KR20210035529A

KR20210035529A - 인공 보형물 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20210035529A
Application number: KR1020190117430A
Authority: KR
Inventors: 허찬영; 남선영; 신병호
Original assignee: 서울대학교병원
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2021-04-01
Also published as: WO2021060883A1; KR102295489B1; EP4035622A4; EP4035622A1; US20230061211A1

Abstract

본 명세서에는 인공 보형물 및 이의 제조방법이 개시된다. 상기 인공 보형물은 패턴이 형성된 표면을 포함하고, 상기 패턴은 일직선 형상을 갖고 일정한 간격으로 평행하게 얼라인 형성됨으로써, 보형물 이식 부위에서 염증을 감소시키고 구형구축 부작용을 효과적으로 감소시키는 효과가 있다.

Description

인공 보형물 및 이의 제조방법{ARTIFICIAL IMPLANT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 명세서에는 인공 보형물 및 이의 제조방법이 개시된다.

실리콘 보형물은 성형 및 재건 수술 절차에서 일반적으로 사용되는 의료기기이다. 성형 수술에 대한 관심이 높아짐에 따라 실리콘 보형물을 시행하는 수술, 특히 유방 확대술이 증가하고 있다. 그러나, 실리콘 이식은 신체가 면역 시스템에서 이물질을 제거하기 위한 이물질 반응 (FBR, foreign body response)을 야기할 수 있다. 이러한 본능적인 반응의 결과로, 실리콘 보형물에 의해 발생하는 주된 부작용은 구형구축 (capsular contracture)이다.

이물질 반응은 장기적인 염증 반응에 의해 실리콘 보형물을 격리시켜 보형물 주위에 콜라겐 및 섬유아세포로 구성된 과도한 섬유성 피막 (fibrous capsule)을 형성한다. 콜라겐 및 섬유아세포는 피막을 더욱 압박하여 보형물을 수축시키며, 이는 심한 통증과 불편함을 유발하는 단단하고 변형된 보형물을 야기하고 심한 경우 부작용을 치료하기 위해 재수술이 필요할 수 있다.

대식세포는 과도한 염증 반응의 주된 원인으로서, 이식 후 48 내지 72시간 내 보형물 부위에서 나타나는 주된 세포 유형 중 하나이기도 하다. 이러한 세포는 초기 면역 반응을 제공하고, 식균 작용을 통해 외래 병원균을 제거하고, 추가 방어를 위해 다른 면역세포를 모으고, 보체 및 적응성 면역 시스템을 활성화시킨다. 대식세포는 화학적, 물리적 및 시간적 특성을 포함하는 그들 환경에 기초하여 다양한 표현형 (M1 및 M2a-c)으로 분극화될 수 있다.

이식 직후, 이물질 반응이 시작되고 혈청으로부터 비특이적 단백질이 보형물 표면에 흡착하게 된다. 이러한 단백질은 이식 부위로 면역 세포를 보내는 화학유인물질, 사이토카인, 및 성장 인자를 포함하는 혈병 (blood clot)을 형성한다. 혈소판 및 단핵구와 함께 대식세포는 몇 시간 또는 며칠 후 보형물에 침투 및 부착하고, 전-염증성 (M1) 표현형으로 분극화된다. M1 대식세포는 전-염증성 사이토카인 및 케모카인을 분비하고 (TNF-α, IL-6, IL-1β 및 MIP-1), 보형물 부위로 다른 면역세포를 모으는 신호를 보낸다. 몇 주가 지나기 시작하면, 대식세포는 선택적으로 활성화된 전-치유성 (M2) 표현형으로 분극화되기 시작한다. M2 대식세포는 사이토카인 IL-4, IL-10, IL-13, 및 TGF-β을 분비하여 치유 메카니즘을 유도한다. 또한, M1 세포는 둥근 형상을 갖는 반면 M2 세포는 더 길게 신장되는 특징이 있다. 상기와 같이 이물질 반응은 최대 100개의 대식세포 융합, 콜라겐 침적, 및 섬유아세포 모집으로 인한 보형물의 섬유성 피막화를 야기한다.

KR 10-2011-0055129 A

일 측면에서, 본 명세서는 이식 부위에서 염증을 감소시키고 구형구축 부작용을 효과적으로 감소시키는 인공 보형물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다른 측면에서, 본 명세서는 상기 인공 보형물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 패턴이 형성된 표면을 포함하고, 상기 패턴은 일직선 형상을 갖고 평행하게 얼라인 형성된 것인, 인공 보형물을 제공한다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 패턴은 일직선 형상의 양각부와 음각부가 교대로 반복하여 평행하게 얼라인 형성된 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 양각부는 5 내지 35 μm의 간격으로 얼라인 형성된 것이거나, 및/또는 상기 음각부는 5 내지 35 μm의 간격으로 얼라인 형성된 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 양각부의 너비와 음각부의 너비는 동일한 길이를 갖거나 양각부의 너비가 음각부의 너비보다 더 큰 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 양각부의 너비는 음각부의 너비보다 1 내지 5 μm 더 큰 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 양각부의 최고 지점과 음각부의 최저 지점의 고도 차이는 0.01 내지 1.5 mm인 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 보형물은 실리콘으로 형성된 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 보형물은 유방 보형물인 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 보형물은 구형구축 (capsular contracture) 억제용인 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 보형물은 염증 반응 억제용인 것일 수 있다.

다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 표면에 패턴을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 패턴은 일직선 형상을 갖고 평행하게 얼라인 형성된 것인, 인공 보형물의 제조방법을 제공한다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 제조방법은 일직선 현상을 갖고 평행하게 얼라인 형성된 패턴을 갖는 기판을 제조하는 단계; 및 실리콘을 상기 기판에 주입한 후 경화시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다.

일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 이식 부위에서 염증을 감소시키고 구형구축 부작용을 효과적으로 감소시키는 인공 보형물을 제공하는 효과가 있다.

다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 상기 인공 보형물의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 패턴화된 기판 디자인의 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따라 제조된 미세 패턴화된 PDMS 이미지를 나타낸 것이다.
도 3은 본 명세서의 일 실험예에서 PDMS의 미세 패턴화가 대식세포 형태 조절에 미치는 영향을 확인한 SEM (주사전자현미경) 이미지를 나타낸 것이다 (scale bar; 20 ㎛).
도 4는 본 명세서의 일 실험예에서 PDMS의 미세 패턴화가 대식세포 형태 조절에 미치는 영향을 확인한 O.M (광학현미경) 이미지를 나타낸 것이다.
도 5는 본 명세서의 일 실험예에 따른 MTT assay 결과를 나타낸 것이다 (10 ㎛; P<0.001, 20 ㎛; P<0.01).
도 6a는 본 명세서의 일 실험예에 따라 관찰된 실리콘 보형물 주변의 피막 두께 프로파일을 나타낸 것이다 (scale bar; 200 ㎛). 검은 점선은 피막 전체 두께를 나타내고, 파란색 화살표는 실리콘 보형물 위치를 나타내는 것으로 실리콘 보형물과 맞닿은 부분에 형성된 단단한 피막을 나타낸다.
도 6b는 본 명세서의 일 실험예에 따라 실리콘 보형물 삽입 1주 및 8주 후에 수득한 피막 두께를 비교한 것이다. 도 6b는 도 6a에서 파란색 화살표가 나타내는 실리콘 보형물과 맞닿은 부분에 형성된 단단하고 조밀한 피막 두께를 비교한 그래프이다.
도 7은 본 명세서의 일 실험예에 따라 보형물 삽입 1주 및 8주 후에 관찰된 대표적인 조직학적 이미지를 나타낸 것이다 (scale bar; 20 ㎛).

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 명세서에서 '얼라인 형성된 패턴'이란 한 방향으로 뻗은 일직선 형상의 패턴이 일정한 간격으로 평행하게 나란히 형성되어 있는 패턴을 의미한다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 양각부의 너비 및/또는 음각부의 너비가 5 내지 35 μm인 것일 수 있다. 상기 '양각부의 너비'는 음각부와 음각부 사이의 길이 (예컨대, 도 2에서 a의 길이)를 의미하고, '음각부의 너비'는 양각부와 양각부 사이의 길이 (예컨대, 도 2에서 b의 길이)를 의미할 수 있다.

다른 예시적인 일 구현예에서, 상기 양각부의 너비 및/또는 음각부의 너비는 5 μm 이상, 6 μm 이상, 7 μm 이상, 8 μm 이상, 9 μm 이상, 10 μm 이상, 11 μm 이상, 12 μm 이상, 13 μm 이상, 14 μm 이상, 15 μm 이상, 16 μm 이상, 17 μm 이상, 18 μm 이상, 19 μm 이상 또는 20 μm 이상이면서 35 μm 이하, 34 μm 이하, 33 μm 이하, 32 μm 이하, 31 μm 이하, 30 μm 이하, 29 μm 이하, 28 μm 이하, 27 μm 이하, 26 μm 이하, 25 μm 이하, 24 μm 이하, 23 μm 이하, 22 μm 이하, 21 μm 이하 또는 20 μm 이하인 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 양각부의 너비는 20 내지 30 μm인 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 음각부의 너비는 10 내지 30 μm인 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 보형물은 양각부의 너비가 20 내지 30 μm이고, 음각부의 너비가 10 내지 30 μm인 것이 바람직할 수 있다.

다른 예시적인 일 구현예에서, 상기 양각부의 너비는 음각부의 너비보다 1 μm 이상, 2 μm 이상, 3 μm 이상 또는 4 μm 이상이면서 5 μm 이하, 4 μm 이하, 3 μm 이하 또는 2 μm 이하로 더 큰 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 양각부의 최고 지점과 음각부의 최저 지점의 고도 차이는 0.01 내지 1.5 mm인 것일 수 있다. 상기 '최고 지점' 및 '최저 지점'은 고도 상의 가장 높은 지점과 가장 낮은 지점을 의미할 수 있다.

다른 예시적인 일 구현예에서, 상기 양각부의 최고 지점과 음각부의 최저 지점의 고도 차이는 0.01 mm 이상, 0.02 mm 이상, 0.03 mm 이상, 0.04 mm 이상, 0.05 mm 이상, 0.06 mm 이상, 0.07 mm 이상, 0.08 mm 이상, 0.09 mm 이상, 0.1 mm 이상, 0.2 mm 이상, 0.3 mm 이상, 0.4 mm 이상 또는 0.5 mm 이상이면서 1.5 mm 이하, 1.4 mm 이하, 1.3 mm 이하, 1.2 mm 이하, 1.1 mm 이하, 1.0 mm 이하, 0.9 mm 이하, 0.8 mm 이하, 0.7 mm 이하, 0.6 mm 이하, 0.5 mm 이하, 0.4 mm 이하, 0.3 mm 이하, 0.2 mm 이하 또는 0.1 mm 이하인 것일 수 있다.

본 명세서에 따른 인공 보형물은 상기와 같이 일정한 간격으로 동일한 패턴이 형성된 표면을 포함함으로써, 대식세포의 M2 표현형으로의 분극화를 상향 조절하고, 이에 따라 이식 부위에서 염증을 감소시키고 조직 복구를 촉진시키는 효과가 있으며, 구형구축의 부작용을 감소시키는 효과가 있다.

예시적인 일 구현예에서, 상기 패턴은 보형물 표면의 일부 또는 전부에 형성된 것일 수 있다. 예컨대, 상기 패턴은 보형물 전체 표면의 1/2 이상, 또는 2/3 이상, 또는 3/4 이상에 해당하는 면적에 형성된 것일 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 .

패턴화된 기판 디자인

약 10 ㎛, 20 ㎛, 30 ㎛ 간격으로 패턴화된 실리콘 보형물을 제조하기 위해 Si 기판을 하기와 같이 디자인하였다.

본 실시예에서는 두 가지의 웨이퍼를 사용하였다. 하나의 Si 웨이퍼는 대조군으로서, 패터닝이 없는 부드러운 표면을 갖는 웨이퍼로 디자인하였고, 다른 하나는 3가지 패턴의 배열 (array)로 구성된 패턴 마스크용 Si 웨이퍼로 디자인하였다. 구체적으로, 약 10 ㎛, 20 ㎛, 30 ㎛ 간격의 정렬 패턴 (align pattern)을 갖도록 디자인하였다. 10 ㎛는 26개의 2×2 cm 정사각형 구조로 구성하였고, 나머지 20 ㎛ 및 30 ㎛는 각각 13개의 2×2 cm 정사각형 구조로 구성하였다 (도 1 참조).

패턴화된 기판 제조

패턴화된 Si 기판 제조를 위해, 단결정 웨이퍼를 사용하였다 (100 mm 직경, P/B 도핑, 1-0-0, 및 525±25 mm 두께; Silicon Quest International). 세척 후, 웨이퍼를 완충 하이드로플루오릭산에 침지시키고, DI로 헹구고, N₂로 건조시키고, 탈수 소성시켰다. 웨이퍼 세척 후 SiO₂의 장벽층 (barrier layer)을 형성하였다. 이후 웨이퍼를 HMDS (Hexamethyldisilazane)로 프라이머 처리하고 PR (photoresist)을 스핀코팅하였다 (AZ nLOF 5510, Clariant). 투사형 리소그래피 (GCA Autostep 200 i-line Wafer Stepper, 3C Technical)를 사용하여 리소그래픽 패터닝을 한 후, O₂ 플라즈마 처리 (PE-IIA, Technics)하여 현상 후 잔류할 수 있는 PR 잔류물을 완전히 제거하였다. 이후 플루오린계 건식 에칭 (Plasmatherm SLR 770, Unaxis)으로 하부의 Si 기판에 PR 패턴을 전사하였다. 상기와 같이 패턴화된 Si 기판이 다음 두 가지 목적을 위해 제조되었다: 1) 격자 깊이가 1.3 mm인 기판은 세포 실험에 사용되었다; 및 2) 격자 깊이가 0.3 mm인 기판은 패턴화된 Si 기판 제조에서 임프린트 마스터로 사용되었다. 후자에 있어서, 퍼플루오로데실트리클로로실란 (FDTS) 코팅을 분자 기상 증착 (MVD 100E, Applied Microstructures)으로 적용하여 임프린팅 동안 레지스트 부착을 최소화하였다.

실리콘 보형물 샘플 제조

상기 제조한 패턴화된 기판을 사용하여 약 10 ㎛, 20 ㎛, 및 30 ㎛ 간격으로 패턴이 형성되고 패턴의 양각부와 음각부의 고도 차이가 약 0.01 내지 0.1 mm인 표면을 포함하는 실리콘 보형물 샘플을 제조하였다. 상기 제조한 약 10 ㎛ 간격으로 패턴이 형성된 실리콘 보형물은 양각부의 너비가 10±2 ㎛이고 음각부의 너비가 8±2 ㎛이다. 또한, 상기 약 20 ㎛ 간격으로 패턴이 형성된 실리콘 보형물은 양각부의 너비가 20±2 ㎛이고 음각부의 너비가 17±2 ㎛이다. 또한, 상기 약 30 ㎛ 간격으로 패턴이 형성된 실리콘 보형물은 양각부의 너비가 30±2 ㎛이고 음각부의 너비가 27±2 ㎛이다.

PDMS 샘플 제조를 위해, 먼저 SYLGARD ™ 184 실리콘 엘라스토머 베이스 및 SYLGARD ™ 184 실리콘 엘라스토머 경화제를 10:1의 중량 비율로 혼합 및 교반하였다. 샘플 혼합 시 발생하는 기포를 제거하기 위해, 1시간 동안 진공 챔버에서 보관하여 기포를 제거하였다. 이후, 실리콘을 지그 상에 고정된 상기 디자인된 Si 기판에 주입하여 실리콘을 균일하게 펼치고 2시간 동안 60℃ 오븐에서 경화하였다. 경화가 완료되었을 때, 실리콘이 찢어지지 않도록 조심스럽게 지그를 제거하였다. 실리콘이 제거되면, 펀치를 사용하여 원하는 크기로 실리콘 샘플을 제조하였다.

실험방법.

MTT assay

24시간 동안 미세-패턴화된 PDMS 또는 대조군 PDMS 상에 RAW 264.7 세포를 시딩한 후, 배지를 조심스럽게 제거하고 세포를 PBS로 한번 세척하였다. DMEM 배지에서 0.5 mg/mL의 최종 농도로 MTT를 각 웰에 첨가하였고, 이후 세포를 4시간 동안 37℃에서 배양하였다. MTT 용액을 조심스럽게 제거하고, 최종적으로 포르마잔 결정을 DMSO에 용해시키고 흡광도를 마이크로플레이트 리더 (EPOCH2, BioTek)로 560 nm에서 측정하였다.

In vivo 이식

생체 내 실험을 위해, 250-300 g의 8주령 Sprague-Dawley 래트를 사용하였다. 동물 실험 계획은 분당 서울대병원의 실험동물운영위원회로부터 승인되었다 (승인 번호: BA1803-244/030-01). 샘플에 대한 생체 내 반응을 실험하기 위해, 각 실험군 (대조군, 10 ㎛, 20 ㎛, 30 ㎛ 패턴)에 무작위로 4마리 동물을 할당하고 그 통계적 유의성을 얻었다. 사용된 동물의 총 수는 32마리였고, 동물은 실험 동안 12/12시간 낮/밤 주기를 갖고 음식과 물을 자유롭게 섭취할 수 있는 특정 병원체 부재 환경에서 보관되었다.

이식 수술은 다음과 같이 수행하였다. 먼저 마우스를 호흡기 마취를 하는 동안 아이소플루레인 (Hana Pharm, Seoul, Korea)으로 마취시켰고, 수술 전 모든 수술 도구를 멸균하였다. 수술 부위는 등 부위 중앙이었고 수술 전 동물 클리퍼로 동물의 털을 제거하였다. IRIS 가위로 2 cm 절개하였고, 등 부위 중앙에 포켓을 확보하였다. 멸균된 보형물을 15 cm 드레싱 겸자로 삽입하였고, 수술 부위를 나일론 4/0 (Ethicon, Somerville, NJ, USA)으로 봉합하였다. 수술 후, 수술 부위를 베타딘으로 소독하였다. 이후, 정해진 시간 (1주 및 8주)에 생체 검사를 수행하였고 동물을 이산화탄소 챔버에서 무작위로 안락사시켰다. 표피, 진피, 피막, 및 보형물을 포함하는 생검 조직을 4% 파라포름알데하이드로 고정시키고 파라핀 블록에 끼워 넣었다.

In vivo 평가

생검 조직의 파라핀 블록을 4 ㎛ 두께 슬라이드로 잘랐다. 슬라이드는 재수화 및 탈파라핀화를 위해 5분간 자일렌, 100%, 95%, 90%, 85%, 및 70% (v/v) 에탄올 용액에 침지시켰다. 피막 두께 분석 및 염증 분석을 위해 헤마톡실린 및 에오신 (H&E) 염색을 수행하였고, 콜라겐 밀도를 분석하기 위해 MT (Masson's trichrome) 염색을 수행하였다.

피막 두께는 현미경 (LSM 700, Carl Zeiss, Oberkochen, Germany)을 사용하여 50× 배율로 H&E 염색된 조직 슬라이드를 분석하여 결정되었다. 실리콘 표면과 접촉하는 표면 부위의 두꺼운 콜라겐 층을 피막으로 정의하였다. 조직 슬라이드의 피막 전체 두께를 평가하기 위해, 3개 위치의 피막을 무작위로 촬영하고 피막 두께를 ZEN 소프트웨어를 사용하여 측정하였다.

IF 염색을 위해, 탈파라핀화된 슬라이드를 1X AR (antigen retrieval) 용액에 침지시키고 10분간 마이크로웨이브 처리하였다. 상온에서 30분간 냉각 후, 슬라이드를 PBS로 5분 동안 3회 세척하였다. 염소 혈청 블로킹 용액을 슬라이드에 도포하여 비특이적 항원 결합을 예방하였다. 이후, 각 희석된 1차 항체를 어둡고 습한 챔버에서 하룻밤 동안 반응시켰다. 각 항체의 희석 비율은 다음과 같았다: 항-α-SMA는 1:100으로 희석하였고, 및 2차 항체는 1:2000으로 희석하였다. 2차 항체 염색 후, DAPI가 구비된 VECTASHIELD Mounting Medium (H-1200, Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA)을 사용하여 DAPI 염색 및 마운팅을 동시에 수행하였다. 각 이미지는 보형물과 접촉된 피막 영역에서 400× 배율로 촬영하였고, 각 세포를 카운팅하고 이미지 J 소프트웨어로 분석하였다.

실험결과.

PDMS 패터닝

도 2에 나타난 바와 같이, 약 10 ㎛, 20 ㎛, 및 30 ㎛ 너비의 양각부를 갖는 스탬프를 사용하여 미세 패턴화된 PDMS를 제조하였음을 확인하였다. SEM 확인 결과, 원하는 간격 및 깊이를 갖는 정렬 패턴이 잘 형성되었음을 확인하였다.

대식세포 증식 형태

부드러운 표면을 갖는 PDMS와 패턴화된 표면을 갖는 PDMS 상에서 각각 RAW264.7 세포를 웰 당 1×10⁵으로 시딩하여 37℃에서 배양하고, 24시간 후 PDMS의 미세 패턴화가 대식세포 형태학에 어떤 영향을 미치는지 관찰하였다. 그 결과, PDMS의 표면 형상에 따라 대식세포의 증식 형태가 상이함을 확인하였다.

도 3에서 보는 바와 같이, PDMS가 부드러운 표면을 갖는 경우 대식세포 증식 및 응집 현상이 큰 것으로 나타났지만 일정한 간격 및 깊이로 패턴화된 PDMS는 이러한 대식세포 증식 및 응집 현상을 억제하여 과도한 염증 반응을 억제할 수 있음을 확인하였다. 이러한 효과는, 특히 약 10 ㎛, 20 ㎛ 간격으로 미세 패턴화된 PDMS에서 우수한 것으로 나타났다.

마찬가지로, 도 4에서 보는 바와 같이, RAW264.7 세포는 일반적인 세포 배양 플레이트 또는 패턴이 없는 부드러운 표면의 PDMS 상에서 세포들을 함께 응집시켜 세포들 사이에 섬을 형성하는 경향이 있지만, 패턴화된 표면의 PDMS 상에서는 이러한 현상이 억제되는 것을 확인하였다. 약 10 ㎛, 20 ㎛ 간격으로 미세 패턴화된 PDMS에서 더 많은 세포가 분산되고 가늘고 길게 신장되어 구형의 형상을 갖지 않는 것을 확인하였다. 그러나, 패턴 간격이 점점 넓어질 경우 이러한 현상은 감소하고 부드러운 표면의 PDMS에서와 같이 대식세포가 증식하는 것을 확인하였다.

세포 생존력

PDMS의 미세 패턴화가 세포 생존력에 어떤 영향을 미치는지 MTT assay로 확인한 결과, 도 5에 나타난 바와 같이 부드러운 표면의 PDMS에 비해 패턴화된 표면의 PDMS를 갖는 실험군이 평균적으로 더 높은 O.D 값을 갖는 것을 확인하였다. 특히, 약 10 ㎛, 20 ㎛ 간격으로 미세 패턴화된 PDMS 실험군에서 통계적으로 유의하게 세포 생존률에서 차이를 나타내었다.

In vivo 피막 두께

생체 내 (in vivo) 섬유증 억제에 대한 미세 패턴화된 PDMS의 영향을 관찰하기 위해 이식 실험을 수행한 결과를 도 6a 및 6b에 나타내었다.

일반적으로, 이물질 반응 정도가 나빠지면 콜라겐 형성 또한 강하게 발생하고 두꺼운 피막을 나타낸다. 본 실험예에서는 근육층 하단에서 PDMS 상단, 및 PDMS와 접촉하는 조밀한 피막 부분 2가지의 피막 두께 분석을 실시하였다. 1주차에서는 각 그룹 사이의 피막 두께에서 유의적인 차이가 없었다. 그러나, 8주차에서 약 10, 20, 및 30 ㎛ 간격으로 패턴화된 보형물이 부드러운 표면을 갖는 보형물에 비해 표면과 접촉하는 피막 두께를 유의적으로 감소시켰다. 또한, 피막 전체 두께를 비교하였을 때, 약 10 ㎛ 간격으로 패턴화된 보형물에 비해 약 20, 및 30 ㎛ 간격으로 패턴화된 보형물에서 더욱 감소된 피막 두께를 나타내었고, 실리콘 보형물과 맞닿은 부분에 형성된 단단하고 조밀한 피막 두께를 비교하였을 때, 약 20 ㎛ 간격으로 패턴화된 보형물이 가장 우수한 구형구축 예방 효과를 나타내었다.

섬유증 요인

섬유화가 가속화되면, 섬유아세포가 근섬유모세포 (myofibroblast)로 분화되고, 콜라겐을 합성하는 능력이 더 강해지며, α-SMA가 발현되어 피막을 더욱 수축시키고 보형물을 변형시킬 수 있으며 환자에게 고통을 야기할 수 있다. α-SMA는 섬유화 정도를 결정하는 가장 중요한 요인 중 하나이다.

도 7에서 보는 바와 같이, 부드러운 표면을 갖는 실험군은 α-SMA가 보형물과 접촉하는 부분에서 두꺼운 층이 형성되었음을 확인하였다. 패턴화된 보형물은 갖는 실험군은 α-SMA 발현이 감소되었고, 근섬유모세포의 두께 및 수를 비교할 때 낮은 값이 관찰되었으며 이는 약 30 ㎛으로 패턴화된 보형물에서 점차적으로 증가하는 것으로 나타났다.

이상, 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시 태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims

패턴이 형성된 표면을 포함하고,
상기 패턴은 일직선 형상을 갖고 평행하게 얼라인 형성된 것인, 인공 보형물.
제1항에 있어서,
상기 패턴은 일직선 형상의 양각부와 음각부가 교대로 반복하여 평행하게 얼라인 형성된 것인, 인공 보형물.
제2항에 있어서,
상기 양각부는 5 내지 35 μm의 간격으로 얼라인 형성된 것이거나, 및/또는 상기 음각부는 5 내지 35 μm의 간격으로 얼라인 형성된 것인, 인공 보형물.
제2항에 있어서,
상기 양각부의 너비와 음각부의 너비는 동일한 길이를 갖거나 양각부의 너비가 음각부의 너비보다 더 큰 것인, 인공 보형물.
제2항에 있어서,
상기 양각부의 너비는 음각부의 너비보다 1 내지 5 μm 더 큰 것인, 인공 보형물.
제2항에 있어서,
상기 양각부의 최고 지점과 음각부의 최저 지점의 고도 차이는 0.01 내지 1.5 mm인, 인공 보형물.
제1항에 있어서,
상기 보형물은 실리콘으로 형성된 것인, 인공 보형물.
제1항에 있어서,
상기 보형물은 유방 보형물인, 인공 보형물.
제1항에 있어서,
상기 보형물은 구형구축 (capsular contracture) 억제용인, 인공 보형물.
제1항에 있어서,
상기 보형물은 염증 반응 억제용인, 인공 보형물.
표면에 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 패턴은 일직선 형상을 갖고 평행하게 얼라인 형성된 것인, 인공 보형물의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 제조방법은 일직선 현상을 갖고 평행하게 얼라인 형성된 패턴을 갖는 기판을 제조하는 단계; 및 실리콘을 상기 기판에 주입한 후 경화시키는 단계를 포함하는 것인, 인공 보형물의 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 패턴은 일직선 형상의 양각부와 음각부가 교대로 반복하여 평행하게 얼라인 형성된 것인, 인공 보형물의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 양각부는 5 내지 35 μm의 간격으로 얼라인 형성된 것이거나, 및/또는 상기 음각부는 5 내지 35 μm의 간격으로 얼라인 형성된 것인, 인공 보형물의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 양각부의 너비와 음각부의 너비는 동일한 길이를 갖거나 양각부의 너비가 음각부의 너비보다 더 큰 것인, 인공 보형물의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 양각부의 너비는 음각부의 너비보다 1 내지 5 μm 더 큰 것인, 인공 보형물의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 양각부의 최고 지점과 음각부의 최저 지점의 고도 차이는 0.01 내지 1.5 mm인, 인공 보형물의 제조방법.