상기 생체재료는 일례로 연골, 피부, 근육, 성대 중에서 선택된 연조직, 또는 골과 같은 경조직 재생용 지지체인 것일 수 있다. The biomaterial can be, for example, a soft tissue selected from cartilage, skin, muscle, vocal cords, or a hard tissue regeneration support such as a bone.

또한 상기 생체재료는 세포 전달체 겸용, 혹은 세포 전달체 단독으로 사용가능한 것으로, 상기 세포는 일례로 연골세포, 줄기세포, 제대혈세포, 골수세포, 지방줄기세포 등 모든 이식세포 중에서 선택된 1 이상일 수 있다.
In addition, the biomaterial can be used as a cell transporter or a cell transporter alone, and the cell can be at least one selected from all transplant cells such as chondrocytes, stem cells, umbilical cells, bone marrow cells, and adipose stem cells.

또한, 본 발명의 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료의 제조방법은, 일례로 (a) 히알루론산과 가교제를 알칼리금속 수산화용액에서 -4 ~ 60 ℃ 하에 1 ~ 72시간 반응시키는 단계; (b1) 상기 반응물을 중화 및 알코올 침전시켜 겔 타입 건조물을 수득하거나, 혹은 (b2) 상기 반응물을 중화, 분쇄, 알코올 침전 및 건조시켜 비드 타입 건조물을 수득하는 단계; 및 (c) 상기 (b1)의 겔 타입 건조물, (b2)의 비드 타입 건조물 혹은 이들의 혼합물,을 1 ~ 30%의 중량비로 용해시킨 후 고압 멸균시키는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
(A) reacting hyaluronic acid and a cross-linking agent in an alkali metal hydroxide solution at -4 to 60 ° C for 1 to 72 hours; (b1) neutralizing and alcohol precipitation of the reactant to obtain a gel-type dried material, or (b2) neutralizing, pulverizing, alcohol precipitation and drying the reactant to obtain bead type dried material; And (c) dissolving the dried gel-type material of (b1), the bead-type dried material of (b2) or a mixture thereof at a weight ratio of 1 to 30%, and then autoclaving.

구체적으로, 상기 (a) 단계에서 pH 9이상의 용액은 NaOH 용액, 혹은 KOH 용액과 같은 알칼리금속의 수산화용액으로서 pH 약 11인 용액일 수 있다. Specifically, in step (a), the solution having a pH of 9 or more may be a solution of an alkali metal hydroxide solution such as a NaOH solution or a KOH solution at a pH of about 11.

상기 (a) 단계는, pH 9 이상의 용액에 히알루론산을 혼합한 다음 상기 혼합된 용액에 가교제를 40 ~ 80 분 균질 혼합하고 -4 ~ 60 ℃ 하에 1 ~ 72시간, 혹은 30 ℃ ~ 37℃에서 18 ~ 30시간 반응시키는 것일 수 있다. In the step (a), hyaluronic acid is mixed in a solution having a pH of 9 or higher, and then the cross-linking agent is homogeneously mixed in the mixed solution for 40 to 80 minutes, and the mixture is stirred at -4 to 60 ° C for 1 to 72 hours or at 30 ° C to 37 ° C For 18 to 30 hours.

상기 반응 조건 내 온도 및 시간 조절에 따라 물성을 조절할 수 있다.
The physical properties can be controlled by adjusting the temperature and time in the reaction conditions.

구체적으로 상기 (b1) 혹은 (b2) 단계는, (a)의 가교단계 후 시행하는 정제 단계로서 미반응 가교제의 제거 및 염기성 혼합물을 중성화하여 가교 반응을 종결시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 정제 단계는 정제수 등을 사용하여 반응한 고형물의 40배 부피 이상으로 최소 5회 이상 진행하며 수세 후 pH는 6 ~ 8 사이로 중화되는 것을 목표로 한다.
Specifically, the step (b1) or (b2) may include a step of removing the unreacted crosslinking agent and neutralizing the basic mixture to terminate the crosslinking reaction as a purification step to be carried out after the crosslinking step of (a). The purification step is carried out at least 5 times at least 40 times the volume of the solid reacted with purified water, and the pH is to be neutralized to between 6 and 8 after washing.

상기 (b2) 단계에서, 분쇄는 분자체를 사용하여 100 ~ 1,000 ㎛ 입자 크기를 선별하는 것일 수 있다.
In the step (b2), pulverization may be performed by using a molecular sieve to select a particle size of 100 to 1,000 mu m.

상기 (b1),(b2)에서 중화는, 30분씩 2회, 이후 60분씩 교반하면서 생리식염수 용액(Saline)을 최소 7회에서 18회 교체하며, 최종 측정한 pH가 6 ~ 8 범위 내인 것일 수 있다. 일례로, 상기 중화는 비드 타입의 경우 평균 7회 정제수 교환하고, 겔 타입의 경우 평균 14회 정제수를 교환할 수 있다.
Neutralization in (b1) and (b2) was performed by changing the saline solution from saline at least 7 times to 18 times with stirring for 30 minutes twice, then 60 minutes, and the final measured pH was in the range of 6 to 8 have. For example, the neutralization may be an average of seven times of purified water exchange for the bead type, and an average of 14 times of the gel type.

상기 (b1)에서 침전은 70~100%, 혹은 90~100% 농도의 알코올, 구체적으로는 에탄올로 수행하는 것일 수 있다. In the step (b1), the precipitation may be carried out with 70 to 100%, or 90 to 100% of alcohol, specifically ethanol.

상기 (b2)에서 침전은 10~70%, 혹은 60~70% 농도의 알코올, 구체적으로는 에탄올로 수행하는 것일 수 있다.
In (b2), the precipitation may be carried out with an alcohol concentration of 10 to 70%, or 60 to 70%, specifically ethanol.

상기 (c) 단계는 건조물을 정제수, PBS, 및 셀라인(saline) 용액 중에서 선택된 1 이상의 용매에 1 ~ 30 wt%, 범위 비율로 혼합하고 실린지에 충진한 다음 멸균 처리할 수 있다. 상기 멸균 처리는 고압증기멸균법(오토클레이브, 통상 121 ℃, 15~20분)으로 실시할 수 있으며, 결과 수득된 제품의 멸균과 점착성을 증가시킬 수 있다.
In step (c), the dried material may be mixed with 1 to 30 wt% of at least one solvent selected from the group consisting of purified water, PBS, and saline solution, sterilized after filling the syringe into the syringe. The sterilization treatment can be carried out by a high pressure steam sterilization method (autoclave, usually at 121 ° C for 15 to 20 minutes), and sterilization and stickiness of the resulting product can be increased.

상기 실린지는 일례로 고정된 혼합비율의 내용물이 담겨있는 프리필드 실린지, 혹은 A관은 겔타입이 B관은 비드타입이 담겨져 있는 더블 프리필드실린지 키트 등일 수 있다.
For example, the syringe may be a pre-field syringe containing a fixed mixing ratio or a double pre-field syringe kit containing a gel tube of tube A and a bead tube of tube B.

[[ 실시예Example ]]

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are for the purpose of illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.

<< 제조예Manufacturing example 1> 히알루론산 지지체 반응 1> Hyaluronic acid support reaction

증류수에 0.25N NaOH로 pH 9 이상의 용액을 준비한 다음 히알루론산 10 wt%를 혼합하였다. 혼합 용액에 가교제로서 1,4-부탄디올 디글리시딜에테르를 히알루론산 대비 10 mol%(4.5 wt%) 로 첨가하여 60분 동안 균질하게 혼합하였다. To the distilled water, a solution of pH 9 or more was prepared with 0.25N NaOH, and then 10 wt% of hyaluronic acid was mixed. To the mixed solution, 1,4-butanediol diglycidyl ether as a crosslinking agent was added in an amount of 10 mol% (4.5 wt%) relative to hyaluronic acid and mixed homogeneously for 60 minutes.

이후 30 ℃ 하에 24시간 유지하면서 반응 후 최소 40배 부피에 해당하는 생리식염수(saline)에 넣고 반응을 종결시켰다.
The reaction was then terminated by placing the reaction mixture in a saline solution at least 40 times its volume at 30 ° C for 24 hours.

<< 제조예Manufacturing example 2> 히알루론산 지지체 정제 및  2 > Hyaluronic acid support tablets and 비드Bead /겔 타입 지지체 제조/ Gel Type Support Production

제조예 1에서 수득된 히알루론산 지지체를 정제시 최초 2회는 30분씩, 이후부터는 60분씩 교반하면서 생리식염수(Saline)를 최소 7 ~ 18회 이상 교체하였다. 정제수는 수득된 히알루론산 지지체 최소 40배 이상의 부피를 사용하였고 최종 정제시 pH가 6 ~ 8인 것을 확인하였다.
When the hyaluronic acid scaffold obtained in Preparation Example 1 was refined, saline was replaced at least 7 to 18 times for the first two times for 30 minutes and then for 60 minutes. The purified water used was at least 40 times the volume of the obtained hyaluronic acid supporter, and it was confirmed that the pH was 6 to 8 at the final purification.

상기 생리식염수(Saline) 정제 후 고형물을 분쇄기로 분쇄 후 분자체를 사용하여 100 ~ 500 ㎛ 입자 크기로 선별한 다음 선별된 비드를 최소 4배 부피의 90 ~ 99% 농도의 에탄올로 침전시킨 후 자연 건조하고 비드 타입의 지지체를 수득하였다.
After the physiological saline was purified, the solids were pulverized with a pulverizer, and the particles were sized at a particle size of 100 to 500 μm using molecular sieves. The selected beads were precipitated with ethanol having a concentration of 90 to 99% A dry, bead-type support was obtained.

한편, 상기 생리식염수(Saline) 정제 후 분쇄 공정 없이 60 ~ 70% 농도의 에탄올에 침전시킨 후 자연 건조하고 겔 타입의 지지체를 수득하였다.
After the physiological saline was purified, it was precipitated in ethanol at a concentration of 60 to 70% without a pulverization step, followed by natural drying to obtain a gel type support.

<< 제조예Manufacturing example 3> 히알루론산 지지체 멸균 3> Sterilization of hyaluronic acid support

상기 제조예 2에서 제조한 비드 타입의 지지체, 겔 타입의 지지체를 1:4 중량비로 혼합하여 5 wt%로 PBS에 혼합하고 프리필드 실린지에 충진한 다음 고압증기멸균법(오토클레이브, 통상 121 ℃, 20분)으로 멸균 처리하였다.
The bead type supporter prepared in Preparation Example 2 and the gel type supporter were mixed at a weight ratio of 1: 4 and mixed in PBS at 5 wt%, filled in a prefilled syringe, and then subjected to high pressure steam sterilization (autoclave, 20 min).

<< 제조예Manufacturing example 4> 히알루론산 지지체  4> Hyaluronic acid support 비교예Comparative Example

6개월에서 1년간의 지속효과를 나타내는 시판 히알루론산 제품 10 mg/ml의 제제를 3회 투여한 군과 제조예 3에서 만들어진 최종물을 1회 투여한 군을 생체내에서 비교한 생분해능을 도 7에 나타냈다. 또한 유효성 실험을 통해 그린플라스트의 피브린과 비교를 도 8 내지 도 9에 나타내었다.
The biodegradability of the commercially available hyaluronic acid product 10 mg / ml, which exhibits a sustained effect over 6 months to 1 year, and the final dose of the final product prepared in Preparation Example 3 were compared in vivo 7. Also, comparison with the fibrin of the green plast through the efficacy experiment is shown in Fig. 8 to Fig.

<시험 항목><Test items>

1. 지지체의 기계적 특성 분석:1. Analysis of mechanical properties of supports:

조직 수복용으로, 생체 적합성을 가지며 연골에서 활액에 의해 분해되지 않을 정도의 기계적 강도를 나타내는지 시험하도록 제조예 3의 고온고압 멸균 처리된 비드 타입 단독 지지체, 겔 타입 단독 지지체, 이들의 1:4 중량비 혼합 지지체에 대하여 0.02 ~ 1Hz의 진동수에서 레오미터(HAAKE MARSⅡ, Thermo Scientific. inc)를 이용하여 점도와 탄성을 각각 3회씩 측정하고 평균치 및 표준 편차를 하기 표 1 및 도 2에 정리하였다. A high temperature sterilized bead type single support, a gel type single support, a gel type single support, and a 1: 4 ratio of the preparation of Example 3 were tested to see if they exhibited biocompatibility and mechanical strength of the cartilage not to be degraded by synovial fluid The viscosity and elasticity of the mixed support were measured three times using a rheometer (HAAKE MARS II, Thermo Scientific, inc) at a frequency of 0.02 to 1 Hz, and the average and standard deviation were summarized in Tables 1 and 2 below.

비드 타입Bead type 겔 타입Gel type 혼합 타입Mixed type 점도평균Viscosity average 150만 cp1.5 million cp 31만 cp31 million cp 170만 cp1.7 million cp 표준편차Standard Deviation ± 11만± 11 million ± 3만± 3 million ± 11만± 11 million 탄성평균Elasticity average 194 Pa194 Pa 40 Pa40 Pa 227 Pa227 Pa 표준편차Standard Deviation ± 16 Pa± 16 Pa ± 4 Pa± 4 Pa ± 18 Pa± 18 Pa

상기 표 1에서 보듯이, 본 발명에서 수득된 비드 타입 지지체, 겔 타입 지지체 및 혼합 지지체는 각각 점도 평균 30 ~ 200만 cp 범위, 탄성 평균 40 ~ 300 Pa을 갖는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, it was confirmed that the bead type supports, gel type supports and mixed supports obtained in the present invention each have a viscosity average of 30 to 2 million cp and an elasticity average of 40 to 300 Pa.

2. 효소 분해실험2. Enzyme degradation experiment

골수세포 또는 이식한 세포가 연골조직으로 재생되기 위해서는 최소한 한달 정도의 기간이 필요하다고 알려져 있다. 따라서 제조된 샘플의 생체내 지속성을 예측하기 위하여 Hyaluronidase(Sigma-Aldrich)를 이용한 가속 분해효소 실험을 실시하였다. 샘플 0.6 g에 Hyaluronidase(1 units/㎕)를 6㎕ 처리하여 37℃에서 농도 및 시간별 점성을 측정하였다. It is known that bone marrow cells or transplanted cells need at least a month to regenerate into cartilage tissue. Therefore, in order to predict the persistence of the prepared samples in vivo, accelerated protease experiments using Hyaluronidase (Sigma-Aldrich) were performed. 0.6 g of the sample was treated with 6 쨉 l of hyaluronidase (1 units / 쨉 l), and the viscosity and the time-dependent viscosity at 37 째 C were measured.

가속 분해효소 실험 결과를 도시한 도 3의 그래프에서 보듯이, 비드 타입의 샘플에서 7일 정도의 분해기간을 확인할 수 있었다.
As shown in the graph of FIG. 3 showing the result of the accelerated degradation enzyme experiment, the decomposition period of about 7 days was confirmed in the bead type sample.

3. 세포독성 실험3. Cytotoxicity experiment

ISO 10993-5 세포독성 실험법에 준하여 실험을 실시하였으며, L929 셀라인에 비교액 및 용출액을 넣어 세포독성을 평가하였다. 세포독성 실험 결과를 도시한 도 4의 그래프에서 보듯이, 각 지지체간의 흡광도 값이 음성대조군과 유사한 수준으로 세포독성이 없음을 확인하였다.
Experiments were carried out in accordance with the ISO 10993-5 cytotoxicity test method, and cytotoxicity was evaluated by adding a comparative liquid and an eluent to L929 cell line. As shown in the graph of FIG. 4 showing the cytotoxicity test results, it was confirmed that the absorbance value of each support was not cytotoxic at a level similar to that of the negative control group.

4. 생체 외(in vitro) 세포 생장률 확인 시험4. Examination of cell growth rate in vitro

제조예 3에서 제조된 각 히알루론산 지지체에 세포를 접종 배양하여 성장률을 분석하였다. 먼저 175 ㎠ 조직배양플라스크(tissue culture flask)에 토끼 연골세포를 분리하여 10% FBS(fetal bovine serum), 페니실린이 함유된 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium)으로 배양하였다. 제조한 겔에 계대배양 2차의 토끼 연골세포 2 × 105 을 0.1 ㎖로 농축하여 혼합하였다.
Cells were inoculated on each hyaluronic acid support prepared in Preparation Example 3 and the growth rate was analyzed. The rabbit chondrocytes were separated from the tissue culture flask in a 175 cm2 tissue culture flask and cultured in DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) containing 10% fetal bovine serum (FBS) and penicillin. Subsequently, 2x10 &lt; 5 &gt; of subcultured rabbit chondrocytes was concentrated to 0.1 ml and mixed.

Insert(SPL, Korea)를 사용하여 겔을 6well 플레이트에서 37℃, 5% CO2 조건에서 배양하였다. 이때 배지는 3일에 한번씩 10% FBS, 페니실린이 함유된 DMEM으로 교환하였다. 세포 접종 후 0일차, 3일차, 6일차에 지지체내의 세포 증식률을 MTT를 사용하여 분석하였다. 각 Well에 MTT용액을 첨가하여 살아있는 세포로부터 기인되는 포마잔 결정을 형성하고 원심분리 후, 겔을 분해하기 위해 Hyaluronidase(100units/㎕)을 200㎕ 첨가하여 50℃에서 2시간 동안 지지체를 분해시켰다.
Insert (SPL, Korea) was used to culture the gel on a 6-well plate at 37 ° C and 5% CO 2 . At this time, the medium was replaced every 3 days with DMEM containing 10% FBS and penicillin. The cell proliferation rate of the supporter was analyzed using MTT at 0 day, 3 day, and 6 day after cell inoculation. MTT solution was added to each well to form formazan crystals originating from living cells. After centrifugation, 200 μl of hyaluronidase (100 units / μl) was added to decompose the gel at 50 ° C for 2 hours to decompose the gel.

겔이 분해된 것을 확인하고 3000rpm에서 10 분간 원심분리하여 하층액만을 취해 DMSO 100㎕를 넣어 포마잔을 용해시켰다. 570nm microplate reader에서 흡광도로 측정하여 지지체의 세포증식율을 측정하였다. 연골세포는 단층 배양 시 탈분화가 일어나고 삼차원 배양 시 세포의 증식이 크게 일어나지 않는 경향이 있으므로 3일에서 6일차 사이 약 7% 성장한 단층 배양된 세포와 비교 시 비드타입은 13% 성장하였으며, 겔타입은 8%의 성장, 혼합타입은 8% 성장하는 세포 생장률을 확인하였다(도 5 참조).
After confirming that the gel was decomposed, it was centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes to take only the lower layer solution, and 100 μl of DMSO was added to dissolve the formazan cup. The cell proliferation rate of the supporter was measured by measuring absorbance in a 570 nm microplate reader. Chondrocytes tend to be undifferentiated during monolayer culture and cell proliferation does not tend to occur during three-dimensional culture. Therefore, when compared with monolayer cultured cells grown about 7% between 3 days and 6 days, bead type was 13% 8%, and the mixed type showed a cell growth rate of 8% (see FIG. 5).

5. 생체 내(5. In vivo inin vivovivo ) 분해 특성) Decomposition characteristics

생체 내 분해 특성은 쥐(SD Rat, 8W, 250 ~ 300 g)를 사용하여 실험하였다. 마취후 등을 제모하고 포비돈을 처치하여 등쪽 피부와 근육사이에 각 후보군을 0.6ml씩 주입하였다. 1, 2, 4 및 8주 경과 후 부검을 통해 후보군의 분해 정도 및 염증 정도를 육안과 조직학적 분석하였다. In vivo degradation characteristics were tested using rats (SD Rat, 8W, 250-300 g). After anesthesia, they were epilated and treated with povidone, and 0.6 ml of each candidate group was injected between the dorsal skin and muscle. After 1, 2, 4, and 8 weeks, the extent of inflammation and degree of inflammation were visually and histologically analyzed by autopsy.

도 6에서 보듯이, 8주차까지 주입부분에서 육안으로 지지체가 존재함을 확인할 수 있었으며, 조직학 분석을 위해 샘플을 1, 2, 4 및 8 주 후에 채취한 결과 여전히 분해되지 않고 남아있음을 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 6, it was confirmed that the supernatant was present visually from the injection site up to the 8th week, and after the samples were taken 1, 2, 4 and 8 weeks for histological analysis, there was.

육안 관찰 결과 염증의 반응을 관찰할 수 없었으며 크기는 처음보다 커진 것을 확인할 수 있었다. 이는 지지체의 분해 특성으로 주변의 조직액을 흡수한 것으로 판단된다. 8주차부터 크기의 감소를 보였으며 지지체가 분해되는 것으로 판단되었다. H&E 염색 결과 특이 반응을 발견할 수 없었으며, 이식샘플과 근육 경계 부분에 세포가 지지체로 침투되는 것을 확인할 수 있었다. Observation of the inflammation reaction was not observed and it was confirmed that the size was larger than the first. This suggests that the tissue fluid was absorbed by the decomposition characteristics of the support. The decrease in size was observed from the 8th week, and it was judged that the support was decomposed. H & E staining showed no specific reaction, and we could confirm that the cells penetrated into the supporter at the transplantation sample and the muscle boundary.

결과 생체 내(In vivo) 분해기간은 모든 지지체들이 8주 이상임을 확인하였다.
Results The in vivo degradation period confirmed that all supports were greater than 8 weeks.

6. 6. RabbitRabbit 모델을 이용한 분해특성 확인( Identification of degradation characteristics using model inin vivovivo ))

연골세포 전달체의 분해특성을 확인하기 위하여 토끼 관절염 모델로 분해특성 및 손상관절의 보호 정도를 평가하였다. In order to confirm the degradation characteristics of the chondrocyte transporter, the degradation characteristics and the degree of protection of injured joints were evaluated by rabbit arthritis model.

토끼(NZW, 수컷, 4±0.3 kg, 16주)의 인대손상을 통한 관절염 모델로 십자인대를 절재 후 관절강내를 생리식염수로 세척한 다음 봉합하였다. 수술 1주일 후 타사제품은 D사의 관절활액 제품을 1주 간격으로 3회, 자사 후보군 겔타입과 비드타입이 4:1 혼합된 샘플을 1주간 1회 주입하여 6주, 12주에 토끼를 안락사 시킨 후 연골조직을 채취하여 육안분석 및 조직학 분석을 통해 연골 손상정도 및 분해기간을 분석하였다. (도 7 참조).
The rabbits (NZW, male, 4 ± 0.3 kg, 16 weeks) were treated with arthritic model of injured ligaments and the cruciate ligaments were resected, and the joints were washed with physiological saline and then sutured. One week after the operation, the other company injected the joints of the D company three times at 1 week intervals, the sample of the candidate type of gel type and the bead type 4: 1 mixture was injected once a week for 6 weeks and 12 weeks, The cartilage tissues were collected and analyzed for visual acuity and histological analysis. (See FIG. 7).

7. 7. RabbitRabbit 모델을 이용한 유효성 확인( Verification using model ( inin vivovivo ))

연골세포 전달체의 유효성을 평가하기 위하여 토끼 연골손상 모델로 연골 재생능을 평가하였다. In order to evaluate the effectiveness of chondrocyte transporter, cartilage regeneration was evaluated by rabbit cartilage injury model.

토끼(NZW, 수컷, 3 ~ 3.5 kg, 14주)의 무릎 연골부위에 손상(지름 4 ㎜ X 깊이 2 ㎜)을 만든 후 세포전달체를 이식하였다. 이식 세포는 생후 1주 이내의 어린 토끼의 연골세포를 채취 후 배양하여 사용하였다. 수술 3주, 6주 및 12주차에 토끼를 안락사 시킨 후 연골조직을 채취하여 육안 분석 및 조직학 분석을 통해 연골재생 정도를 ICRS 등급으로 분석하였다(도 10의 등급 분석테이블 참고). 조직학적 분석은 Masson′s trichrome, Safranin-O 염색과 Type II collagen 면역염색으로 연골 재생정도를 분석하여 재생 효과를 확인하였다. (도 8,9 사진 참조). The damaged cartilage of the knee (4 mm in diameter, 2 ㎜ in diameter) in rabbits (NZW, male, 3 ~ 3.5 kg, 14 weeks) was transplanted with the cell transporter. The transplanted cells were obtained by collecting chondrocytes from young rabbits within 1 week after birth. The rabbits were euthanized at 3 weeks, 6 weeks, and 12 weeks, and cartilage tissue was collected. The degree of cartilage regeneration was analyzed by visual and histological analysis (ICRS grade). Histological analysis confirmed the regeneration effect by analyzing the degree of cartilage regeneration by Masson's trichrome, Safranin-O staining and Type II collagen immunostaining. (See Figs. 8 and 9).

Claims (14)

히알루론산 유도체 및 가교제를 포함하고, 체내 반감기가 10 내지 60일이고,
0.02 내지 1 Hz 진동수에서 3회 측정한 점도 평균이 100,000 내지 6,000,000 cp이고, 탄성 평균이 10 내지 800 pa인 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료.
A hyaluronic acid derivative and a cross-linking agent, and has a half-life in the body of 10 to 60 days,
A biomaterial for cell delivery and tissue regeneration having a viscosity average of 100,000 to 6,000,000 cp measured three times at a frequency of 0.02 to 1 Hz and an elasticity average of 10 to 800 pa.
제1항에 있어서,
상기 히알루론산은 생체 재료로 비드타입, 겔 타입 혹은 이들의 혼합 타입 중에서 선택된 1이상인 것을 특징으로 하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료.
The method according to claim 1,
Wherein the hyaluronic acid is at least one selected from the group consisting of a bead type, a gel type, and a mixed type thereof.
제1항에 있어서,
상기 히알루론산은 생체 재료 총 중량 기준으로, 1 ~ 30 wt%인 것을 특징으로 하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료.
The method according to claim 1,
Wherein the hyaluronic acid is 1 to 30 wt% based on the total weight of the biomaterial.
제1항에 있어서,
상기 가교제는 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드, N-히드록시숙신이미드, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르 및 디글리세롤 폴리글리시딜에테르 중에서 선택된 1 이상인 것을 특징으로 하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료.
The method according to claim 1,
The crosslinking agent may be selected from the group consisting of 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide, N-hydroxysuccinimide, ethylene glycol diglycidyl ether, -Hexanediol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, and diglycerol polyglycidyl ether. 2. A biomaterial for cell delivery and tissue regeneration, comprising:
제1항에 있어서,
상기 가교제는 상기 히알루론산 유도체 함량 기준으로 5 내지 30 mol% 범위로 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료.
The method according to claim 1,
Wherein the crosslinking agent is contained in an amount of 5 to 30 mol% based on the amount of the hyaluronic acid derivative.
제1항에 있어서,
상기 생체재료는 피부, 근육, 성대, 연골 중에서 선택된 연조직 또는 경조직 재생용 지지체인 것을 특징으로 하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료.
The method according to claim 1,
Wherein the biomaterial is a soft tissue selected from the group consisting of skin, muscle, vocal cords, and cartilage, or a hard tissue restorative support.
제1항에 있어서,
상기 세포 전달의 세포는 연골세포, 줄기세포, 이식세포, 및 골수세포 중에서 선택된 1 이상인 것을 특징으로 하는 조직수복용 생체재료.
The method according to claim 1,
Wherein the cells for cell delivery are at least one selected from cartilage cells, stem cells, graft cells, and bone marrow cells.
(a) 히알루론산과 가교제를 pH 9 이상의 용액에서 -4 ~ 60 ℃ 하에 1 ~ 72시간 반응시키는 단계; (b1) 상기 반응물을 중화 및 알코올 침전시켜 겔 타입 건조물을 수득하거나, 혹은 (b2) 상기 반응물을 중화, 분쇄, 알코올 침전 및 건조시켜 비드 타입 건조물을 수득하는 단계; 및 (c) 상기 (b1)의 겔 타입 건조물, (b2)의 비드 타입 건조물 혹은 이들의 혼합물,을 용매에 1 ~ 30%의 중량비로 용해시킨 후 고압 멸균시키는 단계;를 포함하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료의 제조방법.
(a) reacting hyaluronic acid and a cross-linking agent in a solution having a pH of 9 or higher at -4 to 60 ° C for 1 to 72 hours; (b1) neutralizing and alcohol precipitation of the reactant to obtain a gel-type dried material, or (b2) neutralizing, pulverizing, alcohol precipitation and drying the reactant to obtain bead type dried material; And (c) dissolving the gel-type dried material of (b1), the bead-type dried material of (b2) or a mixture thereof in a solvent at a weight ratio of 1 to 30% A method for producing a biomaterial for regeneration.
제8항에 있어서,
상기 (a) 단계는, pH 9 이상의 용액에 히알루론산을 혼합한 다음 상기 혼합된 용액에 가교제를 40 ~ 80분간 균질 혼합하고 -4 ~ 60 ℃ 하에 1 ~ 72시간 반응시키는 것을 특징으로 하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the step (a) comprises mixing hyaluronic acid in a solution having a pH of 9 or higher and then homogeneously mixing the cross-linking agent in the mixed solution for 40 to 80 minutes and reacting at -4 to 60 ° C for 1 to 72 hours. And a method for producing a biomaterial for tissue regeneration.
제8항에 있어서,
상기 (b2) 단계에서, 분쇄는 분자체를 사용하여 100 ~ 1,000 ㎛ 입자 크기를 선별하는 것을 특징으로 하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The method for producing a biomaterial for cell delivery and tissue regeneration according to claim 1, wherein, in the step (b2), the particle size of 100 to 1,000 mu m is selected using the molecular sieve.
제8항에 있어서,
상기 (b1),(b2)의 중화는, 30분씩 2회, 이후엔 60분씩 교반하면서 생리식염수(Saline) 용액을 7 ~ 14회 교체하며, 최종 측정한 pH가 6 ~ 8 범위 내인 것을 특징으로 하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The neutralization of (b1) and (b2) is performed by changing the physiological saline solution 7 to 14 times with stirring for 30 minutes twice and then for 60 minutes, and the final measured pH is in the range of 6 to 8 A method for manufacturing a biomaterial for cell delivery and tissue regeneration.
제8항에 있어서,
상기 (b1)단계에서 알코올 침전은 70 ~ 100% 농도의 알코올로 수행하는 것을 특징으로 하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the alcohol precipitation in step (b1) is performed with an alcohol at a concentration of 70 to 100%.
제8항에 있어서,
상기 (b2)단계에서 알코올 침전은 10 ~ 70% 농도의 알코올로 수행하는 것을 특징으로 하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the alcohol precipitation in step (b2) is performed with an alcohol at a concentration of 10 to 70%.
제8항에 있어서,
상기 (c) 단계는 정제수, PBS, 및 셀라인(saline) 용액 중에서 선택된 1 이상의 용매에 혼합하고 실린지에 충진한 다음 고압 증기로 멸균 처리한 것을 특징으로 하는 세포 전달 및 조직 재생용 생체재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the step (c) comprises mixing at least one solvent selected from the group consisting of purified water, PBS, and saline solution, filling the syringe, and sterilizing the mixture with high-pressure steam. Way.
KR1020130109135A 2013-09-11 2013-09-11 Biomaterials for cell delivery and tissue regeneration for damaged tissue and method for preparing them KR101582380B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130109135A KR101582380B1 (en) 2013-09-11 2013-09-11 Biomaterials for cell delivery and tissue regeneration for damaged tissue and method for preparing them

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130109135A KR101582380B1 (en) 2013-09-11 2013-09-11 Biomaterials for cell delivery and tissue regeneration for damaged tissue and method for preparing them

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150029988A true KR20150029988A (en) 2015-03-19
KR101582380B1 KR101582380B1 (en) 2016-01-05

Family

ID=53024201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130109135A KR101582380B1 (en) 2013-09-11 2013-09-11 Biomaterials for cell delivery and tissue regeneration for damaged tissue and method for preparing them

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101582380B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017091017A1 (en) 2015-11-24 2017-06-01 (주)한국비엠아이 Composition for injection of hyaluronic acid, containing hyaluronic acid derivative and dna fraction, and use thereof
WO2021085775A1 (en) * 2019-10-30 2021-05-06 주식회사 엘앤씨바이오 Composite demineralized bone matrix composition containing bone mineral component and method for producing same
WO2024049058A1 (en) * 2022-09-01 2024-03-07 (주)시지바이오 Composition for hard tissue regeneration

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070004159A (en) * 2005-07-04 2007-01-09 주식회사 엘지생명과학 Process for preparing crosslinked hyaluronic acid
KR20070104579A (en) * 2004-12-30 2007-10-26 젠자임 코포레이션 Regimens for intra-articular viscosupplementation
KR20100028582A (en) * 2007-07-02 2010-03-12 앙테이스 에스.아. Hyaluronic acid injectable gel for treating joint degeneration
KR20100132878A (en) * 2009-06-10 2010-12-20 (주)차바이오앤디오스텍 Anti-adhesion agent comprising epoxide-crosslinked hyaluronic acid derivative hydrogel and process for producing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070104579A (en) * 2004-12-30 2007-10-26 젠자임 코포레이션 Regimens for intra-articular viscosupplementation
KR20070004159A (en) * 2005-07-04 2007-01-09 주식회사 엘지생명과학 Process for preparing crosslinked hyaluronic acid
KR20100028582A (en) * 2007-07-02 2010-03-12 앙테이스 에스.아. Hyaluronic acid injectable gel for treating joint degeneration
KR20100132878A (en) * 2009-06-10 2010-12-20 (주)차바이오앤디오스텍 Anti-adhesion agent comprising epoxide-crosslinked hyaluronic acid derivative hydrogel and process for producing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017091017A1 (en) 2015-11-24 2017-06-01 (주)한국비엠아이 Composition for injection of hyaluronic acid, containing hyaluronic acid derivative and dna fraction, and use thereof
WO2021085775A1 (en) * 2019-10-30 2021-05-06 주식회사 엘앤씨바이오 Composite demineralized bone matrix composition containing bone mineral component and method for producing same
WO2024049058A1 (en) * 2022-09-01 2024-03-07 (주)시지바이오 Composition for hard tissue regeneration

Also Published As

Publication number Publication date
KR101582380B1 (en) 2016-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Naahidi et al. Biocompatibility of hydrogel-based scaffolds for tissue engineering applications
Zhou et al. Tough hydrogel with enhanced tissue integration and in situ forming capability for osteochondral defect repair
Shin et al. Tissue-adhesive chondroitin sulfate hydrogel for cartilage reconstruction
AU2003227050B2 (en) Ester derivatives of hyaluronic acid for the preparation of hydrogel materials by photocuring
Zhang et al. Synthesis and characterization of a degradable composite agarose/HA hydrogel
US9463162B2 (en) Self-gelling alginate systems and uses thereof
KR102541271B1 (en) Gellan gum hydrogels, preperation, methods and uses thereof
KR100730527B1 (en) Hyaluronic acid gel composition, process for producing the same, and medical material containing the same
KR101650273B1 (en) Manufacturing method of bio-graft or bio-implant compositions comprising crosslinkied acellular dermal matrix
US8771672B2 (en) Biological material suitable for the therapy of osteoarthrosis, ligament damage and for the treatment of joint disorders
JP2023182726A (en) Cross-linked hyaluronic acids and combinations with prp/bmc
CN104853742A (en) Injectable sterile aqueous formulation based on crosslinked hyaluronic acid and on hydroxyapatite, for therapeutic use
Tsai et al. Enzyme-cross-linked gelatin hydrogel enriched with an articular cartilage extracellular matrix and human adipose-derived stem cells for hyaline cartilage regeneration of rabbits
Tavakol et al. Synthesis and characterization of an enzyme mediated in situ forming hydrogel based on gum tragacanth for biomedical applications
Long et al. Biomimetic macroporous hydrogel with a triple-network structure for full-thickness skin regeneration
KR101582380B1 (en) Biomaterials for cell delivery and tissue regeneration for damaged tissue and method for preparing them
Mao et al. The relationship between crosslinking structure and silk fibroin scaffold performance for soft tissue engineering
KR101902194B1 (en) Injectable Curcumin/Gellan Gum Hydrogels for Cartilage Regeneration
Wong et al. Calcium peroxide aids tyramine-alginate gel to crosslink with tyrosinase for efficient cartilage repair
Puertas-Bartolomé et al. In situ cross-linkable polymer systems and composites for osteochondral regeneration
KR102048914B1 (en) Gellan-gum Hydrogels Composition containing Chondroitin Sulfate
CZ2019360A3 (en) Kit for preparing a hydrogel based on a hydroxyphenyl derivative of hyaluronan, preparation method of a hydrogel and its use
Pourentezari et al. A Review of Tissue‐Engineered Cartilage Utilizing Fibrin and Its Composite
CZ33901U1 (en) A composition for use when preparing a hydrogel based on a hydroxyphenyl derivative of hyaluronan
Arif Hyaluronic acid-based hydrogel for tissue engineering

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181212

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191010

Year of fee payment: 5