WO2022045434A1 - 색전물질 제조 방법 - Google Patents

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WO2022045434A1
WO2022045434A1 PCT/KR2020/013997 KR2020013997W WO2022045434A1 WO 2022045434 A1 WO2022045434 A1 WO 2022045434A1 KR 2020013997 W KR2020013997 W KR 2020013997W WO 2022045434 A1 WO2022045434 A1 WO 2022045434A1
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beads
embolic material
biodegradable polymer
embolic
solution
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PCT/KR2020/013997
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강민규
박선희
남중혁
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주식회사 메피온
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Definitions

  • the present disclosure relates to a method for manufacturing an embolic material.
  • embolization is known as a treatment for occluding a blood vessel by injecting an embolism into a specific blood vessel. Since embolization can induce tumor necrosis by intentionally blocking the blood vessels that supply nutrients to the tumor, it is in the spotlight as a safe and efficient surgical method that can replace surgical excision.
  • Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2015-0127135 discloses a technology for an embolization system.
  • embolic materials used in the market are classified into a particulate form, a membrane form, a coil form, etc. according to their form.
  • particulate embolic materials do not decompose in the blood vessel even after tumor necrosis, which may cause an inflammatory reaction. There was a hassle that had to be taken into account and used.
  • the membrane-type embolic material since the membrane-type embolic material must be cut to an appropriate size according to the size of the blood vessel and the type of lesion during surgery, it is difficult to prepare the embolic material having a certain size and shape, and the sharp There was a possibility that the cut surface could lead to damage to the vascular lining.
  • the coil-type embolic material has relatively high rigidity and sharpness compared to the particulate or membranous embolic material. After that, the process of removing the injected coil into the body must be performed, which puts another burden on the operator and the patient.
  • the technical idea of the present disclosure is to solve the above-described problems, and an object of the present disclosure is to provide a technology capable of manufacturing an embolic material having a specific size in a high yield.
  • Another object of the present disclosure is to provide an embolic material that induces vascular occlusion in blood vessels and is naturally biodegradable when a certain time elapses.
  • Another object of the present disclosure is to provide an embolic material that can be easily used by an operator without considering the diameter of blood vessels, the location of the lesion, or the size of the lesion.
  • Another object of the present disclosure is to provide a technology capable of easily adjusting the size of the embolic material when the embolic material is manufactured.
  • a method for preparing an embolic material comprises a stirring step of mixing a biodegradable polymer solution and a surfactant solution at room temperature to make a stirred material; and a recovery step of recovering the beads from the agitated material, wherein in the stirring step, the surfactant solution may include a plurality of types of surfactants.
  • the surfactant solution may be prepared by mixing 0.1 to 2% by weight of the plurality of surfactants and the remainder of the surfactant solvent.
  • methyl cellulose and polyvinyl alcohol may be prepared in a weight ratio of 1:1.
  • the biodegradable polymer solution is prepared by mixing a biodegradable polymer and a solvent for the polymer, and the biodegradable polymer may be at least one selected from polycaprolactone and polylactic acid.
  • the biodegradable polymer solution may be prepared by mixing 4 to 8% by weight of the biodegradable polymer and the remainder of the solvent for the polymer.
  • the method for preparing an embolic material includes a washing step of washing the beads; a drying step of drying the beads; a crosslinking step of crosslinking the beads; and a coating layer forming step of forming a coating layer on the surface of the bead.
  • beads having an average particle diameter of 100 to 250 ⁇ m can be manufactured in high yield.
  • the present invention when injected into a blood vessel, it self-expands in the blood vessel and increases in volume, thereby inducing blood vessel occlusion.
  • the volume of the embolic substance increases by itself after the embolic substance is injected into the blood vessel, the operator does not need to select and use an embolic substance suitable for the diameter of the blood vessel, the location of the lesion, or the size of the lesion. It works.
  • embolic material can be naturally removed by biodegradation after a certain period of time has elapsed in the blood vessel, a separate procedure for removing the embolic material is not required.
  • the surface of the embolic material is implemented as a curved surface, damage to the inner wall of the blood vessel can be minimized when the embolic material is injected into the blood vessel, so there is an effect of preventing an inflammatory reaction caused by damage to the inner wall. .
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an embolic material according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph illustrating the measurement of the residual weight of the embolic material over time according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a photograph taken with a metallographic microscope of an embolic material according to an embodiment of the present invention.
  • references to “one” or “an” embodiment of the invention herein are not necessarily to the same embodiment, and they mean at least one.
  • a process of making a surfactant solution by mixing a plurality of types of surfactants and a solvent for surfactants may be performed.
  • the plurality of types of surfactants may include methyl cellulose as the first surfactant and polyvinyl alcohol as the second surfactant.
  • the surfactant solvent according to an embodiment may be applied to water, distilled water or water for injection.
  • the surfactant solution may be prepared by mixing 0.1 to 2 wt% of a plurality of surfactants and the remainder of the surfactant solvent.
  • 0.1 to 2% by weight of the plurality of surfactants refers to the total amount of methyl cellulose as the first surfactant and polyvinyl alcohol as the second surfactant.
  • the content of the plurality of types of surfactant is 0.1 wt%, 0.2 wt%, 0.3 wt%, 0.4 wt%, 0.5 wt%, 0.6 wt%, 0.7 wt%, 0.8 wt%, 0.9 wt%, 1 wt% %, 1.1 wt%, 1.2 wt%, 1.3 wt%, 1.4 wt%, 1.5 wt%, 1.6 wt%, 1.7 wt%, 1.8 wt%, 1.9 wt% or 2 wt%.
  • the content of the plurality of types of surfactants may be in the range of at least one of the above values and less than or equal to one of the above values.
  • the content range of the plurality of types of surfactants may be 0.1 wt% to 1 wt%, 0.5 wt% to 1.5 wt%, 1 wt% to 2 wt%, or 0.1 wt% to 2 wt%.
  • the plural types of surfactants according to an embodiment are easy to manufacture in the above content range of the embolic material.
  • the content of the plural types of surfactants is less than 0.1% by weight or exceeds 2% by weight, productivity of the embolic material bead is lowered and there is a risk that the yield may decrease. desirable.
  • methyl cellulose and polyvinyl alcohol may be applied in a weight ratio of 1:1.
  • 0.1 to 2% by weight of a plurality of surfactants is mixed with 98 to 99.9% by weight of a solvent for surfactant so that the surfactant can be sufficiently dissolved in the solvent, and the surfactant is stirred at 200 to 500rpm for 3 to 5 hours. solutions can be prepared.
  • the stirring speed and stirring time in this step can be variously changed according to the experimental conditions.
  • a biodegradable polymer solution can be prepared by mixing a biodegradable polymer and a solvent for the polymer.
  • the biodegradable polymer may be applied to at least one selected from polycaprolactone and polylactic acid.
  • the solvent for the polymer is a solvent capable of dissolving the biodegradable polymer, and a non-limiting example of the solvent for the polymer is chloroform.
  • the biodegradable polymer solution can be prepared by mixing 4 to 8% by weight of the biodegradable polymer and the remainder of the solvent for the polymer.
  • the content of the biodegradable polymer may be provided as 4 wt%, 5 wt%, 6 wt%, 7 wt% or 8 wt%.
  • the content of the biodegradable polymer may be in the range of one or more of the above values and one or less of the above values.
  • the content range of the biodegradable polymer may be 4 wt% to 6 wt%, 5 wt% to 7 wt%, 6 wt% to 8 wt%, or 4 wt% to 8 wt%.
  • it is easy to manufacture an embolic material in the above content range.
  • the content of the biodegradable polymer is less than 4% by weight, it is difficult to recover the beads because the size of the produced embolic beads is too small. or form), since there is a difficult problem in manufacturing the beads, the content of the biodegradable polymer is preferably applied within the above-mentioned range.
  • a biodegradable polymer is mixed with 92 to 96% by weight of a polymer solvent so that the biodegradable polymer can be sufficiently dissolved in the solvent, and stirred at 200 to 500 rpm for 3 to 5 hours, but the stirring temperature is 45 to It can be maintained at 60°C.
  • the stirring speed, stirring time, and stirring temperature can be variously changed according to the experimental conditions.
  • biodegradable polymer solution preparation step and the surfactant solution preparation step may be performed simultaneously, the biodegradable polymer solution preparation step may be performed before the surfactant solution preparation step, and the biodegradable polymer solution preparation step is the surfactant solution It may also be performed after the preparation step.
  • a stirred material can be prepared by mixing the biodegradable polymer solution and the surfactant solution at room temperature.
  • room temperature refers to the natural temperature without heating or cooling, and means 20 to 25°C.
  • the surfactant solution used in this step may contain methyl cellulose as the first surfactant and polyvinyl alcohol as the second surfactant in a weight ratio of 1:1.
  • the biodegradable polymer solution is poured into a container containing the surfactant solution, and high-speed stirring can be performed at 250 to 1000 rpm.
  • the solvent for the polymer contained in the biodegradable polymer solution can be volatilized using an exhaust device during stirring. Agitation and volatilization of the polymer solvent may be performed simultaneously, and may be performed for 10 to 12 hours.
  • stirring can be performed smoothly at room temperature without heating the stirring material to increase the temperature.
  • the embolic material is cured and manufactured, and since the surface of the embolic material can be manufactured in a sphere shape with a curved surface, it is possible to prevent or minimize damage to the inner wall when the inner wall of the blood vessel and the embolic material come into contact with each other. .
  • the process of recovering the beads from the stirred product made in step S103 may be performed.
  • the beads contained in the stirred material may be filtered, and only the beads may be selectively recovered from the stirred material.
  • the beads recovered in step S104 may be washed.
  • a weight ratio of the recovered polymer beads and water for injection may be set to 1:5 and mixed to wash the beads.
  • the surfactant component remaining on the surface or inside of the bead may be removed through washing.
  • beads can be recovered using a 0.2 ⁇ m filter.
  • the beads washed in step S105 may be dried.
  • the beads may be dried using a vacuum oven or a freeze dryer.
  • the beads When drying using a vacuum oven, the beads may be dried at a vacuum degree of 1 mTorr and an oven temperature of 35° C. for 48 hours.
  • the beads When drying using a freeze dryer, the beads can be frozen at -40°C for 2 hours or more and then sublimed by raising the temperature to 4°C.
  • the beads may be dried using various known drying methods and drying conditions.
  • the process of crosslinking the beads dried in step S106 may be performed.
  • the beads may be cross-linked by a physical, chemical, or enzymatic cross-linking method.
  • the beads are subjected to UV irradiation, irradiation, heat treatment, dehydrothermal treatment (DHT), EDC (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide) treatment, NHS (N-hydroxysuccinimide) treatment and writing It may be cross-linked by at least one cross-linking method selected from the group consisting of glutaraldehyde treatment, but the method of cross-linking the beads is not limited to the above-described examples, and is known for cross-linking biodegradable polymer beads Other crosslinking methods described above may also be applied.
  • the beads in the case of crosslinking the beads through high-temperature dehydrogenation treatment, the beads may be placed in an oven and reacted for 24 to 36 hours at a temperature of 100 to 200° C. under an atmospheric pressure of 0.01 to 0.1 bar to be crosslinked.
  • the beads when crosslinking beads through EDC treatment, the beads are immersed in a solution in which EDC is dissolved at a concentration of 0.1 to 100 mM in 95 v/v% ethanol, maintained at 2 to 4 ° C for 24 to 48 hours, and cross-linked.
  • the cross-linked beads can then be prepared by washing the excess EDC with purified water.
  • reaction conditions atmospheric pressure, temperature, time, etc.
  • reaction conditions EDC concentration, time, temperature, etc.
  • this step is performed to control the rate at which the beads are biodegraded in the body, it is possible to omit this step depending on the implementation.
  • a coating layer may be formed on the surface of the bead.
  • a coating layer may be formed on the surface of the bead by spraying the coating solution on the surface of the bead.
  • the coating solution refers to a solution in which the coating material and the solvent for the coating material are mixed, and non-limiting examples of the coating material that can be applied in this step include gentamicin, hyaluronic acid, collagen, and the like.
  • the coating material may be applied as a composite component in which two or more materials are mixed.
  • a coating solution in which water, gentamicin and hyaluronic acid are mixed may be used.
  • the concentration of the coating solution according to an embodiment may be applied to 0.5 to 1w/w%, but various changes are possible depending on the type of coating material and solvent.
  • methyl cellulose and polyvinyl alcohol were mixed at the content (unit: g) shown in Table 1 below, and stirred at 200 to 500 rpm for 3 to 5 hours to prepare a surfactant solution.
  • 8 g of a biodegradable polymer polycaprolactone
  • 92 g of chloroform was mixed with 92 g of chloroform and stirred at 200 to 500 rpm for 3 to 5 hours, while maintaining the stirring temperature at 45 to 60 ° C. to make a biodegradable polymer solution.
  • the biodegradable polymer solution was poured into the prepared surfactant solution and stirred at 250 to 1000 rpm at room temperature for 10 to 12 hours, while chloroform was volatilized using an exhaust device during stirring.
  • the beads contained in the stirred water were recovered using a 0.2 ⁇ m filter, and the weight ratio of the recovered beads and water for injection was set to 1:5 and mixed to wash the beads. Washing of the beads was repeated 3 times.
  • the washed beads were placed in a vacuum oven, and the beads were dried at a vacuum degree of 1 mTorr and an oven temperature of 35° C. for 48 hours. Thereafter, the dried beads were immersed in 100 ml of a solution in which EDC was dissolved in 95 v/v% ethanol at a concentration of 10 mM, and maintained at 2 to 4° C. for 24 to 48 hours for crosslinking reaction.
  • the cross-linked beads were washed with 500-1000 ml of distilled water at room temperature for 60 minutes, washed 6 times, and dried with natural ventilation for 1 to 3 days. Thereafter, a 1w/w% concentration of gentamicin solution was sprayed on the surface of the beads through a fluidized bed dryer to form a coating layer on the surface of the beads, and the preparation of the embolic material was completed.
  • the fluidized bed dryer was operated under the conditions of a fluidized bed inlet air temperature of 100°C, product temperature of 70°C, exhaust damper 30%, fan inverter 70%, coating liquid injection pump RPM 3, and air pressure of 1.5K when spraying the coating liquid.
  • Example 1 Example 2 Example 3
  • Example 4 Example 5 Comparative Example 1 Comparative Example 2 methyl cellulose 0.05 0.25 0.5 0.75 One 0.05 1.5 polyvinyl alcohol 0.05 0.25 0.5 0.75 One 0 1.5 water for injection 99.9 99.5 99 98.5 98 99.95 97
  • methyl cellulose, and polyvinyl alcohol were mixed at the content (unit: g) shown in Table 2 below and stirred at 200 to 500 rpm for 3 to 5 hours to prepare a surfactant solution. Then, 8 g of a biodegradable polymer (poly-L-lactic acid (PLLA)) was mixed with 92 g of chloroform and stirred at 200 to 500 rpm for 3 to 5 hours, while maintaining the stirring temperature at 45 to 60 ° C. to obtain a biodegradable polymer solution. made.
  • PLLA poly-L-lactic acid
  • the biodegradable polymer solution was poured into the prepared surfactant solution and stirred at room temperature at 250 to 1000 rpm for 10 to 12 hours, while chloroform was volatilized using an exhaust device during stirring. Then, the beads contained in the stirred water were recovered using a 0.2 ⁇ m filter, and the weight ratio of the recovered beads and water for injection was set to 1:5 and mixed to wash the beads. Washing of the beads was repeated 3 times. The washed beads were placed in a vacuum oven and the beads were dried at a vacuum degree of 1 mTorr and an oven temperature of 35° C. for 48 hours.
  • the dried beads were immersed in 100 ml of a solution in which EDC was dissolved at a concentration of 10 mM in 95 v/v% ethanol and maintained at 2 to 4° C. for 24 to 48 hours for crosslinking reaction.
  • the cross-linked beads were washed with 500-1000 ml of distilled water at room temperature for 60 minutes, washed 6 times, and dried with natural ventilation for 1 to 3 days.
  • a 1w/w% gentamicin solution was sprayed on the surface of the beads through a fluidized bed dryer to form a coating layer on the surface of the beads, and the preparation of the embolic material was completed.
  • the fluidized bed dryer was operated under the conditions of a fluidized bed inlet air temperature of 100°C, product temperature of 70°C, exhaust damper 30%, fan inverter 70%, coating liquid injection pump RPM 3, and air pressure of 1.5K when spraying the coating liquid.
  • Example 6 Example 7
  • Example 8 Example 9
  • Example 10 methyl cellulose 0.05 0.25 0.5 0.75
  • Example 11 Example 12
  • Example 13 Example 14
  • Example 15 Comparative Example 3 Comparative Example 4 polycaprolactone 4 5 6 7 8 3 9 chloroform 96 95 94 93 92 97 91
  • Example 16 Example 17 Example 18 Example 19 Example 20 Comparative Example 5 Comparative Example 6 PLLA 4 5 6 7 8 3 9 chloroform 96 95 94 93 92 97 91
  • Example 2 An embolic material was prepared by setting the same as
  • Example 21 Comparative Example 7 Comparative Example 8 Comparative Example 9 Comparative Example 10 methyl cellulose 0.25 0 0.5 0.25 0.25 polyvinyl alcohol 0.25 0.25 0.25 0.5 0 water for injection 99.5 99.75 99.25 99.25 99.75
  • the embolic material beads prepared in each Example and Comparative Example are classified by size using a sieve, and if the proportion of beads having an average particle diameter of 125 to 250 ⁇ m among all beads made is 70% or more, productivity is high. If it is excellent and less than 70%, productivity is evaluated as poor, and the results are shown in Tables 6, 7, 8, and 9 below.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Example 7 Example 8 Example 9 Example 10 Comparative Example 1 Comparative Example 2 productivity Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great Great error error
  • Example 11 Example 12
  • Example 13 Example 14
  • Comparative Example 3 Comparative Example 4 productivity Great Great Great Great Great Great Great
  • Example 16 Example 17 Example 18 Example 19 Example 20 Comparative Example 5 Comparative Example 6 productivity Great Great Great Great Great Great Great Great error error
  • Example 21 As shown in Table 9, in Example 21, it can be seen that the ratio of beads having an average particle diameter of 125 to 250 ⁇ m is 70% or more, so that the productivity for an embolic material of a specific size is excellent. And, through the experimental results of Comparative Examples 7 to 10, when the weight ratio of the first surfactant to the second surfactant is not appropriate, it can be confirmed that the productivity of the embolic material of a specific size is poor.
  • Accelerated aging test was performed in accordance with the safety test standards for medical devices (Ministry of Food and Drug Safety Notice No. 2016-70) and ASTM F 1980 to set the expiration date, in vitro, and biodegradability of the embolic material.
  • ASTM F 1980 to set the expiration date, in vitro, and biodegradability of the embolic material.
  • the weight change of the embolic material was measured for a total of 24 months.
  • the sample was placed in a 5ml glass vial and stored with 5ml of decomposition solvent (physiologic saline), and the sample was stored in a constant temperature and humidity chamber at 60% humidity and 50°C, and added to the formula for calculating the accelerated aging period 0.5, 1 , 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 12, 18, and 24 months were collected, the embolic material was recovered, washed with purified water, and the weight was measured after drying the embolic material. The biodegradability was evaluated by deriving the residual weight of the embolic material for each period as a percentage.
  • decomposition solvent physiologic saline
  • FIG. 2 is a graph obtained by measuring the residual weight of the embolic material according to Example 2 of the present invention over time. Referring to FIG. 2 , it can be seen that the biodegradation of the embolic material gradually proceeds as time passes.
  • the volume change of the embolic material according to Example 2 was measured with a metallographic microscope (DSX 510 from OLYMPUS), but after immersion in phosphate buffered saline (PBS) at intervals of 30 minutes, 1 hour, 2 hours, and 24 hours, The surface area was calculated, and the results are as shown in Table 10 below.
  • the embolic material according to Example 2 increased in diameter by reacting with phosphate-buffered saline, a condition similar to body fluid, for a certain period of time.
  • 3 shows that the embolic material according to Example 2 of the present invention is immersed in phosphate buffered saline (PBS) at intervals of 30 minutes, 1 hour, 2 hours, and 24 hours.
  • PBS phosphate buffered saline
  • the area of the embolic material increases as time elapses.
  • the surface of the embolic material may be manufactured in a spherical shape having a curved surface, damage to the inner wall of the blood vessel may be prevented or minimized when the inner wall of the blood vessel is in contact with the embolic material.
  • beads having an average particle diameter of 125 to 250 ⁇ m which is a size widely used as an embolic material, can be manufactured in high yield. Accordingly, since the process of classifying the manufactured embolic beads by size is simplified, the efficiency and productivity of the manufacturing process are improved.
  • the stirring temperature is not increased, and mixing and stirring are possible even at room temperature, so the efficiency in the process and improved workability.
  • the present invention when injected into a blood vessel, it self-expands in the blood vessel and increases in volume, thereby inducing blood vessel occlusion.
  • the volume of the embolic substance increases by itself after the embolic substance is injected into the blood vessel, the operator does not need to select and use an embolic substance suitable for the diameter of the blood vessel, the location of the lesion, or the size of the lesion. It works.
  • embolic material can be naturally removed by biodegradation after a certain period of time has elapsed in the blood vessel, a separate procedure for removing the embolic material is not required.
  • the surface of the embolic material is implemented as a curved surface, damage to the inner wall of the blood vessel can be minimized when the embolic material is injected into the blood vessel, so there is an effect of preventing an inflammatory reaction caused by damage to the inner wall. .

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Abstract

색전물질 제조 방법이 개시된다. 색전물질 제조 방법은 상온에서 생분해성 고분자 용액과 계면활성제 용액을 혼합하여 교반물을 만드는 교반 단계; 및 상기 교반물로부터 비드를 회수하는 회수 단계;를 포함하고, 상기 교반 단계에서 상기 계면활성제 용액에는 복수 종류의 계면활성제가 포함될 수 있다.

Description

색전물질 제조 방법
본 개시는 색전물질 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 색전술은 특정 혈관에 색전물질을 주입시켜 혈관을 폐색시키는 치료법으로 알려져 있다. 색전술은 종양에 영양을 공급하는 혈관을 의도적으로 차단하여 종양의 괴사를 유도할 수 있으므로 외과적인 적출술을 대체할 수 있는 안전하고 효율적인 수술법으로 각광받고 있다. 이와 관련하여, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0127135호에는 색전술 시스템에 대한 기술이 제시된 바 있다.
현재, 시중에서 사용되는 색전물질은 그 형태에 따라 미립자 형태, 멤브레인 형태 및 코일류 형태 등으로 분류된다. 그런데, 기존의 색전물질 중 미립자형 색전물질은 종양의 괴사 후에도 혈관 내에서 분해되지 않아 염증반응을 유발할 우려가 있고, 탄성이나 유연성이 떨어지기 때문에 시술자가 혈관의 직경, 병변의 위치 및 크기 등을 고려하여 사용해야 하는 번거로움이 존재했다.
그리고, 멤브레인 형태의 색전물질은 수술시 혈관의 크기와 병변의 종류에 따라 색전물질을 적절한 사이즈로 잘라서 이용해야 하므로 일정한 크기와 형태를 갖는 색전물질을 준비하기가 까다롭고, 절단 과정시 발생하는 날카로운 절단면으로 인해 혈관 내벽의 손상을 초래할 가능성이 있었다.
아울러, 코일류 형태의 색전물질은 미립자형이나 멤브레인형 색전물질에 비해 상대적으로 강성이 높고 날카로운 재질 특성상 코일형 색전물질의 시술시 동맥류 파열 등과 같은 응급 상황이 발생할 염려가 있었고, 색전 효과가 발현된 이후에는 체내에 주입된 코일을 제거하는 과정이 반드시 수행되어야 하므로 시술자와 환자에게 또 다른 부담으로 작용했다.
한편, 기존에는 물-오일 또는 오일-물 에멀젼 방식으로 색전물질을 제조할 경우, 사용자가 의도하는 크기별로 비드를 제조하기가 여건상 쉽지 않아서 특정한 평균입경(예를 들어, 100~250㎛)을 갖는 비드를 고수율로 획득하기가 까다로운 면이 있었다.
본 개시의 기술적 사상은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특정한 크기의 색전물질을 고수율로 제조할 수 있는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 개시의 기술적 사상은 혈관 내에서 혈관 폐색을 유도하고, 일정한 시간이 경과하면 자연적으로 생분해되는 색전물질을 제공하는데 다른 목적이 있다.
아울러, 본 개시의 기술적 사상은 혈관 내벽의 손상을 최소화할 수 있는 색전물질을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
그리고, 본 개시의 기술적 사상은 시술자가 혈관의 직경, 병변의 위치 또는 병변의 크기 등을 일일이 고려하지 않아도 쉽게 사용할 수 있는 색전물질을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
아울러, 본 개시의 기술적 사상은 색전물질의 제조시 색전물질의 크기를 용이하게 조절할 수 있는 기술을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 전술한 과제로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 기술적 과제들은 후술할 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시형태로서, 색전물질 제조 방법은 상온에서 생분해성 고분자 용액과 계면활성제 용액을 혼합하여 교반물을 만드는 교반 단계; 및 상기 교반물로부터 비드를 회수하는 회수 단계;를 포함하고, 상기 교반 단계에서 상기 계면활성제 용액에는 복수 종류의 계면활성제가 포함될 수 있다.
또한, 계면활성제 용액은 상기 복수 종류의 계면활성제 0.1~2 중량%와 잔부의 계면활성제용 용매를 혼합하여 제조될 수 있다.
그리고, 복수 종류의 계면활성제는 메틸셀룰로오스와 폴리비닐알코올이 1:1의 중량비로 마련될 수 있다.
아울러, 생분해성 고분자 용액은 생분해성 고분자 및 고분자용 용매를 혼합하여 제조된 것이고, 상기 생분해성 고분자는 폴리카프로락톤(polycaprolactone) 및 폴리락트산(polylactic acid) 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
그리고, 생분해성 고분자 용액은 상기 생분해성 고분자 4~8 중량%와 잔부의 상기 고분자용 용매를 혼합하여 제조될 수 있다.
또한, 색전물질 제조 방법은 상기 비드를 세척하는 세척 단계; 상기 비드를 건조하는 건조 단계; 상기 비드를 가교시키는 가교 단계; 및 상기 비드의 표면에 코팅층을 형성하는 코팅층 형성 단계;를 더 포함할 수 있다.
상술한 과제의 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 100~250㎛의 평균입경을 갖는 비드를 높은 수율로 제조할 수 있다.
또한, 생분해성 고분자 용액과 계면활성제 용액의 혼합시 교반 온도를 높이지 않고, 상온에서도 혼합과 교반이 가능하므로 공정상 효율이 향상되는 장점이 있다.
그리고, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 혈관 내에 주입될 경우, 혈관 내에서 자가 팽창하여 체적이 증가함으로써 혈관 폐색을 유도할 수 있다. 아울러, 색전물질이 혈관 내에 주입된 이후에는 색전물질의 체적이 스스로 증가됨에 따라, 혈관의 직경이나 병변의 위치 또는 병변의 크기에 적합한 색전물질을 시술자가 선별하여 사용할 필요가 없으므로 사용상 편의성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 혈관 내에서 일정 시간이 경과되면 생분해되어 자연적으로 색전물질이 제거될 수 있으므로 색전물질을 제거하기 위한 별도의 시술을 필요로 하지 않는다.
그리고, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 색전물질의 표면이 곡면으로 구현됨에 따라, 혈관 내에 색전물질의 주입시 혈관 내벽의 손상을 최소화할 수 있으므로 내벽 손상에 의한 염증반응을 방지하는 효과가 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색전물질 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 색전물질의 시간별 잔류 무게를 측정하여 도식화한 그래프이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 색전물질을 금속현미경으로 촬영한 사진이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
본 명세서에서 본 발명의 "일" 또는 "하나의" 실시예에 대한 언급들은 반드시 동일한 실시예에 대한 것은 아니며, 이들은 적어도 하나를 의미한다는 것에 유의해야 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다른 의미를 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정은 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다. 즉, 본원 명세서에 기술된 방법의 각 단계는 명세서 상에서 달리 언급되거나 문맥상 명백히 상충되지 않는 한 임의의 순서로 적절하게 실시될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색전물질의 제조 방법에 대하여 도1에 도시된 흐름도를 따라 설명하고, 나머지 도면을 참조하여 설명하되, 편의상 순서를 붙여 설명하기로 한다.
1. 계면활성제 용액 준비 단계<S101>
본 단계에서는 복수 종류의 계면활성제 및 계면활성제용 용매를 혼합하여 계면활성제 용액을 만드는 과정이 수행될 수 있다. 일 실시예에서 복수 종류의 계면활성제는 제1계면활성제인 메틸셀룰로오스와 제2계면활성제인 폴리비닐알코올을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 계면활성제 용매는 물, 증류수 또는 주사용수로 적용될 수 있다.
본 단계에서 계면활성제 용액은 복수 종류의 계면활성제 0.1~2 중량%와 잔부의 계면활성제용 용매를 혼합하여 제조될 수 있다. 여기서, 복수 종류의 계면활성제 0.1~2 중량%는 제1계면활성제인 메틸셀룰로오스와 제2계면활성제인 폴리비닐알코올이 혼합된 총량을 의미한다.
구체적인 예로서, 복수 종류의 계면활성제의 함량은 0.1 중량%, 0.2 중량%, 0.3 중량%, 0.4 중량%, 0.5 중량%, 0.6 중량%, 0.7 중량%, 0.8 중량%, 0.9 중량%, 1 중량%, 1.1 중량%, 1.2 중량%, 1.3 중량%, 1.4 중량%, 1.5 중량%, 1.6 중량%, 1.7 중량%, 1.8 중량%, 1.9 중량% 또는 2 중량%로 마련될 수 있다. 또한, 복수 종류의 계면활성제의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 복수 종류의 계면활성제의 함량 범위는 0.1 중량% 내지 1 중량%, 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 1 중량% 내지 2 중량% 또는 0.1 중량% 내지 2 중량%로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 복수 종류의 계면활성제는 상기의 함량 범위에서 색전물질의 제조가 용이하다.
만일, 복수 종류의 계면활성제 함량이 0.1 중량% 미만이거나 2 중량%를 초과하면 색전물질 비드의 생산성이 저하되고, 수율이 떨어질 우려가 있으므로 복수 종류의 계면활성제 함량은 전술한 범위 이내에서 적용되는 것이 바람직하다.
일 실시예에 따르면, 복수 종류의 계면활성제의 함량에서 메틸셀룰로오스와 폴리비닐알코올은 1:1의 중량비로 적용될 수 있다.
본 단계에서는 용매 내에 계면활성제가 충분히 녹을 수 있도록 복수 종류의 계면활성제 0.1~2 중량%를 98~99.9 중량%의 계면활성제용 용매와 혼합하고, 200~500rpm에서 3~5시간 동안 교반하여 계면활성제 용액을 제조할 수 있다. 물론, 본 단계에서 교반 속도와 교반 시간은 실험 조건에 따라 다양한 변경이 가능하다.
2. 생분해성 고분자 용액 준비 단계<S102>
본 단계에서는 생분해성 고분자 및 고분자용 용매를 혼합하여 생분해성 고분자 용액을 제조할 수 있다. 일 실시예에서 생분해성 고분자는 폴리카프로락톤(polycaprolactone) 및 폴리락트산(polylactic acid) 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 적용될 수 있다. 일 실시예에서 고분자용 용매는 생분해성 고분자를 용해시킬 수 있는 용매이며, 고분자용 용매의 비제한적인 예로는 클로로폼(Chloroform)이 있다.
본 단계에서 생분해성 고분자 용액은 생분해성 고분자 4~8 중량%와 잔부의 고분자용 용매를 혼합하여 제조될 수 있다. 구체적인 예로서, 생분해성 고분자의 함량은 4 중량%, 5 중량%, 6 중량%, 7 중량% 또는 8 중량%로 마련될 수 있다. 또한, 생분해성 고분자의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 생분해성 고분자의 함량 범위는 4 중량% 내지 6 중량%, 5 중량% 내지 7 중량%, 6 중량% 내지 8 중량% 또는 4 중량% 내지 8 중량%로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 생분해성 고분자는 상기의 함량 범위에서 색전물질의 제조가 용이하다.
만일, 생분해성 고분자의 함량이 4 중량% 미만일 경우에는 만들어지는 색전물질 비드의 크기가 너무 작아서 비드를 회수하기가 어렵고, 8 중량%를 초과하면 비드끼리 서로 엉겨 붙거나 응집이 일어나면서 원하는 크기(또는 형태)의 비드를 제조하기가 까다로운 문제가 있으므로 생분해성 고분자의 함량은 전술한 범위 이내에서 적용되는 것이 바람직하다.
본 단계에서는 용매 내에 생분해성 고분자가 충분히 녹을 수 있도록 생분해성 고분자 4~8 중량%를 고분자용 용매 92~96 중량%와 혼합하고 200~500rpm에서 3~5시간 동안 교반하되, 교반 온도를 45~60℃로 유지할 수 있다. 물론, 본 단계에서 교반 속도, 교반 시간 및 교반 온도는 실험 조건에 따라 다양한 변경이 가능하다.
한편, 생분해성 고분자 용액 준비 단계와 계면활성제 용액 준비 단계는 동시에 수행될 수도 있고, 생분해성 고분자 용액 준비 단계가 계면활성제 용액 준비 단계 이전에 수행될 수도 있고, 생분해성 고분자 용액 준비 단계가 계면활성제 용액 준비 단계 이후에 수행될 수도 있다.
3. 교반 단계<S103>
본 단계에서는 상온에서 생분해성 고분자 용액과 계면활성제 용액을 혼합하여 교반물을 만들 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어인 "상온"은 가열하거나 냉각하지 않은 자연 그대로의 기온이며, 20~25℃를 의미한다.
본 단계에서 사용되는 계면활성제 용액에는 제1계면활성제인 메틸셀룰로오스와 제2계면활성제인 폴리비닐알코올이 1:1의 중량비로 포함될 수 있다.
본 단계에서는 계면활성제 용액이 담긴 용기에 생분해성 고분자 용액을 붓고, 250~1000rpm으로 고속 교반할 수 있다. 또한, 교반시 배기장치를 이용하여 생분해성 고분자 용액 내에 포함된 고분자용 용매를 휘발시킬 수 있다. 교반과 고분자용 용매의 휘발 과정은 동시에 이루어질 수 있고, 10~12시간 동안 수행될 수 있다.
본 단계에서는 교반물을 가열하여 온도를 높이지 않아도 상온에서 교반이 원활하게 이루어질 수 있다. 본 단계를 통해 색전물질이 경화되어 제조되며, 색전물질의 표면이 곡면으로 이루어진 구(sphere) 형상으로 제조될 수 있으므로 혈관 내벽과 색전물질이 접촉될 때 내벽이 손상되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
4. 회수 단계<S104>
본 단계에서는 단계 S103에서 만들어진 교반물로부터 비드를 회수하는 과정이 수행될 수 있다. 구체적인 예로, 본 단계에서는 0.2㎛ 필터를 이용하여 교반물 내에 포함된 비드를 필터링하고, 교반물로부터 비드만을 선별적으로 회수할 수 있다.
5. 세척 단계<S105>
본 단계에서는 단계 S104에서 회수된 비드를 세척할 수 있다. 예를 들어, 회수된 고분자 비드와 주사용수의 중량비를 1:5로 설정하고 혼합하여 비드를 세척할 수 있다. 본 단계에서는 워싱(washing)을 통해 비드의 표면 또는 내부에 잔류하던 계면활성제 성분이 제거될 수 있다. 본 단계에서 세척이 완료되면 0.2㎛ 필터를 이용하여 비드를 회수할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 본 단계를 3회 반복하거나 그 이상 반복 수행하는 것도 가능하다.
6. 건조 단계<S106>
본 단계에서는 단계 S105에서 세척된 비드를 건조할 수 있다. 예를 들어, 진공 오븐이나 동결건조기를 이용하여 비드를 건조할 수 있다. 진공 오븐을 이용한 건조시, 1mTorr의 진공도와 35℃의 오븐 온도에서 48시간 동안 비드를 건조할 수 있다. 동결건조기를 이용한 건조시에는 -40℃에서 2시간 이상 비드를 동결시킨 후에 4℃로 올리며 승화시킬 수 있다. 물론, 전술한 예 이외에도 공지된 다양한 건조 방법과 건조 조건을 이용하여 비드를 건조할 수 있다.
7. 가교 단계<S107>
본 단계에서는 단계 S106에서 건조된 비드를 가교시키는 과정이 수행될 수 있다. 구체적인 예로, 본 단계시 물리적, 화학적 또는 효소적 가교 방법에 의해 비드를 가교화시킬 수 있다. 예를 들어, 비드는 자외선 조사, 방사선 조사, 열처리, 고온탈수소 처리(dehydrothermal treatment, DHT), EDC(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide) 처리, NHS(N-hydroxysuccinimide) 처리 및 글루타알데히드(Glutaraldehyde) 처리로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 가교 방법에 의해 가교화될 수 있으나, 비드를 가교화하는 방법은 전술한 예에만 국한되는 것은 아니며, 생분해성 고분자 비드를 가교화하기 위해 공지된 다른 가교 방법을 적용할 수도 있다. 보다 구체적인 예로, 고온탈수소 처리를 통해 비드를 가교화할 경우에는 비드를 오븐에 넣고 0.01~0.1 bar의 기압하에서 100~200℃의 온도로 24~36시간 동안 반응시켜 가교화할 수 있다. 아울러, EDC 처리를 통해 비드를 가교화할 경우에는 95v/v%의 에탄올에 EDC를 0.1~100mM농도로 용해시킨 용액에 비드를 침지하여 24시간~48시간 동안 2~4℃로 유지하고 가교 반응시킨 다음에 정제수로 여분의 EDC를 세척하여 가교화된 비드를 제조할 수 있다.
전술한 고온탈수소 처리시 반응조건(기압, 온도, 시간 등)이나 EDC 처리시 반응조건(EDC의 농도, 시간, 온도 등)은 비드의 가교화 반응 정도에 따라 통상의 기술자에 의해 유동적인 변경이 가능하며, 생분해성 고분자를 가교화시키기 위한 구체적인 가교화 방법들은 당업계에 널리 알려져 있는 공지 기술이므로 본 명세서에서 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 본 단계는 비드가 체내에서 생분해되는 속도를 조절하기 위해 수행되는 것이므로 실시하기에 따라서는 본 단계를 생략하는 것도 가능하다.
8. 코팅층 형성 단계<S108>
본 단계에서는 비드의 표면에 코팅층을 형성할 수 있다. 일 실시예에서는 비드의 표면에 코팅액을 분사하여 비드의 표면에 코팅층을 형성할 수 있다. 물론, 실시하기에 따라서, 코팅액이 담긴 용기에 비드를 침지하여 비드의 표면에 코팅층을 형성하는 것도 가능하며, 이외에도 다양한 코팅 방법이 적용될 수 있다. 일 실시예에서 코팅액은 코팅물질과 코팅물질용 용매가 혼합된 용액을 의미하며, 본 단계에서 적용될 수 있는 코팅물질의 비제한적인 예로는 젠타마이신, 히알루론산, 콜라겐 등이 있다. 또한, 실시하기에 따라, 코팅물질은 2종 이상의 물질이 혼합된 복합성분으로 적용될 수 있다. 복합성분이 적용된 코팅액의 일 예로서, 물, 젠타마이신 및 히알루론산이 혼합된 코팅액이 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 코팅액의 농도는 0.5~1w/w%로 적용될 수 있으나, 코팅물질과 용매의 종류에 따라서 다양한 변경이 가능하다.
이하에서는 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예시에 불과하므로 본 발명의 권리범위가 이에 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
색전물질의 제조
<실시예 1~5, 비교예 1~2>
아래 표1에 기재된 함량(단위: g)으로 주사용수와 메틸셀룰로오스와 폴리비닐알코올을 혼합하고 200~500rpm에서 3~5시간 동안 교반하여 계면활성제 용액을 만들었다. 그리고, 생분해성 고분자(폴리카프로락톤) 8g를 클로로폼 92g와 혼합하고 200~500rpm에서 3~5시간 동안 교반하되, 교반 온도를 45~60℃로 유지하여 생분해성 고분자 용액을 만들었다. 그 후, 준비된 계면활성제 용액 내에 생분해성 고분자 용액을 붓고 250~1000rpm으로 상온에서 10~12시간 동안 교반하되, 교반시 배기장치를 이용하여 클로로폼을 휘발시켰다. 그 후, 0.2㎛ 필터를 이용하여 교반물 내에 포함된 비드를 회수하고, 회수된 비드와 주사용수의 중량비를 1:5로 설정하고 혼합하여 비드를 세척하였다. 비드의 세척은 3회 반복하였다. 세척이 완료된 비드를 진공 오븐에 넣고 1mTorr의 진공도와 35℃의 오븐 온도에서 48시간 동안 비드를 건조하였다. 그 후, 95v/v%의 에탄올에 EDC를 10mM농도로 용해시킨 용액 100ml에 건조된 비드들을 침지하여 24시간~48시간 동안 2~4℃로 유지하여 가교 반응시켰다. 가교화된 비드는 증류수 500~1000ml로 상온에서 60분간 세척하였고, 세척을 6회 반복하고 1~3일간 자연송풍으로 건조하였다. 그 후, 유동층 건조기를 통해 비드의 표면에 1w/w%농도의 젠타마이신 용액을 분사하여 비드의 표면에 코팅층을 형성하고 색전물질의 제조를 완료하였다. 유동층 건조기는 유동층 인렛 공기 온도 100℃, 제품 온도 70℃, 배기댐퍼 30%, 팬 인버터 70%, 코팅액 분사펌프 RPM 3, 코팅액 분사시 에어압력 1.5K의 조건으로 가동되었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
메틸셀룰로오스 0.05 0.25 0.5 0.75 1 0.05 1.5
폴리비닐알코올 0.05 0.25 0.5 0.75 1 0 1.5
주사용수 99.9 99.5 99 98.5 98 99.95 97
<실시예 6~10>
아래 표2에 기재된 함량(단위: g)으로 주사용수와 메틸셀룰로오스와 폴리비닐알코올을 혼합하고 200~500rpm에서 3~5시간 동안 교반하여 계면활성제 용액을 만들었다. 그리고, 생분해성 고분자(폴리-L-락트산(PLLA)) 8g를 클로로폼 92g와 혼합하고 200~500rpm에서 3~5시간 동안 교반하되, 교반 온도를 45~60℃로 유지하여 생분해성 고분자 용액을 만들었다. 그 후, 준비된 계면활성제 용액 내에 생분해성 고분자 용액을 붓고 250~1000rpm으로 상온에서 10~12시간 동안 교반하되, 교반시 배기장치를 이용하여 클로로폼을 휘발시켰다. 그 후, 0.2㎛ 필터를 이용하여 교반물 내에 포함된 비드를 회수하고, 회수된 비드와 주사용수의 중량비를 1:5로 설정하고 혼합하여 비드를 세척하였다. 비드의 세척은 3회 반복하였다. 세척이 완료된 비드를 진공 오븐에 넣고 1mTorr의 진공도와 35℃의 오븐 온도에서 48시간 동안 비드를 건조하였다. 그 후, 95v/v%의 에탄올에 EDC를 10mM농도로 용해시킨 용액 100ml에 건조된 비드들을 침지하여 24시간~48시간 동안 2~4℃로 유지하여 가교 반응시켰다. 가교화된 비드는 증류수 500~1000ml로 상온에서 60분간 세척하였고, 세척을 6회 반복하고 1~3일간 자연송풍으로 건조하였다. 그 후, 유동층 건조기를 통해 비드의 표면에 1w/w%농도의 젠타마이신 용액을 분사하여 비드의 표면에 코팅층을 형성하고 색전물질의 제조를 완료하였다. 유동층 건조기는 유동층 인렛 공기 온도 100℃, 제품 온도 70℃, 배기댐퍼 30%, 팬 인버터 70%, 코팅액 분사펌프 RPM 3, 코팅액 분사시 에어압력 1.5K의 조건으로 가동되었다.
실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10
메틸셀룰로오스 0.05 0.25 0.5 0.75 1
폴리비닐알코올 0.05 0.25 0.5 0.75 1
주사용수 99.9 99.5 99 98.5 98
<실시예 11~15, 비교예 3~4>
아래 표3에 기재된 함량(단위: g)으로 생분해성 고분자(폴리카프로락톤)와 클로로폼을 혼합하고 200~500rpm에서 3~5시간 동안 교반하되, 교반 온도를 45~60℃로 유지하여 생분해성 고분자 용액을 만든 것을 제외하고, 나머지 사항은 실시예 2와 동일하게 설정하여 색전물질을 제조하였다.
실시예 11 실시예 12 실시예 13 실시예 14 실시예 15 비교예 3 비교예 4
폴리카프로락톤 4 5 6 7 8 3 9
클로로폼 96 95 94 93 92 97 91
<실시예 16~20, 비교예 5~6>
아래 표4에 기재된 함량(단위: g)으로 생분해성 고분자(폴리-L-락트산)와 클로로폼을 혼합하고 200~500rpm에서 3~5시간 동안 교반하되, 교반 온도를 45~60℃로 유지하여 생분해성 고분자 용액을 만든 것을 제외하고, 나머지 사항은 실시예 2와 동일하게 설정하여 색전물질을 제조하였다.
실시예 16 실시예 17 실시예 18 실시예 19 실시예 20 비교예 5 비교예 6
PLLA 4 5 6 7 8 3 9
클로로폼 96 95 94 93 92 97 91
<실시예 21, 비교예 7~10>
아래 표5에 기재된 함량(단위: g)으로 주사용수와 메틸셀룰로오스와 폴리비닐알코올을 혼합하고 200~500rpm에서 3~5시간 동안 교반하여 계면활성제 용액을 만든 것을 제외하고, 나머지 사항은 실시예 2와 동일하게 설정하여 색전물질을 제조하였다.
실시예 21 비교예 7 비교예 8 비교예 9 비교예 10
메틸셀룰로오스 0.25 0 0.5 0.25 0.25
폴리비닐알코올 0.25 0.25 0.25 0.5 0
주사용수 99.5 99.75 99.25 99.25 99.75
색전물질의 생산성 평가
각 실시예 및 비교예별로 제조된 색전물질 비드에 대해 시브(sieve)를 이용하여 크기별로 분류하고, 만들어진 전체 비드 중에 125~250㎛의 평균입경을 갖는 비드가 차지하는 비율이 70% 이상이면 생산성이 우수, 70% 미만이면 생산성이 불량으로 평가하고 그 결과를 아래 표6, 표7, 표8, 표9에 기재하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9 실시예10 비교예1 비교예2
생산성 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 불량 불량
표6에 기재된 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 10은 125~250㎛의 평균입경을 갖는 비드가 차지하는 비율이 70% 이상이므로 특정 크기의 색전물질에 대한 생산성이 우수한 수준인 것을 확인할 수 있다. 그리고, 비교예 1 내지 2의 실험 결과를 통해서, 복수 종류의 계면활성제의 함량이 투입량 범위를 초과하거나 미만일 경우에는 특정 크기의 색전물질에 대한 생산성이 불량한 것을 확인할 수 있다.
실시예11 실시예12 실시예13 실시예14 실시예15 비교예3 비교예4
생산성 우수 우수 우수 우수 우수 불량 불량
표7에 기재된 바와 같이, 실시예 11 내지 실시예 15는 125~250㎛의 평균입경을 갖는 비드가 차지하는 비율이 70% 이상이므로 특정 크기의 색전물질에 대한 생산성이 우수한 수준인 반면, 비교예 3은 비드의 크기가 너무 작아서 생산성이 불량하고 비교예 4는 교반 단계시 비드끼리 서로 달라붙으면서 응집이 일어나 생산성이 불량한 것을 확인하였다.
실시예16 실시예17 실시예18 실시예19 실시예20 비교예5 비교예6
생산성 우수 우수 우수 우수 우수 불량 불량
표8에 기재된 바와 같이, 실시예 16 내지 실시예 20은 125~250㎛의 평균입경을 갖는 비드가 차지하는 비율이 70% 이상이므로 특정 크기의 색전물질에 대한 생산성이 우수한 수준인 반면, 비교예 5는 비드의 크기가 너무 작아서 생산성이 불량하고 비교예 6의 경우에는 교반 단계시 비드끼리 서로 달라붙으면서 응집이 일어나 생산성이 불량한 것을 확인하였다.
실시예21 비교예7 비교예8 비교예9 비교예10
생산성 우수 불량 불량 불량 불량
표9에 기재된 바와 같이, 실시예 21은 125~250㎛의 평균입경을 갖는 비드가 차지하는 비율이 70% 이상이므로 특정 크기의 색전물질에 대한 생산성이 우수한 수준인 것을 알 수 있다. 그리고, 비교예 7 내지 10의 실험 결과를 통해서, 제1계면활성제와 제2계면활성제의 중량비가 적절하지 않을 경우에는 특정 크기의 색전물질에 대한 생산성이 불량한 것을 확인할 수 있다.
색전물질의 시간별 생분해도 평가
색전물질의 사용기한 및 In Vitro, 생분해성을 설정하기 위해 의료기기의 안정성시험 기준(식품의약품안전처 고시 제2016-70호)과 ASTM F 1980에 따라 가속노화시험을 실시하였다. 실시예 2에 따른 색전물질의 시간별 생분해도를 평가하기 위해, 총 24개월간 색전물질의 무게 변화를 측정하였다. 시료는 5ml 유리바이알에 담아 5ml의 분해용매(생리식염수)를 담아 보관하였으며, 시료보관은 항온항습챔버에 60% 습도, 50℃로 설정한 후 보관하여, 가속노화 기간 산정 식에 넣어 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 12, 18, 24 개월에 해당하는 날에 수거하여 색전물질을 회수하여 정제수로 세척하고 색전물질을 건조한 후에 무게를 측정하였다. 기간별 색전물질의 잔류 무게를 백분율로 도출하여 생분해도를 평가하였다.
● 가속노화시험 기간 산정(24개월, 2년 기준)
AAF = 가속노화계수 = Q10 [(TAA-TRT)/10]
TAA ≡ 가속노화온도 (℃) = 50 ℃
TRT ≡ 주변 온도 (℃) = 22 ℃
(∴) AAF = Q10 [(TAA-TRT)/10] = 2[(50-22)/10] = 6.96 (Q10=2)
가속노화시간(AAT)= 설정된(RT)/AAF
= 730일(2년)/6.96 = 104.89 ≒ 105 (day)
도2는 본 발명의 실시예 2에 따른 색전물질의 시간별 잔류 무게를 측정하여 도식화한 그래프이다. 도2를 참조하면, 시간이 경과할수록 점진적으로 색전물질의 생분해가 진행되는 것을 확인할 수 있다.
색전물질의 시간별 자가팽창능 측정
실시예 2에 따른 색전물질의 체적 변화를 금속현미경(OLYMPUS사 DSX 510)으로 측정하되, 인산완충생리식염수(PBS)에 30분, 1시간, 2시간, 24시간 간격으로 침지한 후에 늘어난 시료의 표면적을 구하고, 그 결과는 아래 표10에 기재된 바와 같다.
time(hr) 색전물질 면적(㎛2) 증가율(초기면적 기준, %)
0 7508.113 0
0.5 12651.505 68.50
1 35300.851 370.17
2 40164.207 434.94
24 63979.866 752.14
표10에 기재된 바와 같이, 실시예 2에 따른 색전물질은 체액과 유사한 조건인 인산완충생리식염수와 일정 시간동안 반응하여 직경이 증가하였으므로, 혈관 내에 주입될 경우에는 혈관의 폐색을 유도하는 색전물질로서 충분히 기능할 수 있음을 확인할 수 있다.도3은 본 발명의 실시예 2에 따른 색전물질을 인산완충생리식염수(PBS)에 30분, 1시간, 2시간, 24시간 간격으로 침지한 후에 색전물질의 체적 변화를 금속현미경으로 촬영한 사진이다.
도3을 참조하면, 시간이 경과할수록 색전물질의 면적이 증가한 것을 확인할 수 있다. 또한, 색전물질의 표면이 곡면으로 이루어진 구체 형상으로 제조될 수 있으므로 혈관 내벽과 색전물질이 접촉될 때 내벽이 손상되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 색전물질로서 많이 활용되는 크기인 125~250㎛의 평균입경을 갖는 비드를 높은 수율로 제조할 수 있다. 따라서, 제조된 색전물질 비드들을 크기별로 분류하는 과정이 간소화되므로 제조 공정의 효율성과 생산성이 향상된다.
또한, 복수 종류의 계면활성제의 중량비를 특정하고, 생분해성 고분자 함량을 특정함으로써, 생분해성 고분자 용액과 계면활성제 용액의 혼합시 교반 온도를 높이지 않고, 상온에서도 혼합과 교반이 가능하므로 공정상 효율과 작업성이 향상되는 장점이 있다.
그리고, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 혈관 내에 주입될 경우, 혈관 내에서 자가 팽창하여 체적이 증가함으로써 혈관 폐색을 유도할 수 있다. 아울러, 색전물질이 혈관 내에 주입된 이후에는 색전물질의 체적이 스스로 증가됨에 따라, 혈관의 직경이나 병변의 위치 또는 병변의 크기에 적합한 색전물질을 시술자가 선별하여 사용할 필요가 없으므로 사용상 편의성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 혈관 내에서 일정 시간이 경과되면 생분해되어 자연적으로 색전물질이 제거될 수 있으므로 색전물질을 제거하기 위한 별도의 시술을 필요로 하지 않는다.
그리고, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 색전물질의 표면이 곡면으로 구현됨에 따라, 혈관 내에 색전물질의 주입시 혈관 내벽의 손상을 최소화할 수 있으므로 내벽 손상에 의한 염증반응을 방지하는 효과가 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 상온에서 생분해성 고분자 용액과 계면활성제 용액을 혼합하여 교반물을 만드는 교반 단계; 및
    상기 교반물로부터 비드를 회수하는 회수 단계;를 포함하고,
    상기 교반 단계에서 상기 계면활성제 용액에는 복수 종류의 계면활성제가 포함된 것을 특징으로 하는
    색전물질 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계면활성제 용액은 상기 복수 종류의 계면활성제 0.1~2 중량%와 잔부의 계면활성제용 용매를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는
    색전물질 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수 종류의 계면활성제는 메틸셀룰로오스와 폴리비닐알코올이 1:1의 중량비로 마련된 것을 특징으로 하는
    색전물질 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자 용액은 생분해성 고분자 및 고분자용 용매를 혼합하여 제조된 것이고, 상기 생분해성 고분자는 폴리카프로락톤(polycaprolactone) 및 폴리락트산(polylactic acid) 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    색전물질 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자 용액은 상기 생분해성 고분자 4~8 중량%와 잔부의 상기 고분자용 용매를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는
    색전물질 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 색전물질 제조 방법은
    상기 비드를 세척하는 세척 단계;
    상기 비드를 건조하는 건조 단계;
    상기 비드를 가교시키는 가교 단계; 및
    상기 비드의 표면에 코팅층을 형성하는 코팅층 형성 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    색전물질 제조 방법.
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