WO2016195152A1 - 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 콜라겐 필름 및 콜라겐 필름을 이용하여 제조된 생체재료 - Google Patents

자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 콜라겐 필름 및 콜라겐 필름을 이용하여 제조된 생체재료 Download PDF

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collagen
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collagen film
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이준호
유지철
이명성
김기수
이준근
서동삼
장정호
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세원셀론텍(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a collagen film using ultraviolet rays, to a collagen film prepared using the same and a biomaterial manufactured using the collagen film, in particular, to a film by crosslinking collagen separated from animal tissue using ultraviolet light
  • the present invention relates to a method for producing a collagen film using ultraviolet rays, to prepare a collagen film and a biomaterial manufactured using the collagen film.
  • Biomaterial can be defined as an artificial substance that is exposed to body fluids intermittently or continuously in contact with surrounding tissues in order to replace the function of damaged or malfunctioning human tissues and organs.
  • Biomaterials used in the human body should be similar to the parts of the tissue to be repaired in consideration of their size and shape, and their mechanical and physical properties should be as identical as possible to the original tissue to maintain a lasting effect.
  • the biological polymer is a raw material, it is a solution (Solution), a film (Film), sponge (Fibers), fibers (Fibers), Hydrogel (Hydrogel) Are classified into formulations.
  • solution formulations include skin graft material, coating agent, drug carrier, and cell culture matrix
  • film formulations include wound coating material, drug delivery agent, anti-adhesion film, and tympanic membrane or cornea.
  • sponge formulations are applied to wound dressings, hemostatic agents, artificial skin and artificial organs, fiber formulations are applied to surgical sutures, and hydrogel formulations can be applied to contact lenses, soft tissue implants and cell culture matrices.
  • Biomaterials in solution, sponge, and hydrogel formulations have been applied to various fields and commercialized, while film-type biomaterials lack the formulation for commercialization.
  • the biomaterial of the film formulation can be used for the following purposes.
  • a treatment method using a wound dressing or a cell membrane cultured with epithelial cells is used.
  • the biomaterial of the film formulation is suitable for use for the purpose of increasing the engraftment to affected tissues by acting as a wound dressing or by strengthening the epithelial cell layer.
  • otorhinolaryngology it is suitable for use as a patch used in tympanic patch surgery (a procedure that induces the epithelial layer to be regenerated along the patch by applying a patch to the perforated margin of the tympanic membrane).
  • ophthalmology In ophthalmology, it can be used after corneal surgery or in the case of corneal injuries, and in the form of a lens that can be used.
  • a film-like shielding film (such as prevention of defect area and influx of germs) is used for guided tissue regeneration. Available for the purpose of securing space suitable for functional reconstruction for bone regeneration).
  • Collagen has excellent characteristics as a medical material because it has excellent biocompatibility and tissue affinity, low antigenicity, cell adhesion ability, action to promote differentiation and proliferation, hemostatic effect, and absorption after complete decomposition in vivo.
  • Collagen crosslinking is largely classified into chemical crosslinking and physical crosslinking.
  • Chemical crosslinking methods include crosslinking agents such as Formaldehyde, Glutaraldehyde, Carbodiimides (EDC), and Polyepoxy compounds.
  • Physical crosslinking methods include dry heat treatment, ultraviolet irradiation, and gamma irradiation.
  • Patent No. 10-0536478 of Life Code International Co., Ltd. discloses glucosaminoglycans after re-dissolving lyophilized collagen with a low concentration of collagen solution of less than 1 to 2% to develop biodegradable polymer substrates for artificial organ preparation.
  • Crosslinking produced a biodegradable collagen substrate in the form of a film.
  • Patent Registration No. 10-1434041 of Genewell Co., Ltd. is a hexamethylene diisocyanate, epoxy group, carbodiim after swelling, pulverizing, and filtering a biological tissue-derived material to develop a membrane for induction of regeneration prepared from a biological tissue-derived material.
  • the membrane was prepared through a chemical crosslinking treatment such as acyl azide or a thermal crosslinking treatment applying a heat of 50-200 ° C. at 50-100 torr vacuum.
  • the present invention proceeds to solve these problems, establishing the conditions and methods for producing a collagen film by only UV crosslinking collagen solution without chemical crosslinking agent or lyophilization process.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to produce a collagen film using a UV light that can produce a collagen film of a smooth surface formulation by producing a film by UV crosslinking of the collagen solution without a chemical crosslinking agent or lyophilization process.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a collagen film prepared using the method for producing a collagen film using the above ultraviolet.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a biomaterial for medical purposes manufactured using the collagen film as described above.
  • the method for producing a collagen film using the ultraviolet ray of the present invention the collagen solution manufacturing step of preparing a collagen solution by dissolving collagen in an acidic solution; A crosslinking step of physically crosslinking by irradiating the collagen solution with ultraviolet rays; And a drying step of naturally drying the crosslinked collagen.
  • it is characterized in that it further comprises a bubble removing step of removing bubbles from the collagen solution dissolved in the acidic solution.
  • the present invention provides a biomaterial manufactured using the collagen film, wherein the biomaterial is any one of a wound dressing, an eardrum patch, a dental shield, an artificial cornea, an artificial lens, an anti-adhesion film, a drug delivery agent, and an artificial organ. It is characterized by.
  • the collagen film of the formulation having a smooth surface can be manufactured by using collagen and ultraviolet irradiation for film manufacture.
  • wound dressings In addition, using a collagen film, it is possible to manufacture wound dressings, artificial tympanic patches, artificial corneas and lenses, dental shielding films, drug delivery agents, anti-adhesion films, and artificial organs.
  • FIG. 1 is a process chart according to one embodiment of a method for producing a collagen film using ultraviolet rays according to the present invention
  • Figure 2 is a drawing substitute photograph of the collagen film prepared using pig skin tissue according to the present invention.
  • FIG. 3 is a drawing substitute photograph of a collagen film prepared using flipper skin tissue according to the present invention.
  • Figure 4 is a drawing substitute photograph of the wound dressing prepared in various sizes using the collagen film according to the present invention.
  • FIG. 7 is a drawing substitute photograph of a patch for artificial tympanic membrane prepared using a collagen film according to the present invention.
  • the present invention relates to a method for producing a collagen film using ultraviolet light, which is efficient and industrially applicable as a simple process that solves the problems of the conventional method and removes chemical substances, lyophilization and the like.
  • collagen refers to a protein which is extracted by treating an animal tissue or treating enzymes such as pepsin.
  • FIG. 1 is a process chart according to an embodiment of a method of manufacturing a collagen film using ultraviolet rays according to the present invention. Referring to this, a method of manufacturing a collagen film using ultraviolet rays is as follows.
  • the collagen solution is dissolved or diluted in the acid solution at a ratio of 0.2 to 3% relative to the acid solution, and more preferably dissolved or diluted at a ratio of 0.6 to 1%.
  • an aqueous solution such as phosphoric acid or hydrochloric acid at pH 2-5 is used, and more preferably pH 2-3.
  • Collagen that can be used includes various tissues such as mammals, birds, fish and the like.
  • the diluted collagen solution does not include bubbles, but bubbles may occur in the diluted collagen solution preparation step (S100).
  • a bubble removing step (S200) for removing the bubbles of the diluted collagen solution may be additionally included.
  • the diluted collagen solution is then dispensed into a plastic mold.
  • the amount dispensed into the mold is 0.4 to 1.8 ml / cm 2, and more preferably 0.6 to 1.2 ml / cm 2.
  • the thickness of the film is 50 ⁇ m or less here, it is difficult to obtain from the mold, and it is easily torn and difficult to control.
  • the diluted collagen solution is then crosslinked with ultraviolet light at room temperature.
  • the wavelength of ultraviolet-ray is 10-380 nm, Preferably it is 200-280 nm.
  • strength of the ultraviolet-ray irradiated is 0.10-0.50 dl / cm ⁇ 2>, More preferably, it is 0.35-0.38 dl / cm ⁇ 2>.
  • Ultraviolet irradiation time is 12 to 48 hours, More preferably, it is 24 to 26 hours.
  • the crosslinked collagen is prepared into a collagen film through a drying step (S400) that is naturally dried.
  • Drying temperature is 5-30 degreeC, More preferably, it is 15-24 degreeC.
  • drying time is 72 to 168 hours, More preferably, it is 96 to 120 hours.
  • Drying at a high temperature causes denaturation of collagen protein and thus does not produce a desired effect, and it is difficult to obtain a film having a smooth surface.
  • a facility for easily removing moisture may be additionally used.
  • Figure 2 is a drawing substitute photograph of a collagen film prepared using pig skin tissue according to the present invention
  • Figure 3 is a drawing substitute photograph of a collagen film prepared using a flipper skin tissue according to the present invention.
  • the collagen film 100 as shown in FIGS. 2 and 3 can be obtained through the method of manufacturing the collagen film using the ultraviolet rays as described above.
  • the embodiment 1 will be described below.
  • Collagen was isolated from porcine skin or flipper skin tissue, and then, hydrochloric acid was added to distilled water and dissolved and diluted so that the collagen concentration was 0.6-1% using an acid solution having a pH of 2-3.
  • hydroxyproline assay is used to measure the concentration of collagen.
  • the cells were stored at 4 ° C. for 24 hours to remove bubbles.
  • the bubble-free collagen solution was dispensed into a plastic mold.
  • ultraviolet rays having a wavelength of 253 nm were irradiated to the template dispensed with the collagen solution at room temperature.
  • Ultraviolet rays were irradiated for 24 to 26 hours at an intensity of 0.35 to 0.38 mW / cm 2 to transfer energy of 30 to 36 J / cm 2 to crosslink the collagen.
  • the temperature was maintained at 15-24 ° C. for 96-120 hours, and dried in a state where no wind was blown and impurities were not introduced.
  • a collagen film 100 of a smooth surface formulation was prepared.
  • Figure 4 is a picture substitute picture of the wound coating material produced in various sizes using the collagen film according to the present invention
  • Figure 5 is a picture substitute picture of a dental shielding film prepared in various sizes using the collagen film according to the present invention.
  • 6 is a drawing substitute photograph prepared in various forms to confirm the flexibility of the collagen film according to the present invention
  • Figure 7 is a drawing substitute photograph of a patch for artificial tympanic membrane prepared using the collagen film according to the present invention.
  • the cross-linked and dried collagen film was separated from the mold to prepare various medical biomaterials.
  • the collagen film was cut into various sizes between 1 and 20 cm using a surgical scalpel to meet the specifications of the wound dressing or the dental shielding membrane.
  • Collagen film 100 prepared by using UV crosslinking can be cut into various shapes according to the site or purpose to be applied, as shown in Figure 6, it was confirmed that can be used to bend or folded because of excellent flexibility. .
  • the collagen film was cut into a size of 8 mm in diameter and 50 to 100 ⁇ m in thickness using BIOPSY PUNCH to meet the specifications of the artificial tympanic patch.
  • the cut collagen film was found to be a suitable material for tympanoscopy because of its smooth surface.
  • the biomaterial using the collagen film of the present invention can also be used in artificial cornea, artificial lens, drug delivery agent, anti-adhesion film, artificial organs, etc., and can be cut and used in various shapes and sizes depending on the intended use, so that the separate An embodiment of omit it.
  • the method for producing a collagen film using ultraviolet rays according to the present invention may be used as an efficient method for producing an industrially applicable collagen film by adding a chemical substance or using a simple process in which processes such as lyophilization and dry heat treatment are removed. Can be.
  • collagen film according to the present invention can be used for wound coating for medical purposes, artificial tympanic patch, artificial cornea and lens, dental shielding film, drug delivery agent, anti-adhesion film, artificial organs and the like.

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Abstract

본 발명은 콜라겐을 산성 용액에 용해하여 콜라겐 용액을 제조하는 콜라겐 용액 제조단계; 상기 콜라겐 용액에 자외선을 조사하여 물리적으로 가교하는 가교단계; 및 상기 가교된 콜라겐을 자연 건조하는 건조단계;를 포함하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법, 상기 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법을 이용하여 제조된 콜라겐 필름 및 상기 콜라겐 필름을 이용하여 제조된 창상피복재, 인공 고막 패치, 치과용 차폐막, 인공 각막, 인공 렌즈, 유착방지막, 약물전달제재 및 인공장기 등과 같은 생체재료에 관한 것이다.

Description

자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 콜라겐 필름 및 콜라겐 필름을 이용하여 제조된 생체재료
본 발명은 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 콜라겐 필름 및 콜라겐 필름을 이용하여 제조된 생체재료에 관한 것으로써, 특히, 동물조직으로부터 분리한 콜라겐을 자외선을 이용하여 가교시킴으로써 필름을 제조하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 콜라겐 필름 및 콜라겐 필름을 이용하여 제조된 생체재료에 관한 것이다.
생체재료(Biomaterial)란 손상되었거나 기능을 상실한 인체조직 및 기관의 기능을 대체하기 위하여 체내에서 간헐적이거나 지속적으로 주변 조직과 접촉하며 체액에 노출되는 인공적인 물질로 정의할 수 있다.
인체에 활용되는 생체재료는 크기 및 형태적인 측면에서 고려해볼 때 수복되어야할 조직의 부위와 유사하여야 하며, 기계적·물리적 성질도 본래 조직과 가능한 같아야 지속적인 효과를 유지할 수 있다.
따라서, 적용 부위 및 사용 목적에 적합하도록 다양한 형태로 제조되고 있으며, 특히 생물학적 고분자가 원료인 경우에는 용액(Solution), 필름(Film), 스펀지(Sponge), 섬유(Fibers), 하이드로젤(Hydrogel)의 제형으로 분류된다.
각 형태별 제품 개발군으로써 용액 제형은 피부이식재료, 코팅제, 약물전달체 그리고 세포배양용 매트릭스가 있으며, 필름 제형은 창상피복재, 약물전달제재, 유착방지막 그리고 고막이나 각막과 같은 형태가 있다.
또한, 스펀지 제형은 창상피복재, 지혈제, 인공피부 그리고 인공장기에 적용되고, 섬유 제형은 수술봉합사에 적용되며, 하이드로젤 제형은 콘텍트렌즈, 연부조직 이식재 그리고 세포배양매트릭스에 적용될 수 있다.
용액이나 스펀지 그리고 하이드로젤 제형의 생체재료는 다양한 분야에 적용되어 상용화되고 있는 반면, 필름 형태의 생체재료는 제품화하기 위한 제형이 부족하여 연구 개발 및 상품 시판이 시급한 실정이다.
필름 제형의 생체재료는 다음과 같은 용도로 사용 가능하다.
화상이나 심한 찰과상 등에 의해 표피가 넓은 부위에 걸쳐 손상을 입었을 경우에 창상피복재를 이용한 치료방법이나 상피세포를 배양한 세포막을 이식하는 방법이 이용되고 있다.
필름 제형의 생체재료는 창상피복재의 역할을 수행하거나 상피세포층을 견고하게 하여 환부 조직으로의 생착률을 높이는 목적으로 이용하기에 적합하다.
이비인후과에서는 손상된 고막에 적용할 수 있는 시술인 고막 패치술(고막 천공 변연부위에 패치를 대어주어 상피층이 패치를 따라 재생되도록 유도하는 시술법)에 이용되는 패치 형태로 이용하기에 적합하다.
안과에서는 각막수술 후, 또는 각막 손상이 발생한 경우 이용 가능한 렌즈형태 등으로 이용가능하며, 치과에서는 조직재생유도술(Guided Tissue Regeneration)을 위해 필름과 같은 차폐막(결손부위 노출 방지와 균의 유입방지 그리고 골재생을 위한 기능적 재건에 알맞은 공간 확보 등의 목적)에 이용가능하다.
뿐만 아니라 의료용 목적의 약물전달제재, 유착방지막, 인공장기 등에도 사용 가능하다.
인체에 손상이 발생한 경우 본래의 조직으로 재생시키는 것을 최선의 목적이라고 볼 때, 다양한 생체재료 가운데 콜라겐을 응용하는 것은 매우 합리적이라고 할 수 있다.그 이유는 콜라겐은 인체 내의 거의 모든 조직에 분포하며, 인체를 구축하는데 필수적인 단백질이기 때문이다.
콜라겐은 생체 적합성 및 조직 친화성이 우수하고, 낮은 항원성, 세포부착능력, 분화 및 증식을 촉진시키는 작용, 지혈 효과 그리고 생체내에서 완전히 분해 후 흡수되는 특징을 갖고 있기 때문에 의료용 재료로서 우수한 특성을 갖는다.
의료용 생체재료로 콜라겐을 사용하는 경우, 적용 부위와 목적에 따라 적절한 형태와 강도를 유지하기 위해 가교 공정을 거쳐야한다.
콜라겐 가교방식은 크게 화학적 가교법과 물리적 가교법으로 분류된다. 화학적 가교법에는 Formaldehyde, Glutaraldehyde, Carbodiimides(EDC), Polyepoxy compounds와 같은 가교제를 이용한 방법이 있다. 물리적 가교법에는 건열처리, 자외선 조사, 감마선 조사를 이용한 방법이 있다.
라이프코드인터내셔날 주식회사의 등록특허 제10-0536478호는 인공 장기 제조용 생분해성 고분자 기질을 개발하기 위하여, 동결건조된 콜라겐을 1 내지 2%보다 낮은 저농도의 콜라겐 용액으로 재용해 후 글루코사미노글리칸을 가교 결합시켜 필름 형태의 생분해성 콜라겐 기질을 제조하였다.
제네웰 주식회사의 등록특허 제10-1434041호는 생체조직 유래 소재로부터 제조된 재생 유도용 멤브레인을 개발하기 위하여, 생체조직 유래 소재를 팽윤, 분쇄, 필터 후 헥사메틸렌디이소시아네이트, 에폭시 그룹, 카르보이미드, 또는 아실아자이드와 같은 화학적 가교 처리 또는 50~100 torr 진공도에서 50~200℃의 열을 가하는 열가교 처리를 통해 멤브레인을 제조하였다.
상기 방법들을 포함하여, 현재 이용되는 대부분의 콜라겐 가교는 생체내에 잔류하여 독성을 나타낼 수 있는 가교물질을 사용하여 생체재료의 안전성을 확보하기 어렵다. 또한 동결건조 후 재용해 그리고 다시 물리적 가교를 진행하는 등의 여러 단계에 걸친 가교 과정이 요구되어 생산 공정이 복잡하고, 오랜 시간이 요구되며, 에너지 소모가 크다는 단점이 있다.
이에 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 연구를 진행하여, 콜라겐 용액을 화학적 가교제나 동결건조 과정 없이 자외선 가교만으로 콜라겐 필름을 제조할 수 있는 조건 및 방법을 정립하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 콜라겐 용액을 화학적 가교제나 동결건조의 과정 없이 자외선 가교만으로 필름을 제조함으로서, 표면이 매끄러운 제형의 콜라겐 필름을 제조할 수 있는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법을 이용하여 제조된 콜라겐 필름을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 콜라겐 필름을 이용하여 제조된 의료용 목적의 생체재료를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법은, 콜라겐을 산성 용액에 용해하여 콜라겐 용액을 제조하는 콜라겐 용액 제조단계; 상기 콜라겐 용액에 자외선을 조사하여 물리적으로 가교하는 가교단계; 및 상기 가교된 콜라겐을 자연 건조하는 건조단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 산성 용액에 용해된 콜라겐 용액에서 기포를 제거하는 기포제거단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법을 이용하여 제조된 콜라겐 필름을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 콜라겐 필름을 이용하여 제조된 생체재료를 제공하며, 상기 생체재료는 창상피복재, 인공 고막 패치, 치과용 차폐막, 인공 각막, 인공 렌즈, 유착방지막, 약물전달제재 및 인공장기 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 콜라겐과 자외선 조사를 필름 제조에 이용하여, 표면이 매끄러운 제형(劑形)의 콜라겐 필름을 제조할 수 있다.
또한, 콜라겐 필름을 이용하여 창상피복재, 인공 고막 패치, 인공 각막과 렌즈, 치과용 차폐막, 약물전달제재, 유착방지막 그리고 인공장기 등을 제조할 수 있다.
또한, 생체 독성물질인 화학적가교제를 사용하지 않고 동결건조 및 건열처리 등의 공정이 필요하지 않은 제조방법을 이용함으로써, 산업적으로 적용 가능한 효율적인 콜라겐 필름의 제조방법으로 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법의 일실시예에 의한 공정도,
도 2는 본 발명에 따라 돼지 피부 조직을 이용하여 제조한 콜라겐 필름의 도면 대용 사진,
도 3은 본 발명에 따라 오리발 피부 조직을 이용하여 제조한 콜라겐 필름의 도면 대용 사진,
도 4는 본 발명에 따른 콜라겐 필름을 이용하여 다양한 크기로 제조한 창상피복재의 도면 대용 사진,
도 5는 본 발명에 따른 콜라겐 필름을 이용하여 다양한 크기로 제조한 치과용 차폐막의 도면 대용 사진,
도 6은 본 발명에 따른 콜라겐 필름의 유연성을 확인하기 위해 다양한 형태로 제조한 도면 대용 사진,
도 7은 본 발명에 따른 콜라겐 필름을 이용하여 제조한 인공고막용 패치의 도면 대용 사진.
[부호의 설명]
100 : 콜라겐 필름
S100 : 콜라겐 용액 제조단계
S200 : 기포제거단계
S300 : 가교단계
S400 : 건조단계
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 종래 방법의 문제점을 보완하여 화학적 물질 첨가, 동결건조 등의 공정을 제거한 단순한 공정으로서 효율적이고, 산업적으로도 적용 가능한 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 상기의 제조방법으로 제조된 콜라겐 필름을 이용하여 의료용 목적의 생체재료를 제공하는 것이다.
본 발명에서 콜라겐이란, 각종 동물의 조직을 산 처리를 하거나, 펩신 등의 효소를 처리하여 추출되는 단백질을 말한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법의 일실시예에 의한 공정도이며, 이를 참조하여 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 의료용 콜라겐 필름은,
1) 콜라겐을 산성 용액에 용해하여 콜라겐 용액을 제조하는 콜라겐 용액 제조단계(S100);
2) 상기 제조된 콜라겐 용액을 주형에 분주하고, 분주된 콜라겐 용액에 자외선을 조사하여 물리적으로 가교하는 가교단계(S300);
3) 상기 가교된 콜라겐을 자연 건조하는 건조단계(S400);
를 통해 제조된다.
본 발명의 방법을 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 콜라겐 용액을 상기 산성 용액 대비 0.2~3%의 비율로 산성 용액에 용해 또는 희석하며, 보다 바람직하게는 0.6~1% 비율로 용해 또는 희석한다.
콜라겐의 용해 및 희석에 사용되는 산성 용액은 pH 2~5의 인산 또는 염산 등의 수용액을 사용하며, 보다 바람직하게는 pH 2~3을 사용한다.
이용될 수 있는 콜라겐은 포유류, 조류, 어류 등의 다양한 조직을 포함한다.
희석된 콜라겐 용액은 기포를 포함하지 않는 것이 바람직하나, 희석된 콜라겐 용액 제조단계(S100)에서 기포가 발생할 수 있다.
그러므로, 희석된 콜라겐 용액의 기포를 제거하는 기포제거단계(S200)가 추가적으로 포함될 수 있다.
이후, 희석된 콜라겐 용액을 플라스틱 주형에 분주한다.
희석된 콜라겐 용액을 이용하여 50~100 ㎛의 두께를 갖는 필름을 제조하기 위해서 주형에 분주하는 양은 0.4~1.8 ㎖/㎠이며, 보다 바람직하게는 0.6~1.2 ㎖/㎠이다.
여기서 필름의 두께가 50 ㎛ 이하일 경우 주형으로부터 수득하기가 어려우며, 쉽게 찢어져 컨트롤이 어렵다.
또한, 100 ㎛ 이상일 경우 비교적 유연하지 못하여 적용 부위가 제한되며, 쉽게 깨져버려 컨트롤이 어렵다.
이후, 희석된 콜라겐 용액이 분주된 주형을 실온에서 자외선으로 가교시킨다.
이때, 자외선의 파장은 10~380 ㎚이며, 바람직하게는 200~280 ㎚이다.
조사되는 자외선의 강도는 0.10~0.50 ㎽/㎠이며, 보다 바람직하게는 0.35~0.38 ㎽/㎠이다.
자외선 조사 시간은 12~48시간이며, 보다 바람직하게는 24~26시간이다.
가교된 콜라겐은 자연 건조되는 건조단계(S400)를 통해 콜라겐 필름으로 제조된다.
건조온도는 5~30℃이며, 보다 바람직하게는 15~24℃이다.
또한, 건조 시간은 72~168시간이며, 보다 바람직하게는 96~120시간이다.
고온을 이용하여 건조하면 콜라겐 단백질의 변성을 유발하여 목적하는 효과를 얻을 수 없으며, 매끄러운 표면을 갖는 필름을 얻기 어렵다.
또한, 바람을 일으켜 건조하면 필름의 두께가 일정치 않고 불투명한 필름을 얻을 수 있다.
한편, 수분을 용이하게 제거하기 위한 설비가 추가적으로 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따라 돼지 피부 조직을 이용하여 제조한 콜라겐 필름의 도면 대용 사진이고, 도 3은 본 발명에 따라 오리발 피부 조직을 이용하여 제조한 콜라겐 필름의 도면 대용 사진이다.
상기와 같은 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법을 통해 도 2 및 도 3과 같은 콜라겐 필름(100)을 얻을 수 있으며, 이를 하기의 [실시예 1]을 통해 알아보면 다음과 같다.
[실시예 1]
돼지 피부 조직이나 오리발 피부 조직으로부터 콜라겐을 분리한 후 증류수에 염산을 첨가하여 2~3의 pH를 갖는 산 용액을 이용하여 콜라겐의 농도가 0.6~1%가 되도록 용해 및 희석하였다.
이때, 콜라겐의 농도를 측정하기 위해 하이드록시프롤린 분석법을 이용한다.
콜라겐 용해 또는 희석시 기포가 형성되었을 경우 24시간 동안 4℃에서 보관하여 기포를 제거하였다.
기포가 제거된 콜라겐 용액을 플라스틱 재질의 주형에 분주하였다.
50~100 ㎛ 두께의 콜라겐 필름을 수득하기 위하여 단위면적(㎠)당 0.6~1.2 ㎖의 콜라겐 용액을 분주하였다.
이후, 콜라겐 용액이 분주된 주형에 실온에서 253 ㎚의 파장을 갖는 자외선을 조사하였다.
자외선을 0.35~0.38 ㎽/㎠의 강도로 24~26시간 동안 조사하여 30~36 J/㎠의 에너지를 전달하여 콜라겐을 가교하였다.
이후, 가교가 완료된 콜라겐 용액을 주형 상에서 건조하였다.
96~120시간 동안 15~24℃의 온도를 유지하며, 바람이 불지 않고 불순물이 유입되지 않는 상태에서 건조하였다.
건조 완료 후 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 표면이 매끄러운 제형(劑形)의 콜라겐 필름(100)이 제조되었다.
도 4는 본 발명에 따른 콜라겐 필름을 이용하여 다양한 크기로 제조한 창상피복재의 도면 대용 사진이고, 도 5는 본 발명에 따른 콜라겐 필름을 이용하여 다양한 크기로 제조한 치과용 차폐막의 도면 대용 사진이며, 도 6은 본 발명에 따른 콜라겐 필름의 유연성을 확인하기 위해 다양한 형태로 제조한 도면 대용 사진이고, 도 7은 본 발명에 따른 콜라겐 필름을 이용하여 제조한 인공고막용 패치의 도면 대용 사진이다.
상기와 같은 제조공정을 통해 콜라겐 필름을 제조한 후 다양한 의료용 생체재료를 제조하기 위해 상기의 가교 및 건조된 콜라겐 필름을 주형으로부터 분리하였다.
분리된(떼어낸) 콜라겐 필름(100)을 일정한 크기로 절단하여, 본 발명의 생체재료인 창상피복재, 치과용 차폐막 및 인공 고막 패치 등을 제조할 수 있으며, 이를 하기의 [실시예 2]를 통해 알아보면 다음과 같다.
[실시예 2]
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 창상피복재 또는 치과용 차폐막의 규격에 적합하도록 외과용 메스를 이용하여 1~20 ㎝ 사이의 다양한 크기로 콜라겐 필름을 절단하였다.
자외선 가교를 이용하여 제조한 콜라겐 필름(100)은 적용하고자 하는 부위나 목적에 따라 다양한 모양으로 절단 가능하며, 도 6에 도시된 바와 같이, 유연성이 뛰어나기 때문에 구부러트리거나 접어서 사용 가능함을 확인하였다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 인공 고막 패치의 규격에 적합하도록 BIOPSY PUNCH를 이용하여 직경 8 ㎜, 두께 50~100 ㎛의 크기로 콜라겐 필름을 절단하였다.
절단한 콜라겐 필름은 표면이 매끄럽기 때문에 고막 패치술에 이용하기에 적합한 재료임을 확인하였다.
한편, 본 발명인 콜라겐 필름을 이용한 생체재료는 인공 각막, 인공 렌즈, 약물전달제재, 유착방지막, 인공장기 등에도 이용할 수 있으며, 사용처에 따라 다양한 형태 및 크기로 절단하여 사용하면 되므로, 상기와 같은 별도의 실시예는 생략하도록 한다.
본 발명에 따른 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법은 화학적 물질을 추가로 첨가하거나 동결건조 및 건열처리 등의 공정이 제거된 단순한 공정을 이용함으로써, 산업적으로 적용 가능한 효율적인 콜라겐 필름의 제조방법으로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 콜라겐 필름은 의료용 목적의 창상피복재, 인공 고막 패치, 인공 각막과 렌즈, 치과용 차폐막, 약물전달제재, 유착방지막, 인공장기 등에 이용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 콜라겐을 산성 용액에 용해하여 콜라겐 용액을 제조하는 콜라겐 용액 제조단계;
    상기 콜라겐 용액에 자외선을 조사하여 물리적으로 가교하는 가교단계; 및
    상기 가교된 콜라겐을 자연 건조하는 건조단계;를 포함하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산성 용액에 용해된 콜라겐 용액에서 기포를 제거하는 기포제거단계를 더 포함하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 콜라겐은,
    상기 산성 용액 대비 0.2~3%의 비율로 용해시키는 것을 특징으로 하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 콜라겐은,
    포유류, 조류 및 어류 중 어느 하나로부터 분리된 것을 사용하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 산성 용액은,
    pH 2~5의 산성 용액인 것을 특징으로 하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 산성 용액은,
    인산 또는 염산 수용액인 것을 특징으로 하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 콜라겐 용액 제조단계에서 제조된 콜라겐 용액은 주형에 분주하며, 분주하는 콜라겐 용액의 양은 0.4~1.8 ㎖/㎠인 것을 특징으로 하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 가교단계에서는,
    자외선의 파장이 10~380 ㎛인 것을 특징으로 하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    자외선의 강도가 0.10~0.50 ㎽/㎠인 것을 특징으로 하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    자외선의 조사시간이 12~48시간인 것을 특징으로 하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 건조단계에서는,
    건조온도가 5~30℃인 것을 특징으로 하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    건조시간은 72~168시간인 것을 특징으로 하는 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 기재된 상기 자외선을 이용한 콜라겐 필름의 제조방법을 이용하여 제조된 콜라겐 필름.
  14. 제12항에 기재된 상기 콜라겐 필름을 이용하여 제조된 생체재료.
  15. 제14항에 있어서, 상기 생체재료는,
    창상피복재, 인공 고막 패치, 치과용 차폐막, 인공 각막, 인공 렌즈, 유착방지막, 약물전달제재 및 인공장기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 생체재료.
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