KR20190064168A - A method for manufacturing collagen tube with aligned collagen fiber - Google Patents

A method for manufacturing collagen tube with aligned collagen fiber Download PDF

Info

Publication number
KR20190064168A
KR20190064168A KR1020170163523A KR20170163523A KR20190064168A KR 20190064168 A KR20190064168 A KR 20190064168A KR 1020170163523 A KR1020170163523 A KR 1020170163523A KR 20170163523 A KR20170163523 A KR 20170163523A KR 20190064168 A KR20190064168 A KR 20190064168A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
collagen
electrodes
rod
film
tube
Prior art date
Application number
KR1020170163523A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102015983B1 (en
Inventor
옥명렬
김소연
석현광
김유찬
전호정
이지은
서현선
황혜원
Original Assignee
한국과학기술연구원
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 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020170163523A priority Critical patent/KR102015983B1/en
Publication of KR20190064168A publication Critical patent/KR20190064168A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102015983B1 publication Critical patent/KR102015983B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/22Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/24Collagen
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56Porous materials, e.g. foams or sponges
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/32Materials or treatment for tissue regeneration for nerve reconstruction

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

The present invention provides an apparatus and a method for producing a collagen film using an electrode. Accordingly, a collagen film with aligned collagen fibers can be provided, and a multi-channel collagen tube can be produced using the collagen film. The multi-channel collagen tube produced can be effectively used, for example, as an artificial tissue scaffold for regeneration of nerve damage.

Description

전극을 이용한 콜라겐 섬유가 정렬된 콜라겐 필름을 제조하는 방법{A method for manufacturing collagen tube with aligned collagen fiber}Technical Field [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a collagen film with aligned collagen fibers using an electrode,

전극을 이용하여 콜라겐 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.And a method for producing a collagen film using the electrode.

콜라겐은 섬유아세포(fibroblast)에 의해 만들어지며, 체내에서 가장 흔하게 발견되는 결합 조직(connective tissue)의 주성분으로, 뼈, 피부, 관절, 각종 장기의 막, 모발 등 우리 몸 전체에 분포하고 있는 섬유상 단백질이다. 아울러, 중추 및 말초신경의 액손 주위에도 많은 콜라겐이 존재한다. Collagen is produced by fibroblasts and is the main component of the connective tissue most commonly found in the body. It is a fibrous protein that is distributed throughout the body, such as bones, skin, joints, to be. In addition, there are many collagens around the axons of the central and peripheral nerves.

체내에 존재하는 콜라겐 하이드로겔은 조직 부위에 따라 그 기능과 역할이 조금씩 다르므로, 부위별 콜라겐 하이드로겔의 콜라겐 농도와 배향 정도는 차이가 있다. 예를 들면, 뼈는 배향된 콜라겐 섬유 사이에 마이크로/나노결정의 미네랄이 자리하는 구조를 가지고 있는 것이 특징이다. Since collagen hydrogels present in the body differ in function and role depending on the tissue part, there is a difference in the degree of collagen concentration and degree of orientation of the collagen hydrogel at each site. For example, bones are characterized by micro / nanocrystal minerals located between oriented collagen fibers.

한편, 신경이 분절손상된 경우 이를 수복하기 위해 본인 신경의 자가이식(autograft), 타인의 신경조직을 이식하는 동종이식(allograft), 합성재료를 이용하는 방법 등이 사용되고 있다. 자가이식은 신경을 적출하는 타 부위의 손상을, 동종이식은 면역거부반응에 따른 면역저감제를 사용하는 문제가 있고 이를 피하기 위해 탈세포화(decellularization)하여 신경 도관의 세포외기질 구조만 이용하는 방법, 다채널 구조를 모방한 인공 소재 스캐폴드를 이용하는 방법 등이 사용된다.On the other hand, autografts of the nerves of the nerves, allografts that implant nerves of other nerves, and methods of using synthetic materials have been used to repair the damaged nerves. The autologous transplantation involves the use of an immunosensitizer in response to immune rejection and the use of only the extracellular matrix of the nerve conduit to decellularize it, A method using an artificial material scaffold that mimics a multi-channel structure, and the like are used.

인공 소재 스캐폴드를 이용하는 경우, 신경 분절손상의 성공적인 수복을 위해 세포외 기질(Extracellular Matrix)의 다채널 구조를 모방한 스캐폴드를 손상 부위에 제공하게 되며, 특히 콜라겐으로 제조한 다채널 콜라겐 튜브가 많이 이용되고 있다. In the case of artificial material scaffolds, scaffolds mimicking the multi-channel structure of the extracellular matrix are provided at the damaged site for the successful restoration of the nerve septal defect. In particular, a multi-channel collagen tube made of collagen It is widely used.

다채널 콜라겐 튜브를 제조하는 방법으로는, 콜라겐에 마이크로 니들을 찔러 넣는 방법(Chrobak et al., Microvasc. Res. 71, 185 (2006)), 또는 실리콘 스탬프를 이용하여 콜라겐 젤 안에 미세튜브 네트워크를 형성하는 방법(Zheng et al., Proc. Natl, Acad, Sci, U.S.A 109, 9342 (2012)) 등이 개시되어 있다.As a method for producing a multi-channel collagen tube, a microtubule network is inserted into a collagen gel using a method of piercing a microneedle into a collagen (Chrobak et al., Microvasc. Res. 71, 185 (2006) (Zheng et al., Proc. Natl, Acad, Sci, USA 109, 9342 (2012)).

그러나, 기존의 다채널 구조의 콜라겐 튜브를 제조하는 방법에 따르면, 콜라겐 섬유가 정렬된 튜브를 제조하기 어렵고, 신경 손상을 수복하기 위한 콜라겐 튜브로서는 다소 적합하지 않다는 단점이 있었다.However, according to the conventional method of producing a collagen tube having a multi-channel structure, it is difficult to produce a tube in which collagen fibers are aligned and is somewhat unsuitable as a collagen tube for repairing nerve damage.

콜라겐 필름을 제조하는 방법을 제공한다.A method for producing a collagen film is provided.

일 양상은 콜라겐 섬유를 정렬시키고, 주기적 밀도 편차 및 표면의 고저차가 있는 콜라겐 필름을 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 2 이상의 막대형 전극을 콜라겐 용액 중에 나열하여 준비하는 단계; 상기 2 이상의 막대형 전극에 양극 및 음극이 교차하여 나열되도록 전위차를 발생시키는 단계; 및 콜라겐 섬유가 정렬되고 주기적 밀도 편차 및 표면에 고저차가 있는 콜라겐 필름을 얻는 단계를 포함할 수 있다.One aspect provides a method of aligning collagen fibers and producing collagen films with periodic density variations and surface elevation differences. The method comprising: preparing two or more rod-shaped electrodes arranged in a collagen solution; Generating a potential difference so that the positive electrode and the negative electrode are arranged so as to cross each other on the two or more rod-like electrodes; And obtaining a collagen film wherein the collagen fibers are aligned and have a periodic density variation and a height difference on the surface.

상기 방법은 2 이상의 막대형 전극; 및 상기 2 이상의 막대형 전극에 양극 및 음극이 교차하여 나열되도록 전위차를 발생시키는 전원을 포함하는 콜라겐 필름을 제조하기 위한 장치를 이용하여 수행할 수 있다.The method may include at least two rod electrodes; And a power source for generating a potential difference so that the positive electrode and the negative electrode are arranged so as to be crossed on the two or more rod-shaped electrodes.

상기 2 이상의 막대형 전극은 콜라겐 필름의 길이, 또는 용도 등에 따라 당해 분야의 통상의 기술자가 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면 10 이하, 50 이하, 100 이하, 500 이하, 또는 1000 이하일 수 있다.The two or more rod-shaped electrodes may be appropriately selected according to the length of the collagen film, the application, and the like, and may be, for example, 10 or less, 50 or less, 100 or less, 500 or less, or 1000 or less.

상기 막대형 전극의 두께(또는 굵기)는 콜라겐 용액의 깊이 및 콜라겐 필름의 용도에 따라 당해 분야의 통상의 기술자가 적절히 조절할 수 있으며, 예를 들면 1 nm 내지 1000 μm 일 수 있다.The thickness (or thickness) of the rod electrode can be appropriately adjusted by a person skilled in the art depending on the depth of the collagen solution and the use of the collagen film, for example, from 1 nm to 1000 μm.

상기 막대형 전극 사이의 간격은 콜라겐 용액의 깊이 및 콜라겐 필름의 용도에 따라 당해 분야의 통상의 기술자가 적절히 조절할 수 있으며, 예를 들면 0.1 μm 내지 10 mm 일 수 있다.The distance between the rod electrodes can be suitably adjusted by a person skilled in the art depending on the depth of the collagen solution and the use of the collagen film, for example, from 0.1 μm to 10 mm.

상기 콜라겐 용액의 깊이 또한, 콜라겐 용액의 농도, 콜라겐 필름의 용도 또는 막대형 전극의 형상, 크기, 또는 간격에 따라 당해 분야의 통상의 기술자가 적절히 조절할 수 있으며, 예를 들면 0.1 μm 내지 10 mm 일 수 있다.Depending on the depth of the collagen solution, the concentration of the collagen solution, the use of the collagen film, or the shape, size, or spacing of the rod-shaped electrodes, a person skilled in the art can appropriately adjust it. For example, .

상기 막대형 전극 중 동일한 극성을 띠는 전극들은 개별적으로 또는 하나의 전원에 동시에 연결된 것일 수 있다. 경우에 따라 모든 전극이 하나의 전원에 동시에 연결된 것일 수 있다.The electrodes having the same polarity among the rod electrodes may be connected individually or simultaneously to one power source. In some cases, all of the electrodes may be connected to one power source at the same time.

상기 막대형 전극은 구분된 것 또는 전기적으로 연결된 것일 수 있다. 상기 "전기적으로 연결"된 것은 각 전극 사이에 전자가 이동할 수 있도록 연결된 것을 의미하여, 직접적인 전극 간의 접촉 및 전도체 등을 통한 간접적인 연결을 모두 포함한다.The rod electrodes may be segmented or electrically connected. The "electrically connected" means that the electrodes are connected so that electrons can move between the electrodes, and includes both direct electrode contact and indirect connection through a conductor or the like.

상기 양극 및 음극 사이의 전위차는 물의 전기분해를 유도할 수 있는 정도로서, 예를 들면, 100 mV 내지 100 V일 수 있으며, 제조하고자 하는 콜라겐 튜브의 정렬도 및 밀도에 따라 당해 분야의 통상의 기술자가 적절히 조정할 수 있다.The potential difference between the anode and the cathode may be, for example, 100 mV to 100 V, which is capable of inducing electrolysis of water. Depending on the degree of alignment and density of the collagen tube to be produced, Can be adjusted appropriately.

필요에 따라, 상기 방법은 상기 얻은 콜라겐 필름을 롤링하여 다채널 콜라겐 튜브를 얻는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 피브린 글루(fibrin glue) 등의 천연 세포외 기질(ECM) 성분, 인공 소재, 또는 기타 재료를 바인더로 이용하여 롤링을 고정시킬 수 있다. If necessary, the method may further include the step of rolling the obtained collagen film to obtain a multi-channel collagen tube. In this case, the rolling may be fixed using a natural extracellular matrix (ECM) component such as fibrin glue, an artificial material, or other materials as a binder.

아울러, 상기 콜라겐 필름의 고저차를 안정적으로 유지하기 위한 물질을 더 첨가할 수 있으며, 예를 들면 엘라스틴 등의 구조 단백질 등이 있다.In addition, a material for stably maintaining the elevation of the collagen film may be further added, for example, structural proteins such as elastin.

일 양상에 따른 콜라겐 필름을 제조하는 방법에 따르면, 콜라겐 섬유가 정렬된 콜라겐 필름을 제공할 수 있으며, 아울러 상기 콜라겐 필름을 이용하여 다채널 콜라겐 튜브를 제조할 수 있다.According to a method of manufacturing a collagen film according to one aspect, a collagen film in which collagen fibers are aligned can be provided, and a multi-channel collagen tube can be manufactured using the collagen film.

도 1은 전압 인가에 따라 물 분해 및 콜라겐 섬유의 정렬이 일어나는 현상을 나타내는 모식도이다.
도 2는 전극을 이용하여 표면에 고저차가 있는 콜라겐 필름을 만드는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 3은 교차 배열된 전극 주위에 콜라겐 섬유가 배열되는 양상을 나타내는 모식도이다.
도 4는 주기적 밀도 편차 및 표면에 고저차가 있는 콜라겐 필름을 이용하여 다채널 콜라겐 튜브를 만드는 양상을 나타내는 모식도이다.
도 5는 콜라겐 필름을 피브린 글루를 이용하여 롤링 상태를 유지한 사진을 나타낸다.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a phenomenon in which water decomposition and alignment of collagen fibers occur according to voltage application.
2 is a schematic view showing a method of making a collagen film having a surface elevation difference using an electrode.
FIG. 3 is a schematic view showing an aspect in which collagen fibers are arranged around cross-shaped electrodes.
FIG. 4 is a schematic view showing a mode of making a multi-channel collagen tube using a collagen film having a periodic density variation and a surface elevation difference.
5 shows a photograph in which a collagen film is kept in a rolling state by using fibrin glue.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

이하의 설명에서 어떤 층이 다른 층의 위에 존재한다고 기술될 때, 이는 다른 층의 바로 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.In the following description, when a layer is described as being on top of another layer, it may be directly on top of the other layer, with a third layer intervening therebetween. In the drawings, the thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals refer to the same elements in the drawings. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "포함"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 조합이 존재하는 것을 의미할뿐, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것을 의미하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, in this specification, "comprising " means that there are presently mentioned shapes, numbers, steps, operations, elements, elements and / Or the exclusion of the presence or addition of groups.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되는 것이 아니다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위한 것으로 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 제2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, parts, regions, layers and / or sections, these elements, parts, regions, layers and / It is not. These terms are used to distinguish one element, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

도 1a는 전압인가에 따라 물분해 및 콜라겐 섬유의 정렬이 일어나는 현상을 나타내는 모식도이다. 콜라겐에 전기장을 인가하면 양극과 음극에서 각각 물의 분해가 일어나고, 동시에 콜라겐 섬유 표면에 전하가 형성되어 전기적 중립지역에 콜라겐 섬유가 정렬 및 배열된다 (Biofabrication 7 (2015) 035001; Annals of Biomed. Eng., 40 (2012) pp.1641-1653; Biomaterials 29 (2008) pp.3278-3288).FIG. 1A is a schematic diagram showing a phenomenon in which water decomposition and alignment of collagen fibers occur upon application of a voltage. When an electric field is applied to the collagen, water is decomposed at the anode and the cathode, respectively, and at the same time charge is formed on the surface of the collagen fiber, and collagen fibers are aligned and arranged in the electrically neutral region (Biofabrication 7 (2015) 035001; Annals of Biomed. Eng. , 40 (2012) pp.1641-1653; Biomaterials 29 (2008) pp.3278-3288).

도 1b는 pH에 따른 물의 전기분해 반응의 전압의 역치(threshold)를 나타내는 그래프이다. 이때 양극과 음극에 가해지는 전압은 물의 전기분해반응이 일어날 수 있는 정도이며, 양극 반응 기준으로 약 1.23V 이상이다 (pH 1 기준). 당해 분야의 통상의 기술자는 전극의 극성, 콜라겐 용액의 pH, 전기전도도, 전류량에 따라 전기 분해 반응이 일어나는 전압이 변할 수 있음을 이해할 수 있다.1B is a graph showing a threshold voltage of the electrolysis reaction of water according to pH. At this time, the voltage applied to the anode and cathode is about the degree of electrolytic reaction of water and is about 1.23V or more based on the anode reaction (based on pH 1). It will be appreciated by those skilled in the art that the voltage at which the electrolysis reaction takes place may vary depending on the polarity of the electrode, the pH of the collagen solution, the electrical conductivity, and the amount of current.

도 2는 전극을 이용하여 주기적 밀도 편차 및 표면에 고저차가 있는 콜라겐 필름을 만드는 방법을 나타내는 모식도이다. 도 2를 참조하면, 콜라겐(또는 혼합물) 용액 상에 양극을 띠는 2 이상의 막대형 전극과 음극을 띠는 2 이상의 막대형 전극을 상호 교차하여 배치한다. 이후 각각의 전극에 전위차를 걸면, 양극 및 음극 전극 사이에 전기적 중립 지역이 형성되고, 그 부위에 콜라겐 섬유가 정렬되어 모이게 된다. 따라서, 콜라겐 섬유가 정렬된 상태에서, 전극과 전극 사이의 영역은 콜라겐 섬유의 밀도가 높아지고, 전극에 가까운 부분은 콜라겐 섬유의 밀도가 낮아지면서, 주기적인 밀도의 변화 및 표면의 고저차를 생성하게 된다. 이후 적절한 시간에 프로세스를 중단함으로써, 원하는 콜라겐 섬유 밀집도, 및 콜라겐 표면의 고저차를 갖는 빗살모양의 콜라겐 필름을 얻을 수 있다. 2 is a schematic view showing a method of making a collagen film having a periodic density deviation and a surface elevation difference using an electrode. Referring to FIG. 2, two or more rod-shaped electrodes having a positive electrode and two or more rod-shaped electrodes each having a negative electrode are arranged crossing each other on a collagen (or mixture) solution. Then, when a potential difference is applied to each of the electrodes, an electrically neutral region is formed between the positive electrode and the negative electrode, and the collagen fibers are aligned and gathered at that portion. Therefore, in the state where the collagen fibers are aligned, the density of the collagen fibers is increased in the region between the electrodes and the electrode, and the density of the collagen fibers is decreased in the portion near the electrodes, thereby generating a change in the periodic density and a difference in height of the surface . Thereafter, by stopping the process at an appropriate time, it is possible to obtain a comb-shaped collagen film having desired density of collagen fibers and height difference of collagen surface.

상기 전극은 전도성 재료로 제조된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 전도성 재료는 PA, PPy, PT, PPP, PEDOT, PPS, PPV, PANI 등의 전도성 고분자를 포함하며, 금속일 경우에는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Fe, Si, Ti, V, Sn, Zn, Li, Sr, Ba, Nb, Ta, W, Co, Ni, Cu, Ag, Au, Pt, Bi, Se, Ge, Ga, B, Be, As, Zr, Cr 또는 이들의 합금, 또는 이들에 준하는 금속을 포함할 수 있다. 상기 전극의 형상은 원통형, 각기둥형, 원뿔형, 또는 각뿔형 등의 와이어나 모재에 형성된 박막 패턴 등 당해 분야의 통상의 기술자가 적절히 선택할 수 있다.The electrode may be made of a conductive material. For example, the conductive material may include conductive polymers such as PA, PPy, PT, PPP, PEDOT, PPS, PPV and PANI. In the case of metal, Mg, Al, Co, K, Na, , Ti, V, Sn, Zn, Li, Sr, Ba, Nb, Ta, W, Co, Ni, Cu, Ag, Au, Pt, Bi, Se, Ge, Or an alloy thereof, or a metal equivalent thereto. The shape of the electrode may be appropriately selected from those of ordinary skill in the art, such as a wire of a cylindrical shape, a prismatic shape, a conical shape, a pyramid shape, or a thin film pattern formed on a base material.

도 3은 교차 배열된 전극 주위에 콜라겐 섬유가 배열되는 양상을 나타내는 모식도이다. 도 3과 같이, 교차 배열된 전극에 전위차를 걸어주면, 전극 주변에는 콜라겐 섬유의 밀도가 낮음과 동시에 표면의 높이가 낮게 콜라겐 섬유가 배열되며, 전극과 전극 사이에는 콜라겐 섬유가 일정 방향으로 정렬됨과 동시에 밀도가 높고, 표면의 높이 또한 높게 배열된다.FIG. 3 is a schematic view showing an aspect in which collagen fibers are arranged around cross-shaped electrodes. As shown in FIG. 3, when a potential difference is applied to the electrodes arranged in an alternating manner, the collagen fibers are arranged in a certain direction between the electrodes and the electrode, The density is high and the height of the surface is also high.

콜라겐 필름의 밀도는 프로세스의 목적대로 위치에 따라 주기적으로 변하며 초기 콜라겐 용액의 농도 및 프로세스의 지속 정도와 배열 형성 정도에 따라 차이가 나지만 10 mg/ml 내지 50 mg/ml 내외일 수 있다.The density of the collagen film varies periodically according to the purpose of the process and may vary from 10 mg / ml to 50 mg / ml depending on the concentration of the initial collagen solution, the duration of the process and the degree of sequence formation.

콜라겐 섬유의 배열 및 주기적 밀도변화, 표면 편차 등은 초기 콜라겐 용액 농도, pH 및 전류 조건 등에 따라 변할 수 있으며, 예를 들어 0.05mA/cm2 에서 약 1시간 가량 경과하면 관찰할 수 있는 고밀도 콜라겐의 띠 형성이 1 mA/cm2의 전류밀도에서는 수 분내에 형성될 수 있다.Array and the periodic change in the density of collagen fibers, surface variations and the like that can be observed when may vary depending on the initial collagen solution concentration, pH and current conditions, for example, passed around about 1 hour 0.05mA / cm 2 collagen-density The band formation can be formed within a few minutes at a current density of 1 mA / cm < 2 >.

상기 방법으로 제조되는 콜라겐 필름의 두께는 콜라겐 용액의 농도(10mg/ml 내지 15mg/ml), 최초 콜라겐 용액의 깊이(1mm 내지 10 mm), 프로세스의 지속 시간 등에 따라 다를 수 있으며 예를 들면 1mm 내지 10 mm 일 수 있다. The thickness of the collagen film produced by the above method may vary depending on the concentration (10 mg / ml to 15 mg / ml) of the collagen solution, the depth of the initial collagen solution (1 mm to 10 mm), the duration of the process, 10 mm.

도 4는 표면에 고저차가 있는 콜라겐 필름을 이용하여 다채널 콜라겐 튜브를 만드는 양상을 나타내는 모식도이다. 도 4를 참조하면, 표면의 고저차가 있는 빗살모양의 콜라겐 섬유를 롤링하여, 다채널을 갖는 콜라겐 튜브를 제조하는 양상을 알 수 있다. 롤링된 콜라겐 필름은 예를 들면 피브린 글루(fibrin glue) 등의 천연 세포외 기질(ECM) 성분, 인공 소재, 또는 기타 재료를 바인더로 이용하여 고정시킬 수 있다.FIG. 4 is a schematic view showing the manner of making a multi-channel collagen tube using a collagen film having a surface elevation difference. Referring to FIG. 4, it can be seen that the comb-shaped collagen fibers having a height difference of the surface are rolled to produce a collagen tube having multiple channels. The rolled collagen film can be fixed using a natural extracellular matrix (ECM) component such as fibrin glue, an artificial material, or other materials as a binder.

도 5는 콜라겐 필름을 피브린 글루를 이용하여 롤링 상태를 유지한 사진을 나타낸다. 최소 14일 이상 콜라겐 필름의 롤링 상태가 유지되는 것으로 나타났다.5 shows a photograph in which a collagen film is kept in a rolling state by using fibrin glue. The rolling state of the collagen film was maintained for at least 14 days.

이상에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 개시된 특징들은 단독으로, 대체하여 또는 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 이상 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 또한, 상기 설명에서 이미 언급된 용어 또는 요소에 대해서는 따로 언급하는 것이 없는 한 이미 상술한 바와 같다.The embodiments disclosed above may be implemented singly, in place of, or in combination with the disclosed features without special mention. 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 general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents. Will be clear to those who have knowledge of. In addition, the terms or elements already mentioned in the above description are already described above unless otherwise mentioned.

Claims (9)

2 이상의 막대형 전극을 콜라겐 용액 중에 나열하여 준비하는 단계;
상기 2 이상의 막대형 전극에 양극 및 음극이 교차하여 나열되도록 전위차를 발생시키는 단계; 및
콜라겐 섬유가 정렬되고 표면에 고저차가 있는 콜라겐 필름을 얻는 단계를 포함하는 콜라겐 필름을 제조하는 방법.
Preparing two or more rod-like electrodes arranged in a collagen solution;
Generating a potential difference so that the positive electrode and the negative electrode are arranged so as to cross each other on the two or more rod-like electrodes; And
A method for producing a collagen film comprising the steps of obtaining a collagen film in which the collagen fibers are aligned and having a height difference on the surface.
청구항 1에 있어서, 상기 막대형 전극의 두께는 1 nm 내지 1000 μm인 콜라겐 필름을 제조하는 방법.The method of producing a collagen film according to claim 1, wherein the thickness of the rod electrode is 1 nm to 1000 μm. 청구항 1에 있어서, 상기 막대형 전극 사이의 간격은 0.1 μm 내지 10 mm인 콜라겐 필름을 제조하는 방법.The method of claim 1, wherein the spacing between the rod electrodes is 0.1 μm to 10 mm. 청구항 1에 있어서, 상기 막대형 전극 중 동일한 극성을 띠는 전극들은 하나의 전원에 동시에 연결된 것인 콜라겐 필름을 제조하는 방법.2. The method of claim 1, wherein electrodes of the same polarity among the rod electrodes are simultaneously connected to a single power source. 청구항 1에 있어서, 상기 양극 및 음극 사이의 전위차는 100 mV 내지 100 V 인 콜라겐 필름을 제조하는 방법.The method of claim 1, wherein the potential difference between the anode and the cathode is 100 mV to 100 V. 청구항 1에 있어서, 상기 얻은 콜라겐 필름을 롤링하여 다채널 콜라겐 튜브를 얻는 단계를 더 포함하는 콜라겐 필름을 제조하는 방법.The method of claim 1, further comprising the step of rolling the obtained collagen film to obtain a multi-channel collagen tube. 청구항 6에 있어서, 상기 롤링된 콜라겐 필름은 피브린 글루로 고정하는 것인 콜라겐 필름을 제조하는 방법.7. The method of claim 6, wherein the rolled collagen film is fixed with fibrin glue. 청구항 1에 있어서, 상기 콜라겐 용액은 0.1 μm 내지 10 mm깊이인 콜라겐 필름을 제조하는 방법.The method of claim 1, wherein the collagen solution is 0.1 to 10 mm deep. 2 이상의 막대형 전극; 및
상기 2 이상의 막대형 전극에 양극 및 음극이 교차하여 나열되도록 전위차를 발생시키는 전원을 포함하는 콜라겐 필름을 제조하기 위한 장치.
Two or more rod electrodes; And
And a power source for generating a potential difference so that the positive electrode and the negative electrode are arranged in an alternating manner on the two or more rod-like electrodes.
KR1020170163523A 2017-11-30 2017-11-30 A method for manufacturing collagen tube with aligned collagen fiber KR102015983B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170163523A KR102015983B1 (en) 2017-11-30 2017-11-30 A method for manufacturing collagen tube with aligned collagen fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170163523A KR102015983B1 (en) 2017-11-30 2017-11-30 A method for manufacturing collagen tube with aligned collagen fiber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190064168A true KR20190064168A (en) 2019-06-10
KR102015983B1 KR102015983B1 (en) 2019-08-29

Family

ID=66848269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170163523A KR102015983B1 (en) 2017-11-30 2017-11-30 A method for manufacturing collagen tube with aligned collagen fiber

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102015983B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102612599B1 (en) * 2023-09-13 2023-12-12 (주)에너지마이닝 Nerve conduit for promoting amputated nerve regeneration using electric fields

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2963015B2 (en) * 1993-09-29 1999-10-12 ジョンソン・アンド・ジョンソン・メディカル・インコーポレイテッド Bioabsorbable prosthesis, method of use and method of manufacture
KR20170100314A (en) * 2016-02-25 2017-09-04 연세대학교 산학협력단 Apparatus for 3-dimension patterning of particles in a hydrogel and method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2963015B2 (en) * 1993-09-29 1999-10-12 ジョンソン・アンド・ジョンソン・メディカル・インコーポレイテッド Bioabsorbable prosthesis, method of use and method of manufacture
KR20170100314A (en) * 2016-02-25 2017-09-04 연세대학교 산학협력단 Apparatus for 3-dimension patterning of particles in a hydrogel and method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ahadian, S. et a., Lab Chip(2012) Vol.12, pp.3491-3503 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102612599B1 (en) * 2023-09-13 2023-12-12 (주)에너지마이닝 Nerve conduit for promoting amputated nerve regeneration using electric fields

Also Published As

Publication number Publication date
KR102015983B1 (en) 2019-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7998568B2 (en) Bioceramic coated apparatus and method of forming the same
EP1166804B1 (en) Bone-like coating for metallic implant materials
DE60208187T2 (en) ELECTRICALLY CONDUCTIVE POLYMER BIOMATERIALS, METHOD FOR THE PRODUCTION AND USE THEREOF IN THE BIOCHEMICAL AND MEDICAL FIELD
DE19681598B3 (en) Device and method for electrostatic endothelial cell colonization and DNA transfection
Heim et al. Nanostructuration strategies to enhance microelectrode array (MEA) performance for neuronal recording and stimulation
EP2399985B1 (en) Method and electrode assembly for treating adherent cells
US20100233226A1 (en) Drug-eluting nanowire array
Aqrawe et al. The influence of macropores on PEDOT/PSS microelectrode coatings for neuronal recording and stimulation
ATE435938T1 (en) METHOD AND DEVICE FOR IMPREGNATION OF A FIBER NETWORK WITH POWDER IN AN ELECTROSTATIC FIELD WITH ACTING VOLTAGE
CN104884681A (en) Devices, systems and methods for coating surfaces
WO2012069558A1 (en) Sheet material, method for producing the same and device for carrying out the method
CN102817057A (en) Graphene oxide/conducting polymer composite coating and preparation method thereof
KR20190064168A (en) A method for manufacturing collagen tube with aligned collagen fiber
Sikder et al. Electrically conducting diamond films grown on platinum foil for neural stimulation
Margaronis et al. Tailoring the triboelectric output of poly-L-lactic acid nanotubes through control of polymer crystallinity
EP2337841B1 (en) Electrode device, generator device and method for power generation by means of membrane-potential shunting
EP1402055A1 (en) Method for producing a layer of functional molecules
KR20190064167A (en) A method for manufacturing collagen tube with aligned collagen fiber using electrodes
US6524718B1 (en) Metallic object with a thin polyphase oxide coating and process for the manufacture thereof
CN113941028A (en) Degradable self-driven nerve repair catheter and preparation method and application thereof
WO2004030210A1 (en) Actuator comprising nanotubes, especially carbon nanotubes, layers of carbon nanotubes, and the production and use of the same
KR20140056422A (en) Tissue engineering scaffold improving bioactive activity and method for preparing the same
DE102009023769A1 (en) Method and device for the controlled electrolytic treatment of thin layers
RU2609049C1 (en) Artificial nerve with function of recovery of synaptic connections
KR20110051441A (en) Method for forming nanotube on the surface of dental implant quickly and uniformly

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