KR20180092727A - Pcl 및 peg 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법 - Google Patents

Pcl 및 peg 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180092727A
KR20180092727A KR1020170018835A KR20170018835A KR20180092727A KR 20180092727 A KR20180092727 A KR 20180092727A KR 1020170018835 A KR1020170018835 A KR 1020170018835A KR 20170018835 A KR20170018835 A KR 20170018835A KR 20180092727 A KR20180092727 A KR 20180092727A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pcl
peg
growth factor
support
patch tissue
Prior art date
Application number
KR1020170018835A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102093806B1 (ko
Inventor
정연훈
정종훈
선우훈
장경제
신범용
Original Assignee
아주대학교산학협력단
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 아주대학교산학협력단 filed Critical 아주대학교산학협력단
Priority to KR1020170018835A priority Critical patent/KR102093806B1/ko
Priority to PCT/KR2017/002262 priority patent/WO2018012702A1/ko
Priority to US16/317,028 priority patent/US20200384151A1/en
Publication of KR20180092727A publication Critical patent/KR20180092727A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102093806B1 publication Critical patent/KR102093806B1/ko
Priority to US18/370,878 priority patent/US20240009349A1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS 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
    • A61F2/00—Filters 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
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/18—Internal ear or nose parts, e.g. ear-drums
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/18—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS 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
    • A61F2/00—Filters 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
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/18—Internal ear or nose parts, e.g. ear-drums
    • A61F2002/183—Ear parts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/20—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
    • A61L2300/252—Polypeptides, proteins, e.g. glycoproteins, lipoproteins, cytokines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/412—Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
    • A61L2300/414—Growth factors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
    • A61L2400/12—Nanosized materials, e.g. nanofibres, nanoparticles, nanowires, nanotubes; Nanostructured surfaces

Abstract

본 발명은 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기용매에 폴리카프로락톤(PCL) 및 폴리에틸렌글라이콜(PEG)과 산을 첨가한 후 교반하여 폴리카프로락톤-폴리에틸렌글라이콜 공중합체 용액을 준비하는 단계; 상기 용액에 성장인자를 첨가한 후 교반하여 전기방사 용액을 준비하는 단계; 및 상기 준비된 전기방사 용액을 펌프에 연결한 후 전기방사 장치를 가동하여 컬렉터에 방추형으로 배열된 나노섬유를 포집하는 단계;를 포함하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는 급성 및 만성고막 천공의 치료에 유용하게 이용될 수 있으며, 특히 만성고막 천공 치료를 위해 수술에 의존하는 치료법에서 수술의 비중을 줄이고 높은 고막 회복율을 나타낼 수 있다. 또한 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는 손상된 다른 조직의 재생 및 치료에 응용할 수 있으며, 인체의 다른 부위의 조직구조를 모사하여 다양한 조직재생 지지체의 개발 및 응용이 가능하다.

Description

PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법{PCL and PEG patch scaffold for tissue regeneration and preparing method thereof}
본 발명은 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 성장인자 방출형의 폴리카프로락톤(Polycaprolaclone; 이하 'PCL') 및 폴리에틸렌글라이콜(Polyethylene glycol; 이하 'PEG') 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
만성중이염(만성고막천공)은 고막천공이 지속되는 질환으로 이비인후과 영역에서 가장 흔한 청력손상의 원인 중 하나이지만 아직까지도 대부분의 치료적 방법을 수술적 방법(고막재생술)에 의존하고 있다.
고막천공은 크게 급성과 만성으로 나눌 수 있는데, 급성 고막천공은 천공의 크기가 크지 않을 경우 자연적으로 재생될 가능성이 높으나, 3개월 이상 되는 만성고막천공(만성중이염)은 대부분 자연적으로 치유되지 않으며, 오래되는 경우 이루, 화농, 청력소실, 안면신경마비, 또는 뇌 농양 등의 합병증을 유발할 수 있다.
이러한 만성중이염의 치료를 위해서는 일반적으로 고막재생술 이라는 수술적 방법을 사용하게 되는데, 비용이 많이 들고, 1시간 이상의 수술시간과 마취가 요하는 등의 복잡한 술식을 요하며, 입원이 필요하고, 재발율이 10% 이상에 달하는 등의 많은 문제점을 가지고 있다.
통계청 발표에 의하면 2009년부터 2013년까지 중이염에 의한 환자 수는 평균 170만명 정도이며, 진료비 또한 약 1700억원 규모로 형성되어 있음이 조사되었다.
이러한 수술적 방법의 문제점을 극복하고자 많은 방법이 연구되어오고 있는데, 그 중 가장 고전적인 방법이 paper patch technique이다. 즉, 천공부위에 종이 패치를 잘라 붙이는 것으로 고막천공 변연의 세포가 종이패치를 지지대로 삼아 자랄 수 있게 하는 역할을 해주는 치료법이다. 일반적으로 작은 천공 크기의 급성고막천공에 효과가 있으나 만성고막천공에는 전혀 효과가 없는 것으로 알려져 있다. 즉, 비생체적합성 물질로 인하여 염증을 유발하고 성공률이 10%에 미치지 못하는 것으로 알려졌다.
이러한 paper patch technique 외에 만성고막 천공 치료를 위하여 패치형태의 스캐폴드를 적용하는 연구중, 성장인자를 포함하는 키토산 패치를 제작한 뒤, 이를 만성 동물모델에 적용하여 치료효과를 확인하는 시도가 보고되었다. 키토산 패치에 성장인자를 담지시켜 서방성을 가지도록 하였고, 이를 통해 만성고막천공 동물모델에서 높은 치유율을 보이는 것이 확인되었다. 상기 키토산 패치에 담지시킨 상피성장인자(epidermal growth factor; 이하 'EGF')등은 줄기세포의 증식에 영향을 주는 요소로 알려져 있으며, 이를 담지한 패치는 고막천공의 변연에 남아있는 줄기세포를 자극하여 만성고막천공 치료에 영향을 주는 것으로 보고되어 있다. 다만, 상기 키토산 패치는 미 식약청 FDA로부터 승인받지 못하여 임상에 쉽게 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지지 않은 문제점이 있다.
인체의 모든 세포는 세포외기질(extracellular matrix; 이하 'ECM')이 제공하는 다양한 환경 속에 있으며, 세포외 기질은 각각의 특정적인 나노 구조를 갖는 것으로 보고되고 있다. 최근 보고된 연구에 따르면 인 비트로(in vitro) 실험에서 세포가 부착하여 자라는 기질의 표면 나노구조에 의해서 세포의 모양, 이동성 뿐만 아니라 기능까지 조절 될 수 있음이 확인되었다. 따라서, 고막조직의 경우에도 적절한 나노환경을 제공할 경우, 고막줄기세포가 나노구조의 모양이나 배치에 반응하여 그 모양이나 이동성, 그리고 기능까지 변화할 수 있음을 시사하고 있다.
나노섬유를 가장 쉽게 제조할 수 있는 방법으로 전기방사법이 있으며, 이는 균일하고 연속적이며, 조성비에 따라 다양한 특성을 발휘할 수 있는 나노섬유를 제조할 수 있는 방법이다. 이 때, 전기방사법에서 방사된 나노섬유를 획득하는 부분을 컬렉터라고 부르며, 컬렉터의 형태에 따라 수득하는 나노섬유의 특성을 조절 할 수 있다. 국내외의 활발한 연구를 통해 전기방사를 통해 얻어진 나노구조에서도 세포의 특성이 조절됨을 발견 하였다.
다만, 약물전달체 및 다양한 의료용 분야 연구에 사용될 수 있는 생분해성과 생체적합성이 우수한 고분자를 전기방사법을 통해 방추형의 조직재생 지지체를 제조하는 방법에 대해서는 전무한 상황이다.
대한민국 공개특허 제2008-0040516호
본 발명의 목적은 간편하고 효율적이며 재발율이 적은 만성고막 천공의 비수술적 치료방법으로 사용될 수 있는 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유기용매에 폴리카프로락톤(PCL) 및 폴리에틸렌글라이콜(PEG)과 산을 첨가한 후 교반하여 용액을 준비하는 단계; 상기 용액에 성장인자를 첨가한 후 교반하여 전기방사 용액을 준비하는 단계; 및 상기 준비된 전기방사 용액을 펌프에 연결한 후 전기방사 장치를 가동하여 컬렉터에 방추형으로 배열된 나노섬유를 포집하는 단계;를 포함하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 방추형으로 배열된 나노섬유로서, 폴리카프로락톤 및 폴리에틸렌글라이콜과 성장인자를 포함하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체를 포함하는, 만성고막 천공의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는 급성 및 만성고막 천공의 치료에 유용하게 이용될 수 있으며, 특히 만성고막 천공 치료를 위해 수술에 의존하는 치료법에서 수술의 비중을 줄이고 높은 고막 회복율을 나타낼 수 있다. 또한 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는 손상된 다른 조직의 재생 및 치료에 응용할 수 있으며, 인체의 다른 부위의 조직구조를 모사하여 다양한 조직재생 지지체의 개발 및 응용이 가능하다.
도 1은 컬렉터의 하판 설계도(a), 컬렉터 하판에 원기둥형 컬렉터를 배치한 도면(b), 컬렉터 하판에 부착시킬 한쪽 끝이 뾰족한 금속 기둥의 디자인(c), 및 모든 구성요소를 결합하여 모델링한 모습을 나타낸 방추형 패턴 패치 제작을 위한 전기방사용 컬렉터(d)를 나타낸 도면;
도 2는 전기방사된 방추형 PCL 및 PEG 패치의 전자현미경 이미지를 나타낸 것으로서, 방추형 PCL 및 PEG 패치를 200 배율로 촬영한 사진(a), 방추형 PCL 및 PEG 패치를 3000배로 확대하여 촬영한 사진(b), 방추형 PCL 및 PEG 패치를 300,000배로 확대하여 촬영한 사진(c), 및 300,000배로 촬영한 사진을 이미지 분석하여 나노섬유 가닥의 두께를 측정한 사진(d)으로 나타낸 도면; 및
도 3은 전기방사를 이용하여 제조된 방추형 PCL 및 PEG 패치에서의 고막줄기세포(TM cell)의 세포증식시험결과를 나타낸 것으로서, 실시예 1과 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 패치 상에서의 고막줄기세포 증식결과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명인 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 전기방사법을 이용하여 컬렉터의 형태에 따라 수득하는 나노섬유의 특성을 조절함으로써 나노구조에서도 세포의 특성이 조절될 수 있음을 발견하였고, 특히 PCL 및 PEG 패치가 담지하고 있는 성장인자와 방추형으로 배열된 PCL 및 PEG 패치 지지체 상에 고막줄기세포의 부착 및 증식이 우수함으로써 만성 고막 치료에 효과가 있음을 밝혀내어 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 유기용매에 폴리카프로락톤(PCL) 및 폴리에틸렌글라이콜(PEG)과 산을 첨가한 후 교반하여 용액을 준비하는 단계; 상기 용액에 성장인자를 첨가한 후 교반하여 전기방사 용액을 준비하는 단계; 및 상기 준비된 전기방사 용액을 펌프에 연결한 후 전기방사 장치를 가동하여 컬렉터에 방추형으로 배열된 나노섬유를 포집하는 단계;를 포함하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법을 제공한다.
상기 폴리카프로락톤은 카프로락톤(CL)으로부터 중합되는 폴리에스터 계열의 생분해성 고분자이다. 폴리카프로락톤(PCL)은 생분해성과 생체적합성이 우수한 고분자로 알려져 있으며, 이 때문에 약물 전달체 및 다양한 의료용 분야 연구에 사용될 수 있다.
상기 용액을 준비하는 단계는 유기용매에 폴리카프로락톤 및 폴리에틸렌글라이콜과 산을 첨가한 후 24 내지 48시간 동안 200 내지 500 rpm 속도로 교반할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 유기용매 내 폴리카프로락톤의 농도는 100 내지 160 ㎎/㎖일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 유기용매 내 폴리에틸렌글라이콜의 농도는 40 내지 100 ㎎/㎖일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 유기용매는 트리플루오로에탄올(2,2,2-trifluoroethanol), 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide), 및 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 산은 아세트산, 포름산, 프로피온산, 및 젖산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 성장인자는 상피 성장인자(EGF), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor; 이하 'FGF'), 인슐린양 성장인자 결합단백질(insulinlike growth factor; 이하'IGFBP'), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 상피 성장인자(EGF)는 DNA, RNA, 단백질, 히알루론산과 피브로넥틴의 합성을 촉진시키는 역할을 한다. 상기 EGF는 고막천공이 치유되는 초기에 많이 발견되며 상기 EGF가 헤파린과 결합된 성장인자는 고막천공의 치유에 중요한 역할을 수행할 수 있다.
상기 섬유아세포 성장인자(FGF)는 섬유아세포의 이동을 돕고 세포를 증식시키며 회복시킬 수 있다.
상기 인슐린양 성장인자 결합단백질(IGFBP)은 세포 사멸을 방지하고 세포 내 기질에 따라 성장을 촉진시키거나 분화를 촉진시킬 수 있다.
상기 전기방사 용액을 준비하는 단계는 용액에 성장인자를 0.16 내지 16 ㎍/㎖로 첨가할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 전기방사 용액을 준비하는 단계는 상기 용액에 성장인자를 첨가한 후 0 내지 10℃에서 20 내지 30분 동안 교반할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 나노섬유를 포집하는 단계는 준비된 전기방사 용액을 펌프에 연결한 후 0.2 ~ 3.0 ㎕/hr의 속도로 방출하여 전기방사 장치를 가동할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 나노섬유는 평균두께가 200 내지 800 nm일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 컬렉터는 침을 내부에 수용하는 원통형태로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 상기 컬렉터는 대전된 나노섬유를 포집하는 역할을 수행하며, 전도성이 우수한 구리 파이프와 그 가운데 끝이 날카로운 금속성 바늘로 구성되어 있다.
또한 본 발명은 방추형으로 배열된 나노섬유로서, 폴리카프로락톤 및 폴리에틸렌글라이콜을 포함하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체를 제공한다.
상기 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는 성장인자를 더 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 성장인자는 상피 성장인자(EGF), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor; 이하 'FGF'), 인슐린양 성장인자 결합단백질(insulinlike growth factor; 이하'IGFBP'), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는 폴리카프로락톤 및 성장인자를 (7×104 ~ 7×106) : 1의 중량비로 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는 폴리에틸렌글라이콜 및 성장인자를 (3×104 ~ 3×106) : 1의 중량비로 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는 폴리카프로락톤 및 폴리에틸렌글라이콜을 (2 ~ 4) : 1의 중량비로 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 성장인자는 상피 성장인자(EGF), 섬유아세포 성장인자(FGF), 인슐린양 성장인자 결합단백질(IGFBP), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 나노섬유는 평균두께가 200 내지 800 nm일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 본 발명은 상기 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체를 포함하는, 만성고막 천공의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 약학 조성물 또는 건강기능식품일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 약학조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.
제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 화합물은 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제할 수 있다.
또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
상기 약학조성물의 유효성분인 화합물의 사용량은 환자의 나이, 성별, 체중, 질환에 따라 달라질 수 있으나, 0.001 내지 100 mg/kg으로, 바람직하게는 0.01 내지 10 mg/kg을 일일 1회 내지 수회 투여할 수 있다.　
상기 약학 조성물의 투여량은 투여경로, 질병의 정도, 성별, 체중, 나이 등에 따라서 증감될 수 있다.　따라서, 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기 약학 조성물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 기관지내 흡입, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.
또한, 상기 건강기능식품은 분말, 과립, 정제, 캡슐, 시럽 또는 음료의 형태로 제공될 수 있으며, 상기 건강기능식품은 유효성분인 본 발명에 따른 화합물 이외에 다른 식품 또는 식품 첨가물과 함께 사용되고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 그의 사용 목적 예를들어 예방, 건강 또는 치료적 처치에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
상기 건강기능식품에 함유된 화합물의 유효용량은 상기 약학조성물의 유효용량에 준해서 사용할 수 있으나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있음은 확실하다.
상기 건강기능식품의 종류에는 특별한 제한이 없고, 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등을 들 수 있다.
이하, 하기 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 이러한 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
22 gage의 니들 말단과 컬렉터 사이의 거리는 10 cm로 고정하였고, 전압발생장치로 18 ㎸의 전압을 발생시켰다.
트리플루오로에탄올(TFE) 2 ㎖에 280 ㎎의 폴리카프로락톤(PCL, MW: 80,000 , Sigma Aldrich), 및 120 ㎎의 폴리에틸렌글라이콜(PEG, MW: 3,350, Sigma Aldrich) 과 아세트산(Acetic acid, Sigma Aldrich) 40 ㎕를 첨가한 용액을 제조하였다. 이후 PCL과 PEG가 TFE에 완전히 용해될 수 있도록 24 내지 48시간 동안 300 rpm의 속도로 교반시켜 용액을 준비하였다.
PCL과 PEG가 완전히 용해되었음을 확인한 뒤 4 ㎍의 EGF를 용액에 첨가하였다. 이후, EGF가 PCL 및 PEG와 잘 혼합될 수 있도록 4℃에서 20분 동안 교반시켜 전기방사 용액을 준비하였다.
상기 준비된 전기방사 용액을 시린지에 넣고 시린지 펌프를 연결하여 0.6 ㎕/hr의 속도로 방사하였다.
도 1에 나타낸 바와 같이 방추형 패턴 패치의 형태로 포집이 가능하도록, 전도성이 좋은 구리 파이프와 그 가운데 끝이 날카로운 금속성 바늘로 구성되어있는 컬렉터를 이용하였고, 1.6 ㎸/㎝의 전기장이 생성되도록 조건을 조절하여 전기방사 장치를 작동시킴으로써 방추형으로 배열된 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체를 제조하였다. 이하 실시예 1에 따라 제조된 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체를'PCL/PEG/EGF-A'로 명명하였다.
<비교예 1>
전기방사 시 일반적으로 사용되는 컬렉터를 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조건이었으며, 이하 'PCL/PEG/EGF-R'로 명명하였다.
<비교예 2>
성장인자인 EGF를 첨가하지 않고 전기방사 시 일반적으로 사용되는 컬렉터를 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조건이었으며, 이하 'PCL/PEG-R'로 명명하였다.
<비교예 3>
성장인자인 EGF를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 조건이었으며, 이하 'PCL/PEG-A'로 명명하였다.
<실험예 1> 고막재생용 방추형 PCL 및 PEG 패치 지지체의 형태학적 분석
방사 조건을 달리하여 제조된 고막재생용 방추형 PCL 및 PEG 패치 지지체의 표면 특성을 분석하기 위하여 주사전자현미경(SUPRA, Carl Zeiss, Germany)을 이용하여 주사전자현미경 분석(scanning electron microscopy; 이하 'SEM')을 수행하였다.
도 2(a) 내지 도 2(d)는 침을 내부에 수용하는 원통형 컬렉터에서 얻어진 방추형 PCL 및 PEG 패치의 주사전자현미경 이미지를 나타낸 것이다.
도 2(a)를 참조하면, 200 배율로 촬영한 사진을 통해 각각의 나노섬유 가닥이 정중앙을 향하고 있는 모습을 확인할 수 있었다.
또한, 도 2(b) 및 도 2(c)는 시료의 특정 부분을 무작위로 확대하여 얻은 이미지로서, 대부분의 나노섬유 가닥이 직선으로 뻗어 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 도 2(d)를 참조하면, 각각의 나노섬유 가닥의 두께는 300 nm를 넘지 않는 결과를 나타내었다.
<실험예 2> PCL 및 PEG 나노패턴패치의 In Vitro 검사
인 비트로 검사를 위해 쥐 고막에서 채취한 줄기세포 계대2(rat fibroblast passage 2; 아주대 이비인후학과 제공, 이하 "TM 세포")를 사용하였다. 냉동되어 있던 TM 세포를 해동한 뒤 DMEM low glucose, 10% FBS(Fatal Bovine Serum), 1% 페니실린을 혼합하여 만든 배지에 37℃, 5% CO2 인큐베이터에서 7 ~ 10시간 동안 배양하였다. TM 세포의 배양밀도가 컨플루언트(confluent)해진 것을 확인한 뒤 트립신 EDTA를 이용해 배양 플레이트에서 분리하였다.
이때 실험군은 EGF가 포함된 PCL 및 PEG 방추형 나노패턴패치(실시예 1, PCL/PEG/EGF-A), EGF가 포함된 PCL 및 PEG를 부직포 모양으로 방사한 나노패치(비교예 1, PCL/PEG/EGF-R), EGF가 포함되지 않은 PCL 및 PEG를 부직포 모양으로 방사한 나노패치(비교예 2, PCL/PEG-R), 및 EGF가 포함되지 않은 PCL 및 PEG 방추형 나노패턴패치(비교예 3, PCL/PEG-A)로 하여 인 비트로 검사를 수행하였다.
이후 96웰 플레이트에 상기 네 종류의 패치를 6 mm의 지름을 갖는 원형으로 제조하여 각각의 플레이트에 고정시켰다. 이후 96 웰 플레이트에 웰당 1 × 103개의 TM 세포를 각각 분주하였다.
이후 1일, 3일, 7일 간격으로 WST 시험법으로 세포의 활성을 측정하였다.
도 3은 고막 줄기세포를 1일, 3일, 7일 동안 패치 상에서 배양하여 세포의 활성도를 측정하는 방식으로 세포의 증식을 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 EGF를 포함하는 PCL 및 PEG 패치와 비교예 2 및 비교예 3에 따라 제조된 EGF를 포함하지 않은 PCL 및 PEG 패치에서, 1일, 3일, 7일에서 EGF를 포함하는 패치 상에서 세포 부착 및 증식이 빠른 점을 관찰하였다.
그러나, 실시예 1과 비교예 1에 따라 제조된 EGF를 포함하는 PCL 및 PEG 패치를 비교하면, 비교예 1에 따라 제조된 패치에서 세포의 부착이 뛰어나는 경향이나, 7일차에서의 세포 증식은 실시예 1에 따라 제조된 EGF를 포함하는 PCL 및 PEG패치에서 더 우수한 경향을 보인 점을 고려하였을 때, 실시예 1에 따라 제조된 EGF를 포함하는 PCL 및 PEG 나노패턴패치 상에서 세포 증식이 빠른 점을 관찰하였다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (20)

  1. 유기용매에 폴리카프로락톤(PCL) 및 폴리에틸렌글라이콜(PEG)과 산을 첨가한 후 교반하여 폴리카프로락톤-폴리에틸렌글라이콜 공중합체 용액을 준비하는 단계;
    상기 용액에 성장인자를 첨가한 후 교반하여 전기방사 용액을 준비하는 단계; 및
    상기 준비된 전기방사 용액을 펌프에 연결한 후 전기방사 장치를 가동하여 컬렉터에 방추형으로 배열된 나노섬유를 포집하는 단계;
    를 포함하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 용액을 준비하는 단계는,
    유기용매에 폴리카프로락톤 및 폴리에틸렌글라이콜과 산을 첨가한 후 24 내지 48시간 동안 200 내지 500 rpm 속도로 교반하는 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기용매 내 폴리카프로락톤의 농도는,
    100 내지 160 ㎎/㎖인 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기용매 내 폴리에틸렌글라이콜의 농도는,
    40 내지 100 ㎎/㎖ 인 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기용매는,
    트리플루오로에탄올(2,2,2-trifluoroethanol), 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide), 및 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 산은,
    아세트산, 포름산, 프로피온산, 및 젖산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 성장인자는,
    상피 성장인자(EGF), 섬유아세포 성장인자(FGF), 인슐린양 성장인자 결합단백질(IGFBP), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기방사 용액을 준비하는 단계는,
    용액에 성장인자를 0.16 내지 16 ㎍/㎖로 첨가하는 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기방사 용액을 준비하는 단계는,
    상기 용액에 성장인자를 첨가한 후 0 내지 10℃에서 20 내지 30분 동안 교반하는 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 나노섬유를 포집하는 단계는,
    준비된 전기방사 용액을 펌프에 연결한 후 0.2 ~ 3.0 ㎕/hr의 속도로 방출하여 전기방사 장치를 가동하는 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 나노섬유는,
    평균두께가 200 내지 800 nm인 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 컬렉터는,
    침을 내부에 수용하는 원통형태로 이루어진 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체의 제조방법.
  13. 방추형으로 배열된 나노섬유로서, 폴리카프로락톤 및 폴리에틸렌글라이콜을 포함하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는,
    성장인자를 더 포함하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는,
    폴리카프로락톤 및 성장인자를 (7×104 ~ 7×106) : 1의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는,
    폴리에틸렌글라이콜 및 성장인자를 (3×104 ~ 3×106) : 1의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체는,
    폴리카프로락톤 및 폴리에틸렌글라이콜을 (2 ~ 4) : 1의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 성장인자는,
    상피 성장인자(EGF), 섬유아세포 성장인자(FGF), 인슐린양 성장인자 결합단백질(IGFBP), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 나노섬유는,
    평균두께가 200 내지 800 nm인 것을 특징으로 하는, PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체.
  20. 청구항 13 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 따른 PCL 및 PEG 패치 조직재생 지지체를 포함하는, 만성고막 천공의 예방 또는 치료용 조성물.
KR1020170018835A 2016-07-12 2017-02-10 Pcl 및 peg 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법 KR102093806B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170018835A KR102093806B1 (ko) 2017-02-10 2017-02-10 Pcl 및 peg 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법
PCT/KR2017/002262 WO2018012702A1 (ko) 2016-07-12 2017-03-02 Pcl 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법
US16/317,028 US20200384151A1 (en) 2016-07-12 2017-03-02 Pcl patch tissue regeneration scaffold and method for manufacturing same
US18/370,878 US20240009349A1 (en) 2016-07-12 2023-09-21 Pcl patch tissue regeneration scaffold and method for manufacturing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170018835A KR102093806B1 (ko) 2017-02-10 2017-02-10 Pcl 및 peg 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180092727A true KR20180092727A (ko) 2018-08-20
KR102093806B1 KR102093806B1 (ko) 2020-03-26

Family

ID=63443314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170018835A KR102093806B1 (ko) 2016-07-12 2017-02-10 Pcl 및 peg 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102093806B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115352164A (zh) * 2022-09-14 2022-11-18 陕西科技大学 一种基于压电纳米发电机的心脏再生补片材料的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080013224A (ko) * 2006-08-07 2008-02-13 (주)나노필 생분해성 나노섬유 복합체와 그의 제조방법 및 이의 용도
KR20080040516A (ko) 2006-11-03 2008-05-08 아주대학교산학협력단 고막재생용 인조 키토산 패치
JP5424561B2 (ja) * 2005-12-02 2014-02-26 サンスター スイス エスエー エレクトロスピニング法により形成された生体適合性のナノ又はマイクロファイバー不織布を有する生体適合材、及びその製造方法
WO2015040554A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana Apparatus and process for the preparation of a biomimetic tissue prosthesis of the tympanic membrane

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5424561B2 (ja) * 2005-12-02 2014-02-26 サンスター スイス エスエー エレクトロスピニング法により形成された生体適合性のナノ又はマイクロファイバー不織布を有する生体適合材、及びその製造方法
KR20080013224A (ko) * 2006-08-07 2008-02-13 (주)나노필 생분해성 나노섬유 복합체와 그의 제조방법 및 이의 용도
KR20080040516A (ko) 2006-11-03 2008-05-08 아주대학교산학협력단 고막재생용 인조 키토산 패치
WO2015040554A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana Apparatus and process for the preparation of a biomimetic tissue prosthesis of the tympanic membrane

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115352164A (zh) * 2022-09-14 2022-11-18 陕西科技大学 一种基于压电纳米发电机的心脏再生补片材料的制备方法
CN115352164B (zh) * 2022-09-14 2023-07-25 陕西科技大学 一种基于压电纳米发电机的心脏再生补片材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102093806B1 (ko) 2020-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ramot et al. Biocompatibility and safety of PLA and its copolymers
Chen et al. Incorporating chitin derived glucosamine sulfate into nanofibers via coaxial electrospinning for cartilage regeneration
Peng et al. Electrospun PLGA/SF/artemisinin composite nanofibrous membranes for wound dressing
Zhang et al. Recent development of polymer nanofibers for biomedical and biotechnological applications
US9095524B2 (en) Customized compositions and uses thereof
AU2017389458A1 (en) Electrospun matrix and method
US20180021485A1 (en) Method for manufacturing drug-containing biodegradable fiber material by electrospinning
US20190314288A1 (en) Porous polymer microspheres for preventing or treating soft tissue diseases and method for manufacturing the same
Shen et al. Repair, protection and regeneration of peripheral nerve injury
US20240009349A1 (en) Pcl patch tissue regeneration scaffold and method for manufacturing same
Joy et al. Gelatin-polytrimethylene carbonate blend based electrospun tubular construct as a potential vascular biomaterial
Kim et al. Biocompatibility and bioactivity of an FGF-loaded microsphere-based bilayer delivery system
Xu et al. Surface structure change properties: Auto-soft bionic fibrous membrane in reducing postoperative adhesion
Guler et al. Vitamin D3/vitamin K2/magnesium-loaded polylactic acid/tricalcium phosphate/polycaprolactone composite nanofibers demonstrated osteoinductive effect by increasing Runx2 via Wnt/β-catenin pathway
KR101787905B1 (ko) Pcl 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법
CN105412986B (zh) 小肠黏膜下层载药补片及其制备方法和应用
Dong et al. Micro-nanofiber composite biomimetic conduits promote long-gap peripheral nerve regeneration in canine models
KR100720056B1 (ko) 성장인자가 함유된 나노입자가 코팅된 마이크로스피어의제조 및 이의 신경분화로의 이용 방법
KR20180092727A (ko) Pcl 및 peg 패치 조직재생 지지체 및 그 제조방법
KR20130052441A (ko) 재조합 인간 골형성 단백질과 트위스트 전사인자를 활성성분으로 함유하는 피부조직 재생용 조성물 및 키트
KR20180124414A (ko) 생분해성 및 생체적합성 복합 소재의 배뇨 장애 질환 치료 용도
KR20130109849A (ko) 재조합 인간 골형성 단백질을 함유하는 치은조직 재생용 조성물 및 키트
WO2022192517A1 (en) Methods, systems, and devices for generating defined fiber constructs
US20220354779A1 (en) Nanofiber- and nanowhisker-based transfection platforms
CN102258813A (zh) 一种医用防粘连材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right