KR20180082478A - 타겟화된 구조 디자인의 생체 적합성 매트릭스 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 a) 적어도 하나의 생체 고분자를 포함하는 조성물을 제공하는 것; b) 상기 조성물을 슬릿(slit)을 통해 표면 상에 층으로 압출하는 것, 여기서 상기 슬릿은 상기 표면 위에서 이동함; c) 선택적으로 상기 층을 동결시키는 것; d) 선택적으로 상기 과정을 반복하여 하나 이상의 추가 층을 더하는 것; e) 압출 후에 상기 조성물 또는 조성물들을 동결시키는 것; f) 선택적으로 상기 동결된 조성물을 건조시키는 것, 여기서 바람직하게는 상기 표면은 냉각될 수 있음; 을 포함하는 생체 적합성 매트릭스의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법으로 수득할 수 있는 매트릭스의 의료 또는 화장 목적을 위한 용도뿐만 아니라, 상기 방법으로 수득할 수 있는 생체 적합성 매트릭스에 관한 것이다. 더 나아가, 본 발명은 또한 a) 온도 조절되는 표면; b) 상기 표면 위에 배치된 슬릿을 장착한 압출 수단; c) 조성물을 상기 슬릿을 통해 압출하기 위한 수단; d) 상기 슬릿 및/또는 상기 표면을 이동시키기 위한 수단; 을 포함하는 생체 적합성 매트릭스의 제조 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 생체 고분자 분야, 특히 생체 고분자-계 매트릭스 분야에 속한다. 더 나아가, 본 발명은 생체 고분자-계 매트릭스의 제조 및 생체 고분자-계 매트릭스의 용도, 특히 생체 고분자-계 매트릭스의 의료 및 화장 용도에 관한 것이다.
생체 고분자-계 매트릭스는 한편으로는 상처 드레싱, 조직 재생용 삽입 가능한 스캐폴드 그리고 또 다른 한편으로는 화장용 마스크, 젤, 또는 혈청 또는 크림의 호료와 같은 다양한 의료 및 화장 제품의 필수적인 기초이다.
이러한 생체 고분자-계 매트릭스의 다수는 생체 고분자 콜라겐에 기반을 두고 있다. 대안적인 생체 고분자는 히알루론산, 엘라스틴, 피브로넥틴, 퍼레칸, 아그레칸 또는 라미닌을 포함한다. 상기 매트릭스들의 특성 및 용도는 기초로 사용되는 고분자에 따라 변화한다.
생체 고분자-계 매트릭스는 실리콘, 폴리에스테르 또는 폴리(메스)아크릴 고분자와 같은 인공 재료 기반 매트릭스와 비교하여 이물 반응의 야기 없이 구조적 및/또는 기계적 기능을 제공하고, 스캐폴드와 상호 작용하는 유기체의 생물학적 자극(예컨대, 세포 군집화)을 제공하지 않는 다양한 이점을 가진다.
실리콘과 같은 인공 고분자계 매트릭스는 인공 고분자 조성물에 기초하여 고분자 특성에 대한 더 나은 조절을 가능하게 한다. 매트릭스의 다양한 특성들이 조절될 수 있다.
매트릭스에서의 생체 고분자의 사용은 생물학적 시스템의 복잡성으로 인해 꽤나 어렵다. 따라서, 본 발명의 한 과제는 자연적으로 내재된 구조적 이점을 사용하여 개선된 특성의 생체 고분자-계 매트릭스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 a) 적어도 하나의 생체 고분자를 포함하는 조성물을 제공하는 것;
b) 상기 조성물을 슬릿(slit)을 통해 표면 상에 층으로 압출하는 것, 여기서 상기 슬릿은 상기 표면 위에서 이동함;
c) 선택적으로 상기 층을 동결시키는 것;
d) 선택적으로 상기 과정을 반복하여 하나 이상의 추가 층을 더하는 것;
e) 압출 후에 상기 조성물 또는 조성물들을 동결시키는 것;
f) 선택적으로 상기 동결된 조성물을 건조시키는 것, 여기서 바람직하게는 상기 표면은 냉각될 수 있음;
을 포함하는 생체 적합성 매트릭스의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 방법으로 수득할 수 있는 매트릭스의 의료 또는 화장 목적을 위한 용도뿐만 아니라, 상기 방법으로 수득할 수 있는 생체 적합성 매트릭스에 관한 것이다.
도 1: 본 발명에 따른 장치의 간략도
도 2: 본 발명에 따른 두 개의 수직 방향의 층을 압출하는 장치의 간략도
도 3: 본 발명에 따른 조성물을 세로(진한 회색) 또는 수직(연한 회색)으로 압출하여 수득한 매트릭스의 물리적 특성의 비교
도 2: 본 발명에 따른 두 개의 수직 방향의 층을 압출하는 장치의 간략도
도 3: 본 발명에 따른 조성물을 세로(진한 회색) 또는 수직(연한 회색)으로 압출하여 수득한 매트릭스의 물리적 특성의 비교
생체 고분자-계 매트릭스는 삽입물, 상처 드레싱 또는 얼굴 마스크와 같은 많은 화장용 또는 의료 제품의 중요한 기초이다. 따라서, 상기 매트릭스의 특성이 의도된 용도에 맞춰져야 하는 것이 필수적이다. 발명자들은 방법을 개발하였으며, 이는 생체 고분자-계 매트릭스의 특성을 많은 다른 적용 분야에 쉽게 맞출 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 적응력 있고 및/또는 개선된 특성을 갖는 생체 적합성 매트릭스의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
a) 적어도 하나의 생체 고분자를 포함하는 조성물을 제공하는 것;
b) 상기 조성물을 슬릿(slit)을 통해 표면 상에 층으로 압출하는 것, 여기서 상기 슬릿은 상기 표면 위에서 이동함;
c) 선택적으로 상기 층을 동결시키는 것;
d) 선택적으로 상기 과정을 반복하여 하나 이상의 추가 층을 더하는 것;
e) 압출 후에 상기 조성물 또는 조성물들을 동결시키는 것;
f) 선택적으로 상기 동결된 조성물을 건조시키는 것, 여기서 바람직하게는 상기 표면은 냉각될 수 있음;
을 포함한다.
발명자들은 놀랍게도 본 발명으로 제조된 생체 고분자-계 매트릭스의 특성이 공정 변수의 적절한 선택을 통해 조정될 수 있음을 발견하였다. 상기 방법으로 방향성 있게 인장 강도, 매트릭스의 생분해성, 소성 변형 또는 생체 고분자-계 매트릭스의 탄성계수를 조절하는 것이 가능하다.
본 발명의 맥락에서, 생체 고분자는 살아있는 유기체 및/또는 이러한 것들의 유사체에 의해 제조된 고분자이다. 본 발명에서 상기 용어 “생체 고분자”는 생체 고분자의 모든 자연 발생적 변형, 예컨대 글리코실화, 부분적 가수분해 또는 폴리펩타이드의 지질 부착을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 생체 고분자의 비-한정적인 예는 콜라겐, 녹말, 셀룰로오스 유도체, 글루코사미노글리칸, 알지네이트, 다당류 또는 후코이단을 포함한다.
상기 매트릭스는 어떠한 생체 고분자에도 기초할 수 있다. 그러나 본 방법에 사용되는 상기 생체 고분자 중 적어도 하나는, 예컨대 (마이크로) 피브릴, 섬유 또는 네트워크와 같은 성분의 특유한 상부 구조적 조직(characteristic suprastructural organization)을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 구체례에서, 상기 특유한 상부 구조적 조직은 섬유/피브릴 구조이다.
상기 생체 고분자는 조성물로 제공된다. 상기 조성물은 정제된 및/또는 변형된 생체 고분자를 포함할 수 있다. 그러나, 상기 조성물은 천연의 생체 고분자를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 추가 성분을 포함할 수 있다. 한 구 체례에서, 상기 조성물은 추가로 단백질, 당단백질, 프로테오글리칸, 다당류 및/또는 히알루론산과 같은 글루코사미노글리칸을 포함할 수 있다. 바람직한 구체례에서, 상기 조성물은 자연적으로 존재하는 조성물이거나, 자연적으로 존재하는 조성물로부터 유래된 것이다.
본 발명의 한 구체례에서, 상기 조성물은 상기 생체 고분자를 포함하는 생물학적으로 유래된 조직 및/또는 조직 성분이거나, 이를 포함한다. 바람직한 구체례에서, 적어도 하나의 생체 고분자를 포함하는 상기 조성물은 소(bovine), 말(equine), 돼지(porcine), 설치류(rodent), 어류(piscine) 조직, 바람직하게는 피부, 힘줄 또는 연골 조직, 가장 바람직하게는 소의 분리된 피부 조직을 포함하는 군으로부터 선택되는 생물학적으로 유래된 조직 또는 조직 성분이거나, 이를 포함한다.
본 발명의 한 구체례에서, 상기 생물학적으로 유래된 조직 또는 조직 성분은 사용 이전에 변형되거나, 가공되지 않는다. 바람직한 구체례에서, 상기 생물학적으로 유래된 조직은 상기 방법 내에서 사용 전에 가공된다. 한 구체례에서, 물의 첨가, 세정, 희석, 및/또는 생물학적으로 유래된 조직 또는 조직 성분에 대한 화학 처리와 같은 작은 가공이 수행된다. 대안적인 구체례에서, 원 재료의 기계적 분해, 분리, 정제, 물의 첨가, 세정, 희석, 산, 알칼리 또는 산화제로의 화학적 처리, pH 조정, 기계적 처리 및/또는 기계적 분해(예컨대, 혼합, 다짐(mincing), 밀링, 절삭, 다이-컷팅(die-cutting), 동결 및/또는 해동)와 같은 실질적인 공정이 수행된다.
본 발명의 한 구체례에서, 단계 b)는 생물학적으로 유래된 조직(들)의 조성물로서의 사용을 수반하며, 압출은 상기 생물학적으로 유래된 조직(들)의 침전(deposition) 수단에 의해 수행된다.
바람직한 구체례에서, 상기 침전은 상기 생물학적으로 유래된 조직(들)의 접음(folding)을 수반하여 수행된다. 더욱 바람직한 구체례에서, 상기 침전은 상기 생물학적으로 유래된 조직(들)을 다층 구조의 3차원 구조로 조립하는 수단에 의해 수행된다.
가장 바람직한 구체례에서, 상기 침전은 평탄화, 절삭, 다이-컷팅, 엠보싱(embossing), 슬리팅(slitting), 구멍의 생성 수단에 의한 생물학적으로 유래된 조직
(들)의 기계적 처리를 수반한다.
대안적인 구체례에서, 상기 침전은 예컨대 매트릭스의 면에서 또는 3D 형판 상에서 1차원 또는 2차원 성형 수단을 이용한 생물학적으로 유래된 조직(들)의 기계적 처리를 수반한다.
대안적인 구체례에서, 정제된 생체 고분자가 사용되며, 상기 조성물은 인공 조성물이다. 한 구체례에서, 상기 조성물은 생물학적 조성물을 모방한 것이다.
본 발명의 바람직한 구체례에서, 상기 생체 고분자는 생물학적으로 유래된 조직에서 자연적으로 발생한 생체 고분자이다. 더욱 바람직한 구체례에서, 상기 생체 고분자는 콜라겐, 엘라스틴, 피브로넥틴, 퍼레칸, 아그레칸, 라미닌, 히알루론산을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 가장 바람직한 구체례에서, 상기 적어도 하나의 생체 고분자는 콜라겐이며, 더욱 바람직하게는 소의 콜라겐이다.
본 발명의 한 구체례에서, 상기 생체 고분자는 인공적으로 또는 생명공학적으로 생성된 생체 고분자의 유사체이다.
상기 생체 고분자는 생체 고분자를 추출하거나, 최적화하기 위해 통상의 기술자에게 알려진 방법으로 가공될 수 있다. 가능한 처리는 다음을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다:
상기 생체 고분자는 2개 이상의 처리의 조합으로 가공될 수 있다.
가장 바람직하게는, 상기 생체 고분자는 다음과 같이 제조된다:
또 다른 구체례에서, 상기 조성물은 다음과 같이 제조된 생물학적으로 유래된 조직을 포함한다:
상기 조성물은 바람직하게는 높은 점도의 조성물이어야 한다. 상기 조성물이 자연적으로 높은 점도를 포함하거나, 상기 조성물이 점도를 증가시키는 히알루론산, 셀룰로오스 고분자 및/또는 합성 친수성 고분자와 같은 추가 화합물을 포함하는 지는 중요하지 않다.
또 다른 구체례에서, 상기 점도는 희석으로 맞춰진다. 또 다른 구체례에서, 입자 크기 및 이에 따른 점도는 추가 성분 첨가 없이, 예컨대 밀링에 의해 변화된다.
상기 적어도 하나의 생체 고분자를 포함하는 상기 조성물은 추가 구성분을 포함할 수 있으며, 이는 매트릭스의 특성에 영향을 미치거나, 의도된 용도에 기여한다. 적합한 추가 성분의 비-한정적인 예는 약학적으로 및/또는 화장학적으로 허용가능한 염료 및 착색료, 의학적 활성 성분, 예컨대 생체 적합성, 생분해성, 기계적 강도, 감각성 특성, 상처 치료 및 조직 재생의 촉진, 항산화 특성 및/또는 수분 흡수력과 같은 제품의 성능 또는 특성을 개선하는 화합물이다.
상기 조성물에 첨가하기에 적합한 의학적 활성 화합물은 리도카인 및 신경 충격의 전달을 방지하는 다른 성분과 같은 마취제, 살리실산염, 디클로페낙, 진통제, 항생제 또는 항생 화합물, 은 및 은 염과 같은 항균제 또는 항균 화합물, 비타민 및 항산화제, 판테놀과 같은 자기 치유를 개선하거나 촉진하는 화합물, 성장 인자와 같은 생물학적 활성 화합물을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
발명자들은 상기 조성물의 압출 방법이 매트릭스의 물리-화학적 성질에 직접적으로 영향을 미친다는 점을 발견하였다. 발명자들은 놀랍게도 바람직하게는 0.5 내지 5mm 너비 및 다양한 길이의 슬릿을 통한 압출이 생체 고분자의 특유한 구조의 정돈된 침전을 가능하게 한다는 점을 발견하였으며, 이는 매트릭스의 특성에 영향을 미친다.
바람직하게는, 상기 슬릿은 0.5 내지 5mm의 너비를 가진다. 바람직한 구체례에서 상기 슬릿은 1 내지 3mm의 너비를 가진다. 슬릿의 길이 또한 다양할 수 있으며, 1 내지 100cm 범위 내인 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는, 상기 슬릿 길이는 20 내지 60cm 범위 내이다.
한 구체례에서, 상기 표면은 몰드이다. 바람직한 구체례에서, 상기 표면 또는 몰드는 특정한 지형(topography)을 갖는다. 더욱 바람직한 구체례에서, 상기 특정한 지형은 다음의 지형학적 구조 중 하나 이상을 포함한다: 편평한 표면, 평면 구조, 비-평면 구조, 연속 구조, 비-연속 구조, 필렛(fillet), 채널(channel), 플랫폼, 구멍, 핀(pin), 벌집 및 네트워크, 또는 이들의 조합.
본 발명의 바람직한 구체례에서, 상기 몰드는 압출 방향을 맞추기 위한 수평 회전을 가능하게 한다.
상기 조성물은 표면 상에 또는 몰드 내에 압출하기 위하여, 상기 슬릿은 이동하여야 한다. 상기 슬릿은 바람직하게는 직선으로 움직여야 한다. 상기 조성물로부터 유래되는 층의 두께 및 상기 매트릭스의 일부 특성은 슬릿의 이동 속도 및 압출 압력으로 조절될 수 있다.
바람직한 구체례에서, 상기 압출은 나중의 형태를 결정하는 몰드 및 제조되는 생체 적합성 매트릭스의 방향에 세로 방향으로 수행된다. 대안적인 바람직한 구체례에서, 상기 압출은 나중의 형태를 결정하는 몰드 및 제조되는 생체 적합성 매트릭스의 방향에 직교 방향으로 수행되며(도 2를 보아라), 따라서 편평하고, 바람직하게는 직사각형인 층, 또는 층들의 조성물을 형성한다.
일반적으로, 일정한 압력 및 유속에서 느리게 이동하는 슬릿은 더 두꺼운 층을 생성하는 반면, 더 빠르게 이동하는 슬릿은 더 얇은 층을 형성할 것이다.
다양한 두께의 매트릭스, 예컨대 미리 결정된 분해점을 포함하는 매트릭스를 제조하기 위해, 상기 슬릿의 이동 속도, 상기 슬릿의 크기 및 형태 및 조성물의 유속을 변화시키는 것이 가능하다.
상기 조성물은 맞춰진 유속으로 조성물을 압출할 수 있는 압력을 적용하여 압출된다. 본 발명에 따른 한 구체례에서, 상기 조성물은 오직 중력만을 이용하여, 즉 외부 압력의 적용 없이 압출된다. 바람직한 구체례에서, 상기 조성물은 기계적 압력, 예컨대 펌프를 이용하여 압출된다. 더욱 바람직한 구체례에서, 상기 펌프는 추가로 상기 조성물의 안정적인 공급을 제공한다.
압력을 적용하기 위한 몇몇 방법이 상기 조성물을 압출하는 것에 적합하며, 바람직하게는 상기 압력이 조절 가능하다.
본 발명에 따른 한 구체례에서, 상기 조성물은 일정한 압력을 사용하여 압출된다. 본 발명의 대안적인 구체례에서, 상기 조성물은 가변적인 압력을 사용하여 압출된다.
가장 바람직한 구체례에서, 상기 조성물의 층의 두께는 변수, 슬릿 속도, 슬릿 너비 및 압출 압력의 조합에 의해 조절된다.
한 구체례에서, 상기 조성물의 압출된 층은 균일한 두께를 갖는다. 대안적인 구체례에서, 상기 압출된 층은 가변적인 두께를 갖는다. 한 구체례에서, 압출된 층은 3mm 내지 5cm의 두께를 갖는다. 바람직한 구체례에서, 상기 층은 3mm 내지 40mm의 두께를 갖는다. 층은 더욱 바람직하게는 5 내지 25mm, 가장 바람직하게는 7.5 내지 15mm의 두께를 갖는다.
본 발명의 한 구체례에서, 상기 조성물은 표면에 압출된다. 바람직한 구체례에서, 상기 표면은 냉각될 수 있다. 이보다 더 바람직한 구체례에서, 상기 표면은 상기 조성물을 어는점 밑으로 냉각시킬 수 있다.
상기 압출은 생체 고분자에 적합한 어떤 온도에서도 발생할 수 있다. 본 발명의 한 구체례에서, 상기 압출은 상온에서 수행된다. 바람직한 구체례에서, 상기 압출은 0 내지 40℃에서 수행된다. 한 구체례에서, 상기 표면 또는 몰드는 -80 내지 +40℃의 온도를 갖는다.
한 구체례에서, 상기 조성물이 압출되는 표면은 몰드이다. 상기 몰드는 어떠한 형태도 가질 수 있으나, 직사각형이 바람직하다. 바람직한 구체례에서, 압출을 위한 상기 슬릿의 길이는 몰드에 맞춰진다.
층으로의 압출은 초기 층의 냉각 또는 동결과 동시에 수행될 수 있거나, 압출된 층은 상기 층의 압출 완료 이후에 냉각 또는 동결될 수 있다. 추가 층은 각 이전 층의 완벽한 동결 전 또는 후에 추가될 수 있다.
본 발명의 한 구체례에서, 상기 생체 적합성 매트릭스는 단일 층에 기초한다. 대안적인 구체례에서, 상기 매트릭스는 다중 층에 기초한다. 본 발명의 특정한 구체례에서, 상기 방법은 하나 이상의 추가 층을 추가하기 위해 압출 단계의 반복을 수반한다.
추가 층은 첫 번째 층과 동일한 방법으로, 바람직하게는 슬릿을 통한 압출에 의해 추가될 수 있다. 상기 층은 첫 번째 층과 동일한 조성물로 이루어지거나, 다른 조성물로 이루어질 수 있다. 본 발명의 한 구체례에서, 모든 층은 동일한 생체 고분자를 포함한다. 대안적인 구체례에서, 적어도 하나의 층은 다른 생체 고분자를 포함한다. 다른 층의 압출은 분리된 슬릿의 압출 장치 또는 분리된 압출 장치를 사용하여 달성될 수 있다.
상기 층들 내의 생체 고분자들이 동일하다고 하더라도, 매트릭스의 미래 용도에 맞추어 매트릭스 특성을 조절하기 위해 상기 층들의 조성물들은 다를 수 있다. 이런 상기 다른 층들은 동일한 기본 생체 고분자에 기초할 수 있으나, 예를 들어 한 층은 항균 활성을 갖는 화합물을 포함하고, 두 번째 층은 오직 착색제만 포함할 수 있다.
상기 매트릭스의 두께는 층들의 두께에 의존한다. 한 구체례에서, 상기 매트릭스는 3mm 내지 40mm의 총 두께를 갖는다. 바람직한 구체례에서, 상기 매트릭스는 5 내지 25mm의 총 두께를 갖는다. 바람직한 구체례에서, 상기 매트릭스는 건조 단계 이전에 7.5 내지 15mm의 두께를 갖는다.
조성물 및 매트릭스의 의도된 용도에 따라, 추가 층은 첫 번째 층과 다른 방향으로 추가될 수 있다(도 2를 보아라).
도 2는 나타낸다:
1 압출 장치
1.1
조성물의 흡입구
1.2
크기 및 형태가 가변적인 슬릿
1.3
압출 장치의 이동
2 크기 및 형태가 가변적인 몰드
2.1 선택적으로 냉각되며, 지형이 가변적인 몰드의 바닥 표면
3 몰드의 가변적인 이동을 가능하게 하는 장치, 예컨대 모터
3.1 회전 이동의 모터
3.2 선택적인 표면, 예컨대 몰드를 위한 테이블. 표면은 3에 의해 이동 가능하며, 선택적으로 냉각됨
3.3 초기 몰드 방향에 대하여 90° 회전 이동에 사용되는 3의 장치
4 슬릿을 통한 조성물의 압출에 의해 제조된 첫 번째 층
4.1 초기 몰드 방향에 대하여 세로 방향으로 압출하여 수득한 첫 번째 층
5 슬릿을 통한 조성물의 압출에 의해 첫 번째 층 위에 침전된 두 번째 층
5.1 초기 몰드 방향에 대하여 수직/가로 방향으로 압출하여 수득한 두 번째 층
본 발명의 한 구체례에서, 모든 층은 첫 번째 층에 대해 동일한 방향으로 압출된다. 대안적인 구체례에서, 하나 이상의 층들이 첫 번째 층에 대해 수직하게 압출된다.
본 방법은 개선된 일차원 인장 강도의 제조를 가능하게 한다. 추가 층의 방향을 조절하여, 다중 층의 인장 강도가 증가될 수 있다. 바람직하게는, 상기 층의 조성물 및 각 층의 생체 고분자는 다중 층에 대하여 동일하다. 한 구체례에서, 적어도 하나의 생체 고분자를 포함하는 상기 조성물은 모든 층에 대해서 동일하다.
발명자들은 선택적인 건조 단계에 앞서 층 내의 압출된 조성물을 동결하는 것이 필수적이라는 것을 발견하였다. 예컨대, 만일 동결 건조가 건조에 사용된다면, 상기 조성물은 그 전에 그리고 동시가 아닌 때에 동결된다.
만일 상기 조성물이 다중 층을 포함한다면, 모든 층을 압출 및 침전시키고, 모든 기초 매트릭스를 동결시키거나, 단일 층들을 압출하고 동결시키는 것이 가능하다. 본 발명의 한 구체례에서, 각 층은 압출 이후 새로운 층이 압출되기 전에 동결된다. 대안적인 구체례에서, 여러 층들이 압출되고, 상기 조성물은 적어도 두 층이 압출된 이후에 동결된다. 첫 번째 층들이 동결된 이후에, 이어지는 층들이 추가될 수 있으며, 어떠한 순서로도 동결될 수 있다. 여기서, 상기 표현 “동결”은 다른 층에 대한 적절한 부착을 보장하는 부분적 동결, 즉 액체 재료가 부분적으로 동결된 층에 남아 있는 것도 포함한다.
발명자는 동결 과정이 매트릭스의 특성에 영향을 미친다는 것을 발견하였다. 한 구체례에서, 상기 조성물은 압출 이후에 충격-동결(shock-frozen)된다. 대안적인 구체례에서, 상기 조성물은 압출 이후에 천천히 동결된다.
냉각 또는 동결은 낮은 또는 높은 냉각 속도로 수행될 수 있다. 냉각- 또는 동결-동력학의 변형은 결정 크기의 조절을 가능하게 한다. 더 높은 냉각 속도는 더 작은 결정으로 이어진다. 결정 크기는 이후 생체 적합성 매트릭스의 다공성을 결정한다.
상기 동결 과정은 아무 적합한 과정으로 수행될 수 있다. 바람직한 구체례에서, 상기 조성물은 냉각된 표면 상에 또는 냉각된 몰드 내에 압출된다. 대안적인 구체례에서, 상기 조성물은 몰드 내에 압출되고, 그 후 매트릭스/공기 계면을 제공하는 동결기 또는 액체 질소 내에서 동결된다.
동결 이후에 상기 압출된 조성물은 건조되어야 한다. 조성물에 사용되는 생체 고분자와 호환 가능하기만 하면 어떠한 건조 과정도 적합하다. 바람직한 구체례에서, 건조는 동결 건조로 수행된다.
본 발명에 따른 한 구체례에서, 상기 매트릭스는 건조 이전에 가공된다. 한 구체례에서, 상기 가공은 동결된 전체 기초 매트릭스의 기계적 성형을 수반한다. 특정한 구체례에서, 기계적 성형은 플레이닝(plaining), 슬리팅(slitting), 절삭, 냉동-절삭, 다이-컷팅, CNC 밀링, 그라인딩, 구멍의 생성 수단에 의해 수행된다.
상기 조성물의 동결 건조는, 상기 조성물이 이의 정확한 구조적 특성뿐만 아니라, 기본적인 형태 및 생체 고분자 특유구조의 정렬을 유지하는 추가적 이점을 제공한다.
상기 동결 건조 공정 변수들의 타겟화된 조절은 생체 적합성 매트릭스의 이후 특성을 결정하는 것에 필수적이다. 예를 들어, 동결 건조 온도는 탈수열적(dehydrothermal) 가교 밀도에 영향을 미쳐, 그 결과 다른 기계적(예컨대, 인장 강도, 탄성계수) 및 생물학적 특성(예컨대, 세포 이동, 생분해성)으로 이어진다.
대안적인 구체례에서, 상기 생체 적합성 매트릭스는 열 건조로 건조된다.
본 발명은 또한 상기 기재된 방법으로 수득 가능한 생체 적합성 매트릭스에 관한 것이다.
상기 생체 적합성 매트릭스는 상기 기재된 생체 고분자를 포함하는 조성물로 이루어지는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.
발명자는 본 발명에 따른 방법으로 수득한 생체 적합성 매트릭스가 종래 기술의 매트릭스와 비교할 때 개선된 특성을 나타낸다는 점을 발견하였다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 콜라겐 계 매트릭스는 알려진 매트릭스에 대해 압출 방향에 의존적인 감소된 소성 변형뿐만 아니라, 조절할 수 있는 인장 강도, 연신 특성 및 탄성계수를 나타낸다.
발명자는 슬릿을 통해 유도된 압출이 바람직한 구조적 정렬을 형성하여, 절단 강도, 탄성계수 및 연신율, 뚫림 저항 및 소성 변형과 같은 특성을 개선함에 따라, 섬유- 및/또는 피브릴에 기초한 특정 매트릭스에서 생체 고분자를 형성하는 것이 개선된 특성을 나타낸다는 것을 발견하였다.
선택된 생체 고분자 및 상기 고분자 또는 고분자들에 포함되는 다른 화합물에 따라, 만일 상기 매트릭스가 한 층 이상에 기초한다면, 상기 매트릭스의 다른 특성들은 강화될 것이다. 발명자는 생체 적합성, 증가하거나 감소된 생분해성, 변형된 세포 이동 특성들 및 이물질 반응의 적응이 본 발명의 방법으로 변형될 수 있음을 발견하였다.
본 발명에 따른 생체 적합성 매트릭스는 직접적으로 사용되거나, 추가로 변형될 수 있다. 추가 변형의 한 예는 상기 생체 고분자의 가교 결합이다. 통상의 기술자는 추가의 물리 및 화학적 변형의 가능성을 인지할 것이다.
건조된 생성물의 잠재적인 물리적 변형은 절삭, 다짐(mincing), 압력 처리, 엠보싱 및/또는 3차원 성형을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
상기 매트릭스는 또한 추가적 가공 없이 사용될 수 있다. 통상의 기술자는 즉시 본 발명에 따른 매트릭스가 다양한 적용 분야에 적합하다는 점을 인지할 것이다. 바람직하게는, 상기 매트릭스는 화장용 제품 또는 의료 장치에 사용된다.
따라서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 매트릭스의 의료 장치 또는 화장용 제품으로서의 용도에 관한 것이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 매트릭스는 배, 가슴, 힘줄, 회전근개, 인대, 눈, 심막, 경막, 동맥, 치아, 얼굴, 외상 수술, 최소한의 침습 수술을 포함하는 군으로부터 선택되는 임상 응용 분야에서 사용된다.
본 발명에 따른 매트릭스는 기계적 보조, 기계적 강화, 보강(augmentation), 수리, 재건, 재생, 결함 닫음(defect closure), 치유 촉진을 포함하는 군으로부터 선택되는 임상 치료 목적에 적합하다.
바람직한 구체례에서, 상기 매트릭스는 의료적 삽입물로 사용된다. 더욱 바람직한 구체례에서, 본 발명에 따른 매트릭스는 생분해성 삽입물로 사용된다.
본 발명은 본 발명에 따른 생체 적합성 매트릭스의 제조에 적합한 장치에 관한 것이다. 그 자체로, 본 발명은 다음을 포함하는 생체 적합성 매트릭스의 제조 장치에 관한 것이다:
a)
몰드 또는 표면;
b)
상기 몰드 또는 표면 위에 배치된 슬릿을 장착한 압출 수단;
c)
조성물을 상기 슬릿을 통해 압출하기 위한 수단;
d)
상기 슬릿 및/또는 상기 몰드 또는 표면을 이동시키기 위한 수단.
바람직한 구체례에서, 상기 장치는 몰드를 포함한다. 더욱 바람직한 구체례에서, 상기 몰드 또는 표면은 냉각되거나 냉장(refrigerate)될 수 있다. 더욱 바람직한 구체례에서, 상기 몰드는 조성물을 동결시킬 수 있다. 한 바람직한 구체례에서, 상기 몰드는 높은 냉각 속도로 조성물을 동결시킬 수 있다. 대안적인 바람직한 구체례에서, 상기 몰드는 낮은 냉각 속도로 동결시킬 수 있다. 가장 바람직한 구체례에서, 상기 몰드는 가변적인 시간-의존적 냉각 속도를 제공할 수 있다.
본 발명의 의미 내에서의 가변적인 냉각 속도는 40 내지 300℃/시간의 냉각 속도를 지칭한다. 바람직한 구체례에서, 상기 냉각 속도는 50 내지 250℃/시간이며, 더욱 바람직하게는 100 내지 200℃/시간이다.
상기 장치는 조성물을 슬릿을 통해 압출할 수 있어야 한다. 적합한 수단은 통상의 기술자에게 분명하다. 바람직한 구체례에서, 상기 장치는 상기 슬릿 위에 저장소를 포함하며, 압출 수단은 중력이다. 본 발명의 대안적인 구체례에서, 상기 조성물은 슬릿을 통해 펌핑된다. 이러한 구체례에서, 상기 장치는 추가적으로 펌프를 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 펌프를 포함하는 한 구체례에서, 상기 펌프는 조성물의 안정된 압출을 가능하게 하는 것이 바람직하다. 바람직한 구체례에서, 상기 압출 수단은 일정한 압력으로 상기 조성물의 압출을 가능하게 한다. 대안적인 구체례에서, 상기 압출 수단은 가변적인 압력으로 상기 조성물의 압출을 가능하게 한다.
상기에 기재된 바와 같이, 상기 생체 적합성 매트릭스는 균일하거나 가변적인 두께를 가질 수 있다. 본 발명에 따른 상기 장치는 압출된 층의 두께를 변형시킬 수 있다. 한 방법은 압출 압력을 변형하는 것이다(상기를 보아라).
본 발명의 한 구체례에서, 상기 장치는 슬릿 너비의 변형을 가능하게 한다. 바람직하게는, 상기 슬릿의 너비는 압출 도중에 변형될 수 있다. 한 구체례에서, 상기 슬릿 너비는 0.5 내지 5mm, 바람직하게는 1 내지 3mm로 맞춰질 수 있다.
본 발명에 따른 생체 적합성 매트릭스를 제공하기 위하여, 상기 슬릿 및 층의 압출은 몰드 위를 이동할 필요가 있다. 이는 상기 슬릿, 상기 몰드 또는 이 둘 모두를 이동함으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 장치는 이동 가능한 슬릿을 포함한다. 더욱 바람직한 구체례에서, 상기 슬릿의 이동 속도는 가변적이다. 대안적인 변형에서, 상기 몰드는 이동 가능하다. 바람직한 구체례에서, 상기 몰드는 하나 이상의 방향으로 이동 가능하며, 제자리에서 뒤집어 질 수 있다. 가장 바람직한 구체례에서, 상기 슬릿 및 몰드는 이동 가능하다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 구체례의 도식적 표현은 도 1에서 찾을 수 있다. 상기 도는 다음을 나타낸다:
1 압출 장치
1.1
조성물의 흡입구
1.2
크기 및 형태가 가변적인 슬릿
1.3
압출 장치의 이동
2 크기 및 형태가 가변적인 몰드
2.1 선택적으로 냉각되며, 지형이 가변적인 몰드의 바닥 표면
3 몰드의 가변적인 이동을 가능하게 하는 장치, 예컨대 모터
3.1 회전 이동의 모터
3.2 선택적인 표면, 예컨대 몰드를 위한 테이블. 표면은 (3)에 의해 이동 가능하며, 선택적으로 냉각됨
실시예
소의 진피로부터 콜라겐을 추출하였으며, 산성, 알칼리성 및 산화적 처리 수단으로 정제하였다. 정제된 콜라겐은 다져졌으며, 중간 점도의 균일 콜라겐 분산액으로 밀링되었다. 상기 콜라겐 분산액은 상온에서 일정한 유속 및 슬릿 이동 속도로 본 발명에 따른 콜라겐 층을 제조하기 위한 압출용 조성물로 사용되었다. 나중의 매트릭스 형태 및 방향을 결정하는 몰드는 슬릿 이동 방향에 대하여 세로 또는 수직으로 배치되었다. 층들은 -45℃에서 동결되고, 동결 건조되었다. 기계적 테스트를 위한 샘플은 동결 건조된 층으로부터 절삭되었다.
도 3은 본 발명에 따른 매트릭스의 다른 특성을 나타낸다. 상기 매트릭스는 두 층으로 이루어진다. 상기 매트릭스는 나중의 매트릭스의 크기 및 방향을 결정하는 몰드 방향에 관하여 양 층을 위한 상기 조성물을 세로(진한 회색)로 또는 수직(연한 회색)으로 압출하여 수득되었다.
상기 방법이 방향-의존적인 절단 강도, 탄성계수 및 연신율로 나타난다는 점이 명확하다. 매트릭스는 생기계적(biomechanical) 성능 지표인 인장 강도, 연신율 및 탄성 계수에 관하여 유의미한 차이를 나타낸다. 세로 압출에 의해 수득된 매트릭스는 수직 압출에 의해 제조된 매트릭스에 비해 더 높은 인장 강도를 보인다. 세로 압출로 제조된 매트릭스들은 또한 더 뻣뻣하고, 이에 따라 더 높은 탄성 계수를 가진다. 최대 힘(Fmax)에서의 연신율은 이러한 매트릭스에서 더 낮다.
본 데이터는 본 발명에 따른 생체 적합성 매트릭스의 특성들이 구체적으로 원하는 재료의 특성 및 의도하는 용도로 변형될 수 있다는 점을 나타낸다.
Claims (15)
- a) 적어도 하나의 생체 고분자를 포함하는 조성물을 제공하는 것;
b) 상기 조성물을 슬릿(slit)을 통해 표면 상에 층으로 압출하는 것, 여기서 상기 슬릿은 상기 표면 위에서 이동함;
c) 선택적으로 상기 층을 동결시키는 것;
d) 선택적으로 상기 과정을 반복하여 하나 이상의 추가 층을 더하는 것;
e) 압출 후에 상기 조성물 또는 조성물들을 동결시키는 것;
f) 선택적으로 상기 동결된 조성물을 건조시키는 것, 여기서 바람직하게는 상기 표면은 냉각될 수 있음;
g)
를 포함하는 생체 적합성 매트릭스의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 생체 고분자를 포함하는 조성물은 단백질, 당단백질, 프로테오글리칸(proteoglycan), 다당류 및/또는 글루코사미노글리칸(glucosaminoglycan)을 더 포함하는 것인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 생체 고분자를 포함하는 상기 조성물은 생물학적 또는 생명공학적 기원(origin)의 생물학적으로 유래된 조직 또는 조직 성분인 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 생체 고분자를 포함하는 상기 조성물은 소(bovine), 말(equine), 돼지(porcine), 설치류(rodent), 어류(piscine)를 포함하는 기원의 조직 군으로부터 선택되는 생물학적으로 유래된 조직, 바람직하게는 피부, 힘줄 또는 연골 조직, 가장 바람직하게는 소의 분리된 피부인 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 생체 고분자는 콜라겐인 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 하나 이상의 화장용 또는 약학적으로 허용가능한 첨가제, 바람직하게는 항생 화합물, 더욱 바람직하게는 은 또는 은 염을 더 포함하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 a) 내지 c)는 적어도 1회 반복되며, 추가 층들은 각각의 이전 층에 대해 동일 또는 상이한 방향으로 압출되는 것인 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 a) 내지 c)는 적어도 1회 반복되며, 두 번째 층은 첫 번째 층에 대해 상이한 방향으로 압출되는 것인 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 e)는 동결 건조를 포함하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 수득 가능한 생체 적합성 매트릭스.
- a) 온도 조절되는 표면;
b) 상기 표면 위에 배치된 슬릿을 장착한 압출 수단;
c) 조성물을 상기 슬릿을 통해 압출하기 위한 수단;
d) 상기 슬릿 및/또는 상기 표면을 이동시키기 위한 수단; 을 포함하는 생체 적합성 매트릭스의 제조 장치. - 제11항에 있어서, 상기 조성물을 압출하기 위한 펌프를 더 포함하는 것인 장치.
- 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 온도 조절되는 표면은 가변적인 냉각 속도로 상기 조성물을 동결시킬 수 있는 것인 장치.
- 제10항에 따른 생체 적합성 매트릭스의 화장용 제품으로서의 용도.
- 제10항에 따른 생체 적합성 매트릭스의 의료 장치로서의 용도.
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| US7674102B2 (en) * | 2004-02-27 | 2010-03-09 | Jmp Industries, Inc. | Extruder system and cutting assembly |
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