KR20210098031A - Noncross linked and laminated three dimensional supporting structure using electric discharge device and method by using the same - Google Patents

Noncross linked and laminated three dimensional supporting structure using electric discharge device and method by using the same Download PDF

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Abstract

Provided are a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device and a method for manufacturing the same. The non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device according to an embodiment of the present invention includes: a porous scaffold; a first nanofiber layer that is electrospun on the porous scaffold and ultrasonically welded to the porous scaffold; and a second nanofiber layer that is electrospun on the first nanofiber layer and ultrasonically fused to the first nanofiber layer.

Description

전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체 및 그 제조방법{NONCROSS LINKED AND LAMINATED THREE DIMENSIONAL SUPPORTING STRUCTURE USING ELECTRIC DISCHARGE DEVICE AND METHOD BY USING THE SAME}Non-crosslinked laminated three-dimensional structural support using electrospinning device and manufacturing method thereof

본 발명은 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 다공성 스캐폴드, 다공성 스캐폴드에 전기 방사되어 다공성 스캐폴드와 초음파 융착되는 제1 나노 섬유층 및 제1 나노 섬유층에 전기 방사되어 제1 나노 섬유층과 초음파 융착되는 제2 나노 섬유층을 포함하는 전기 방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a porous scaffold, a first nanofiber layer electrospun on the porous scaffold and ultrasonically fused to the porous scaffold, and a first It relates to a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device comprising a second nanofiber layer electrospun on one nanofiber layer and ultrasonically fused to the first nanofiber layer, and a method for manufacturing the same.

나노 섬유를 제조하는 기술로 복합방사, 멜트블로우 방사, 플래시 방사, 전기방사 등이 알려져 있다. 이러한 나노 섬유 제조 기술 중 고분자의 다양성, 제조공정의 단순성, 상용화 가능성, 다양한 기술로의 응용 가능성 측면에서 전기방사에 의한 나노 섬유 제조기술이 가장 기대되는 기술로 인정받고 있다. 전기방사에 의한 나노 섬유 제조기술은 고분자용액에 고전압을 가해줌으로써 고분자 용액이 분출되어 용매가 휘발되면서 나노 스케일의 직경을 갖는 섬유가 얻어지는 방사법이다. 전기방사기술로 제조된 나노섬유는 높은 비표면적, 다공성, 높은 aspect ratio, 유연성을 가지며, 전기방사 장치의 방사조건을 조절함으로써 섬유직경의 조절이 용이한 것으로 알려져 있다. Composite spinning, melt blow spinning, flash spinning, electrospinning, etc. are known as techniques for manufacturing nanofibers. Among these nanofiber manufacturing technologies, the nanofiber manufacturing technology by electrospinning is recognized as the most anticipated technology in terms of the diversity of polymers, the simplicity of the manufacturing process, the possibility of commercialization, and the possibility of application to various technologies. The nanofiber manufacturing technology by electrospinning is a spinning method in which a high voltage is applied to a polymer solution, so that the polymer solution is ejected and the solvent is volatilized to obtain a fiber having a nano-scale diameter. It is known that nanofibers manufactured by electrospinning technology have a high specific surface area, porosity, high aspect ratio, and flexibility, and the fiber diameter can be easily controlled by controlling the spinning conditions of the electrospinning device.

최근, 전기방사 나노섬유를 이용한 상처 드레싱(wound dressing), 약물전달시스템 (DDS), 조직공학용 지지체와 같은 의료용 소재에 대한 연구가 각광을 받고 있다.Recently, research on medical materials such as wound dressings using electrospun nanofibers, drug delivery systems (DDS), and tissue engineering scaffolds has been in the spotlight.

특히 조직공학용 전기방사 나노섬유 지지체 중 나노섬유 창상피복제 등은 생체 내 세포외기질(ECM; extracellular matrix)과 형상적으로 매우 유사한 구조를 가질 수 있어 세포의 지지체에 부착 및 지지체에서의 성장 환경을 제공할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 나노섬유 지지체에서의 세포 성장 환경은 높은 밀도의 세포점착을 가능하게 하는 높은 다공도를 가져야 하고, 배양되는 조직의 특성에 따라 다공도 및 공극의 형상 조절이 가능해야 한다.In particular, among the electrospun nanofiber scaffolds for tissue engineering, nanofiber wound dressings and the like can have a structure very similar in shape to the extracellular matrix (ECM) in vivo, so that they can adhere to and grow environments in the support of cells. known to be able to provide. The cell growth environment in such a nanofiber support should have a high porosity that enables high-density cell adhesion, and it should be possible to control the porosity and shape of the pores according to the characteristics of the cultured tissue.

반면, 조직공학용 전기방사 나노섬유 지지체 중 나노섬유 유착방지막 또는 차단막은 세포의 지지체 미부착에 의한 장기간 유착 환경 제공 방지 환경을 제공할 수 있는 것으로 알려져 있다.On the other hand, it is known that the nanofiber anti-adhesion film or barrier film among the electrospun nanofiber scaffolds for tissue engineering can provide an environment for preventing the provision of a long-term adhesion environment due to the non-adherence of the cell support.

이러한 조직공학용 전기방사 나노섬유 지지체의 효율적인 세포 성장 환경 제공 또는 장기간 유착 방지를 위한 유착 방지 환경 제공을 위해서는 조직의 특성에 따라 나노섬유의 공극 크기 조절 및 나노섬유의 소수성 및 친수성 성질 등의 조절이 가능해야 한다.In order to provide an efficient cell growth environment for the electrospun nanofiber scaffold for tissue engineering or an anti-adhesion environment for long-term adhesion prevention, it is possible to control the pore size of the nanofiber and the hydrophobicity and hydrophilic properties of the nanofiber according to the characteristics of the tissue. Should be.

전기방사 나노섬유 지지체에 상기와 같은 다양한 기능을 전기방사 나노섬유 지지체에 부여하기 위해 3차원 전기방사 나노섬유 지지체에 연구들이 진행되고 있는 것으로 알려져 있다. 다만, 종래의 3차원 전기방사 나노섬유 지지체 제조 방법에 의하면 다층구조의 나노 섬유층을 결합시킬 때 체내 분해시간이 길고 독성을 일으킬 수 있는 가교액을 사용한다는 문제점이 있다.It is known that studies are being conducted on three-dimensional electrospun nanofiber supports in order to give the electrospun nanofiber support various functions as described above to the electrospun nanofiber support. However, according to the conventional three-dimensional electrospun nanofiber support manufacturing method, there is a problem of using a crosslinking solution that can cause a long decomposition time in the body and cause toxicity when bonding the nanofiber layer having a multi-layer structure.

한국 등록특허공보 제10-1869280호 (2018년06월14일 등록)Korean Patent Publication No. 10-1869280 (registered on June 14, 2018) 한국 등록특허공보 제10-1997966호 (2019년07월02일 등록)Korean Patent Publication No. 10-1997966 (registered on July 02, 2019)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 나노섬유층들을 무가교 방법으로 결합시키고, 나노섬유의 공극 크기 및 나노섬유의 소수성 또는 친수성 성질을 조절할 수 있는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.In order to solve the above problems, the present invention combines nanofiber layers by a non-crosslinking method, and uses an electrospinning device capable of controlling the pore size of the nanofibers and the hydrophobicity or hydrophilic properties of the nanofibers. To provide a structural support and a method for manufacturing the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 용이하게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be easily and clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법은, 생체 적합성 물질을 이용하여 다공성 스캐폴드를 제조하는 단계, 생분해성 고분자를 유기용재에 혼합시켜 방사용액을 제조하는 단계, 방사용액을 방사용 바늘에 투입한 후 전압을 인가하여 다공성 스캐폴드 위에 전기방사를 실시하여 제1 나노 섬유층을 형성시키는 단계, 제1 방사용액으로 제1 나노 섬유층 위에 전기 방사를 실시하여 제2 나노 섬유층을 형성시키는 단계 및 다공성 스캐폴드와 제1 나노 섬유층 및 제1 나노 섬유층과 제2 나노 섬유층을 초음파 융착시키는 단계를 포함할 수 있다.The method for manufacturing a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a porous scaffold using a biocompatible material, mixing a biodegradable polymer with an organic solvent to prepare a spinning solution Manufacturing step, after putting the spinning solution into the spinning needle, applying a voltage to perform electrospinning on the porous scaffold to form a first nanofiber layer, electrospinning on the first nanofiber layer with the first spinning solution to form a second nanofiber layer and ultrasonically welding the porous scaffold and the first nanofiber layer and the first nanofiber layer and the second nanofiber layer.

또한, 제1 나노 섬유층과 제2 나노 섬유층 사이에 중간층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the step of forming an intermediate layer between the first nano-fiber layer and the second nano-fiber layer may be further included.

또한, 제1 나노 섬유층의 섬유직경이 20∼100μm이며, 공극이 15∼300μm이 되도록 상기 제1 나노 섬유층이 전기방사될 수 있고, 제2 나노 섬유층의 섬유직경이 30∼5000nm이며, 공극이 6μm이 되도록 제2 나노 섬유층이 전기 방사될 수 있다.In addition, the fiber diameter of the first nano-fiber layer is 20-100 μm, the first nano-fiber layer can be electrospun so that the pores are 15-300 μm, the fiber diameter of the second nano-fiber layer is 30-5000 nm, the pores are 6 μm The second nanofiber layer may be electrospun so as to become this.

또한, 생분해성 고분자는, 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 블록 공중합체(ethylene oxide/propylene oxide block copolymer), 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리글리콜산(polyglycolic acid), 흡수성 폴리우레탄(polyurethane),　 폴리염산클리콜산(poly lactic-co-glycolic acid), 폴리라틱산(polylactic acid), 폴리엘라틱산(poly-l-lactic acid), 폴리디옥사논(polydioxanone), 키토산(chitosan),　젤라틴(gelatin), 실크(silk), 콜라겐(collagen),셀룰로오스(cellulose), 알긴산(alginic acid), 히알루론산(hyaluronic acid) 중 하나 또는 둘 이상의 복합소재일 수 있다.In addition, the biodegradable polymer, polyethylene oxide (polyethylene oxide), ethylene oxide / propylene oxide block copolymer (ethylene oxide / propylene oxide block copolymer), polyvinyl pyrrolidone (polyvinyl pyrrolidone), polyvinyl alcohol (polyvinyl alcohol), polyglycolic acid, absorbent polyurethane, poly lactic-co-glycolic acid, polylactic acid, poly-l-lactic acid, One or two or more of polydioxanone, chitosan, gelatin, silk, collagen, cellulose, alginic acid, hyaluronic acid It may be a composite material.

또한, 유기용재는, 디메틸포름아미드(dimethylforamide), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 부틸아세테이트(butyl acetate), 톨루엔(toluene), 알코올(alcohol), 클로로포름(Chloroform), 트리플루오로 아세트산(trifluoro acetic acid), 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide), 트리플로오로에틸렌(trifluoro ethylene), 아세톤(acetone), 헥사플루오로 이소프로판올(hexa fluoro isopropanol), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 테트라하이드로푸란(tetrahydrofuran), 아세트산(acetic acid) 및 포름산(formic acid) 중 하나일 수 있다.In addition, the organic solvent is dimethylformamide, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, toluene, alcohol, chloroform. , trifluoro acetic acid, dimethyl sulfoxide, trifluoro ethylene, acetone, hexafluoro isopropanol, methylene chloride, It may be one of tetrahydrofuran, acetic acid and formic acid.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체는, 다공성 스캐폴드, 다공성 스캐폴드에 전기 방사되어 다공성 스캐폴드와 초음파 융착되는 제1 나노 섬유층 및 제1 나노 섬유층에 전기 방사되어 제1 나노 섬유층과 초음파 융착 되는 제2 나노 섬유층을 포함할 수 있다.The non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using the electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention is a porous scaffold, a first nanofiber layer and a first nanofiber layer that are electrospun on the porous scaffold and ultrasonically fused with the porous scaffold. It may include a second nanofiber layer that is electrospun and ultrasonically fused to the first nanofiber layer.

또한, 제1 나노 섬유층의 섬유직경이 20∼100μm이며, 공극이 15∼300μm일 수 있고, 제2 나노 섬유층의 섬유직경이 30∼5000nm이며, 공극이 6μm일 수 있다.In addition, the fiber diameter of the first nano-fiber layer is 20-100 μm, the pores may be 15-300 μm, the fiber diameter of the second nano-fiber layer is 30-5000 nm, the pores may be 6 μm.

또한, 1 나노 섬유층은 친수성이고, 제2 나노 섬유층은 소수성일 수 있다.In addition, the first nano-fiber layer may be hydrophilic, and the second nano-fiber layer may be hydrophobic.

또한, 제1 나노 섬유층과 제2 나노 섬유층 사이에 형성된 중간층을 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include an intermediate layer formed between the first nano-fiber layer and the second nano-fiber layer.

또한, 중간층은, 제1 나노 섬유층과 결합되는 친수성 중간층 및 친수성 중간층위에 형성되고 제2 나노 섬유층과 결합되는 소수성 중간층을 포함할 수 있다.In addition, the intermediate layer may include a hydrophilic intermediate layer combined with the first nano-fiber layer and a hydrophobic intermediate layer formed on the hydrophilic intermediate layer and combined with the second nano-fiber layer.

본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 나노 섬유층간의 결합이 초음파 융착으로 이루어지고 가교제를 사용하지 않으므로 생체 적합성이 우수하고 기계적 강도가 향상된 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since bonding between a plurality of nanofiber layers is made by ultrasonic fusion and does not use a crosslinking agent, it is excellent in biocompatibility and uses an electrospinning device with improved mechanical strength. can provide

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 세포의 부착 또는 미부착 환경과 세포 증식 환경에 적합하게 나노 섬유층의 섬유직경과 공극이 조절될 수 있는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a non-crosslinked laminated three-dimensional structural support using an electrospinning device capable of adjusting the fiber diameter and voids of the nanofiber layer to suit the environment of cell proliferation and the environment with or without adhesion of cells, and manufacturing thereof method can be provided.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 친수성 및 소수성 성질을 모두 가진 중간층을 제1 나노 섬유층과 제2 나노 섬유층 사이에 형성시켜 지지체의 소수성 및/또는 소수성 성질을 조직의 종류 및 수술 부위 상태 등에 따라 다양하게 조절할 수 있는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체 및 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, an intermediate layer having both hydrophilic and hydrophobic properties is formed between the first nano-fiber layer and the second nano-fiber layer to determine the hydrophobicity and/or hydrophobicity of the support according to the type of tissue and the condition of the surgical site, etc. It is possible to provide a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support and a manufacturing method using an electrospinning device that can be adjusted in various ways.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 수술부위의 봉합, 세포의 부착 및 증식 환경과 조직간 유착 방지 위한 세포의 증식 억제환경을 모두 제공할 수 있는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체 및 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a non-cross-linked stacked three-dimensional structural support using an electrospinning device that can provide both an environment for suturing the surgical site, adhesion and proliferation of cells, and an environment for inhibiting cell proliferation to prevent tissue adhesion. And it can provide a manufacturing method.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 장치로 융착되는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2도 도 1의 제1 나노 섬유층의 SEM 이미지이다.
도 3은 도 1의 제2 나노 섬유층의 SEM 이미지이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 및 이를 이용하여 제작된 창상피복제의 이미지이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 도 2의 중간층의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a view schematically showing a cross-section of a non-cross-linked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device that is fused with an ultrasonic device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a SEM image of the first nanofiber layer of FIG. 1 .
FIG. 3 is an SEM image of the second nanofiber layer of FIG. 1 .
4 is an image of a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning apparatus according to a first embodiment of the present invention and a wound dressing manufactured using the same.
5 is a diagram schematically showing a cross-section of a non-crosslinked stacked three-dimensional structure support using an electrospinning apparatus according to a second embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a non-crosslinked stacked three-dimensional support structure using an electrospinning apparatus according to a first embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a non-crosslinked stacked three-dimensional support structure using an electrospinning apparatus according to a second embodiment according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the intermediate layer of FIG. 2 .

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various elements, components, and/or sections, it should be understood that these elements, components, and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, or sections from another. Accordingly, it goes without saying that the first element, the first element, or the first section mentioned below may be the second element, the second element, or the second section within the spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "made of" refers to a referenced component, step, operation and/or element of one or more other components, steps, operations and/or elements. The presence or addition is not excluded.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

이때, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 처리 흐름도 도면들의 각 구성과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 구성(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.In this case, the same reference numerals refer to the same elements throughout the specification, and it will be understood that each configuration of the process flowchart drawings and combinations of the flowchart drawings may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be embodied on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, such that the instructions performed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment are not described in the flowchart configuration(s). It creates a means to perform functions.

또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 구성들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 구성들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 구성들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.It should also be noted that in some alternative embodiments it is also possible for the functions recited in the configurations to occur out of order. For example, it is possible that two configurations shown one after another may in fact be performed substantially simultaneously, or that the configurations may sometimes be performed in the reverse order according to the corresponding function.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing a cross-section of a non-crosslinked stacked three-dimensional structure support using an electrospinning apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체(100)는, 다공성 스캐폴드(10), 제1 나노 섬유층(20) 및 제2 나노 섬유층(30)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the non-crosslinked stacked three-dimensional structure support 100 using the electrospinning apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a porous scaffold 10 , a first nanofiber layer 20 and a second nano A fibrous layer 30 may be included.

본 실시예에 따른 다공성 스캐폴드(10)는 PLGA 및 PGA 등의 생체적합성 고분자 물질로 이루어질 수 있다.The porous scaffold 10 according to the present embodiment may be made of a biocompatible polymer material such as PLGA or PGA.

또한, 본 실시예에 따른 제1 나노 섬유층(20)은 전기방사장치(미도시)에서 방사용액을 전기방사하여 다공성 스캐폴드(10) 위에 형성될 수 있다.In addition, the first nanofiber layer 20 according to the present embodiment may be formed on the porous scaffold 10 by electrospinning a spinning solution in an electrospinning apparatus (not shown).

또한, 본 실시예에 따른 제2 나노 섬유층(30)은 전기방사장치에서 방사용액을 전기방사하여 제1 나노 섬유층(10) 위에 형성될 수 있다.In addition, the second nanofiber layer 30 according to the present embodiment may be formed on the first nanofiber layer 10 by electrospinning a spinning solution in an electrospinning apparatus.

본 실시예에 따르면 초음파 융착 장치(50)를 이용하여 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)을 초음파 융착시키고, 제1 나노 섬유층과 제2 나노 섬유층을 초음파 융착 시킬 수 있다.According to the present embodiment, the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 may be ultrasonically welded using the ultrasonic welding device 50 , and the first nanofiber layer and the second nanofiber layer may be ultrasonically welded.

이하에서, 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)의 초음파 융착 방법에 대해 상세하게 설명한다. Hereinafter, the ultrasonic welding method of the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 will be described in detail.

먼저, 초음파 융착 장치(50)를 다공성 스캐폴드(10)와 마주보게 위치시킨다. 이후, 다공성 스캐폴드(10)의 두께, 즉 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)의 접합면 까지의 거리(T1)를 고려하여 초음파 융착 장치(50)에서 초음파(US) 발생시킨다. 이렇게 발생된 초음파(US)는 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)의 접합면으로 향하여 초음파(US) 진동에 의하여 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)가 초음파 융착 될 수 있다.First, the ultrasonic welding device 50 is positioned to face the porous scaffold 10 . Then, in consideration of the thickness of the porous scaffold 10, that is, the distance T1 to the bonding surface of the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20, ultrasonic waves (US) are generated in the ultrasonic welding apparatus 50 make it The ultrasonic wave (US) generated in this way is directed toward the bonding surface of the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 so that the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 are ultrasonically generated by ultrasonic (US) vibration. can be fused.

또한, 제1 나노 섬유층(20)과 제2 나노 섬유층(30)의 초음파 융착 방법에 대해 상세하게 설명한다. In addition, the ultrasonic welding method of the first nano-fiber layer 20 and the second nano-fiber layer 30 will be described in detail.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 초음파 융착 장치(50)를 제2 나노 섬유층(30)과 마주보게 위치시킨다. 이후, 제2 나노 섬유층(30)의 두께, 즉 제1 나노 섬유층(20)와 제2 나노 섬유층(30)의 접합면 까지의 거리(T2)를 고려하여 초음파 융착 장치(50)에서 초음파(US)를 발생시킨다. 이렇게 발생된 초음파(US)는 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)의 접합면으로 향하여 초음파(US) 진동에 의하여 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)가 초음파 융착 될 수 있다.First, as shown in FIG. 1 , the ultrasonic welding device 50 is positioned to face the second nanofiber layer 30 . Then, in consideration of the thickness of the second nanofiber layer 30, that is, the distance (T2) to the bonding surface of the first nanofiber layer 20 and the second nanofiber layer 30, in the ultrasonic welding device 50, ultrasonic waves (US ) is generated. The ultrasonic wave (US) generated in this way is directed toward the bonding surface of the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 so that the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 are ultrasonically generated by ultrasonic (US) vibration. can be fused.

결국, 본 실시예에 따르면 의하면 복수의 나노 섬유층간의 결합이 초음파 융착으로 이루어지고 가교제를 사용하지 않아 생체 적합성이 우수하고 기계적 강도가 향상된 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체를 제공할 수 있다.After all, according to this embodiment, the bonding between a plurality of nanofiber layers is made by ultrasonic fusion and does not use a crosslinking agent, so that it is possible to provide a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device with excellent biocompatibility and improved mechanical strength. there is.

도 2도 도 1의 제1 나노 섬유층의 SEM 이미지이고, 도 3은 도 1의 제2 나노 섬유층의 SEM 이미지이다. 또한, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 및 이를 이용하여 제작된 창상피복제의 이미지이다.FIG. 2 is an SEM image of the first nanofiber layer of FIG. 1 , and FIG. 3 is an SEM image of the second nanofiber layer of FIG. 1 . In addition, Figure 4 is an image of a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using the electrospinning apparatus according to the first embodiment of the present invention and a wound dressing manufactured using the same.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체(100)는, 제1 나노 섬유층(20)의 섬유직경이 20∼100μm이며 공극이 15∼300μm일 수 있고, 제2 나노 섬유층(30)의 섬유직경이 30∼5000nm이며 공극이 6μm일 수 있다.2 to 4, in the non-crosslinked laminated three-dimensional structure support 100 using the electrospinning apparatus according to the present embodiment, the fiber diameter of the first nanofiber layer 20 is 20 to 100 μm, and the voids are 15 to It may be 300 μm, the fiber diameter of the second nano-fiber layer 30 may be 30 to 5000 nm, and the void may be 6 μm.

또한, 본 실시예에 따르면 제1 나노 섬유층(20)은 친수성이고, 제2 나노 섬유층(30)은 소수성일 수 있다.In addition, according to the present embodiment, the first nanofiber layer 20 may be hydrophilic, and the second nanofiber layer 30 may be hydrophobic.

본 실시예에 따른 제1 나노 섬유층(20)은 친수성이고 세포 부착이 증식에 유리한 15∼300μm 크기의 공극으로 이루어져 있으므로 수술 부위의 피복 후 세포 증식으로 인해 수술 부위가 빠르게 봉합될 수 있다. The first nanofiber layer 20 according to the present embodiment is hydrophilic and consists of pores having a size of 15 to 300 μm, which is advantageous for cell adhesion and proliferation, so that the surgical site can be quickly sutured due to cell proliferation after coating the surgical site.

또한, 제1 나노 섬유층(20)의 공극의 크기 및 친수성 성질을 조절하면 제1 나노 섬유층(20)에서의 세포 증식 속도 및 증식 방향 등을 조절할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면 조직의 종류 또는 수술 부위의 상태 등의 사용 환경에 따라 공극의 크기 및 친수성 성질이 조절된 제1 나노 섬유층(20)을 포함하는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체(100)를 제공할 수 있다. In addition, by controlling the size of the pores and the hydrophilic properties of the first nanofiber layer 20 , the cell proliferation rate and the proliferation direction in the first nanofiber layer 20 can be controlled. Therefore, according to this embodiment, the non-crosslinked stacked three-dimensional using an electrospinning device including the first nanofiber layer 20 in which the size of the pores and the hydrophilic property are adjusted according to the use environment such as the type of tissue or the condition of the surgical site. A structural support 100 may be provided.

여기서, 본 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체(100)의 다공성 스캐폴드(10)는 제거된 후 창상피복재 및 유착방지재로 사용될 수 있다.Here, the porous scaffold 10 of the non-crosslinked laminated three-dimensional structure support 100 using the electrospinning device according to the present embodiment may be removed and then used as a wound covering material and an anti-adhesion material.

또한, 본 실시예에 따른 제2 나노 섬유층(30)은 소수성이고 세포 부착이 어려운 6μm의 공극으로 이루어져 있으므로 제2 나노 섬유층(30)은 조직간 유착 유착을 방지할 수 있다. In addition, since the second nanofiber layer 30 according to this embodiment is hydrophobic and consists of pores of 6 μm in which cells are difficult to attach, the second nanofiber layer 30 can prevent adhesion between tissues.

따라서, 본 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체(100)는 제1 나노 섬유층(20)의 수술부위의 봉합과 세포의 부착 및 증식 환경 및 제2 나노 섬유층(30)의 조직간 유착 방지 위한 세포의 증식 억제환경을 모두 제공할 수 있다.Therefore, the non-crosslinked laminated three-dimensional structure support 100 using the electrospinning device according to this embodiment is the suture of the surgical site of the first nanofiber layer 20 and the environment for adhesion and proliferation of cells and the second nanofiber layer 30 . It can provide both an environment for inhibiting proliferation of cells to prevent adhesion between tissues.

결국, 본 발명의 일 실시예에 따르면 세포의 부착 또는 미부착 환경과 세포 증식 환경에 적합하게 나노 섬유층의 섬유직경과 공극이 조절될 수 있는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체(100)를 제공할 수 있다.After all, according to an embodiment of the present invention, a non-cross-linked stacked three-dimensional structure support 100 using an electrospinning device that can adjust the fiber diameter and voids of the nanofiber layer to suit the cell proliferation environment and the cell attachment or non-adherence environment (100) can provide

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a diagram schematically showing a cross-section of a non-crosslinked stacked three-dimensional structure support using an electrospinning apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체(200)는, 다공성 스캐폴드(210), 제1 나노 섬유층(220), 제2 나노 섬유층(230) 및 중간층(240)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the non-crosslinked stacked three-dimensional structure support 200 using the electrospinning apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a porous scaffold 210, a first nanofiber layer 220, and a second nano It may include a fibrous layer 230 and an intermediate layer 240 .

본 발명의 제2 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체(200)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체(100)와 중간층(240)을 제외하고 동일한 구성으로 이루어져 있으므로, 이하에서는 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. The non-crosslinked laminated three-dimensional structure support 200 using the electrospinning apparatus according to the second embodiment of the present invention is a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support 100 using the electrospinning apparatus according to the first embodiment of the present invention. Since it has the same configuration except for the intermediate layer 240 , a detailed description of the same configuration will be omitted below.

도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 중간층(240)은 제1 나노 섬유층(220)과 제2 나노 섬유층(230)에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the intermediate layer 240 according to the embodiment of the present invention may be formed on the first nanofiber layer 220 and the second nanofiber layer 230 .

또한, 중간층(240)은 친수성 중간층(241) 및 소수성 중간층(242)을 포함할 수 있다.In addition, the intermediate layer 240 may include a hydrophilic intermediate layer 241 and a hydrophobic intermediate layer 242 .

여기서, 친수성 중간층(241)과 소수성 중간층(242)은 초음파 융착장치(50)를 이용하여 융착될 수 있다. Here, the hydrophilic intermediate layer 241 and the hydrophobic intermediate layer 242 may be fused using the ultrasonic welding device 50 .

또한, 친수성 중간층(241)은 제1 나노 섬유층(220)과 초음파 융착장치(50)를 이용하여 융착될 수 있고, 소수성 중간층(242)은 제2 나노 섬유층(230)과 초음파 융착장치(50)를 이용해 융착될 수 있다.In addition, the hydrophilic intermediate layer 241 may be fused using the first nano-fiber layer 220 and the ultrasonic welding device 50, and the hydrophobic intermediate layer 242 is the second nano-fiber layer 230 and the ultrasonic welding device 50. can be fused using

초음파 융착장치(50)에 의한 융착 방법은 본 발명의 제1 실시예에서의 1 나노 섬유층(20)과 제2 나노 섬유층(30)의 초음파 융착방법과 동일하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략한다.Since the welding method by the ultrasonic welding device 50 is the same as the ultrasonic welding method of the first nanofiber layer 20 and the second nanofiber layer 30 in the first embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

결국, 본 실시예에 따르면 복수의 나노 섬유층간의 결합이 초음파 융착으로 이루어지고 가교제를 사용하지 않아 생체 적합성이 우수하고 기계적 강도가 향상된 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체를 제공할 수 있다.As a result, according to this embodiment, the bonding between a plurality of nanofiber layers is made by ultrasonic fusion and does not use a crosslinking agent, so it is possible to provide a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device with excellent biocompatibility and improved mechanical strength. .

또한, 본 실시예에 따르면 친수성 중간층(241)과 소수성 중간층(242)을 포함하는 중간층(240)을 친수성의 제1 나노 섬유층(220)과 소수성의 제2 나노 섬유층(230) 사이에 형성시켜 소수성 및/또는 친수성 성질을 조직의 종류, 수술 부위 상태 등에 따라 다양하게 조절할 수 있는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체를 제공할 수 있다. In addition, according to the present embodiment, the intermediate layer 240 including the hydrophilic intermediate layer 241 and the hydrophobic intermediate layer 242 is formed between the first hydrophilic nano-fiber layer 220 and the hydrophobic second nano-fiber layer 230 to form hydrophobicity. And/or it is possible to provide a non-crosslinked stacked three-dimensional structural support using an electrospinning device that can variously control the hydrophilic property according to the type of tissue, the condition of the surgical site, and the like.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a non-crosslinked stacked three-dimensional support structure using an electrospinning apparatus according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법(S100)은, 생체 적합성 물질을 이용하여 다공성 스캐폴드(10)를 제조하는 단계(S110), 생분해성 고분자를 유기용재에 혼합시켜 방사용액을 제조하는 단계(S120), 방사용액을 방사용 바늘에 투입한 후 전압을 인가하여 다공성 스캐폴드(10) 위에 전기방사를 실시하여 제1 나노 섬유층 형성시키는 단계(S130), 방사용액으로 제1 나노 섬유층(20) 위에 전기 방사를 실시하여 제2 나노 섬유층(30)을 형성시키는 단계(S140) 및 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20) 및 제1 나노 섬유층(20)과 제2 나노 섬유층(30)을 초음파 융착시키는 단계(S150)를 포함할 수 있다. The method for manufacturing a non-cross-linked stacked three-dimensional structure support using an electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention (S100) is a step of manufacturing the porous scaffold 10 using a biocompatible material (S110), a biodegradable polymer Preparing a spinning solution by mixing it with an organic solvent (S120), applying a voltage after putting the spinning solution into a spinning needle to perform electrospinning on the porous scaffold 10 to form a first nanofiber layer (S130) ), performing electrospinning on the first nanofiber layer 20 with a spinning solution to form a second nanofiber layer 30 (S140) and the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 and the first It may include a step (S150) of ultrasonically welding the nanofiber layer 20 and the second nanofiber layer 30 .

본 실시예에 따른 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20) 및 제1 나노 섬유층(20)과 제2 나노 섬유층(30)을 초음파 융착시키는 단계(S150)에서 초음파 융착 장치(50)(도 1 참조)를 이용하여 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)을 초음파 융착시키고, 제1 나노 섬유층(20)과 제2 나노 섬유층(30)을 초음파 융착시킬 수 있다.In the step (S150) of ultrasonic welding of the porous scaffold 10 and the first nano-fiber layer 20 and the first nano-fiber layer 20 and the second nano-fiber layer 30 according to the present embodiment (S150), the ultrasonic welding device 50 (See FIG. 1) may be used to ultrasonically weld the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20, and the first nanofiber layer 20 and the second nanofiber layer 30 may be ultrasonically welded.

도 1 및 도 6을 참고하여 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)의 초음파 융착 방법에 대해 상세하게 설명한다. 먼저, 초음파 융착 장치(50)를 다공성 스캐폴드(10)와 마주보게 위치시킨다. 이후, 다공성 스캐폴드(10)의 두께, 즉 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)의 접합면 까지의 거리(T1)를 고려하여 초음파 융착 장치(50)에서 초음파(US) 발생시킨다. 이렇게 발생된 초음파(US)는 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)의 접합면으로 향하여 초음파(US) 진동에 의하여 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)가 초음파 융착 될 수 있다.An ultrasonic welding method of the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 6 . First, the ultrasonic welding device 50 is positioned to face the porous scaffold 10 . Then, in consideration of the thickness of the porous scaffold 10, that is, the distance T1 to the bonding surface of the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20, ultrasonic waves (US) are generated in the ultrasonic welding apparatus 50 make it The ultrasonic wave (US) generated in this way is directed toward the bonding surface of the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 so that the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 are ultrasonically generated by ultrasonic (US) vibration. can be fused.

또한, 제1 나노 섬유층(20)과 제2 나노 섬유층(30)의 초음파 융착 방법에 대해 상세하게 설명한다. 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 초음파 융착 장치(50)를 제2 나노 섬유층(30)과 마주보게 위치시킨다. 이후, 제2 나노 섬유층(30)의 두께, 즉 제1 나노 섬유층(20)와 제2 나노 섬유층(30)의 접합면 까지의 거리(T2)를 고려하여 초음파 융착 장치(50)에서 초음파(US)를 발생시킨다. 이렇게 발생된 초음파(US)는 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)의 접합면으로 향하여 초음파(US) 진동에 의하여 다공성 스캐폴드(10)와 제1 나노 섬유층(20)가 초음파 융착 될 수 있다.In addition, the ultrasonic welding method of the first nano-fiber layer 20 and the second nano-fiber layer 30 will be described in detail. First, as shown in FIG. 1 , the ultrasonic welding device 50 is positioned to face the second nanofiber layer 30 . Then, in consideration of the thickness of the second nanofiber layer 30, that is, the distance (T2) to the bonding surface of the first nanofiber layer 20 and the second nanofiber layer 30, in the ultrasonic welding device 50, ultrasonic waves (US ) is generated. The ultrasonic wave (US) generated in this way is directed toward the bonding surface of the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 so that the porous scaffold 10 and the first nanofiber layer 20 are ultrasonically generated by ultrasonic (US) vibration. can be fused.

결국, 본 실시예에 따르면 의하면 복수의 나노 섬유층간의 결합이 초음파 융착으로 이루어지고 가교제를 사용하지 않아 생체 적합성이 우수하고 기계적 강도가 향상된 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체 제조 방법을 제공할 수 있다.After all, according to this embodiment, the bonding between a plurality of nanofiber layers is made by ultrasonic fusion and does not use a crosslinking agent, so that the biocompatibility is excellent and the mechanical strength is improved. can do.

본 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법(S200)에 의하면 제1 나노 섬유층(20)의 섬유직경이 20∼100μm이며 공극이 15∼300μm일 수 있고, 제2 나노 섬유층(30)의 섬유직경이 30∼5000nm이며 공극이 6μm일 수 있다.According to the manufacturing method (S200) of the non-crosslinked stacked three-dimensional structure support using the electrospinning device according to this embodiment, the fiber diameter of the first nanofiber layer 20 is 20 to 100 μm, and the voids may be 15 to 300 μm, and the second The fiber diameter of the nanofiber layer 30 may be 30 to 5000 nm, and the void may be 6 μm.

또한, 생분해성 고분자는, 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 블록 공중합체(ethylene oxide/propylene oxide block copolymer), 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리글리콜산(polyglycolic acid), 흡수성 폴리우레탄(polyurethane),　 폴리염산클리콜산(poly lactic-co-glycolic acid), 폴리라틱산(polylactic acid), 폴리엘라틱산(poly-l-lactic acid), 폴리디옥사논(polydioxanone), 키토산(chitosan),　젤라틴(gelatin), 실크(silk), 콜라겐(collagen),셀룰로오스(cellulose), 알긴산(alginic acid), 히알루론산(hyaluronic acid) 중 하나 또는 둘 이상의 복합소재일 수 있다.In addition, the biodegradable polymer, polyethylene oxide (polyethylene oxide), ethylene oxide / propylene oxide block copolymer (ethylene oxide / propylene oxide block copolymer), polyvinyl pyrrolidone (polyvinyl pyrrolidone), polyvinyl alcohol (polyvinyl alcohol), polyglycolic acid, absorbent polyurethane, poly lactic-co-glycolic acid, polylactic acid, poly-l-lactic acid, One or two or more of polydioxanone, chitosan, gelatin, silk, collagen, cellulose, alginic acid, hyaluronic acid It may be a composite material.

또한, 유기용재는, 디메틸포름아미드(dimethylforamide), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 부틸아세테이트(butyl acetate), 톨루엔(toluene), 알코올(alcohol), 클로로포름(Chloroform), 트리플루오로 아세트산(trifluoro acetic acid), 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide), 트리플로오로에틸렌(trifluoro ethylene), 아세톤(acetone), 헥사플루오로 이소프로판올(hexa fluoro isopropanol), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 테트라하이드로푸란(tetrahydrofuran), 아세트산(acetic acid) 및 포름산(formic acid) 중 하나일 수 있다.In addition, the organic solvent is dimethylformamide, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, toluene, alcohol, chloroform. , trifluoro acetic acid, dimethyl sulfoxide, trifluoro ethylene, acetone, hexafluoro isopropanol, methylene chloride, It may be one of tetrahydrofuran, acetic acid and formic acid.

결국, 본 실시예에 따르면 세포의 부착 또는 미부착 환경과 세포 증식 환경에 적합하게 나노 섬유층의 섬유직경과 공극이 조절될 수 있는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체 제조방법을 제공할 수 있다.After all, according to this embodiment, a method for manufacturing a non-cross-linked stacked three-dimensional structure support using an electrospinning device capable of adjusting the fiber diameter and voids of the nanofiber layer to suit the environment of cell adhesion or non-adherence and cell proliferation can be provided. there is.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법(S200)을 나타낸 흐름도이고, 도 8은 도 2의 중간층의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method (S200) for manufacturing a non-crosslinked stacked three-dimensional structure support using an electrospinning apparatus according to a second embodiment according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a method for manufacturing the intermediate layer of FIG. It is a flow chart.

도 7 및 도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법(S200)은 생체 적합성 물질을 이용하여 다공성 스캐폴드(210)를 제조하는 단계(S210), 생분해성 고분자를 유기용재에 혼합시켜 방사용액을 제조하는 단계(S220), 방사용액을 방사용 바늘에 투입한 후 전압을 인가하여 다공성 스캐폴드(210) 위에 전기방사를 실시하여 제1 나노 섬유층(220) 형성시키는 단계(S230), 방사용액으로 제1 나노 섬유층(220) 위에 중간층(240)을 형성(S241)하고 중간층(240) 위에 제2 나노 섬유층(230)을 형성(S242)하는 단계(S240) 및 다공성 스캐폴드(210)와 제1 나노 섬유층(220), 제1 나노 섬유층(220)과 중간층(240) 및 제2 나노 섬유층(230)과 중간층(240)을 초음파 융착시키는 단계(S250)를 포함할 수 있다.7 and 8, the non-crosslinked stacked three-dimensional structure support manufacturing method (S200) using the electrospinning apparatus according to this embodiment is a step of manufacturing the porous scaffold 210 using a biocompatible material (S210) ), a step of preparing a spinning solution by mixing a biodegradable polymer with an organic solvent (S220), applying a voltage to the spinning solution and then applying a voltage to the porous scaffold 210 by electrospinning to first nano Forming the fiber layer 220 (S230), forming the intermediate layer 240 on the first nano-fiber layer 220 with a spinning solution (S241) and forming the second nano-fiber layer 230 on the intermediate layer 240 (S242) Step (S240) and ultrasonic welding of the porous scaffold 210 and the first nanofiber layer 220, the first nanofiber layer 220 and the intermediate layer 240, and the second nanofiber layer 230 and the intermediate layer 240 (S250) may be included.

따라서, 본 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법(S200)은 제1 나노 섬유층(220)과 제2 나노 섬유층(230) 사이에 중간층(240)을 형성하는 단계(S240)를 더 포함할 수 있다.Therefore, the non-crosslinked stacked three-dimensional structure support manufacturing method ( S200 ) using the electrospinning apparatus according to this embodiment is a step of forming an intermediate layer 240 between the first nanofiber layer 220 and the second nanofiber layer 230 . (S240) may be further included.

또한, 본 실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법(S200)은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법(S100)과 중간층을 형성하는 단계(S240)을 제외하고 동일한 방법으로 이루어져 있으므로, 이하에서는 동일한 방법에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, the non-crosslinked laminated three-dimensional structure support manufacturing method (S200) using the electrospinning apparatus according to this embodiment is a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support manufacturing method using the electrospinning apparatus according to the first embodiment of the present invention (S100) ) and the step of forming the intermediate layer (S240) is made in the same way, so a detailed description of the same method will be omitted below.

도 5 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 중간층(240)은 제1 나노 섬유층(220)과 제2 나노 섬유층(230)에 형성될 수 있다.5 and 7 , the intermediate layer 240 according to an embodiment of the present invention may be formed on the first nanofiber layer 220 and the second nanofiber layer 230 .

또한, 중간층(240)은 친수성 중간층(241) 및 소수성 중간층(242)을 포함할 수 있다. In addition, the intermediate layer 240 may include a hydrophilic intermediate layer 241 and a hydrophobic intermediate layer 242 .

여기서, 친수성 중간층(241)과 소수성 중간층(242)은 초음파 융착장치(50)를 이용하여 융착(S243)될 수 있다. Here, the hydrophilic intermediate layer 241 and the hydrophobic intermediate layer 242 may be fused (S243) by using the ultrasonic welding device 50 .

또한, 친수성 중간층(241)은 제1 나노 섬유층(220)과 초음파 융착장치(50)를 이용하여 융착될 수 있고, 소수성 중간층(242)은 제2 나노 섬유층(230)과 초음파 융착장치(50)를 이용해 융착될 수 있다.In addition, the hydrophilic intermediate layer 241 may be fused using the first nano-fiber layer 220 and the ultrasonic welding device 50, and the hydrophobic intermediate layer 242 is the second nano-fiber layer 230 and the ultrasonic welding device 50. can be fused using

초음파 융착장치(50)에 의한 융착 방법은 본 발명의 제1 실시예에서의 1 나노 섬유층(20)과 제2 나노 섬유층(30)의 초음파 융착방법과 동일하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략한다.Since the welding method by the ultrasonic welding device 50 is the same as the ultrasonic welding method of the first nanofiber layer 20 and the second nanofiber layer 30 in the first embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

결국, 본 실시예에 따르면 복수의 나노 섬유층간의 결합이 초음파 융착으로 이루어지고 가교제를 사용하지 않아 생체 적합성이 우수하고 기계적 강도가 향상된 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체 제조방법을 제공할 수 있다.After all, according to this embodiment, the bonding between a plurality of nanofiber layers is made by ultrasonic fusion and does not use a crosslinking agent, so that it has excellent biocompatibility and improved mechanical strength. can

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 친수성 및 소수성 성질을 모두 가진 중간층을 제1 나노 섬유층과 제2 나노 섬유층 사이에 형성시켜 지지체의 소수성 및/또는 소수성 성질을 조직의 종류 및 수술 부위 상태 등에 따라 다양하게 조절할 수 있는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조지지체 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, an intermediate layer having both hydrophilic and hydrophobic properties is formed between the first nano-fiber layer and the second nano-fiber layer to determine the hydrophobicity and/or hydrophobicity of the support according to the type of tissue and the condition of the surgical site, etc. It is possible to provide a method for manufacturing a non-crosslinked stacked three-dimensional structural support using an electrospinning device that can be adjusted in various ways.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

100: 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체
10: 다공성 스캐폴드 20: 제1 나노 섬유층
30: 제2 나노 섬유층 40: 중간층
41: 친수성 중간층 42: 소수성 중간층100: non-crosslinking stacked three-dimensional structure support using an electrospinning device
10: porous scaffold 20: first nanofiber layer
30: second nanofiber layer 40: intermediate layer
41: hydrophilic intermediate layer 42: hydrophobic intermediate layer

Claims (10)

생체 적합성 물질을 이용하여 다공성 스캐폴드를 제조하는 단계;
생분해성 고분자를 유기용재에 혼합시켜 방사용액을 제조하는 단계;
상기 방사용액을 방사용 바늘에 투입한 후 전압을 인가하여 상기 다공성 스캐폴드 위에 전기방사를 실시하여 제1 나노 섬유층을 형성시키는 단계;
상기 방사용액으로 상기 제1 나노 섬유층 위에 전기 방사를 실시하여 제2 나노 섬유층을 형성시키는 단계; 및
상기 다공성 스캐폴드와 상기 제1 나노 섬유층 및 상기 제1 나노 섬유층과 상기 제2 나노 섬유층을 초음파 융착시키는 단계; 를 포함하는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법.manufacturing a porous scaffold using a biocompatible material;
preparing a spinning solution by mixing a biodegradable polymer with an organic solvent;
Forming a first nanofiber layer by applying a voltage to the spinning solution after putting the spinning needle to electrospinning on the porous scaffold;
forming a second nanofiber layer by performing electrospinning on the first nanofiber layer with the spinning solution; and
ultrasonically welding the porous scaffold and the first nanofiber layer and the first nanofiber layer and the second nanofiber layer; A method of manufacturing a non-crosslinked stacked three-dimensional structure support using an electrospinning device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제1 나노 섬유층과 상기 제2 나노 섬유층 사이에 중간층을 형성하는 단계를 더 포함하는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법.According to claim 1,
The method of manufacturing a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device further comprising the step of forming an intermediate layer between the first nano-fiber layer and the second nano-fiber layer. 제1항에 있어서,
상기 제1 나노 섬유층의 섬유직경이 20∼100μm이며, 공극이 15∼300μm이 되도록 상기 제1 나노 섬유층이 전기방사되고,
상기 제2 나노 섬유층의 섬유직경이 30∼5000nm이며, 공극이 6μm이 되도록 상기 제2 나노 섬유층이 전기 방사되는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법.According to claim 1,
The fiber diameter of the first nanofiber layer is 20-100 μm, and the first nano-fiber layer is electrospun so that the pores are 15-300 μm,
A method of manufacturing a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device in which the second nanofiber layer is electrospun so that the fiber diameter of the second nanofiber layer is 30 to 5000 nm, and the void is 6 μm. 제1항에 있어서,
상기 생분해성 고분자는,
폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 블록 공중합체(ethylene oxide/propylene oxide block copolymer), 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리글리콜산(polyglycolic acid), 흡수성 폴리우레탄(polyurethane),　 폴리염산클리콜산(poly lactic-co-glycolic acid), 폴리라틱산(polylactic acid), 폴리엘라틱산(poly-l-lactic acid), 폴리디옥사논(polydioxanone), 키토산(chitosan),　젤라틴(gelatin), 실크(silk), 콜라겐(collagen),셀룰로오스(cellulose), 알긴산(alginic acid), 히알루론산(hyaluronic acid) 중 하나 또는 둘 이상의 복합소재인 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법.
According to claim 1,
The biodegradable polymer,
Polyethylene oxide, ethylene oxide/propylene oxide block copolymer, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyglycolic acid , absorbent polyurethane, poly lactic-co-glycolic acid, polylactic acid, poly-l-lactic acid, polydioxanone , chitosan, gelatin, silk, collagen, cellulose, alginic acid, hyaluronic acid, one or two or more composite materials of an electrospinning device A method for manufacturing a non-crosslinked laminated three-dimensional structure using a support.
 제1항에 있어서,
상기 유기용재는,
디메틸포름아미드(dimethylforamide), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 부틸아세테이트(butyl acetate), 톨루엔(toluene), 알코올(alcohol), 클로로포름(Chloroform), 트리플루오로 아세트산(trifluoro acetic acid), 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide), 트리플로오로에틸렌(trifluoro ethylene), 아세톤(acetone), 헥사플루오로 이소프로판올(hexa fluoro isopropanol), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 테트라하이드로푸란(tetrahydrofuran), 아세트산(acetic acid) 및 포름산(formic acid) 중 하나인 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체 제조 방법.
According to claim 1,
The organic solvent is
dimethylformamide, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, toluene, alcohol, chloroform, trifluoroacetic acid ( trifluoro acetic acid, dimethyl sulfoxide, trifluoro ethylene, acetone, hexa fluoro isopropanol, methylene chloride, tetrahydrofuran , A method for manufacturing a non-cross-linked stacked three-dimensional support structure using an electrospinning device, which is one of acetic acid and formic acid.
 다공성 스캐폴드;
상기 다공성 스캐폴드에 전기 방사되어 상기 다공성 스캐폴드와 초음파 융착되는 제1 나노 섬유층; 및
상기 제1 나노 섬유층에 전기 방사되어 상기 제1 나노 섬유층과 초음파 융착되는 제2 나노 섬유층; 을 포함하는 전기 방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체.porous scaffolds;
a first nanofiber layer electrospun on the porous scaffold and ultrasonically fused to the porous scaffold; and
a second nanofiber layer electrospun on the first nanofiber layer and ultrasonically fused to the first nanofiber layer; A non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제1 나노 섬유층의 섬유직경이 20∼100μm이며, 공극이 15∼300μm이고,
상기 제2 나노 섬유층의 섬유직경이 30∼5000nm이며, 공극이 6μm인 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체.According to claim 1,
The fiber diameter of the first nanofiber layer is 20 to 100 μm, and the pores are 15 to 300 μm,
The second nanofiber layer has a fiber diameter of 30 to 5000 nm, and a non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device having a void of 6 μm. 제1항에 있어서,
상기 제1 나노 섬유층은 친수성이고, 상기 제2 나노 섬유층은 소수성인 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체.According to claim 1,
The first nano-fiber layer is hydrophilic, and the second nano-fiber layer is hydrophobic. 제1항에 있어서,
상기 제1 나노 섬유층과 상기 제2 나노 섬유층 사이에 형성된 중간층을 더 포함하는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체.According to claim 1,
A non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device further comprising an intermediate layer formed between the first nanofiber layer and the second nanofiber layer. 제1항에 있어서,
상기 중간층은,
상기 제1 나노 섬유층과 초음파 융착되는 친수성 중간층 및 상기 친수성 중간층위에 형성되고 상기 제2 나노 섬유층과 초음파 융착되는 소수성 중간층을 포함하는 전기방사장치를 이용한 무가교 적층형 3차원 구조 지지체.According to claim 1,
The intermediate layer is
A non-crosslinked laminated three-dimensional structure support using an electrospinning device comprising a hydrophilic intermediate layer ultrasonically fused to the first nanofiber layer and a hydrophobic intermediate layer formed on the hydrophilic intermediate layer and ultrasonically fused to the second nanofiber layer.
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