KR20190062067A - 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 생체친화성 폴리머 구조체 - Google Patents

다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 생체친화성 폴리머 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생체친화성 폴리머 소재를 사용하여 내부에 기공이 많은 다공성 구조체를 제조하는 것으로서, 자궁경부암 등의 수술환자의 수술부위에 도포하여 혈액이나 인체유래 용액을 흡수하고 지혈 및 조직재생이 잘 되도록 함으로써 수술 환자의 치료회복을 돕는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법에 관한 것이며, 또한, 본 발명의 다공성 생체친화성 폴리머 구조체는 수술부위 조직의 지혈 및 조직재생을 돕는 약물을 포함하도록 제조한 후에 서서히 약물을 방출하도록 함으로써 상처부위의 회복이 보다 신속하게 진행되도록 하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체에 관한 것이다.

Description

다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 생체친화성 폴리머 구조체{METHOD FOR FABRICATING BIOCOMPATIBLE POROUS STRUCTURED BLOCK AND BIOCOMPATIBLE POROUS STRUCTURED BLOCK FABRICATED THEREBY}
본 발명은 생체친화성 폴리머 소재를 사용하여 내부에 기공이 많은 다공성 구조체를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 다공성 구조체에 대한 것으로서, 보다 상세하게는, 인체에 접촉하여 사용하거나 인체 내에 삽입하여 사용하는 의료용 소재로 이용될 수 있는 다공성 구조체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 구조체에 대한 것이다.
다공성 구조체나 멤브레인은 일반적으로 수처리 공정에 많이 이용된다. 바닷물의 염분을 제거하여 담수로 만드는 과정에서 다양한 크기의 기공을 가지는 멤브레인을 사용하여 해수담수화 공정을 진행한다. 그리고, 생활하수나 산업용폐수 처리 과정에서도 다양한 크기의 기공을 가지는 다공성 구조체나 멤브레인을 사용하여 물리적인 방법으로 기공의 크기에 의한 오염물 제거를 할 수 있다. 그리고, 화학적인 친화성을 이용한 방법으로 다공성 구조체를 칼럼에 넣은 후에 처리하고자 하는 용액을 주입하면 칼럼 내부의 다공성 구조체를 지나는 동안에 화학적 친화성에 의해서 특정 기능기를 가진 유기 화합물이나 이온화된 중금속을 화학 흡착해 제거할 수 있다.
한편, 다공성 구조체나 멤브레인은 의료용 소재로서는 생체독성이 없는 섬유 소재를 사용하여 거즈나 붕대 등과 같이 만들어서 화상환자나 수술환자의 손상된 조직에 감싸서 둠으로써 손상된 피부 조직으로부터 나오는 혈액이나 진물을 흡수하고 외부의 오염물질이 직접 손상된 피부 조직에 접촉하는 것을 막아주는 역할을 한다.
그러나, 현재 의료용으로 사용되고 있는 섬유 소재 기반의 다공성을 가진 소재는 손상된 피부 조직에 사용하기에는 형태유지와 소형화 및 혈액흡수 정도 등에 있어서 한계가 있다. 특히, 자궁경부암 수술과 같은 수술환자의 손상된 조직에 사용하기 위한 생체친화성 다공성 구조체가 필요한 실정이다. 이와 같은 곳에 상기한 거즈나 붕대를 사용하기에는 어려움이 있다.
한국등록특허 제10-1019186호 (등록일: 2011.02.24.) 한국등록특허 제10-1684790호 (등록일: 2016.12.02.) 일본등록특허 제4353510호 (등록일: 2009.08.07.)
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 생체친화성 폴리머 소재를 사용하여 내부에 기공이 많은 구조체를 제조하는 것이며, 용액의 흡수율을 향상시키기 위하여 내부 기공을 많이 포함하는 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 다공성 생체친화성 폴리머 구조체 제조의 각공정은 1종 또는 2종 이상의 생체친화성 폴리머 용액과 경화제를 일정비율로 혼합한 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액에 일정비율의 수용성 폴리머 분말을 혼합하여 구조체 용액을 제조하는 단계; 상기 구조체 용액을 일정한 형태를 갖는 틀에 부어 넣는 단계; 상기 구조체 용액의 경화반응을 진행시키기 위하여 열이나 자외선을 부가하는 단계; 상기 구조체 용액의 경화반응 후 경화된 구조체를 상기 틀로부터 이형하는 단계; 상기 경화된 구조체에 포함된 상기 수용성 폴리머 분말을 물을 이용해 용해 제거하는 단계; 상기 수용성 폴리머 분말의 용해 제거 후 상기 경화된 구조체를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 생체친화성 폴리머 용액은, 인체와 접촉하거나 인체 내 삽입되어서 사용되어도 생체독성을 나타내지 않으며 열이나 자외선 조사를 부가함으로써 경화반응이 진행되어 분자량 증가에 의한 고형화가 진행되는 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 폴리머는 열에 의해 경화반응이 진행되는 폴리머 및 자외선 조사에 의해 경화반응이 진행되는 폴리머 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으며, 상기 열에 의해 경화반응이 진행되는 폴리머는, 실리콘 엘라스토머 및 에폭시 기능기나 우레탄 기능기를 포함하는 폴리머로부터 선택되며, 상기 자외선 조사에 의해 경화반응이 진행되는 폴리머는, 아크릴레이트 기능기 포함 폴리머 및 메타크릴레이트 기능기 포함 폴리머로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 실리콘 엘라스토머는 폴리디메틸실록세인(PolyDiMethylSiloxane, PDMS)인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 아크릴레이트 기능기 포함 폴리머는 폴리에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아크릴레이트(polyethylene glycol methyl ether acrylate, PEGMEA) 및 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(Polyethylene glycol diacrylate, PEGDA)으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 경화제는 열이나 자외선에 의해서 경화반응이 진행되도록 하는 것으로서 열 경화 개시제 및/또는 자외선 경화 개시제일 수 있으며, 상기 생체친화성 폴리머 용액에 대하여 0.1 내지 10 중량% 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 수용성 폴리머 분말은 물과 접촉할 시에 용해되는 특성을 가지며 생체독성이 없는 무해한 것으로서 폴리비닐파이롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 수산기 포함 폴리머 및 카르복시기 포함 폴리머로부터 선택되는 폴리머로 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 수산기 포함 폴리머는 폴리에틸렌 옥시드(Poly(ethylene oxide))인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 열이나 자외선을 부가하는 단계에서, 상기 생체친화성 폴리머 용액과 상기 경화제의 반응을 촉진하여 분자량이 증가하여 고형화가 진행되는 것으로서 열을 가할 시에 30 ℃ 내지 250 ℃ 범위이고 자외선을 가할 시에 200 nm 내지 400 nm 파장의 빛을 일정시간 부가하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 수용성 폴리머 분말을 용해 제거하는 단계에서, 상기 경화된 구조체를 과량의 물이 담긴 수조에 넣어서 장시간 유지함으로써 상기 경화된 구조체 내에 포함된 상기 수용성 폴리머 분말이 물에 용해되어 용출 제거되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 건조시키는 단계에서, 상기 경화된 구조체를 상온 내지 250 ℃의 온도 조건하에 일정시간 동안 유지함으로써, 상기 수용성 폴리머 분말을 용출 제거한 후 상기 경화된 구조체 안에 포함되었던 물이 증발 제거되어 상기 경화된 구조체 내부에 다량의 기공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 내부에 기공이 많은 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 용액 흡수율이 높아서 화상이나 수술부위에 도포하여 사용할 시에 혈액이나 인체유래 용액을 효과적으로 흡수하여 손상된 피부 조직의 재생효율을 높이며, 또한, 손상된 피부 조직에 다공성 생체친화성 폴리머 구조체가 도포되어 있으므로 외부의 병원성 미생물이나 유기 및 무기 오염물질의 접촉을 막아서 이차감염을 방지할 수 있으므로, 화상에 의한 피부손상이나 자궁경부암 수술 등에 의한 조직손상을 치료하는 과정에서 혈액이나 인체유래 용액을 흡수하고 조직재생이 신속히 진행되도록 하기 위하여 활용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다양한 종류의 생체친화성 폴리머 소재를 사용하여 열이나 자외선 부가에 의해서 경화 반응시킬 수 있으므로 사용하고자하는 목적에 따라서 폴리머 소재의 종류와 경화반응 조건을 조절하는 것에 의해서 유연한 다공성 구조체를 제조할 수도 있고 경도가 큰 단단한 다공성 구조체를 제조할 수도 있다. 따라서, 손상된 조직에 도포하여 사용하는 용도 외에도 의료용 도구의 표면에 도포하여 사용할 수도 있으며 단독 소재로 판상이나 원통형 등과 같이 다양하게 제조하여 사용할 수 있어서 활용범위가 넓다.
또한, 본 발명에 따르면, 다공성 구조체를 제조하기 위한 생체친화성 폴리머 용액에 특정 약물을 혼합하여 제조하는 것도 가능하다. 이와 같이 약물이 포함된 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하여 사용함으로써 손상된 피부 조직의 혈액이나 용액의 흡수제거와 함께 치료용 약물방출을 동시에 함으로써 치료효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제조과정에서 다양한 형태와 크기의 틀을 사용할 수 있어서 마이크로미터 크기의 미세 구조체부터 수미터 이상에 이르는 대형 소재까지 제조하는 것이 가능하다. 따라서 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 활용범위도 광범위하게 넓게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하는 공정을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따라서 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 나타내는 것이며, 도 2의 (가)는 생체친화성 폴리머 용액으로서 PEGDA(Poly(ethylene glycol) diacrylate)와 PEGMEA(Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate)를 3 대 1의 조성비로 혼합한 용액과 자외선 경화제로서 3중량%의 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone를 혼합한 혼합용액에 수용성 폴리머 분말로서 30중량%의 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 혼합하여 구조체 용액을 제조한 후 5초 동안 자외선을 조사하는 과정에 의해 제조한 다공성 구조체이며, 도 2의 (나)는 생체친화성 폴리머 용액으로서 PEGDA(Poly(ethylene glycol) diacrylate)와 PEGMEA(Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate)를 1 대 1의 조성비로 혼합한 용액과 자외선 경화제로서 3중량%의 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone를 혼합한 혼합용액에 수용성 폴리머 분말로서 30중량%의 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 혼합하여 구조체 용액을 제조한 후 5초 동안 자외선을 조사하는 과정에 의해 제조한 다공성 구조체이며, 도 2의 (다)는 생체친화성 폴리머 용액으로서 PEGDA(Poly(ethylene glycol) diacrylate)와 PEGMEA(Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate)를 1 대 3의 조성비로 혼합한 용액과 자외선 경화제로서 3중량%의 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone를 혼합한 혼합용액에 수용성 폴리머 분말로서 30중량%의 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 혼합하여 구조체 용액을 제조한 후 5초 동안 자외선을 조사하는 과정에 의해 제조한 다공성 구조체이다.
도 3은 본 발명에 따라서 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 다공성 구조를 확대하여 나타낸 현미경 사진이며, 도 3의 (가)는 도 2의 (가)에서 제조한 다공성 구조체의 현미경 사진이며, 도 3의 (나)는 도 2의 (나)에서 제조한 다공성 구조체의 현미경 사진이며, 도 3의 (다)는 도 2의 (다)에서 제조한 다공성 구조체의 현미경 사진이다.
도 4는 본 발명에 의하여 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 용액흡수를 나타내는 것이며, 도 4의 (가)는 도 2의 (다)에서 제조한 바와 같이 PEGDA와 PEGMEA를 1 대 3의 조성비를 갖도록 제조한 다공성 구조체로서 로다민 용액 흡수 전의 사진이며, 도 4의 (나)는 도 2의 (다)에서 제조한 바와 같이 PEGDA와 PEGMEA를 1 대 3의 조성비를 갖도록 제조한 다공성 구조체로서 25 mg/L 로다민 용액 흡수 후의 사진이다.
도 5는 본 발명에 의하여 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하는 과정에서 첨가하는 PVP 폴리머 함량에 따른 로다민 용액 흡수율을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 의하여 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하는 과정에서 단일 또는 복수 개의 생체친화성 폴리머와 3% 경화제 및 30% PVP 폴리머를 사용하여 제조한 다양한 다공성 폴리머 구조체의 용액 흡수율을 나타낸 것이며, 도 6의 (1)은 PEGDA 폴리머와 30% PVP 폴리머를 사용하여 제조한 구조체의 1X PBS 버퍼용액의 흡수율이며, 도 6의 (2)는 PEGDA와 PEGMEA를 3 대 1로 혼합하고 30% PVP 폴리머를 추가하여 제조한 구조체의 1X PBS 버퍼용액의 흡수율이며, 도 6의 (3)은 PEGDA와 PEGMEA를 1 대 1로 혼합하고 30% PVP 폴리머를 추가하여 제조한 구조체의 1X PBS 버퍼용액의 흡수율이며, 도 6의 (4)는 PEGDA와 PEGMEA를 1 대 3로 혼합하고 30% PVP 폴리머를 추가하여 제조한 구조체의 1X PBS 버퍼용액의 흡수율이며, 도 6의 (5)는 PEGMEA 폴리머와 30% PVP 폴리머를 사용하여 제조한 구조체의 1X PBS 버퍼용액의 흡수율이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 다공성 생체친화성 폴리머 구조체 및 이의 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 통상적인 관례나 사용자의 의도에 따라 달라질 수 있다. 따라서 각 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸쳐서 내용을 검토하여 내려져야 할 것이다.
<실시예 1 : 다공성 생체친화성 폴리머 구조체 제조>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정도이다. 본 발명의 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하는 공정은, 단일 또는 복수 개의 생체친화성 폴리머 용액과 경화제를 일정비율로 혼합한 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액에 일정비율의 수용성 폴리머 분말을 혼합하여 구조체용액을 제조하는 단계; 상기 구조체용액을 일정한 형태를 갖는 틀에 부어 넣는 단계; 상기 구조체용액의 경화반응을 진행시키기 위하여 열이나 자외선을 조사하는 단계; 상기 구조체용액의 경화반응 후 경화된 구조체를 상기 틀로부터 이형하는 단계; 상기 경화된 구조체를 과량의 물이 담긴 수조에 넣어 상기 수용성 폴리머 분말을 용해제거하는 단계; 상기 수용성 폴리머 분말의 용해제거 후 상기 경화된 구조체를 수조 밖으로 꺼내어서 건조시키는 단계; 를 거처서 제조된다.
<실시예 2 : 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 다공성 모폴로지 조사>
본 발명에 따라 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하였으며 제조한 구조체의 다공성 구조 모폴로지를 조사한 것을 도 2와 도 3에 나타내었다.
도 2는 본 발명에 따라서 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 나타내는 것이며, 도 2의 (가)는 생체친화성 폴리머 용액으로서 PEGDA(Poly(ethylene glycol) diacrylate)와 PEGMEA(Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate)를 3 대 1의 조성비로 혼합한 용액과 자외선 경화제로서 3중량%의 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone를 혼합한 혼합용액에 수용성 폴리머 분말로서 30중량%의 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 혼합하여 구조체 용액을 제조한 후 5초 동안 자외선을 조사하는 과정에 의해 제조한 다공성 구조체이며, 도 2의 (나)는 생체친화성 폴리머 용액으로서 PEGDA(Poly(ethylene glycol) diacrylate)와 PEGMEA(Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate)를 1 대 1의 조성비로 혼합한 용액과 자외선 경화제로서 3중량%의 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone를 혼합한 혼합용액에 수용성 폴리머 분말로서 30중량%의 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 혼합하여 구조체 용액을 제조한 후 5초 동안 자외선을 조사하는 과정에 의해 제조한 다공성 구조체이며, 도 2의 (다)는 생체친화성 폴리머 용액으로서 PEGDA(Poly(ethylene glycol) diacrylate)와 PEGMEA(Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate)를 1 대 3의 조성비로 혼합한 용액과 자외선 경화제로서 3중량%의 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone를 혼합한 혼합용액에 수용성 폴리머 분말로서 30중량%의 PVP(Polyvinylpyrrolidone)를 혼합하여 구조체 용액을 제조한 후 5초 동안 자외선을 조사하는 과정에 의해 제조한 다공성 구조체이다.
도 3은 본 발명에 따라서 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 다공성 구조를 확대하여 나타낸 현미경 사진이며, 도 3의 (가)는 도 2의 (가)에서 제조한 다공성 구조체의 현미경 사진이며, 도 3의 (나)는 도 2의 (나)에서 제조한 다공성 구조체의 현미경 사진이며, 도 3의 (다)는 도 2의 (다)에서 제조한 다공성 구조체의 현미경 사진이다.
본 발명에 따라 도 2와 도 3에 나타낸 바와 같이 다공성 생체친화성 폴리머 구조체들이 다양한 기공을 갖도록 다양하게 제조되었다.
<실시예 3 : 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 로다민 용액 흡수 시험>
본 실시예에서는 상기 실시예 2에서 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 사용하여 용액흡수 정도를 시험하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명에 의하여 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 용액흡수를 나타내는 것이며, 도 4의 (가)는 도 2의 (다)에서 제조한 바와 같이 PEGDA와 PEGMEA를 1 대 3의 조성비를 갖도록 제조한 다공성 구조체로서 로다민 용액 흡수 전의 사진이며, 도 4의 (나)는 도 2의 (다)에서 제조한 바와 같이 PEGDA와 PEGMEA를 1 대 3의 조성비를 갖도록 제조한 다공성 구조체로서 25 mg/L 로다민 용액 흡수 후의 사진이다.
도 4에서 상기 로다민 용액을 흡수 하기 전의 상기 구조체 무게는 0.0736 g이었는데 상기 로다민 용액을 흡수한 후의 상기 구조체 무게는 0.3377 g이었다. 따라서 상기 구조체(0.0736 g)가 0.2641 g의 상기 로다민 용액을 흡수하였는데 이를 통해서 본 발명의 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 용액 흡수 성능이 우수한 것을 볼 수 있다.
<실시예 4 : 다양한 수용성 폴리머 분말 함량으로 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조제의 용액 흡수율 시험>
본 실시예는 본 발명의 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하는 과정에서 수용성 폴리머 분말을 일정량 혼합하는데, 이때 혼합되는 수용성 폴리머 분말의 함량에 따라서 최종 형성되는 구조체의 다공성의 정도가 다르게 되며 결과적으로 용액의 흡수율도 차이나게 할 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 수용성 폴리머 분말 함량을 다양하게 혼합하여 다공성 구조체를 제조한 후 용액 흡수율을 조사하였다.
본 실시예에서 사용한 흡수율(Swelling ratio) 계산은 아래 식을 사용하였다. 본 식에서 Wd는 건조상태의 다공성 구조체 무게이고, Ws는 용액을 흡수한 상태에서의 구조체 무게이다.
Figure pat00001
도 5는 본 발명에 의하여 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하는 과정에서 첨가하는 수용성 폴리머 분말인 PVP 폴리머 함량에 따른 25 mg/L 로다민 용액 흡수율을 나타낸 것이다. 본 실시예에서 수용성 폴리머 분말로서 PVP(polyvinylpyrrolidone, 폴리비닐파이롤리돈) 폴리머를 20% 내지 40% 범위에서 사용하였다. 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조과정에서 PVP 분말 함량을 증가시킬수록 용액 흡수율이 증가하였다. 또한 본 실시예에서 PVP 함량이 40%일 경우에 용액 흡수율이 가장 높게 나타났지만 구조체 내부의 기공이 너무 많아서 구조체로서의 형태유지가 어려워 쉽게 부서지는 것이 관찰되었다. 따라서 물리적인 다공성 구조체의 형태를 잘 유지하면서 용액흡수 효율도 좋은 PVP 30% 함량이 최적의 다공성 생체친화성 폴리머 구조체라는 것을 발견하였다. 그러나 본 발명에서 이와 같은 PVP 함량이 발명의 범위에 국한되는 것은 아니다.
<실시예 5 : 단일 또는 복수 개의 생체친화성 폴리머를 사용하여 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조제의 용액 흡수율 시험>
본 실시예에서 본 발명의 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하는 과정에서 생체친화성 폴리머 소재를 단일 소재로 사용하는 것도 가능하며 또한 복수 개의 소재를 혼합하여 사용하는 것도 가능한 것을 나타낸다.
도 6은 본 발명에 의하여 제조한 다공성 생체친화성 폴리머 구조체를 제조하는 과정에서 단일 또는 복수 개의 생체친화성 폴리머와 3% 경화제 및 30% PVP 폴리머를 사용하여 제조한 다양한 다공성 폴리머 구조체의 용액 흡수율을 나타낸 것이며, 도 6의 (1)은 PEGDA 폴리머와 30% PVP 폴리머를 사용하여 제조한 구조체의 1X PBS 버퍼용액의 흡수율이며, 도 6의 (2)는 PEGDA와 PEGMEA를 3 대 1로 혼합하고 30% PVP 폴리머를 추가하여 제조한 구조체의 1X PBS 버퍼용액의 흡수율이며, 도 6의 (3)은 PEGDA와 PEGMEA를 1 대 1로 혼합하고 30% PVP 폴리머를 추가하여 제조한 구조체의 1X PBS 버퍼용액의 흡수율이며, 도 6의 (4)는 PEGDA와 PEGMEA를 1 대 3로 혼합하고 30% PVP 폴리머를 추가하여 제조한 구조체의 1X PBS 버퍼용액의 흡수율이며, 도 6의 (5)는 PEGMEA 폴리머와 30% PVP 폴리머를 사용하여 제조한 구조체의 1X PBS 버퍼용액의 흡수율이다.
본 실시예에서 나타낸 바와 같이 복수 개의 생체친화성 소재를 혼합하여 사용할 시에 각 소재의 혼합 비율에 따라서 용액흡수의 정도가 다르다는 것을 볼 수 있다. 또한 소재의 종류와 혼합비율에 따라서 용액 흡수율뿐만 아니라 경도나 장기적인 안정성 등에서도 차이가 날 수 있다.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.

Claims (12)

1종 또는 2종 이상의 생체친화성 폴리머 용액과 경화제를 일정비율로 혼합한 혼합용액을 제조하는 단계;
상기 혼합용액에 일정비율의 수용성 폴리머 분말을 혼합하여 구조체 용액을 제조하는 단계;
상기 구조체 용액을 일정한 형태를 갖는 틀에 부어 넣는 단계;
상기 구조체 용액의 경화반응을 진행시키기 위하여 열이나 자외선을 부가하는 단계;
상기 구조체 용액의 경화반응 후 경화된 구조체를 상기 틀로부터 이형하는 단계;
상기 경화된 구조체에 포함된 상기 수용성 폴리머 분말을 물을 이용해 용해 제거하는 단계;
상기 수용성 폴리머 분말의 용해 제거 후 상기 경화된 구조체를 건조시키는 단계를 포함하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 생체친화성 폴리머 용액은, 인체와 접촉하거나 인체 내 삽입되어서 사용되어도 생체독성을 나타내지 않으며 열이나 자외선 조사를 부가함으로써 경화반응이 진행되어 분자량 증가에 의한 고형화가 진행되는 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 폴리머는 열에 의해 경화반응이 진행되는 폴리머 및 자외선 조사에 의해 경화반응이 진행되는 폴리머 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함하되,
상기 열에 의해 경화반응이 진행되는 폴리머는, 실리콘 엘라스토머(silicone elastomer), 에폭시 기능기 포함 폴리머 및 우레탄 기능기 포함 폴리머로부터 선택되며,
상기 자외선 조사에 의해 경화반응이 진행되는 폴리머는, 아크릴레이트 기능기 포함 폴리머 및 메타크릴레이트 기능기 포함 폴리머로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 실리콘 엘라스토머는 폴리디메틸실록세인(PolyDiMethylSiloxane, PDMS)인 것을 특징으로 하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 아크릴레이트 기능기 포함 폴리머는 폴리에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아크릴레이트(polyethylene glycol methyl ether acrylate, PEGMEA) 및 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(Polyethylene glycol diacrylate, PEGDA)으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 경화제는 상기 생체친화성 폴리머 용액에 대하여 0.1 내지 10 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 수용성 폴리머 분말은 폴리비닐파이롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 수산기 포함 폴리머 및 카르복시기 포함 폴리머로부터 선택되는 폴리머로 이루어진 것을 특징으로 하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 수산기 포함 폴리머는 폴리에틸렌 옥시드(Poly(ethylene oxide))인 것을 특징으로 하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 열이나 자외선을 부가하는 단계에서, 상기 생체친화성 폴리머 용액과 상기 경화제의 반응을 촉진하여 분자량이 증가하여 고형화가 진행되는 것으로서 열을 가할 시에 30 ℃ 내지 250 ℃ 범위이고 자외선을 가할 시에 200 nm 내지 400 nm 파장의 빛을 일정시간 부가하는 것을 특징으로 하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 수용성 폴리머 분말을 물을 이용해 용해 제거하는 단계에서, 상기 경화된 구조체를 과량의 물이 담긴 수조에 넣어서 장시간 유지함으로써 상기 경화된 구조체 내에 포함된 상기 수용성 폴리머 분말이 물에 용해되어 용출 제거되는 것을 특징으로 하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 건조시키는 단계에서, 상기 경화된 구조체를 상온 내지 250 ℃의 온도 조건하에 일정시간 동안 유지함으로써, 상기 수용성 폴리머 분말을 용출 제거한 후 상기 경화된 구조체 안에 포함되었던 물이 증발 제거되어 상기 경화된 구조체 내부에 다량의 기공이 형성되는 것을 특징으로 하는 다공성 생체친화성 폴리머 구조체의 제조방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 다공성 생체친화성 폴리머 구조체.
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