KR20190071453A - Hydrogel hemostatic material comprising pullulan and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a hydrogel hemostatic agent using pullulan and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to a hydrogel hemostatic agent which has excellent blood coagulation ability by including calcium chloride and thrombin in the hydrogel using pullulan and which utilizes pullulan manufactured in the form of an injectable hydrogel, thereby being easy to handle and move; and a manufacturing method thereof.

Description

풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제 및 그 제조방법{HYDROGEL HEMOSTATIC MATERIAL COMPRISING PULLULAN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}[0001] HYDROGEL HEMOSTATIC MATERIAL COMPRISING PULLULAN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 풀루란을 이용한 하이드로젤에 염화칼슘과 트롬빈을 포함하여 우수한 혈액응고능을 가짐과 동시에 주입형 하이드로젤 형태로 제조되어 다루기 쉽고 유동성 있는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogel hemostatic agent using pullulan and a method for preparing the same, and more particularly, to a hydrogel hemostatic agent using pullulan which has excellent blood coagulability including calcium chloride and thrombin in a hydrogel using pullulan, A hydrogel hemostatic agent using a pullulan which is easy to handle and fluid, and a method for producing the hemostatic agent.

지혈이란 혈관에 상처가 나서 혈액이 외부의 이물질과 접촉하면 혈소판이나 혈장에 존재하는 여러 혈액 응고인자가 복잡한 경로를 거쳐 혈전을 야기하여 상처부위의 출혈을 멎게 하는 것을 의미한다. Hemostasis means that blood vessels are injured and blood comes into contact with foreign matter, and various blood coagulation factors present in the platelets or plasma cause a clot through the complicated pathway to stop hemorrhage of the wound.

혈관이 외상이나 질환에 의하여 손상을 받아 출혈이 발생하게 되면 출혈을 멈추기 위해 먼저 혈관수축이 이루어지고, 이어서 1차 지혈과정인 혈소판의 부착 및 응집에 의한 혈소판 마개가 형성되며, 2차 지혈과정인 응고인자들의 활성화를 통하여 섬유소가 만들어지고 지혈 마개가 형성되어 출혈 부위의 완전한 지혈이 이루어지게 된다. When blood vessels are damaged by trauma or disease and bleeding occurs, blood vessel constriction is first performed to stop the bleeding, followed by formation of a platelet plug by adhesion and coagulation of platelets, which is a primary hemostatic process, Through the activation of coagulation factors, fibrin is formed and a hemostasis plug is formed and complete hemostasis of bleeding site is achieved.

2차 지혈과정에 관여하는 혈액응고인자들의 대표적인 작용기전을 설명하면 먼저, 출혈 시에 파괴된 혈소판에서 트롬보플라스틴이 혈장 중으로 방출되어, 혈장 속에 존재하는 비활성상태인 프로트롬빈에 작용하게 되고, 프로트롬빈을 활성상태의 트롬빈으로 전환하는 작용을 한다. 이어서, 활성상태의 트롬빈이 혈액 속의 가용성 피브리노겐을 가수분해하여 불용성인 피브린으로 전환하는 반응을 촉매하고, 이 피브린이 서로 엉겨서 혈소판 마개를 더욱 단단히 고정함으로써, 출혈이 멎는 지혈과정이 이루어지게 된다.To explain the typical mechanism of action of blood coagulation factors involved in the second hemostatic process, thromboplastin is released into the blood plasma at the time of hemorrhage and acts on the inactive prothrombin present in plasma, To thrombin in the active state. Subsequently, active thrombin catalyzes the conversion of soluble fibrinogen in the blood into a fibrin that is insoluble, and the fibrin clumps together to fix the platelet plug more tightly, resulting in a hemostatic process that stops bleeding.

하지만, 이러한 체내 지혈과정의 경우 가벼운 상처로 인한 경증출혈에는 충분히 지혈효과를 발휘할 수 있지만, 외과수술 시나 응급상황에서 발생하는 과다출혈의 경우 그 출혈을 충분히 멎게 하는데 한계가 있으므로 다른 효과적인 지혈방법의 사용이 추가적으로 요구되는 경우가 다반사이다.However, in the case of such a hemorrhage in the body, the hemorrhage can be sufficiently exerted for mild hemorrhage due to mild wound. However, in the case of excessive hemorrhage occurring during surgical operation or emergency, there is a limit in stopping the hemorrhage sufficiently. There are many cases in which additional requirements are required.

이러한, 지혈방법으로는 크게 기계적 방법, 냉온에 의한 방법 및 화학적 방법 등이 존재하는데, 이중 화학적 방법으로는 혈액응고제 등을 출혈부위에 처치하여 출혈을 멎게 하는 것이 대표적이다.Such hemostatic methods include a mechanical method, a cold method, and a chemical method. In chemical methods, hemostasis is stopped by treating a blood coagulant or the like at a bleeding site.

현재 화학적 방법을 적용한 의료용 제제인 지혈제의 상용화된 제품을 살펴보면, 대표적으로 Surgicel®, Gelfoam®, Floseal® 및 Avitene® 등이 있다.Currently, Surgicel ® , Gelfoam ® , Floseal ®, and Avitene ® are among the commercialized products of hemostatic agents, which are chemical preparations.

Surgicel®은 산화재생셀룰로오스로 만들어진 흡수성 니트로써, 산도가 높아 지혈과 동시에 향균 작용을 하며 7-14일 후 흡수된다. 그러나, 동맥 출혈에는 효과가 낮고, 체액의 피막 형성 및 이물질에 대한 거부반응, 비과적(rhinological)인 용도에서는, 낮은 pH로 인한 진통, 재채기 및 신경독성이 발생한다는 보고가 있다.Surgicel ® is an absorbent knit made from oxidized and regenerated cellulose. It has a high acidity and acts as an antimicrobial with hemostasis and absorbed after 7-14 days. However, it has been reported that low blood pressure results in pain, sneezing and neurotoxicity in arterial bleeding, in the formation of body fluids, in rejection of foreign substances, and in rhinological applications.

Gelfoam®은 정제 젤라틴에 포름알데히드를 열 중합 발포 공정을 통해 스펀지 상으로 만든 다공성 폼 형태의 지혈제이다. 비용이 적게 들어 수술 및 외상 시 흡수성 지혈제로 사용되고, 사용 후 4-6주 내에 조직에서 완전히 흡수된다. 하지만, 동맥출혈이나 출혈이 계속되고 있는 경우에는 압력 때문에 안전하게 붙어있지 못하여 출혈이 계속될 가능성이 있고, 이물반응으로 피막형성 및 혈종을 생성할 수 있다는 단점이 있다.Gelfoam ® is a porous foam-type hemostatic agent made by sprinkling formaldehyde in refined gelatin through a thermal polymerization foaming process. It is low cost and used as an absorbable hemostat during surgery and trauma and is completely absorbed in the tissue within 4-6 weeks after use. However, if arterial bleeding or hemorrhage continues, hemorrhage may continue due to pressure failure, and there is a disadvantage in that a foreign body reaction may lead to the formation of a membrane and hematoma.

Floseal®은 Bovine 젤라틴과 트롬빈의 혼합물로 이루어진 높은 점도의 겔이다. 불규칙하고 축축한 표면인 점막 및 혈소판 기능 이상이 있을 때 사용 가능하다. 하지만 가격이 비싸고 유착을 일으킬 수 있으며, 이물 반응, 점막과 유합 및 염증반응을 일으킨다는 부작용이 있다.Floseal ® is a high viscosity gel consisting of a mixture of Bovine gelatin and thrombin. It can be used when there is irregular and damp surface mucosa and platelet dysfunction. However, it is expensive and can cause adhesion, and there is a side effect of causing foreign body reaction, mucous membrane fusion and inflammatory reaction.

Avitene®은 bovine corium collagen으로부터 partial hydrochloric acid salt로 제조된다. 이것은 혈소판을 공격해서 섬유 종괴를 형성하는 응고인자를 유리시킨다. 수술 중에 모세혈관 출혈을 조절하거나 결찰 등의 일반적인 방법이 비효과적이거나 불가능할 때 쓰인다. 하지만, 쉽게 부스러질 수 있으며, 겸자에 붙어 쉽게 떨어지지 않아 조작이 쉽지 않고, 흡착력이 낮아 지혈효과가 높지 않다.Avitene ® is made from bovine corium collagen with partial hydrochloric acid salt. This releases the clotting factor that attacks the platelets and forms a fibrous mass. It is used when the usual way of controlling capillary hemorrhage during surgery or ligation is ineffective or impossible. However, it can be easily broken, and it is not easily fallen on the forceps, so it is not easy to operate, and the attraction force is low and the hemostatic effect is not high.

이와 같이, 현재 상용되고 있는 흡수성 패킹은 고가로 판매되고 있음에도 그 지혈효과가 충분하지 못하거나, 점막의 재생효과가 미미한 경우가 많다. 따라서, 비용이 저렴하고, 지혈효과, 생체적합성 및 점막의 재생을 도와 재출혈을 방지할 수 있는 새로운 지혈제를 개발할 필요성이 계속적으로 요구되고 있다.As described above, although currently commercially available absorbent packing is sold at a high price, the hemostatic effect is not sufficient, or the regeneration effect of the mucous membrane is often insignificant. Therefore, there is a continuing need to develop a new hemostatic agent that is inexpensive, has a hemostatic effect, biocompatibility, and regeneration of the mucous membrane and can prevent rebleeding.

한편, 1960년대 Wichterle에 의해 폴리(2-하이드록시에틸메타크릴레이트) (PHEMA)로 이루어진 하이드로젤이 개발된 이후로 이것이 가지는 친수성과 생체적합성으로 인하여 생체재료분야에서의 응용이 증가되어 왔다. 하이드로젤은 특성상 다량의 수분 혹은 생물학적 체액을 함유할 수 있는 삼차원의 친수성 고분자 망상구조를 가지고 있는 구조를 말한다. 이러한 하이드로젤의 네트워크 망상구조는 화학 결합 또는 물리적 응집 등 여러 요인에 의해 형성되어 수용액상에서 팽윤된 후에 열역학적으로 안정하게 존재하게 된다. 하이드로젤은 유연한 강도 및 높은 함수율을 가지므로 살아있는 조직과 유사하여 의학 혹은 약학분야에 널리 이용되고 있다.On the other hand, since the development of a hydrogel made of poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) by Wichterle in the 1960s, its application in the field of biomaterials has been increased due to its hydrophilic and biocompatibility. Hydrogel refers to a structure having a three-dimensional hydrophilic polymer network that can contain a large amount of water or biological fluids in nature. The network structure of these hydrogels is formed by various factors such as chemical bonding or physical agglomeration, and is thermodynamically stable after swelling in an aqueous solution. Because of its flexible strength and high water content, hydrogels are similar to living tissues and are widely used in medical or pharmaceutical fields.

특히 하이드로젤을 이용한 주입형 시스템은 간단한 혼합만으로도 원하는 부위에 고효율의 전달 시스템을 설계하는 것이 가능하다. 또한 그 유동성은 결손된 부위를 채우는데 사용하기에도 적합한 물성을 가지고 있어 다양한 분야에서의 응용이 기대되는 방법이다.In particular, the injection system using the hydrogel is capable of designing a highly efficient delivery system at a desired site by simple mixing. The fluidity is also expected to be applied in various fields because it has properties suitable for filling defects.

하이드로젤을 주입형 재료로써 활용하기 위해서는 체외에서는 유체와 같이 유동성을 가지고 있으며 주입 후에는 물리적 혹은 화학적 자극에 의해 젤화되는 것을 필요로 한다. 분자의 얽힘에 의하거나 이온결합, 수소결합, 소수성 상호작용을 포함한 이차결합에 의해 하이드로젤을 형성하는 경우 가역적 혹은 물리적 하이드로젤이라고 부른다. 물리적 하이드로젤은 일반적으로 균일하지 못하며, 사슬의 중간부 혹은 말단이 일시적으로 결합하는 형태이다. 이러한 물리적 하이드로젤을 유지하는 상호작용은 가역적이며 물리적 조건 (온도, pH, 농도, 첨가물, 이온강도 등)이 변하면 붕괴될 수 있다.In order to utilize the hydrogel as an injection-type material, it has fluidity like a fluid in vitro and needs to be gelated by physical or chemical stimulation after injection. When hydrogels are formed by molecular entanglement or by secondary bonds including ionic bonds, hydrogen bonds, and hydrophobic interactions, they are called reversible or physical hydrogels. Physical hydrogels are generally not uniform, and the intermediate part or end of the chain is a temporary bond. The interactions that hold these physical hydrogels are reversible and can disintegrate as physical conditions (temperature, pH, concentration, additives, ionic strength, etc.) change.

그러나 주입 시 젤화되는 모델에서의 가장 큰 제약이라고 할 수 있는 것은 다양한 종류의 젤 전구체와 가교제의 농도에 큰 영향을 받는다는 것이다. 이는 가교제에 의해서 생체의학적인 제약이 생길 수도 있으며 가교제나 전구체에 의한 개질과 같은 효과를 나타내면서 강도등의 변화와 원하지 않는 기계적인 물성의 변화를 초래하기도 한다.However, the biggest limitation in the model of gelation during injection is that it is strongly influenced by the concentration of various types of gel precursors and crosslinking agents. This may result in biomedical constraints caused by crosslinking agents and may lead to changes in strength and changes in unwanted mechanical properties, such as modifying by crosslinking agents or precursors.

그리하여 이러한 약점을 극복하고자 최근에는 화학적 가교제의 선택에 있어서 천연물질에서 추출한 물질을 사용하는 등의 여러 가지 방면으로의 연구가 진행되어 오고 있으며 특히, 고추냉이에서 추출한 효소인 서양고추냉이 과산화효소(horseradish peroxidase, HRP)는 많은 주목을 받는 물질 중에 한 가지이다.In order to overcome these drawbacks, in recent years, various studies have been conducted on the selection of chemical cross-linking agents, such as the use of substances extracted from natural substances. In particular, researches on horseradish, an enzyme extracted from wasabi peroxidase, HRP) is one of the many notable materials.

서양고추냉이 과산화효소(HRP)는 티라민(tyramine)과 과산화수소수(H2O2)와 함께 반응하여 가교제로서 역할을 수행하며, 생분해성과 생체적합성이 우수한 가교제로 알려져 있다. 크게 2가지 단계로 반응이 진행되는데 첫 번째 단계로 HRP가 과산화수소수에 의해서 산화되고, 두 번째 단계로 산화된 HRP는 티라민에 있는 페놀 그룹을 산화시켜서 중간체를 형성한다. 이렇게 생성된 물질로 인해서 가교점이 생성되어서 네트워크 구조를 형성하게 되는 것이다. 이때의 중요한 요소로는 H2O2와 HRP의 농도에 의해서 기계적 강도와 하이드로젤 형성 시간을 쉽게 조절할 수 있다는 점이다.Western horseradish peroxidase (HRP) acts as a crosslinking agent by reacting with tyramine and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and is known as a crosslinking agent having excellent biodegradability and biocompatibility. The first step is the oxidation of HRP by hydrogen peroxide, and the second step, oxidized HRP, forms an intermediate by oxidizing the phenol group in the tyramine. The resultant material creates a network point by creating a bridge point. In this case, the mechanical strength and hydrogel formation time can be easily controlled by the concentration of H 2 O 2 and HRP.

이러한 하이드로젤을 지혈제에 적용하여 다루기 쉽고 유동성 있는 형태를 갖고 지혈인자를 통해 우수한 혈액응고능을 나타내는 지혈제에 대한 필요가 존재한다.There is a need for a hemostatic agent that has a handleable and fluid form through application of such a hydrogel to a hemostatic agent and exhibits excellent blood coagulation ability through a hemostatic agent.

특허문헌 1 KR 10-1624625Patent Document 1: KR 10-1624625

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 외과수술 혹은 창상 시 과다출혈이 일어나는 출혈부위에 적용되어 신속한 혈액응고인자의 방출에 기인한 우수한 혈액응고능을 가지며, 주입형 하이드로젤 형태로 다루기 쉽고 유동성 있는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a blood coagulation ability due to rapid release of blood coagulation factor applied to a hemorrhage site where excessive bleeding occurs during surgery or wound, And a method for producing the hydrogel hemostatic agent.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다. In order to accomplish the objects of the present invention as described above and achieve the characteristic effects of the present invention described below, the characteristic structure of the present invention is as follows.

본 발명에 따른 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제의 제조방법은 (a) 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시, 자유 라디칼 (TEMPO), 소듐 브로마이드 (NaBr) 및 소듐 하이포클로라이드 용액을 사용하여 풀루란에 카르복실기를 도입하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 얻어진 카르복실기가 도입된 풀루란에 티라민, N-하이드록시석신이미드(NHS) 및 1-에틸-3-(3-다이메틸아미노프로필)-카르보다이이미드(EDC)를 이용하여 티라민을 도입하는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 얻어진 티라민 치환된 풀루란에 서양고추냉이 과산화효소(HRP), 과산화수소수(H202), 트롬빈 및 염화칼슘(CaCl2)을 넣고 반응시켜 하이드로젤을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The process for preparing a hydrogel hemostatic agent using pullulan according to the present invention comprises the steps of (a) reacting 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy, free radical (TEMPO), sodium bromide (NaBr) Introducing a carboxyl group into pullulan using a chloride solution; (b) reacting the carboxyl group-introduced pullulan with N-hydroxysuccinimide (NHS) and 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide EDC) to introduce tyramine; (c) preparing a hydrogel by adding horseradish peroxidase (HRP), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), thrombin and calcium chloride (CaCl 2 ) to the tyramine substituted pullulan obtained in the step (b) The method comprising the steps of:

상기 (a)단계에서 상기 풀루란은 중량평균분자량이 50,000 내지 250,000 g/mol이고, 하이드로젤 지혈제의 전체 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부로 포함하는 것을 특징으로 한다. In the step (a), the pullulan has a weight average molecular weight of 50,000 to 250,000 g / mol, and is contained in an amount of 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition of the hydrogel hemostatic agent.

상기 (b)단계에서 티라민의 치환율은 1 내지 15%인 것을 특징으로 한다. The substitution ratio of tyramine in step (b) is 1 to 15%.

상기 (c)단계에서 상기 HRP의 농도는 전체 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 포함하고, 상기 과산화수소수(H202)의 농도는 전체 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부로 포함하는 것을 특징으로 한다. In the step (c), the concentration of the HRP is 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition, and the concentration of the hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) is 1 to 30 parts by weight .

상기 (c)단계는 티라민 치환된 풀루란, HRP, 트롬빈 및 염화칼슘을 실온에서 20분 내지 1시간 동안 pH6 내지 8의 PBS에 용해시켜 1차 용액을 제조하는 단계; 및The step (c) comprises dissolving tyramine substituted pullulan, HRP, thrombin and calcium chloride in PBS at pH 6 to 8 for 20 minutes to 1 hour at room temperature to prepare a first solution; And

상기 1차 용액에 풀루란의 농도가 전체 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부로 포함하는 용액에 30% 과산화수소수(H202)인 2차 용액을 첨가하여 5초 내지 2분 동안 반응시켜서 하이드로젤을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. To the solution containing pullulan at a concentration of 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition, a secondary solution of 30% aqueous hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) was added to the primary solution, and the reaction was performed for 5 seconds to 2 minutes Thereby producing a hydrogel.

상기 트롬빈은 PBS 1 mL 당 100 내지 500 μg으로 포함하고, 상기 염화칼슘은 PBS 1 mL 당 3 내지 15 mM로 포함하는 것을 특징으로 한다. The thrombin is contained in an amount of 100 to 500 μg per 1 mL of PBS, and the calcium chloride is contained in an amount of 3 to 15 mM per 1 mL of PBS.

상기 (c)단계에서 젤라틴, 키토산, 히알루론산, 알지네이트 및 셀룰로오스 유도체 중에서 선택된 1종 이상의 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. And further comprises at least one component selected from the group consisting of gelatin, chitosan, hyaluronic acid, alginate and cellulose derivatives in the step (c).

상기 (c)단계에서 지혈물질로 피브리노겐, 비타민 C, 비타민 K, 콜라겐, 젤라틴 및 미세젤폼(gelfoam) 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the step (c), the hemostatic material further comprises at least one selected from fibrinogen, vitamin C, vitamin K, collagen, gelatin, and gelfoam.

본 발명의 제조방법에 따라 제조된 풀루란을 이용한 하이드로젤은 실온에서 점도가 10,000 내지 25,000 cP이고, 접착 강도가 10 내지 30 kPa인 것을 특징으로 한다.The hydrogel using pullulan produced according to the production method of the present invention has a viscosity at room temperature of 10,000 to 25,000 cP and an adhesive strength of 10 to 30 kPa.

본 발명에 따른 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제는 주입형 하이드로젤 형태로 제조되어 다루기 쉽고 유동성 있는 효과가 있으며, 동시에 지혈을 촉진하는 혈액응고인자를 도입하고, 이들이 효과를 나타내는 최적의 농도를 설정하여 지혈제의 혈액응고능을 증대시키는 효과가 있다.The hydrogel hemostatic agent using pullulan according to the present invention is manufactured in the form of injection-type hydrogel and is easy to handle and fluid. At the same time, blood coagulation factors for promoting hemostasis are introduced, It has an effect of increasing the blood coagulation ability of the hemostatic agent.

또한, 생체 유래 천연고분자인 플루란을 사용하여 생체 내에서의 조직면역반응을 일으키지 않아 우수한 생체친화성 및 생분해성을 나타내는 효과가 있다. In addition, there is an effect of exhibiting excellent biocompatibility and biodegradability without causing a tissue immune response in vivo by using pluran, a natural polymer derived from a living body.

또한, 조직 형태에 적합성이 있고 젤의 특성상 상처의 도포가 용이하며, 젤이 형성되었을 때 어느 정도의 기계적 강도를 가짐으로 인해 생체 내에서 일정시간 형태를 유지하면서 지혈 효과를 나타내는 효과가 있다. In addition, there is an effect that the wound is suitable for the tissue type, the wound is easy to apply due to the nature of the gel, and the gel has a certain degree of mechanical strength when formed so as to maintain the shape for a certain period of time in the living body.

또한, 젤레이션(gelation) 단계에 포함되는 서양고추냉이 과산화효소(HRP)와 과산화수소의 적절한 배합비를 제공함으로써 겔 형성능과 겔 형성시간을 최적화시킬 수 있다.In addition, gel forming ability and gel formation time can be optimized by providing an appropriate blending ratio of horseradish peroxidase (HRP) and hydrogen peroxide contained in the gelation step.

도 1은 본 발명에 따라 풀루란에 카르복실기를 도입하기 위한 TEMPO 반응의 공정을 나타내는 도면이다.
도 2는 카르복실기가 도입된 풀루란에 티라민을 도입하기 위한 EDC 반응 공정을 나타내는 도면이다.
도 3은 하이드로젤의 제조 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 풀루란 및 개질 풀루란의 ATR-FTIR 스펙트럼을 보여주는 도면이다.
도 5는 풀루란 및 개질 풀루란의 13C-NMR 스펙트럼을 보여주는 도면이다.
도 6은 개질된 풀루란의 1H-NMR 스펙트럼을 보여준다.
도 7은 풀루란 및 개질 풀루란의 GPC 데이터를 보여준다.
도 8은 풀루란 농도에 따른 젤화시간을 나타내는 도면이다.
도 9는 풀루란 농도에 따른 하이드로젤의 유변학적 특성을 레오미터를 통해 나타낸 도면이다.
도 10은 풀루란 농도에 따른 swelling ratio를 통해 crosslinking density 정도를 나타내는 도면이다.
도 11은 풀루란의 농도에 따른 in vitro 생분해성 평가를 나타내는 도면이다.
도 12는 풀루란 하이드로젤을 이용한 적혈구 용혈 실험을 나타내는 도면이다.
도 13은 SD rat을 이용한 지혈동물실험을 나타내는 도면이다.
도 14는 SD rat을 이용한 지혈동물실험의 풀루란 농도별 결과를 나타내는 사진이다.
도 15은 SD rat을 이용한 풀루란 농도별 결과에서 출혈양을 그래프로 나타낸 사진이다.
도 16는 SD rat을 이용한 풀루란 농도별 결과에서 출혈시간을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 17는 풀루란 하이드로젤로 처리된 간의 지혈부위를 H&E staining을 통해 조직학적 관찰한 결과이다.
도 18는 풀루란 하이드로젤로 처리된 간의 지혈부위를 carstairs staining을 통해 조직학적 관찰한 결과이다.
1 is a view showing a process of a TEMPO reaction for introducing a carboxyl group into pullulan according to the present invention.
2 is a view showing an EDC reaction step for introducing tyramine into pullulan in which a carboxyl group is introduced.
3 is a view showing a process of manufacturing a hydrogel.
4 is a diagram showing ATR-FTIR spectra of pullulan and modified pullulan.
5 is a diagram showing 13 C-NMR spectra of pullulan and modified pullulan.
Figure 6 shows the 1 H-NMR spectrum of the modified pullulan.
7 shows GPC data of pullulan and modified pullulan.
8 is a graph showing the gelation time according to the pullulan concentration.
9 is a graph showing the rheological characteristics of the hydrogel according to the pullulan concentration through a rheometer.
10 is a graph showing the degree of crosslinking density by the swelling ratio according to the pullulan concentration.
11 is a diagram showing an in vitro biodegradability evaluation according to the concentration of pullulan.
12 is a diagram showing an erythrocyte hemolysis experiment using pullulan hydrogel.
13 is a diagram showing an experiment of a hemostatic animal using SD rats.
14 is a photograph showing the results of pullulan concentration in a hemostatic animal experiment using an SD rat.
Fig. 15 is a graph showing a graph of hemorrhages in the results of pullulan concentration using SD rats.
16 is a graph showing bleeding time in the results of pullulan concentration using SD rats.
FIG. 17 is a histological observation result of H & E staining of a hemostatic site of liver treated with pullulan hydrogel.
FIG. 18 shows the result of histological observation of carotid staining of a hemostatic site of liver treated with pullulan hydrogel.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

본 발명에 따른 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제는 생분해성, 비독성 및 생체친화성을 갖는 풀루란을 주요 성분으로 하며, 티라민 및 과산화수소수 (H2O2)와 함께 반응하여 가교제로서 역할을 수행하며 생분해성과 생체적합성이 우수한 가교제로 알려져 있는 서양고추냉이 과산화효소 (HRP)를 이용하여 제조된다.The hydrogel hemostatic agent using pullulan according to the present invention contains pullulan having biodegradability, non-toxicity and biocompatibility as main components and reacts with tyramine and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) to act as a crosslinking agent (HRP), a biodegradable and biocompatible cross-linking agent.

풀루란(pullulan)은 아우레오바시둠 풀루란스(Aureobasidum pullulans)가 세포외(extracellular)로 생산하는 물질로서, 주로 3개의 글루코오스가 α-1, 3 결합된 말토트리오스가 α-1, 6 결합으로 반복 결합된 직쇄상의 글루칸으로 형성되어 있다. 상세한 구조 연구에 의해 풀루란은 말토트리오스 단위만의 반복 구조만으로 형성된 것이 아니라 말토테르라오스가 수 % 함유되어 있으며, 분자의 말단은 글루코오스이고 덱스트란과는 다른 구조로 이루어져 있다고 밝혀져 있다. 이런 구조를 가진 플루란은 무미무취하고 부정형의 백색분말로 각종 독성, 변이원성 시험 결과에 대해 아무 문제가 없어 국내외에서 식품 첨가물로 인가되어 있다. 또한 다른 다당류에 비해 물에 녹기 쉽고 저점성이지만 부착성과 실같이 늘어나는 성질이 강하며 안정한 중성용액으로 여러 가지 응용이 용이한 다당류 물질이다. 그리고 수용액의 점성은 온도 의존성이 비교적 낮고 각종 염류 및 pH의 영향을 적게 받는 특성을 가지고 있다. 한 예로서 각종 금속 이온이 공존하는 풀루란 수용액의 (1% 수용액, 25℃, 30 rpm) 점도가 250 ~ 300 cp로 풀루란 분자 중의 -OH기와 킬레이트를 형성한다고 생각되는 티탄, 붕소 이온의 경우를 제외하면 어느 경우도 점도의 증가나 젤이 형성되지 않는다. 그리고 접착성이 우수한 특성과 함께 구조상 많은 미생물에 의해서 완전히 자화 되어 최종적으로는 탄화가스와 물로 변환되는 생분해성적인 특성을 가진 고분자 물질이다.Pullulan is a material produced by extracellular production of Aureobasidum pullulans, and is mainly composed of three glucose-linked α-1, 3-linked maltotriose α-1, 6-linked And is formed of straight-chain glucan repeatedly bonded to each other. Detailed structure studies have revealed that pullulan is composed not only of a repeating structure of maltotriose units, but of maltoterolose in a few percent, and the end of the molecule is glucose and has a structure different from that of dextran. Pullulan with this structure is tasteless and amorphous white powder and has no problem about various toxicity and mutagenicity test results and is approved as a food additive both at home and abroad. It is a polysaccharide substance which is easy to be dissolved in water and low in viscosity compared to other polysaccharides but is easy to apply for various applications because of its strong adhesive properties and stretching properties like yarn and stable neutral solution. The viscosity of aqueous solution is relatively low in temperature dependence and is less influenced by various salts and pH. As an example, in the case of titanium or boron ions which are believed to form a chelate with the -OH group in the pullulan molecule at a viscosity of 250 to 300 cp (1% aqueous solution, 25 ° C, 30 rpm) of the aqueous solution of pullulan in which various metal ions coexist The viscosity is not increased or the gel is not formed in any case. It is a polymer material with biodegradable properties that is completely magnetized by many microorganisms in structure and finally converted into carbonized gas and water.

풀루란을 원료로 하고 HRP를 가교제로 이용한 하이드로젤 제조방법은 i) TEMPO 반응을 통해 풀루란에 카르복실기를 도입하는 단계, ii) 풀루란에 티라민을 도입하기 위한 EDC 반응 단계, 및 iii) 개질된 풀루란과 서양고추냉이 과산화효소 및 과산화수소수를 반응시켜 하이드로젤을 제조하는 단계를 포함한다. The method for preparing hydrogel using pullulan as a raw material and HRP as a crosslinking agent comprises the steps of i) introducing a carboxyl group into pullulan through TEMPO reaction, ii) EDC reaction step for introducing tyramine to tyramine, and iii) And a step of reacting pullulan with horseradish peroxidase and hydrogen peroxide water to prepare a hydrogel.

도 1은 본 발명에 따라 풀루란에 카르복실기를 도입하기 위한 TEMPO 반응의 공정을 나타내는 도면이고, 도 2는 카르복실기가 도입된 풀루란에 티라민을 도입하기 위한 EDC 반응 공정을 나타내는 도면이며, 도 3은 하이드로젤의 제조 과정을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a process of TEMPO reaction for introducing a carboxyl group into pullulan according to the present invention, FIG. 2 is a view showing an EDC reaction process for introducing tyramine into pullulan in which a carboxyl group is introduced, and FIG. Fig. 3 is a view showing a manufacturing process of a hydrogel. Fig.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제의 제조방법은 (a) 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시, 자유 라디칼 (TEMPO), 소듐 브로마이드 (NaBr) 및 15% 소듐 하이포클로라이드 용액을 사용하여 풀루란에 카르복실기를 도입하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 얻어진 카르복실기가 도입된 풀루란에 티라민, N-하이드록시석신이미드(NHS) 및 1-에틸-3-(3-다이메틸아미노프로필)-카르보다이이미드(EDC)를 이용하여 티라민을 도입하는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 얻어진 티라민 치환된 풀루란에 서양고추냉이 과산화효소(232 unit/mg, HRP), 30% 과산화수소수(H202), 트롬빈 및 염화칼슘(CaCl2)을 넣고 반응시켜 하이드로젤을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 1 to 3, a method for preparing a hydrogel hemostatic agent using pullulan according to the present invention comprises: (a) reacting 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy, free radical (TEMPO) Introducing a carboxyl group into pullulan using sodium bromide (NaBr) and 15% sodium hypochloride solution; (b) reacting the carboxyl group-introduced pullulan with N-hydroxysuccinimide (NHS) and 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide EDC) to introduce tyramine; (c) Horseradish peroxidase (232 units / mg, HRP), 30% hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), thrombin and calcium chloride (CaCl 2 ) were added to the tyramine substituted pullulan obtained in the step (b) And reacting the mixture to prepare a hydrogel.

상기 (a)단계에서 상기 풀루란은 중량평균분자량이 50,000 내지 250,000 g/mol이고, 바람직하게는 100,000 내지 200,000 g/mol일 수 있다. 또한, 하이드로젤 지혈제의 전체 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 50 중량부로 포함할 수 있다. 상기 범위보다 높은 범위를 갖게 되는 경우 생체 내에서 하이드로젤의 점도가 너무 높아져 젤화에 시간이 오래 걸리게 되어 지혈시간을 지연시키게 되고 상기 범위보다 낮은 범위를 갖게 되는 경우 하이드로젤의 조직접착성이 떨어질 수 있다.In the step (a), the pullulan may have a weight average molecular weight of 50,000 to 250,000 g / mol, and preferably 100,000 to 200,000 g / mol. The hydrogel hemostatic agent may be contained in an amount of 1 to 50 parts by weight, preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total composition of the hydrogel hemostatic agent. If the viscosity of the hydrogel is higher than the above range, the viscosity of the hydrogel becomes too high in the living body, and the gelation takes a long time to delay the hemostasis. If the range is lower than the above range, have.

HRP가 가교제로서 작용하기 위해서는 티라민기를 필요로 하지만 풀루란에는 티라민기가 존재하지 않으므로 풀루란을 이용하기 위해서는 풀루란에 티라민기의 도입이 필요하다. 이러한 풀루란의 개질에 있어서, 하이드로젤의 기계적 강도와 젤 형성 시간을 고려할 때, 상기 (b)단계에서 티라민의 치환율은 약 1 내지 15%, 바람직하게는 약 4 내지 10%가 적절하며, 보다 바람직하게는 6.4%의 치환율이 적절하다.In order for HRP to function as a crosslinking agent, a tyramine group is required, but since a tyramine group is not present in pullulan, introduction of a tyramine group into pullulan is required to use pullulan. In the modification of pullulan, considering the mechanical strength of the hydrogel and the gel formation time, the substitution ratio of tyramine in step (b) is suitably about 1 to 15%, preferably about 4 to 10% Preferably, a replacement rate of 6.4% is appropriate.

하이드로젤을 제조하기 위한 상기 (c)단계에서 상기 HRP의 농도는 전체 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 포함하고, 상기 과산화수소수(H202)의 농도는 전체 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부로 포함할 수 있다. The concentration of the HRP in the step (c) for producing the hydrogel is 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition, and the concentration of the hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) is 100 parts by weight 1 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the composition.

또한, 상기 (c)단계는 두 단계로 나누어 진행될 수 있는데 티라민 치환된 풀루란, HRP, 트롬빈(92.6 units/mg) 및 염화칼슘을 실온에서 20분 내지 1시간, 바람직하게는 30분 동안 pH 6 내지 8, 바람직하게는 pH 7의 PBS에 용해시켜 1차 용액을 제조하는 단계; 및 상기 1차 용액에 티라민 치환된 풀루란 및 30% 과산화수소수(H202)를 실온에서 pH 6 내지 8, 바람직하게는 pH 7의 PBS에 용해시켜 만든 2차 용액을 첨가하여 5초 내지 2분 동안 반응시켜서 하이드로젤을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The step (c) may be carried out in two steps. Tyramine substituted pullulan, HRP, thrombin (92.6 units / mg) and calcium chloride are added at room temperature for 20 minutes to 1 hour, 8, preferably pH 7, to prepare a first solution; And a secondary solution prepared by dissolving tyramine substituted pullulan and 30% aqueous hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in PBS at pH 6 to 8, preferably pH 7, in the primary solution, And reacting the mixture for 2 minutes to prepare a hydrogel.

과산화수소수에 의해 산화된 HRP는 풀루란에 도입된 티라민기에 있는 페놀기를 산화시켜 중간체를 형성하며 이로 인해 가교점이 생성되어 네트워크 구조를 형성함으로써 주입형 하이드로젤이 형성되게 된다.HRP oxidized by aqueous hydrogen peroxide oxidizes the phenol groups in the thylamine groups introduced into pullulan to form intermediates, thereby forming crosslinking sites to form a network structure, thereby forming an injectable hydrogel.

상기 트롬빈은 PBS 1 mL 당 100 내지 500 μg으로 포함하고, 상기 염화칼슘은 PBS 1 mL 당 3 내지 15 mM으로 포함할 수 있다. 이 수치범위보다 낮은 경우 지혈 효과가 떨어지고, 높은 경우 경제적 손실을 초래할 수 있다. The thrombin may be contained in an amount of 100 to 500 μg per 1 mL of PBS, and the calcium chloride may be contained in an amount of 3 to 15 mM per 1 mL of PBS. Lower than this range may result in a lower hemostatic effect, and higher blood pressure may lead to economic loss.

상기 (c)단계에서 풀루란 외에도 젤라틴, 키토산, 히알루론산, 알지네이트 및 셀룰로오스 유도체 중에서 선택된 1종 이상의 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In the step (c), in addition to pullulan, at least one selected from the group consisting of gelatin, chitosan, hyaluronic acid, alginate and cellulose derivatives is further contained.

상기 (c)단계에서 지혈물질로 트롬빈 및 염화칼슘 외에도 피브리노겐, 비타민 C, 비타민 K, 콜라겐, 젤라틴 및 미세젤폼(gelfoam) 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In step (c), the hemostatic material may further include at least one selected from the group consisting of fibrinogen, vitamin C, vitamin K, collagen, gelatin, and gelfoam in addition to thrombin and calcium chloride.

본 발명의 제조방법에 따라 제조된 풀루란을 이용한 하이드로젤은 실온에서 점도가 10,000 내지 25,000 cP일 수 있다. 또한, 접착 강도가 10 내지 30 kPa인 것을 특징으로 한다. 상기 범위를 만족하는 경우 하이드로젤 지혈제가 지혈 부위로부터 이탈되거나 유실되는 현상을 방지할 수 있다. 상기 점도 범위보다 높은 범위를 갖는 경우 수술 시 조작용이성에 대한 문제가 생기게 되며, 반대로 상기 범위 보다 낮은 범위를 갖게 되는 경우 조직 부착성 및 저장성에 문제가 발생하게 된다. The hydrogel using pullulan prepared according to the preparation method of the present invention may have a viscosity of 10,000 to 25,000 cP at room temperature. It is also characterized in that the adhesive strength is 10 to 30 kPa. When the above range is satisfied, it is possible to prevent the hydrogel hemostatic agent from being detached or lost from the hemostatic site. When the viscosity range is higher than the above range, there arises a problem in ease of operation during operation. On the contrary, when the range is lower than the above range, there is a problem in tissue adhesion and storage stability.

또한 본 발명의 하이드로젤 지혈제는 주사형, 스프레이형, 겔형, 액형 및 에어로졸 형태 등으로 이용될 수 있기 때문에 상기 점도 및 접착 강도 범위를 갖는 것이 바람직하다.In addition, the hydrogel hemostatic agent of the present invention may have a viscosity and an adhesive strength range because it can be used in the form of a spray, spray, gel, liquid and aerosol.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.

< 실시예 ><Examples>

1. 풀루란에 카르복실기를 도입하는 단계1. Introduction of a carboxyl group into pullulan

풀루란의 개질을 위하여, 먼저 풀루란에 카르복실기를 도입하고자 알드리치(Aldrich)사에서 구입한 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시, 자유 라디칼(TEMPO)과 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)사에서 구입한 소듐 브로마이드(NaBr)와 소듐 하이포클로라이드 용액을 이용하였다. 풀루란을 TEMPO 그리고 NaBr과 함께 3차 증류수에 넣고 1℃에서 충분히 교반시켜 준다. 이후 15% NaOCl 용액을 첨가 하면서 용액의 pH를 4 M HCl를 서서히 첨가하여 9.5로 유지하면서 0.5 M NaOH 용액을 넣어 주면서 약 120분 정도 교반하여 준다. 그 후에 반응을 종결시키기 위하여 메탄올을 첨가하여 준 후에 4 M HCl을 이용하여 중성화하여 준다. 그 다음 용액을 아세톤으로 침전 시킨 후 미반응 물질을 제거하기 위하여 침전 과정을 2 ~ 3회 정도 반복 한 후 용액을 감압 건조하여 카르복실기가 도입된 풀루란을 제조하였다(도 1).For the modification of pullulan, 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy purchased from Aldrich, free radical (TEMPO) and Sigma-Aldrich Sodium bromide (NaBr) and sodium hypochloride solution purchased from Sigma-Aldrich were used. Pullulan is mixed with TEMPO and NaBr in tertiary distilled water and stirred well at 1 ° C. After adding 15% NaOCl solution, the pH of the solution was gradually added with 4 M HCl and kept at 9.5, and the mixture was stirred for about 120 minutes while adding 0.5 M NaOH solution. After that, methanol was added to terminate the reaction, followed by neutralization with 4 M HCl. After the solution was precipitated with acetone, the precipitate was repeated 2-3 times to remove unreacted materials, and the solution was dried under reduced pressure to prepare pullulan having a carboxyl group (FIG. 1).

2. 풀루란에 티라민를 도입하는 단계2. Step of introducing pullulan into tyramine

앞서 제조된 카르복실기가 도입된 풀루란에 티라민기를 도입하고자 플루카(Fluka)사에서 구입한 티라민, 와코(Wako)사에서 구입한 N-하이드록시석신이미드(NHS) 및 TCI사에서 구입한 1-에틸-3-(3-다이메틸아미노프로필)-카르보다이이미드(EDC)를 이용하여 반응을 진행하였다.Tyramine purchased from Fluka, N-hydroxysuccinimide (NHS) purchased from Wako Co., Ltd., and 1 (1) purchased from TCI in order to introduce a tyramine group into the prepared carboxyl group-introduced pullulan, -Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide (EDC).

우선 개질된 풀루란을 3차 증류수에 넣고 약 3 ~ 5시간 충분히 교반하여 준 후 만들어진 용액에 티라민과 EDC 그리고 NHS를 함께 용액에 넣고 pH를 4.7로 유지하여 주면서 약 12시간 교반한다. 그 후에 만들어진 용액을 4 M HCl을 이용하여 중화한 뒤 반투석막에 넣어 100 mM NaCl 용액, 25% 에탄올 그리고 증류수에서 각각 약 2일, 1일, 1일씩 4일간 투석하여 준다. 투석을 마친 용액을 동결 건조하여 티라민이 도입된 샘플을 제조하였다(도 2).First, the modified pullulan is added to the third distilled water and stirred sufficiently for about 3 to 5 hours. Tyramine, EDC and NHS are then added to the solution, and the mixture is stirred for about 12 hours while maintaining the pH at 4.7. The resulting solution was neutralized with 4 M HCl and dialyzed against 100 mM NaCl solution, 25% ethanol and distilled water for about 2 days, 1 day and 1 day, respectively, for 4 days. The dialyzed solution was lyophilized to prepare a sample into which tyramine was introduced (FIG. 2).

3. 하이드로젤 지혈제의 제조3. Preparation of hydrogel hemostatic agent

앞서 제조된 티라민 치환된 풀루란에 암레스코(Amresco)사에서 구입한 서양고추냉이 과산화효소(232 unit/mg, HRP), 대정(Daejung)사에서 구입한 과산화수소(H202), 트롬빈(92.6 units/mg) 및 염화칼슘을 첨가하여 실온에서 30분 동안 pH 7에서 용해시킨 다음에, 30% 과산화수소와 티라민 치환된 풀루란을 용해한 용액을 첨가하여 60 초 이내로 반응시켜 최종적으로 하이드로젤 지혈제를 제조하였다(도 3).To the above-prepared thylamin-substituted pullulan, horseradish peroxidase (232 unit / mg, HRP) purchased from Amresco, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) purchased from Daejung Co., 92.6 units / mg) and calcium chloride were added and dissolved at pH 7 for 30 minutes at room temperature. Then, a solution in which 30% hydrogen peroxide and thylamin-substituted pullulan were dissolved was added thereto and reacted within 60 seconds to finally prepare hydrogel hemostatic agent (Fig. 3).

< 실험예 ><Experimental Example>

실험예 1 Experimental Example 1 Attenuated total reflection FT-IR을 통한 풀루란 개질 확인Attenuated total reflection Fullerene modification confirmation by FT-IR

도 4는 풀루란 및 개질 풀루란의 ATR-FTIR 스펙트럼을 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 TEMPO 반응과 EDC 반응 후의 풀루란 개질 유무를 확인하기 위해 attenuated total reflection-fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR, IRAffinity-1S, Shimadzu)가 사용되었다. TEMPO 반응 후 1600 cm-1 에서 피크를 나타냄을 통해 -OH기가 O-C=O기로 산화하였음을 확인할 수 있었다(carboxylated pullulan). 반면 EDC-NHS 반응 후에는 피크의 변화가 없었는데 이는 이는 티라민의 도입량이 적기 때문인 것으로 나타났다. 티라민의 도입 여부는 NMR을 통하여 확인하였다.4 is a diagram showing ATR-FTIR spectra of pullulan and modified pullulan. Referring to FIG. 4, attenuated total reflection-fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR, IRAffinity-1S, Shimadzu) was used to confirm the presence of pullulan after the TEMPO reaction and the EDC reaction according to the present invention. The peak at 1600 cm -1 after the TEMPO reaction indicated that the -OH group oxidized to the OC = O group (carboxylated pullulan). On the other hand, there was no change in peak after EDC-NHS reaction because of the small amount of tyramine introduced. The introduction of tyramine was confirmed by NMR.

실험예 2 Experimental Example 2 NMR을 통한 풀루란 개질 확인Verification of Pullulan Modification by NMR

1) 13C-NMR 스펙트럼 분석1) &lt; 13 &gt; C-NMR spectrum analysis

도 5는 풀루란 및 개질 풀루란의 13C-NMR 스펙트럼을 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, TEMPO 반응 후의 개질 여부 확인을 위해 13C-NMR이 사용되었다(BRUKER BIOSPIN/AVANCE 400, 400MHz FT-NMR, Bruker, Germany). 175 ppm에서 카르복실산과 카르복실릭 염 형태의 특성피크를 보이는데 이를 통해 TEMPO 반응에 의해 1차 알코올이 산화하여 카르복실기로 존재함을 확인하였다.5 is a diagram showing 13 C-NMR spectra of pullulan and modified pullulan. Referring to FIG. 5, 13 C-NMR was used to confirm the modification after the TEMPO reaction (BRUKER BIOSPIN / AVANCE 400, 400 MHz FT-NMR, Bruker, Germany). The characteristic peaks of the carboxylic acid and carboxylate salt forms were observed at 175 ppm, indicating that the primary alcohol was oxidized by the TEMPO reaction to exist as a carboxyl group.

2) 1H-NMR 스펙트럼 분석2) 1 H-NMR spectrum analysis

도 6은 개질된 풀루란의 1H-NMR 스펙트럼을 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, EDC-NHS 반응 후의 티라민 도입 여부 확인을 위해 1H-NMR을 사용하였다(BRUKER BIOSPIN/AVANCE 400, 400MHz FT-NMR, Bruker, Germany). 7 ppm 부근에서 티라민의 벤젠 특성 피크를 보이는데 이를 통해 EDC-NHS 반응에 의해 티라민이 도입됨을 확인하였다. 또한, C2, C3에서 나타나는 수소의 적분비와 비교하여 티라민의 치환율을 확인하였다. 6 is a view showing the 1 H-NMR spectrum of the modified pullulan. Referring to FIG. 6, 1 H-NMR was used for confirming the introduction of tyramine after the EDC-NHS reaction (BRUKER BIOSPIN / AVANCE 400, 400 MHz FT-NMR, Bruker, Germany). The peak of benzene characteristic of tyramine was observed at around 7 ppm, confirming that tyramine was introduced by EDC-NHS reaction. In addition, the substitution ratio of tilamine was confirmed by comparing with the integral ratio of hydrogen appearing in C 2 and C 3 .

실험예 3 Experimental Example 3 겔투과 크로마토그래피를 통한 분자량 분석Molecular weight analysis by gel permeation chromatography

도 7은 풀루란 및 개질 풀루란의 GPC 데이터로서, 풀루란의 개질 단계별 분자량 변화를 살펴보기위해 수용성 젤투과 크로마토그래프 시스템(GPC) (Breeze System, USA)를 사용하였다. 도 7을 참조하면, 초기 180,000 Mw의 풀루란이 TEMPO 반응 후 97,667 Mw으로, EDC-NHS 반응 후 22,355 Mw로 분자량이 감소함을 확인할 수 있다. FIG. 7 shows a water soluble gel permeation chromatographic system (GPC) (Breeze System, USA) as a GPC data of pullulan and modified pullulan in order to examine changes in the molecular weight of the pullulan during the modification step. Referring to FIG. 7, it can be seen that the initial 180,000 Mw of pullulan decreased to 97,667 Mw after the TEMPO reaction and to 22,355 Mw after the EDC-NHS reaction.

실험예 4 Experimental Example 4 하이드로젤화 시간 분석Hydrogelation time analysis

도 8은 풀루란과 HRP 농도에 따른 젤화시간을 나타내는 도면이다. 풀루란의 농도가 0.15 g/ml 일 때, HRP의 농도가 3 mg/ml 이상일 경우 젤화가 5초 이내 이루어짐을 확인하였다. 또한, HRP의 농도가 3 mg/ml 일 때, 풀루란의 농도가 0.15 이상일 경우 젤화가 5초 이내 이루어짐을 확인하였다. 8 is a graph showing gelation time according to pullulan and HRP concentration. When the concentration of pullulan was 0.15 g / ml, when the concentration of HRP was more than 3 mg / ml, gelation was observed within 5 seconds. When the concentration of HRP was 3 mg / ml, when the concentration of pullulan was 0.15 or more, it was confirmed that the gelation occurred within 5 seconds.

실험예 5 Experimental Example 5 유변학적 특성 분석Rheological properties analysis

도 9는 풀루란 농도에 따른 하이드로젤의 유변학적 특성을 레오미터를 통해 나타낸 도면이다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 하이드로젤의 유변학적 특성을 파악하고자 Thermo Scientific HAAKE MARS II Rheometer (Thermo Scientific HAAKE MARS II Rheometer, Thermo, Germany)를 사용하였다. 사용된 레오미터(Rheometer)는 고분자 물질뿐만 아니라 용액, 에멀젼, 서스펜션, 열경화성 재료의 유변학적 물성(물질의 점도, 탄성률, 응력, 전단속도 등)을 측정하는 기기로서 미지의 재료에 대한 물질정보를 유동과 변형을 부과하여 물리적인 방법으로 물질의 구조 및 특성을 파악 할 수 있다. 9 is a graph showing the rheological characteristics of the hydrogel according to the pullulan concentration through a rheometer. A Thermo Scientific HAAKE MARS II Rheometer (Thermo Scientific HAAKE MARS II Rheometer, Thermo, Germany) was used to characterize the rheological properties of the hydrogel prepared by the method of the present invention. The Rheometer used is a device for measuring the rheological properties (viscosity, elastic modulus, stress, shear rate, etc.) of solutions, emulsions, suspensions and thermosetting materials as well as polymeric materials. Flow and deformation can be imposed to identify the structure and properties of the material in a physical way.

HRP의 농도가 3.0 mg/ml로 같을 경우, 풀루란의 농도(0.3 g/ml, 0.4 g/ml, 0.5 g/ml)가 높아짐에 따라 저장탄성률이 높아지는 것을 보아 풀루란의 농도를 조절함으로써, 원하는 저장탄성률을 가지는 하이드로젤을 만들 수 있음을 확인하였다. When the concentration of HRP was 3.0 mg / ml, the storage elastic modulus was increased as the concentration of pullulan increased (0.3 g / ml, 0.4 g / ml, 0.5 g / ml) It was confirmed that a hydrogel having a desired storage elastic modulus can be produced.

실험예 6 Experimental Example 6 풀루란 농도에 따른 swelling ratio 분석Swelling ratio analysis with pullulan concentration

도 10은 풀루란 농도에 따른 swelling ratio를 통해 crosslinking density 정도를 나타내는 도면이다. 지름 1 cm, 높이 0.5 cm의 알루미늄 팬에 하이드로젤을 주사하여 일정 크기의 하이드로젤을 만든 뒤, 50 ml PBS 용액 (pH 7.2, 37℃)에 넣어 1, 3, 5, 10, 15 분이 지난 뒤 무게를 측정하였다. Swelling ratio는 다음과 같은 식으로 계산을 하였다. 10 is a graph showing the degree of crosslinking density by the swelling ratio according to the pullulan concentration. After hydrogel was injected into an aluminum pan with a diameter of 1 cm and a height of 0.5 cm to prepare a hydrogel of a predetermined size, it was placed in 50 ml of PBS solution (pH 7.2, 37 ° C) for 1, 3, 5, The weight was measured. The swelling ratio was calculated as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

Ws: swelling된 하이드로젤의 무게이다. Ws: The weight of the swelled hydrogel.

Wd: 동결건조된 하이드로젤의 무게이다.Wd: Weight of lyophilized hydrogel.

풀루란 농도가 0.3 g/ml 이고, HRP 농도가 3 mg/ml일때 시간에 따른 swelling ratio가 가장 높게 나타났다. The swelling ratio showed the highest with time when the pullulan concentration was 0.3 g / ml and the HRP concentration was 3 mg / ml.

실험예 7 Experimental Example 7 풀루란 하이드로젤의 Of pullulan hydrogel in vitroin vitro 생분해성 평가 Biodegradability evaluation

제조한 하이드로젤 지혈제의 생분해거동을 알아보기 위한 in vitro 생분해 거동을 확인하여 도 11과 같이 나타내었다. 샘플을 50 mL cornical tube에 넣은 후 25 mL phosphate buffered saline (PBS, pH 7.4) 용액을 넣고 shaking bath (90 rpm, 37℃)에 넣어 시간경과 (0, 5, 12, 24 h)에 따른 하이드로젤의 생분해 거동을 관찰하였다. 시간에 따라 회수한 시편은 새로운 10 mL cornical tube에 넣고 동결건조 한 뒤 무게를 측정하였다. 풀루란의 농도(0.3, 0.4, 0.5 g/mL)가 높아짐에 따라 5시간 후 in vitro 환경에서의 생분해 거동을 관찰하였을 때, 각각 30.4%, 24.4%, 17.1%의 무게 감소율을 보였고, 12시간 후에는 각각 72.7%, 70.5%, 62.9% 임을 확인하였다. 24시간 후에는 모든 샘플이 분해되었음을 관찰할 수 있었다.The biodegradation behavior of hydrogel hemostat was investigated in vitro to determine the biodegradation behavior of the hydrogel hemostat prepared. Samples were placed in a 50 mL cornical tube and placed in a shaking bath (90 rpm, 37 ° C) with 25 mL of phosphate buffered saline (PBS, pH 7.4) Biodegradation behavior was observed. The recovered samples were transferred to a new 10 mL cornical tube, lyophilized and weighed. As the concentration of pullulan increased (0.3, 0.4 and 0.5 g / mL), the weight loss rate was 30.4%, 24.4% and 17.1%, respectively, when the biodegradation behavior was observed in the in vitro environment after 5 hours. And 72.7%, 70.5% and 62.9%, respectively. After 24 hours, it was observed that all the samples were decomposed.

실험예 8 Experimental Example 8 트롬빈 및 염화칼슘 농도에 따른 PRT 실험PRT experiments according to thrombin and calcium chloride concentration

본 발명에 따른 하이드로젤 제조 시 트롬빈 및 염화칼슘을 포함하여 농도별 혈액응고능 실험을 시행하였다. 각 농도의 지혈제를 37%로 맞춘 항온수조 위 시계접시에 300μL 첨가 후, 혈액을 3000 rpm 이상으로 원심분리하여 얻은 PPP(Platelet-poor-plasma) 300μL 를 시계접시 위 용액에 첨가하였다. 이후 혈전이 생성되는 시간을 측정하였다.In the hydrogel preparation according to the present invention, blood coagulation ability tests were carried out at various concentrations including thrombin and calcium chloride. After adding 300 μL of the hemostatic agent at 37% in each temperature, the blood was centrifuged at 3000 rpm or more, and 300 μL of platelet-poor-plasma (PPP) was added to the solution on the watch plate. The time at which the thrombus was generated was then measured.

[표 1] [표 2][Table 1] [Table 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

표 1과 같이 트롬빈의 경우 67 μg/300μL 에서 6s의 결과가 나온 것을 보아 효율적인 농도로 보이며, 표 2와 같이 CaCl2의 경우 농도가 너무 높거나 낮을경우 지혈 효과가 떨어지는데 0.009375 M 일때 96s로 가장 효율적임을 확인하였다.As shown in Table 2 , when the concentration of CaCl 2 is too high or too low, the hemostatic effect is reduced. When the concentration is 0.009375 M, 96 s is most effective Respectively.

따라서 본 발명에 따라 상기 (c)단계에서 하이드로젤 제조 시, 트롬빈은 PBS 1 mL 당 100 내지 500 μg으로 포함하고, 상기 염화칼슘은 PBS 1 mL 당 3 내지 15 mM로 포함할 수 있다. 이 수치범위를 벗어난 경우 지혈 효과가 떨어져 지혈되는데 시간이 너무 오래 걸릴 수 있다. Accordingly, when preparing the hydrogel in step (c), thrombin may be contained in an amount of 100 to 500 μg per 1 mL of PBS, and the calcium chloride may be contained in an amount of 3 to 15 mM per 1 mL of PBS. Out of this range, it can take too long to stop bleeding and bleed.

실험예 9 Experimental Example 9 제조된 하이드로젤 지혈제의Of the manufactured hydrogel hemostat 적혈구 용혈 실험Erythrocyte hemolysis experiment

혈액 응고 후의 잔여 적혈구 양을 측정하기 위해 적혈구 용혈 실험을 실시하여, 용혈된 적혈구에서 나온 헤모글로빈의 흡광도를 통해 혈액 응고능을 확인하였다. 대조군은 하이드로젤 샘플을 도입하지 않은 채로 혈액응고 반응을 진행한 경우이다. 일정 시간 후 샘플 위에 5 mL의 증류수를 첨가하여 혈액응고반응을 정지시킨 후 얻은 상등액을 96 well plate에 분주하여 헤모글로빈의 흡광도를 측정한다. 혈액응고가 많이 진행되면 잔여 적혈구의 양이 적기 때문에 용혈을 통해 방출된 헤모글로빈의 양도 적으므로, 헤모글로빈의 흡광도 세기를 통해 지혈능을 관찰할 수 있다. In order to measure the amount of residual erythrocytes after coagulation of blood, erythrocyte hemolysis experiments were carried out to confirm blood coagulation ability through the absorbance of hemoglobin from hemolyzed red blood cells. The control group is a case where the blood coagulation reaction proceeds without introducing the hydrogel sample. After a certain period of time, 5 mL of distilled water is added to the sample to stop the blood clotting reaction, and the resulting supernatant is dispensed into a 96-well plate to measure the absorbance of hemoglobin. Since the amount of residual red blood cells is small when the blood coagulation proceeds, the amount of hemoglobin released through the hemolysis is small, so that the hemostatic ability can be observed through the absorbance intensity of hemoglobin.

도 12와 같이, 측정 결과 대조군에 비해 지혈제를 담지한 하이드로젤을 사용한 경우 흡광도가 낮게 나타났으며 풀루란의 농도가 낮은 하이드로젤 일수록 흡광도가 낮다는 것을 관찰하였다.As shown in FIG. 12, when the hydrogel containing hemostatic agent was used, the absorbance was lower than that of the control group, and the hydrogel having lower concentration of pullulan was found to have lower absorbance.

실험예 10 Experimental Example 10 제조된 하이드로젤 지혈제의Of the manufactured hydrogel hemostat ii n vivon vivo 지혈 실험 Hemostasis experiment

도 13은 SD rat을 이용한 지혈동물실험을 나타내는 사진이다. SD rat에 Zoletil® 50과 Rompun®을 4:1 비율로 섞은 동물용 마취제를 투여하여 마취한 후 SD rat이 마취되면 복부 부위의 털을 제모하여 수술대에 45°로 기울여 고정하였다. 포비돈 요오드 용액으로 복부 제모 부위를 소독한 후 중앙에 10번 블레이드를 이용하여 약 20 내지 30 mm 절개하고 피부 및 복막을 박리하여 양측방으로 거상시켜 간을 노출시켰다. 미리 무게를 재둔 필터페이퍼를 간 밑에 배치한 후, 마개 위로 3 mm 노출된 10번 블레이드를 이용하여 깊이 3 mm의 상처를 간 좌엽에 내고, 출혈이 시작되면 하이드로젤 0.5 ml를 도입하여 지혈이 되는 시간을 측정하였다. 지혈이 되면 혈액을 흡수한 필터페이퍼와 하이드로젤 무게를 재어, 출혈량을 계산하였다. 13 is a photograph showing a hemostatic animal experiment using an SD rat. SD rats were anesthetized by administering anesthetics mixed with Zoletil ® 50 and Rompun ® in a ratio of 4: 1. After the anesthetization of the SD rats was completed, the abdomen hairs were removed and fixed at 45 ° to the operating table. After disinfection of the abdomen epidermal region with povidone-iodine solution, the skin and peritoneum were dissected using a bladder 10 at the center, and the skin and the peritoneum were peeled and the liver was elevated to the both sides. After placing the pre-weighed filter paper under the liver, a wound of depth 3 mm was placed on the left lobe using a No. 10 blade exposed 3 mm above the plug. When the bleeding started, 0.5 ml of hydrogel was introduced to cause hemostasis The time was measured. After hemostasis, the amount of bleeding was calculated by weighing the filter paper and hydrogel that absorbed the blood.

도 14는 SD rat을 이용한 지혈동물실험의 풀루란 농도별 결과를 나타내는 사진이다. 하기 표 3과 같이 풀루란 농도를 0.3 g/ml, 0.4 g/ml, 0.5 g/ml로 달리 제조한 하이드로젤 지혈제를 사용하였다. 14 is a photograph showing the results of pullulan concentration in a hemostatic animal experiment using an SD rat. As shown in Table 3 below, a hydrogel hemostatic agent prepared by varying the concentration of pullulan at 0.3 g / ml, 0.4 g / ml and 0.5 g / ml was used.

[표 3][Table 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

도 15는 SD rat을 이용한 풀루란 농도별 결과에서 출혈양을 그래프로 나타낸 도면이다. 출혈량의 경우 대조군이 1,149.9 mg, 풀루란 0.3, 0.4, 0.5 g/ml의 경우 각각 651.2, 334.3, 273.3 mg 의 출혈이 나타났음을 확인하였고, 0.5 g/ml의 경우 지혈 효과가 가장 큼을 확인할 수 있었다.FIG. 15 is a graph showing the hemorrhages in the results of pullulan concentration using SD rats. In bleeding, bleeding of 651.2, 334.3, and 273.3 mg was observed in 1,149.9 mg of the control group and 0.3, 0.4 and 0.5 g / ml of pullulan, respectively, and 0.5 g / ml showed the greatest hemostatic effect.

도 16은 SD rat을 이용한 풀루란 농도별 결과에서 출혈시간을 그래프로 나타낸 도면이다. 지혈시간은 대조군의 경우 약 130 초, 풀루란 0.3, 0.4, 0.5 g/ml의 경우 각각 61.5, 50.1, 10.5 초 이내로 지혈이 이루어짐을 확인하였고, 0.5 g/ml의 경우 지혈 효과가 가장 큼을 확인할 수 있었다. 이는 풀루란의 농도가 낮을수록 45°의 각도에 의해 흐르게 되어 초기 지혈이 이루어지지 않은 것으로 보이며, 농도가 높을 경우 흐르지 않아 초기 지혈이 이루어졌기 때문에 지혈능이 효과적인 것으로 사료된다16 is a graph showing bleeding time in the results of pullulan concentration using SD rats. The hemostasis time was about 130 seconds in the control group and 61.5, 50.1, and 10.5 seconds in the pullulan 0.3, 0.4, and 0.5 g / ml, respectively. It was found that the hemostatic effect was greatest at 0.5 g / ml there was. It seems that the lower the concentration of pullulan is, the more the flow is made at 45 ° and the initial hemostasis is not achieved. If the concentration is higher, the hemostasis is effective because the initial hemostasis is not performed

도 17은 풀루란 하이드로젤로 처리된 간의 지혈부위를 H&E staining을 통해 조직학적으로 관찰한 결과를 나타내는 도면이다. 세포의 핵은 파랗게, 세포질은 붉게 염색되는데 상처 부위가 붉은 것을 보아 상처부위에 적혈구가 잘 얽혀있음을 확인할 수 있었다. 도 18은 풀루란 하이드로젤로 처리된 간의 지혈부위를 carstairs staining을 통해 조직학적으로 관찰한 결과를 나타내는 도면이다. 이 염색법은 피브린을 붉게, 혈소판은 푸르게 염색시키는데, 상처부위가 붉은 것을 보아 피브린이 잘 형성되어 있음을 확인할 수 있었다.FIG. 17 is a diagram showing the result of histological observation of hemostatic site of liver treated with pullulan hydrogel through H & E staining. FIG. The nucleus of the cell was blue, the cytoplasm was reddish, and the wound area was red. As a result, it was confirmed that red blood cells were well intertwined with the wound area. 18 is a diagram showing the result of histological observation of carotid staining of a hemostatic site of liver treated with pullulan hydrogel. This staining method stained fibrin red and platelets blue. The wound area was red, indicating that fibrin was well formed.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.

Claims (12)

(a) 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시, 자유 라디칼 (TEMPO), 소듐 브로마이드 (NaBr) 및 소듐 하이포클로라이드 용액을 사용하여 풀루란에 카르복실기를 도입하는 단계;
(b) 상기 (a)단계에서 얻어진 카르복실기가 도입된 풀루란에 티라민, N-하이드록시석신이미드(NHS) 및 1-에틸-3-(3-다이메틸아미노프로필)-카르보다이이미드(EDC)를 이용하여 티라민을 도입하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계에서 얻어진 티라민 치환된 풀루란에 서양고추냉이 과산화효소(HRP), 과산화수소수(H202), 트롬빈 및 염화칼슘(CaCl2)을 넣고 반응시켜 하이드로젤을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제의 제조방법.
(a) introducing a carboxyl group into pullulan using 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy, free radical (TEMPO), sodium bromide (NaBr) and sodium hypochloride solution;
(b) reacting the carboxyl group-introduced pullulan with N-hydroxysuccinimide (NHS) and 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide EDC) to introduce tyramine; And
(c) preparing a hydrogel by adding horseradish peroxidase (HRP), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), thrombin and calcium chloride (CaCl 2 ) to the tyramine substituted pullulan obtained in the step (b) Wherein the method comprises the steps of:
제1항에 있어서,
상기 (a)단계에서 상기 풀루란은 중량평균분자량이 50,000 내지 250,000 g/mol이고, 하이드로젤 지혈제의 전체 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step (a), the pullulan has a weight average molecular weight of 50,000 to 250,000 g / mol, and 1 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the total composition of the hydrogel hemostatic agent. A method for producing a hemostatic agent.
제1항에 있어서,
상기 (b)단계에서 티라민의 치환율은 1 내지 15%인 것을 특징으로 하는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the substitution ratio of tyramine in step (b) is 1 to 15%.
제1항에 있어서,
상기 (c)단계에서 상기 HRP의 농도는 전체 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the concentration of the HRP in the step (c) is 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition.
제1항에 있어서,
상기 (c)단계에서 상기 과산화수소수(H202)의 농도는 전체 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제의 제조방법.
The method according to claim 1,
(C) the concentration of the hydrogen peroxide (H 2 0 2) at step process for producing a hydrogel hemostatic agent using pullulan characterized in that it comprises an amount of 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition.
제1항에 있어서,
상기 (c)단계는 티라민 치환된 풀루란, HRP, 트롬빈 및 염화칼슘을 실온에서 20분 내지 1시간 동안 pH6 내지 8의 PBS에 용해시켜 1차 용액을 제조하는 단계; 및
상기 1차 용액에 30% 과산화수소수(H202)인 2차 용액을 첨가하여 5초 내지 2분 동안 반응시켜서 하이드로젤을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step (c) comprises dissolving tyramine substituted pullulan, HRP, thrombin and calcium chloride in PBS at pH 6 to 8 for 20 minutes to 1 hour at room temperature to prepare a first solution; And
Adding a second solution of 30% aqueous hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) to the primary solution and allowing the reaction to proceed for 5 seconds to 2 minutes to prepare a hydrogel; &Lt; / RTI &gt;
제6항에 있어서,
상기 트롬빈은 PBS 1 mL 당 100 내지 500 μg으로 포함하고, 상기 염화칼슘은 PBS 1 mL 당 3 내지 15 mM로 포함하는 것을 특징으로 하는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제의 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the thrombin is contained in an amount of 100 to 500 μg per 1 mL of PBS, and the calcium chloride is contained in an amount of 3 to 15 mM per 1 mL of PBS.
제1항에 있어서,
상기 (c)단계에서 젤라틴, 키토산, 히알루론산, 알지네이트 및 셀룰로오스 유도체 중에서 선택된 1종 이상의 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (c) further comprises at least one component selected from the group consisting of gelatin, chitosan, hyaluronic acid, alginate and cellulose derivatives.
제1항에 있어서,
상기 (c)단계에서 지혈물질로 피브리노겐, 비타민 C, 비타민 K, 콜라겐, 젤라틴 및 미세젤폼(gelfoam) 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hemostatic material further comprises at least one selected from fibrinogen, vitamin C, vitamin K, collagen, gelatin, and gelfoam in step (c).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따라 제조된 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제.
A hydrogel hemostatic agent using pullulan prepared according to any one of claims 1 to 9.
제10항에 있어서,
상기 하이드로젤 지혈제는 실온에서 점도가 10,000 내지 25,000 cP인 것을 특징으로 하는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제.
11. The method of claim 10,
Wherein the hydrogel hemostatic agent has a viscosity of 10,000 to 25,000 cP at room temperature.
제10항에 있어서,
상기 하이드로젤 지혈제는 접착 강도가 10 내지 30 kPa인 것을 특징으로 하는 풀루란을 이용한 하이드로젤 지혈제.
11. The method of claim 10,
Wherein the hydrogel hemostatic agent has an adhesive strength of 10 to 30 kPa.
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