KR20200136563A - Peptides from marine resources capable of silica formation and use thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a marine resource-derived silica synthetic peptide and a use thereof. The novel marine resource-derived peptide according to the present invention has excellent silica synthesis activity from silicic acid and can be used in the manufacture of a composite bone graft material in which silica and collagen are laminated. The composite bone graft material has an improved carrying capacity of biomolecules compared to an existing graft material and continuously releases supported molecules, thereby promoting bone regeneration when transplanted to a damaged bone area. Therefore, the peptide according to the present invention can be usefully utilized in the fields related to silica synthesis and bone grafting.

Description

해양 유래 실리카 합성 펩타이드 및 이의 용도 {Peptides from marine resources capable of silica formation and use thereof}[Peptides from marine resources capable of silica formation and use thereof]

본 발명은 해양 유래 실리카 합성 펩타이드 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to marine-derived silica synthetic peptides and uses thereof.

실리카는 특정 화학 종들과 공유 결합이 가능하기 때문에 새로운 하이브리드 소재(유기-무기 복합체) 합성에 중요하고, 또한 생체 적합한 소재로서 개별 소재의 단점을 보완할 수 있는 우수한 특성을 갖고 있다. 현재 실리카의 공업적 생산 공정은 고온, 강산 또는 강염기 조건이 요구되고 환경적으로 유해한 부산물 산생의 문제점이 있다. 그러나 해양 생명체인 스펀지와 규조류의 추출물 또는 유전학적 정보를 바탕으로 실리카를 생합성하는 효소 및 펩타이드가 발견됨으로써 이들에 의해 생산된 환경친화적 바이오 실리카 및 이의 다양한 용도로의 응용성으로 인해 전 세계적으로 해양 유래 바이오 실리카 복합 소재 개발이 이슈화되고 있다. 따라서 생물학적 합성방법을 통한 바이오 실리카 소재 확보를 위한 원천 기술의 보유는 매우 중요하다.Silica is important for synthesizing a new hybrid material (organic-inorganic complex) because it can covalently bond with specific chemical species, and as a biocompatible material, it has excellent properties that can compensate for the disadvantages of individual materials. Currently, the industrial production process of silica requires high temperature, strong acid or strong base conditions, and there is a problem of producing environmentally harmful by-products. However, because of the discovery of enzymes and peptides that biosynthesize silica based on the extracts or genetic information of sponges and diatoms, which are marine organisms, environmentally friendly bio-silica produced by them and its applicability to various uses, it is derived from oceans worldwide. The development of bio-silica composite materials is becoming an issue. Therefore, it is very important to possess the original technology for securing bio-silica materials through biological synthesis methods.

손상된 골을 수복하기 위해서는 수복용 대체제 또는 골 이식재가 필요한데 이는 손상되거나 결손된 골 부위에 이식 및 충진을 통해 골 결손 부위를 지지해 줌으로써 현재의 뼈에서 이식재로 뼈 조직이 확장되면서 손상부위가 신생 뼈로 회복되도록 돕는 역할을 한다. 대부분의 골이식재의 이러한 역할을 골전도라 한다. 그러나 충분한 골 재생을 위해서는 골 이식재가 동시에 주변의 자가 골 조직으로부터 골 결손부위로의 새로운 자가 골조직을 형성시키도록 유도하거나 재생시키는 기능이 요구된다. 이를 위해 전도성 골이식재에 골성장을 유도하는 BMP, PDGF, TGF, FGF, TGF, GDF 등 활성 인자를 도입하고, 이들 활성 인자들은 줄기세포를 골생성 세포로 전환시켜 골형성을 유도한다. 손상된 뼈를 대체하는 이식수술에서 골전도성과 골유도성 특성 및 줄기세포를 함유한 자가골을 사용하는 것이 가장 골 수복을 위한 최상의 방법이나 2차 수술 및 손상부위가 큰 경우 자가골 채취량에도 문제가 있기 때문에 골유도성 성장인자를 도입한 합성골 이식재 사용이 대안으로 인식되고 있다.In order to repair damaged bone, a replacement agent or bone graft material is needed. This supports the bone defect area through graft and filling in the damaged or defective bone area. As the bone tissue expands from the current bone to the graft material, the damaged area becomes a new bone. It serves to help you recover. This role of most bone graft materials is called bone conduction. However, for sufficient bone regeneration, a function of inducing or regenerating a bone graft material to form new autologous bone tissue from surrounding autologous bone tissue to the bone defect is required. To this end, active factors such as BMP, PDGF, TGF, FGF, TGF, GDF, which induce bone growth, are introduced into the conductive bone graft material, and these active factors convert stem cells into osteogenic cells to induce bone formation. In transplantation to replace damaged bone, the best method for bone repair is to use bone conduction and osteoinductive properties, and autogenous bone containing stem cells. However, in the case of secondary surgery and large damaged areas, the amount of autogenous bone is also problematic. The use of synthetic bone grafts incorporating island growth factors is recognized as an alternative.

세계 최초로 rhBMP-2를 제품화에 성공한 미국은 골유도 물질로 인해 골이식재 시장의 규모가 기존 규모의 2배 이상으로 성장하였다. 그러나 성장인자가 담지된 골이식재는 rhBMP2을 골이식재와 물리적으로 결합시켜 흡착시키는 방식으로서 단백질과 골이식재간의 화학적 결합 부재로 이식 초기 속방에 의한 연조직 팽창 및 비정상적 골 형성과 같은 부작용이 보고되고 있고 고가의 제조 원가로 특히 국내에서는 시장을 크게 점유하지 못하고 있다. In the United States, which successfully commercialized rhBMP-2 for the first time in the world, the size of the bone graft material market has grown to more than double the existing size due to bone-inducing substances. However, the bone grafting material loaded with the growth factor physically binds rhBMP2 to the bone grafting material and adsorbs it. Due to the absence of a chemical bond between the protein and the bone grafting material, side effects such as soft tissue expansion and abnormal bone formation due to immediate release at the initial stage of transplantation have been reported. Due to the manufacturing cost, it does not have a large market share, especially in Korea.

상기한 바와 같이, 골형성 단백질을 함유한 제품이 시장에 출시되고 있으나 BMP2의 반감기가 짧기 때문에 방출된 BMP2는 생체 활성을 빨리 잃게 될 수 있고, 또한 단순 담금으로 성장인자를 캐리어에 흡수시킨 형태로서 화학적 결합 부재로 이식 초기에 속방된 BMP2는 확산을 통한 급격한 손실로 인해 임상 치료시 치료 효과를 위해 다량의 BMP-2가 사용되게 되고 이는 높은 치료비 발생뿐 아니라 연조직 팽창, 이소성 골 형성등 골 재생 및 면역 반응을 포함한 바람직하지 못한 부작용을 일으킬 수 있다. 따라서 성장인자를 잘 담지할 뿐 아니라 이식 후 서방형으로 성장 인자를 방출 시킬 수 있는 캐리어 개발이 요구된다. 또한 성장인자의 서방형 방출을 위해 골이식재와 성장인자를 일체형으로 담지시킨 제제들에 대한 특허는 존재하나 실제 상용화시 성장인자와 골이식재가 합체된 일체형 의료기기의 경우 멸균을 동시에 시킬 시 성장인자의 파괴 우려가 있고 골이식재의 유통 및 보관에도 제한이 있어 이식 전 바로 섞어도 성장인자가 효과적으로 이식재에 담지되고 이식 후에도 담지된 성장인자가 서방형으로 방출하게 하는 캐리어 개발은 상용화에 더 유리할 것이다.As described above, products containing bone morphogenetic proteins are on the market, but because the half-life of BMP2 is short, the released BMP2 may quickly lose its biological activity, and it is a form in which growth factors are absorbed into the carrier by simple immersion. BMP2, which was released immediately at the beginning of transplantation due to the absence of a chemical bond, is rapidly lost through diffusion, and a large amount of BMP-2 is used for therapeutic effect during clinical treatment. This not only incurs high treatment costs, but also causes bone regeneration such as soft tissue expansion and ectopic bone formation. It can cause undesirable side effects, including an immune response. Therefore, it is required to develop a carrier capable of not only carrying growth factors well, but also releasing growth factors in a sustained-release form after transplantation. In addition, patents exist for formulations in which a bone graft material and a growth factor are integrally supported for sustained release of growth factors, but in the case of an integrated medical device in which a growth factor and a bone graft material are combined in the actual commercialization, growth factor when sterilization is performed at the same time. As there is a risk of destruction of the bone graft material and distribution and storage of the bone graft material is limited, the development of a carrier that allows the growth factor to be effectively loaded on the graft material even if mixed immediately before transplantation and release the supported growth factor in a sustained-release form after transplantation will be more advantageous for commercialization.

국내특허출원번호 : 10-2012-0109601Domestic patent application number: 10-2012-0109601

Shimizu, Cha et al. 1998; Silicatein alpha: cathepsin L-like protein in sponge biosilica. Proc Natl Acad Sci USA 95:6234-6238Shimizu, Cha et al. 1998; Silicatein alpha: cathepsin L-like protein in sponge biosilica. Proc Natl Acad Sci USA 95:6234-6238 Kroger, Deutzmann et al. 1999; Polycationic peptides from diatom biosilica that direct silica nanosphere formation. Science 286:1129-1132Kroger, Deutzmann et al. 1999; Polycationic peptides from diatom biosilica that direct silica nanosphere formation. Science 286:1129-1132 Cha, Stucky et al. 2000; Biomimetic synthesis of ordered silica structures mediated by block copolypeptides. Nature 403:289-292.Cha, Stucky et al. 2000; Biomimetic synthesis of ordered silica structures mediated by block copolypeptides. Nature 403:289-292.

이에 본 발명자들은, 새로운 골이식재를 개발하기 위한 노력을 계속한 결과, 해양 유래 실리카 합성 펩타이드를 발굴하고, 이를 골이식재 표면에 코팅함으로써 실리카와 콜라겐이 적층된 구조를 형성하였으며, 이로 인해 생체분자의 담지력이 향상되고, 담지된 분자를 지속적으로 방출하는 용시용재용 캐리어로 활용될 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다. Accordingly, as a result of continuing efforts to develop a new bone grafting material, the present inventors discovered a silica synthetic peptide derived from the ocean and coated it on the surface of the bone grafting material to form a structure in which silica and collagen were stacked. The present invention was completed by confirming that the carrying capacity is improved and can be used as a carrier for a solvent to continuously release the supported molecules.

따라서 본 발명의 목적은 실리카 합성활성을 갖는 신규한 펩타이드를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel peptide having silica synthesis activity.

본 발명의 다른 목적은, 상기 펩타이드를 포함하는 실리카 합성용 조성물, 골이식용 또는 골충진용 조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a composition for synthesizing silica, including the peptide, for bone grafting or for bone filling.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 펩타이드를 이용한 골이식재 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing a bone graft material using the peptide.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 실리카 합성활성을 갖는 펩타이드를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a peptide having silica synthesis activity consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

또한, 본 발명은 상기 펩타이드를 포함하는, 실리카 합성용 조성물을 제공한다. In addition, the present invention provides a composition for synthesis of silica, including the peptide.

또한, 본 발명은 상기 펩타이드를 포함하는, 골이식용 또는 골충진용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for bone grafting or bone filling, comprising the peptide.

또한, 본 발명은 상기 펩타이드를 코팅하는 단계를 포함하는, 골이식재 제조 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for producing a bone graft material comprising the step of coating the peptide.

본 발명에 따른 신규한 해양 유래 펩타이드는 규산으로부터 실리카 합성 활성이 우수하여, 실리카와 콜라겐이 적층된 복합 골 이식재의 제조에 활용될 수 있다. 상기 복합 골 이식재는 기존 골 이식재에 비해 생체분자의 담지력이 향상되었으며, 담지된 분자를 지속적으로 방출하는 효과를 가지고 있는바, 손상된 골 부위에 이식시 골 재생을 촉진하는 효과가 우수하다. 따라서 본 발명에 따른 펩타이드는 실리카 합성 및 골이식 관련 분야에서 유용하게 활용될 수 있다. The novel marine-derived peptide according to the present invention has excellent silica synthesis activity from silicic acid, and can be used in the manufacture of a composite bone graft material in which silica and collagen are laminated. The composite bone graft material has an improved carrying capacity of biomolecules compared to the existing bone graft material, and has an effect of continuously releasing the supported molecule, and thus has an excellent effect of promoting bone regeneration when transplanted to a damaged bone site. Therefore, the peptide according to the present invention can be usefully utilized in the fields related to silica synthesis and bone graft.

도 1은 본 발명에 따른 펩타이드 및 실리카/콜라겐이 적층된 골이식재 제작 모식도를 나타낸 도이다.
도 2는 실리카/콜라겐 코팅에 따른 골이식재 표면을 관찰한 도이다.
도 3은 본 발명에 사용한 펩타이드의 실리카 형성능을 확인한 도(A) 및 실리카 적층된 골이식재의 변형 GFP 결합력을 확인한 도(B)이다.
도 4는 골이식재 표면 코팅에 따른 성장인자 결합 방식을 확인한 도이다.
도 5는 변형 GFP와 BMP2의 실리카/콜라겐 복합 골이식재에 대한 담지 효과를 확인한 도이다.
도 6은 손상뼈 모델을 이용한 골이식재의 골재생 속도를 확인한 도이다.
도 7은 MT-Goldner 콜라겐/골 염색을 통한 재생 골 조직의 골형성을 나타낸 도이다.
도 8은 재생 조직 내 골이식재, 경조직, 및 연조직 비율을 확인한 도이다.
도 9는 MT-Goldner 및 H&E 염색을 통해 재생 골 조직의 확대상을 비교한 도이다.
도 10은 동물 모델에서 골이식재에 의한 골 재생 속도를 확인한 도이다.
1 is a diagram showing a schematic diagram of the production of a bone graft material in which peptides and silica/collagen are stacked according to the present invention.
2 is a diagram illustrating the surface of a bone graft material according to silica/collagen coating.
Figure 3 is a diagram (A) confirming the silica-forming ability of the peptide used in the present invention and a diagram (B) confirming the modified GFP binding ability of the silica-laminated bone graft material.
Figure 4 is a view confirming the growth factor binding method according to the surface coating of the bone graft material.
5 is a diagram illustrating the loading effect of modified GFP and BMP2 on the silica/collagen composite bone graft material.
6 is a diagram confirming the bone regeneration rate of a bone graft material using a damaged bone model.
7 is a diagram showing bone formation of regenerated bone tissue through MT-Goldner collagen/bone staining.
Figure 8 is a diagram confirming the ratio of bone graft material, hard tissue, and soft tissue in the regenerated tissue.
9 is a diagram comparing an enlarged image of regenerated bone tissue through MT-Goldner and H&E staining.
10 is a diagram confirming the speed of bone regeneration by a bone graft material in an animal model.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 실리카 합성활성을 갖는 펩타이드를 제공한다.The present invention provides a peptide having silica synthesis activity consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명에 있어서, 용어 "실리카 합성 활성을 갖는 펩타이드" 또는 “실리카 형성 펩타이드(Silica forming peptide, SFP)"는 실리카 전구체와 반응하여 실리카를 합성(형성)할 수 있는 펩타이드를 총칭한다.In the present invention, the term "peptide having silica synthesis activity" or "silica forming peptide (SFP)" refers to a peptide capable of synthesizing (forming) silica by reacting with a silica precursor.

본 발명에 있어서, 용어 “실리카 형성 반응” 또는 “실리카 미네랄화 반응”은 유기 소재 또는 유기분자에 의한 실리카 미네랄을 형성하는 반응을 의미한다.In the present invention, the term "silica formation reaction" or "silica mineralization reaction" refers to a reaction of forming silica minerals by organic materials or organic molecules.

본 발명에 따른 실리카 합성활성을 갖는 펩타이드는 E6Ectp1이라고도 표기하며, 해양 생명체 유래의 펩타이드인 Ect1의 N 말단에 칼슘결합이 가능한 글루타믹 엑시드 잔기와 연결시퀀스인 글라이신 2개가 추가된 8개의 아미노산을 추가로 결합시켜 제조하였다. The peptide having silica synthesis activity according to the present invention is also referred to as E6Ectp1, and 8 amino acids are added to the N-terminus of Ect1, a peptide derived from marine organisms, with a glutamic acid residue capable of calcium binding and two glycines, a linking sequence. It was prepared by combining with.

구체적인 아미노산 서열은 다음과 같다. The specific amino acid sequence is as follows.

E6Ectp1E6Ectp1 : : EEEEEEGGSSRSSSHRRHDHHDHRRGSEEEEEEGGSSRSSSHRRHDHHDHRRGS (서열번호 1) (SEQ ID NO: 1)

상기 펩타이드는 펩타이드를 합성하는 당해 분야의 공지된 방법에 의하여 제조할 수 있다. 예를 들어 유전자 재조합과 단백질 발현 시스템 또는 펩타이드 합성기 등을 통하여 시험관내에서 합성하는 방법에 의하여 제조할 수 있다.The peptide can be prepared by a method known in the art for synthesizing the peptide. For example, it can be produced by in vitro synthesis through gene recombination and protein expression systems or peptide synthesizers.

상기 펩타이드는 상온 및 상압의 조건에서 및 중성 부근 약산 또는 약염기의 수용액 하에서 실리카 전구체와 반응하여 실리카를 합성할 수 있으며, 특히, 펩타이드의 말단의 변형을 통해 반응기들이 골이식재에 결합하기보다 실리카 형성반응에 더 관여할 수 있어, 공지된 실리카 합성 펩타이드에 비해 더욱 우수한 활성을 가지고 있다. The peptide can synthesize silica by reacting with a silica precursor under conditions of room temperature and pressure and in an aqueous solution of a weak acid or a weak base near neutral, and in particular, through the modification of the end of the peptide, the reactive groups react to form silica rather than bind to the bone graft material. It may be more involved in, has a more excellent activity compared to the known silica synthetic peptide.

또한, 본 발명은 상기 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 포함하는, 실리카 합성용 조성물을 제공한다. In addition, the present invention provides a composition for synthesis of silica, comprising a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

또한, 본 발명은 상기 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 포함하는, 골이식용 또는 골충진용 조성물을 제공한다. In addition, the present invention provides a composition for bone grafting or bone filling, comprising a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

상기 조성물은 실리카 전구체를 추가로 포함할 수 있다.The composition may further include a silica precursor.

상기 실리카 전구체는 테트라메톡시 실란, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 메틸트리에톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 디메틸 디메톡시 실란, 에틸 트리에톡시실란, 티타니아 테트라이소프로폭사이드 및 테트라에틸 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The silica precursors are tetramethoxy silane, tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, methyltriethoxysilane, phenyl triethoxysilane, dimethyl dimethoxy silane, ethyl triethoxysilane, titania tetraisopropoxide and tetra It may be one or more selected from the group consisting of ethyl germanium, but is not limited thereto.

상기 조성물은 콜라겐을 추가로 포함할 수 있다. The composition may further include collagen.

상기 조성물은 하이드록시아파타이트 또는 트리칼슘 포스페이트를 추가로 포함할 수 있다. 상기 하이드록시아파타이트 또는 트리칼슘 포스페이트는 합성 분말 또는 다공성 블록일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The composition may further include hydroxyapatite or tricalcium phosphate. The hydroxyapatite or tricalcium phosphate may be a synthetic powder or a porous block, but is not limited thereto.

상기 조성물은 골형성 관련 생리활성물질을 추가로 포함할 수 있다. The composition may further contain a physiologically active substance related to bone formation.

본 발명에 있어서, 용어, "생리활성물질”은 조직 재생과정에서 치유능력을 촉진하는 생물학적 물질을 의미한다.In the present invention, the term "bioactive substance" refers to a biological substance that promotes healing ability during tissue regeneration.

상기 골형성 관련 생리활성물질은 골형성 단백질(Bone morphogenetic protein, BMP), 형질전환 성장 인자(Transforming growth factor, TGF), 혈관 내피 성장 인자(Vascular endothelial growth factor, VEGF), 혈소판 유래 성장인자(Platelet derived growth factor, PDGF), 표피 성장 인자(Epidermal growth factor, EGF), 및 섬유아세포 성장 인자(fibroblast growth factor, FGF)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The physiologically active substances related to bone formation include bone morphogenetic protein (BMP), transforming growth factor (TGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), and platelet-derived growth factor (Platelet). derived growth factor, PDGF), epidermal growth factor (EGF), and fibroblast growth factor (FGF) may be one or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 조성물은 하이드록시아파타이트 또는 트리칼슘 포스페이트 표면에 서열번호 1의 아미노산로 이루어진 펩타이드, 실리카 전구체 및 콜라겐이 코팅된 형태일 수 있으며, 상기 콜라겐은 펩타이드 및 실리카 전구체의 상위 또는 하위에서 하이드록시아파타이트 또는 트리칼슘 포스페이트를 코팅하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The composition according to the present invention may be in a form in which a peptide consisting of an amino acid of SEQ ID NO: 1, a silica precursor, and collagen are coated on the surface of hydroxyapatite or tricalcium phosphate, and the collagen is hydroxyapatite or a hydroxy It may be coated with apatite or tricalcium phosphate, but is not limited thereto.

상기 조성물은 생리활성물질을 서방형으로 방출할 수 있다. The composition may release a physiologically active substance in a sustained release form.

상기 조성물은 치과용 골이식용 또는 골충진용일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The composition may be for dental bone grafting or for bone filling, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 골이식재 표면에 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 코팅하는 단계를 포함하는, 골이식재 제조 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for producing a bone grafting material comprising the step of coating a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 on the surface of the bone grafting material.

상기 방법은 (1) 골이식재에 서열번호 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 코팅하는 단계; (2) 단계 1의 골이식재에 실리카 전구체를 코팅하는 단계; 및 (3) 단계 2의 골이식재에 콜라겐을 코팅하는 단계로 수행되거나, (1) 골이식재에 콜라겐을 코팅하는 단계; (2) 단계 1의 골이식재에 서열번호 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 코팅하는 단계; 및 (3) 단계 2의 골이식재에 실리카 전구체를 코팅하는 단계;로 수행될 수 있다. The method comprises the steps of: (1) coating a bone graft material with a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; (2) coating a silica precursor on the bone graft material of step 1; And (3) coating collagen on the bone grafting material of step 2, or (1) coating collagen on the bone grafting material; (2) coating the bone graft material of step 1 with a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; And (3) coating a silica precursor on the bone graft material of step 2; can be performed.

이때 최종 단계가 실리카 전구체를 코팅하는 단계로 끝나는 경우, 콜라겐으로 코팅하는 단계로 끝나는 경우에 비해 생리활성물질의 결합력이 약간 증가하며, At this time, when the final step ends with the step of coating the silica precursor, the binding strength of the physiologically active material slightly increases compared to the case where the step of coating with collagen ends,

최종 단계가 콜라겐으로 코팅하는 단계로 끝나는 경우, 실리카 전구체를 코팅하는 단계로 끝나는 경우에 비해 골이식재의 이식 시 혈액과의 뭉침 현상이 더 좋은 것으로 나타나는바, 최종 단계는 콜라겐으로 코팅하는 단계로 끝나는 경우가 바람직하다. When the final step ends with the step of coating with collagen, it appears that the aggregation with the blood is better when the bone graft material is transplanted than when the step ends with the step of coating the silica precursor.The final step ends with the step of coating with collagen. The case is preferred.

상기 (1) 내지 (3) 의 단계는 1 내지 20회 반복할 수 있으며, 바람직하게는 2회 반복될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The steps (1) to (3) may be repeated 1 to 20 times, preferably twice, but are not limited thereto.

상기 방법은 (4) 골이식재 표면에 골형성 관련 생리활성물질을 코팅하는 단계;를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 (4) 단계는 용시에 실시할 수 있다. The method may further include (4) coating a physiologically active material related to bone formation on the surface of the bone graft material, and the step (4) may be performed at the time of use.

이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 실험예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예 및 실험예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and experimental examples are presented to aid in understanding the present invention. However, the following Examples and Experimental Examples are provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the Examples and Experimental Examples.

실시예Example 1. 해양 유래 실리카 합성 활성을 갖는 신규 1. Novel with marine-derived silica synthesis activity 펩타이드의Peptide 제조 Produce

해양 생물체 유래 펩타이드인 Ect1의 N 말단에 8개의 아미노산(칼슘결합이 가능한 글루타믹 엑시드 잔기와 연결시퀀스인 글라이신 2개)을 추가로 결합시켜 신규 펩타이드를 제조하였다. 이하에서는 E6Ectp1 또는 실리카 합성 펩타이드(SFP)라고 표시하였다. A new peptide was prepared by additionally binding 8 amino acids (a glutamic acid residue capable of calcium binding and two glycines, a linking sequence) to the N terminal of Ect1, a peptide derived from marine organisms. Hereinafter, it is indicated as E6Ectp1 or silica synthetic peptide (SFP).

구체적인 아미노산 서열은 다음과 같다. The specific amino acid sequence is as follows.

E6Ectp1E6Ectp1 : : EEEEEEGGSSRSSSHRRHDHHDHRRGSEEEEEEGGSSRSSSHRRHDHHDHRRGS (서열번호 1) (SEQ ID NO: 1)

실시예Example 2. 해양 유래 신규 2. New marine origin 펩타이드가Peptide number 코팅된 실리카/콜라겐 복합 골 Coated silica/collagen composite bone 이식재(Col/E6Ectp1Si@HA)의Of the graft material (Col/E6Ectp1Si@HA) 제조 Produce

크기가 0.6~1mm 크기의 그래뉼 타입의 하이드록시 아파타이트(HA) 1g에 0.1 내지 0.5㎎/mL의 실시예 1에서 제조한 해양 유래 펩타이드(E6Ectp1)를 1mL 넣은 후 4℃에서 하룻밤 전반응을 수행하였다. 이후 3차 증류수로 1번 가볍게 수세하여 결합되지 않은 펩타이드를 제거하였다. 다음으로, 실리카 코팅을 위해, TEOS 0.75 ml를 25mL의 에탄올에 녹이고 여기에 1M HCl 10㎕를 포함하는 3% 규산(silicic acid)을 만든 후 상기 규산을 안정화하기 위해 72mM 콜린 염화물(cholin chloride) 25mL를 넣어 최종 부피가 50mL인 1.5% 규산을 준비하였다. 상기 1.5% 규산 10mL를 수세한 골이식재에 넣고 상온에서 6시간 내지 24시간 동안 진탕반응시켰다. 그 후, 증류수로 10번 수세한 후 상온에서 건조하였으며, 콜라겐 코팅을 수행하기 위해, 제1형 콜라겐 0.01 내지 0.05% 가 함유된 1×PBS에 상기 과정을 수행한 그래뉼 타입의 하이드록시 아파타이트(HA)를 넣고 6시간 내지 24시간 동안 상온에서 진탕반응시켰다. 반응을 종결한 후 비결합 콜라겐을 제거하고 건조시킨 후 증류수로 3번 수세하였으며, HA 표면에 다시 실리카 합성 펩타이드/실리카/콜라겐을 적층하기 위해 반응을 반복하였다. 이 반응은 다시 한번 반복 가능하며 총 2회 또는 3회 코팅을 실시하였고 최종 반응을 종결한 후 건조시키고 증류수로 3번 수세한 후 Biosafety cabinet에서 다시 건조시켰다. 이상의 실험 과정을 도 1의 오른쪽 과정에 나타내었으며, 모든 과정은 무균 과정으로 진행하였다. 1 mL of the marine-derived peptide (E6Ectp1) prepared in Example 1 at 0.1 to 0.5 mg/mL was added to 1 g of granular type hydroxyapatite (HA) having a size of 0.6 to 1 mm, and the entire reaction was carried out overnight at 4°C. . Thereafter, the unbound peptide was removed by lightly washing with 3 distilled water once. Next, for silica coating, 0.75 ml of TEOS was dissolved in 25 ml of ethanol, and 3% silicic acid containing 10 ml of 1M HCl was prepared there, and then 25 ml of 72 mM cholin chloride to stabilize the silicic acid. Was added to prepare 1.5% silicic acid with a final volume of 50 mL. 10 mL of the 1.5% silicic acid was added to the washed bone graft material and subjected to shaking reaction at room temperature for 6 to 24 hours. Then, it was washed with distilled water 10 times and then dried at room temperature, and in order to perform collagen coating, a granular type of hydroxyapatite (HA) was performed in 1×PBS containing 0.01 to 0.05% type 1 collagen. ) And shaken at room temperature for 6 to 24 hours. After the reaction was terminated, the unbound collagen was removed, dried, washed with distilled water 3 times, and the reaction was repeated to laminate the silica-synthetic peptide/silica/collagen again on the HA surface. This reaction can be repeated once again, and a total of two or three coatings were applied. After the final reaction was terminated, dried, washed with distilled water three times, and dried again in a biosafety cabinet. The above experimental process is shown in the right process of FIG. 1, and all processes were performed as aseptic processes.

다른 방법으로, HA 표면을 먼저 콜라겐으로 코팅한 후 실리카를 코팅하기 위한 과정은 도 1의 왼쪽 과정에 나타내었다. 이를 위해, 상기 그래뉼 타입의 하이드록시아파타이트 (HA)를 제1형 콜라겐 0.01 내지 0.05% 가 함유된 1×PBS에 넣어 6시간 내지 24시간 동안 상온에서 진탕반응시켜 콜라겐으로 코팅한 후, 해양유래 펩타이드(E6Ectp1)와 반응시켰다. 그 후 실리카 코팅을 한 후 세척하여 건조시킨 후, 상기 과정을 반복하기 위해서 다시 콜라겐을 코팅하고 실리카 합성 펩타이드와 반응시킨 후 실리카를 코팅하는 과정을 거쳐 건조 시키는 것으로 마무리하거나 필요한 경우 마지막 단계에 콜라겐을 다시 한번 최종 코팅한 후 건조시켰다.Alternatively, a process for coating the HA surface with collagen first and then coating silica is shown in the left process of FIG. 1. To this end, the granular type of hydroxyapatite (HA) was added to 1×PBS containing 0.01 to 0.05% type 1 collagen, and shaken at room temperature for 6 to 24 hours to coat with collagen, and then marine-derived peptide It was reacted with (E6Ectp1). After that, after applying silica coating, washing and drying, in order to repeat the above process, collagen is coated again, reacted with silica synthetic peptide, and then dried through a silica coating process. It was dried after final coating once again.

대조군은 코팅 과정을 거치지 않은 하이드록시 아파타이트를 이용하였으며, 비교군은 도 1의 왼쪽 과정 중에서 실리카 합성 펩타이드 코팅 후 실리카 형성 반응으로 실리카를 적층 시키는 단계만을 적용하였으며, 콜라겐 코팅 없이 건조시켰다.The control group used hydroxyapatite without a coating process, and the comparative group applied only the step of laminating silica through a silica formation reaction after silica synthesis peptide coating in the left process of FIG. 1, and dried without collagen coating.

제조된 골이식재인 Col-E6Ectp1Si-HA의 표면을 주사 전자 현미경 관찰 (SEM)으로 관찰하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.The surface of the prepared bone graft material Col-E6Ectp1Si-HA was observed by scanning electron microscope observation (SEM), and the results are shown in FIG. 2.

도 2에 나타낸 바와 같이, 대조군인 아무 코팅도 하지 않은 하이드록시 아파타이트(HA) 그래뉼의 표면은 매끈한 표면을 나타내며, 비교군인 실리카 합성 펩타이드 코팅 후 실리카로만 코팅된 HA는 거친 표면을 나타내었다. 이에 비해, 본 발명에 따라 실리카 합성 펩타이드, 실리카 및 콜라겐을 2번에 걸쳐 코팅한 HA 표면은 대조군에 비해 표면 거칠기가 증가하였으며, 콜라겐 파이버에 의한 섬유조직이 관찰되었다. As shown in FIG. 2, the surface of the control group, hydroxyapatite (HA) granules without any coating, exhibited a smooth surface, and the comparative group, the HA coated with only silica after the silica synthesis peptide coating, exhibited a rough surface. In contrast, the surface roughness of the HA surface coated with the silica synthetic peptide, silica, and collagen according to the present invention twice compared to the control group was increased, and a fibrous structure due to collagen fibers was observed.

실시예Example 3. 해양 유래 신규 3. New marine origin 펩타이드가Peptide number 코팅된 Coated βTCPβTCP 기반의 실리카/콜라겐 복합 골 이식재(Col/E6Ectp1Si@βTCP/Col)의 제조 Preparation of silica-based/collagen composite bone graft material (Col/E6Ectp1Si@βTCP/Col)

0.6mm~1mm의 HA 대신 beta-TCP 그래뉼 1g을 실시예 2와 동일한 방법으로 도 1의 오른쪽 과정에 따라 실리카 합성 펩타이드/실리카/콜라겐 코팅을 2회 반복하여 제조하였다. 이후 제1형 콜라겐 0.07g~0.15g을 0.2M 아세트산 3~5mL에 녹여 젤 형태가 되게 한 후 상기 실리카/콜라겐이 코팅된 βTCP 기반의 골이식재와 섞어 반죽한 후, 2 mL 주사기, 또는 2 mm x 8 mm 구멍이 있는 실리콘 틀에 넣어 동결 건조하였으며, 투석막에 넣어 PBS로 1회 24시간씩 2회 투석하였다. 마지막으로 증류수로 1회 24시간 투석 후 동결건조 후 사용하였다. Instead of 0.6mm to 1mm HA, 1g of beta-TCP granules was prepared by repeating the silica synthesis peptide/silica/collagen coating twice in the same manner as in Example 2 according to the process on the right side of FIG. 1. After that, after dissolving 0.07g to 0.15g of type 1 collagen in 3 to 5 mL of 0.2M acetic acid to form a gel, mix it with the βTCP-based bone graft material coated with the silica/collagen and knead it, then a 2 mL syringe, or 2 mm It was placed in a silicone mold with x 8 mm holes and lyophilized, placed in a dialysis membrane and dialyzed twice with PBS for 24 hours each. Finally, it was used after dialysis with distilled water for 24 hours once and lyophilized.

대조군은 0.6mm~1mm의 beta-TCP 그래뉼 1g을 이용하였으며, 제1형 콜라겐 0.07g~0.15g을 0.2M 아세트산 3~5mL에 녹여 젤 형태가 되게 한 후 상기 실리카/콜라겐이 코팅된 βTCP 기반의 골이식재와 섞어 반죽하고, 2 mL 주사기, 또는 2 mm x 8 mm 구멍이 있는 실리콘 틀에 넣어 동결 건조하였다. 이를 투석막에 넣어 PBS로 1회 24시간씩 2회 투석하였다. 마지막으로 증류수로 1회 24시간 투석 후 동결건조 후 사용하였다.As a control group, 1 g of beta-TCP granules of 0.6 mm to 1 mm were used, and 0.07 g to 0.15 g of type 1 collagen was dissolved in 3 to 5 mL of 0.2 M acetic acid to form a gel, and then the silica/collagen coated βTCP-based The mixture was kneaded with a bone graft material, and freeze-dried by putting it in a 2 mL syringe or a silicone mold with a 2 mm x 8 mm hole. This was put into a dialysis membrane and dialyzed twice with PBS for 24 hours each. Finally, it was used after dialysis with distilled water for 24 hours once and lyophilized.

실험예1Experimental Example 1 . 해양 유래 신규 . Marine origin new 펩타이드의Peptide 실리카 합성 효과 검증 Silica synthesis effect verification

실시예 1에서 제조한 서열번호 1의 펩타이드인 E6Ectp1의 실리카 형성 활성을 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다. 먼저, 하이드록시 아파타이트 그래뉼을 대조군(HA)으로 하고 HA 1g에 5mg/mL의 서열번호 1의 펩타이드(E6Ectp1)를 넣어 12시간 4℃에서 반응시켰다. 펩타이드가 결합된 HA를 20mM 규산(silicic acid)이 포함된 PBS 용액에 담가 하룻밤 진탕 반응 시켰다(E6Ectp1Si@HA). 비교군으로 펩타이드 없이 같은 조건에서 HA를 담가 진탕 반응시킨 후(Si-HA), 각 골이식재의 실리카 양을 XPS로 분석하였다. 그 결과를 도 3A에 나타내었다. Prepared in Example 1 In order to confirm the silica-forming activity of E6Ectp1, the peptide of SEQ ID NO: 1, the following experiment was performed. First, hydroxyapatite granules were used as a control (HA), and 5 mg/mL of the peptide of SEQ ID NO: 1 (E6Ectp1) was added to 1 g of HA and reacted at 4° C. for 12 hours. The peptide-bound HA was immersed in a PBS solution containing 20mM silicic acid and shaken overnight (E6Ectp1Si@HA). As a comparative group, HA was immersed in the same conditions without a peptide and subjected to shaking reaction (Si-HA), and then the amount of silica in each bone graft was analyzed by XPS. The results are shown in Fig. 3A.

도 3의 A에 나타낸 바와 같이, 대조군(HA)에서는 실리카가 검출되지 않았으며, 비교군의 경우 골이식재 성분 중 실리카가 약 0.19%를 차지한데 비해, 본 발명의 펩타이드를 코팅한 골이식재에서는 약 3.7%의 실리카가 검출되었다. 이를 통해 본 발명에 따른 해양 유래 펩타이드의 실리카 형성 능력을 확인하였다. As shown in FIG. 3A, silica was not detected in the control group (HA), and in the case of the comparative group, silica occupied about 0.19% of the bone graft components, whereas in the bone graft material coated with the peptide of the present invention, about 3.7% of silica was detected. Through this, the ability of the marine-derived peptide according to the present invention to form silica was confirmed.

다음으로, 실리카 코팅에 의한 활성분자 결합능력을 확인하기 위해, BMP2와 유사한 표면 전하를 갖도록 제조된 변형 GFP(BMP2-like protein)를 이용하여 골이식재에 결합시킨 후, 결합된 양과 비결합된 양을 비교하였다. 그 결과를 도 3B에 나타내었다. Next, in order to confirm the active molecule binding ability by silica coating, a modified GFP (BMP2-like protein) prepared to have a surface charge similar to BMP2 was used to bind to the bone graft material, and then the bound and unbound amount Was compared. The results are shown in Fig. 3B.

도 3의 B에 나타낸 바와 같이, 반응 30분 후 결합된 단백질 중 방출된 양과 골이식재에 남아 있는 양을 비교한 결과, 대조군에 비해 본 발명의 펩타이드를 코팅한 군에서 변형 GFP 단백질의 결합 증가를 확인하였다.As shown in FIG. 3B, as a result of comparing the amount released from the bound protein after 30 minutes of reaction and the amount remaining in the bone graft material, the increase in binding of the modified GFP protein in the group coated with the peptide of the present invention compared to the control group. Confirmed.

실험예Experimental example 2. 해양 유래 신규 2. New marine origin 펩타이드를Peptide 이용한 실리카/콜라겐 복합 골 Used silica/collagen composite bone 이식재(Col/E6Ectp1Si@HA)의Of the graft material (Col/E6Ectp1Si@HA) 성장인자 담지 및 방출 효과 검증 Verification of growth factor loading and release effect

실시예 2에서 제조한 해양 유래 펩타이드가 코팅된 골이식재의 성장인자 담지 및 방출 효과를 검증하기 위한 실험을 수행하였다. 먼저, 담지 물질로 rhBMP2에 FITC를 라벨링하여 FITC-BMP2를 제조하였다. 각각의 골이식재에 FITC-BMP2를 담지 시키고 30분 후 골이식재에 결합하지 않은 FITC-BMP2를 형광광도계로 측정 (excitation 485 nm/emission 535 nm)한 후, 결합된 FITC-BMP2 양을 비교하였다. 그 결과를 도 4A에 나타내었다.An experiment was conducted to verify the effect of supporting and releasing growth factors of the bone graft material coated with the marine-derived peptide prepared in Example 2. First, FITC-BMP2 was prepared by labeling FITC on rhBMP2 as a supporting material. FITC-BMP2 was loaded on each bone graft material, and 30 minutes later, FITC-BMP2 that was not bound to the bone graft material was measured with a fluorescence photometer (excitation 485 nm/emission 535 nm), and the amount of bound FITC-BMP2 was compared. The results are shown in Fig. 4A.

도 4A에 나타낸 바와 같이, HA에는 넣어준 양 대비 10%만이 결합하였으나, 본 발명의 Col/E6Ectp1Si@HA에는 35%의 FITC-BMP2가 결합하였다. 즉, 본 발명의 해양유래 펩타이드 및 실리카/콜라겐 복합 코팅에 의해 FITC-BMP2의 담지력이 대조군에 비해 3배 이상 증가하였음을 확인하였다. As shown in FIG. 4A, only 10% of the amount of HA was bound, but 35% of FITC-BMP2 was bound to Col/E6Ectp1Si@HA of the present invention. That is, it was confirmed that the supporting power of FITC-BMP2 was increased by 3 times or more compared to the control by the marine-derived peptide and silica/collagen composite coating of the present invention.

다음으로, 결합된 FITC-BMP2의 골이식재로부터의 방출패턴을 관찰하였다. 그 결과를 도 4B에 나타내었다. Next, the release pattern of the bound FITC-BMP2 from the bone graft material was observed. The results are shown in Fig. 4B.

도 4B에 나타낸 바와 같이, HA는 1일 후 20%, 9일 후 95%가 방출되었으며, 비교군인 E6Ectp1Si@HA는 1일 후 5% 미만이 방출되었고 10일 이후 30%가 방출된 후 거의 방출되지 않았다. 이에 반해, 본 발명의 Col/E6Ectp1Si@HA는 1일 후 5% 미만이 방출되었고 3일까지는 E6Ectp1Si@HA와 유사한 방출패턴을 보이다가 3일 이후 급격한 방출 증가를 나타내었다. 상기 실험 결과를 통해, 실리카 단독 코팅이 가지고 있는 문제점, 즉, 방출 속도가 너무 느린 점을 콜라겐/실리카 코팅을 통해 조절할 수 있음을 확인하였다. As shown in Figure 4B, HA was released 20% after 1 day and 95% after 9 days, and the control group E6Ectp1Si@HA was released less than 5% after 1 day and 30% after 10 days, and then almost released. Didn't. On the contrary, Col/E6Ectp1Si@HA of the present invention was released less than 5% after 1 day, showed a similar release pattern to E6Ectp1Si@HA until 3 days, and then showed a rapid increase in release after 3 days. Through the above experimental results, it was confirmed that the problem of the silica alone coating, that is, the release rate is too slow, can be controlled through the collagen/silica coating.

상기 패턴을 정량화 하기 위하여 Korsemeyer-Peppas Model 식(아래 식)을 이용하여 FITC-BMP2의 방출 거동 및 속도를 측정하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다. In order to quantify the pattern, the release behavior and rate of FITC-BMP2 were measured using the Korsemeyer-Peppas Model equation (the equation below), and the results are shown in Table 1.

Figure pat00001
Figure pat00001

[n=release exponent, k=release rate constant, R2=correlation co-efficient, Mt=released amount at time t, and M∞loaded amount][n=release exponent, k=release rate constant, R2=correlation co-efficient, Mt=released amount at time t, and M∞loaded amount]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 언급한 바와 같이, 본 발명자들은 실리카와 콜라겐의 조합을 통해 초기 방출속도 (K)를 조절할 수 있을 뿐 아니라 지속적 방출과 관련된 n 값을 조절할 수 있을 것으로 판단하였다. 이를 위해 등전점이 hBMP2와 유사한 변형 GFP를 이용하여 단백질 결합 및 방출 패턴을 조사하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다. As mentioned above, the present inventors determined that the initial release rate ( K ) could be adjusted through the combination of silica and collagen, as well as the n value related to sustained release. For this, protein binding and release patterns were investigated using a modified GFP whose isoelectric point is similar to that of hBMP2. The results are shown in FIG. 5.

도 5에 나타낸 바와 같이, 골이식재의 코팅 방법에 따라 rhBMP2와 변형 GFP의 결합패턴이 유사하게 나타남을 확인하였다. As shown in Figure 5, it was confirmed that the binding pattern of rhBMP2 and the modified GFP appeared similar according to the coating method of the bone graft material.

따라서 변형 GFP를 이용하여 시간에 따른 방출 패턴을 조사하고 최적의 결합 및 방출 속도를 나타내는 골이식재를 조사하였다. 각 골이식재에 대한 변형 GFP의 방출 속도 및 패턴을 Korsemeyer-Peppas Model 식으로 계산하여 표 2에 나타내었다. Therefore, using the modified GFP, the release pattern over time was investigated, and the bone graft material showing the optimal binding and release rate was investigated. The release rate and pattern of the modified GFP for each bone graft were calculated by the Korsemeyer-Peppas Model equation and shown in Table 2.

Figure pat00003
Figure pat00003

표 2에 나타낸 바와 같이, 실리카와 콜라겐으로 1번 코팅시 모델 단백질의 초기 방출 속도가 50% 이상 줄고 초기 방출 이후 HA와 비슷하게 방출이 거의 일어나지 않으나, 실리카와 콜라겐을 2번 코팅하였을 때는 초기 방출 속도는 줄어든 반면 지속적 확산 속도는 증가한 것으로 나타났다. 또한, 실리카와 콜라겐을 3번 코팅하였을 때는 오히려 초기 방출 속도가 2번 코팅시보다 약간 증가하였으나 확산 속도는 낮았다. 따라서 실리카 및 콜라겐 2번 코팅을 최적으로 판단하였다. As shown in Table 2, when coated with silica and collagen once, the initial release rate of the model protein decreases by 50% or more, and after the initial release, almost no release occurs similar to that of HA, but when silica and collagen are coated twice, the initial release rate Was found to decrease while the sustained diffusion rate increased. In addition, when the silica and collagen were coated three times, the initial release rate increased slightly compared to the second coating, but the diffusion rate was low. Therefore, silica and collagen No. 2 coating was optimally determined.

Monolith NT.115를 이용한 Microscale Thermophoresis를 통해 결합 친화도(binding affinity)를 측정한 결과, 실리카 합성 펩타이드와 골성장인자인 BMP2 간에는 의미있는 결합 양식이 나타나지 않았으며, 이를 통해 본 발명에 따른 펩타이드 코팅이 실리카 형성을 촉진하나 BMP2의 결합에는 영향을 주지 않는 것으로 판단하였다. 또한, MC3T3 E1 마우스 조골세포를 이용한 골분화 및 골형성에 미치는 영향분석에서도 본 발명에 따른 펩타이드 코팅이 유의미한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 다만, 무기물로만 이루어진 실리카에 비해 펩타이드 매개로 형성된 유무기복합 실리카의 경우, 펩타이드가 실리카의 분해 속도에 영향을 주어 결합된 BMP2의 방출 속도에는 영향을 미침을 확인하였다. As a result of measuring binding affinity through Microscale Thermophoresis using Monolith NT.115, a meaningful binding pattern was not found between the silica-synthetic peptide and BMP2, a bone growth factor, through which the peptide coating according to the present invention was It was judged that it promotes the formation of silica, but does not affect the binding of BMP2. In addition, analysis of the effect on bone differentiation and bone formation using MC3T3 E1 mouse osteoblasts showed that the peptide coating according to the present invention did not have a significant effect. However, in the case of the organic-inorganic composite silica formed by the mediation of the peptide compared to the silica composed of only inorganic substances, it was confirmed that the peptide affects the decomposition rate of the silica and thus the release rate of bound BMP2.

실험예Experimental example 3. 해양 유래 신규 3. New marine origin 펩타이드를Peptide 이용한 실리카/콜라겐 복합 골 Used silica/collagen composite bone 이식재Graft material (Col/Si)(Col/Si) 22 @HA)의 골 재생 능력 검증@HA)'s bone regeneration ability verification

실시예 2에서 제조한 해양 유래 펩타이드 매개 실리카 및 콜라겐이 코팅된 골이식재를 이용하여, 골 재생 능력을 확인하였다. 이때 실험예 2의 결과를 토대로 실리카 및 콜라겐 코팅은 2회 수행하였다. 아무 처리 하지 않은 시판 합성골 이식재인 Novosis HA를 대조군 캐리어(HA)로 사용하였다. Using the bone graft material coated with marine-derived peptide-mediated silica and collagen prepared in Example 2, the bone regeneration ability was confirmed. At this time, silica and collagen coating were performed twice based on the results of Experimental Example 2. Novosis HA, a commercially untreated synthetic bone graft material, was used as a control carrier (HA).

구체적으로, SD(Sprague-Dawley) 랫트의 두개골에 골 결손부위(8 mm)를 만들었으며, 실험예 2와 같은 방법으로 제조한 HA에 rhBMP2를 담지한 골 이식재를 결손 부위에 이식하였다. 동물 한 마리당 결손 부위에 최종 1, 2.5, 5 μg의 rhBMP2가 각각 담지 되도록 PBS에 녹인 rhBMP2의 농도를 조절하여 이식 30분 전에 캐리어에 섞은 후 사용하였다. 골이식재를 이식한 후, 손상골의 회복 양상을 1주부터 6주에 걸쳐 microCT 촬영을 통해 확인하였으며, 8주째에 최종 희생된 동물의 조직을 관찰하였다. rhBMP2를 처리하지 않은 Novosis HA 그룹, rhBMP2를 흡착시킨 Novosis HA 그룹(HA+BMP), 그리고 본 발명에 따른 골이식재에 rhBMP2를 흡착시킨 그룹((Col/Si)2@HA+BMP2)간의 골재생 속도를 도 6에 나타내었다. Specifically, a bone defect site (8 mm) was made on the skull of a SD (Sprague-Dawley) rat, and a bone graft material carrying rhBMP2 was transplanted to the HA prepared in the same manner as in Experimental Example 2. The concentration of rhBMP2 dissolved in PBS was adjusted so that the final 1, 2.5, and 5 μg of rhBMP2 per animal was carried on the defect site, respectively, and mixed with a carrier 30 minutes before transplantation. After implantation of the bone graft material, the recovery pattern of the damaged bone was confirmed through microCT over a period of 1 to 6 weeks, and tissues of the final sacrificed animal were observed at 8 weeks. Bone regeneration between the Novosis HA group without rhBMP2 treatment, the Novosis HA group adsorbing rhBMP2 (HA+BMP), and the group adsorbing rhBMP2 to the bone graft material according to the present invention ((Col/Si)2@HA+BMP2) The speed is shown in Figure 6.

도 6에 나타낸 바와 같이, 성장인자의 양과 골재생력 사이의 관계가 비례 관계가 아니며 골 재생을 위한 최적 농도가 필요함을 확인하였다. 이것은 캐리어의 특성과도 관계가 있다. 구체적으로, 대조군인 HA 처리군의 경우 2.5 ㎍ 사용시 가장 높은 골 재생을 나타내었고 첫 주에 골 재생이 높게 나타났다. 반면, 5 ㎍ 사용시에는 조기 골 재생으로 4주에 골 재생이 거의 멈춤으로 인해 충분한 골 재생이 저해되었고, 1 ㎍ 사용시에는 초기에 방출되어 남은 기간동안 골 재생이 진행되기에 성장인자가 부족한 것으로 판단되었다. 반면, 본 발명의 해양 유래 펩타이드가 코팅된 골이식재((Col/Si)2@HA)는 2.5 ㎍ 사용 시 가장 높은 골 재생을 나타내었으며 1 ㎍ 사용한 경우와 유의적 차이는 없었다. 또한, 2.5 ㎍ 사용시 초기 골 형성 속도는 HA 보나 낮으나 2주 후부터는 골 형성 속도가 더 빨라 6주에 가장 높은 골 형성률을 보였다. 또한, 1 ㎍ 사용 시에는 HA에 의한 골 재생에 비해 22% 이상 골 재생이 증가하였다. 이러한 현상은 캐리어와 성장인자간의 결합력이 강해 소량의 성장인자를 오랫동안 담지하고 서방형으로 방출함으로써 지속적 골 재생 촉진이 가능한 것에 기인한 결과이다. As shown in FIG. 6, it was confirmed that the relationship between the amount of growth factor and bone regeneration ability is not a proportional relationship, and an optimum concentration for bone regeneration is required. This is also related to the characteristics of the carrier. Specifically, the HA treatment group, the control group, showed the highest bone regeneration when 2.5 μg was used, and the bone regeneration was high in the first week. On the other hand, when 5 μg was used, bone regeneration almost stopped at 4 weeks due to early bone regeneration, and sufficient bone regeneration was inhibited. When 1 μg was used, it was determined that growth factors were insufficient because bone regeneration was initially released and progressed for the remaining period. Became. On the other hand, the bone graft material ((Col/Si)2@HA) coated with the marine peptide of the present invention showed the highest bone regeneration when 2.5 μg was used, and there was no significant difference from the case of 1 μg. In addition, when 2.5 ㎍ was used, the initial bone formation rate was lower than that of HA, but after 2 weeks, the bone formation rate was faster, and the highest bone formation rate was shown at 6 weeks. In addition, when 1 μg was used, bone regeneration was increased by 22% or more compared to bone regeneration by HA. This phenomenon is due to the strong binding force between the carrier and the growth factor, and it is possible to continuously promote bone regeneration by supporting a small amount of growth factor for a long time and releasing it in a sustained release form.

다음으로, 1 ㎍ 의 rhBMP2가 담지된 골이식재를 이식한 동물들의 8주 후 골 재생을 조직학적으로 관찰하였다. 그 결과를 도 7 내지 도 9에 나타내었다. Next, bone regeneration was observed histologically after 8 weeks of the animals transplanted with 1 µg of rhBMP2-supported bone graft material. The results are shown in FIGS. 7 to 9.

도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, MT-Goldner 콜라겐/골 염색결과, 본 발명의 해양 유래 펩타이드가 코팅된 골이식재((Col/Si)2@HA+BMP2)에 의해 재생된 골 조직은 이식재와 골과의 결합이 우수하며 성숙골 속에 이식재가 매몰되어 있음을 확인하였다. 반면, 대조군인 HA+BMP에 의해 재생된 골 조직은 신생골 형성이 관찰되나 섬유성 결합조직의 증식이 뚜렷하여 복합 골이식재에 비해 경조직 비율이 낮았다. 7 and 8, as a result of MT-Goldner collagen/bone staining, the bone tissue regenerated by the marine-derived peptide-coated bone graft material ((Col/Si)2@HA+BMP2) of the present invention is a graft material. It was confirmed that the binding between the and bone was excellent, and the graft material was buried in the mature bone. On the other hand, bone tissue regenerated by HA+BMP, a control group, had new bone formation, but the fibrous connective tissue proliferated clearly, and the ratio of hard tissue was lower than that of the composite bone graft material.

또한, 도 9에 나타낸 바와 같이 각 처리군의 확대된 상을 비교해 볼 때, BMP2를 처리하지 않은 군(HA)에서는 신생골이 거의 형성되지 않으나 본 발명의 해양 유래 펩타이드가 코팅된 골이식재((Col/Si)2@HA+BMP2) 처리 군에서는 골막 아래로 골이 매끈하게 형성된 것을 확인할 수 있는데 이는 이식재로부터 지속적으로 BMP2가 방출되어 골유도를 한 것으로 판단된다. In addition, when comparing the enlarged images of each treatment group as shown in FIG. 9, new bones are hardly formed in the group (HA) not treated with BMP2, but the bone graft material coated with the marine-derived peptide of the present invention ((Col In the /Si)2@HA+BMP2) treatment group, it was confirmed that the bone was formed smoothly below the periosteum, which is believed to have been continuously released from the graft material to induce bone.

실험예Experimental example 4. 해양 유래 신규 4. New marine origin 펩타이드가Peptide number 코팅된 Coated βTCPβTCP 기반의 실리카/콜라겐 복합 골 Based silica/collagen composite bone 이식재((Col/Si)@βTCP/Col)의Of the graft material ((Col/Si)@βTCP/Col) 동물 모델에서의 활성 검증 Validation of activity in animal models

실시예 3에서 제조한 해양 유래 신규 펩타이드가 코팅된 βTCP 기반의 실리카/콜라겐 복합 골 이식재를 이용하였으며, 이때 실험예 2의 결과를 토대로 실리카 및 콜라겐 코팅은 2회 수행하여 제작하였다. 여기에 골이식재 중량 대비 10% 소 1형 콜라겐이 혼합된 골이식재(2mm x 8 mm 크기의 원반형)를 이용하여, 골 재생 능력을 확인하였다. 아무 처리 하지 않은 βTCP와 10% 콜라겐이 혼합된 βTCP/Col을 대조군 캐리어로 사용하였다. A βTCP-based silica/collagen composite bone graft material coated with a novel marine peptide prepared in Example 3 was used, and at this time, silica and collagen coating were performed twice based on the results of Experimental Example 2 to produce. Here, the bone regeneration ability was confirmed by using a bone graft material (a disc-shaped 2mm x 8 mm size) in which 10% bovine type 1 collagen was mixed with respect to the weight of the bone graft material. ΒTCP/Col mixed with untreated βTCP and 10% collagen was used as a control carrier.

구체적으로, SD(Sprague-Dawley) 랫트의 두개골에 골 결손부위(8mm)를 만들었으며, 실험예 2와 유사한 방법으로 골이식재에 rhBMP2를 담지한 골 이식재를 결손 부위에 이식하였다. 동물 한 마리당 결손 부위에 최종 1 μg의 rhBMP2가 각각 담지 되도록 PBS에 녹인 rhBMP2의 농도를 조절하여 이식 30분 전에 캐리어에 섞은 후 사용하였다. 골이식재를 이식한 후, 손상골의 회복 양상을 1주부터 8주에 걸쳐 microCT 촬영을 통해 골재생을 확인하였다. rhBMP2를 처리하지 않은 βTCP/Col 그룹, rhBMP2를 흡착시킨 βTCP/Col 그룹(βTCP/Col+BMP), 그리고 본 발명에 따른 골이식재에 rhBMP2를 흡착시킨 그룹((Col/Si)@βTCP/Col+BMP)간의 골재생 속도를 표 3 내지 5, 및 도 10에 나타내었다. Specifically, a bone defect site (8 mm) was made on the skull of SD (Sprague-Dawley) rats, and a bone graft material carrying rhBMP2 on the bone graft material was transplanted to the defect site in a similar manner to that of Experimental Example 2. The concentration of rhBMP2 dissolved in PBS was adjusted so that the final 1 μg of rhBMP2 was carried on the defect site per animal, and mixed with a carrier 30 minutes before transplantation. After implantation of the bone graft material, bone regeneration was confirmed through microCT imaging from 1 week to 8 weeks for the recovery pattern of the damaged bone. βTCP/Col group without rhBMP2 treatment, βTCP/Col group adsorbing rhBMP2 (βTCP/Col+BMP), and group adsorbing rhBMP2 to the bone graft material according to the present invention ((Col/Si)@βTCP/Col+ BMP) liver bone regeneration rate is shown in Tables 3 to 5, and Fig. 10.

βTCP/collagen의 μCT 측정을 통한 신생골 형성 %% new bone formation through μCT measurement of βTCP/collagen 1One 22 44 66 88 βTCP/Col +PBS-1βTCP/Col +PBS-1 48.2941248.29412 52.5604952.56049 67.3684667.36846 60.7403860.74038 62.3450762.34507 βTCP/Col +PBS-2βTCP/Col +PBS-2 47.6729947.67299 57.2115357.21153 62.2669962.26699 64.9430764.94307 67.126567.1265 βTCP/Col +PBS-3βTCP/Col +PBS-3 50.7895650.78956 57.3078457.30784 67.5242567.52425 69.7106469.71064 69.5413769.54137 βTCP/Col +PBS-4βTCP/Col +PBS-4 48.0995448.09954 45.3622245.36222 53.7527953.75279 52.5863252.58632 60.2693760.26937 meanmean 48.7140548.71405 53.1105253.11052 62.7281262.72812 61.995161.9951 64.8205864.82058 sdsd 1.4077771.407777 5.6206315.620631 6.4628386.462838 7.2645157.264515 4.2600784.260078

βTCP/collagen+rhBMP2(1 μg)의 μCT 측정을 통한 신생골 형성 %% new bone formation through μCT measurement of βTCP/collagen+rhBMP2 (1 μg)   1One 22 44 66 88 βTCP/Col +BMP-1βTCP/Col +BMP-1 40.9157240.91572 48.9141348.91413 62.3972462.39724 67.02467.024 70.4585270.45852 βTCP/Col +BMP-2βTCP/Col +BMP-2 52.4006852.40068 59.5496759.54967 69.8660569.86605 71.3371.33 72.7008772.70087 βTCP/Col +BMP-3βTCP/Col +BMP-3 44.9712244.97122 57.8402357.84023 69.2303869.23038 72.4805172.48051 75.4462775.44627 βTCP/Col +BMP-4βTCP/Col +BMP-4 54.9616154.96161 42.3373242.33732 41.993941.9939 43.1046243.10462 42.8916942.89169 meanmean 48.3123148.31231 52.1603452.16034 60.8718960.87189 63.4847863.48478 65.3743465.37434 sdsd 6.5012926.501292 8.039348.03934 13.0315613.03156 13.7882513.78825 15.1265815.12658

(Col/Si)@βTCP/collagen+rhBMP2(1 μg)의 μCT 측정을 통한 신생골 형성 %% New bone formation through μCT measurement of (Col/Si)@βTCP/collagen+rhBMP2(1 μg)   1One 22 44 66 88 (Col/Si)@βTCP/collagen+BMP-1(Col/Si)@βTCP/collagen+BMP-1 41.5796841.57968 49.8350449.83504 60.9467560.94675 68.6733668.67336 73.3970173.39701 (Col/Si)@βTCP/collagen+BMP-2(Col/Si)@βTCP/collagen+BMP-2 46.5546446.55464 50.769150.7691 60.9767560.97675 66.0105166.01051 75.5137275.51372 (Col/Si)@βTCP/collagen+BMP-3(Col/Si)@βTCP/collagen+BMP-3 49.079849.0798 41.9773741.97737 55.5929355.59293 63.3773963.37739 74.4250874.42508 (Col/Si)@βTCP/collagen+BMP-4(Col/Si)@βTCP/collagen+BMP-4 47.1649347.16493 54.6393554.63935 71.0876371.08763 78.9892978.98929 83.3795483.37954 meanmean 46.0947646.09476 49.3052249.30522 62.1510262.15102 69.2626469.26264 76.6788476.67884 sdsd 3.1965173.196517 5.3095515.309551 6.4730396.473039 6.8353866.835386 4.5499724.549972

표 3 내지 5 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 8주 실험 후 rhBMP2 담지에 의한 골재생 속도를 비교한 결과, 본 발명에 따른 (Col/Si)@βTCP/Col 처리군이 βTCP/Col 처리군에 비해 골재생 속도가 약 17% 증가하였다. 구체적으로, βTCP/Col+BMP 그룹은 초기에는 더 빠른 골형성을 나타내다가 4주 이후 매우 천천히 골 생성이 되는 반면, 본 발명에 따른 (Col/Si)@βTCP/Col+BMP 그룹은 초기에는 골생성 속도가 느리나 4주 이후부터 더 빠르게 신생골이 형성되었고 이는 담지된 rhBMP2가 βTCP/Col+BMP 그룹에서 초기에 빨리 방출되는 것에 비해 (Col/Si)@βTCP/Col+ BMP 그룹은 rhBMP2가 초기부터 후반까지 서서히 지속적으로 방출되어 신생골 형성이 증가하는 것에 의한 결과이다. As shown in Tables 3 to 5 and FIG. 10, as a result of comparing the bone regeneration rate by rhBMP2 support after 8 weeks of experiment, the (Col/Si)@βTCP/Col treatment group according to the present invention was in the βTCP/Col treatment group Compared to this, bone regeneration rate increased by about 17%. Specifically, the βTCP/Col+BMP group initially showed faster bone formation and then very slowly bone formation after 4 weeks, whereas the (Col/Si)@βTCP/Col+BMP group according to the present invention was initially Although the rate of formation was slow, new bones were formed more rapidly after 4 weeks. This is because the supported rhBMP2 was released early from the βTCP/Col+BMP group, whereas the (Col/Si)@βTCP/Col+ BMP group showed rhBMP2 from the early stage. It is a result of the increase in the formation of new bones as it is released gradually and continuously until the second half.

이상의 실험 결과를 통하여, 본 발명에 따른 신규한 해양 유래 펩타이드는 규산으로부터 실리카 합성 활성이 우수하여, 실리카와 콜라겐이 적층된 복합골 이식재의 제조에 활용될 수 있으며, 상기 복합골 이식재는 기존 이식재에 비해 생체분자의 담지력이 향상되었을 뿐만 아니라 담지된 분자를 지속적으로 방출하는 효과를 가지고 있는바, 손상된 골 부위에 이식 시 골 재생을 촉진하는 효과가 우수함을 확인하였다. Through the above experimental results, the novel marine-derived peptide according to the present invention has excellent silica synthesis activity from silicic acid, and can be used in the manufacture of a composite bone graft material in which silica and collagen are laminated, and the composite bone graft material is Compared to this, it was confirmed that the biomolecule's carrying capacity was improved as well as the effect of continuously releasing the carried molecule, and thus the effect of promoting bone regeneration when transplanted to a damaged bone site was excellent.

<110> Korea University Research and Business Foundation, Sejong Campus <120> Peptides from marine resources capable of silica formation and use thereof <130> 1-1 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 27 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> E6Ectp1 <400> 1 Glu Glu Glu Glu Glu Glu Gly Gly Ser Ser Arg Ser Ser Ser His Arg 1 5 10 15 Arg His Asp His His Asp His Arg Arg Gly Ser 20 25 <110> Korea University Research and Business Foundation, Sejong Campus <120> Peptides from marine resources capable of silica formation and use thereof <130> 1-1 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 27 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> E6Ectp1 <400> 1 Glu Glu Glu Glu Glu Glu Gly Gly Ser Ser Arg Ser Ser Ser His Arg 1 5 10 15 Arg His Asp His His Asp His Arg Arg Gly Ser 20 25

Claims (22)

서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 실리카 합성활성을 갖는 펩타이드.Peptide having silica synthesis activity consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 포함하는, 실리카 합성용 조성물.A composition for synthesis of silica, comprising a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 청구항 2에 있어서,
상기 조성물은 실리카 전구체를 추가로 포함하는 것인, 실리카 합성용 조성물.
The method according to claim 2,
The composition further comprises a silica precursor, a composition for silica synthesis.
청구항 3에 있어서,
상기 실리카 전구체는 테트라메톡시 실란, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 메틸 트리에톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 디메틸 디메톡시 실란, 에틸 트리에톡시실란, 티타니아 테트라이소프로폭사이드 및 테트라에틸 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인, 실리카 합성용 조성물.
The method of claim 3,
The silica precursors are tetramethoxy silane, tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, methyl triethoxysilane, phenyl triethoxysilane, dimethyl dimethoxy silane, ethyl triethoxysilane, titania tetraisopropoxide and tetra At least one selected from the group consisting of ethyl germanium, silica synthesis composition.
청구항 2에 있어서,
상기 조성물은 콜라겐을 추가로 포함하는 건인, 실리카 합성용 조성물.
The method according to claim 2,
The composition is a gun that further comprises collagen, a composition for the synthesis of silica.
청구항 2에 있어서,
상기 조성물은 하이드록시아파타이트 또는 트리칼슘 포스페이트를 추가로 포함하는 것인, 실리카 합성용 조성물.
The method according to claim 2,
The composition further comprises hydroxyapatite or tricalcium phosphate, a composition for silica synthesis.
청구항 2에 있어서,
상기 조성물은 골형성 관련 생리활성물질을 추가로 포함하는 것인, 실리카 합성용 조성물.
The method according to claim 2,
The composition further comprises a physiologically active substance related to bone formation, a composition for silica synthesis.
청구항 7에 있어서,
상기 골형성 관련 생리활성물질은 골형성 단백질(Bone morphogenetic protein, BMP), 형질전환 성장인자(Transforming growth factor, TGF), 혈관 내피 성장 인자(Vascular endothelial growth factor, VEGF), 혈소판 유래 성장 인자(Platelet derived growth factor, PDGF), 표피 성장 인자(Epidermal growth factor, EGF), 및 섬유아세포 성장 인자(fibroblast growth factor, FGF)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것인, 실리카 합성용 조성물.
The method of claim 7,
The physiologically active substances related to bone formation include bone morphogenetic protein (BMP), transforming growth factor (TGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), and platelet-derived growth factor (Platelet). Derived growth factor, PDGF), epidermal growth factor (Epidermal growth factor, EGF), and fibroblast growth factor (fibroblast growth factor, FGF) that is one or more selected from the group consisting of, silica synthesis composition.
서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 포함하는, 골이식용 또는 골충진용 조성물. A composition for bone grafting or bone filling, comprising a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 청구항 9에 있어서,
상기 조성물은 실리카 전구체를 추가로 포함하는 것인, 골이식용 또는 골충진용 조성물.
The method of claim 9,
The composition further comprises a silica precursor, bone grafting or bone filling composition.
청구항 9에 있어서,
상기 조성물은 콜라겐을 추가로 포함하는 것인, 골이식용 또는 골충진용 조성물.
The method of claim 9,
The composition further comprises collagen, bone grafting or bone filling composition.
청구항 9에 있어서,
상기 조성물은 하이드록시아파타이트 또는 트리칼슘 포스페이트를 추가로 포함하는 것인, 골이식용 또는 골충진용 조성물.
The method of claim 9,
The composition further comprises hydroxyapatite or tricalcium phosphate, a composition for bone graft or bone filling.
청구항 9에 있어서,
상기 조성물은 하이드록시아파타이트 또는 트리칼슘 포스페이트 표면에 서열번호 1의 아미노산로 이루어진 펩타이드, 실리카 전구체 및 콜라겐이 코팅된 것을 포함하는 것인, 골이식용 또는 골충진용 조성물.
The method of claim 9,
The composition is that the hydroxyapatite or tricalcium phosphate surface comprising the peptide consisting of the amino acid of SEQ ID NO: 1, silica precursor and collagen is coated, bone grafting or bone filling composition.
청구항 9에 있어서,
상기 조성물은 골형성 관련 생리활성물질을 추가로 포함하는 것인, 골이식용 또는 골충진용 조성물.
The method of claim 9,
The composition further comprises a physiologically active substance related to bone formation, a composition for bone graft or bone filling.
청구항 14에 있어서,
상기 골형성 관련 생리활성물질은 골형성 단백질(Bone morphogenetic protein, BMP), 형질전환 성장 인자(Transforming growth factor, TGF), 혈관 내피 성장 인자(Vascular endothelial growth factor, VEGF), 혈소판 유래 성장인자(Platelet derived growth factor, PDGF), 표피 성장 인자(Epidermal growth factor, EGF), 및 섬유아세포 성장 인자(fibroblast growth factor, FGF)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것인, 골이식용 또는 골충진용 조성물.
The method of claim 14,
The physiologically active substances related to bone formation include bone morphogenetic protein (BMP), transforming growth factor (TGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), and platelet-derived growth factor (Platelet). Derived growth factor, PDGF), epidermal growth factor (Epidermal growth factor, EGF), and fibroblast growth factor (fibroblast growth factor, FGF) that is one or more selected from the group consisting of, bone grafting or bone filling composition.
청구항 14에 있어서,
상기 조성물은 골형성 관련 생리활성물질을 서방형으로 방출하는 것을 특징으로 하는, 골이식용 또는 골충진용 조성물.
The method of claim 14,
The composition is characterized in that the release of the physiologically active substance related to bone formation in a sustained release, bone grafting or bone filling composition.
청구항 9에 있어서,
상기 조성물은 치과용 골이식용 또는 골충진용인, 골이식용 또는 골충진용 조성물.
The method of claim 9,
The composition is for dental bone grafting or for bone filling, bone grafting or bone filling composition.
골이식재 표면에 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 코팅하는 단계를 포함하는, 골이식재 제조 방법. Comprising the step of coating a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 on the surface of the bone graft material, bone graft manufacturing method. 청구항 18에 있어서,
상기 방법은
(1) 골이식재에 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 코팅하는 단계;
(2) 단계 1의 골이식재에 실리카 전구체를 코팅하는 단계; 및
(3) 단계 2의 골이식재에 콜라겐을 코팅하는 단계를 포함하며, 상기 (1) 내지 (3)의 단계를 1 내지 20회 반복하는 것인, 골이식재 제조 방법.
The method of claim 18,
The above method is
(1) coating a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 on the bone graft material;
(2) coating a silica precursor on the bone graft material of step 1; And
(3) comprising the step of coating collagen on the bone graft material of step 2, and repeating the steps of (1) to (3) 1 to 20 times.
청구항 18에 있어서,
상기 방법은
(1) 골이식재에 콜라겐을 코팅하는 단계;
(2) 단계 1의 골이식재에 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 코팅하는 단계; 및
(3) 단계 2의 골이식재에 실리카 전구체를 코팅하는 단계;를 포함하며, 상기 (1) 내지 (3)의 단계를 1 내지 20회 반복하는 것인, 골이식재 제조 방법.
The method of claim 18,
The above method is
(1) coating collagen on the bone graft material;
(2) coating a peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 on the bone graft material of step 1; And
(3) coating a silica precursor on the bone graft material of step 2; containing, and repeating the steps of (1) to (3) 1 to 20 times, bone graft manufacturing method.
청구항 19 또는 20에 있어서,
(4) 골이식재 표면에 골형성 관련 생리활성물질을 코팅하는 단계;를 추가로 포함하는 것인, 골이식재 제조 방법.
The method of claim 19 or 20,
(4) coating a physiologically active substance related to bone formation on the surface of the bone grafting material; which further comprises a method for producing a bone grafting material.
청구항 21에 있어서,
상기 (4) 단계는 용시에 실시하는 것인, 골이식재 제조 방법.
The method of claim 21,
The step (4) is to be carried out at the time of melting, bone graft manufacturing method.
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