KR20190037468A - Methods of Fabrication of Nano/microrod based on aligned electrospun fibers and its application of injectable nano/microrod system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법 및 이로부터 제조된 주사주입제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리카프로락톤을 비롯한 연성이 강한 다양한 생분해성 고분자를 전기방사장치와 수제 컬렉터를 사용하여 정열된 전기방사섬유를 제조 한 후 단일 나노/마이크로로드를 제조하는 방법 및 상기 나노/마이크로로드를 히알루론산과 같은 담체와 혼합한 주사주입제에 관한 것이다. The present invention relates to a method of preparing an nano / micro rod based on electrospun fiber and a syringe injecting agent prepared from the same, and more particularly, to an electrospinning device and a homemade collector using various biodegradable polymers having high ductility including polycaprolactone A method of producing a single nano / micro rod after manufacturing an ordered electrospun fiber, and an injection injecting agent in which the nano / micro rod is mixed with a carrier such as hyaluronic acid.
종래에는 수십년간 약물 방출조절제와 수술용 봉합사 등의 의학용 고분자 물질로 사용되며 콜라겐 합성을 도우며 FDA 및 CE의 인허가로 안정성이 확보된 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)을 주입가능한 주사제로 제조하기 위하여 특허출원 제10-2015-0094455를 살펴보면 폴리카프로락톤 (polycaprolactone) 원재료를 동결분쇄 (cryogenic mill)방법을 사용하여 얻은 것을 준비하여 히알루로닉 산을 디스틸드 워터 (distilled water) 94 cc와 희석하고, 폴리카프로락톤 마이크로스피어 (microsphere)를 5% 혼합하여 제조하여 피부조직 복원용 필러엑스를 피부복원용으로 사용케 함을 특징으로 하는 조성물로 엘란쎄라는 조직수복형 필러의 주성분인 폴리카프로락톡 성분을 가공하는 동결분쇄(cryogenic mill)를 모방하고 있으며 젤로 구성된 담체를 엘란쎄의 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcelluose, CMC)성분에서 히알루로닉 산 (hyaluronic acid)으로 바꾸어서 국내특허를 출원하였다. 엘란쎄와 필러엑스의 주성분인 동결분쇄 (cryomilling)된 폴리카프로락톤 마이크로스피어는 자기 피부에서 탄력과 재생을 담당하는 콜라겐 (Type I, Type III)을 자체적으로 생성해 시간이 흐르면서 자연스럽게 생성된 콜라겐으로 인해 필러 시술 이후 볼륨이 채워진 부분이 부드러워 지는 효과를 보이며 최초 주입 후 2년 이상 효과가 지속되다가 가수분해로 물과 이산화탄소로 분해되어 잔존율이 거의 없이 완벽하게 분해 흡수 배출된다. In the past, it has been used to manufacture injectable injectable polycaprolactone (PCL), which is used as a medical polymer material such as a drug release modifier and surgical suture for decades and assures the collagen synthesis and is secured with the approval of FDA and CE. In Patent Application No. 10-2015-0094455, a polycaprolactone raw material was prepared using a cryogenic mill method, and hyaluronic acid was diluted with distilled water (94 cc) The present invention relates to a composition comprising 5% of polycaprolactone microspheres, and using the filler extract for restoring skin tissue to be used for restoring skin. Elancera is a composition comprising a polycaprolactok component, which is a main component of a tissue restorative filler, A carrier composed of gels mimicking a cryogenic mill which is processed is dissolved in carboxymethylcellulose (ca. rboxymethylcelluose, CMC) to hyaluronic acid (hyaluronic acid). Cryomilled polycaprolactone microspheres, the main component of Elance and filler extract, are self-generated collagen (Type I, Type III) responsible for resilience and regeneration in their skin and naturally produced collagen over time Due to the effect of softening the filled part after filler treatment, the effect is maintained for 2 years after the first injection, and it is decomposed into water and carbon dioxide by hydrolysis, and is completely decomposed and absorbed and discharged with almost no residual ratio.
그러나 폴리카프로락톤의 생분해도는 폴리카프로락톤의 형태가 아니라 분자량에 의하여 결정되는 것은 알려져 있는데 폴리카프로락톤의 분자량이 Mn=80000, 60000, 40000인 경우 그 반감기는 2년, 1년, 6개월 이므로 동일한 분자량의 폴리카프로락톤을 사용하여 제조한 나노/마이크로 구조체의 경우 그 반감기는 그 형태가 아니라 분자량에 따라 결정되며 분자량이 동일할 경우 그 반감기 또한 동일하나 마이크로스피어에 비해 표면적이 넓고 인체 주입시 이물감이 적으며 중력의 영향을 덜 받는 폴리카프로락톤 나노/마이크로로드 구조체가 필요하다. However, it is known that the biodegradability of polycaprolactone is determined not by the type of polycaprolactone but by the molecular weight. When the molecular weight of polycaprolactone is Mn = 80000, 60000, 40000, the half-life is 2 years, 1 year and 6 months In the case of nano / microstructures prepared by using polycaprolactone of the same molecular weight, the half-life is determined not by the shape but by the molecular weight. When the molecular weight is the same, the half-life is also the same, but the surface area is larger than that of the microsphere. And a polycaprolactone nano / micro rod structure that is less affected by gravity is needed.
또한 한국특허출원 제2010-7004604호를 살펴보면 주사주입가능한 폴리카프로락톤 마이크로스피어를 제조하기 위해 용해된 (solubilized) 폴리카프로락톤과 계면활성제와 1 내지 대략 400,000 cP사이 범위의 점도를 가지는 혼합용액을 이용하여 폴리카프로락톤 마이크로입자를 제조 후 담체(carrier) 및 활성성분 (active ingredient)을 포함하는 생분해성 주사형 겔을 제조하고 상기 제조한 주사형 겔을 임플란트 (implant), 필러 (filler) 및 화장품용 (cosmetic) 겔의 용도로 개발되고 있다. 그리고 주입시, 응집 (aggregation), 니들 클로킹 (neddle clogging) 및 단괴 형성 (noddule forming)을 회피할 수 있는 것으로서, 필수적으로 구형인 마이크로스피어 (spheretical microspheres)로 인한 흐름 특성과 같은 우수한 특성을 갖는 느린 재흡수성의 생분해성 의료용 임플란트가 요구된다며 계면활성제를 이용한 폴리카프로락톤 마이크로스피어를 개발하였다. 그러나 상기한 특허에서 주장하듯이 구형의 미소구체가 주사형 겔을 제조하는데 필수적이라고 주장하고 있으나 나노섬유구조체를 포함한 주사가능한 복합체를 제조한 특허출원 제 10-2017-7007215 및 논문 Subramanian et. al. 2015 Materials Science and Engineering C, 51, 16-17도 있다.Korean Patent Application No. 2010-7004604 also discloses a method for preparing injectable injectable polycaprolactone microspheres using solubilized polycaprolactone, a surfactant and a mixed solution having a viscosity ranging from 1 to about 400,000 cP And then the biodegradable injectable gel containing a carrier and an active ingredient is prepared. The thus prepared injectable gel is applied to an implant, a filler and a cosmetic lt; RTI ID = 0.0 > cosmetic < / RTI > And which can avoid agglomeration, neddle clogging and nodule forming at the time of implantation, and which have excellent properties such as flow characteristics due to essentially spherical microspheres Biodegradable medical implants with reabsorption properties are required, and polycaprolactone microspheres using surfactants have been developed. However, as claimed in the above-mentioned patent, it is claimed that spherical microspheres are essential for manufacturing a scanning gel, but Patent Application No. 10-2017-7007215, which manufactures injectable complexes containing nanofiber structures and Subramanian et. al. 2015 Materials Science and Engineering C, 51, 16-17.
한편 한국특허출원 제2017-7007215호을 살펴보면 히알루론산과 폴리카프로락톤 나노구조체를 포함하는 주사주입가능한 스케폴더 복합체를 제조하여 연조직에 적용할 수 있다고 주장하였다. 나노구조체는 말레이미드(MAL)가 컨쥬게이트된 섬유나노로드에 폴리에틸렌글리콜다아크릴레이트 (PEG-DA)와 티올화된 히알루로닉산 (Thilolated hyaluronic acid, HA-SH)을 혼합하여 나노구조체를 만들었다. 히알루론산에 있는 티올기는 PCL 나노로드에 고정된 말레이미드 또는 폴리에틸렌글리콜의 말단의 다이아크릴기와 반응시켜 하이드로젤 나노구조체를 제조하였다. 그 과정에서 전기방사를 사용하여 제조한 무작위 메쉬는 다단계 공정을 거쳐 말레이미드 그룹을 메쉬표면에 부착한다. 축약하여 말하면, 섬유는 섬유 표면상에 작용기를 갖도록 플라스마 처리를 하고 UV광중합개시를 통해 아크릴산을 컨쥬게이션 시키고 EDC 및 디아지민 (diazimine)과 반응 하여 1차 아민을 형성한 후 SMCC와 반응하여 말레이미드 그룹을 부착시킨다. 그러면 히알루론산 내 티올기와 반응하여 나노구조체를 형성하게 된다. 이 과정에서 상기 기능화된 섬유메쉬를 액체질소에 담구어 5x5mm로 재단하기도 하고 모르타르와 페슬을 사용하여 20분동안 분쇄하기도 하였다. 또한 폴리아크릴산 (PAA)이 고정화된 섬유의 절편을 제조하기 위하여 동결분쇄 (Cryogenic mill. Freeaer/Mill 6770, SPEX SamplePrep, Metuchen, NJ)을 사용하기도 하였다. Meanwhile, Korean Patent Application No. 2017-7007215 claims that a scan injectable scaffold complex comprising hyaluronic acid and a polycaprolactone nanostructure can be prepared and applied to a soft tissue. The nanostructures were made by mixing polyethylene glycol diacrylate (PEG-DA) and thiolated hyaluronic acid (HA-SH) in a maleimide (MAL) conjugated fiber nanorod. The thiol groups in hyaluronic acid were reacted with maleic anhydride or polyethylene glycol end-capped diacryl groups on PCL nanorods to produce hydrogel nanostructures. In the process, random meshes prepared using electrospinning are subjected to a multistage process to attach the maleimide groups to the mesh surface. In short, the fibers are plasma treated to have functional groups on the fiber surface, conjugated with acrylic acid through initiation of UV photopolymerization, reacted with EDC and diazimine to form primary amines and then react with SMCC to form maleimide Attach the group. It reacts with thiol groups in hyaluronic acid to form a nanostructure. In this process, the functionalized fiber mesh was immersed in liquid nitrogen and cut to 5x5 mm and pulverized for 20 minutes using mortar and pestle. Freezing (Miller 6770, SPEX SamplePrep, Metuchen, NJ) was also used to prepare sections of polyacrylic acid (PAA) immobilized fibers.
한편으로 논문 Knotek et al 2012 Materials Science and Engineering C 32, 1366-1374에서는 PCL (Mn=40000)을 이용하여 방사한 후 액체질소와 함께 동결분쇄(cryomilling)를 사용하여 다양한 형태의 파티클, 절편, 덩어리 등을 제조하였다. 섬유 파티클의 경우 길이가 300-1000μm 이고 폭은 5-50μm 정도이었고, 섬유 절편의 전형적인 크기는 약 50μm이며 최대길이는 300μm 이었고, 내부섬유구조가 있는 덩어리의 크기는 10-100μm 이고 내부섬유구조가 없는 덩어리의 크기는 50-300μm 이었다. 그리고 얇은 판의 경우 크기가 30-40μm 이고 그 두께는 1μm 미만이었으며 나노파티클의 경우 직경이 100-150nm 이고 길이는 40μm 이었다. 전기방사섬유를 동결분쇄 (cryomiling) 방법으로 다양한 모양과 크기의 나노/마이크로섬유를 제조하였으나 단일 모양 또는 단일 크기의 나노/마이크로 섬유를 제조하지 못하는 것이 단점이다.On the other hand, after spinning with PCL (Mn = 40,000) in Clo 32, 1366-1374, Knotek et al 2012 Materials Science and Engineering, cryomilling with liquid nitrogen was used to produce various types of particles, . In the case of fiber particles, the length was 300-1000 μm, the width was about 5-50 μm, the typical size of the fiber slice was about 50 μm, the maximum length was 300 μm, the size of the inner fiber structure was 10-100 μm, The size of the missing lumps was 50-300 μm. In the case of the thin plate, the size was 30-40 μm and the thickness was less than 1 μm. In the case of nanoparticles, the diameter was 100-150 nm and the length was 40 μm. Nano / microfibers of various shapes and sizes were prepared by cryomilling the electrospun fibers, but disadvantage is that they can not produce single or single size nano / microfibers.
또한, 한국특허출원 제2014-0117060호를 살펴보면 PLLA(poly L-lactide)을 이용하여 전기방사 섬유를 제조하고 제조된 전기방사 망을 작은 단편으로 절단하였으며, 이를 10 중량 %의 헥사메틸렌디아민(hexamethylenediamine, HMDA)을 녹인 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA)에 넣고 37℃의 진탕배양기(SI-600R, Jeio Tech, Korea)에서 30분 동안 200 rpm으로 강하게 혼합하여 단편화시켰다. 제조된 섬유상 입자 길이는 약 10 내지 80 μm(평균 길이: 28.9 μm)로 다양했으며, 상대적으로 짧은 아미노분해 시간으로 인해 섬유의 직경(diameter)은 거의 본래 섬유 직경을 유지하였다. 또한 논문 Kim. et. al. 2008 Macromolecule Rapid Communication 29, 1231-1236에서 전단응력(shear-stress)하에서 층상 결정 도메인(lamellar crystalline domains) 사이의 비결정영역(amorphous region)의 쉬운 파괴로 인해 다양한 주기적 길이(평균 길이: 1.2 - 13.8 μm)를 가지는 PLLA 망의 아미노분해(aminolysis)와 같은 화학적 방법으로 나노로드를 제조하였다. In Korean Patent Application No. 2014-0117060, PLA (poly L-lactide) was used to prepare electrospun fibers. The prepared electrospun net was cut into small pieces, which were then mixed with 10 wt% hexamethylenediamine , HMDA) was dissolved in isopropyl alcohol (IPA), and the mixture was strongly mixed at 200 rpm for 30 minutes in a shaking incubator (SI-600R, Jeio Tech, Korea) at 37 ° C for fragmentation. The length of the fabricated particles varied from about 10 to 80 μm (average length: 28.9 μm), and the fiber diameter remained almost the original fiber diameter due to the relatively short amino decomposition time. Also, et. al. Due to the easy destruction of amorphous regions between lamellar crystalline domains under shear-stress at the 2008 Macromolecule Rapid Communication 29, 1231-1236, various cyclic lengths (average length: 1.2-13.8 μm ) Were prepared by chemical methods such as aminolysis of PLLA network.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 PCL 및 다양한 생체고분자를 이용하여 길이조절이 가능한 나노/마이크로로드를 제조하는 데 있다.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to manufacture a nano / micro rod capable of controlling the length by using PCL and various biopolymers.
또한 본 발명의 목적은 나노/마이크로로드를 히알루론산과 같은 담체와 혼합하여 주사주입이 가능한 나노/마이크로로드 형태로 개발하는 데 목적이 있다.It is also an object of the present invention to develop a nano / micro rod type in which nano / micro rods are mixed with a carrier such as hyaluronic acid to enable injection.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 생분해성 고분자를 이용하여 전기방사를 실시하는 전기방사단계; 전기방사된 섬유를 컬렉터에 수집하는 섬유수집단계; 수집된 섬유를 일정 길이로 절단수단을 통해 절단하는 절단단계; 절단된 섬유를 절단수단과 분리하는 분리단계; 및 상기 절단단계에서 10~100mm까지 길이조절이 가능하도록 늘려서 절단하는 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrospinning method, comprising: electrospinning an electrospinning process using a biodegradable polymer; A fiber collecting step of collecting the electrospun fiber to a collector; A cutting step of cutting the collected fibers through a cutting means to a predetermined length; A separation step of separating the cut fibers from the cutting means; The present invention also provides a method of manufacturing an electrospun fiber-based nano / micro rod, characterized in that it is stretched so as to be adjustable in length from 10 to 100 mm in the cutting step.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 절단단계 이후 절단된 나노/마이크로로드는 액화질소에서 동결한 뒤 이를 100μm~100mm 길이로 절삭할 수 있는 동결절삭단계를 추가로 포함하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법을 제공한다.In addition, according to the present invention, the nano / micro rod cut after the cutting step may be frozen in liquefied nitrogen and then subjected to a freezing and cutting step capable of cutting it to a length of 100 m to 100 mm, Of the present invention.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 생분해성 고분자는 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL Mn=80000, 60000, 45000), 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산)PDLLA), 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(라틱-글리콜산)(PLGA), 폴리메틸메타아크릴레이트 (poly methyl metaacrylate), (폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 하이드록시 아파타이트 (hydroxyapatite), 피브릴(fibril), 알지내이트 (alginate), 3인산칼슘으로 이루어진 군에서 1이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법을 제공한다.According to the present invention, the biodegradable polymer is selected from the group consisting of polycaprolactone (PCL Mn = 80000, 60000, 45000), poly (L-lactic acid) (PLLA), poly (D, L- (PGA), poly (lactic-glycolic acid) (PLGA), poly methyl metaacrylate, poly (hydroxyalkanoate), polydioxanone (PDS), polytrimethyl A method for producing an electrospun fiber-based nano / micro rod, characterized in that the compound is at least one compound selected from the group consisting of phosphate, carbonate, carbonate, carbonate, carbonate, carbonate, to provide.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 생분해성 고분자는 선형 폴리머 (linear polymer), 코폴리머(copolymer), 터폴리머(terpolymer) 또는 다른 종류의 호모/코/터 (homo/co/ter)폴리머를 혼합한 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법을 제공한다.According to the present invention, the biodegradable polymer may be prepared by mixing a linear polymer, a copolymer, a terpolymer or other homo / co / ter polymer Wherein the nano / micro rods are manufactured by a method of manufacturing an electrospun fiber-based nano / micro rod.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 콜렉터는 방사된 섬유가 서로 겹치지 않으면서 나란하게 방사되도록 하며, 섬유가 상기 콜렉터의 2지점에 붙어 있는 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법을 제공한다.According to the present invention, there is also provided a method of manufacturing an electrospun fiber-based nano / micro rod, characterized in that the collector causes the radiated fibers to emit in a side-by-side fashion without overlapping each other and the fibers are attached to two points of the collector to provide.
또한, 본 발명에 따르면, ㄷ자형 또는 이격되어 있는 2개의 바 형태인 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법을 제공한다.Also, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing an electrospun fiber-based nano / micro rod characterized by being in the shape of two bars having a C shape or a spaced apart shape.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 절단수단은 방사된 섬유를 늘려서 절단할 수 있는 고체물질로, 섬유가 콜렉터에 붙어 있는 지점 부근의 위치에서 절단될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법을 제공한다.According to the present invention, the cutting means is a solid material capable of cutting and cutting the spun fibers, so that the fibers can be cut at a position near the point where the fibers are attached to the collector. A method of manufacturing a micro-rod is provided.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제조방법으로 제조된 나노/마이크로로드를 담체에 혼합하여 주사주입이 가능하도록 형성한 주사주입제로서, 상기 담체는 히알루론산(hyaluronic acid), 카르복시메틸셀룰로우스(carboxymethyl cellulose), 콜라젠 (collagen), 알긴산(alginic acid), 젤라틴(gelatin), 엘라스틴(elastin), 식염수, 증류수 중 1이상 이용하는 것을 특징으로 하는 주사주입제를 제공한다.According to the present invention, there is also provided an injection injecting agent which is prepared by mixing nano / micro rods prepared by the above-described method with a carrier and injecting the injected injectable agent, wherein the carrier comprises hyaluronic acid, carboxymethylcellulose wherein at least one of carboxymethyl cellulose, collagen, alginic acid, gelatin, elastin, saline, and distilled water is used.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 나노/마이크로로드는 임플란트(implant), 필러(filler), 및 세포지지체 (scaffold) 중 어느 하나로 이용이 가능한 주사주입제를 제공한다.In addition, according to the present invention, the nano / micro rod provides an injecting agent which can be used as any one of an implant, a filler, and a scaffold.
본 발명에 따른 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법 및 이로부터 제조된 주사주입제는 폴리카프로락톤과 같은 연성이 강한 생체재료로 만든 정열된 나노섬유로부터 손쉽게 나노/마이크로로드를 제조할 수 있다.The method for preparing an electrospun fiber-based nano / micro rod according to the present invention and the injection injecting agent prepared therefrom can easily produce nano / micro rods from a regulated nanofiber made of a soft biocompatible material such as polycaprolactone have.
본 발명에 따른 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법으로 제조된 나노/마이크로로드는 길이를 100μm 내지 10cm로 조절할 수 있다. The nano / micro rod manufactured by the method of manufacturing an electrospun fiber-based nano / micro rod according to the present invention can be adjusted to have a length of 100 μm to 10 cm.
본 발명에 따른 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법으로 제조된 나노/마이크로로드는 히알루론산 등의 담체와 혼합 후 3차원 네트워크를 형성하는 주사주입제로 사용이 가능하다.The nano / micro rod manufactured by the method of manufacturing an electrospun fiber-based nano / micro rod according to the present invention can be used as an injecting agent for forming a three-dimensional network after mixing with a carrier such as hyaluronic acid.
본 발명에 따른 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법 및 이로부터 제조된 나노/마이크로로드가 함유된 주사주입제는 세포지지체, 필러, 임플란트 등으로 응용될 수 있다.The method of preparing an electrospun fiber-based nano / micro rod according to the present invention and the injection injecting agent containing nano / micro rods prepared therefrom can be applied to cell supports, fillers, implants and the like.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조공정도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법에서 방사된 섬유를 수집 및 절단하는 모습을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 폭이 26mm인 글라스 절단수단 위의 나노/마이크로 로드의 현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예1에서 소니케이터를 사용하여 나노/마이크로로드를 에탄올 용액으로 분리시킨 후 글라스 위에 모습을 찍은 현미경 사진이다.
도 5는 실시예 3에서 나노/마이크로로드를 액화질소에 담근 후 커터(cutter)로 1회 동결절삭한 모습을 나타낸 현미경 사진이다.
도 6는 실시예 3에서 나노/마이크로로드를 액화질소에 담근 후 커터(cutter)로 무작위로 동결절삭한 모습을 나타낸 현미경 사진이다.
도 7은 실시예 6에서 길이가 25mm인 동결절삭된 나노/마이크로로드들이의 담체(히알루론산)와를 혼합되어 3차원구조체로 다공성 네트워크를 형성하는 주사주입제의 현미경 사진이다.
도 8은 실시예 6에서 준비된 랜덤하게 동결절삭된 단일 나노/마이크로로드가 담체와 혼합되어 다공성구조를 형성한 모습의 현미경 사진이다.
도 9는 실시예 6에서 랜덤하게 동결절삭한 단일 나노/마이크로로드가 담체와 혼합된 모습의 현미경 사진이다.FIG. 1 is a schematic view illustrating a manufacturing process of an electrospun fiber-based nano / micro rod according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a method of collecting and cutting fibers emitted in the method of manufacturing an electrospun fiber-based nano / micro rod according to an embodiment of the present invention.
3 is a micrograph of a nano / micro rod on a glass cutting means having a width of 26 mm in Example 1 of the present invention.
FIG. 4 is a micrograph of a sample taken on a glass after separating a nano / micro rod into an ethanol solution using a sonicator in Example 1 of the present invention.
Fig. 5 is a micrograph showing a state where the nano / micro rod is immersed in liquefied nitrogen in Example 3 and then freezed once with a cutter.
FIG. 6 is a micrograph showing a state where the nano / micro rod is immersed in liquefied nitrogen and then subjected to random freezing with a cutter in Example 3. FIG.
7 is a photomicrograph of an injection injecting agent mixed with a carrier (hyaluronic acid) of freeze-cut nano / micro rods having a length of 25 mm in Example 6 to form a porous network with a three-dimensional structure.
8 is a micrograph of a randomly frozen single nano / micro rod prepared in Example 6 mixed with a carrier to form a porous structure.
FIG. 9 is a micrograph of a single nano / micro rod randomly frozen in Example 6 mixed with a carrier. FIG.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that, in the drawings, the same components or parts have the same reference numerals as much as possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as to avoid obscuring the subject matter of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.As used herein, the terms "substantially", "substantially", and the like are used herein to refer to a value in or near the numerical value when presenting manufacturing and material tolerances inherent in the meanings mentioned, Absolute numbers are used to prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the mentioned disclosure.
본 발명은 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법 및 이를 이용한 주사주입제에 관한 것으로, 생분해성 고분자를 이용하여 전기방사를 실시하는 전기방사단계; 전기방사된 섬유를 컬렉터에 수집하는 섬유수집단계; 수집된 섬유를 일정 길이로 절단수단을 통해 절단하는 절단단계; 및 절단된 섬유를 절단수단과 분리하는 분리단계를 포함하되, 상기 절단단계에서 10~100mm까지 길이조절이 가능하도록 늘려서 절단하여 제조하는 나노/마이크로로드인 것이 특징이며, 이를 주사주입제에 이용할 수 있다.The present invention relates to a method for producing an nano / micro rod based on an electrospun fiber and an injection injecting agent using the same, the electrospinning step of electrospinning using a biodegradable polymer; A fiber collecting step of collecting the electrospun fiber to a collector; A cutting step of cutting the collected fibers through a cutting means to a predetermined length; And a separating step of separating the cut fibers from the cutting means, wherein the nano / micro rods are manufactured by extending and cutting to a length of 10 to 100 mm in the cutting step, have.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조공정도를 개략적으로 나타낸 것이다.FIG. 1 is a schematic view illustrating a manufacturing process of an electrospun fiber-based nano / micro rod according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법에서 방사된 섬유를 수집 및 절단하는 모습을 개략적으로 나타낸 것이다.FIG. 2 is a schematic view illustrating a method of collecting and cutting fibers emitted in the method of manufacturing an electrospun fiber-based nano / micro rod according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 전기방사단계, 수집단계, 절단단계 및 분리단계로 구성되며, 추가적으로 절단단계 이후에 동결절삭단계를 포함한다.The present invention consists of an electrospinning step, a collecting step, a cutting step and a separating step, and further includes a freezing step after the cutting step.
전기방사단계에서는 전기방사장치를 이용하여 생분해성 고분자 섬유를 방사시킨다.In the electrospinning step, an electrospinning device is used to emit biodegradable polymer fibers.
전기방사장치는 일반적으로 사용하는 것을 이용하는 데, 이용하는 전기방사장치는 특별히 제한되지 않는다.The electrospinning apparatus is generally used, and the electrospinning apparatus to be used is not particularly limited.
전기방사장치내에 생분해성 고분자 및 용매를 넣어 용액상태로 만들어 준 후, 이를 방사하게 된다.A biodegradable polymer and a solvent are put into the electrospinning device to make it into a solution state, and then it is spun.
여기서 생분해성 고분자는 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL), 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산)PDLLA), 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(라틱-글리콜산)(PLGA), 폴리메틸메타아크릴레이트 (poly methyl metaacrylate), (폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 하이드록시 아파타이트 (hydroxyapatite), 피브릴(fibril), 알지내이트 (alginate), 3인산칼슘 등으로 이루어진 군에서 1이상의 화합물일 수 있다.Here, biodegradable polymers include polycaprolactone (PCL), poly (L-lactic acid) (PLLA), poly (D, L-lactic acid) PDLLA), poly (glycolic acid) (PGA) (PLGA), poly methyl metaacrylate, poly (hydroxyalkanoate), polydioxanone (PDS), polytrimethylenecarbonate, hydroxyapatite, fibril ), Alginate, calcium triphosphate, and the like.
또한, 상기 생분해성 고분자는 선형 폴리머 (linear polymer), 코폴리머(copolymer), 터폴리머(terpolymer) 또는 다른 종류의 호모/코/터 (homo/co/ter)폴리머를 혼합한 것일 수 있다.The biodegradable polymer may be a mixture of a linear polymer, a copolymer, a terpolymer, or another kind of homo / co / ter polymer.
폴리카프로락톤(PCL)의 경우에는 Mn=80000, 60000, 45000을 이용할 수 있다.In the case of polycaprolactone (PCL), Mn = 80000, 60000 and 45000 can be used.
전기방사를 통해 나노 또는 마이크로 로드를 제조할 수 있는 데, 이는 전기방사장치에서 방사시킬 때 사용하는 니들팁의 직경을 조절하거나 방사시 니들팁과 섬유를 이를 수집하는 컬렉터 간의 간격을 조절함으로써 수백나노미터에서 수마이크로미터까지 정열된 나노섬유의 직경을 제조할 수 있다.Electrospinning can produce nano- or micro-rods, which can be controlled by controlling the diameter of the needle tip used when spinning in an electrospinning device or by adjusting the spacing between collectors that collect needle tips and fibers upon spinning, Diameters of nanofibers aligned from meters to a few micrometers can be produced.
본 발명의 수집단계에서는 전기방사를 토출된 섬유를 수집하는 것으로 컬렉터에 나란하게 섬유가 방사되도록 한다.In the collecting step of the present invention, collecting the discharged fibers with electrospinning causes the fibers to be radiated side by side to the collector.
상기 컬렉터는 ㄷ자형 또는 이격되어 있는 2개의 바 형태일 수 있다. 상기 이격되어 있는 2개의 바에서 2개의 바는 평행일 수도 평행이 아닐 수도 있다. The collector may be in the form of a C-shaped or two separated bars. The two bars in the two spaced apart bars may be parallel or non-parallel.
상기 콜렉터는 방사된 섬유가 서로 겹치지 않으면서 나란하게 방사되도록 하며, 섬유가 상기 콜렉터의 2지점에 붙어 있는 것을 특징으로 한다.The collector is characterized in that the radiated fibers are allowed to emit in a side-by-side fashion without overlapping each other, wherein the fibers are attached to two points of the collector.
상기 콜렉터는 ㄷ자형에서 위아래의 간격 및 이격되어 있는 2개의 바의 간격은 10~100mm일 수 있다. 이를 통해 수집된 섬유는 이후 절단시 일정한 크기로 절단될 수 있다.The collector may have a U-shape and a gap between the upper and lower bars and a distance between the two bars may be 10 to 100 mm. The fibers thus collected can be cut to a certain size upon subsequent cutting.
도 2의 (a)를 참조하면, ㄷ자형 콜렉터에 위아래에 걸치도록 섬유가 나란하게 방사된다. 상기 방사된 섬유는 서로 겹치게 배치되지 않으며 나란하게 배치되어 서로 붙지 않도록 방사시킬 수 있다.Referring to FIG. 2 (a), the fibers are radiated in parallel so as to span the C-shaped collector. The radiated fibers may be arranged so that they do not overlap with each other but are arranged side by side so as not to stick together.
수집단계 이후에 절단단계를 진행하는 데, 상기 절단단계는 절단수단을 이용하여 방사된 섬유를 절단한다.The cutting step is followed by the collecting step, wherein the cutting step uses the cutting means to cut the spun fibers.
상기 절단단계에서 절단수단의 통해 방사된 섬유를 콜렉터로 부터 늘려서 끊어 낼 수 있다. (도 2의 (b) 참조)The fibers radiated through the cutting means in the cutting step can be stretched from the collector and cut off. (See Fig. 2 (b)).
상기 절단수단은 방사된 섬유를 늘려서 절단할 수 있는 고체물질로, 섬유가 콜렉터에 붙어 있는 지점 부근의 위치에서 절단될 수 있도록 한다.The cutting means is a solid material that can cut and cut the spun fibers so that they can be cut at a location near the point where the fibers are attached to the collector.
또한, 상기 절단수단은 글라스, ㄷ자형의 스테인레스스틸, 철사, 플라스틱물질, 사각형 형태의 스테인레스스틸, 철사, 플라스틱물질 등으로 모양, 형태 및 재료에 대해서는 특별히 제한되지 않으며, 콜렉터의 폭의 안쪽을 절단할 수 있으면 된다.The cutting means is not particularly limited in terms of shape, shape and material, such as glass, C-shaped stainless steel, wire, plastic material, rectangular stainless steel wire, If possible.
분리단계Separation step
절단된 섬유를 절단수단으로부터 분리할 수 있는 데, 소니케이터(sonicator)를 이용하여 절단수단으로부터 섬유를 분리해 낼 수 있다. 이는 에탄올 등의 액상의 물질에 담구어 실시한다.The cut fibers can be separated from the cutting means, and the fibers can be separated from the cutting means using a sonicator. It is immersed in a liquid substance such as ethanol.
또한 소니케이터을 대신하여 증류수, 에탄올, 메탄올 등의 액체를 흘려서 절단된 섬유를 절단수단으로부터 분리할 수 있다. 분리된 섬유가 들어있는 에탄올 및 증류수와 같은 용액을 2일간 자연건조하거나 동결건조 후 주사주입제로 만들기 위해 히알루론산과 같은 담체와 혼합하였다.In addition, a liquid such as distilled water, ethanol, or methanol can be flowed in place of the sonicator to separate the cut fibers from the cutting means. Solutions such as ethanol and distilled water containing separated fibers were naturally dried for two days or mixed with a carrier such as hyaluronic acid to make lyophilized and injectable solutions.
또한 본 발명은 절단단계 이후에 냉동절삭단계를 추가로 진행할 수 있다.Further, the present invention can further carry out a freezing cutting step after the cutting step.
절단된 섬유를 절단수단과 분리하기 전에 액화질소에 충분히 담구어서 커터를 사용하여 냉동절삭하였다. 또는 절단된 섬유가 있는 절단수단을 에탄올 또는 증류수에 담근 후 액화질소를 충분히 부어 냉동시키고 그 후 커터를 사용하여 절삭하였다. The cut fibers were thoroughly dipped in liquefied nitrogen prior to separation from the cutting means and were freeze-cut using a cutter. Or cutting means with cut fibers were immersed in ethanol or distilled water, the liquefied nitrogen was sufficiently poured to freeze, and then cut using a cutter.
즉, 절단단계에서 절단된 나노/마이크로로드는 액화질소에서 동결한 뒤 이를 100μm~100mm까지 원하는 길이로 커터를 사용하여 동결절삭할 수 있다.That is, the nano / micro rod cut in the cutting step can be frozen in liquefied nitrogen and then freeze-cut using a cutter to a desired length from 100 μm to 100 mm.
또한, 본 발명은 전기방사단계, 수집단계, 절단단계 및 분리단계 제조된 나노/마이크로로드 또는 상기 절단단계 이후에 냉동절삭단계를 추가하여 제조된 나노/마이크로로드를 주사주입제로 활용 가능하다.In addition, the present invention can utilize the nano / micro-rod manufactured in the electrospinning step, the collecting step, the cutting step and the separation step or the nano / micro-rod prepared by adding the frozen cutting step after the cutting step as an injection injecting agent.
나노/마이크로로드를 담체에 혼합하여 주사주입이 가능한 주사주입제를 제조할 수 있는 데, 상기 담체로는 히알루론산 (hyaluronic acid), 카르복시메틸셀룰로우스(carboxymethyl cellulose), 콜라젠 (collagen), 알긴산 (alginic acid), 젤라틴(gelatin), 엘라스틴(elastin), 식염수, 증류수 중 1이상을 이용할 수 있다.The nano / micro-rod may be mixed with a carrier to prepare an injection injecting agent capable of injecting injections. Examples of the carrier include hyaluronic acid, carboxymethyl cellulose, collagen, alginic acid at least one of alginic acid, gelatin, elastin, saline, and distilled water may be used.
또한, 상기 나노/마이크로로드는 플란트(implant), 필러 (filler), 및 세포지지체 (scaffold) 중 어느하나로 이용이 가능한 주사주입제로 활용할 수 있다.In addition, the nano / micro rod can be used as an injection injecting agent that can be used as any one of an implant, a filler, and a scaffold.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
실시예 1Example 1
폴리카프로락톤(Sigma Aldrich Mn=80000, 45000)을 전기방사하는 데, 전기방사 컬렉터는 stainless steel의 ㄷ자형 컬렉터를 형성하여 상기 ㄷ자형 컬렉터의 위아래에 전기방사 섬유가 정열될 수 있도록 하였다. ㄷ자형 컬렉터의 길이는 150mm 정도이고 위아래의 폭을 10~100mm로 조절하여 10~100mm의 정열된 섬유를 제조할 수 있다. 방사 파라미터는 80부피%/20부피%의 클로로포름 (chloroform)-메탄올 (methanol)중에 폴리카프로락톤 (polycaprolactone)의 12~15wt%가 되도록 하였으며, 용액을 표적 ㄷ자형 컬렉터로부터 5~15cm 떨어지도록 하여 21 게이지 블런트 니들 (gauge blunt needle)을 통해서 수행하였다. 니들전압은 0 kV이고 표적 플레이트는 -4.9kV 전압으로 음성으로 바이어스된 후 30초 동안 방사하였다. 니들과 컬렉터간의 거리가 5cm에서 15cm까지 늘어남에 따라 섬유직경은 5μm에서 300nm로 직경을 조절할 수 있었다. 특히, 니들과 컬렉터간의 거리가 5cm이었을 때 섬유직경은 2-5μm이었다.Electrospinning of polycaprolactone (Sigma Aldrich Mn = 80000, 45000), the electrospinning collector formed a stainless steel C-shaped collector to allow the electrospun fibers to be aligned above and below the C-shaped collector. The length of the U-shaped collector is about 150 mm, and the width of the upper and lower portions is adjusted to 10 to 100 mm, so that a 10 to 100 mm of aligned fibers can be produced. The spinning parameters were 12 to 15 wt% of polycaprolactone in chloroform-methanol at 80 vol% / 20 vol%, and the solution was set at 21 to 15 cm away from the target U- ≪ / RTI > gauge blunt needle. The needle voltage was 0 kV and the target plate was negatively biased to a voltage of -4.9 kV and then emitted for 30 seconds. As the distance between the needle and the collector increased from 5 cm to 15 cm, the diameter of the fiber could be adjusted from 5 μm to 300 nm. In particular, when the distance between the needles and the collector was 5 cm, the fiber diameter was 2-5 μm.
ㄷ자형 전기방사 컬렉터에 정열된 섬유는 섬유길이가 10~76mm가 되도록 절단수단으로 글라스를 이용하였는데, 상기 글라스로 현미경 슬라이드(76x26x1mm)의 폭이 10~76mm가 되도록 조절하여 ㄷ자형 전기방사컬렉터에 정열된 나노/마이크로 섬유를 늘려 끊어서 나노/마이크로로드를 절단할 수 있다.The fibers arranged in the C-shaped electrospinning collector were cut to a length of 10 to 76 mm by using glass as a cutting means. The width of the glass microscope slides (76 x 26 x 1 mm) was adjusted to be 10 to 76 mm to obtain a C-shaped electrospinning collector The nano / micro rods can be cut by stretching the aligned nano / micro fibers.
원하는 길이의 나노/마이크로로드를 만들기 위해 글라스인 현미경 슬라이드의 폭을 조절/가공하여 원하는 길이로 전기방사 섬유를 절단하였다. 그 후 절단된 섬유가 있는 글라스를 에탄올용액에 담근 후 30초정도 소니케이터를 이용하여 글라스와 나노/마이크로로드를 분리하고 에탄올을 완전히 건조시켜 나노/마이크로로드를 제조하였다.To make the desired length of nano / micro-rod, the width of the glass-made microscope slide was adjusted / processed to cut the electrospun fiber to the desired length. After the glass with cut fiber was immersed in ethanol solution, the glass and nano / micro rod were separated using a sonicator for 30 seconds, and ethanol was completely dried to prepare nano / micro rod.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 폭이 26mm인 글라스 절단수단 위의 나노/마이크로 로드의 현미경 사진이다.3 is a micrograph of a nano / micro rod on a glass cutting means having a width of 26 mm in Example 1 of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예1에서 소니케이터를 사용하여 나노/마이크로로드를 에탄올 용액으로 분리시킨 후 글라스 위에 모습을 찍은 현미경 사진이다.FIG. 4 is a micrograph of a sample taken on a glass after separating a nano / micro rod into an ethanol solution using a sonicator in Example 1 of the present invention.
도 3을 참조하면, 절단수단인 글라스를 통해 콜렉터에 방사된 섬유를 늘려 끊는 경우 글라스 위에 방사된 섬유인 나노/마이크로로드가 있음을 확인할 수 있다. 이를 통해 글라스와 같은 절단수단으로 섬유를 늘려서 절단할 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that when the fibers radiated to the collector are cut out by cutting through the glass, which is the cutting means, there is a nano / micro rod which is the fiber radiated on the glass. It can be seen that the fiber can be cut by cutting means such as glass.
도 4를 참조하면, 소니케이터를 사용하여 글라스에서 나노/마이크로로드를 에탄올 용액으로 분리시킨 후 글리스 위에는 나노/마이크로로드가 존재하지 않음을 보여준다. Referring to FIG. 4, a nano / micro rod is separated from the glass into an ethanol solution using a sonicator, and there is no nano / micro rod on the gliss.
실시예 2Example 2
실시예 1과 동일하게 실시하되,The procedure of Example 1 was repeated,
절단수단으로 ㄷ자형의 절단수단을 이용하여 컬렉터에 있는 섬유를 절단하여 ㄷ자형 절단수단에서 나노/마이크로로드를 에탄올 속으로 분리하였다.The fibers in the collector were cut using a C-shaped cutting means as a cutting means to separate the nano / micro rods into ethanol by a C-shaped cutting means.
실시예 3Example 3
실시예 1과 동일하게 실시하되,The procedure of Example 1 was repeated,
나노/마이크로로드를 폭이 26mm의 현미경 슬라이드글라스에 수집된 늘려서 끊은 나노/마이크로로드를 액화질소에 담근 후 커터(cutter)로 동결절삭하였다. 그 후 절단된 섬유가 있는 글라스를 에탄올용액에 담근 후 30초정도 소니케이터를 이용하여 또는 에탄올과 같은 용액을 나노/마이크로로드가 절단된 글라스 위에 흘려서 글라스와 나노/마이크로로드를 분리하고 에탄올을 완전히 건조시켜 나노/마이크로로드를 제조하였다.The nano / micro rod was immersed in liquefied nitrogen and then freezed with a cutter. The nano / micro rod was collected in a 26 mm wide microscope slide glass. After the glass with the cut fiber was immersed in ethanol solution, the glass and nano / micro rod were separated by using a sonicator or a solution such as ethanol on a glass cut with nano / micro rod for about 30 seconds, and ethanol Completely dried to prepare a nano / micro rod.
도 5는 실시예 3에서 나노/마이크로로드를 액화질소에 담근 후 커터(cutter)로 1회 동결절삭한 모습을 나타낸 현미경 사진이다.Fig. 5 is a micrograph showing a state where the nano / micro rod is immersed in liquefied nitrogen in Example 3 and then freezed once with a cutter.
도 6는 실시예 3에서 나노/마이크로로드를 액화질소에 담근 후 커터(cutter)로 무작위로 동결절삭한 모습을 나타낸 현미경 사진이다.FIG. 6 is a micrograph showing a state where the nano / micro rod is immersed in liquefied nitrogen and then subjected to random freezing with a cutter in Example 3. FIG.
도 5를 참조하며, 길이가 26 mm인 늘려 끊은 나노/마이크로로드의 양 끝단을 액체질소에 담근 후 절단한 경우 동결절단한 나노/마이크로로드의 길이가 25mm이었다 Referring to FIG. 5, when both ends of a stretched nano / micro rod having a length of 26 mm were immersed in liquid nitrogen and then cut, the length of the frozen cut nano / micro rod was 25 mm
도 6을 참조하면, 무작위(random)로 동결절삭한 나노/마이크로로드의 직경은 평균 3μm이고 길이는 100-400μm까지였다. Referring to FIG. 6, randomly freeze-cut nano / micro rods have an average diameter of 3 μm and a length of 100-400 μm.
실시예 4Example 4
실시예 1과 동일하게 실시하되The procedure of Example 1 was repeated, except that
길이가 76mm인 늘려 끊은 나노/마이크로로드의 양 끝단을 동결절삭하여 제조하였다.Both ends of the stretched nano / micro rod with a length of 76 mm were prepared by freezing.
실시예 4와 같이 동결절삭한 나노/마이크로로드의 길이는 75mm이었다. 그러므로 동결절삭한 나노/마이크로로드의 길이는 약 100μm-75mm까지 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.The length of the nano / micro rod cut by freezing as in Example 4 was 75 mm. Therefore, it was confirmed that the length of the nano / micro rods cut by freezing is about 100 μm-75 mm.
실시예 5Example 5
실시예 1과 동일하게 실시하되,The procedure of Example 1 was repeated,
에탄올을 완전히 건조시킨 늘려 끊은 나노/마이크로로드를 1차 증류수 또는 에탄올을 이용하여 피펫팅 한 후 액화질소에 나노/마이크로로드가 들어있는 증류수 또는 에탄올을 액체질소를 이용하여 충분히 냉각시키고 커터를 사용하여 랜덤하게 절단한 후 동결절단한 나노/마이크로로드의 길이는 약 100-1000μm이었다. The nano / micro rods that had been completely dried with ethanol were pipetted using primary distilled water or ethanol, and then distilled water or ethanol containing nano / micro rods in liquid nitrogen was sufficiently cooled by using liquid nitrogen. Using a cutter The length of the nano / micro rod after the random cutting and the frozen cutting was about 100-1000 mu m.
실시예 6 : PCL로 제조한 단일섬유와 담체(히알루론산)를 혼합한 주사주입제Example 6: Injection injected with a mixture of a single fiber prepared by PCL and a carrier (hyaluronic acid)
실시예 3에서 제조된 나노/마이크로로드를 길이가 25 mm인 동결절단한 나노/마이크로로드를 20mg/ml의 히알루론산 (Wako, 분자량: 1,500,000) 수용액에 혼합하고 23G의 니들팁(needle tip)을 통과한 후 나노/마이크로로드들을 관찰하였다.The nano / micro rod prepared in Example 3 was mixed with an aqueous solution of 20 mg / ml of hyaluronic acid (Wako, molecular weight: 1,500,000) and a 23 G needle tip After passing, nano / micro rods were observed.
도 7은 실시예 6에서 길이가 25mm인 동결절삭된 나노/마이크로로드들이의 담체(히알루론산)와를 혼합되어 3차원구조체로 다공성 네트워크를 형성하는 주사주입제의 현미경 사진이다. 7 is a photomicrograph of an injection injecting agent mixed with a carrier (hyaluronic acid) of freeze-cut nano / micro rods having a length of 25 mm in Example 6 to form a porous network with a three-dimensional structure.
도 7을 참조하면, 길이가 25mm인 나노/마이크로로드는 담체와 혼합되고 23G를 니들팁(needle tip)을 통과한 후에도 3차원 네트워크구조를 이루고 있다. 길이가 25mm인 나노/마이크로로드의 경우 나노/마이크로로들이 다공성 네트워크을 형성하는 3차원 구조체를 형성하였다.Referring to FIG. 7, a nano / micro rod having a length of 25 mm is mixed with a carrier and has a three-dimensional network structure even after passing a 23G needle tip. Nano / micro rods with a length of 25 mm form a three-dimensional structure that forms a porous network of nano / micro rods.
도 8은 실시예 6에서 준비된 랜덤하게 동결절삭된 단일 나노/마이크로로드가 담체와 혼합되어 다공성구조를 형성한 모습의 현미경 사진이다.8 is a micrograph of a randomly frozen single nano / micro rod prepared in Example 6 mixed with a carrier to form a porous structure.
도 8을 참조하면, 동결절단한 단일 나노/마이크로로드의 길이가 1000μm 보다 훨씬 긴 경우에는 나노/마이크로로드가 무정형으로 얽혀 다공성 구조를 형성하고 있음을 보이고 있다.Referring to FIG. 8, when the length of the single nano / micro rods cut by frozen cutting is much longer than 1000 μm, it is shown that the nano / micro rods are amorphous entangled to form a porous structure.
도 9는 실시예 6에서 랜덤하게 동결절삭한 단일 나노/마이크로로드가 담체와 혼합된 모습의 현미경 사진이다.FIG. 9 is a micrograph of a single nano / micro rod randomly frozen in Example 6 mixed with a carrier. FIG.
랜덤하게 동결절삭한 나노/마이크로로드가 100μm 정도길이를 가질 경우 담체와 혼합전의 나노/마이크로로드 형태를 유지하고 있다. When a randomly frozen nano / micro-rod has a length of about 100 μm, it maintains the nano / micro-rod shape before mixing with the carrier.
즉, 단일 나노/마이크로섬유의 길이가 100μm로 짧은 경우에는 담체와 혼합전의 선형 구조와 유사하게 선형에 가까운 형태를 보이고 있었다.That is, when the length of the single nano / micro fiber is as short as 100 μm, the shape is close to the linear shape similar to the linear structure before mixing with the carrier.
실시예 7 : PCL로 제조한 단일섬유와 담체(히알루론산)를 혼합한 주사주입제Example 7: Injection injected with a mixture of a single fiber prepared by PCL and a carrier (hyaluronic acid)
실시예 1에서 제조된 나노/마이크로로드를 길이가 26mm의 폴리카프로락톤의 나노/마이크로로드들을 20mg/ml의 히알루론산 (Wako, 분자량: 1,500,000) 수용액과 혼합 후 23G의 니들팁(needle tip)을 통과시켜 나노/마이크로로드들의 형태를 관찰하였다. The nano / micro rod of the nano / micro rod of 26 mm in length prepared in Example 1 was mixed with 20 mg / ml of hyaluronic acid (Wako, molecular weight: 1,500,000) aqueous solution and then a 23 G needle tip And observed the shape of nano / micro-rods.
실시예 7에서 제조된 길이가 26mm의 폴리카프로락톤 나노/마이크로로드들은 다공성 네트워크을 형성하는 3차원 구조를 형성하였으며 단일 나노/마이크로로드는 무정형으로 얽혀 다공성 구조를 형성하였다. 이는 실시예 6에서 제조한 길이가 25mm인 동결절단된 나노/마이크로로드의 담체(히알루론산)를 혼합한 주사주입제의 형태와 유사하다. The 26 mm length of the polycaprolactone nano / micro rods prepared in Example 7 formed a three-dimensional structure to form a porous network, and a single nano / micro rod was entangled amorphously to form a porous structure. This is similar to the shape of the injection injecting agent prepared by mixing the carrier (hyaluronic acid) of the nano / micro rod prepared in Example 6 and having a length of 25 mm.
현미경 관찰Microscopic observation
실시예에서 실시했던 현미경 글라스 위에 늘려 끊은 나노/마이크로로드, 나노/마이크로로드가 수집된 현미경 글라스를 증류수 또는 에탄올에 담그고 소니케이터 후, 동결절삭한 나노/마이크로로드, 담체와 섞은 후 23G 니들팁을 통과 시킨 후 늘려 끊은 나노/마이크로로드, 및 동결절삭한 나노/마이크로로드의 구조는 LV-10 microscope (Nikon, Tokyo, Japan) 와 NIS-Elements Documentation Version 4.00 (Nikon, Tokyo, Japan)을 사용하여 획득 및 분석하였다. 또한 공초점 현미경 (confocal microsphere)를 통해서도 나노/마이크로로드의 구조를 확인하였다. The microscope glass, which was collected on the microscope glass, was immersed in distilled water or ethanol. After the sonicator was mixed with the freeze-cut nano / micro rod and carrier, the 23G needle tip The structures of the nano / micro rods and freeze-cut nano / micro rods after passing through the LV-10 microscope (Nikon, Tokyo, Japan) and NIS-Elements Documentation Version 4.00 (Nikon, Tokyo, Japan) And analyzed. We also confirmed the structure of nano / micro rods through a confocal microsphere.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. Will be clear to those who have knowledge of.
Claims (9)
전기방사된 섬유를 컬렉터에 수집하는 섬유수집단계;
수집된 섬유를 일정 길이로 절단수단을 통해 절단하는 절단단계; 및
절단된 섬유를 절단수단과 분리하는 분리단계를 포함하되,
상기 절단단계에서 10~100mm까지 길이조절이 가능하도록 늘려서 절단하는 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법.
An electrospinning step of electrospinning using a biodegradable polymer;
A fiber collecting step of collecting the electrospun fiber to a collector;
A cutting step of cutting the collected fibers through a cutting means to a predetermined length; And
And a separating step of separating the cut fibers from the cutting means,
Wherein the cutting is performed by increasing the length to 10 to 100 mm in the cutting step so as to cut the nano / micro rod.
상기 절단단계 이후 절단된 나노/마이크로로드는 액화질소에서 동결한 뒤 이를 100μm~100mm 길이로 절삭할 수 있는 동결절삭단계를 추가로 포함하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the nano / micro rod cut after the cutting step further comprises a freezing step of freezing in the liquefied nitrogen and cutting it to a length of 100 m to 100 mm.
상기 생분해성 고분자는 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL Mn=80000, 60000, 45000), 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산)PDLLA), 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(라틱-글리콜산)(PLGA), 폴리메틸메타아크릴레이트 (poly methyl metaacrylate), (폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 하이드록시 아파타이트 (Hydroxyapatite), 피브릴(fibril), 알지내이트 (alginate), 3인산칼슘으로 이루어진 군에서 1이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법.
The method according to claim 1,
The biodegradable polymer is selected from the group consisting of polycaprolactone (PCL Mn = 80000, 60000, 45000), poly (L-lactic acid) (PLLA), poly (D, L- , Poly (lactic-glycolic acid) (PLGA), poly methyl metaacrylate, poly (hydroxyalkanoate), polydioxanone (PDS), polytrimethylenecarbonate, hydroxyapatite Wherein the compound is at least one compound selected from the group consisting of hydroxyapatite, fibril, alginate and calcium triphosphate.
상기 생분해성 고분자는 선형 폴리머 (linear polymer), 코폴리머(copolymer), 터폴리머(terpolymer) 또는 다른 종류의 호모/코/터 (homo/co/ter)폴리머를 혼합한 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the biodegradable polymer is a mixture of a linear polymer, a copolymer, a terpolymer, or another kind of homo / co / ter polymer. Based nano / micro rod.
상기 콜렉터는 방사된 섬유가 서로 겹치지 않으면서 나란하게 방사되도록 하며, 섬유가 상기 콜렉터의 2지점에 붙어 있는 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the collector causes the radiated fibers to emit in a side-by-side fashion without overlapping each other, wherein the fibers are attached to two points of the collector.
ㄷ자형 또는 이격되어 있는 2개의 바 형태인 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the rod is in the form of a bar having a U-shape or a spaced apart shape.
상기 절단수단은 방사된 섬유를 늘려서 절단할 수 있는 고체물질로,
섬유가 콜렉터에 붙어 있는 지점 부근의 위치에서 절단될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전기방사섬유 기반 나노/마이크로로드의 제조방법.
The method according to claim 1,
The cutting means is a solid material which can cut and cut the spun fibers,
So that the fibers can be cut at a position near the point where they are attached to the collector.
제1항 내지 제7항 중 제조된 나노/마이크로로드를 담체에 혼합하여 주사주입이 가능하도록 형성한 주사주입제로서, 상기 담체는 히알루론산(hyaluronic acid), 카르복시메틸셀룰로우스(carboxymethyl cellulose), 콜라젠 (collagen), 알긴산(alginic acid), 젤라틴(gelatin), 엘라스틴(elastin), 식염수, 증류수 중 1이상 이용하는 것을 특징으로 하는 주사주입제.
The method according to claim 1,
A nano / micro rod prepared in any one of claims 1 to 7 is mixed with a carrier and injected into the injection injecting agent so that the carrier can be injected with hyaluronic acid, carboxymethyl cellulose, Wherein at least one selected from the group consisting of collagen, alginic acid, gelatin, elastin, saline, and distilled water is used.
상기 나노/마이크로로드는 플란트(implant), 필러(filler), 및 세포지지체 (scaffold) 중 어느 하나로 이용이 가능한 주사주입제.The method according to claim 1,
Wherein the nano / micro rod is available as an implant, a filler, and a scaffold.
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CN110409006A (en) * | 2018-04-27 | 2019-11-05 | 浙江大学 | A kind of method that porous fibre is prepared by natural polymer and products thereof and application |
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