KR101608618B1 - 신경재생도관 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는 통상의 콜라겐 신경도관(좌측)과 본 발명에 따라 제조된 실시예1의 신경재생도관(우측)의 모식도이다. 도 2에서 통상의 콜라겐 신경도관(좌측)은 도관 벽을 따라 신경조직이 재생되지만, 본 발명에 따라 제조된 실시예1은 신경재생도관(우측)이 동물 신경조직의 탈세포-세포외기질을 통해 조직이 입체적(멀티 채널)으로 재생되는 것을 확인하였다.
도 3은 본 발명의 실시예1에서 동물 신경조직으로서 좌골 신경조직을 사용한 경우 제조예2의 미충진 신경도관과 제조예1의 신경 탈세포물, 그리고 이들이 멀티 채널로 형성된 실시예1의 신경재생도관의 모식도이다. 도 3에서는 출발 물질(좌골말초신경) 내에 위치한 3종 신경(장딴지, 정강이, 종아리의 신경)을 고려하여 도관 안에 도관을 넣은 형태로 제공할 수 있었다.
도 4는 실시예1의 신경재생도관의 전자주사현미경 사진(좌측 x30, 우측 x200)이다. 실시예1의 신경재생 도관에 따르면, 도관 내 신경세포외기질이 스폰지 구조로 충진된 구조를 가짐으로써 신경세포의 부착 혹은 성장을 개선할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 동물 신경조직의 탈세포 전후 DNA 정량 시험 결과를 도시한 그래프이다. 좌측의 탈세포 전 신경에서 38 ng의 DNA가 검출 되었는데, 우측의 탈세포 후 1.7 ng으로 줄었음을 확인할 수 있었다.
도 6은 본 발명에 따른 동물 신경조직의 탈세포 처리 후 콜라겐 함량 측정 결과를 도시한 그래프이다. 코켄(Koken)사 코켄 아텔로콜라겐 내 콜라겐 함량은 평균 96.63 ± 7.14 중량%이었고, 제조예1의 신경조직 탈세포물 내 콜라겐 함량은 32.59 ± 1.17 중량%이었고, 제조예2의 미충진(비어있는) 신경도관 내 콜라겐 함량은 90.04 ± 5.40 중량%이었으며, 실시예1의 신경재생도관 내 콜라겐 함량은 55.76 ± 3.50 중량%인 것을 확인할 수 있었다.
도 7은 Koken사 콜라겐과 본 발명에 따른 동물 신경조직의 탈세포 처리 후 엘라스틴 함량 측정 결과를 도시한 그래프이다. Koken사 콜라겐 내 엘라스틴 함량은 평균 3.24 ± 0.47 중량%이었고, 제조예1의 신경조직 탈세포물 내 엘라스틴 함량은 0.26 ± 0.07 중량%이었고, 제조예2의 미충진 신경도관 내 엘라스틴 함량은 0.51 ± 0.02 중량%이었고, 실시예1의 신경재생도관 내 엘라스틴 함량은 0.35 ±0.13 중량%인 것을 확인할 수 있었다.
도 8은 Koken사 콜라겐과 본 발명에 따른 동물 신경조직의 탈세포 처리 후 GAG(glycosaminoglycan) 함량 측정 결과를 도시한 그래프이다. Koken사 콜라겐 내 GAG 함량은 평균 0.13 ± 0.008 중량%이었고, 제조예1의 신경조직 탈세포물 내 GAG 함량은 0.04 ± 0.001 중량%이었고, 제조예2의 미충진 신경도관 내 GAG 함량은 0.19 ± 0.001 중량%이었고, 실시예1의 신경재생도관 내 GAG 함량은 0.04 ± 0.031 중량%인 것을 확인할 수 있었다.
도 9는 제조예1의 동물 신경조직의 탈세포물의 탈세포 전후 뇌유래 신경영양인자(brain-derived neurotrophic factor, BDNF) 함량 측정 결과를 대비한 표이다.
도 10은 제조예1의 동물 신경조직의 탈세포물의 탈세포 전후 라미닌 함량 측정 결과를 대비한 표이다. 탈세포 전 신경조직 내 라미닌 함량, 평균 43866.06 ± 1532.92 pg/g을 기준으로, 탈세포 후 신경조직 내 라미닌 함량은 평균 805.45 ± 257.12 pg/g인 것을 확인할 수 있었다.
도 11은 제조예2의 미충진 신경도관(좌측)과 실시예1의 신경재생도관(우측)의 봉합강도 측정 결과를 대비한 그래프이다.
도 12는 랫드를 이용한 좌골신경 손상 모델의 유효성 평가 모델로 음성대조군인 신경결손군, 제조예2의 미충진 신경도관 및 실시예1의 신경재생도관을 적용한 모델을 4주, 8주, 12주차에 각각 육안 관찰한 결과로서, 신경결손군은 신경에 연조직이 침투한 것을 확인하였고, 제조예2의 미충진 신경도관과 실시예1의 신경재생도관은 신경과 잘 연결된 것을 확인하였다.
도 13은 랫드를 이용한 좌골신경 손상 모델의 유효성 평가 모델로서 정상군, 음성대조군인 신경결손군, 제조예2의 미충진 신경도관 및 실시예1의 신경재생도관을 적용한 모델에 대한 4주, 8주, 12주차에 보행각(Ankle stance angle [ASA])을 측정한 결과이다.
도 14는 랫드를 이용한 좌골신경 손상 모델의 유효성 평가 모델로서 음성대조군인 신경결손군, 제조예2의 미충진 신경도관 및 실시예1의 신경재생도관을 적용한 모델에 대한 4주, 8주, 12주차에 좌골신경기능지수(Sciatic Function Index; SFI)를 측정한 결과이다.
도 15는 도 12의 랫드를 이용한 좌골신경 손상 모델로서 제조예2의 미충진 신경도관 및 실시예1의 신경재생도관을 적용한 모델에 대한 유효성 평가 12주째 각 도관의 신경조직을 H&E(위)와 면역조직염색(아래)으로서 S-100으로 염색하여 살펴본 결과이다.
도 16은 동결 건조의 온도조건 별 다공의 크기를 살펴본 전자현미경 사진으로, (a)는 -20℃에서 동결 후 동결건조(좌측 x50, 우측 x150)와 (b)는 -60℃에서 동결 후 동결건조(좌측 x50, 우측 x150)를 대비한 도면이다. (a)에서는 10㎛ 내지 600㎛의 다공을 관찰하였고, (b)에서는 10㎛ 내지 200㎛의 다공을 관찰할 수 있었다.
Claims (11)
- 도관 내부에, 인간을 제외한 동물 신경조직의 세포외기질 탈세포처리물이 충진된 것으로, 상기 동물 신경조직은 동물의 중추신경 조직 혹은 말초신경 조직으로서 상기 동물 신경조직의 세포외기질 탈세포처리물은 뇌유래 신경영양인자(BDNF) 100 pg/g 내지 800 pg/g 및 라미닌 100 pg/g 내지 1200 pg/g을 포함하고, 상기 동물 신경조직의 세포외기질 탈세포처리물 총중량 기준으로, 콜라겐 10 내지 90중량%, 엘라스틴 0.1 내지 1.0중량%, 및 GAG(glycosaminoglycan) 0.01 내지 0.1중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경재생도관.
- 제 1항에 있어서,
상기 도관은 길이 10mm 내지 70mm, 내경 0.5mm 내지 10mm, 두께 50㎛ 내지 1000㎛, 및 다공크기 400nm 내지 1300nm를 갖는 동물 진피조직의 탈세포 멤브레인인 것을 특징으로 하는 신경재생도관.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 동물 신경조직의 세포외기질 탈세포처리물은 다공도 20% 내지 90% 및 다공크기 10㎛ 내지 1000㎛를 갖는 것으로, 상기 도관의 중공(hole) 부피 100% 기준, 50 부피% 내지 100 부피%로 충진 된 것을 특징으로 하는 신경재생도관.
- 제 1항에 있어서,
상기 신경재생도관은 내부에 2 이상의 신경재생도관을 내포한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 신경재생도관.
- i) 인간을 제외한 동물의 채취된 말초신경을 탈세포 공정을 거쳐 면역과 이물반응 유발물질이 제거되고, 뇌유래 신경영양인자(BDNF) 100 pg/g 내지 800 pg/g 및 라미닌 100 pg/g 내지 1200 pg/g을 포함하고, 상기 동물 신경조직의 세포외기질 탈세포처리물 총중량 기준으로, 콜라겐 10 내지 90중량%, 엘라스틴 0.1 내지 1.0중량%, 및 GAG(glycosaminoglycan) 0.01 내지 0.1중량%를 포함하는 세포외기질 탈세포처리물을 제조하는 단계;
ii) 상기 세포외기질 탈세포처리물을 분쇄하여 미가교 겔로 제조하는 단계; 및
iii) 상기 미가교 겔을 도관 내부에 충진한 다음 동결 건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경재생도관의 제조방법.
- 제 7항에 있어서,
상기 미가교 겔은 정제수에 세포외기질 탈세포처리물을 분쇄하여 겔화시켜 제조된 것을 특징으로 하는 신경재생도관의 제조방법.
- 제 7항에 있어서,
상기 도관은 인간을 제외한 동물의 진피조직을 분리 후 탈세포 공정에 의해 멤브레인을 제조하거나, 나아가 도관 형태로 제조하는 단계; 및
상기 멤브레인 혹은 도관에 순도 99%(w/w) 이상의 에탄올에 0.1%(v/v) 농도의 디이소시아네이트 화합물을 배합한 가교제를 투입하고 실온에서 24시간 가교 후 세척하고 동결건조하는 단계;로 제조된 것을 특징으로 하는 신경재생도관의 제조방법.
- 제 7항 또는 제 9항에 있어서,
상기 탈세포 공정은 에탄올 처리공정, 알칼리와 극성용매 알코올을 1:9 내지 9:1의 중량비로 배합한 알칼리 복합용매로의 처리공정 및 중화 공정으로 구성된 것을 특징으로 하는 신경재생도관의 제조방법.
- 제 7항에 있어서,
상기 동결 건조는 온도 0℃ 내지 -120℃ 및 압력 760 Torr 내지 1 mTorr 압력 조건하에 수행하는 것을 특징으로 하는 신경재생도관의 제조방법.
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