KR20190036882A - Manufacturing method of bio-graft or bio-implant comprising acellular dermal matrix derived from pig - Google Patents

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KR20190036882A
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이교원
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윤도건
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사회복지법인 삼성생명공익재단
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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing acellular dermal matrix for bio-graft or bio-implant, which comprises the steps of collecting washed and disinfected skin; removing epidermis from the skin tissue of the collected skin; and manufacturing acellular dermal matrix by removing dermal cells in the skin tissue from which epidermis has been removed. The acellular dermal matrix for bio-graft or bio-implant manufactured according to the method of the present invention has a high tissue safety and can be effectively used as a substitute for autograft by maintaining an extracellular matrix structure and the basement membrane without damage.

Description

생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법{Manufacturing method of bio-graft or bio-implant comprising acellular dermal matrix derived from pig} Technical Field [0001] The present invention relates to a method for manufacturing a dermal cell-free dermal epithelium,

본 발명은 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing an acellular dermis for living body implantation or insertion.

피부는 인체 표면 전체를 덮고 있는 가장 큰 장기로서 체액의 유실 및 외부로부터 유해물질과 미생물의 유입을 막고, 물리적, 화학적 자극 등으로부터 우리 몸을 보호하는 기능을 수행하고 있다. 심한 화상, 외상, 상피암 절제 및 피부 질환 등으로 피부가 심각하게 손실된 환자의 경우, 손실 부위의 감염 및 체액의 손실을 막아주는 보호막의 기능과 함께 환자의 상처 부위에 흉터가 남지 않고, 자연치유과정에서 발생될 수 있는 심각한 수축을 막아 주어야 한다. 손상된 피부 조직을 재생시키기 위한 방법으로는 환자 자신의 피부를 이식하는 자가 이식(autograft), 다른 사람의 피부를 이식하는 동종이식(allograft), 동물의 피부를 이식하는 이종이식(xenograft)의 세가지 방법이 있다. 이들 방법 중 자가이식이 가장 이상적이지만, 화상부위가 광범위한 경우 조직을 확보할 수 있는 부위에 제한이 따르며, 채취 부위가 새로운 상처 부위로 남게 되는 어려움이 있다. 동종이식은 영구적인 생착 보다는 상처 주변부의 세포의 이동과 치유를 돕는 역할을 한다.Skin is the largest organ covering the entire surface of the human body. It protects the body from physical and chemical stimulation by preventing the loss of body fluids and the inflow of harmful substances and microorganisms from the outside. In patients with severe skin loss due to severe burns, trauma, epithelial cancer resection, and skin disease, there is a protective barrier function to prevent infection and loss of body fluids in the damaged area, It should prevent serious contractions that may occur during the process. Methods for regenerating damaged skin tissue include autografts transplanted to the patient's own skin, allografts transplanted into other human skin, xenografts implanted in animal skin, . Of these methods, autologous transplantation is ideal, but in the case of a wide range of burns, there are limitations on the site where the tissue can be secured, and the harvesting site remains as a new wound site. Allogeneic transplantation plays a role in helping the cells move and heal around the wound rather than engage in permanent engraftment.

특히 표피층, 진피층 및 피하층까지 손상되는 3도 화상의 경우에는 피부이식 치료가 필수적으로 요구된다. 현재 주로 사용되고 있는 피부이식 치료는 자가이식 방법을 이용하는데, 피부를 떼어낸 건강한 부위에 새로운 외상이 발생되어 환자의 고통이 증가하고, 완치되는데 시간이 많이 소요되며, 경제적 부담 또한 크다. 또한 심한 화상환자와 같이 건강한 신체부위가 충분히 남아있지 않는 경우에는 자가 이식방법을 적용할 수 없거나 또는 여러 차례에 걸쳐 이식수술을 시행하여야 한다는 문제점이 있다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 다른 사람의 피부를 이용하는 동종이식, 돼지 등과 같은 다른 동물의 피부를 이용하는 이종이식 등이 시도되고 있으나, 면역거부 반응뿐만 아니라 다른 부작용을 종종 초래하고 있다. In particular, in case of third degree burns which are damaged to the epidermal layer, dermal layer and subcutaneous layer, skin graft treatment is indispensably required. The currently used skin transplantation therapy uses autologous transplantation method, which causes new trauma to a healthy area where skin has been removed, resulting in increased patient pain, time to cure, and economic burden. In addition, there is a problem in that, when a healthy body part such as a severe burn patient is not sufficiently left, the autotransplantation method can not be applied or the transplant operation must be performed several times. In order to solve the above problems, allografts using skin of another person, xenotransplantation using skin of other animals such as pigs, and the like have been tried, but they often cause other side effects as well as immune rejection.

한편, 면역거부반응을 없애기 위해 기증된 사체의 피부에서 표피를 제거한 후 진피 내 세포들을 제거한 무세포 진피 기질은 보관의 편의성을 위해 동결 후 주로 많이 사용되는데 동결 중 무세포 진피 내 콜라겐 조직들이 파괴되어 이식 후 빨리 분해되는 문제점이 있어 구조적 안정성을 가진 무세포 진피기질을 제조하는 방법에 대한 필요성이 있다. On the other hand, in order to eliminate the immune rejection reaction, the acellular dermis substrate which removed the epidermis from the skin of the donated cadaver and remove the cells from the dermis is used mainly for freezing after storage for convenience of storage. There is a need for a method for producing an acellular dermis substrate having structural stability because of the problem of rapid decomposition after transplantation.

이에 본 발명자들은 무세포 진피기질을 제조하는 방법에 대해 연구하던 중 계면 활성제를 이용해 세포를 제거하면 보다 효율적으로 생체 이식 또는 삽입용 진피의 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the inventors of the present invention confirmed that when the cells are removed using a surfactant, dermis for transplantation or insertion can be produced more effectively while studying a method for producing a cell-free dermis substrate.

따라서 본 발명의 목적은 계면 활성제를 이용해 세포를 제거하는 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법을 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing a cell-free dermis for in vivo transplantation or insertion for removing cells using a surfactant.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 세척 및 소독된 피부를 채취하는 단계; 상기 채취된 피부의 피부조직에서 표피층을 제거하는 단계; 및 표피층이 제거된 피부조직에서 진피층의 세포를 제거하여 무세포 진피를 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법을 제공한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of treating skin, comprising: Removing the skin layer from the skin tissue of the collected skin; And removing the cells of the dermal layer in the skin tissue from which the epidermal layer has been removed to produce a cell-free dermis; The present invention provides a method for manufacturing a cell-free dermis for vital implantation or insertion.

본 발명의 방법에 따라 제조된 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피는 조직의 안전성이 높고 세포외 기질(extracellular matrix) 구조 및 기저막(basement membrane)이 손상 없이 유지되어 자가이식의 대체물로서 효과적으로 사용될 수 있다.The non-cell dermis for vital implantation or insertion prepared according to the method of the present invention has a high tissue safety and can be effectively used as a substitute for autotransplantation by maintaining the extracellular matrix structure and the basement membrane without damage .

도 1은 돼지 피부를 채취하는 과정을 나타낸 도이다.
도 2는 채취한 돼지 피부를 무세포 진피기질을 제조하기 위한 일련의 과정을 나타낸 도이다.
도 3은 표피를 제거한 돼지 피부 및 무세포 진피 조직을 나타낸 도이다.
도 4는 무세포 돼지 진피기질을 H&E 염색 후 광학 현미경으로 100 배 및 200배 확대한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 수크로오스를 최종농도 10 내지 40 중량 % 농도로 처리하여 수크로오스 농도 차이에 따른 콜라겐 분해효소에 대한 저항성을 나타낸 도이다.
1 is a view showing a process of collecting pig skin.
FIG. 2 is a diagram showing a series of procedures for preparing a porcine skin-free acellular dermis substrate.
Fig. 3 is a diagram showing pig skin and acellular dermis tissues from which epidermis has been removed.
FIG. 4 is a graph showing the result of 100-fold and 200-fold magnification of an acellular porcine dermis substrate with an optical microscope after H & E staining.
FIG. 5 is a graph showing the resistance to collagenase according to the difference in sucrose concentration by treating sucrose at a final concentration of 10 to 40% by weight.

본 발명은 세척 및 소독된 피부를 채취하는 단계; 상기 채취된 피부의 피부조직에서 표피층을 제거하는 단계; 및 표피층이 제거된 피부조직에서 진피층의 세포를 제거하여 무세포 진피를 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법을 제공한다. The present invention relates to a method of treating skin, comprising: collecting washed and disinfected skin; Removing the skin layer from the skin tissue of the collected skin; And removing the cells of the dermal layer in the skin tissue from which the epidermal layer has been removed to produce a cell-free dermis; The present invention provides a method for manufacturing a cell-free dermis for vital implantation or insertion.

또한 본 발명에서 돼지 피부의 채취는 피부분절(Dermatome)을 이용하여 채취하는 것을 특징으로 하는 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법을 제공한다.Also, the present invention provides a method for producing a dermal cell for dermal implantation or insertion, wherein the dermal skin is collected using a dermatome.

또한 본 발명에서 진피층의 세포를 제거할 때 계면활성제를 이용하여 제거하는 것을 특징하는 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법을 제공한다. 상기 계면활성제는 도데실 황산 나트륨(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS)을 사용할 수 있다.Also, the present invention provides a method for producing a cell-free dermis for in vivo implantation or insertion, which comprises removing a dermal layer cell using a surfactant. Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) may be used as the surfactant.

또한 본 발명에서 피부는 돼지 유래인 것을 특징으로 하는 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법을 제공한다.Also, the present invention provides a method for producing a cell-free dermis for living body implantation or insertion, wherein the skin is derived from a pig.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에서 사용되는 용어 "무세포 진피"란, 피부 조직에서 분리된 진피층에 화학적 처리를 하여 면역거부반응을 일으킬 수 있는 세포들을 제거한 진피층을 의미하며, 콜라겐과 엘라스틴이 주성분을 이루고 있다.As used herein, the term " acellular dermis " refers to a dermal layer in which cells capable of causing an immune rejection reaction are removed by chemical treatment of the dermal layer separated from the skin tissue, and collagen and elastin are the main components.

본 발명에서 사용하는 수크로오스는 D-글루코피라노오스와 D-프룩토프라노오스 각 1분자씩으로 이루어진 이당류이며, 상기 수크로오스에 글리세롤, 인산완충용액 및 동물 세포 배양 배지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동결 보존제를 더 처리하면 세포막과 세포막 단백질을 동결 시 나타나는 얼음결정으로부터 보호하고 안정화시키는 역할을 한다. 따라서 본 발명에 따라 제조된 동결보존 무세포 진피 기질의 조직의 안전성이 향상될 수 있다. The sucrose used in the present invention is a disaccharide composed of one molecule of D-glucopyranose and one molecule of D-fructofranose, and further contains glycerol, a phosphate buffer solution and an animal cell culture medium in the sucrose. Further treatment of the preservative also serves to protect and stabilize cell membranes and membrane proteins from freezing ice crystals. Therefore, the safety of the tissue of the frozen-preserved acellular dermal substrate prepared according to the present invention can be improved.

본 발명에서 동결보존용 조성물은 수크로오스(sucrose)를의 최종 농도가 20내지 40 중량%가 되도록 동결 보존제를 혼합된 용액으로 제조되는 것일 수 있다. In the present invention, the composition for cryopreservation may be a solution prepared by mixing a cryopreservative agent such that the final concentration of sucrose is 20 to 40% by weight.

본 발명의 동결보존용 조성물은 글리세롤, 기본용액 및 수크로오스의 이상적인 혼합비를 사용하여 진피조직의 안전성을 향상시키고 세포외 기질의 구조가 손상 없이 유지시킬 수 있다. 본 발명에서 동결 보존제에 수크로오스가 20 중량 % 미만으로 포함되면 동결 시 얼음 결정으로 인해 조직의 안전성 등이 미약해질 수 있고, 40 중량 %를 초과하여 포함되면 고농도의 당 성분으로 인하여 동결건조 후 조직에 당 결정이 생성되어 조직의 안전성에 영향을 미칠 수 있다. 본 발명에서 동결 보존제는 바람직하게는 상기 기본 성분이 혼합된 용액에 수크로오스를 최종 농도가 25 내지 35 중량 %, 더욱 바람직하게는 30 중량 %가 되도록 용해함으로써 제조될 수 있다.The composition for cryopreservation according to the present invention can improve the safety of the dermis tissue and maintain the structure of the extracellular matrix without damaging by using an ideal mixing ratio of glycerol, base solution and sucrose. When the sucrose is less than 20% by weight in the cryopreservative according to the present invention, the stability of the tissue may be weakened due to the ice crystal upon freezing. If the sucrose is contained in excess of 40% by weight, Sugar crystals can be generated and affect the safety of the tissue. In the present invention, the cryopreservative agent can be preferably prepared by dissolving sucrose in a solution in which the basic ingredients are mixed so that the final concentration is 25 to 35% by weight, more preferably 30% by weight.

본 발명에서 “동결 보존제”의 기본 성분으로는 글리세롤 및 기본용액이 사용된다. 본 발명에서 기본용액은 동결보존제를 제조 시 기본(base)이 되는 용액을 의미하고, 동물세포 처리시 사용되는 완충용액 또는 동물세포 배양배지가 사용될 수 있다. 본 발명에서 완충용액은 당업계에서 동물세포의 처리 시 사용되는 것인 한 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 완충용액은 예를 들면 인산완충용액(phosphate bufferedsaline, PBS), TBS(Tris-buffered saline), 시트르산 완충용액(citric acid buffer) 등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 동물세포배양배지는 당업계에 공지된 임의의 배지가 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 동물세포배양배지는, 예를 들면 MEM(Minimum Essential Media), DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Media), RPMI 1640, IMDM(Iscove's Modified Dulbecco's Media), Defined Keratinocyte-SFM(without BPE), Keratinocyte-SFN(with BPE), KnockOut D-MEM, AmnioMAX-II Complete Medium, AmnioMAX-C100 Complete Medium 등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.As a basic component of the " cryopreservative " in the present invention, glycerol and a basic solution are used. In the present invention, the base solution refers to a solution which becomes a base when preparing the cryopreservative, and a buffer solution or an animal cell culture medium used for treating animal cells can be used. The buffer solution in the present invention can be used without any particular limitation as long as it is used in the art to treat animal cells. Examples of the buffer solution that can be used in the present invention include, but are not limited to, phosphate buffered saline (PBS), Tris-buffered saline (TBS), and citric acid buffer. The animal cell culture medium in the present invention may be any medium known in the art. The animal cell culture medium that can be used in the present invention may be selected from the group consisting of, for example, MEM (Minimum Essential Media), DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Media), RPMI 1640, Iscove's Modified Dulbecco's Media, Defined Keratinocyte- But are not limited to, Keratinocyte-SFN (with BPE), KnockOut D-MEM, AmnioMAX-II Complete Medium, AmnioMAX-C100 Complete Medium.

본 발명에서 글리세롤 및 기본용액은 중량 기준으로 0.5 ~ 3.5 : 9, 바람직하게는 0.8 ~ 2 : 9, 보다 바람직하게는 1 : 9의 혼합비로 사용된다. 본 발명에서 글리세롤 혼합비가 0.5 미만이면 동결 시 냉해로 인한 문제가 있을 수 있고, 3.5를 초과하면 동결 후 조직의 변성이 유도될 수 있다.In the present invention, the glycerol and the base solution are used in a mixing ratio of 0.5 to 3.5: 9, preferably 0.8 to 2: 9, more preferably 1: 9 on a weight basis. In the present invention, if the glycerol mixing ratio is less than 0.5, there may be a problem due to cold weather upon freezing, and if it exceeds 3.5, degeneration of tissue after freezing may be induced.

상기 동결보존제는 글리세롤, 동물세포 배양배지 용액을 첨가한 완충용액으로 이루어진 기본 용액의 혼합비가 중량 기준 0.5 : 8 내지 3.5 : 10인 것을 특징으로 하는 무세포 진피 기질 동결 보존용 조성물일 수 있다.The cryopreservation agent may be a composition for cryoprotecting a cell-free dermis substrate, wherein the mixing ratio of the base solution composed of glycerol and a buffer solution to which an animal cell culture medium solution is added is 0.5: 8 to 3.5: 10 by weight.

본 발명에서 사용되는 용어, '진피'는 피부를 이루는 세 층 중 하나로서, 피부의 대부분을 차지하며, 표피와 피하조직 사이에 위치하고 있다. 진피는 주로 콜라겐 섬유, 탄력 섬유 등의 기질 단백질로 구성되어 있으며, 상기 기질 단백질은 섬유아세포에 의해 생성되는 것으로 알려져 있다. 또한, 신경, 혈관, 및 표피에서 기원한 표피 부속기 등을 포함하고 있는바, 창상 치유 과정에서 중요한 역할을 한다.The term " dermis " used in the present invention is one of three layers constituting the skin, occupying most of the skin, and located between the epidermis and subcutaneous tissue. The dermis is composed mainly of matrix proteins such as collagen fibers and elastic fibers, and the matrix proteins are known to be produced by fibroblasts. It also contains epidermal appendages originating from the nerves, blood vessels, and the epidermis, and plays an important role in the wound healing process.

본 발명에서 무세포 진피기질은 면역거부반응을 없애기 위하여 표피가 제거된 후 진피 내 세포가 제거된 기질을 의미한다. 표피 및 진피 내 세포의 제거는 당업계에 공지된 다양한 방법에 따라 수행될 수 있고 이에 특별한 제한은 없다. 표피를 제거하는 것은, 예를 들면 트립신(trypsin), 콜라게나제(collagenase) 또는 디스파제(dispase) 등의 효소나 NaCl용액으로 처리함으로써 수행될 수 있다. 진피 내 세포를 제거하는 것은, 예를 들면 Triton X100, Tween 20,Tween 40, Tween 60, Tween 80 또는 SDS(sodium dodecylsulfate) 등으로 처리함으로써 수행될 수 있다. 본 발명에서 무세포 진피는 동종 또는 이종 진피일 수 있으며, 상기 진피는 돼지일 수 있다.In the present invention, the acellular dermis substrate refers to a substrate from which epidermal cells have been removed after the epidermis has been removed in order to eliminate the immune rejection reaction. Removal of epidermal and intradermal cells can be performed according to various methods known in the art, and there is no particular limitation thereto. Removal of the epidermis may be carried out by treatment with an enzyme such as trypsin, collagenase or dispase or a NaCl solution. Removal of the cells in the dermis can be performed, for example, by treating with Triton X100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, or SDS (sodium dodecylsulfate). In the present invention, the acellular dermis may be a homogeneous or heterogeneous dermis, and the dermis may be a pig.

또한 본 발명은 피부 조직에서 표피층을 제거하는 단계; 상기 표피층이 제거된 피부조직에서 진피층의 세포를 제거하여 무세포 진피를 제조하는 단계; 상기 무세포 진피에 동결 보존용 조성물을 처리하는 단계; 및 상기 무세포 진피를 동결건조하는 단계; 를 포함하는 동결 보존 무세포 진피 기질의 제조 방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for treating skin, comprising: removing a skin layer from skin tissue; Removing the cells of the dermal layer in the skin tissue from which the skin layer has been removed to produce acellular dermis; Treating the acellular dermis with a composition for cryopreservation; And lyophilizing the acellular dermis; And a method for producing a cryopreserved acellular dermis substrate.

본 발명에서 피부 조직에 동결 보존용 조성물을 처리하는 것은 당업계에 공지된 다양한 방법에 따라 이루어질 수 있고, 바람직하게는 저온 반응기에서 피부에 동결 보존용 조성물을 침투시킨다. 침투에 걸리는 시간은 피부 조직의 크기 등에 따라 다양할 수 있고, 예를 들면 4℃의 저온 반응기에서 약 6 시간 내지 24 시간 동안 침투시킬 수 있다.In the present invention, treating the composition for cryopreservation to skin tissue can be carried out according to various methods known in the art, and preferably infiltrates the skin with a composition for cryopreservation in a low temperature reactor. The time for penetration may vary depending on the size of the skin tissue, etc., and it may be infiltrated in a low-temperature reactor at, for example, 4 캜 for about 6 to 24 hours.

본 발명에서 동결 보존용 조성물이 침투된 피부는 온도 조절이 가능한 controlled rate freezer를 사용하여 동결할 수 있다.In the present invention, skin infiltrated with the composition for cryopreservation can be frozen using a controlled rate freezer capable of temperature control.

무세포 진피 기질의 제조 방법에서, 동결 시 온도 조절이 가능한 동결건조기를 사용하면 원하는 속도로 피부를 동결할 수 있다. 본 발명에서 온도 조절이 가능한 controlled rate freezer를 사용하여 피부를 동결하는 속도는 바람직하게는 분당 0.1℃ 내지 -7℃, 더 바람직하게는 -0.5℃ 내지 -5℃, 더 바람직하게는 -0.8℃ 내지 -3℃, 가장 바람직하게는 분당 1℃이다. 본 발명에서 동결을 시킬 경우 동결속도가 분당 -0.1℃ 미만이어서 너무 천천히 동결이 될 경우 조직 내의 용질이 조직 외보다 많기 때문에 동결속도가 낮아져 냉동 온도가 천천히 내려가 조직 바깥에 먼저 큰 얼음결정들이 생기면서 조직을 파괴시키는 문제가 있을 수 있다, 또한 동결 보존용 조성물이 침투된 피부의 온도와 controlled rate freezer 챔버의 온도는 같을 수가 없기 때문에 냉동 시 잠재 용융열이 발생하는 구간에서부터 물분자의 움직임 없는 온도인 -80℃까지 급속한 동결로 속도가 분당 -7℃를 초과하여 잠재용융열을 조절하지 못하면 얼음결정현상으로 인한 조직의 파괴 문제가 있을 수 있다. In the method for producing a cell-free dermis substrate, the skin can be frozen at a desired speed by using a freeze-drier capable of controlling the temperature during freezing. In the present invention, the rate at which the skin is frozen using a temperature-controlled controlled rate freezer is preferably from 0.1 ° C to -7 ° C per minute, more preferably from -0.5 ° C to -5 ° C, more preferably from -0.8 ° C -3 DEG C, and most preferably 1 DEG C per minute. In the present invention, when freezing is performed, the freezing rate is less than -0.1 ° C. per minute. If the freezing is performed too slowly, the solute in the tissue is larger than the tissue, so the freezing rate is lowered and the freezing temperature is slowly lowered. There is a problem of destroying the tissue and since the temperature of the skin permeated by the composition for cryopreservation and the temperature of the controlled rate freezer chamber can not be the same, Failure to regulate the latent heat of fusion by rapid freezing to -80 ° C at more than -7 ° C per minute may cause tissue destruction due to ice crystals.

또한 본 발명은 피부 조직에서 표피층을 제거하는 단계; 상기 표피층이 제거된 피부조직에서 진피층의 세포를 제거하여 무세포 진피를 제조하는 단계; 상기 무세포 진피에 동결 보존용 조성물을 처리하는 단계; 및 상기 무세포 진피를 동결건조하는 단계; 를 포함하는 동결 보존 무세포 진피 기질의 제조 방법으로 제조된 동결 보존 무세포 진피 기질을 제공한다. The present invention also relates to a method for treating skin, comprising: removing a skin layer from skin tissue; Removing the cells of the dermal layer in the skin tissue from which the skin layer has been removed to produce acellular dermis; Treating the acellular dermis with a composition for cryopreservation; And lyophilizing the acellular dermis; The present invention provides a cryopreserved acellular dermis substrate prepared by the method of manufacturing a cryopreserved acellular dermis substrate.

본 발명을 이하 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 오로지 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. These embodiments are for illustrative purposes only and do not limit the scope of the present invention.

실시예Example 1. 돼지 피부 원재료 처리방법 1. How to process pig skin material

1.1 돼지 피부 채취1.1 Pig skin collection

돼지 피부를 생리 식염수로 깨끗이 세척한 후, 돼지 피부를 제모한 후 포비돈으로 소독을 실시하여 피부채취를 위한 전처리 과정을 완료하였다. 이후 세척된 돼지 피부를 피부분절(Dermatome)을 이용하여 용이하게 5 × 10 cm2의 크기로 절단하였으며, 상기 과정을 도 1에 나타내었다.After the pig skin was cleaned with physiological saline, the pig skin was depilated and disinfected with povidone to complete the pretreatment process for skin extraction. Then, the washed pig skin was easily cut into a size of 5 × 10 cm 2 using a dermatome, and the above procedure is shown in FIG.

도 1에 나타난 바와 같이, 피부분절을 이용하면 돼지피부를 용이하게 채취할 수 있음을 확인하였다.As shown in FIG. 1, it was confirmed that pig skin can be easily harvested by using skin segments.

1.2 채취한 표피의 제거 및 1.2 Removal of the collected epidermis and 무세포Acellular cell 진피 기질의 제조  Production of dermal substrate

채취된 돼지 피부에서 표피를 제거하기 위한 처리를 수행하였다. 상기 1.1을 통해 채취된 7/1000 인치 두께의 돼지 피부에 1M NaCl(Sigma, 미국) 용액에 처리한 후, 38℃ 반응기(P-039, 코아테크)에서 교반하여 약 6시간 내지 24시간 동안 반응시켰다. 이후, 포셉을 이용해 표피를 제거하였다. 이후 표피를 제거한 돼지 피부를 인산완충용액(pH 7.2, GIBCO, 미국)을 이용해 세척하였고, 세척된 진피를 계면활성제인 0.1% SDS에 넣고 상온에서 1시간 동안 교반하여 진피 내 세포를 제거하였다. 상기 실험의 일련의 과정을 도 2에 나타내었다. A treatment was performed to remove the epidermis from the harvested pig skin. The pork skin of 7/1000 inch thickness collected from 1.1 above was treated with 1 M NaCl (Sigma, USA) solution and then stirred in a 38 ° C reactor (P-039, Core Tech) for about 6 to 24 hours . Then, the epidermis was removed using a forceps. After removing the epidermis, the pig skin was washed with phosphate buffer solution (pH 7.2, GIBCO, USA). The washed dermis was added to 0.1% SDS, which is a surfactant, and the dermis cells were removed by stirring at room temperature for 1 hour. A series of the above experiments is shown in Fig.

표피를 제거한 돼지 피부 및 무세포 진피 조직을 각각 확인한 결과를 도 3에 나타내었다. Fig. 3 shows the result of examining pig skin and acellular dermis tissues from which epidermis has been removed.

도 3에 나타낸 바와 같이, 표피와 진피를 갖는 채취된 돼지 피부는 표피 제거과정을 통해 표피와 진피로 분리되었으며, 이 후 계면활성제를 이용하여 세포를 제거한 결과 피부의 진피 구조층만 얻을 수 있음을 확인하였다. As shown in FIG. 3, the pig skin having the epidermis and dermis was separated into epidermis and dermis through the epidermal process, and after removing the cells using the surfactant, only the dermis layer of the skin could be obtained Respectively.

상기 공정을 최적화된 원재로 처리 및 가공 공정으로 수립하고, 이후 본 발명을 통해 가공된 무세포 진피 기질을 실험에 이용하였다. The above process was established as an optimized raw material and processing step, and then the acellular dermis substrate processed through the present invention was used for the experiment.

실시예Example 2. 동결보존제를 이용한 생체 이식 또는 삽입용  2. For living organ transplantation or insertion using cryopreservatives 무세포Acellular cell 진피 조직의 제조 Manufacture of dermal tissue

2.1 동결보존제의 제조2.1 Preparation of cryopreservatives

글리세롤(sigma, 미국) 및 동물세포 배양배지 용액을 첨가한 인산완충용액을 1 : 9의 중량비로 혼합하여 동결 보존제의 기본 용액을 제조하였다. 제조된 기본 용액에 최종 농도가 30%가 되도록 수크로오스(sigma, 미국)을 넣고 용해시켜 동결보존제를 제조하였다. Glycerol (Sigma, USA) and phosphate buffer solution containing animal cell culture medium were mixed at a weight ratio of 1: 9 to prepare a cryopreservative base solution. Sucrose (Sigma, USA) was added to the basic solution so as to have a final concentration of 30% and dissolved to prepare a cryopreservative.

2.2 생체 이식 또는 삽입용 2.2 For biotransplantation or insertion 무세포Acellular cell 돼지 진피 조직의 제조 Production of pig dermal tissue

실시예 1.1에서 제조된 무세포 돼지 진피조직을 인산완충용액으로 세척하였다. 이후, 4℃ 저온 반응기(P-039, 코아테크)에 상기 무세포 진피조직을 넣은 다음, 실시예 2.1에서 제조된 동결보존제를 첨가하여 12시간 동안 진피조직에 침투시켰다. 침투가 완료된 무세포 돼지 진피조직을 폴리아마이드 백(CryoBag, Origen, 미국)에 넣은 후, Controlled rate freezer(14S-A, SY Lab, 미국)를 이용하여 분당 -1℃의 속도로 150℃까지 동결하여 최종적인 생체 이식 또는 삽입용 무세포 돼지 진피 조직을 제조하였다. The cell-free porcine dermis tissue prepared in Example 1.1 was washed with phosphate buffered saline. Thereafter, the cell-free dermal tissue was placed in a 4 ° C low-temperature reactor (P-039, Core Tech), the cryopreservative prepared in Example 2.1 was added, and the dermal tissue was infiltrated for 12 hours. The infiltrated cell-free porcine dermis tissue was placed in a polyamide bag (CryoBag, Origen, USA) and frozen to 150 ° C at a rate of -1 ° C per minute using a controlled rate freezer (14S-A, SY Lab, USA) To prepare final cell-free porcine dermal tissue for biotransplantation or insertion.

실험예Experimental Example 1. 제조된  1. Manufactured 진피세포의Dermal 구조적 안정성 Structural stability

무세포 돼지 진피조직의 진피 구조적 안정성을 파악하기 위하여 상기 실시예에 따라 준비된 돼지 진피 조직을 H&E 염색법을 이용해 조직학적 검사를 수행하였다. In order to determine the dermal structural stability of the cell-free porcine dermis tissues, the porcine dermal tissue prepared according to the above example was subjected to H & E staining for histological examination.

파라핀 블록을 4㎛ 두께로 박절한 후 건조시켜 파라핀 절편을 제작하였다. 이후, 탈파라핀 과정을 위해 자일렌에서 5분간 3번, 100% 에탄올에서 2분간 3번, 90% 에탄올에서 1분간 1번, 80% 에탄올에서 1분간 1번, 70% 에탄올에서 1분간 1번 반응시킨 후, 흐르는 물에 10분간 세척하였다. 헤마토자일린(Hematoxylin) 염색액에 10분간 반응시킨 후 흐르는 물에 3분간 세척하고, 에오신(Eosin) 염색액에 10분간 반응시킨 후 흐르는 물에 에오신 염색액이 나오지 않을 때까지 세척하였다. 70% 에탄올에 1초간 10번, 80% 에탄올에 1초간 10번, 90% 에탄올에 1초간 10번, 100% 에탄올에 1분간 2번, 자일렌에 3분간 3번 반응시킨 후, 마운팅 용액으로 마운팅하였고, 실시예의 피부를 광학 현미경(Olympus BX51, H&E staining) 및 주사 전자현미경(Hitachi S-4700, 일본)으로 촬영하여 도 3에 나타내었다. The paraffin block was cut to a thickness of 4 탆 and dried to prepare a paraffin slice. For the deparaffinization, three times for 5 minutes in xylene, three times for 2 minutes in 100% ethanol, one minute for 1 minute in 90% ethanol, one for 1 minute in 80% ethanol and one for 1 minute in 70% After the reaction, it was washed in running water for 10 minutes. Hematoxylin staining solution was allowed to react for 10 minutes, washed in running water for 3 minutes, reacted with Eosin staining solution for 10 minutes, and washed until no eosin stain was observed in running water. 10 times for 1 second to 70% ethanol, 10 times for 1 second to 80% ethanol, 10 times for 1 second to 90% ethanol, 2 times for 1 minute to 100% ethanol, and 3 times for 3 minutes to xylene, The skin of the example was photographed with an optical microscope (Olympus BX51, H & E staining) and a scanning electron microscope (Hitachi S-4700, Japan) and is shown in Fig.

도 3에서 나타난 바와 같이, 실시예의 제조방법으로 제조된 진피조직의 경우에 조직 내의 진피를 구성하는 콜라겐 구조의 구조적 안정성이 훨씬 뛰어나며, 동결과정 중에 일어나는 조직의 파괴가 확연히 적은 것을 확인하였다.As shown in FIG. 3, in the case of the dermal tissue prepared by the manufacturing method of the example, the structural stability of the collagen structure constituting the dermis in the tissue was much better, and it was confirmed that the destruction of the tissue occurred during the freezing process was remarkably small.

실험예Experimental Example 2. 수크로오스 농도별 처리에 의한 콜라겐 분해효소 저항성 2. Collagenase resistance by treatment with sucrose concentration

수크로오스 농도 차이에 따른 무세포 진피 조직의 안정성을 살펴보기 위하여 수크로오스를 10 내지 40% 농도로 처리하고, 이에 따른 콜라겐 분해효소에 대한 저항성 실험을 수행하였다. 25㎎의 시료를 5㎖의 0.36mM 염화칼슘(calcium chloride)이 첨가된 5mM TES buffer에 넣고 혼합하였다. 0.1㎎/㎖의 콜라겐 분해효소(collagenase) 0.1㎖을 시료에 넣고 잘 섞어 주면서 37℃에서 하루 동안 반응시켰다. 4.0mM의 L-leucine standard solution을 연속적으로 희석(serial dilution)한 후, ninhydrin color reagent를 처리하여 570nm에서 흡광도(VERSA max, Molecular Device, 미국)를 측정하여 표준곡선을 작성하였다. 상기 L-leucine의 표준곡선을 이용하여 각각 시료의 방출된 L-leucine의 양을 계산하였으며, 계산된 L-leucine 방출량을 도 4에 나타내었다. 양성 대조군으로는 콜라겐 분말에 콜라겐 분해효소를 처리한 군, 음성 대조군으로는 콜라겐 분해 효소를 처리하지 않은 군을 이용하였다. In order to examine the stability of acellular dermis tissues according to the difference in sucrose concentration, sucrose was treated at a concentration of 10 to 40%, and the resistance test for collagenase was performed. 25 mg of the sample was added to 5 ml of 5 mM TES buffer to which 0.36 mM calcium chloride had been added and mixed. 0.1 ml of collagenase (0.1 mg / ml) was added to the sample and allowed to react at 37 ° C for one day while mixing well. After serial dilution of 4.0 mM L-leucine standard solution, the absorbance (VERSA max, Molecular Device, USA) was measured at 570 nm by treatment with ninhydrin color reagent to prepare a standard curve. The amount of L-leucine released from each sample was calculated using the standard curve of L-leucine, and the calculated L-leucine release was shown in FIG. As a positive control group, collagen powder was treated with collagenase and negative control group was treated with collagenase.

도 4에서 확인한 바와 같이, 수크로오스의 최종농도를 20 내지 40 중량 %를 처리한 군들은 L-leucine 방출량이 양성대조군보다 최대 1/10 수준으로 감소하였으며, 특히 최적의 농도인 30 중량 %를 처리한 군은 콜라겐 분해효소를 처리하지 않은 음성대조군보다도 L-leucine의 방출량이 적은 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 수크로오스를 최종 농도 20 내지 40 중량%로 포함하는 동결 보존제로 처리한 동결보존 무세포 돼지의 진피 조직은 조직의 안정성이 높아서 콜라겐 분해 효소에 의한 분해 속도가 현저하게 감소하고 그 분해량 또한 현저하게 감소함을 확인하였다. As shown in FIG. 4, in the group treated with 20 to 40% by weight of the final concentration of sucrose, the amount of L-leucine was reduced to 1/10 of that of the positive control, and the optimal concentration of 30% Group showed less release of L-leucine than the negative control without collagenase. As a result, the dermal tissue of the frozen-preserved acellular pig treated with the cryopreservative containing sucrose at a final concentration of 20 to 40% by weight had a high tissue stability, and the degradation rate by the collagenase was remarkably decreased, Also, it was confirmed that it decreased remarkably.

Claims (5)

(i) 세척 및 소독된 피부를 채취하는 단계;
(ii) 상기 채취된 피부의 피부조직에서 표피층을 제거하는 단계; 및
(iii) 표피층이 제거된 피부조직에서 진피층의 세포를 제거하여 무세포 진피를 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법.
(i) collecting washed and disinfected skin;
(ii) removing the skin layer from the skin tissue of the harvested skin; And
(iii) removing the cells of the dermal layer in the skin tissue from which the epidermal layer has been removed to produce an acellular dermis; The method of manufacturing a cell-free dermis for vital implantation or insertion according to claim 1,
제1항에 있어서, 상기 (i) 단계의 채취는 피부분절(Dermatome)을 이용하여 채취하는 것을 특징으로 하는 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법. [2] The method of claim 1, wherein the harvesting in step (i) is performed using a dermatome. 제1항에 있어서 상기 (iii) 단계는 계면활성제를 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법. The method according to claim 1, wherein the step (iii) is performed using a surfactant. 제3항에 있어서, 상기 계면활성제는 도데실 황산 나트륨(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS)을 사용하는 것을 특징으로 하는 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법.[4] The method according to claim 3, wherein the surfactant is sodium dodecyl sulfate (SDS). 제1항에 있어서, 상기 피부는 돼지 유래인 것을 특징으로 하는 생체 이식 또는 삽입용 무세포 진피의 제조방법. The method of claim 1, wherein the skin is derived from pigs.
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WO2023003431A1 (en) * 2021-07-22 2023-01-26 한스바이오메드 주식회사 Method for producing acellular dermal graft

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