KR20180062244A - 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된 광가교된 실크 피브로인 - Google Patents
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Abstract
광가교된 실크 피브로인을 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된 광가교된 실크 피브로인에 관한 것이다. 상기 방법에 의하면, 실크 피브로인을 저분자화하여 안정성을 향상시킬 수 있고, 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 합성할 수 있으며, 상기 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인으로부터 물성 및 생체안전성이 우수한 실크 피브로인 히드로겔을 제조할 수 있다. 또한, 제조된 광가교된 실크 피브로인은 의료용 생체재료, 화장료 등 생체적합성이 요구되는 히드로겔 소재 분야에 다양하게 응용될 수 있다.
Description
광가교된 실크 피브로인을 제조하는 방법 및 그에 의해 제조된 광가교된 실크 피브로인에 관한 것이다.
실크 피브로인은 다양한 형태로 가공되어 생체재료로 응용될 수 있다. 현재 의료용 거즈, 봉합사, 고막패치 등이 시판되고 있으며 최근까지 많은 연구가 이루어지고 있다. 실크 피브로인으로부터 특정 재료를 성형할 때에는 주로 실크 섬유 그 자체나 실크 피브로인 수용액을 제조하여 이에 대해 물리적 기법, 즉 건조, 압착, 건조, 응고 등의 공정을 수행한다. 특히, 다양한 형태로 성형하기 위해서는 피브로인을 용해하여 용액을 제조한 후 물리적 가공을 거치는데 이 때 실크 피브로인 용액의 낮은 안정도 때문에 연속 공정이나 스케일업(scale-up) 공정을 적용하는 데 어려움이 있다. 이와 대조적으로 실크 피브로인에 대한 화학적 처리 공정은 거의 적용되지 않고 있다. 이는 생체재료 응용 목적에서 독성이 강한 화학 공정을 적용하기 어려운 이유도 있지만 실크 피브로인 용액의 안정성이 낮아 화학 반응을 위한 화학 약품, 용매, 촉매 등을 적용하기 어렵기 때문이다. 실크 피브로인은 유기용매에 용해되지 않을 뿐만 아니라 수용액 상태에서 다른 화학 약품이 첨가될 경우, 대부분 침전을 형성한다. 따라서 아직까지 실크 피브로인에 대한 화학 공정은 극히 제한적으로 시도되고 있을 뿐이다.
실크 피브로인 히드로겔은 응고되기 쉬운 성질을 이용하여 주로 물리적 가교에 의해 제조되고 있다. 화학적 가교방법에 비해 상대적으로 독성 물질이 사용되지 않고 에너지 투입이 적다는 장점에도 불구하고 물리적 가교 방법에 의해 제조되는 히드로겔은 물성이 낮은 단점 즉, 낮은 탄성과 쉽게 부서짐이 있다. 또한, 물리적 가교 방법은 히드로겔의 물성 제어를 정밀하게 하는데 어려울 뿐만 아니라 젤화 시간을 일정하게 조절하기 어려운 문제점이 있다. 따라서 실크 히드로겔 물성의 재현성이 극히 좋지 않은 문제점이 있다.
특허문헌 1은 에폭시드 가교제를 사용하여 실크 피브로인과 히알루론산을 가교하여 실크 피브로인 기반 복합 히드로겔을 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 히알루론산을 혼합하기 때문에 실크의 함량이 최대 20%로 낮았다.
이에 본 발명자들은 물성, 안정성 및 생체안전성이 우수한 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 방법을 연구하여 본 발명을 완성하였다.
일 양상은 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 방법을 제공한다.
다른 양상은 상기 방법에 의해 제조된 광가교된 실크 피브로인을 제공한다.
일 양상은 알칼리 실크 피브로인 용액을 인큐베이션시켜 실크 피브로인을 가수분해시키는 단계;
가수분해된 실크 피브로인과 실크 피브로인에 반응성인 관능기를 갖는 광중합성 모노머를 접촉시켜 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 합성하는 단계로서, 상기 광중합성 모노머는 아크릴레이트, 알릴, 메타크릴레이트, 또는 비닐 함유 모이어티이고, 상기 실크 피브로인에 반응성인 관능기는 이소시아네이트기인 것인 단계; 및
광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인 및 광개시제를 함유하는 수성 용매에 광을 조사하여 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 광가교시켜 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 단계를 포함하는, 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 방법을 제공한다.
상기 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 방법은 알칼리 실크 피브로인 용액을 인큐베이션시켜 실크 피브로인을 가수분해시키는 단계를 포함한다.
용어, "실크 피브로인(silk fibroin)" 또는 "피브로인(fibroin)"이란 누에(Bombyx mori)로 대표되는 견사충의 유충 견사샘에서 합성하는 섬유단백질을 의미한다. 고치의 단백질 성분은 피브로인 약 70 내지 80%, 당단백질인 세리신 약 20 내지 30%로 구성되어 있다. 견사는 2가닥의 피브로인이 평행하게 배열하며, 이것을 세리신이 피복하고 있다.
따라서, 상기 가수분해시키는 단계 전에, 누에고치로부터 실크 세리신을 제거하여 실크 피브로인을 얻는 단계를 더 포함할 수 있다. 실크 피브로인을 얻는 단계는 정련제 용액을 사용하여 세리신과 기타 불순물을 제거하는 정련 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 정련 공정은 당업자에게 공지된 방법에 따라 수행할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 탄산나트륨 및 올레산나트륨을 물에 첨가한 혼합용액에 누에고치를 넣은 후 가열하여 세리신을 제거할 수 있다.
상기 실크 피브로인 용액은 실크 피브로인을 용해시킬 수 있는 용매 중에 실크 피브로인을 용해시킨 용액을 의미한다.
따라서, 상기 가수분해시키는 단계 전에, 실크 피브로인을 용해시킬 수 있는 용매 중에 실크피브로인을 용해시켜 상기 실크 피브로인 용액을 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 실크 피브로인을 용해시킬 수 있는 용매는, 그 종류를 제한하지 않으나, 예를 들어 브롬화리튬(LiBr) 용액, 염화칼슘(CaCl2) 용액, 티오시안산리튬(LiSCN) 용액, 요소 용액, 헥사플로로이소프로판올(hexafluoroisopropanol) 용액, 헥사플로로아세톤(hexafluoroacetone) 용액 등을 사용할 수 있다.
상기 실크 피브로인을 용해시킬 수 있는 용매로서 브롬화리튬 용액을 사용하는 경우, 브롬화리튬의 농도는 5 내지 15 M, 6 내지 14 M, 7 내지 13 M, 8 내지 12 M, 9 내지 11 M, 9 내지 10 M, 9 내지 9.5 M일 수 있다. 브롬화리튬의 농도가 9 내지 9.5 M인 경우, 약 50 wt%의 농도일 수 있다. 브롬화리튬의 농도가 너무 높으면 염이 지나치게 많아서 비용 및 공정상 문제가 발생할 수 있고, 브롬화리튬의 농도가 너무 낮으면 실크 피브로인의 용해성에 문제가 발생할 수 있다.
상기 실크 피브로인 용액은 실크 피브로인 1g당 실크 피브로인을 용해시킬 수 있는 용매 1 내지 10 mL, 2 내지 9 mL, 3 내지 8 mL, 4 내지 7 mL, 4 내지 6 mL, 4.5 내지 5.5 mL을 사용할 수 있다. 용매의 양이 너무 적으면 용액의 점도가 높아 수득률이 낮아지고, 투석 후 용액의 농도가 높아 용액 안정성이 상대적으로 낮아질 수 있다. 용매의 양이 너무 많아 용액의 농도가 낮아지면 시약 및 투석막의 사용량이 많아져 고가의 비용이 든다는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 실크 피브로인을 용매 중에 용해시키는 단계에서, 용해는 60 내지 100℃, 70 내지 90℃, 75 내지 85℃, 77 내지 83℃, 79 내지 81℃ 조건에서 10 내지 100분, 10 내지 90분, 10 내지 80분, 10 내지 70분, 20 내지 70분, 20 내지 60분, 20 내지 50분, 20 내지 40분, 25 내지 35분 동안 수행할 수 있다. 온도가 너무 낮으면 실크 피브로인을 완전히 용해시키는 데 긴 시간이 필요할 수 있으며, 예를 들어 상온에서는 12시간 이상의 용해 시간이 필요하게 된다. 온도가 100℃ 이상인 경우, 실크 분자량이 저하될 가능성이 있다.
상기 알칼리 실크 피브로인 용액은 pH 8 내지 13.5, pH 9 내지 13일 수 있다.
상기 알칼리 실크 피브로인 용액은 수산화나트륨(NaOH), 또는 수산화칼륨(KOH)을 포함할 수 있다.
상기 가수분해(hydrolysis) 시간을 조절하여 가수분해된 실크 피브로인의 수평균분자량을 조절할 수 있다. 따라서, 상기 가수분해 단계를 수행하여 실크 피브로인을 저분자화 할 수 있다.
구체적으로, 상기 가수분해는 2 내지 15시간, 2.5 내지 14.5시간, 2.5 내지 14시간, 2.5 내지 13.5시간, 2.5 내지 13시간, 2.5 내지 12.5시간, 2.8 내지 12.2시간, 예를 들어 3 내지 12시간 동안 수행할 수 있다. 가수분해 시간이 상기 범위를 벗어나는 경우 가수분해된 실크 피브로인의 수평균분자량이 지나치게 크거나 작아 안정성이 저하될 수 있다. 또한, 가수분해 시간이 지나치게 길 경우 실크 피브로인이 실크의 특성을 잃을 수 있다.
상기 가수분해된 실크 피브로인은 수평균분자량 20 내지 120 kDa, 20 내지 110 kDa, 20 내지 105 kDa, 23 내지 102 kDa, 24 내지 101 kDa, 25 내지 100 kDa일 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 수평균분자량을 갖는 실크 피브로인을 사용할 경우, 장기 보관이 어렵거나 후속 공정에서 응고 현상이 발생하는 등 안정성이 저하될 수 있다.
상기 가수분해시키는 단계 후에, 가수분해된 실크 피브로인을 투석하여 불순물 등을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실크 피브로인은 고농도의 염용액에 일시적으로 용해되더라도 쉽게 응고되는 특성이 있어 다양한 부가 공정을 적용하기에 부적합하며, 이에 따라 광중합을 위한 유도체 합성에도 쉽게 적용될 수 없다는 한계점이 있다. 그러나, 상기 알칼리 가수분해에 의한 분자량 저하법을 적용할 경우, 실크 피브로인 용액을 안정화하여 장기 보관이 가능하고 후속 공정에서 응고 현상을 방지할 뿐만 아니라 재건조된 실크 피브로인이 다시 쉽게 재용해될 수 있다. 따라서, 상기 가수분해시키는 단계를 수행하여 안정성이 우수하며 재용해가 가능한 실크 피브로인을 제조할 수 있다.
상기 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 방법은, 가수분해된 실크 피브로인과 실크 피브로인에 반응성인 관능기를 갖는 광중합성 모노머를 접촉시켜 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 합성하는 단계로서, 상기 광중합성 모노머는 아크릴레이트, 알릴, 메타크릴레이트, 또는 비닐 함유 모이어티이고, 상기 실크 피브로인에 반응성인 관능기는 이소시아네이트기인 것인 단계를 포함한다.
상기 실크 피브로인에 반응성인 관능기를 갖는 광중합성 모노머는 이소시아네이트(NCO)기를 갖는 메타크릴레이트 모이어티를 함유하는 것일 수 있다.
상기 실크 피브로인에 반응성인 관능기를 갖는 광중합성 모노머는 2-이소시아나토에틸 메타크릴레이트(isocyanatoethyl methacrylate: IEM), 글리시딜 메타크릴레이트(Glycidyl methacrylate), 무수메타크릴산(methacrylic anhydride), 무수노보닌산(cis-5-Norbornene-endo-2,3-dicarboxylic anhydride) 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 합성하는 단계에서, 합성은 유기용매 중에서 이루어질 수 있다.
상기 유기용매에 용해된 실크 피브로인의 농도는 1 내지 10% (w/w), 2 내지 9% (w/w), 3 내지 8% (w/w), 3 내지 7% (w/w), 4 내지 6% (w/w)일 수 있다. 실크 피브로인의 농도가 높은 경우 반응 중 침전, 응고 등의 문제가 발생할 수 있고, 투석 이후 합성된 용액의 농도가 높아 실크 용액의 안정성을 낮출 수 있다. 실크 피브로인의 농도가 낮은 경우 수득률이 낮아져 반응 효율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 유기용매는 가수분해된 실크 피브로인을 용해시킬 수 있는 유기용매라면 그 종류를 제한하지 않으나, 예를 들어 염화리튬(lithium chloride)이 용해된 DMSO(dimethyl sulfoxide)을 사용할 수 있다.
상기 실크 피브로인에 반응성인 관능기를 갖는 광중합성 모노머는 가수분해된 실크 피브로인 1g당 0.20 내지 1.2 mmol, 0.20 내지 1.1 mmol, 0.20 내지 1.15 mmol, 0.23 내지 1.12 mmol, 0.25 내지 1.0 mmol의 양을 접촉시킬 수 있다. 상기 광중합성 모노머의 양이 많은 경우 소수성인 광중합성 모노머가 실크 피브로인에 많이 붙게 되어 합성 후 물에 대한 용해성이 낮아질 수 있다. 상기 광중합성 모노머의 양이 적인 경우 실크 피브로인에 고정화된 메타크릴레이트기의 양이 적어 광중합에 의해 젤을 형성하기에 충분하지 않아 젤을 제조하지 못할 수 있다.
상기 합성은 50 내지 100℃, 50 내지 90℃, 50 내지 80℃, 55 내지 75℃, 55 내지 70℃, 55 내지 65℃, 58 내지 62℃에서 수행할 수 있다. 합성 온도가 상기 범위를 벗어나는 경우, 반응 효율이 저하되거나 단백질의 구조가 변성되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
상기 합성은 반응 용액을 과량의 증류수로 희석하는 것에 의하여 반응을 정지시킬 수 있다.
상기 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 합성하는 단계 후에, 합성된 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 투석하여 불순물 등을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
광가교에 의해 실크 피브로인을 가교시키기 위해서는 광가교를 일으키는 화학 관능기를 실크 피브로인에 도입하여야 하나, 이 기술은 실크 피브로인에 대해서는 적용된 사례가 없다. 종래에는 실크 피브로인의 안정화가 이루어지지 않아 유도체 합성 공정을 적용하기 매우 어려웠던 반면, 상기 가수분해시키는 단계를 통해 안정화된 실크 피브로인을 제조하면, 광가교를 일으키는 메타크릴레이트 모이어티를 화학적으로 실크 피브로인 분자에 고정함으로써 광가교에 적용할 수 있는 실크 피브로인을 합성할 수 있다.
상기 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 방법은, 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인 및 광개시제를 함유하는 수성 용매에 광을 조사하여 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 광가교시켜 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 단계를 포함한다.
상기 광가교된 실크 피브로인은 히드로겔(hydrogel) 형태일 수 있다.
용어, "히드로겔(hydrogel)"이란 분산매가 물 또는 수성 용매거나 물 또는 수성 용매가 기본 성분으로 들어 있는 젤리 모양의 물질을 의미한다. 히드로겔은 친수성 고분자를 화학 또는 물리적으로 가교하여 네트워크 구조를 구축하여 제조될 수 있다.
상기 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 단계 전에, 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 동결건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 동결건조할 경우, 용액상태로 보관하는 것에 비해 장기적인 보관이 가능하며, 이를 질소가 충전된 용기에 보관할 경우 광중합 모이어티의 반응성을 보존하는 데 효과적일 수 있다. 이때, 용액상태로 보관할 경우 장기간 보관 시 석출되거나 침전될 가능성이 있다.
상기 수성 용매는 인산완충생리식염수(Phosphate Buffer Saline: PBS), 물, 트리스완충식염수(Tris Buffered Saline: TBS), 또는 초산완충용액일 수 있다.
수성 용매에 용해된 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인의 농도는 5 내지 30% (w/w), 5 내지 25% (w/w), 5 내지 24% (w/w), 6 내지 24% (w/w), 6 내지 23% (w/w), 6 내지 22% (w/w), 6 내지 21% (w/w), 7 내지 21% (w/w), 예를 들어 7.5 내지 20% (w/w)일 수 있다. 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인의 농도가 낮은 경우 실크 피브로인의 양이 충분하지 않아 젤화가 일어나지 않는 문제가 발생할 수 있고, 농도가 높은 경우 완전히 용해될 수 없다는 문제점이 발생할 수 있다.
용어, "광개시제(photoinitiator)"란 수지에 첨가 되어, 자외선 에너지를 흡수하여 중합(polymerization) 반응을 시작하게 하는 물질을 의미하며, 모노머, 올리고머, 자유기가 광중합하는데 필요한 에너지를 가하면 광중합을 개시시켜 이 물질들이 경화된 후 고분자 물질로 바뀔 수 있도록 한다.
상기 광개시제는 당업자에게 공지된 것을 사용할 수 있으며, 그 종류를 제한하지 않으나, 예를 들어 리튬 아릴포스피네이트(lithium arylphoshinate: LAP), 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논(dimethoxy-2-phenylacetophenone), 벤질디메틸케탈(benzyldimethylketal), 에틸벤조인에테르(ethylbenzoin ether), 이소프로필벤조인에테르(isopropylbenzoin ether), 2,2-디에톡시아세토페논(2,2-diethoxyacetophenone), 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온(2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one), 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(1-hydroxycyclohexylphenylketone), 2-히드록시-4'-(2-히드록시에톡시)-2-메틸프로피오페논(2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone), 벤질벤조에이트(benzylbenzoate), 에오신와이(eosin Y), 리보플라빈(riboflavin), 로즈벵갈(rose bengal), 또는 벤조일이소부틸에테르(benzoylisobutyl ether)를 사용할 수 있다.
다양한 가교 방법 중 광가교법은 화학적 가교법의 일종으로써 가교도의 조절이 광의 파장, 광도, 조사 시간 등 광조사 조건에 따라 매우 정밀하게 조절할 수 있기 때문에, 히드로겔의 물성 조절에 유리하다.
상기 광을 조사하는 단계에서, 상기 광은 가시광선 또는 자외선일 수 있다.
상기 광은 200 내지 800 nm, 200 내지 600 nm, 200 내지 400 nm, 300 내지 400 nm, 320 내지 380 nm, 350 내지 370 nm의 파장, 예를 들어 LAP를 개시제로 이용할 경우 365 nm의 파장을 가질 수 있다. 최적의 파장 조건은 사용하는 광개시제의 종류에 따라 달라질 수 있다. 최적의 파장 조건에서는 상대적으로 짧은 시간 내에 젤화를 완료할 수 있다. 만약 최적 조건이 아닌 경우라도 개시제의 흡수 파장과 중첩이 된다면 광조사 시간을 증가시켜 젤화를 완료할 수 있다.
상기 광을 조사하는 단계에서, 상기 광은 1 내지 100 mW/cm-2, 1 내지 50 mW/cm-2, 1 내지 30 mW/cm-2, 1 내지 20 mW/cm-2, 1 내지 10 mW/cm-2, 3 내지 7 mW/cm-2, 4 내지 6 mW/cm-2의 광도 조건, 예를 들어 5 mW/cm-2의 광도를 가질 수 있다. 광도가 강할수록 젤화가 완료되는 시간이 짧아질 수 있다. 광도가 낮은 경우, 조사 시간이 충분하지 않으면 가교반응이 불완전하게 되어 히드로겔의 강도가 상대적으로 낮아질 수 있다. 따라서, 조사시간을 고정한 경우 광도를 조절하여 가교 밀도를 달리함으로써 히드로겔의 강도를 조절할 수 있다.
상기 광을 조사하는 단계에서, 상기 조사는 30초 내지 10분, 1분 내지 10분, 1분 내지 9분, 1분 내지 8분, 1분 내지 7분, 1분 내지 6분, 예를 들어 5분 동안 이루어질 수 있다. 조사 광의 파장 및 광도가 고정된 경우, 조사 시간을 조절하여 히드로겔의 강도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 젤화가 완전히 완료되기 전에 광조사를 중단하면 상대적으로 낮은 강도의 실크 히드로겔을 제조할 수 있다. 반대로 광조사 시간을 늘리는 경우, 완전히 젤화가 일어난 후에는 더 이상 히드로겔의 강도가 증가되지 않고 건조가 일어날 수 있기 때문에, 상기 조건을 벗어나는 오랜 시간의 광조사는 적합하지 않을 수 있다.
상기 광가교법을 사용하는 경우, 다른 화학적 가교방법에 비해 독성 물질의 사용이 적기 때문에 생체재료로 사용되는 히드로겔 제조에 더욱 적합할 수 있다.
따라서, 광가교 반응을 이용하여 물성 조절이 용이하고 생체안전성이 우수한 히드로겔 형태의 광가교된 실크 피브로인을 제조할 수 있다.
다른 양상은 상기 방법에 의해 제조된 광가교된 실크 피브로인을 제공한다.
상기 광가교된 실크 피브로인은 히드로겔 형태일 수 있다.
상기 실크 피브로인 히드로겔은 제조 과정에서 가수분해 시간, IEM 첨가량, 광의 파장, 광도, 조사 시간 등의 광가교 조건 등을 조절하여 물성을 조절할 수 있다.
상기 히드로겔은 전단탄성응력이 20 내지 2000 Pa, 50 내지 1500 Pa, 100 내지 1000 Pa, 230 내지 770 Pa, 250 내지 750 Pa, 280 내지 720 Pa, 300 내지 700 Pa일 수 있다. 따라서, 상기 히드로겔은 필러(filler), 구체적으로 진피 필러(dermal filler)의 용도로 사용할 수 있는 물성 범위를 가질 수 있다.
상기 히드로겔은 실크 피브로인의 함량 즉, 수분을 제외한 실크 피브로인의 함량이 약 10% (w/w) 이상, 약 20% (w/w) 이상, 약 30% (w/w) 이상, 약 40% (w/w) 이상, 약 50% (w/w) 이상, 약 50 내지 약 100% (w/w), 약 50 내지 약 99.9% (w/w)일 수 있다. 실크 피브로인의 함량이 너무 적으면 히드로겔의 강도가 약해 진피 필러 용도로 사용하기에 적합하지 않을 수 있다.
상기 실크 피브로인 히드로겔은 생체적합성이 요구되는 히드로겔 소재 응용분야에 다양하게 응용될 수 있다. 구체적으로, 의료용 또는 위생용품과 관련된 생체재료 분야, 예를 들어, 창상피복, 약물전달, 경구용 제제, 조직배양 등에 활용될 수 있다.
또한, 상기 실크 피브로인 히드로겔은 기능성 물질의 안정화, 전달, 사용감 개선 등의 목적으로 화장료로도 응용될 수 있다.
일 양상에 따른 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 방법에 의하면, 실크 피브로인을 저분자화하여 안정성을 향상시킬 수 있고, 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 합성할 수 있으며, 상기 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인으로부터 물성 및 생체안전성이 우수한 실크 피브로인 히드로겔을 제조할 수 있다.
다른 양상에 따른 광가교된 실크 피브로인은 의료용 생체재료, 화장료 등 생체적합성이 요구되는 히드로겔 소재 분야에 다양하게 응용될 수 있다.
도 1은 메타크릴레이트기가 도입된 실크 피브로인의 개질 전(Silk)과 후(Silk-MA)의 1H-NMR 분광분석 결과이다.
도 2는 분자량 100 kDa의 SF-MA를 15% (w/w)의 농도로 포함하는 수용액의 광가교에 의한 전단탄성률(G') 변화를 나타낸 결과이다.
도 3은 광가교에 의해 제조된 실크 피브로인 히드로겔을 26G 주사바늘을 통해 토출한 모습을 나타낸 사진이다.
도 4는 가수분해 시간(hr)에 다른 실크 피브로인의 수평균분자량(Mn) 및 다분산지수 (PDI)를 나타낸 그래프이다.
도 5는 IEM 투입량에 따른 실크 피브로인 1g당 고정화된 메타크릴레이트기(MA)의 몰수를 나타낸 그래프이다.
도 6은 메타크릴레이트 개질 정도에 따른 SF-MA 히드로겔의 전단탄성응력을 나타낸 그래프이다.
도 7은 전구용액의 SF-MA 농도에 따른 SF-MA 히드로겔의 전단탄성응력을 나타낸 그래프이다.
도 8은 SF-MA 히드로겔 용출물의 농도에 따른 섬유아세포의 상대적 세포활성(%)을 나타낸 그래프이다. 이때, SF-MA 제조 시 사용한 실크 피브로인의 수평균분자량은 25 kDa (A) 또는 100 kDa (B)이었다.
도 2는 분자량 100 kDa의 SF-MA를 15% (w/w)의 농도로 포함하는 수용액의 광가교에 의한 전단탄성률(G') 변화를 나타낸 결과이다.
도 3은 광가교에 의해 제조된 실크 피브로인 히드로겔을 26G 주사바늘을 통해 토출한 모습을 나타낸 사진이다.
도 4는 가수분해 시간(hr)에 다른 실크 피브로인의 수평균분자량(Mn) 및 다분산지수 (PDI)를 나타낸 그래프이다.
도 5는 IEM 투입량에 따른 실크 피브로인 1g당 고정화된 메타크릴레이트기(MA)의 몰수를 나타낸 그래프이다.
도 6은 메타크릴레이트 개질 정도에 따른 SF-MA 히드로겔의 전단탄성응력을 나타낸 그래프이다.
도 7은 전구용액의 SF-MA 농도에 따른 SF-MA 히드로겔의 전단탄성응력을 나타낸 그래프이다.
도 8은 SF-MA 히드로겔 용출물의 농도에 따른 섬유아세포의 상대적 세포활성(%)을 나타낸 그래프이다. 이때, SF-MA 제조 시 사용한 실크 피브로인의 수평균분자량은 25 kDa (A) 또는 100 kDa (B)이었다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1.
실크
피브로인의
저분자화
실크 피브로인 용액을 안정화하여 장기 보관을 가능하게 하고 응고 현상을 방지하기 위하여, 누에고치를 정련하여 실크 피브로인을 수득한 후, 알칼리 가수분해에 의해 실크 피브로인을 저분자화하였다.
구체적으로, 증류수 1 L에 0.2%(w/v) 탄산나트륨(sodium carbonate) 및 0.3%(w/v) 올레산나트륨(sodium oleate)이 포함된 혼합용액에 40 g의 누에고치를 넣은 후, 100℃ 조건에서 1시간 동안 가열하여 누에고치에서 실크 세리신을 제거하였다.
정련된 누에고치를 1 g: 5 mL의 욕비로 9.3 M 브롬화리튬(lithium bromide) 용액에 80℃ 조건에서 30분간 용해 한 후, 0.6 M 수산화나트륨(sodium hydroxide) 용액을 최종적으로 0.1 M이 되도록 첨가하여 열 알칼리 가수분해를 하였다.
이때, 가수분해 시간을 조절하여 실크 피브로인의 분자량을 조절할 수 있다. 따라서, 가수분해 시간을 3 내지 12시간으로 하여 실크 피브로인의 수평균분자량(Mn)이 25,000 내지 100,000 Da이 되도록 하였다. 가수분해 된 용액은 꺼낸 즉시 셀룰로오스 아세테이트 투석막(분획분자량(MWCO): 12,000 내지 14,000)에 담아 3일간 흐르는 증류수에서 투석하였다. 투석이 끝난 후, 저분자화된 실크 피브로인을 수득하였다.
실시예
2.
메타크릴레이트기가
도입된
실크
피브로인(
SF
-MA)의 합성
저분자화된 실크 피브로인에 메타크릴레이트기를 도입하여 메타크릴레이트기가 도입된 실크 피브로인(silk fibroin-methacrylate: SF-MA)을 합성하였다.
구체적으로, 0.1 M 염화리튬(lithium chloride)이 용해된 DMSO(dimethyl sulfoxide)에 상기 실시예 1에서 수득한 저분자화된 실크 피브로인을 5% (w/w)의 농도로 완전히 용해시켰다. 이때, 합성에 사용된 실크 피브로인은 수평균분자량(Mn) 기준 25,000 내지 100,000 Da인 것을 사용하였다. 그 후, 실크 피브로인 1g당 0.25 내지 1.0 mmol의 양에 해당하는 2-이소시아나테오에틸 메타크릴레이트(isocyanateoethyl methacrylate: IEM)를 상기 용액에 첨가하여 60℃ 조건에서 5시간 동안 교반하였다.
합성을 마친 후 반응 용액을 증류수로 10배 희석하여 반응을 정지 시킨 후, 셀룰로오스 아세테이트 투석막(MWCO: 12,000 내지 14,000)에 담아 3일간 흐르는 증류수에서 투석하였다. 투석이 끝난 후, 메타크릴레이트기가 도입된 실크 피브로인(SF-MA)을 수득하였다.
도 1은 메타크릴레이트기가 도입된 실크 피브로인의 개질 전(Silk)과 후(Silk-MA)의 1H-NMR 분광분석 결과이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 실크 피브로인에 메타크릴레이트가 성공적으로 도입되었음을 확인하였다.
실시예
3.
광가교된
실크
피브로인 히드로겔의 제조
메타크릴레이트기가 도입된 실크 피브로인(SF-MA)으로부터 광중합 실크 피브로인 히드로겔을 제조하였다.
구체적으로, 상기 실시예 2에서 수득한 SF-MA를 동결건조하였다. 동결건조된 SF-MA를 7.5 내지 20% (w/w)의 농도로 pH 7.4 PBS(phosphate buffer saline)에 용해시켰다. 이 SF-MA 용액에 광개시제인 리튬 아릴포스피네이트(lithium arylphosphinate: LAP)를 1 mM이 되도록 첨가하였다. 혼합 용액에 자외선(365 nm)을 5 mW/cm-2의 세기로 5분간 조사하여 광가교 반응을 시켜 실크 피브로인 히드로겔을 제조하였다. 제조된 실크 피브로인 히드로겔은 건조되지 않도록 pH 7.4 PBS 용액에 보관하였다.
도 2는 분자량 100 kDa의 SF-MA를 15% (w/w)의 농도로 포함하는 수용액의 광가교에 의한 전단탄성률(G') 변화를 나타낸 결과이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 저장탄성률(G'', 붉은색선)이 급격히 상승되었으므로, 실크 피브로인 히드로겔이 성공적으로 형성되었음을 확인하였다.
도 3은 광가교에 의해 제조된 실크 피브로인 히드로겔을 26G 주사바늘을 통해 토출한 모습을 나타낸 사진이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 실크 피브로인 히드로겔의 형성을 육안으로 확인할 수 있었다.
실험예
1. 가수분해 시간에 따른
실크
피브로인의 분자량 확인
상기 실시예 1의 저분자화된 실크 피브로인에 대하여, 가수분해 시간에 따른 실크 피브로인의 분자량을 확인하기 위한 실험을 하였다.
구체적으로, 실시예 1의 방법에서 가수분해 시간을 각각 0, 3, 또는 12시간으로 설정하여 저분자화된 실크 피브로인을 수득하였다. 수득한 각각의 실크 피브로인에 대하여 수평균분자량(Mn) 및 다분산지수(Polydispersity index: PDI)를 계산하였다.
먼저, 수평균분자량(Mn)은 하기 공식에 따라 계산하였다.
(Ni=분자의 수 또는 몰 수, Mi=분자량, wi=중량)
또한, 다분산지수(PDI)는 수평균분자량(Mn)/중량평균분자량(Mw)의 비율로 나타내었다.
도 4는 가수분해 시간(hr)에 다른 실크 피브로인의 수평균분자량(Mn) 및 다분산지수 (PDI)를 나타낸 그래프이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 가수분해 시간이 증가함에 따라 실크 피브로인의 분자량이 작아짐을 확인하였다. 구체적으로, 가수분해 시간을 3시간으로 하였을 때 수평균분자량 100 kDa의 실크 피브로인을 얻을 수 있고, 가수분해 시간을 12시간으로 하였을 때 수평균분자량 25 kDa의 실크 피브로인을 얻을 수 있음을 확인하였다.
실험예
2.
IEM
투입량에 따른
실크
피브로인에 고정화된
메타크릴레이트기의
양 확인
상기 실시예 2의 SF-MA에 대하여, IEM 투입량에 따른 실크 피브로인에 고정화된 메타크릴레이트기의 양을 확인하기 위한 실험을 하였다.
구체적으로, 실시예 2의 방법에서 IEM의 양을 각각 0.25, 0.5, 또는 1.0 mmol/g으로 하여 메타크릴레이트기가 도입된 실크 피브로인을 수득하였다. 이때, 실크 피브로인은 수평균분자량 25 kDa 또는 100 kDa인 것을 사용하였다.
도 5는 IEM 투입량에 따른 실크 피브로인 1g당 고정화된 메타크릴레이트기(MA)의 몰수를 나타낸 그래프이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, IEM 투입량이 증가할수록 실크 피브로인에 고정화된 메타크릴레이트기의 양이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 수평균분자량 25kDa의 실크 피브로인을 사용한 경우에 비해, 100 kDa의 실크 피브로인을 사용하였을 때 고정화된 메타크릴레이트기의 몰수가 다소 감소하는 것을 확인하였다.
실험예
3.
메타크릴레이트
개질 정도에 따른
SF
-MA 히드로겔의
전단탄성율
확인
상기 실시예 3의 SF-MA 히드로겔에 대하여, 메타크릴레이트 개질 정도에 따른 히드로겔의 전단탄성응력(Elastic shear modulus, Pa)을 확인하기 위한 실험을 하였다.
구체적으로, 실시예 1에서 수득한 수평균분자량 100 kDa의 실크 피브로인으로부터 실시예 2의 방법을 수행하여 SF-MA를 수득하였다. 이때, IEM 투입량을 각각 0.25, 0.5, 또는 1.0 mmol/g으로 하여 실크 피브로인 1g당 고정화된 메타크릴레이트기 몰수가 각각 0.17, 0.26, 또는 0.33 mmol/g인 SF-MA를 수득하였다. 수득한 각각의 SF-MA으로부터 실시예 3의 방법을 수행하여 SF-MA 히드로겔을 제조하였다. 제조된 SF-MA 히드로겔의 전단탄성율은 유동계(rheometer)를 사용하여 진동모드(oscillation mode)에서 주파수 1 Hz의 조건에서 0.1-10%으로 변형율을 변화시켜 선형점탄성구간(linear viscoelastic region)을 얻은 후 이 구간에서의 전단저장탄성율을 측정함으로써 구하였다. Thermo Fisher Scientific 사의 유동계는 HAAKE MARS III 모델이었으며, 측정 시 측정기구(measurement geometry)의 지름은 8 mm, 간격은 1 mm였다.
도 6은 메타크릴레이트 개질 정도에 따른 SF-MA 히드로겔의 전단탄성응력을 나타낸 그래프이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 메타크릴레이트 개질 정도가 클수록 SF-MA 히드로겔의 전단탄성율이 큰 것을 확인하였으며, 측정된 탄성율은 1000 Pa 이내로 진피 필러용으로 사용하기에 적합한 물성을 가짐을 확인할 수 있었다.
실험예
4. 전구용액 농도에 따른
SF
-MA 히드로겔의
전단탄성율
확인
상기 실시예 3의 SF-MA 히드로겔에 대하여, 전구용액 농도에 따른 히드로겔의 전단탄성응력을 확인하기 위한 실험을 하였다.
구체적으로, 실시예 1에서 수득한 수평균분자량 40 kDa의 실크 피브로인으로부터 실시예 2의 방법을 수행하여 SF-MA를 수득하였다. 이때, IEM 투입량을 1.0 mmol/g으로 하여 SF-MA를 수득하였다. 수득한 SF-MA을 이용하여 전구용액을 제조함에 있어 그 농도를 각각 8, 10, 12 wt%로 달리하여 실시예 3의 방법을 수행하여 SF-MA 히드로겔을 제조하였다. 제조된 SF-MA 히드로겔의 전단탄성율은 유동계(rheometer)를 사용하여 진동모드(oscillation mode)에서 주파수 1 Hz의 조건에서 0.1-10%으로 변형율을 변화시켜 선형점탄성구간(linear viscoelastic region)을 얻은 후 이 구간에서의 전단저장탄성율을 측정함으로써 구하였다. Thermo Fisher Scientific 사의 유동계는 HAAKE MARS III 모델이었으며 측정 시 측정기구(measurement geometry)의 지름은 8 mm, 간격은 1 mm였다.
도 7은 전구용액의 SF-MA 농도에 따른 SF-MA 히드로겔의 전단탄성응력을 나타낸 그래프이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 농도가 증가할수록 SF-MA 히드로겔의 전단탄성율이 큰 것을 확인하였으며, 측정된 탄성율 범위는 20-2000 Pa로 진피 필러용으로 사용하기에 적합한 물성을 가짐을 확인할 수 있었다.
실험예
5.
광중합
실크
피브로인 히드로겔의 세포독성 평가
광중합 실크 히드로겔의 세포독성을 평가하기 위한 실험을 하였다.
구체적으로, 10%의 소혈청을 함유하는 배지(Dulbecco's modified eagle's medium, DMEM)에 웰(well) 당 5,000마리의 섬유아세포(NIH-3T3)를 하루 동안 배양하였다. 실시예 3에서 제조된 광중합 실크 히드로겔에서 발생하는 용출물의 세포독성을 평가하기 위하여, 1 mL의 무혈청 배지 당 0.1 g의 광중합 실크 히드로겔을 침지시켜 37℃ 조건에서 용출물을 수득하였다. 그 후, 상기 배지 또는 히드로겔 용출물을 배양된 섬유아세포와 하루 동안 인큐베이션하고, 알라마블루 분석법(alamarblue assay)을 통해 대조군 (세포배양접시) 대비 상대적 세포활성(relative cell viability)을 측정하였다. 이때, 대조군 대비 상대적 세포활성이 50%인 지점에 해당하는 농도를 반수치사량(lethal dose 50, LD50)으로 설정하였다.
도 8은 SF-MA 히드로겔 용출물의 농도에 따른 섬유아세포의 상대적 세포활성(%)을 나타낸 그래프이다. 이때, SF-MA 제조 시 사용한 실크 피브로인의 수평균분자량은 25 kDa (A) 또는 100 kDa (B)이었다. 또한, SF-MA 히드로겔 용출물의 농도는 0.1 g의 히드로겔을 1 mL 세포배지에 37℃ 조건에서 하루간 용출물을 추출하였을 때, 그 용출물을 상대농도 1로 설정하여 표시하였다. 도 8에 나타낸 바와 같이, SF-MA 히드로겔 용출물은 세포독성이 없어 안전하게 사용할 수 있음을 확인하였다.
Claims (20)
- 알칼리 실크 피브로인 용액을 인큐베이션시켜 실크 피브로인을 가수분해시키는 단계;
가수분해된 실크 피브로인과 실크 피브로인에 반응성인 관능기를 갖는 광중합성 모노머를 접촉시켜 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 합성하는 단계로서, 상기 광중합성 모노머는 아크릴레이트, 알릴, 메타크릴레이트, 또는 비닐 함유 모이어티이고, 상기 실크 피브로인에 반응성인 관능기는 이소시아네이트기인 것인 단계; 및
광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인 및 광개시제를 함유하는 수성 용매에 광을 조사하여 광중합성 모노머로 활성화된 실크 피브로인을 광가교시켜 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 단계를 포함하는, 광가교된 실크 피브로인을 제조하는 방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 광가교된 실크 피브로인은 히드로겔 형태인 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 가수분해시키는 단계 전에, 누에고치로부터 실크 세리신을 제거하여 실크 피브로인을 얻는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 가수분해시키는 단계 전에, 브롬화리튬, 염화칼슘, 티오시안산리튬, 요소, 헥사플로로이소프로판올, 또는 헥사플로로아세톤 중에 실크피브로인을 용해시켜 상기 실크 피브로인 용액을 제조하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 알칼리 실크 피브로인 용액은 pH 9 내지 13인 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 알칼리 실크 피브로인 용액은 수산화나트륨, 또는 수산화칼륨을 포함하는 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 가수분해는 2 내지 15시간 동안 수행하는 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 가수분해된 실크 피브로인은 수평균분자량 20 내지 120 kDa인 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 실크 피브로인에 반응성인 관능기를 갖는 광중합성 모노머는 이소시아네이트(NCO)기를 갖는 메타크릴레이트 모이어티를 함유하는 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 실크 피브로인에 반응성인 관능기를 갖는 광중합성 모노머는 2-이소시아나토에틸 메타크릴레이트(isocyanatoethyl methacrylate: IEM), 글리시딜 메타크릴레이트(Glycidyl methacrylate), 무수메타크릴산(methacrylic anhydride), 또는 무수노보닌산(cis-5-Norbornene-endo-2,3-dicarboxylic anhydride)인 것인 방법.
- 청구항 10에 있어서, 상기 IEM은 가수분해된 실크 피브로인 1g당 0.20 내지 1.2 mmol의 양을 접촉시키는 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 수성 용매는 인산완충생리식염수(PBS), 물, 트리스완충식염수(TBS), 또는 초산완충용액인 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 수성 용매에 용해된 실크 피브로인 유도체의 농도는 5 내지 25% (w/w)인 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 광개시제는 리튬 아릴포스피네이트, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 벤질디메틸케탈, 에틸벤조인에테르, 이소프로필벤조인에테르, 2,2-디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-4'-(2-히드록시에톡시)-2-메틸프로피오페논, 벤질벤조에이트, 에오신와이, 리보플라빈, 로즈벵갈, 또는 벤조일이소부틸에테르인 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 광을 조사하는 단계에서, 상기 광은 가시광선 또는 자외선인 것인 방법.
- 청구항 13에 있어서, 상기 광은 200 내지 400 nm의 파장을 갖는 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 광을 조사하는 단계에서, 상기 광은 1 내지 100 mW/cm-2의 광도를 갖는 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 광을 조사하는 단계에서, 상기 조사는 1분 내지 10분 동안 이루어지는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 18 중 어느 하나의 방법에 의해 제조된 광가교된 실크 피브로인으로서, 상기 광가교된 실크 피브로인은 히드로겔 형태이고, 상기 히드로겔은 전단탄성응력이 20 내지 2000 Pa인 것인 광가교된 실크 피브로인.
- 청구항 19에 있어서, 상기 히드로겔은 실크 피브로인의 함량이 50 내지 100% (w/w)인 것인 광가교된 실크 피브로인.
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109111555A (zh) * | 2018-07-18 | 2019-01-01 | 海南师范大学 | 一种高效生物相容性自由基光聚合可见光引发体系的制备方法 |
| CN109666302A (zh) * | 2018-11-24 | 2019-04-23 | 中山大学附属第三医院（中山大学肝脏病医院） | 一种3d打印丝蛋白水凝胶及其制备方法 |
| KR20200037936A (ko) * | 2018-10-02 | 2020-04-10 | 한림대학교 산학협력단 | 지혈, 창상 봉합 및 치유 기능을 가진 급속 광경화성 바이오글루 |
| CN113956506A (zh) * | 2020-07-03 | 2022-01-21 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种双网络水凝胶及其制备方法与应用 |
| WO2022059885A1 (ko) * | 2020-09-16 | 2022-03-24 | 장혜란 | 진단을 위한 개선된 건조체액의 안정화 조성물 및 이의 응용방법 |
| CN115181226A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-10-14 | 昆明理工大学 | 一种小分子丝素蛋白基水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN116554507A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-08 | 江西丝科生物科技有限公司 | 蚕丝蛋白双网络水凝胶及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140315828A1 (en) | 2013-04-22 | 2014-10-23 | Allergan, Inc. | Cross-linked silk-hyaluronic acid compositions |
| US20150165092A1 (en) * | 2012-04-06 | 2015-06-18 | Trustess Of Tufts College | Methods of producing and using silk microfibers |
| US20150376248A1 (en) * | 2013-02-06 | 2015-12-31 | Virginia Commonwealth University | Photoactive silk protein and fabrication of silk protein structures using photolithography |
| KR20160035571A (ko) * | 2014-06-12 | 2016-03-31 | 아단 씨오., 엘티디 | 가수분해 피브로인을 포함하는 연고 및 그 제조방법 |
-
2016
- 2016-11-30 KR KR1020160162302A patent/KR101898229B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150165092A1 (en) * | 2012-04-06 | 2015-06-18 | Trustess Of Tufts College | Methods of producing and using silk microfibers |
| US20150376248A1 (en) * | 2013-02-06 | 2015-12-31 | Virginia Commonwealth University | Photoactive silk protein and fabrication of silk protein structures using photolithography |
| US20140315828A1 (en) | 2013-04-22 | 2014-10-23 | Allergan, Inc. | Cross-linked silk-hyaluronic acid compositions |
| KR20160035571A (ko) * | 2014-06-12 | 2016-03-31 | 아단 씨오., 엘티디 | 가수분해 피브로인을 포함하는 연고 및 그 제조방법 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 논문(BIOMATERIALS, 2000) * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109111555A (zh) * | 2018-07-18 | 2019-01-01 | 海南师范大学 | 一种高效生物相容性自由基光聚合可见光引发体系的制备方法 |
| CN109111555B (zh) * | 2018-07-18 | 2020-09-04 | 海南师范大学 | 一种高效生物相容性自由基光聚合可见光引发体系的制备方法 |
| KR20200037936A (ko) * | 2018-10-02 | 2020-04-10 | 한림대학교 산학협력단 | 지혈, 창상 봉합 및 치유 기능을 가진 급속 광경화성 바이오글루 |
| CN109666302A (zh) * | 2018-11-24 | 2019-04-23 | 中山大学附属第三医院（中山大学肝脏病医院） | 一种3d打印丝蛋白水凝胶及其制备方法 |
| CN109666302B (zh) * | 2018-11-24 | 2021-04-30 | 中山大学附属第三医院（中山大学肝脏病医院） | 一种3d打印丝蛋白水凝胶及其制备方法 |
| CN113956506A (zh) * | 2020-07-03 | 2022-01-21 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种双网络水凝胶及其制备方法与应用 |
| CN113956506B (zh) * | 2020-07-03 | 2023-07-21 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种双网络水凝胶及其制备方法与应用 |
| WO2022059885A1 (ko) * | 2020-09-16 | 2022-03-24 | 장혜란 | 진단을 위한 개선된 건조체액의 안정화 조성물 및 이의 응용방법 |
| CN115181226A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-10-14 | 昆明理工大学 | 一种小分子丝素蛋白基水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN115181226B (zh) * | 2022-09-09 | 2023-01-31 | 昆明理工大学 | 一种小分子丝素蛋白基水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN116554507A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-08 | 江西丝科生物科技有限公司 | 蚕丝蛋白双网络水凝胶及其制备方法 |
| CN116554507B (zh) * | 2023-07-12 | 2023-09-29 | 江西丝科生物科技有限公司 | 蚕丝蛋白双网络水凝胶及其制备方法 |
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