WO2021071001A1 - 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트 - Google Patents

당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트 Download PDF

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    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/78—Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin or cold insoluble globulin [CIG]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/81—Protease inhibitors
    • C07K14/8107—Endopeptidase (E.C. 3.4.21-99) inhibitors
    • C07K14/811—Serine protease (E.C. 3.4.21) inhibitors
    • C07K14/8121—Serpins
    • C07K14/8125—Alpha-1-antitrypsin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K2299/00—Coordinates from 3D structures of peptides, e.g. proteins or enzymes

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a customized skin regeneration sheet for diabetic foot disease patients, and to a customized skin regeneration sheet for diabetic foot disease patients manufactured using the same.
  • diabetic foot disease refers to a foot ulcer caused by the breakdown of skin tissue caused by a skin wound on the foot of a person with diabetes. This is a phenomenon caused by neuropathy or peripheral vascular disease caused by diabetes causing ulcers on the feet of diabetic patients or worsening wound infections. About 20% of diabetic patients always suffer from diabetic footpathy at least once, and about 1 to 3% of them are undergoing surgery to cut a part of the leg.
  • diabetic foot disease is a very important cause of lowering the quality of life of diabetic patients, and a means to treat it is needed.
  • the present specification provides a method of manufacturing a customized skin regeneration sheet for diabetic foot disease patients capable of restoring the skin at a necrotic site of a diabetic foot disease patient to normal skin, and a customized skin regeneration sheet for diabetic foot disease patients manufactured using the same I want to.
  • An exemplary embodiment of the present invention A) extracting autologous adipose tissue; B) removing fibers in autologous adipose tissue using a first filter having a pore diameter of 2 mm to 3 mm; C) The autologous adipose tissue from which the fibers are removed is sequentially passed through a second filter having a pore diameter of 450 ⁇ m to 550 ⁇ m, and a third filter having a pore diameter of 150 ⁇ m to 250 ⁇ m By crushing autologous adipose tissue; D) extracting the pulverized autologous adipose tissue collected in a fourth filter having a pore diameter of 25 ⁇ m to 75 ⁇ m to obtain an adipose tissue extract; E) obtaining 3D data of the skin defect area of the patient using a 3D scanner, and then manufacturing a 3D mold corresponding to the skin defect area using a 3D printer based on the 3D data; F) applying a first liquid
  • Another exemplary embodiment of the present invention provides a skin regeneration sheet customized for diabetic foot disease patients manufactured using the above manufacturing method.
  • the method of manufacturing a skin regeneration sheet tailored for diabetic foot disease patients according to the present invention can expect high cell activity and skin regeneration promoting effect of cell growth factors by rapidly manufacturing a skin regeneration sheet suitable for diabetic foot disease patients. Recovery of the affected area can be implemented.
  • the method of manufacturing a skin regeneration sheet customized for diabetic foot disease patients according to the present invention is to manufacture a skin regeneration sheet having a shape matching the affected part of the diabetic foot disease patient (that is, a shape and a shape matching the depth), more effectively. It is possible to recover the affected area.
  • FIG. 1 shows step by step the process of obtaining an adipose tissue extract according to an example.
  • Figure 2 shows the manufacturing process of the patient-customized 3D mold of the embodiment.
  • FIG. 3 shows a process of applying a patient-customized skin regeneration sheet according to an embodiment to a patient with diabetic foot disease and a result thereof.
  • An exemplary embodiment of the present invention A) extracting autologous adipose tissue
  • H removing the 3D mold; comprising, providing a method of manufacturing a customized skin regeneration sheet for diabetic foot disease patients.
  • the step A) may be to extract autologous adipose tissue of a patient with diabetic foot disease using general liposuction.
  • the autologous adipose tissue in step A) may be obtained by removing the saline solution used in liposuction and blood mixed together from the extract by liposuction.
  • step A) may be to extract autologous adipose tissue by removing blood and physiological saline in the extract obtained using liposuction.
  • the extract obtained using liposuction is left for a predetermined time to filter the blood and physiological saline layer separated from the fat layer to extract autologous adipose tissue.
  • the following adipose tissue extract can be more effectively extracted, and further, the extracted adipose tissue extract can more effectively contain growth factors and active cells suitable for treatment.
  • the step B) may be to remove fibers in the extracted autologous adipose tissue using a first filter having a relatively large pore diameter.
  • the first filter in step B) may be a syringe filter made of stainless steel.
  • the first filter has a stainless steel filter unit having high strength, so that fibers can be effectively separated from the autologous adipose tissue.
  • the step B) after mounting syringes at both ends of the first filter, the autologous adipose tissue extracted by using the piston motion of the syringe is twice or more, specifically 2 to 3 times, the first filter It may be to pass.
  • the fibers in the autologous adipose tissue are firstly filtered, so that the autologous adipose tissue is crushed more effectively and in a short time.
  • the autologous adipose tissue from which the fibers are removed is passed through the second filter to crush the autologous adipose tissue, and the filtrate is passed through the third filter to further crush the autologous adipose tissue.
  • the autologous adipose tissue from which the fibers have been removed is injected into a filter bag and then passed through the filter by applying external pressure, so that the self from which the fibers have been removed. It may be the crushing of adipose tissue.
  • the autologous adipose tissue from which the fibers have been removed using a tool such as a silicone spatula from the outside is second and By sequentially passing through the third filter, the autologous adipose tissue may be crushed.
  • a filter bag is a filter kit in the shape of a closed bag made of a flexible plastic material, and may have an inlet port on one side and an outlet port on the other side, and may have an inner space divided by a filter.
  • An example of the second filter and the third filter in step C) may be used by modifying the filter bag of the Lipocell kit manufactured by Tiss'you.
  • the present invention is not limited thereto, and a filter suitable for the purpose of the present invention may be used.
  • the time for fine pulverizing autologous adipose tissue can be greatly shortened, and the cells in the adipose tissue extract have high cellular activity. Can be maintained.
  • the adipose tissue is pulverized by a physical method, there is an advantage in that a large amount of adipose tissue and active cells and active proteins effective for treatment can be effectively secured.
  • the step C) it is possible to collect the extracellular matrix and growth factors in an optimal active state, and to have physical properties capable of performing (3D) bioprinting.
  • step D) the autologous adipose tissue pulverized through the step C) is filtered through the fourth filter, and the filtered material is discarded to obtain a material collected in the filter.
  • the autologous adipose tissue crushed through step C) is mixed with physiological saline, filtered using the fourth filter to separate and remove the filtered material, and then added to the fourth filter.
  • the material to be collected may be used as a crude fat extract.
  • the material to be filtered and removed may include adipose tissue, blood, physiological saline, etc., which are too finely pulverized to reduce cellular activity, which may interfere with the activity of the final skin regeneration sheet intended in the present invention, and thus must be removed.
  • the step D) may include injecting autologous adipose tissue and physiological saline from which the fibers have been removed into a filter bag, and then removing the material filtered through the fourth filter.
  • the step D) is to inject the autologous adipose tissue from which the fibers are removed and the physiological saline solution into a filter bag, and then apply an appropriate pressure to filter the pulverized autologous adipose tissue through the fourth filter. I can.
  • An example of the fourth filter in step D) may be used by modifying the filter bag of the Lipocell kit manufactured by Tiss'you.
  • the present invention is not limited thereto, and a filter suitable for the purpose of the present invention may be used.
  • the adipose tissue extract prepared according to the present invention may particularly contain a rich amount of growth factors, active cells, and active proteins necessary for skin recovery of diabetic foot disease patients. Furthermore, since the bioprinting composition (for example, the first liquid) using the adipose tissue extract does not clog the nozzle during the bioprinting process, and can be ejected at a constant speed by maintaining an appropriate viscosity, precise bioprinting is required. It is suitable for the manufacture of a skin regeneration sheet.
  • the adipose tissue extract can be extracted with a maximum amount of growth factor active cells and active proteins, etc. within a short time, more effective treatment may be possible.
  • Step E) may use 3D scanner equipment or 3D printing equipment known in the art.
  • the 3D mold can maintain the three-dimensional shape of the affected part (ie, three-dimensional shape such as shape, size, depth, etc.) when the first liquid and the second liquid are applied, and a skin regeneration sheet is manufactured. Can be removed after it has been made.
  • the 3D mold may be formed using a biocompatible polymer commonly used in the art.
  • the 3D mold may be manufactured using PCL. Since the PCL has a low melting point and high flexibility, there is an advantage that it can be easily separated from the skin regeneration sheet to be produced.
  • PCL can make it possible to manufacture an optimal mold suitable for the three-dimensional shape of the affected part, and the skin regeneration sheet manufactured using the same 3D mold as the three-dimensional shape of the affected part can effectively adhere to the affected part to help recovery.
  • a proto-layer may mean a layer to which a biocomposition is applied before curing. Specifically, it may mean a layer applied in a 3D mold and before being cured by a composition containing thrombin.
  • Steps F) and G) may be performed using inkjet bioprinting or 3D bioprinting, respectively.
  • a bioprinting apparatus having two or more nozzles known in the art may be used, and a three-dimensional shape may be created by discharging the first liquid and the second liquid from each nozzle. have.
  • a 3D bioprinter or an inkjet bioprinter is used to achieve a homogeneous distribution of cells and extracellular matrix, and further, cell aggregation in the skin regeneration layer after curing can be prevented.
  • step G) may be completed within 30 seconds to 5 minutes, specifically within 10 seconds to 1 minute.
  • steps B) to G) may be completed within 30 minutes. Specifically, steps B) to G) may be completed within 1 minute to 15 minutes, or 1 minute to 5 minutes after the adipose tissue extraction.
  • the step H) may be to separate the skin regeneration sheet (optionally including an epidermal regeneration layer to be described later) for diabetic foot disease patients including the skin regeneration layer from the 3D mold.
  • the customized skin regeneration sheet for diabetic foot disease patients removed from the 3D mold may be attached to the skin defect site of the diabetic foot disease patient to maximize the skin regeneration effect of the affected area.
  • the first liquid may contain an adipose tissue extract and fibrinogen.
  • the adipose tissue extract may include a stromal vascular fraction derived from adipose tissue and an extracellular matrix derived from adipose tissue.
  • the adipose tissue-derived stromal vascular fraction may include adipose derived stem cells.
  • the adipose tissue-derived stromal vascular fraction may be differentiated from the affected part of a diabetic foot disease patient into skin tissue to aid in the recovery of the affected part together with the adipose tissue-derived extracellular matrix.
  • the adipose-derived extracellular matrix may provide an environment in which cells differentiated into skin tissue in the affected area of a diabetic foot disease patient can be fixed.
  • the first liquid is insulin, insulin-like growth factor (insulin-like growth factor) granulocytes, lymphocytes (lymphocytes), endothelial cells (endothelial cells), mononuclear white blood cells (monocytes) ), macrophages, adipose-derived stem cells, adipocytokines, adiponectin, leptin, IL-6, IL-1 ⁇ , MCP-1 And it may include at least one selected from the group consisting of PAI-1.
  • insulin-like growth factor insulin-like growth factor
  • the first solution may contain a higher amount of insulin than the insulin concentration in the affected part of the diabetic foot disease patient, or may contain an insulin-like growth factor, through which the capillaries of the affected part of the diabetic foot disease patient By compensating for insufficient insulin supply due to blood vessel necrosis, it is possible to effectively recover the affected area.
  • Fibrinogen in the first liquid may react with thrombin in the second liquid to form a fibrin fibrin network, which may serve to sufficiently fix active cells in the skin regeneration layer.
  • the fibrinogen in the first solution may be obtained by diluting 60 IU of fibrinogen to 40% to 60%.
  • the thrombin in the second liquid may be obtained by diluting 500 IU of thrombin to 40% to 60%.
  • the concentration of fibrinogen and thrombin exceeds the above range, the content of fibrin glue in the skin regeneration layer is too high, so that differentiation into skin cells is not effective, and a problem of lowering cell viability may occur.
  • the hardness of the regenerated layer may be too high, and the suitability of the affected area may be deteriorated.
  • the concentration of fibrinogen and thrombin is less than the above range, the hardness of the skin regeneration layer is too low, making handling difficult, and the flowability of the manufactured skin regeneration sheet is too high, which is not effective when applied to the affected area. I can.
  • the concentration of fibrinogen and thrombin is within the above range, the cell viability is maximized, and the hardness and flow of the prepared skin regeneration sheet are appropriate, so that the maximum effect can be realized when applied to the affected area.
  • the distribution of proteins and active cells can be kept uniform to enable effective treatment.
  • the first liquid may further contain aprotinin.
  • the aprotinin is an inhibitor of a proteinase secreted from the pancreas, and is a polypeptide consisting of a total of 58 amino acids. It is mainly extracted from the lungs of cattle, and is known to stop the decomposition of fibrin in the blood, thereby preventing hemostasis.
  • the aprotinin may be included in 900 KIU to 1,100 KIU (kininogen inactivator unit) per 1 ml of the first liquid, specifically 1000 KIU.
  • the second liquid may be obtained by dispersing thrombin in a calcium chloride solution.
  • the second liquid may contain 5 mg to 6.5 mg of calcium chloride.
  • the solvent for the first and second solutions may be water, specifically, physiological saline.
  • fibrinogen in the first liquid and thrombin in the second liquid can be obtained through a commercial fibrin glue kit.
  • the present invention uses a fibrin glue composed of fibrinogen and thrombin as an adhesive, which can secure a higher viscosity than a hyaluronic acid adhesive or a collagen adhesive, so that the skin regeneration layer has excellent adhesion to the affected area, and further provides an appropriate strength. I can keep it.
  • the volume ratio of the adipose tissue extract and fibrinogen in the first liquid may be 3:1 to 5:1.
  • the strength and cell differentiation ability of the produced skin regeneration sheet may be most effectively implemented.
  • the skin regeneration layer may be provided with cells derived from adipose tissue and an activating factor that are pulverized in a fibrin matrix.
  • the skin regeneration layer may include various cells and/or active factors in addition to the adipose tissue-derived extracellular matrix and the adipose tissue-derived matrix vascular fraction.
  • an additional precursor layer by applying an additional first liquid containing adipose tissue extract, fibrinogen, and keratinocyte on the skin regeneration layer, it contains thrombin. It may further comprise the step of curing the skin regeneration layer by applying the additional second liquid on the additional precursor layer.
  • the additional first liquid and additional second liquid may be applied into the 3D mold using the same method as the above-described application method of the first liquid and the second liquid.
  • the additional first solution contains adipose tissue extract, fibrinogen, and keratinocyte, and further includes keratinocyte in the above-described first solution.
  • the additional second liquid may be the same as the second liquid described above.
  • the additional first liquid may be applied on the cured skin regeneration layer to form an additional precursor layer, and an additional second liquid may be applied on the additional precursor layer to cure the skin regeneration layer.
  • the epidermal regeneration layer may include cells derived from adipose tissue and an active factor that have been pulverized in the fibrin matrix, as in the above-described skin regeneration layer, and further include keratinocytes.
  • the epidermal regeneration layer may be included as a part of the skin regeneration sheet tailored to the diabetic foot disease patient, and in particular, it is located at the outermost part of the affected area to more effectively help the epidermal regeneration of the affected area.
  • the skin regeneration layer can effectively help the recovery of the dermal layer of the affected area, and the epidermal regeneration layer is located at the outermost part of the affected area to help restore the epidermal layer of the affected area, so there is an advantage that rapid recovery is possible. .
  • a skin regeneration sheet customized for diabetic foot disease patients manufactured using the above manufacturing method is provided.
  • the skin regeneration sheet customized for diabetic foot disease patients may consist of only the aforementioned skin regeneration layer, or may include both the aforementioned skin regeneration layer and the epidermal regeneration layer.
  • the thickness of the customized skin regeneration sheet for diabetic foot disease patients may be at least 1 mm. Specifically, when the thickness of the skin regeneration sheet customized for diabetic foot disease patients is less than 1 mm, regeneration of skin cells from the dermal layer is not performed, so that recovery of the affected area may be slow, or the surface of the recovered skin may become uneven. . More specifically, the thickness of the customized skin regeneration sheet for diabetic foot disease patients may be 1 mm to 10 mm, or 1 mm to 5 mm.
  • a syringe containing the patient's fat and a new syringe were attached to the two-way inlet of the connector containing a stainless syringe filter (Adnizer, SKT-AN-2400, BSL) with a pore diameter of 2.4 mm, and the fat was removed by the piston motion. Fiber was removed from autologous adipose tissue by passing it through 2 to 3 times.
  • the fat from which the fibers have been removed is injected into a filter bag (Adipose tissue processing device, Tiss'you) equipped with a PET filter having a pore diameter of 500 ⁇ m, and filtered using a silicone spatula. Furthermore, using a filter bag (Adipose tissue processing device, Tiss'you) equipped with a PET filter having a pore diameter of 200 ⁇ m, the fat passed through the 500 ⁇ m filter was filtered out in the same manner.
  • a filter bag Adipose tissue processing device, Tiss'you
  • the fat that has passed through the 200 ⁇ m filter is injected into a filter bag (Adipose tissue processing device, Tiss'you) equipped with a PET filter with a pore diameter of 50 ⁇ m, along with an equal amount of physiological saline, and filters out saline and other foreign substances.
  • a filter bag Adipose tissue processing device, Tiss'you
  • Tiss'you equipped with a PET filter with a pore diameter of 50 ⁇ m
  • FIG. 1 shows step by step the process of obtaining an adipose tissue extract according to an example.
  • FIG. 1A shows a process of removing fibers from autologous adipose tissue using a syringe filter.
  • 1B to C show that the autologous adipose tissue from which fibers are removed is injected into the filter bag, and then the autologous adipose tissue passes through the filter using a silicone spatula.
  • 1D shows the final obtained adipose tissue extract.
  • Fibrinogen (60 IU) and thrombin (500 IU) solutions of the Beriplast kit were diluted 50% with physiological saline, respectively.
  • the fibrinogen solution diluted to 50% and the adipose tissue extract were mixed in a volume ratio of 1:4 to prepare a first solution. And, the thrombin solution diluted to 50% was used as the second solution.
  • the origin was marked on the center of the glass plate to which the 10 cm x 10 cm latex was sterilized by steam sterilization. Then, a dialysis membrane 1 sheet was cut into a square shape with a size larger than the patient's affected area by 1 mm to 2 mm, soaked in physiological saline, and attached to the midpoint of the latex-attached glass plate.
  • the glass plate bed leveling was adjusted by matching the origin of the glass plate to the bed origin of a 3D bioprinter (INVIVO, ROKIT HELTHCARE). Furthermore, in order to produce a PCL 3D mold suitable for the shape and size of the affected area, the shape of the affected area was photographed and converted into a 3D modeling file.
  • the 3D modeling file is input into a 3D bio printer (INVIVO, ROKIT HELTHCARE), and 1 g to 2 g of medical grade PCL (RESOMER C 209, EVONIK, MW 45,000) is transferred to the Air After putting it in the -dispenser, the 3D mold was output under the conditions of a temperature of 80°C to 100°C and a pressure of 600 kPa to 800 kPa.
  • FIG. 2 shows the manufacturing process of the patient-customized 3D mold of the embodiment. Specifically, FIG. 2A shows that a dialysis membrane is attached to a glass plate to which latex is attached. FIG. 2B shows the affected part of a patient with diabetic foot disease, and FIG. 2C shows the result of 3D modeling the affected part of the patient. Furthermore, D of FIG. 2 shows the final manufactured 3D mold customized for the patient.
  • a nozzle size of 0.5 mm, a printing speed of 10 mm/s, an extrusion volume of 300%, a filling of 50%, and an outer wall thickness of 0.5 mm were installed in Dispenser 1, and the first liquid was mounted, a nozzle size of 0.5 mm, a printing speed of 10 mm/s, After the second liquid was mounted on Dispenser 2, which was set at 500% of the extrusion amount and 70% of filling, the first liquid was output into the 3D mold, and the second liquid was immediately output and cured. Furthermore, the 3D mold was removed to obtain a patient-customized skin regeneration sheet.
  • thrombin was sufficiently sprayed onto the affected area adhesive surface using a spray attached to a syringe. Then, the prepared patient-customized skin regeneration sheet was attached to the affected area, and after wet dressing treatment was performed, the affected area and the surrounding area were protected by using a sponge foam around the affected area. Then, the dressing of the affected area was changed at intervals of one week and the progress was observed.
  • FIG. 3 shows a process of applying a patient-customized skin regeneration sheet according to an embodiment to a patient with diabetic foot disease and a result thereof.
  • FIG. 3A shows the affected part of a patient with diabetic foot disease
  • FIG. 3B shows the prepared skin regeneration sheet attached to the affected part.
  • C of FIG. 3 shows the affected area 2 weeks after the procedure.
  • the patient-customized skin regeneration sheet according to the present invention is applied to the affected area of a patient with diabetic foot disease, it was confirmed that the lost area was recovered within a short time.
  • C of FIG. 3 it was confirmed that, despite the treatment period of only 2 weeks after the procedure, the defective area was recovered by 100% and filled with skin tissue.

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Abstract

본 명세서는 A) 자가 지방 조직을 추출하는 단계; B) 2 ㎜ 내지 3 ㎜의 공경(pore) 직경을 가지는 제1 필터를 이용하여, 자가 지방 조직 내의 섬유질을 제거하는 단계; C) 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직을, 450 ㎛ 내지 550 ㎛의 공경(pore) 직경을 가지는 제2 필터, 및 150 ㎛ 내지 250 ㎛ 의 공경(pore) 직경을 가지는 제3 필터에 순차적으로 통과시켜, 자가 지방 조직을 분쇄하는 단계; D) 25 ㎛ 내지 75 ㎛ 의 공경(pore) 직경을 가지는 제4 필터에 포집되는 상기 분쇄된 자가 지방 조직을 추출하여, 지방 조직 추출물을 수득하는 단계; E) 3D 스캐너를 이용하여 환자의 피부 결손 영역의 3차원 데이터를 수득한 후, 이를 기초로 3D 프린터를 이용하여, 피부 결손 영역에 대응하는 3D 몰드를 제조하는 단계; F) 상기 지방 조직 추출물과 피브리노겐을 포함하는 제1 액을 상기 3D 몰드 내에 도포하여, 전구층(proto-layer)을 형성하는 단계; G) 트롬빈을 포함하는 제2 액을 상기 전구층 상에 도포하여, 피부 재생층으로 경화시키는 단계; 및 H) 상기 3D 몰드를 제거하는 단계;를 포함하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트에 관한 것이다.

Description

당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트
본 발명은 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트에 관한 것이다.
당뇨병성 족부병증이란 특히, 당뇨병을 가진 사람의 발의 피부 창상에 의한 피부 조직이 헐어서 생기는 발 궤양을 의미한다. 이는 당뇨병으로 인한 신경병증이나 말초혈관질환이 당뇨병 환자의 발에 궤양을 일으키거나 상처 감염이 악화되어 일어나는 현상이다. 당뇨병을 가진 환자의 약 20 %가 반드시 한 번 이상은 당뇨병성 족부병증을 앓게 되며, 그 중 1~3% 정도의 환자가 다리 일부를 절단하는 수술을 받고 있다.
또한, 외상으로 인한 경우를 제외한, 다리 일부를 절단하게 되는 원인 중 절반 이상이 당뇨병성 족부병증으로 알려져 있다. 이처럼 당뇨병성 족부병증은 당뇨병 환자의 삶의 질을 저하시키는 매우 중요한 원인으로서, 이를 치료하기 위한 수단이 필요하다. 특히, 당뇨병성 족부병증에 의하여 괴사되는 영역의 피부 조직을 회복시켜 정상적인 생활이 가능하도록 하기 위한 연구가 필요한 실정이다.
본 명세서는 당뇨병성 족부병증 환자의 괴사 부위의 피부를 정상 피부로 회복시킬 수 있는 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시상태는, A) 자가 지방 조직을 추출하는 단계; B) 2 ㎜ 내지 3 ㎜의 공경(pore) 직경을 가지는 제1 필터를 이용하여, 자가 지방 조직 내의 섬유질을 제거하는 단계; C) 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직을, 450 ㎛ 내지 550 ㎛의 공경(pore) 직경을 가지는 제2 필터, 및 150 ㎛ 내지 250 ㎛ 의 공경(pore) 직경을 가지는 제3 필터에 순차적으로 통과시켜, 자가 지방 조직을 분쇄하는 단계; D) 25 ㎛ 내지 75 ㎛ 의 공경(pore) 직경을 가지는 제4 필터에 포집되는 상기 분쇄된 자가 지방 조직을 추출하여, 지방 조직 추출물을 수득하는 단계; E) 3D 스캐너를 이용하여 환자의 피부 결손 영역의 3차원 데이터를 수득한 후, 이를 기초로 3D 프린터를 이용하여, 피부 결손 영역에 대응하는 3D 몰드를 제조하는 단계; F) 상기 지방 조직 추출물과 피브리노겐을 포함하는 제1 액을 상기 3D 몰드 내에 도포하여, 전구층(proto-layer)을 형성하는 단계; G) 트롬빈을 포함하는 제2 액을 상기 전구층 상에 도포하여, 피부 재생층으로 경화시키는 단계; 및 H) 상기 3D 몰드를 제거하는 단계;를 포함하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시상태는, 상기 제조방법을 이용하여 제조된 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트를 제공한다.
본 발명에 따른 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법은 당뇨병성 족부병증 환자에 적합한 피부 재생 시트를 신속하게 제조함으로써 높은 세포 활성 및 세포 성장인자의 피부 재생 촉진 효과를 기대할 수 있어, 효과적으로 환부의 회복을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법은 당뇨병성 족부병증 환자의 환부와 일치하는 형상(즉, 모양 및 깊이가 일치하는 형상)의 피부 재생 시트를 제조하게 되어, 보다 효과적으로 환부의 회복이 가능하다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구 범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 이해될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 지방 조직 추출물의 수득 과정을 단계적으로 나타낸 것이다.
도 2는 실시예의 환자 맞춤형 3D 몰드의 제조 과정을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예에 따른 환자 맞춤형 피부 재생 시트를 당뇨병성 족부병증 환자에 적용한 과정 및 이에 따른 결과를 나타낸 것이다.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는, A) 자가 지방 조직을 추출하는 단계;
B) 2 ㎜ 내지 3 ㎜의 공경(pore) 직경을 가지는 제1 필터를 이용하여, 자가 지방 조직 내의 섬유질을 제거하는 단계;
C) 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직을, 450 ㎛ 내지 550 ㎛의 공경(pore) 직경을 가지는 제2 필터, 및 150 ㎛ 내지 250 ㎛ 의 공경(pore) 직경을 가지는 제3 필터에 순차적으로 통과시켜, 자가 지방 조직을 분쇄하는 단계;
D) 25 ㎛ 내지 75 ㎛ 의 공경(pore) 직경을 가지는 제4 필터에 포집되는 상기 분쇄된 자가 지방 조직을 추출하여, 지방 조직 추출물을 수득하는 단계;
E) 3D 스캐너를 이용하여 환자의 피부 결손 영역의 3차원 데이터를 수득한 후, 이를 기초로 3D 프린터를 이용하여, 피부 결손 영역에 대응하는 3D 몰드를 제조하는 단계;
F) 상기 지방 조직 추출물과 피브리노겐을 포함하는 제1 액을 상기 3D 몰드 내에 도포하여, 전구층(proto-layer)을 형성하는 단계;
G) 트롬빈을 포함하는 제2 액을 상기 전구층 상에 도포하여, 피부 재생층으로 경화시키는 단계; 및
H) 상기 3D 몰드를 제거하는 단계;를 포함하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법을 제공한다.
이하, 상기 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법의 각 단계에 대하여 상세히 설명한다.
A) 단계: 자가 지방 조직을 추출하는 단계
상기 A) 단계는 일반적인 지방 흡입술을 이용하여, 당뇨병성 족부병증 환자의 자가 지방 조직을 추출하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 A) 단계의 자가 지방 조직은 지방 흡입술에 의한 추출물에서 지방 흡입술에 사용된 식염수 및 함께 섞여 나오는 피를 제거한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 A) 단계는 지방 흡입술을 이용하여 수득되는 추출물 내의 피 및 생리 식염수를 제거하여, 자가 지방 조직을 추출하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 A) 단계는 지방 흡입술을 이용하여 수득되는 추출물을 소정의 시간 동안 방치하여 지방층과 분리되는 피 및 생리 식염수 층을 걸러내어 자가 지방 조직을 추출할 수 있다. 이와 같이, 피 및 생리 식염수를 제거하는 경우, 보다 효과적으로 하기의 지방 조직 추출물을 추출할 수 있으며, 나아가 추출된 지방 조직 추출물은 치료에 적합한 성장 인자 및 활성 세포를 보다 효과적으로 포함할 수 있다.
B) 단계: 자가 지방 조직 내의 섬유질을 제거하는 단계
상기 B) 단계는 공경의 직경이 상대적으로 큰 제1 필터를 이용하여, 추출된 자가 지방 조직 내의 섬유질을 제거하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 B) 단계에서의 상기 제1 필터는 스테인레스 재질의 시린지 필터일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 필터는 강도 높은 스테일레스 재질의 필터부를 가지고 있어, 상기 자가 지방 조직으로부터 섬유질을 효과적으로 분리시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 B) 단계는 상기 제1 필터의 양 단에 주사기를 장착한 후, 주사기의 피스톤 운동을 이용하여 추출된 자가 지방 조직을 2회 이상, 구체적으로 2 내지 3회 상기 제1 필터를 통과시키는 것일 수 있다. 상기 B) 단계의 경우, 1차적으로 자가 지방 조직 내의 섬유질을 걸러내어, 보다 효과적이며 빠른 시간 내에 자가 지방 조직의 분쇄가 이루어지도록 할 수 있다.
C) 단계: 자가 지방 조직을 분쇄하는 단계
상기 C) 단계는 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직을 상기 제2 필터에 통과시켜 자가 지방 조직을 분쇄시키고, 이의 여과물을 상기 제3 필터에 통과시켜 추가적으로 자가 지방 조직을 분쇄하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 C) 단계는 필터 백(filter bag)에 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직을 주입한 후, 이를 외부 압력을 가하여 필터에 통과시켜, 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직을 분쇄하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 C) 단계는 필터 백(filter bag)에 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직을 주입한 후, 외부에서 실리콘 주걱 등과 같은 도구를 이용하여 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직이 제2 및 제3 필터를 순차적으로 통과하도록 하여, 자가 지방 조직이 분쇄되도록 하는 것일 수 있다.
본 명세서에서, 필터 백(filter bag)은 유연한 플라스틱 소재의 밀폐된 주머니 형상의 필터 키트로서, 일측에 주입구가 구비되고 타측에 배출구가 구비되며, 필터로 내부 공간이 분획된 형태일 수 있다.
상기 C) 단계에서의 제2 필터 및 제3 필터의 일 예는 Tiss'you사의 Lipocell 키트의 필터 백을 변형하여 사용할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적에 맞는 필터를 이용할 수 있다.
상기 C) 단계에서와 같이 점차적으로 공경 직경이 작은 필터를 이용하여 자가 지방 조직을 분쇄하는 경우, 자가 지방 조직을 미분쇄하기 위한 시간을 크게 단축할 수 있으며, 지방 조직 추출물 내의 세포들이 높은 세포 활성을 유지할 수 있다. 구체적으로, 상기 C) 단계를 이용하는 경우, 물리적인 방법으로 지방 조직을 미분쇄함에도 불구하고, 효과적으로 치료에 효과적인 지방 조직 및 활성 세포 및 활성 단백질을 다량 확보할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 상기 C) 단계를 이용하는 경우, 세포외기질 및 성장인자를 최적의 활성 상태로 수집 가능하며, 또한 (3D) 바이오 프린팅을 수행할 수 있는 물성을 갖도록 할 수 있다.
D) 지방 조직 추출물을 수득하는 단계
상기 D) 단계는 상기 C) 단계를 통하여 분쇄된 자가 지방 조직을 상기 제4 필터로 여과한 후, 여과된 물질을 버리고 필터에 포집되는 물질을 수득하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 D) 단계는 C) 단계를 통하여 분쇄된 자가 지방 조직을 생리 식염수와 혼합한 후, 상기 제4 필터를 이용하여 여과하여, 여과되는 물질을 분리하여 제거한 후, 상기 제4 필터에 포집되는 물질을 지방 조질 추출물로서 이용하는 것일 수 있다. 상기 여과되어 제거되는 물질은 지나치게 미분쇄되어 세포 활성이 떨어지는 지방 조직, 피, 생리 식염수 등을 포함할 수 있으며, 이는 본 발명에서 의도하는 최종 피부 재생 시트의 활성을 방해할 수 있으므로 제거되어야 한다.
상기 D) 단계는 필터 백(filter bag)에 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직 및 생리 식염수를 주입한 후, 상기 제4 필터에 여과되는 물질을 제거하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 D) 단계는 필터 백(filter bag)에 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직 및 생리 식염수를 주입한 후, 적절한 압력을 가하여 상기 분쇄된 자가 지방 조직을 상기 제4 필터에 여과시키는 것일 수 있다.
상기 D) 단계에서의 제4 필터의 일 예는 Tiss'you사의 Lipocell 키트의 필터백을 변형하여 사용할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적에 맞는 필터를 이용할 수 있다.
본 발명에 따라 제조되는 상기 지방 조직 추출물은 특히 당뇨병성 족부병증 환자의 피부 회복에 필요한 성장인자(growth factor), 활성 세포 및 활성 단백질 등을 풍부하게 함유할 수 있다. 나아가, 상기 지방 조직 추출물을 이용한 바이오 프린팅 조성물(예를 들어, 제1 액)은 바이오 프린팅 과정에서 노즐이 막히지 않고, 나아가 적절한 점도를 유지하여 일정한 속도로 분출될 수 있으므로, 정밀한 바이오 프린팅이 요구되는 피부 재생 시트의 제조에 적합하다.
또한, 상기 지방 조직 추출물은 빠른 시간 내에 성장 인자 활성 세포 및 활성 단백질 등을 최대로 함유하며 추출될 수 있으므로, 보다 효과적인 치료를 가능하게 할 수 있다.
E) 단계: 피부 결손 영역에 대응하는 3D 몰드를 제조하는 단계
상기 E) 단계는 당업계에서 알려진 3D 스캐너 장비 또는 3D 프린트 장비를 이용할 수 있다. 나아가, 상기 3D 몰드는 상기 제1 액 및 제2 액의 도포 시 환부의 입체적 형태(즉, 모양, 크기, 깊이 등의 3차원적 형태)를 유지시킬 수 있도록 할 수 있으며, 피부 재생 시트가 제조된 후 제거될 수 있다. 상기 3D 몰드는 당 업계에서 일반적으로 사용되는 생체 적합성 고분자를 이용하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 3D 몰드는 PCL을 이용하여 제조될 수 있다. 상기 PCL은 낮은 용융점을 가지며 높은 유연성을 가지므로, 제조되는 피부 재생 시트와 쉽게 분리시킬 수 있는 장점이 있다. 나아가, PCL은 환부의 입체적 형상에 부합하는 최적의 몰드를 제작할 수 있게 할 수 있으며, 환부의 입체적 형상과 동일한 3D 몰드를 이용하여 제조된 피부 재생 시트는 효과적으로 환부에 밀착되어 회복을 도울 수 있다.
F) 단계: 전구층(proto-layer)을 형성하는 단계
G) 단계: 피부 재생층으로 경화시키는 단계
본 명세서에서 전구층(proto-layer)이란 경화되기 전의 바이오 조성물이 도포된 층을 의미할 수 있다. 구체적으로, 3D 몰드 내에 도포되고, 트롬빈을 포함하는 조성물에 의하여 경화되기 전의 층을 의미할 수 있다.
상기 F) 단계 및 G) 단계는 각각 잉크젯 바이오 프린팅 또는 3D 바이오 프린팅을 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 F) 단계 및 G) 단계는 당업계에서 알려진 2 이상의 노즐을 가지는 바이오 프린팅 장치를 이용할 수 있으며, 각각의 노즐에서 상기 제1 액 및 제2 액을 각각 토출하여 입체 형상을 만들 수 있다. 나아가, 상기 전구층의 형성 시 3D 바이오 프린터 또는 잉크젯 바이오 프린터를 이용하여, 세포 및 세포외기질의 균질한 분포를 가지도록 하고, 나아가 경화 후의 피부재생층 내의 세포 뭉침 현상 등을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 G) 단계는 30초 내지 5분 이내, 구체적으로 10초 내지 1분 이내에 경화가 완료될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 B) 단계 내지 G) 단계는 30분 이내에 완료될 수 있다. 구체적으로, 상기 B) 단계 내지 G) 단계는 지방 조직 추출 이후, 1분 내지 15분, 또는 1분 내지 5분 이내에 완료될 수 있다.
상기 제조방법을 이용하는 경우, 자가 지방 조직을 추출한 후, 환자 맞춤형 피부 재생 시트를 매우 신속하게 제조할 수 있게 되어 환자 맞춤형 피부 재생 시트 내의 세포 및 세포외기질 등의 활성을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.
H) 단계: 3D 몰드를 제거하는 단계
상기 H) 단계는 피부 재생층을 포함하는 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트(선택적으로 후술하는 표피 재생층을 포함)를 3D 몰드로부터 분리시키는 것일 수 있다. 상기 3D 몰드로부터 제거된 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트는 당뇨병성 족부병증 환자의 피부 결손 부위에 부착되어 환부의 피부 재생 효과를 극대화시킬 수 있다.
제1 액 및 제2 액
상기 제1 액은 지방 조직 추출물과 피브리노겐을 포함할 수 있다. 상기 지방 조직 추출물은 지방 조직 유래 기질혈관분획 및 지방 조직 유래 세포외기질을 포함할 수 있다. 상기 지방 조직 유래 기질혈관분획은 지방조직 유래 줄기세포(adipose derived stem cells)를 포함할 수 있다. 상기 지방 조직 유래 기질혈관분획은 당뇨병성 족부병증 환자의 환부에서 피부 조직으로 분화되어 상기 지방 조직 유래 세포외기질과 함께 환부의 회복을 도울 수 있다. 상기 지방 조질 유래 세포외기질은 당뇨병성 족부병증 환자의 환부에서서 피부 조직으로 분화되는 세포가 고정될 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 액은 인슐린, 인슐린 유사 성장인자(insulin-like growth factor) 과립성백혈구(granulocytes), 림프구(lymphocytes), 내피세포(endothelial cells), 단핵백혈구(monocytes), 대식세포(macrophages), 지방조직 유래 줄기세포(adipose-derived stem cells), 아디포사이토카인(adipocytokines), 아디포넥틴(adiponectin), 렙틴(leptin), IL-6, IL-1β, MCP-1 및 PAI-1으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 액은 당뇨병성 족부병증 환자의 환부에서의 인슐린 농도보다 높은 함량의 인슐린을 포함하거나, 인슐린 유사 성장인자를 포함할 수 있으며, 이를 통하여, 당뇨병성 족부병증 환자의 환부의 모세혈관의 괴사로 인한 인슐린 공급의 부족을 보완하여 환부의 회복이 효과적으로 이루어지게 할 수 있다.
상기 제1 액 내의 피브리노겐은 상기 제2 액 내의 트롬빈과 반응하여 피브린 피브린 네트워크를 형성할 수 있으며, 이는 상기 피부 재생층 내의 활성 세포들이 충분히 고정되도록 하는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 액 내의 피브리노겐은 60 IU의 피브리노겐을 40 % 내지 60 %로 희석한 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 액 내의 트롬빈은 500 IU의 트롬빈을 40 % 내지 60 %로 희석한 것일 수 있다.
상기 피브리노겐 및 트롬빈의 농도가 상기 범위를 초과하면, 상기 피부 재생층 내의 피브린 글루의 함량이 지나치게 높게 되어 피부 세포로의 분화가 효과적이지 않고, 세포 생존율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있으며, 나아가 상기 피부 재생층의 경도가 지나치게 높게 되어 환부 적합성이 저하될 수 있다. 나아가, 상기 피브리노겐 및 트롬빈의 농도가 상기 범위 미만인 경우, 상기 피부 재생층의 경도가 지나치게 낮아져 핸들링이 곤란하고, 제조된 피부 재생 시트의 흐름성이 지나치게 높아 환부에의 적용 시 효과적이지 않은 문제가 발생할 수 있다. 즉, 상기 피브리노겐 및 트롬빈의 농도가 상기 범위 내인 경우, 세포 생존율을 최대화시키며, 제조된 피부 재생 시트의 경도 및 흐름성이 적절하여 환부에 적용시 최대의 효과를 구현할 수 있고, 나아가 피부 재생 시트 내의 단백질 및 활성 세포의 분포가 균일하게 유지되어 효과적인 치료가 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 액은 아프로티닌을 더 포함할 수 있다. 상기 아프로티닌(aprotinin)은 췌장에서 분비되는 프로틴분해효소의 억제제로서, 총 58 개의 아미노산으로 이루어진 폴리펩티드이다. 주로 소의 폐에서 추출되며 혈액 속에서는 피브린의 분해를 저지하여, 지혈작용을 하는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 아프로티닌은 1 ㎖의 제1 액 당 900 KIU 내지 1,100 KIU(kininogen Inactivator Unit), 구체적으로 1000 KIU로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 액은 염화칼슘 용액 내에 트롬빈이 분산된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 액은 5 ㎎ 내지 6.5 ㎎의 염화칼슘을 포함할 수 있다.
상기 제1 액 및 제2 액의 용매는 물, 구체적으로는 생리식염수일 수 있다. 또한, 상기 제1 액 내의 피브리노겐과 상기 제2 액 내의 트롬빈은 상용의 피브린 글루 키트를 통하여 입수할 수 있다.
본 발명은 피브리노겐 및 트롬빈으로 구성되는 피브린 글루를 접착제로 사용하며, 이는 히알루론산 접착제 또는 콜라겐 접착제보다 높은 점성을 확보할 수 있으므로, 상기 피부 재생층은 환부와의 우수한 접착력을 가지고, 나아가 적절한 강도를 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 액 내의 지방 조직 추출물과 피브리노겐의 부피비는 3:1 내지 5:1일 수 있다. 상기 제1 액 내의 지방 조직 추출물과 피브리노겐의 부피비가 상기 범위 내인 경우, 제조되는 피부 재생 시트의 강도 및 세포 분화능이 가장 효과적으로 구현될 수 있다.
피부 재생층
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 피부 재생층은 피브린 매트릭스 내에 미분쇄된 지방 조직 유래 세포 및 활성 인자가 구비된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 피부 재생층은 지방 조직 유래 세포외기질, 지방 조직 유래 기질혈관분획 외에 다양한 세포 및/또는 활성 인자를 포함할 수 있다.
표피 재생층
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 지방 조직 추출물, 피브리노겐 및 케라티노사이트(keratinocyte)를 포함하는 추가의 제1 액을 상기 피부 재생층 상에 도포하여 추가의 전구층을 형성한 후, 트롬빈을 포함하는 추가의 제2 액을 상기 추가의 전구층 상에 도포하여 표피 재생층으로 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 추가의 제1 액 및 추가의 제2 액은 전술한 제1 액 및 제2 액의 도포 방법과 동일한 방법을 이용하여 상기 3D 몰드 내에 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 추가의 제1 액은 지방 조직 추출물, 피브리노겐 및 케라티노사이트(keratinocyte)를 포함하는 것으로서, 전술한 제1 액에 케라티노사이트(keratinocyte)를 더 포함하는 것일 수 있다. 나아가, 상기 추가의 제2 액은 전술한 제2 액과 동일한 것일 수 있다.
상기 추가의 제1 액은 경화된 상기 피부재생층 상에 도포되어 추가의 전구층을 형성하고, 추가의 제2 액이 상기 추가의 전구층 상에 도포되어 피부 재생층으로 경화될 수 있다.
즉, 상기 표피 재생층은 전술한 피부 재생층과 마찬가지로 피브린 매트릭스 내에 미분쇄된 지방 조직 유래 세포 및 활성 인자를 구비하고, 이에 더하여 케라티노사이트(keratinocyte)가 더 구비된 것일 수 있다.
상기 표피 재생층은 상기 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 일부로서 포함될 수 있으며, 특히 환부의 최외각에 위치하여 환부의 표피 재생을 보다 효과적으로 도울 수 있다. 구체적으로, 상기 피부 재생층은 효과적으로 환부의 진피층의 회복을 도울 수 있으며, 상기 표피 재생층은 환부의 최외각에 위치되어, 상기 환부의 표피층의 회복을 도울 수 있으므로, 빠른 회복이 가능한 장점이 있다.
당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트
본 발명의 또 다른 실시상태에 따르면, 상기 제조방법을 이용하여 제조된 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트를 제공한다. 상기 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트는 전술한 피부 재생층만으로 이루어질 수도 있으며, 또는 전술한 피부 재생층과 표피 재생층을 모두 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 두께는 적어도 1 ㎜일 수 있다. 구체적으로, 상기 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 두께가 1 ㎜ 미만인 경우, 진피층으로부터 피부 세포의 재생이 이루어지지 않게 되어 환부의 회복이 더디게 되거나, 회복되는 피부의 표면이 불균일하게 될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 두께는 1 ㎜ 내지 10 ㎜, 또는 1 ㎜ 내지 5 ㎜일 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[실시예]
(1) 지방 조직 추출물의 수득
당뇨병성 족부병증 환자를 마취한 후, 지방 흡입술을 이용하여 당뇨병성 족부병증 환자의 복부에서 70 ㎖ 내지 150 ㎖의 흡입물을 추출하고, 약 5분 동안 방치한 후 지방 조직과 함께 섞여 나온 식염수 및 피를 가라앉혀 침전물을 제거하여 자가 지방 조직을 수득하였다.
그리고 나서, 환자의 지방이 담긴 주사기와 새 주사기를 공경이 2.4 ㎜인 스테인레스 시린지 필터(Adnizer, SKT-AN-2400, BSL)가 포함된 커넥터의 양방향 주입구에 장착하고, 피스톤 운동으로 지방이 필터를 2~3회 통과하도록 하여 자가 지방 조직으로부터 섬유질을 제거하였다.
그리고 나서, 섬유질이 제거된 지방을 공경 직경이 500 ㎛인 PET 필터가 구비된 Filter bag(Adipose tissue processing device, Tiss'you)에 주입하고 실리콘 주걱을 이용해 거른다. 나아가, 공경 직경이 200 ㎛인 PET 필터가 구비된 Filter bag(Adipose tissue processing device, Tiss'you)을 이용하여, 500 ㎛ 필터를 통과한 지방을 같은 방법으로 걸러내었다. 나아가, 200 ㎛ 필터를 통과한 지방을 공경 직경이 50 ㎛인 PET 필터가 구비된 Filter bag(Adipose tissue processing device, Tiss'you)에 동량의 생리 식염수와 함께 주입하고, 생리 식염수와 기타 이물질을 걸러내어 지방 조직 추출물의 수득하였다.
도 1은 실시예에 따른 지방 조직 추출물의 수득 과정을 단계적으로 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 1의 A는 시린지 필터를 이용하여 자가 지방 조직으로부터 섬유질을 제거하는 과정을 나타낸 것이다. 도 1의 B 내지 C는 Filter bag에 섬유질이 제거된 자가 지방 조직을 주입한 후, 실리콘 주걱을 이용하여 자가 지방 조직이 필터를 통과하도록 하는 것을 나타낸 것이다. 도 1의 D는 최종 수득된 지방 조직 추출물을 나타낸 것이다.
(2) 제1 액 및 제2 액의 제조
Beriplast 키트(Beriplast P Combi-Set, CSL Behring L.L.C.)의 피브리노겐(60 IU) 용액과 트롬빈(500 IU) 용액을 각각 생리 식염수로 50 % 희석하였다.
50 %로 희석된 피브리노겐 용액과 상기 지방 조직 추출물을 1:4의 부피비로 혼합하여 제1 액을 제조하였다. 그리고, 상기 50 %로 희석된 트롬빈 용액을 제2 액으로 사용하였다.
(3) 환자 맞춤형 3D 몰드의 제조
증기 멸균하여 소독한 10 ㎝ × 10 ㎝ 라텍스가 부착된 유리판의 중앙에 원점을 표시하였다. 그리고, 환자의 환부보다 1 ㎜ 내지 2 ㎜ 큰 크기로 투석막(Dialysis membrane) 1 장을 사각형 모양으로 자른 뒤 생리 식염수에 적셔 라텍스가 부착된 유리판 중점에 부착하였다. 유리판의 원점을 3D 바이오 프린터기(INVIVO, ROKIT HELTHCARE) 베드 원점에 맞추어 유리판 베드 레벨링을 맞추었다. 나아가, 환부의 모양과 크기에 맞는 PCL 3D 몰드를 제작하기 위해 환부 모양을 사진 촬영하고 3D 모델링 파일로 변환하였다. 그리고 나서, 3D 모델링 파일을 3D 바이오 프린터기(INVIVO, ROKIT HELTHCARE)에 입력하고, Medical grade PCL(RESOMER C 209, EVONIK, MW 45,000) 1 g 내지 2 g을 3D 바이오 프린터기(INVIVO, ROKIT HELTHCARE)의 Air-dispenser에 넣은 후, 80 ℃ 내지 100 ℃의 온도 및 600 kPa 내지 800 kPa의 압력 조건으로 3D 몰드를 출력하였다.
도 2는 실시예의 환자 맞춤형 3D 몰드의 제조 과정을 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 2의 A는 라텍스가 부착된 유리판에 투석막을 부착한 것을 나타낸 것이다. 도 2의 B는 당뇨병성 족부병증 환자의 환부를 나타낸 것이며, 도 2의 C는 환자의 환부를 3D 모델링한 결과이다. 나아가, 도 2의 D는 최종 제조된 환자 맞춤형 3D 몰드를 나타낸 것이다.
(4) 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조
3D 바이오 프린터기(INVIVO, ROKIT HELTHCARE) 베드 원점에 맞게 출력된 3D 몰드를 3D 바이오 프린터기(INVIVO, ROKIT HELTHCARE)에 장착하였다. 그리고,
노즐 사이즈 0.5 ㎜, 프린팅 속도 10 ㎜/s, 압출량 300 %, 채우기 50 %, 외벽 두께 0.5 ㎜로 설정된 Dispenser 1에 상기 제1 액을 장착하고, 노즐 사이즈 0.5 ㎜, 프린팅 속도 10 ㎜/s, 압출량 500 % 및 채우기 70 %으로 설정된 Dispenser 2에 상기 제2 액을 장착한 후, 상기 3D 몰드 내에 상기 제1 액을 출력하고 곧바로 상기 제2 액을 출력하여 경화시켰다. 나아가, 상기 3D 몰드를 제거하여 환자 맞춤형 피부 재생 시트를 수득하였다.
(5) 당뇨병성 족부병증 환자에 적용
당뇨병성 족부병증 환자의 환부를 깨끗하게 한 뒤 주사기에 장착된 스프레이를 이용하여 환부 접착면에 트롬빈을 충분히 분사하였다. 그리고 상기 제조된 환자 맞춤형 피부 재생 시트를 환부에 부착하고, 습윤 드레싱 처리를 한 후 환부 주변에 스펀지폼을 이용하여 환부 및 주위를 보호하였다. 그리고, 일주일 간격으로 환부의 드레싱을 교체하며 경과를 관찰하였다.
도 3은 실시예에 따른 환자 맞춤형 피부 재생 시트를 당뇨병성 족부병증 환자에 적용한 과정 및 이에 따른 결과를 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 3의 A는 당뇨병성 족부병증 환자의 환부를 나타낸 것이고, 도 3의 B는 제조된 피부 재생 시트를 환부에 부착한 것을 나타낸 것이다. 나아가, 도 3의 C는 시술 후 2주차의 환부를 나타낸 것이다. 도 3에 따르면, 본 발명에 따른 환자 맞춤형 피부 재생 시트를 당뇨병성 족부병증 환자의 환부에 적용하는 경우, 빠른 시간 내에 손실된 영역이 회복되는 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 도 3의 C를 참고하면, 시술 후 2주차에 불과한 치료 기간임에도 불구하고, 결손 부위가 100 % 회복되어 피부 조직으로 메꿔진 것을 확인할 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. A) 자가 지방 조직을 추출하는 단계;
    B) 2 ㎜ 내지 3 ㎜의 공경(pore) 직경을 가지는 제1 필터를 이용하여, 자가 지방 조직 내의 섬유질을 제거하는 단계;
    C) 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직을, 450 ㎛ 내지 550 ㎛의 공경(pore) 직경을 가지는 제2 필터, 및 150 ㎛ 내지 250 ㎛ 의 공경(pore) 직경을 가지는 제3 필터에 순차적으로 통과시켜, 자가 지방 조직을 분쇄하는 단계;
    D) 25 ㎛ 내지 75 ㎛ 의 공경(pore) 직경을 가지는 제4 필터에 포집되는 상기 분쇄된 자가 지방 조직을 추출하여, 지방 조직 추출물을 수득하는 단계;
    E) 3D 스캐너를 이용하여 환자의 피부 결손 영역의 3차원 데이터를 수득한 후, 이를 기초로 3D 프린터를 이용하여, 피부 결손 영역에 대응하는 3D 몰드를 제조하는 단계;
    F) 상기 지방 조직 추출물과 피브리노겐을 포함하는 제1 액을 상기 3D 몰드 내에 도포하여, 전구층(proto-layer)을 형성하는 단계;
    G) 트롬빈을 포함하는 제2 액을 상기 전구층 상에 도포하여, 피부 재생층으로 경화시키는 단계; 및
    H) 상기 3D 몰드를 제거하는 단계;를 포함하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 B) 단계 내지 G) 단계는 30분 이내에 완료되는 것을 특징으로 하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 필터는 스테인레스 재질의 시린지 필터인 것을 특징으로 하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 C) 단계는 필터 백(filter bag)에 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직을 주입한 후, 이를 외부 압력을 가하여 필터에 통과시켜, 상기 섬유질이 제거된 자가 지방 조직을 분쇄하는 것인, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 액 내의 피브리노겐은 60 IU의 피브리노겐을 40 % 내지 60 %로 희석한 것을 특징으로 하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 액 내의 트롬빈은 500 IU의 트롬빈을 40 % 내지 60 %로 희석한 것을 특징으로 하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 액 내의 지방 조직 추출물과 피브리노겐의 부피비는 3:1 내지 5:1인 것을 특징으로 하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 액은 인슐린, 인슐린 유사 성장인자(insulin-like growth factor) 과립성백혈구(granulocytes), 림프구(lymphocytes), 내피세포(endothelial cells), 단핵백혈구(monocytes), 대식세포(macrophages), 지방조직 유래 줄기세포(adipose-derived stem cells), 아디포사이토카인(adipocytokines), 아디포넥틴(adiponectin), 렙틴(leptin), IL-6, IL-1β, MCP-1 및 PAI-1으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    지방 조직 추출물, 피브리노겐 및 케라티노사이트(keratinocyte)를 포함하는 추가의 제1 액을 상기 피부 재생층 상에 도포하여 추가의 전구층을 형성한 후, 트롬빈을 포함하는 추가의 제2 액을 상기 추가의 전구층 상에 도포하여 표피 재생층으로 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 두께는 적어도 1 ㎜인 것을 특징으로 하는, 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트의 제조방법.
  11. 청구항 1에 따른 제조방법을 이용하여 제조된 당뇨병성 족부병증 환자 맞춤형 피부 재생 시트.
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