KR20230126734A - 의료 기기, 하이드로겔 및 그의 제조 방법과 응용 - Google Patents

의료 기기, 하이드로겔 및 그의 제조 방법과 응용 Download PDF

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Abstract

본 발명에는 의료 기기, 하이드로겔 및 그의 제조 방법과 용도에 관한 것이다. 상기 하이드로겔은 항균 펩타이드와 완충액이 중합반응을 거쳐 형성되고, 상기 항균 펩타이드는 다음의 아미노산 서열로 표시되는 폴리펩타이드 또는 그의 폴리펩타이드 유도체이다: Pro-Phe-Lys-Leu-Ser-Leu-His-Leu-NH2. 본 발명의 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능하며, 생체 내 및 시험관 내에서 모두 분해 가능하고, 완전 분해에 소요되는 시간이 적절하며, 약효에 충분히 도달한 후 분해할 수 있고; 세균과 진균의 성장과 증식에 대해 현저한 억제 작용을 나타내고, 항균, 항염 활성 및 우수한 지혈 효과를 나타내며; 세포 독성이 작고, 기본적으로 용혈 활성을 나타내지 않으며, 우수한 생체 적합성을 가지는 등 장점을 가지고; 본 발명의 하이드로겔은 유착 방지 활성이 우수하고, 창상에 유착하지 않으며, 37℃에서 빠르게 가교 결합할 수 있고, 수술후 우수한 유착 예방 효과를 가지며, 임상 응용 측면에서 확연한 우세를 나타낸다.

Description

의료 기기, 하이드로겔 및 그의 제조 방법과 응용
본 발명은 하이드로겔에 관한 것으로서, 특히 폴리펩타이드 하이드로겔 및 그의 제조 방법과 응용, 및 상기 하이드로겔이 적용되는 의료 기기에 관한 것이다.
유착은 수술, 신체 손상 또는 염증 후 자연 치유 과정으로 인해 형성되는 흉터 조직 섬유질 띠로서, 통상적으로 수술 과정에서 발생한 외상, 세균 감염, 이물질 잔류 등에 기인한다.
수술 절차와 수술 위치와는 무관하게 거의 모든 수술은 수술 후에 유착이 발생하게 되며, 그 중 복강, 골반강 수술 후 유착 발생율은 약 60%이고, 개복 수술은 수술후 유착율이 90% 이상으로 높게 발생한다. 수술후 유착은 장 폐색, 여성 불임, 복통 등 증상을 유발하기 쉬우며, 그 중 15% 내지 30%의 환자는 유착을 제거하기 위해 2차 수술이 필요하다 (즉, 유착 용해). 유착의 존재는 환자 수술 위험과 치료 시간을 현저하게 증가시켜 환자의 고통과 경제적 부담을 증가시키게 되므로, 효과적인 수술후 유착 방지막을 개발시키는 것은 시급히 필요한 과제로 대두되고 있다. 그러나, 임상에서 유착 방지막(특히 복부와 심장 흉부 외과 수술)에 대해 수요가 높음에도 불구하고, 실제 응용에서의 유착 방지막의 응용률은 매우 낮으며, 복부 수술에서의 응용률은 10% 미만이다.
현재, 임상에서 유착을 방지하기 위한 재료로는 주로 다당류 및/또는 합성 고분자(생체 흡수성 및 비생체흡수성)로 고체 고분자막 또는 하이드로겔, 두 가지 유형을 제조하는 것이며, 작용을 발휘하는 방식은 모두 흉터 조직과 말초 기관 사이를 격리시키기 위한 물리적 장벽으로 사용된다. 현재 가장 보편적으로 사용하는 상업용 유착 방지 제품은 주로 복부 수술에 사용되며, 히알루론산과 카르복시메틸 셀룰로오스를 박막 (예를 들면, 사프라필름 (Seprafilm), 사노피/겐자임 (Sanofi/Genzyme)) 또는 직물 (예를 들면, 인터시드 (Interceed), 에치콘 (Ethicon)) 형식으로 구성된 고체 생체흡수막이다 (Biomaterials 28 (2007) 975-983). 실제로, 이러한 제품은 표적 조직을 완전히 덮어 효과적인 물리적 장벽을 형성하기는 매우 어렵다. 통상적으로 이러한 물리적 장벽은 수술 후 분해가 너무 빠르거나 또는 조직의 자연스러운 움직임으로 인해 분리되어 유착의 형성을 효과적으로 막을 수 없다. 또한, 박막과 직물에는 불규칙적인 표면을 가지거나 또는 심하게 접힌 조직(예를 들면, 각각 심장과 소장의 대혈관)을 완전히 덮을 수 없는 문제가 존재함으로 인해 임의의 덮이지 않은 중간 공간에는 여전히 유착이 형성되는 위험이 존재한다.
고체 유착 방지막의 응용에서 발생하는 문제를 해소하기 위해 키토산, 히알루론산 및/또는 카르복시메틸 셀룰로오스로 구성된 분무 가능한 고분자 용액에 대한 많은 연구 개발이 진행되고 있다. 비록 분무 가능한 고분자 용액은 사용이 간편하지만, 다친 상처 또는 염증이 생긴 조직 부위에서의 체류 시간이 짧음으로 인해 유착 방지 측면에서 경미한 효과만 가질 뿐이다. 또한, 근년에 발전한 in-situ 중합 방식을 통해 형성한 하이드로겔은 체내에서의 체류 시간을 증가시킬 수 있다는 것이 증명되었지만, 이러한 시스템에서의 가교 결합의 비가역성은 통상적으로 매우 취약하게 하거나 체내 조직의 동적 움직임에 적응할 수 없도록 하며, 더 나아가 잠재적인 부작용으로 인해 그들의 사용은 더욱 제한된다.
일반적으로, 하이드로겔을 제조하는 재료는 주요하게 두 가지 유형이 있으며, 한 가지 유형은 합성 고분자이고, 다른 한 가지 유형은 다당류 및 단백질, 폴리펩타이드 등과 같은 천연 생물 재료이다. 여기서, 폴리펩타이드는 아미노산이 펩타이드 결합으로 함께 연결되어 형성한 화합물로서, 체내에서 프로테아제에 의해 아미노산으로 가수 분해되기 쉬우며 인체에 부작용을 끼치지 않는다. 따라서, 폴리펩타이드로 가교 결합하여 형성한 하이드로겔은 우수한 생체적합성을 가지며 유망한 생물 재료이다(Adv. Mater. 2017, 1604062).
정리하면, 비록 수술 후 유착 방지를 위한 많은 재료들이 존재하긴 하지만 수술후 유착 예방에는 여전히 어려움에 직면하고 있으며, 수술 후 유착 예방은 필연코 장기적이고 어려운 작업이 될 것이다. 천연 생물 폴리펩타이드 분자에 기반하여 새로운 유착 방지 재료를 연구 개발하는 것은 수술 후 유착 및 그의 합병증을 예방하기 위한 중요한 방향이다.
본 발명의 목적은 의료 기기, 하이드로겔 및 그의 제조 방법과 응용을 제공하는데 있으며, 상기 하이드로겔은 우수한 항균, 지혈 및 유착 방지 등의 효과를 나타낸다. 본 발명의 발명자들은 대량의 실험 연구를 거쳐 상기 항균 펩타이드로 하이드로겔을 제조한 후 창상면에 대해 유착되지 않고, 자체 치유가 가능하며, 주사 가능하고, 온도에 민감하며, 항균 및 지혈 성능 등 장점이 있음을 입증하였다. 동시에 약물 또는 성장 인자를 담지할 수 있는 공간 미세 구조를 가지고 있다. 각종 유형의 약물 또는 성장 인자를 담지할 수 있어 드레싱의 기능성 치료를 구현하고, 창상면 치료에서의 항균, 항염 기능을 나타내며, 창상면에 습윤 환경을 유지할 수 있다. 한편, 본 발명의 하이드로겔을 각종 유형의 의료 기기와 함께 사용함으로써 더욱 편리하고 고효율적인 치료가 가능하다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 하이드로겔을 제공하며, 상기 하이드로겔은 항균 펩타이드와 완충액이 중합반응을 거쳐 형성되고, 상기 항균 펩타이드는 다음과 같은 아미노산 서열로 표시된다: Pro-Phe-Lys-Leu-Ser-Leu-His-Leu-NH2 (953.17 Da).
상기 아미노산 서열의 유도체 또는 변형체는 본 발명에 동일하게 적용된다.
본 발명의 하이드로겔은 마이크론 크기의 다공질 구조이다.
본 발명의 마이크로미터 다공질 구조의 구멍 직경은 0.05 μm 내지 200 μm이다.
본 발명의 완충액은 탄산염 용액, 아황산염 용액, DMEM 세포 배양액 및 인산염 완충액일 수 있으며, 바람직하게는 인산염 완충액이다; 여기서 인산염 완충액은 Na2HPO4, KH2PO4, KCl 및 NaCl를 비율에 따라 탈이온수에 용해시켜 제조되며, 항균 펩타이드와 인산염 완충액은 다음 성분을 몰비로 포함한다: 항균폴리펩타이드:Na2HPO4:KH2PO4:KCl:NaCl=(1-40):(1-10):(1-5):(1-5):(50-200)로 계산되고, 바람직하게는 항균 펩타이드:Na2HPO4:KH2PO4:KCl:NaCl=(1-40):10:2:2.7:137이다.
바람직하게, 본 발명의 인산염 완충액의 조성은 아데노신 디포스페이트(ADP)를 더 포함하고, 몰비로 아데노신 디포스페이트와 Na2HPO4의 비율은 (1-10):(1-100)로 계산되며, 바람직하게 아데노신 디포스페이트와 Na2HPO4의 몰비는 1:10이다.
본 발명의 반응은 물리적 반응 또는 화학적 반응일 수 있고, 바람직하게는 이온 가교 결합 중합 반응이고, 반응 온도는 0℃ 내지 60℃이며, 반응 시간은 1분 내지 120분이다.
본 발명에서는 하이드로겔의 제조 방법을 더 제공하며, 상기 하이드로겔의 제조 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다.
S1, 항균 펩타이드를 디메틸술폭사이드 (DMSO)에 용해시켜 추가 사용을 위한 항균폴리펩타이드의 용해액을 얻는 단계; 및
S2, 항균 펩타이드의 용해액을 완충액에 첨가하고 초음파 또는 교반 조건 하에 이온 가교 결합 중합 반응을 진행하여 하이드로겔을 얻는 단계.
본 발명의 하이드로겔의 용매는 주로 물을 포함하고, 부차적으로 디메틸술폭사이드(DMSO)를 포함하며, 여기서 디메틸술폭사이드의 부피 함량은 5% 미만이다.
본 발명의 제조 방법은 바람직하게 다음 단계를 더 포함한다:
S3, 완충액에 약물 및/또는 성장 인자를 더 첨가하여 약물 또는 성장 인자가 담지된 하이드로겔을 얻는 단계.
본 발명의 약물은 바람직하게 항균 약물 또는 소염 약물이고, 성장 인자는 바람직하게 상처 치유 촉진 성장 인자이다.
본 발명에서는 유착 방지 약물에서의 하이드로겔의 용도를 더 제공하며, 상기 유착 방지 약물은 약물 또는 성장 인자가 담지된 하이드로겔 및 적어도 하나의 약학적으로 허용 가능한 약용 담체 및/또는 부형제를 포함한다.
본 발명의 유착 방지 약물은 정제, 캡슐, 당의정제, 과립제, 적제, 스프레이, 린스제, 가글제, 피부 표면에 사용되는 연고 및 페이스트, 및 주사에 사용되는 멸균 용액 중의 적어도 하나의 제형이다. 본 발명의 약물은 항균 약물 또는 소염 약물이고, 성장 인자는 상처 치유 촉진 성장 인자이다.
본 발명의 하이드로겔은 직접 창상면에 대해 세정, 스프레이, 습윤 드레싱 또는 덮는 데 직접 사용될 수 있으며, 사용에 편리한 스프레이로 제작하여 직접 창상면에 스프레이함으로써 보호막을 형성하며, 순간적으로 지혈할 수 있고, 창상면의 습윤 상태를 유지하며, 상피 세포의 성장과 치유에 유리한 저산소 환경을 조성하고, 상처의 치유를 가속화할 수 있다. 동시에 하이드로겔에서의 항균 펩타이드는 넓은 범위의 지속적인 살균 작용을 가지며, 상처가 치유된 후 항균 펩타이드는 대사 가능한 아미노산로 분해되어 유착과 잔류를 방지한다.
또한, 본 발명의 하이드로겔은 병증 또는 창상면의 위치에 따라 적절한 사용 방법을 선택하여 상응한 적용 제형을 제작할 수 있으며; 예를 들면, 창상, 타박상, 찰과상, 수술 후 상처, 화상, 및 궤양의 박리 후, 본 발명의 하이드로겔을 스프레이 및 대체하거나 또는 습윤 드레싱하여 감쌀 수 있고; 치핵 절제술 (haemorrhoidectomy), 항문 농양 절제술 (anal abscess excision), 항문 누공 절제술 (anal fistulectomy), 균열 절제술 (fissure excision), 신경 절개술 (neostomy), 누공 (fistulation), 회음 절개술 (episiotomy) 및 중복 포경 수술 (redundant circumcision) 후 본 발명의 하이드로겔을 스프레이하거나 또는 습윤 드레싱하여 감쌀 수 있으며; 방사선 요법 전후로 본 발명의 하이드로겔로 국부적인 피부에 대해 스프레이 또는 습윤 드레싱할 수 있고; 당뇨병성 족부 (diabetic foot), 맥관염 (vasculitis) 및 노인성 욕창 (senile bedsore)으로 인한 만성 치유 불가 상처와 관련하여 박리 후 본 발명의 하이드로겔을 환부에 스프레이 할 수 있으며; 구강 냄새, 구강 수술 후 케어에서는 본 발명의 하이드로겔을 가글제로 제작하여 직접 구강에 접촉하여 양치질한 후 배출할 수 있고; 백선, 수포진, 여드름 등에서는 본 발명의 하이드로겔을 창상면에 스프레이하거나 또는 습윤 드레싱할 수 있으며; 피부를 자극함으로 인한 불편함, 가려움, 건조, 또는 탈피 등 현상에서는 본 발명의 하이드로겔을 직접 스프레이하거나 또는 습윤 드레싱하여 피부 건강을 개선할 수 있다.
본 발명의 하이드로겔은 각종 유형의 약물 또는 성장 인자를 담지하여 기능성 치료를 구현할 수 있다.
본 발명에서는 의료 기기를 제공하며, 상기 의료 기기는 상기 하이드로겔을 포함한다.
본 발명의 하이드로겔은 의료 기기의 적어도 하나의 표면 상에 도포되어 재료를 형성할 수 있다.
본 발명의 의료 기기의 형식은 의학용 드레싱, 섬유, 메쉬, 분말, 미소구체, 시트, 스펀지, 포말, 봉합 앵커링 기기, 도관, 스텐트, 외과 수술용 택, 플레이트 및 스크류, 약물 전달 기기, 유착 방지막 및 조직 접착제로 구성된 군 중의 어느 하나이다.
본 발명의 섬유는 직물이고, 시트는 막 또는 부목이며, 봉합 앵커링 기기는 봉합사 또는 스테이플이다.
본 발명자들은 처음으로 항균 펩타이드 Pro-Phe-Lys-Leu-Ser-Leu-His-Leu-NH2가 하이드로겔을 형성할 수 있다는 현상을 발견하였고; 항균 펩타이드와 인산염 완충액을 원료로 하여 이온 가교 결합 중합 반응을 거쳐 하이드로겔을 획득하였으며, 항균 펩타이드로 하이드로겔을 형성하는 제조 방법을 개발하였다. 본 발명에서는 항균 펩타이드를 하이드로겔의 제조 과정에 응용함으로써 항균 펩타이드의 응용 경로를 넓힘과 동시에 새로운 형태의 하이드로겔을 제조할 수 있었다.
동시에, 본 발명에서 항균 펩타이드를 포함하는 하이드로겔은 상처에 유착되지 않고, 항균 활성과 지혈 성능을 가지며, 자체 치유 가능하고, 온도에 민감하며, 주사 가능하고, 세포에 대해 부착 특성이 없고 부작용이 없는 등 장점을 가지는 동시에 하이드로겔은 마이크로미터 다공질 구조를 가져 약물 적재 및 서방에 사용될 수 있으며, 예를 들면 소염 약물 또는 표피 성장 인자, 혈관 성장 인자 등을 담지할 수 있어 창상 치유를 가속화하고 흉터 조직 섬유의 형성을 감소시킨다.
또한, 본 발명의 하이드로겔의 제조 방법은 공정 단계가 적고, 조작이 편리하며, 인원 조작에 대한 요구가 낮고, 원료 종류가 간단하며, 생산 원가를 대폭 절약할 수 있다. 본 발명의 의료 기기는 상기 하이드로겔을 포함함으로써 더욱 편리하고 효율적인 치료를 구현하여 임상에 광범위하게 응용될 수 있다.
도 1은 항균 펩타이드 J-1의 용해액 및 본 발명의 하이드로겔의 도면을 나타낸다.
여기서, A는 항균 펩타이드 J-1의 용해액의 도면이고; B는 실시예 1의 하이드로겔의 도면이며; C는 실시예 2의 하이드로겔의 도면이다.
도 2는 실시예2의 하이드로겔의 SEM 구조도이다.
여기서, A는 탈이온수에 용해되고 실온 건조된 항균 펩타이드 J-1의 전자 현미경 도면이고; B는 실온 건조된 항균 펩타이드 J-1 하이드로겔의 전자 현미경 도면이며; C는 동결 건조 후 항균 펩타이드 J-1 하이드로겔의 전자 현미경 도면이다.
도 3은 본 발명의 하이드로겔과 대조군의 대장균 (E. coli), 황색포도상구균 (S. aureus) 및 칸디다 알비칸스 (C. albicans) 증식에 대한 억제 효능 히스토그램을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 하이드로겔이 적용된 배양 접시에서 대장균 (E. coli), 황색포도상구균 (S. aureus) 및 칸디다 알비칸스 (C. albicans)의 성장을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 하이드로겔의 시험관 내 (in vitro) 분해 성능 다이어그램이다. 여기서, A열은 시험관 내 상이한 pH 환경에서 본 발명에 따른 하이드로겔의 완전 분해에 소요되는 시간의 히스토그램을 나타내고; B열은 본 발명의 하이드로겔의 시험관 내 분해 과정 중 시간에 따라 변화하는 질량에 대한 그래프를 나타낸다.
도 6은 마우스에서 본 발명의 하이드로겔의 분해 다이어그램을 나타낸다.
여기서, A는 하이드로겔을 피하 주사한 후의 마우스의 다이어그램이고; B 내지 E는 각각 하이드로겔을 1, 3, 5, 및 10일 주사한 후의 B-스캔 초음파 영상 이미지이다.
도 7은 각 실험군에서 마우스 섬유아세포 NIH3T3에 대한 증식 히스토그램을 나타낸다.
도 8은 각 실험군에서 인체 적혈구에 대한 용혈 효과를 나타낸다.
도 9는 본 발명에서 랫드 수술 후 복벽-맹장 유착 모델 구축 과정 모식도이다.
도 10은 본 발명에서 하이드로겔의 랫드 복벽-맹장 유착 모델에서의 유착 방지 효과를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에서 하이드로겔 처리 1주 후 유착 부위의 조직학 검사도이다.
도 12는 본 발명의 각 실험군에서 간장 출혈 모델에 대한 지혈 효과의 다이어그램을 나타낸다.
여기서, 0초, 60초 및 120초는 하이드로겔의 작용 시간을 나타낸다.
도 13은 본 발명에서 각 실험군의 120초 후의 마우스 간장의 총 출혈량 히스토그램이다.
도 14는 본 발명의 각 실험군에서 마우스 출혈 시간 히스토그램을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로겔의 제조 방법의 단계 흐름도를 나타낸다.
이하 실시예를 결합하여 본 발명의 실시 방안에 대해 상세히 살펴보도록 한다. 다만, 당업자들은 이하 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이지 본 발명의 범위에 대한 제한이 아님을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예에서 사용한 항균 펩타이드 Pro-Phe-Lys-Leu-Ser-Leu-His-Leu-NH2는 뱅크펩타이드 바이오테크놀로지 주식회사 (Bankpeptide Biological Technology Co., Ltd)에서 구입한 것이며 이를 "항균 펩타이드 J-1" (HPLC 분석에 의한 순도>95%)로 명명한다. 실시예에서 구체적인 조건을 명시하지 않은 것은 통상적인 조건에 따르거나 제조자가 권장하는 조건에 따라 수행되었다. 특정 제조업체 없이 사용한 시약 또는 기기는 모두 시중에서 구입하여 획득할 수 있는 통상적인 제품이다.
1. 하이드로겔의 제조
본 발명의 하이드로겔은 항균, 지혈 및 유착 방지의 작용을 나타내며, 의학용 유착 방지 하이드로겔 드레싱으로 사용될 수 있다. 상기 하이드로겔은 항균 펩타이드 Pro-Phe-Lys-Leu-Ser-Leu-His-Leu-NH2 또는 그의 유도체를 포함하며, 상기 하이드로겔은 마이크로미터 다공질 구조이고, 상기 마이크로미터 다공질 구조의 구멍 직경은 0.05 μm 내지 200 μm이다.
본 발명의 하이드로겔은 항균 펩타이드 J-1과 완충액이 이온 가교 중합반응을 거쳐 형성되며, 항균 펩타이드 J-1의 아미노산 서열은 Pro-Phe-Lys-Leu-Ser-Leu-His-Leu-NH2 (953.17 Da)이다. 본 발명은 항균 펩타이드 J-1에 대해 특별히 제한하는 것은 아니며, 항균 펩타이드 J-1의 변형체 또는 항균 펩타이드 J-1의 유도체 역시 본 발명에 동일하게 적용될 수 있다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 하이드로겔의 제조 방법의 순서도로서, 본 발명의 하이드로겔의 제조 방법은 구체적으로 다음 단계들을 포함한다:
단계 S1, 항균 펩타이드 J-1을 디메틸술폭사이드 (DMSO)에 용해시켜 농도가 100 mM인 항균 펩타이드 J-1의 용해액을 얻고; Na2HPO4, KH2PO4, KCl 및 NaCl을 비율에 따라 탈이온수에 용해시켜 추가 사용을 위한 인산염 완충액을 얻는다.
단계 S2, 항균 펩타이드 J-1의 용해액을 인산염 완충액에 첨가하여 항균 펩타이드 J-1의 최종 농도가 1.5 내지 40 mM가 되도록 하며, 초음파 또는 교반 조건 하에 이온 가교 결합 중합 반응을 진행하여 약물 및/또는 성장 인자가 담지된 하이드로겔을 얻는다.
바람직하게, 단계 S3을 더 포함하며, 단계 S2에서 하이드로겔을 제조하는 과정 중, 사전에 인산염 완충액에 약물 또는 성장 인자를 첨가하여 약물 또는 성장 인자가 담지된 하이드로겔을 얻는다.
본 발명은 단계 S2에 있어서, 이온 가교 중합 반응의 반응 온도는 0℃ 내지 60℃이고, 반응 시간은 1분 내지 120분이다.
본 발명은 단계 S3에 있어서, 약물은 항균 약물 또는 소염 약물이고, 성장 인자는 상처 치유 촉진 성장 인자이다.
바람직하게, 본 발명의 인산염 완충액은 아데노신 디포스페이트(ADP) 조성을 더 포함하고, 몰비로 ADP와 Na2HPO4의 비율은 (1-10):(1-100)로 계산된다. 본 발명의 하이드로겔의 용매 조성에 있어서, 주요 성분은 물을 포함하고, 부차적으로 디메틸술폭사이드(DMSO)를 포함하며, DMSO의 부피 함량은 5% 미만이다.
본 발명의 항균 펩타이드 J-1의 용해액은 도 1의 A에 나타낸 바와 같다. 본 발명의 하이드로겔은 유착 방지 약물에 응용될 수 있고, 약물 또는 성장 인자를 하이드로겔에 담지하여 유착 방지 하이드로겔 약물을 얻으며, 하이드로겔을 거즈 또는 기타 구현 가능한 담체에 담지하여 유착 방지 하이드로겔 드레싱을 얻는다.
본 발명 하이드로겔의 제조 방법에 대해 더욱 명확히 이해하도록 하기 위해 이하 바람직한 실시예를 예로 들어 설명하도록 한다.
실시예 1
본 실시예에서 하이드로겔의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다: 디메틸술폭사이드에 용해된 항균 펩타이드 J-1 스톡용액 (100 mM)을 Na2HPO4:10 mM; KH2PO4:2 mM; KCl:2.7 mM; NaCl:137 mM로 배분된 인산염 완충액에 첨가하고 (pH값을 6.0 내지 8.0으로 조절) 부피비 3:97로 혼합하며, 실온에서 120분 동안 중합하여 하이드로겔을 얻는다.
본 실시예에서 제조한 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능한 것으로 테스트되었다. 실온 건조 후 섬유 형상을 나타내고, 동결 건조 후 마이크로미터 다공질 구조를 가지며, 상기 하이드로겔의 위상 상태는 도 1의 B에 나타낸 바와 같다.
실시예 2
본 실시예에서 하이드로겔의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다: 디메틸술폭사이드에 용해된 항균 펩타이드 J-1 스톡용액 (100 mM)을 Na2HPO4:10 mM; KH2PO4:2 mM; KCl:2.7 mM; NaCl:137 mM로 배분된 인산염 완충액에 첨가하고 (pH값을 6.0 내지 8.0으로 조절) 부피비 3:47로 혼합하며, 실온에서 120분 중합하여 하이드로겔을 얻는다.
본 실시예에서 제조한 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능한 것으로 테스트되었다. 실온 건조 후 섬유 형상을 나타내고, 동결 건조 후 마이크로미터 다공질 구조를 가지며, 상기 하이드로겔의 위상상태는 도 1의 C에 나타낸 바와 같다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서 제조한 하이드로겔의 SEM 구조로서, A는 탈이온수에 용해되고 실온 건조된 항균 펩타이드 J-1의 주사 전자 현미경 도면이고; B는 실온 건조된 항균 펩타이드J-1 하이드로겔의 주사 전자 현미경 도면이며; C는 동결 건조 후 항균 펩타이드 J-1 하이드로겔의 주사 전자 현미경 도면이다.
실시예3
본 실시예에서 하이드로겔의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다: 디메틸술폭사이드에 용해된 항균 펩타이드 J-1 스톡용액(100 mM)을 Na2HPO4:10 mM; KH2PO4:2 mM; KCl:2.7 mM; NaCl:137 mM로 배분된 인산염 완충액에 첨가하고 (pH값을 6.0 내지 8.0으로 조절) 부피비 1:10으로 혼합하며, 실온에서 30분 중합하여 하이드로겔을 얻는다.
본 실시예에서 제조한 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능한 것으로 테스트되었다. 실온 건조 후 섬유 형상을 나타내고, 동결 건조 후 마이크로미터 다공질 구조를 가진다.
실시예4
본 실시예에서 하이드로겔의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다: 디메틸술폭사이드에 용해된 항균 펩타이드 J-1 스톡용액(100 mM)을 Na2HPO4:10 mM; KH2PO4:2 mM; KCl:2.7 mM; NaCl:137 mM로 배분된 인산염 완충액에 첨가하고(pH값을 6.0 내지 8.0으로 조절) 부피비 1:5로 혼합하며, 실온에서 5분 중합하여 하이드로겔을 얻는다.
본 실시예에서 제조한 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능한 것으로 테스트되었다. 실온 건조 후 섬유 형상을 나타내고, 동결 건조 후 마이크로미터 다공질 구조를 가진다.
실시예5
본 실시예에서 하이드로겔의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다: 디메틸술폭사이드에 용해된 항균 펩타이드 J-1 스톡용액 (100 mM)을 Na2HPO4:10 mM; KH2PO4:2 mM; KCl:2.7 mM; NaCl:137 mM로 배분된 인산염 완충액에 첨가하고 (pH값을 6.0 내지 8.0으로 조절) 부피비 3:97로 혼합하며 37℃에서 10분 중합하여 하이드로겔을 얻는다.
본 실시예에서 제조한 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능한 것으로 테스트되었다. 실온 건조 후 섬유 형상을 나타내고, 동결 건조 후 마이크로미터 다공질 구조를 가진다.
실시예6
본 실시예에서 하이드로겔의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다: 디메틸술폭사이드에 용해된 항균 펩타이드J-1 스톡용액(100 mM)을 Na2HPO4:10 mM; KH2PO4:2 mM; KCl:2.7 mM; NaCl:137 mM로 배분된 인산염 완충액에 첨가하고(pH값을 6.0 내지 8.0으로 조절) 부피비 1:47로 혼합하며, 37℃에서 5분 중합하여 하이드로겔을 얻는다.
본 실시예에서 제조한 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능한 것으로 테스트되었다. 실온 건조 후 섬유 형상을 나타내고, 동결 건조 후 마이크로미터 다공질 구조를 가진다.
실시예7
본 실시예에서 하이드로겔의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다: 디메틸술폭사이드에 용해된 항균 펩타이드 J-1 스톡용액(100 mM)을 Na2HPO4:10 mM; KH2PO4:2 mM; KCl:2.7 mM; NaCl:137 mM로 배분된 인산염 완충액에 첨가하고(pH값을 6.0 내지 8.0으로 조절) 부피비 1:10으로 혼합하며, 37℃에서 2분 중합하여 하이드로겔을 얻는다.
본 실시예에서 제조한 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능한 것으로 테스트되었다. 실온 건조 후 섬유 형상을 나타내고, 동결 건조 후 마이크로미터 다공질 구조를 가진다.
실시예8
본 실시예에서 하이드로겔의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다: 디메틸술폭사이드에 용해된 항균 펩타이드 J-1 스톡용액(100 mM)을 Na2HPO4:10 mM; KH2PO4:2 mM; KCl:2.7 mM; NaCl:137 mM로 배분된 인산염 완충액에 첨가하고(pH값을 6.0 내지 8.0으로 조절) 부피비 1:5로 혼합하며 37℃에서 1분 중합하여 하이드로겔을 얻는다.
본 실시예에서 제조한 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능한 것으로 테스트되었다. 실온 건조 후 섬유 형상을 나타내고, 동결 건조 후 마이크로미터 다공질 구조를 가진다.
실시예9
본 실시예에서 하이드로겔의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다: 디메틸술폭사이드에 용해된 항균 펩타이드 J-1 스톡용액(100 mM)을 Na2HPO4:9 mM; KH2PO4:1.8 mM; KCl:2.43 mM; NaCl:123 mM; ADP:1 mM로 배분된 인산염 완충액에 첨가하고(pH값을 6.0 내지 8.0으로 조절) 부피비 1:5로 혼합하며, 37℃에서 1분 중합하여 하이드로겔을 얻는다.
본 실시예에서 제조한 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능한 것으로 테스트되었다. 실온 건조 후 섬유 형상을 나타내고, 동결 건조 후 마이크로미터 다공질 구조를 가진다.
2. 하이드로겔 항균 활성 측정
실시예 2(하이드로겔 1로 표기), 실시예 9(하이드로겔 2로 표기)의 제조 방법으로 얻은 하이드로겔을 테스트 샘플로 하였고, 항균 실험에서 사용한 균주는 그람 음성균 E. coli(ATCC 25922), 그람 양성균 S. aureus(ATCC 29213), 진균 C. albicans(ATCC 14053)이다. 세균에서 사용한 배지는 Mueller-Hinton(MH) 배지이고, 진균에서 사용한 배지는 Sabouraud dextrose (SD) 배지이다. 테스트할 때, 먼저 200 μL 항균 펩타이드 하이드로겔을 취하여 1.5 mL Eppendorf 튜브에 첨가한 후, 튜브에서의 하이드로겔 윗 부분에 400 μL 균액(1×106 cfu/mL)을 조심히 첨가한 후, 쉐이커(회전 속도는 120 rpm)에 놓고 37℃에서 배양하였다. 24시간 배양 후 상층액을 취하여 OD600를 측정하였으며, 각 튜브에서 취한 균액의 OD600를 세로축으로 하여 히스토그램을 작성하였고, PBS 용액을 대조군으로 사용하였다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 하이드로겔과 대조군이 E. coli, S. aureus 및 C. albicans 증식에 대한 억제 효과를 나타낸 히스토그램이다. 도 3으로부터 알 수 있듯이, 대조군과 비교해볼 때, 하이드로겔 1과 하이드로겔 2는 모두 테스트 세균과 진균의 증식을 현저히 억제시킬 수 있다. OD값을 테스트하기 전에, 각 튜브에서 각각 100 μL 균 현탁액을 취하고 적절히 희석 후 준비된 배양판 상에 균일하게 도포한 후, 37℃에서 밤새 배양하였다. 도 4는본 발명의 E. coli, S. aureus 및 C. albicans의 배양판 상에서 성장 정황도를 나타낸다. 도 4로부터 알 수 있듯이, 대조군에서 취한 균액은 배양판 상에서 세균이 넘치도록 성장한 반면, 하이드로겔 1 및 하이드로겔 2의 대장간, 황색 포도상구균 및 칸디다 알비칸스는 모두 성장이 관찰되지 않았다.
이로부터 본 발명의 하이드로겔은 세균과 진균의 성장과 증식에 대해 현저한 억제 작용을 가짐을 알 수 있다.
3. 하이드로겔 시험관 내 (in vitro) 및 생체 내 (in vivo) 분해성 측정
시험관 내 분해성 측정:
실시예 2, 실시예 9의 제조 방법으로 얻은 하이드로겔 (각각 하이드로겔 1 및 하이드로겔 2로 표기)을 테스트 샘플로 하였고, 하이드로겔의 시험관 내 분해는 다음과 같이 수행하였다: 200 μL의 하이드로겔을 취하여 사전에 칭량한 1.5 mL의 EP 튜브에 넣은 후, 하이드로겔 윗 부분에 200 μL pH값이 각각 6.4, 7.4 및 8.4인 PBS 용액을 첨가하고, 37℃ 인큐베이터에서 24시간 동안 배양한 후, 하이드로겔 윗 부분의 용액을 제거하고 나머지 하이드로겔의 질량을 측정하였다. 그 후, EP 튜브에 200 μL PBS 용액을 더 첨가하여 모든 하이드로겔이 전부 분해될 때까지 다시 배양하였다. 그 후, 각각의 pH 환경 튜브에서의 하이드로겔 완전 분해 시간을 세로축로 하여 히스토그램을 작성하였다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 하이드로겔의 시험관 내 분해 성능을 나타낸 도면으로서; 여기서, A열은 하이드로겔 1과 하이드로겔 2가 체외 시험관 내의 상이한 pH 환경에서의 완전 분해 소요 시간의 히스토그램이고; B열은 하이드로겔 1과 하이드로겔 2의 시험관 내 분해 과정 중 시간에 따라 변화하는 질량을 나타낸 그래프이다. 도 5의 A로부터 알 수 있듯이, pH값이 6.4인 PBS 완충액이 존재할 경우, 하이드로겔 1과 하이드로겔 2는 10일 후 완전 분해될 수 있고, pH값이 7.4 및 8.4인 PBS 완충액이 존재할 경우, 하이드로겔 1과 하이드로겔 2는 각각 18일, 20일 후 완전히 분해되었다. 분해 일수를 가로축로 하고 하이드로겔 질량을 세로축로 하여 도면을 제작하였고, 결과는 도 5의 B열에 나타낸 바와 같으며, 도면으로부터 알 수 있듯이, 하이드로겔 1과 하이드로겔 2의 분해는 기본적으로 시간에 따라 선형적인 상관관계를 보이는 것을 알 수 있다.
생체 내 분해성 측정:
실시예 2, 실시예 9의 방법으로 제조하여 얻은 하이드로겔 (각각 하이드로겔 1 및 하이드로겔 2로 표기)을 테스트 샘플로 하여 하이드로겔의 생체내 분해에 대해 측정하였다. 시험관 내 환경과 비교해볼 때, 생체내 환경은 더욱 복잡하며 여러 가지 조직액, 효소 및 동물 운동의 영향을 받는다. 동물 체내에서 하이드로겔의 분해 측정은 하이드로겔을 마우스 피하에 주사하여 주사 부위에서 신속히 겔로 회복하도록 하였고, B-스캔 초음파로 마우스 피하 조직에서 하이드로겔의 잔류 정황을 검출하였다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 마우스 체내에서 본 발명의 하이드로겔의 분해 정황을 나타낸 도면으로서; 왼쪽으로부터 오른쪽으로 각각 하이드로겔 1과 하이드로겔 2를 1, 3, 5, 10일 주사한 후의 B-스캔 초음파 이미지를 나타낸 것이다. 도면으로부터 알 수 있듯이, 하이드로겔 1과 하이드로겔 2가 동물 체내에서 점차 분해될 수 있고, 10일 후에는 상당히 분해된 것을 볼 수 있다.
이로부터 본 발명의 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능하며, 생체 내 및 시험관 내에서 모두 분해 가능하고, 완전 분해에 소요되는 시간이 적절하며, 약효에 충분히 도달한 후 분해될 수 있음을 알 수 있다.
4. 하이드로겔의 생체 적합성 측정
실시예 2, 실시예 9의 제조 방법으로 얻은 하이드로겔 (각각 하이드로겔 1 및 하이드로겔 2로 표기)을 테스트 샘플으로 사용하였다. 본 발명 하이드로겔의 생체 적합성은 포유 동물 세포 (사용한 세포는 마우스 섬유아세포 NIH3T3)에 대한 독성 및 인체 적혈구에 대한 용혈 활성을 측정하여 평가하였다.
(1) 구체적으로, 포유 동물 세포에 대한 독성은 MTT 기법을 통해 측정하였고, 구체적인 조작 단계는 다음 단계를 포함한다. 사전에 96 웰-플레이트에 100 μL의 하이드로겔을 첨가한 후, 하이드로겔 윗부분에 100 μL의 DMEM 배지를 조심히 첨가하고 24시간 동안 평형시킨 후 DMEM 배지를 제거한다. 그 후, 각 웰에 5000 개 세포(100 μL)를 접종하고 세포 배양함에서 24시간 배양한 후, MTT를 첨가하여 4시간 동안 배양하고 상층액을 버리고, 각 웰에 150 μL의 DMSO를 첨가하여 포르마잔을 충분히 용해시키고, ELISA 리더기로 OD570를 측정하였다. 양성 대조군은 하이드로겔 1, 하이드로겔 2와 동일한 항균 펩타이드 J-1 농도를 가지는 생리식염수 용액을 적용하였고, 용액 1 및 용액 2로 표기하였으며, 음성 대조군은 DMEM 배지를 적용하였고, 기타 실험 방법은 일치하다.
도 7은 각 실험군에서 마우스 섬유아세포 NIH3T3에 대한 증식 정황 히스토그램을 나타낸다. 도 7의 결과로부터 하이드로겔 1과 하이드로겔 2 처리군에서 마우스 섬유아세포 NIH3T3의 증식은 음성 대조군 웰에서와 기본적으로 동일하며 극히 낮은 세포 독성을 나타냄을 알 수 있다.
(2) 하이드로겔이 인체 적혈구에 대한 용혈 활성을 측정할 때, 하이드로겔 1, 하이드로겔 2, 용액 1(하이드로겔 1과 동일한 항균 펩타이드 J-1 농도를 가지는 생리식염수 용액), 용액 2(하이드로겔 2와 동일한 항균 펩타이드 J-1 농도를 가지는 생리식염수 용액), PBS(음성 대조군) 및 2%의 Triton(양성 대조군)을 각각 200 μL를 취하여 각각 1.5mL EP 튜브에 첨가한 후, 각 튜브에 800μL 8%의 인체 적혈구를 첨가하고 37℃ 인큐베이터에서 1시간 동안 배양한 후 원심 분리하였으며(1200 g), 이미지를 촬영하여 헤모글로빈의 방출 정도를 관찰하였다. 그 후 각 튜브로부터 상층액을 취하고 OD490를 측정하여 용혈율을 정량 계산하였다.
도 8은 각 실험군의 인체 적혈구에 대한 용혈 효과를 나타낸다. 도 8의 결과로부터 본 발명의 하이드로겔은 기본적으로 용혈 활성을 나타내지 않음을 알 수 있다.
이로부터 본 발명의 하이드로겔은 세포 독성이 작고, 기본적으로 용혈 활성을 나타내지 않으며, 우수한 생체 적합성을 가짐을 알 수 있다.
5. 랫드 복벽-맹장 손상 유착 모델에서 하이드로겔의 유착 방지 활성 측정
실시예 2, 실시예 9의 제조 방법으로 얻은 하이드로겔(각각 하이드로겔 1 및 하이드로겔 2로 표기)을 테스트 샘플로 하였다. 하이드로겔 드레싱 수술 후 유착 방지 효과를 측정 시 사용한 랫드는 깨끗한 SD 랫드이며, 사용한 랫드는 온도가 22℃ 내지 24℃이고, 상대 습도가 45% 내지 55%인 환경 하에서 단독 사육하였으며, 수술 12시간 전 랫드에 대해 금식을 진행하였다.
복벽-맹장 손상 유착 모델의 구축: 3 mg/mL의 펜토바르비탈나트륨 (마취제량은 1 mL/100 g)을 사용하여 복강 주사를 통해 랫드를 마취시킨 후, 랫드를 가열된 수술대에 고정시켰으며 하부 복부 피부를 면도하고, 소독한 후, 천으로 덮은 다음 하부 복부 피부 중심선을 따라 5 cm를 절개하였다. 지혈 집게로 우측 복벽을 클램핑하고, 복벽 내 중심 절개부위로부터 약 1 cm 되는 곳에서 먼저 메스로 깊이가 약 0.5 mm이고 크기가 약 1 cm×2 cm인 영역을 베어낸 후, 안과 가위로 상기 영역의 표층 근육을 박리하여 출혈 창상면을 형성하였다. 그 후, 복벽 창상면에 해당하는 맹장 표면을 맹장 장막층이 파괴되어 눈에 보이는 점상 출혈이 발생할 때까지 수술 브러시로 가볍게 마찰함으로써, 복벽 맹장의 결손이 생성되었다. 그 후, 30 게이지 봉합선으로 맹장의 장간막을 복벽 창상면의 오른쪽 위 모서리쪽으로 봉합 고정시켜 복벽과 맹장의 창상면 간에 서로 충분히 접촉할 수 있도록 하였다. 랫드를 대조군과 하이드로겔 처리군으로 나누고, 각 군마다 6 마리 랫드를 배치하여, 개입하였다. 마지막으로 4-0 게이지 봉합선을 사용하여 복벽 근육층과 피부층에 대해 각각 연속 봉합하여 복부 봉합하였다. 모든 수술은 무균 조건 하에서 진행하였다.
수술 시 대조군을 생리식염수로 세정하였고, 하이드로겔 처리군은 창상면에 매 1마리의 랫드마다 2 mL 하이드로겔을 투여하여 균일하게 도포하였다. 수술 7일 후에 개복하였고 대조군의 랫드에는 모두 복벽 맹장의 치밀한 유착이 형성되었음을 발견하였으며 (도 9 참조), 거의 모든 랫드의 유착 평점은 5점이였고; 하이드로겔 1과 하이드로겔 2 처리군에는 모두 유착이 발생하지 않았고, 손상된 복벽 창상면은 치유가 우수하였으며, 초기 창상면보다 확연히 작은 면적의 경미한 옅은 색 상처를 관찰할 수 있었고, 맹장 역시 기본적으로 정상 회복하였으며, 일부 경미한 긁힘 흔적을 관찰할 수 있었고 (도 10 참조), 유착 평점은 0점이였으며, 하이드로겔군에는 한 마리에 유착이 발생하였으나, 창상면에서의 유착이 아닌 수술 절개부위와 맹장의 유착이었다.
수술 7일후에 유착 조직에 대해 분석하였고, 대조군의 랫드 표본 HE 염색 결과 복벽과 맹장 사이에는 치밀한 유착 조직을 통해 함께 연결된 것으로 나타났고, Masson 염색 결과 유착 영역에 대량의 콜라겐 섬유가 존재하는 것으로 나타났으며(도 11 참조); 하이드로겔 1과 하이드로겔 2 처리군에 있어서, 랫드복벽과 맹장의 창상면은 회복이 우수하고, 유착이 발생되지 않았으며, 창상면 표층에는 이미 층차가 뚜렷하고 균일하게 분포된 신생 중피층이 나타났고, 창상면에는 일부 염증 세포 침윤이 있었다. Masson 염색을 통해 중피 세포층 아래에서는 다양한 범위의 섬유화 조직을 관찰할 수 있었다(도 11 참조).
이로부터 본 발명의 하이드로겔은 유착 방지 활성이 우수함을 알 수 있다.
6. 마우스 간장 출혈 모델에서 하이드로겔의 지혈 성능 측정
실시예 2(PBS + 펩타이드 하이드로겔군)와 실시예 9(ADP + 펩타이드 하이드로겔군)의 방법으로 제조한 하이드로겔을 테스트 샘플로 하였다. 하이드로겔 지혈 성능을 측정할 때 사용한 마우스는 수컷 쿤밍 (kunming) 마우스이고, 체중이 18 g 내지 22 g이며, 사용한 작은 마우스는 온도가 22℃ 내지 24℃이고 상대 습도가 45% 내지 55%인 환경 하에서 사육하였고, 수술 12시간 전 실험용 마우스에 대해 금식을 진행하였다.
간장 출혈 모델의 구축: 실험은 도합 세 개 군으로 나누었고, 각각 대조군, PBS+펩타이드 하이드로겔군, ADP+펩타이드 하이드로겔군이며, 매 군마다 8마리의 마우스를 배치하였다. 체중 1 kg 당 40mg/kg의 펜토바르비탈나트륨으로 마우스를 마취시킨 후, 마우스를 수술대에 고정시키고, 복부피부를 면도하고 요오드포를 사용하여 수술 영역에 대해 소독을 진행하였다. 그 후, 복부에서 직경이 1.5cm 내외인 세로 방향 절개부위를 취하고 층에 따라 분리시켜 간 우엽을 충분히 노출시킨 후, 사전에 칭량한 여과지를 간장 우엽 아래에 받치고, 21 게이지의 주사 바늘로 간장 우엽 정중앙을 찌른 후 즉시 200 μL 하이드로겔을 상처 부위에 도포하였으며 (대조군은 아무런 처리도 하지 않음), 이미지를 촬영하여 간장 출혈 과정을 기록하고; 간장 출혈 시간을 기록하였으며; 실험 종료 후, 여과지를 꺼내 칭량 및 출혈량을 계산하였다.
도 12는 본 실시예에서 각 실험군의 간장 출혈 모델에서의 지혈 효과를 나타내며; 여기서, 0초, 60초 및 120초는 하이드로겔의 작용 지속 시간을 나타낸다. 도 12로부터 알 수 있듯이, PBS+펩타이드 하이드로겔군과 ADP+펩타이드 하이드로겔군은 아무런 처리도 하지 않은 대조군과 비교해볼 때 유의한 지혈 효과를 나타내었다. 도 13은 본 실시예에서 각 실험군의 120초 작용 후의 마우스 간장의 총 출혈량 히스토그램을 나타낸 것이다. 도 13의 결과로부터 알 수 있듯이, 마우스 간장의 출혈량은 ADP+펩타이드 하이드로겔군＜PBS+펩타이드 하이드로겔군＜대조군이다. 도 14는 본 실시예에서 각 실험군의 마우스 출혈 시간의 히스토그램을 나타낸 것이다. 도 14의 결과로부터 알 수 있듯이, 마우스 간장은 ADP+펩타이드 하이드로겔을 25초 사용한 후 완전히 지혈되었고, PBS+펩타이드 하이드로겔군을 40초 사용한 후 완전히 지혈되었으며, 대조군에서 처리를 거치지 않은 경우 85초 경과 후 완전히 지혈되었다.
이로부터 본 발명의 하이드로겔은 우수한 지혈 효과를 나타냄을 알 수 있다.
정리하면, 본 발명의 하이드로겔은 자체 치유 가능하고, 주사 가능하며, 체내 및 체외에서 모두 분해 가능하고, 완전 분해에 소요되는 시간이 적절하며, 약효에 충분히 도달한 후 분해할 수 있고; 세균과 진균의 성장과 증식에 대해 현저한 억제 효과를 나타내고, 항균, 항염 활성 및 우수한 지혈 효과를 나타내며; 세포 독성이 작고, 기본적으로 용혈 활성을 나타내지 않으며, 우수한 생체 적합성을 가지는 등 장점을 가지고; 본 발명의 하이드로겔은 유착 방지 활성이 우수하고, 창상에 유착하지 않으며, 37℃에서 빠르게 가교 결합할 수 있고, 수술후 우수한 유착 예방 효과를 가지며, 임상 응용 측면에서 확연한 우세를 나타낸다.
상기와 같이 본 발명의 구체적인 실시 방식에 대한 설명은 본 발명을 제한하는 것은 아니며, 당업자들은 본 발명의 사상을 이탈하지 않는 범위 내에서 본 발명에 따라 각종 변경과 변형을 실시할 수 있고 이들은 모두 본 발명의 범위에 해당되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 항균 펩타이드와 완충액이 중합반응을 거쳐 형성한 하이드로겔에 있어서,
    상기 항균 펩타이드는 다음의 아미노산 서열로 표시되는 폴리펩타이드 또는 그의 폴리펩타이드 유도체인 것을 특징으로 하는 하이드로겔:
    Pro-Phe-Lys-Leu-Ser-Leu-His-Leu-NH2.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하이드로겔은 마이크로미터 다공질 구조인 것을 특징으로 하는 하이드로겔.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마이크로미터 다공질 구조의 구멍 직경은 0.05 μm 내지 200 μm인 것을 특징으로 하는 하이드로겔.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 완충액은 인산염 완충액이고, 상기 항균 펩타이드와 인산염 완충액의 몰비율로 항균 펩타이드:Na2HPO4:KH2PO4:KCl:NaCl=(1-40):(1-10):(1-5):(1-5):(50-200)로 계산되는 것을 특징으로 하는 하이드로겔.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인산염 완충액의 조성은 아데노신 디포스페이트를 더 포함하고, 몰비율로 상기 아데노신 디포스페이트와 Na2HPO4의 비율은 (1-10):(1-100)로 계산되는 것을 특징으로 하는 하이드로겔.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 반응은 이온 가교 중합 반응이고, 반응 온도는 0℃ 내지 60℃이며, 반응 시간은 1분 내지 120분인 것을 특징으로 하는 하이드로겔.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 하이드로겔의 제조 방법에 있어서,
    S1, 항균 펩타이드를 디메틸술폭사이드에 용해시켜 추가 사용을 위한 항균 펩타이드의 용해액을 얻는 단계; 및
    S2, 항균 펩타이드의 용해액을 완충액에 첨가하고 초음파 또는 교반 조건 하에 이온 가교 중합 반응을 진행하여 하이드로겔을 얻는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드로겔의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    S3, 완충액에 약물 및/또는 성장 인자를 더 첨가하여 약물 또는 성장 인자가 담지된 하이드로겔을 얻는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드로겔의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 약물은 항균 약물 또는 소염 약물이고, 상기 성장 인자는 상처 치유 촉진 성장 인자인 것을 특징으로 하는 하이드로겔의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 디메틸술폭사이드의 부피 함량은 5% 미만인 것을 특징으로 하는 하이드로겔의 제조 방법.
  11. 유착 방지 약물에서의 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 하이드로겔의 응용에 있어서,
    상기 유착 방지 약물은 약물 및/또는 성장 인자가 담지된 상기 하이드로겔 및 적어도 하나의 약학적으로 허용 가능한 약용 담체 및/또는 부형제를 포함하는 것을 특징으로 하는 용도.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유착 방지 약물은 정제, 캡슐, 당의정제, 과립제, 적제, 스프레이, 린스제, 가글제, 피부 표면에 사용되는 연고 및 페이스트, 및 주사에 사용되는 무균 용액 중의 적어도 하나의 제형인 것을 특징으로 하는 용도.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 약물은 항균 약물 또는 소염 약물이고, 상기 성장 인자는 상처 치유 촉진 성장 인자인 것을 특징으로 하는 용도.
  14. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 하이드로겔을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 기기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하이드로겔은 상기 의료 기기의 적어도 하나의 표면 상에 도포되어 재료를 형성하는 것을 특징으로 하는 의료 기기.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 의료 기기의 형식은 의학용 드레싱, 섬유, 메쉬, 분말, 마이크로스피어, 시트, 스펀지, 폼, 봉합 앵커링 기기, 도관, 스텐트, 외과 수술용 택, 플레이트 및 스크류, 약물 전달 기기, 유착 방지막 및 조직 접착제로 구성된 군 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 의료 기기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 섬유는 직물이고, 상기 시트는 막 또는 클립이며, 상기 봉합 앵커링 기기는 봉합선 또는 스테이플인 것을 특징으로 하는 의료 기기.
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