KR20080100126A - 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제 및그 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제 및 그 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제에 있어서, 손상된 심근조직의 재생을 유도하기 위하여 심근부위에 이식되는, 골격근세포로부터 분리, 배양된 세포성분과 생체적합성 고분자를 포함하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제 및 그 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제 및 그 조성물은 생체적합성 고분자와 근모세포의 혼합형태로 심근내 이식되어 생착율이 높아지고 심장기능이 월등히 향상된다. 또한, 본 발명의 조성물을 이용한 심장근육 재생 치료방법은 기존의 카테터를 이용하여 간단한 시술 방법으로 심근내막에 이식할 수 있기 때문에, 종래의 외과적 개흉시술을 이용한 치료방법에 비해 환자의 고통이 덜하며, 소요되는 시간과 비용을 감소시키는 장점이 있다.
근모세포, 생체적합성, 고분자, 심근세포, 생착율, 리포좀, 좌심실 단축율, 좌심실 구출율
Description
본 발명은 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제 및 그 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 손상된 심장근육의 재생 치료를 위하여 생체적합성 고분자를 사용함으로써, 이식되는 세포의 생존력을 유지하면서 이식부위에서 세포의 생착률을 높일 수 있는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제 및 그 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 심장근육의 손상은 신체가 필요로 하는 심박출량을 유지하는데 지장을 초래하여 심부전 및 심근경색과 같은 생명에 위협을 줄 수 있는 심각한 질환이 될 수 있다. 최근 정상심장에서도 심근세포가 분열하고 소실되는 심근세포의 교체가 느리기는 하지만 일어나고 있음이 보고되고는 있으나 기존의 내과 치료법으로는 손상 받은 심근세포의 수를 늘릴 수 있는 방법이 없으며, 더구나 중증 말기 심부전 환자의 경우는 이미 심장의 기능을 회복시킬 수 없기 때문에 심장이식술(heart transplant)이나 심실 보조장치(ventricular assist device)를 사용하는 방법밖에 없다. 심근이 손상되면 이러한 심근세포의 증식과 심장줄기세포의 분열이 심근재생에 도움이 되기는 하지만, 필요한 양을 적절한 시기에 동원하여 증식시키는 것은 불가능하여 심근의 재생과 손상된 심근의 기능회복을 위해 여러 종류의 세포를 이용한 세포이식치료가 대안으로 떠오르고 있다. 최근 줄기세포의 연구가 활성화되면서 손상된 조직의 치료를 위해 미분화 상태의 줄기세포를 심근의 손상 부위에 이식한 결과 심장기능이 개선되는 것이 보고되고 있다.
세포이식치료는 배아줄기세포나 근육모세포(skeletal myoblast), 중간엽 줄기세포, 조혈줄기세포 등 골수에서 기인한 줄기세포, 간이나 신경계 등의 장기에 존재하는 성체줄기세포(adult stem cells) 등을 사용하는 자가세포이식(autologous transplantation)이 있다.
심혈관 질환에서 심근손상을 복구하기 위해 줄기세포이식을 시도하고 있으며 여러 종류의 성체줄기세포를 직접 이용하거나 줄기세포로부터 심근세포로 분화시켜 투여하는 방법 등을 이용할 수 있다.
줄기세포를 투여하는 방법으로는 심장병 환자의 심장내 주입(intramyocardial delivery)과 외과 시술적으로 심근에 직접 주사하는 방법, 카테터를 이용해 관동맥 등으로 주입하는 방법과 정맥혈관주사 같이 전신 투여하는 방법 등이 있다.
하지만 주입된 세포의 생착율(bioretention)은 매우 낮은 상황이며 보고에 의하면 심장의 특수성으로 인해 주입된 심근세포의 약 10% 정도 만이 심근조직 재생에 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 이러한 난점을 극복하기 위해 고분자재료를 이용하여 그 생착율을 높이는 기술들이 필요한 상황이다.
심근세포에 손상이 발생하여 심기능이 저하되는 경우 심근세포의 증식도 빨리 일어나야 심기능 회복에 실제적인 도움이 된다. 따라서 세포이식치료도 심혈관 질환의 특성에 맞게 줄기세포의 투여량과 전신 혹은 국소투여 등 그 투여기법을 결정하여야 하며 최종적으로 새로 형성된 심근은 기존의 심근과 융합되어 심기능의 호전을 가져올 수 있으며, 조직공학 등의 관련 연구를 통해 보면 심근의 손상이 발생한 심혈관 환자에게 줄기세포를 이용한 세포이식을 하는 것이 심기능을 호전시킬 수 있는 치료의 한 방법으로 전망되고 있다.
심장세포(cardiomyocytes)와는 달리 근모세포는 유사분열(mitosis)을 진행 할 수 있으며 근모세포는 혈관생성이나 신경생성이 없는 환경에서도 생존 및 증식이 가능한 세포이다. 이러한 이유 때문에 자가유래 근모세포를 이용한 근육조직을 재생시키려는 많은 시도가 있었다. Law 박사는 근육성 이영양증(muscular dystrophy)과 심장질환 치료를 위해 근원성 세포(myogenic cell)를 사용하였고, 이식된 세포들이 기 존재하던 세포와 융합하여 손상된 세포에게 건강한 세포의 유전자를 전달하여 유전적 치유의 효과를 보이고, 이식된 세포들끼리 융합하여 퇴화된 세포를 대체하도록 하여 조직의 기능을 회복시킨다고 보고하였다(Gene Ther. Mol. Biol. pp. 345-363, March 1998). 근원성 세포를 카테터를 이용하여 손상된 심근에 이식하여 조직을 재생시킨 기술(국제특허 제2002-028470호)이 알려져 있다. 그러 나, 상기 기술은 대조군 보다 처리군에서 세포에 의한 심장기능이 향상된 결과를 보였지만, 박동하는 심장 근육의 특성상 세포를 이식할 때 세포의 생착을 어렵게 하여 그 효능의 한계가 존재한다. 또한, 근모세포에 내피세포 자극인자 또는 혈관 재생인자를 발현하는 유전자를 형질 도입하여 1 x 108 개 세포를 각각 손상된 심근에 이식해 허혈성 심근질환의 치료를 유도한 기술(국제특허 제2005-002916호)이 개시되어 있다. 상기 기술은 기 발명된 근모세포를 이용한 심근재생 치료에 유전자의 기능성을 추가로 부여해 효능을 높이고자 한 발명이지만, 유전자 도입 및 발현의 관한 일관성있는 결과를 각각의 경우에 따라 얻기가 어렵고, 또한 유전자 도입시 사용된 바이러스 벡터의 안전성에 아직까지 해결해야 할 문제점들이 많이 존재한다. 이 경우에서도 결국 세포의 이식시 생착정도의 차이가 심장근육 재생치료 효과에 미치는 영향은 크다고 할 수 있다.
앞서 기술되었다시피 심근조직의 재생이 필요한 부위에 주입된 세포의 생착율은 매우 낮은 상황이며 주입된 심근세포의 약 10% 정도 만이 심근조직재생에 영향을 미치며 90%정도는 소실되어 심근조직 재생에 아무런 효과를 나타내지 못하고 있다. 따라서 지속적인 심근조직 재생을 위해서는 환자에게 심근세포의 주입빈도를 높일 수 밖에 없으며 환자의 고통도 커지는 상황에 처하게 된다. 또한 실제 이식되는 세포의 수가 매우 적어 고농도의 세포 수를 이식 시 사용해야 하는 문제점이 있으며 고농도의 세포를 이식한다 하더라도 이식된 부위에서 분화할 때까지 세포가 머물러 있기에 열악한 환경 조건이므로 기대이상의 치료 효과를 보기에 한계가 있 는 실정이다.
이에 세포의 전달체 혹은 지지체로서 고분자재료를 이용하여 그 생착율을 높이는 기술들이 최근 여러 연구자들에 의해 개발되고 있다.
연골세포를 키토산계 고분자 스캐폴드에 배양하여 연골 조직 손상을 치료하고자 하였고(미국공개특허 제2004-0044408호), 연골세포를 단백질 혹은 다당류 고분자에 혼합해 손상된 연골조직에 적용시켰다(미국공개특허 제2006-0029578호). 또한, 고분자 히드로젤로 구성된 스캐폴드(scaffold)를 연골세포, 골아세포 또는 줄기세포와 혼합해 골조직의 재생을 유도하였다(미국공개특허 제2006-0036331호). 그리고, 플루론산 30%, 히알루론산 3~4%로 제조된 생체적합성 고분자와 연골세포를 혼합한 연골손상 치료제(대한민국 특허등록 제494,265호)가 개시되어 있다. 그러나, 이와 같이 고분자 지지체를 이용하여 세포치료제의 효율을 높이고자 하는 시도는 주로 연골조직 재생용 이나 골조직 재생용으로 많이 연구되고 있다.
그리고, 뼈, 연골, 인대, 힘줄, 혈관, 피부, 지방, 근육, 신경, 심장, 간장, 췌장, 장, 신장, 각막, 방광, 요관, 요도, 유방, 골수 또는 제대혈 유래 세포를 3차원 다공성 지지체에 삽입하여 조직 재생을 시도한 기술이 개시되어 있다(대한민국 특허공개 제2005-0083681호). 그러나, 상기 기술은 심근세포의 조직 재생에 대한 세부 연구는 보여주고 있지 않다.
심근조직 재생을 위한 생체적합성 고분자의 이용과 관련한 보고도 이루어지고는 있다. 세포를 생체적합성 고분자물질에 혼합하여 세포의 생착을 높이려는 시도의 일환으로 Piao등은 실험쥐에서 심근경색(myocardial infaction, MI)를 유도한 후 골수유래세포를 생체적합성을 보유한 글리콜리드와 카프로락톤계의 공중합체상에서 배양한 후, 골수유래세포를 함유하는 고분자 중합체를 심근경색부위에 이식하여 향상된 심장기능을 얻었음을 보고하였다(Biomaterials.2007;28:641-649). Cannizzaro등은 폴리에틸렌글리콜 공중합체에 세포점착을 유도하는 RGD 펩티드 시퀀스를 도입하여 폴리에틸렌글리콜 공중합체에 대한 내피세포의 점착성을 증대시킴으로써 심근조직 재생을 도우려는 시도를 보고한바 있으며 (Biotechnol Bioeng. 1998;58:529-535), Leor등은 심근조직 재생을 위해 사용될 수 있는 고분자 지지체가 가져야 할 물성에 대해 언급하였으며 심근조직재생을 위해 사용될 수 있는 고분자 지지체가 가져야될 물성으로써 비독성, 생분해성, 생활성(bioactive), 유연성 등을 제시한바 있다(Pharmacology & Therapeutics. 2005;105:151-163). 그러나, 상기 연구는 고분자 중합체 및 고분자 지지체의 초기 단계를 기술한 것으로 심화된 연구가 필요하다.
그리고, 반고성 3차원적 생체적합성 고분자 물질에 줄기세포 또는 근모세포, 심근세포를 심어서 반고성 생체재료 상태로 일정기간 체외배양을 통해 세포가 세포 외 기질을 만들도록 한 후, 외과적으로 개흉하고 심근의 손상부위에 조성물을 패취 형태로 부착하여 심장의 기형화 및 심장근육의 수축력 상실을 억제하기 위한 기술(미국공개특허 제2005-0042254호)이 기재되어 있다. 하지만 발명품을 심장에 직접 부착시키기 위한 외과적 개흉시술이 수반되어야 하고 이로 인해 환자들의 시술의 적응성이 떨어진다. 따라서 실제 환자에 적용하기 용이하지 않아서 그 적응에 한계가 있으며, 실제 심근의 재생치료 효과도 한정적이다. 따라서 외과적 개흉시술이 필요없고 시술이 보다 용이하며 환자의 투여적응성이 높은 직접 주사투여 혹은 카테터를 이용하여 투여될 수 있는 조성으로 이루어진 발명이 요구된다. 또한, 가교 연결된 알긴산류 고분자 물질을 근모세포, 심근세포와 혼합하고 카테터를 이용해 심근에 이식 후 심장근육을 재생 치료하고자 시도한바 있다(미국공개특허 제2005-0003010호). 이 발명에서 알긴산은 글루콘산 칼슘(calcium gluconate)와 혼합하여 가교화를 이루어지도록 하였다. 글루콘산 칼슘은 일반적으로 저칼슘혈증 (Hypocalcemia), 고초열등의 증상완화 및 치료에 사용되는 의약품 제제이며 일반적으로 혈관투여된다. 단, 구토, 발한 등의 부작용이 알려져 있으며 신결석이나 신장장애 환자에는 적용 시 주의를 요하여지고 있다. 특히 이 제제는 혈관 밖의 조직으로 들어갔을 때 조직괴사가 발생하는 문제를 야기할 수 있다. 따라서 알긴산의 가교제로서 사용되어 지더라도 가교화에 기여하지 못하고 잔류되어 있는 글루콘산 칼슘은 위와 같은 심각한 문제를 일으킬 수 있는 여지를 내포하고 있다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 개흉수술과 같은 시술이 필요치 않아 환자의 치료적응성이 높으며, 사용되는 고분자의 가교를 위해 부가적인 물질이 사용되지 않는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 손상된 심근조직의 재생을 유도하기 위하여 심근부위에 이식되는, 근육세포로부터 분리, 배양된 세포성분과 생체적합성 고분자를 포함하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제를 형성함으로써 달성할 수 있다.
또한, 본 발명은 심근세포 부위에 주입하는, 근육세포에서 분리, 증식된 세포성분 및 생체적합성 고분자로 조성된 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 심근부위에 이식되는 1ml 당 1 x 105 ~ 1 x 109 개(단위 세포)의 근육세포로부터 분리, 배양된 세포성분과 0.01 ~ 70 중량부의 생체적합성 고분자를 포함하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물을 형성함으로써 달성할 수 있다.
또한, 본 발명은 외과적으로 개흉하지 않고, 패취를 사용하는 것도 아니어서 환자의 고통이 감소되는 심근조직 재생 치료방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 심근부위에 상기 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물을 주사, 주입, 카테터를 이용한 투여 또는 캡슐 투여하는 심근조직 재생 치료방법을 제공함으로써 달성할 수 있다.
본 발명은 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제에 있어서, 상기 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제가 손상된 심근조직의 재생을 유도하기 위하여 심근부위에 이식되는, 근육세포로부터 분리, 배양된 세포성분과 생체적합성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
세포를 이용한 심근형성술(Cellular cardiomyoplasty)은 심근경색에 따르는 심장질환의 치료를 위한 새로운 치료상의 접근법으로 여겨지고 있으며, 골격근세포를 포함한 근육세포의 이식은 심근기능의 향상에 효과적인 것으로 알려져 있다. 하지만 여전히 주입된 세포의 생착율은 매우 낮은 상황이며 이에 생체재료를 이용하여 그 생착율을 높이는 기술이 본 발명으로부터 제공된다.
상기 근육세포의 이식은 상기 근육세포로부터 분리, 배양된 세포성분을 이용한다. 상기 세포성분은 성체줄기세포로부터 분리된 근모세포(myoblasts), 심근세포(cardiomyocytes), 내피세포(endothelial cells), 섬유아세포(fibroblasts), 또는 심혈관 형성을 유도하는 줄기세포이다.
상기 근모세포, 심근세포, 내피세포, 섬유아세포, 또는 심혈관 형성을 유도하는 줄기세포는 허벅지, 겨드랑이, 팔뚝 또는 대퇴부에서 채취한 소량의 근육으로부터 근육 줄기세포를 분리, 심장근육에 맞게 분화시켜 배양한다.
일예로 근모세포의 분리 및 증식은 다음과 같다.
백서의 하지 근육을 생검하여 세척 후, 잘게 근육조직을 분쇄하고 0.4% 교원질 분해효소(collagenase) 용액으로 처리하여 세포 현탁액을 분리해내고 세척, 원심분리 후, 배지를 이용해 적절한 밀도로 세포들을 배양용기에 심어 배양한다. 24시간 배양 후 배양 용기에 부착되지 않은 세포들만을 새로운 배양용기에 옮겨서 배양을 계속한다. 단일층을 이루면서 세포들이 증식하는지를 역상현미경을 이용해 관찰하고, 적정 밀도에 도달하면 새로운 배지와 배양 용기를 이용해 계대 배양을 한다. 상기한 바와 같이 배양하여 얻어진 세포들을 세척하고 배지에 현탁하여 이후의 단계에서 생체적합성 고분자와 혼합될 수 있도록 준비한다.
그리고, 생착율을 높이기 위한 고분자 지지체인 상기 생체적합성 고분자는 혈액친화성, 생분해성, 항응고성, 점성, 세포 기질 형성능 등의 특성을 지녀야 한다.
상기 생체적합성 고분자는 생분해성 또는 세포점착성 중에서 선택된 하나 이상의 특성을 포함한다.
그 중 생분해성 고분자를 선택하기 위하여는 고분자 주쇄에 가수분해 가능한 결합과 수용성인 분해효소가 접근을 쉽게 할 수 있도록 친수성의 세그먼트(segment)가 있어야 좋다. 많은 단백질 분해효소에서 보면 치환된 장소의 이웃을 특정하게 분해시키는 경향이 있으므로 하이드록실(hydroxyl), 카르복실(carboxyl), 메틸(methyl), 그리고 페닐(phenyl)기 등의 치환된 형태가 유리하다. 특정한 카이럴 이성질체만 분해하는 경향이 많으므로 분해되는 쪽 이성체가 많아야 좋다. 분해효소의 접근을 쉽게 하기 위하여 비정형 고분자가 유리하고, 가교가 되어 있거나 가지가 있는 구조보다는 선형의 고분자로 반복단위가 약간 긴 쪽이 유리하다. 방향족 사슬 보다는 지방족 사슬이 유연성이 좋아 분해성이 더 좋다.
그리고, 세포 점착성 단백질과 폴리펩타이드와의 상호작용에 의해 생체적합성 고분자가 흡착되지 않은 표면보다는 흡착된 표면에서의 세포의 점착과 성장이 우수하다.
이러한 상기 생체적합성 고분자는 음이온성, 비이온성 또는 음이온과 양이온을 동시에 가지고 있는 폴리사카라이드류 및 그의 유도체, 폴리에틸렌글리콜계 공중합체 및 그의 유도체, 폴리아크릴레이트, 지방족 폴리에스테르계 고분자 및 그의 유도체, 아카시아 검(gum)등의 천연 또는 합성 검, 또는 폴리비닐계 고분자 및 그의 유도체 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함한다.
상기 생체적합성 고분자는 히알루론산, 피브린, 알긴산, 덱스트란, 메틸셀룰로오즈, 콜라겐, 젤라틴, 폴록사머, 플루론산, 카보폴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리락트산 및 그 유도체 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함한다.
그리고, 상기 생체적합성 고분자는 리포좀(liposome), 고분자 마이셀(polymeric micelle), 나노 스피어(nanosphere), 또는 마이크로스피어(microsphere) 등의 형태로 사용되어 질 수 있다.
일반적으로 콜로이드 시스템은 약물전달체계(drug delivery system)에서 약물의 전달수단으로 혹은 난용성 약물의 수용화 기법으로 많이 사용되어 지고 있는 기술로서 이러한 기술에는 에멀젼, 마이크로에멀젼, 마이셀, 고분자 마이셀, 나노스피어, 마이크로 스피어, 리포좀과 같은 형태의 기법을 사용한다.
상기 리포좀은 구조적으로 활성물질을 봉입(encapsulation)할 수 있으며 구형의 인지질로 구성되어 진다. 상기 리포좀은 지질이중층과 유사한 구조를 가지고 있고, 세포성분을 내부에 함유하며 안정화시켜 세포막에 리포좀이 붙은 후 내부의 세포성분을 심근세포내로 유입시키게 된다.
상기 고분자 마이셀은 약물 및 유전자 운송을 위한 나노운송자로써 재조합되거나 분해될 수 있는 역동적 회합을 하며 내부의 세포성분을 심근세포내로 유입한다.
상기 나노 스피어는 아주 미세한 굴곡 구조를 띄게 되며 신축성을 가지며 내부의 세포성분을 심근세포내로 유입시킨다.
상기 마이크로스피어는 약품방출을 조절할 수 있는 균일한 구형의 형태로 내부의 세포성분을 심근세포내로 유입시키는 작용을 한다.
또한, 본 발명의 생체적합성 고분자 물질을 함유하는 심근조직 재생용 조성물은 심근부위에 이식되는 1ml 당 1 x 105 ~ 1 x 109 개(단위 세포)의 근육세포로부터 분리, 배양된 세포성분과 0.01 ~ 70 중량부의 생체적합성 고분자를 포함하는 것 을 특징으로 한다.
상기 생체적합성 고분자의 농도가 상기 단위 세포의 세포성분에 대해 0.01 중량부 미만일 때에는 착화가 어렵고, 70 중량부를 초과할 때에는 점도 증가와 물리적인 차단에 의해 상기 세포성분의 방출이 어렵다.
상기 세포성분은 성체줄기세포로부터 분리된 근모세포(myoblasts), 심근세포(cardiomyocytes), 내피세포(endothelial cells), 섬유아세포(fibroblasts), 또는 심혈관 형성을 유도하는 줄기세포이다.
상기 생체적합성 고분자는 음이온성, 비이온성 또는 음이온과 양이온을 동시에 가지고 있는 폴리사카라이드류 및 그의 유도체, 폴리에틸렌글리콜계 공중합체 및 그의 유도체, 폴리아크릴레이트, 지방족 폴리에스테르계 고분자 및 그의 유도체, 아카시아 검(gum)등의 천연 또는 합성 검, 또는 폴리비닐계 고분자 및 그의 유도체 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함한다.
상기 생체적합성 고분자는 히알루론산, 피브린, 알긴산, 덱스트란, 메틸셀룰로오즈, 콜라겐, 폴록사머, 젤라틴, 플루론산, 카보폴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리락트산 및 그 유도체 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함한다.
상기 히알루론산은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 1 ~ 10 중량부인 것을 특징으로 한다. 상기 히알루론산의 농도가 단위 세포의 세포성분에 대해 1 중량부 미만일 때에는 상기 심근부위에 착화가 되기 어렵고, 10 중량부를 초과할 때에는 수분의 함유량이 많아 상기 심근부위에 착화되기 어렵다.
상기 피브린은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 50㎕ ~ 500㎕/ml인 것 을 특징으로 한다. 상기 피브린의 농도가 단위 세포의 세포성분에 대해 50㎕/ml 미만일 때에는 상기 심근부위에 착화되기 어렵고, 500㎕/ml를 초과할 때에는 상기 세포성분이 상기 피브린으로부터 방출되기 어렵다.
상기 폴록사머는 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 5 ~ 45 중량부인 것을 특징으로 한다. 상기 폴록사머의 농도가 단위 세포의 세포성분에 대해 5 중량부 미만일 때에는 상기 심근부위에 착화되기 어렵고, 45 중량부를 초과할 때에는 미끈거려 상기 심근부위에 착화되기 어렵다(도 1). 도 1과 같이 좌심실 구출율(left ventricular ejection fraction, LVEF)이 최대인 최적의 상기 폴록사머 농도는 10 중량부 정도인 것으로 나타나고, 10 중량부 전후로 좌심실 구출율이 감소하는 것으로 나타난다.
상기 젤라틴은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 1 ~ 20 중량부인 것을 특징으로 한다. 상기 젤라틴의 농도가 단위 세포의 세포성분에 대해 1 중량부 미만일 때에는 상기 심근부위에 착화되기 어렵고, 20 중량부를 초과할 때에는 점도가 커 상기 세포성분이 방출되기 어렵다(도 2). 도 2와 같이 좌심실 구출율(left ventricular ejection fraction, LVEF)이 최대인 최적의 상기 젤라틴 농도는 10 중량부 정도인 것으로 나타나고, 10 중량부 전후로 좌심실 구출율이 감소하는 것으로 나타난다.
또한, 상기 폴록사머와 상기 젤라틴의 혼합조성물을 단위 세포의 세포성분과 혼합하여 사용한다. 상기 5% 폴록사머와 상기 5% 젤라틴의 혼합조성물 중 폴록사머의 중량분율은 1 ~ 99 중량%인 것을 특징으로 한다. 상기 폴록사머의 중량분율의 농도가 단위 세포의 세포성분에 대해 1 중량% 미만일 때에는 상기 심근부위에 착화되기 어렵고, 99 중량%를 초과할 때에는 점도가 커 상기 세포성분이 방출되기 어렵다(도 3). 도 3과 같이 좌심실 구출율(left ventricular ejection fraction, LVEF)이 최대인 최적의 상기 폴록사머의 중량분율은 50 중량% 정도인 것으로 나타나고, 50 중량% 전후로 좌심실 구출율이 미미하게 감소하는 것으로 나타난다. 즉, 상기 폴록사머와 상기 젤라틴을 동일한 농도로 함유할 때, 같은 중량 비율에서 최대의 좌심실 구출율이 나타난다.
상기 카보폴은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 0.05 ~ 5 중량부인 것을 특징으로 한다. 상기 카보폴의 농도가 단위 세포의 세포성분에 대해 0.05 중량부 미만일 때에는 상기 심근부위에 착화되기 어렵고, 5 중량부를 초과할 때에는 점도가 커 상기 세포성분이 방출되기 어렵다.
상기 폴리비닐피롤리돈은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 1 ~ 45 중량부인 것을 특징으로 한다. 상기 폴리비닐피놀리돈의 농도가 단위 세포의 세포성분에 대해 1 중량부 미만일 때에는 상기 심근부위에 착화되기 어렵고, 45 중량부를 초과할 때에는 수분 증가에 의해 착화되기 어렵다.
상기 덱스트란은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 1 ~ 15 중량부인 것을 특징으로 한다. 상기 덱스트란의 농도가 단위 세포의 세포성분에 대해 1 중량부 미만일 때에는 상기 심근부위에 착화되기 어렵고, 15 중량부를 초과할 때에는 점도가 높아 상기 세포성분이 방출되기 어렵다.
또한, 본 발명의 심근조직 재생 치료방법은 심근부위에 상기 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물을 주사, 주입, 카테터를 이용한 투여 또는 캡슐 투여하는 것을 포함한다. 외과적으로 개흉하지 않고, 패취를 사용하는 것도 아니어서 환자의 고통이 감소된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제 및 그 조성물은 생체적합성 고분자와 근모세포의 혼합형태로 심근내 이식되어 생착율이 높아지고 심장기능이 월등히 향상된다. 또한, 본 발명의 조성물을 이용한 심장근육 재생 치료방법은 기존의 카테터를 이용하여 간단한 시술 방법으로 심근내막에 이식할 수 있기 때문에, 종래의 외과적 개흉시술을 이용한 치료방법에 비해 환자의 고통이 덜하며, 소요되는 시간과 비용을 감소시키는 장점이 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
1
실험용 쥐를 마취시키고 인공호흡기로 호흡을 유지시킨 후, 왼쪽 갈비뼈 두번째와 세번째 사이를 개흉술하였다. 심막을 잘라서 흉곽의 압력에 의해 심장이 외부로 나오게 한 후 좌측 관상 동맥(left coronary artery)을 실크로 묶어 결찰하고 심장을 원위치에 놓은 후 가슴을 봉합하여 심근경색을 유도하였다.
근모세포의 분리 및 증식은 다음과 같이 하였다.
백서의 하지 근육을 생검하여 세척 후, 잘게 근육조직을 분쇄하고 0.4% 교원질 분해효소(collagenase) 용액으로 처리하여 세포 현탁액을 분리해내고 세척, 원심분리 후, 배지를 이용해 적절한 밀도로 세포들을 배양용기에 심어 배양하였다. 24시간 배양 후 배양 용기에 부착되지 않은 세포들만을 새로운 배양용기에 옮겨서 배양을 계속하였다. 단일층을 이루면서 세포들이 증식하는지를 역상현미경을 이용해 관찰하고, 적정 밀도에 도달하면 새로운 배지와 배양 용기를 이용해 계대 배양을 하였다. 상기한 바와 같이 배양하여 얻어진 세포들을 세척하고 배지에 현탁하여 이후의 단계에서 생체적합성 고분자와 혼합될 수 있도록 준비하였다.
2주 후 심초음파 기기를 이용하여 심장근육의 기능 이상을 확인한 후, 1 X 106 개의 근모세포와 3 중량부 폴리사카리드류 히아루론산을 혼합하여 허혈성 좌심실부위에 주입하고 5주 후, 심초음파기로 좌심실의 흉골 가까이에 있는 장축상, 단축상을 보여 주는 2차원 모드 (2-dimensional mode)로 이미지화 하여 좌심실 단축율(fractional shortening, FS) 및 좌심실 구출율(left ventricular ejection fraction, LVEF)을 측정, 기록하였다.
하기 표 1에서 보면 좌심실 단축율은 45±3.8이고, 좌심실 구출율은 76±2.4로 정상(좌심실 단축율은 46±2.3이고, 좌심실 구출율은 84±3.1)과 매우 유사한 결과를 얻었다(도 4). 비교예 1(좌심실 단축율은 26±1.3이고, 좌심실 구출율은 53±3.0)의 좌심실 단축율을 100이라 하였을 때 실시예 1의 좌심실 단축율은 173.1이고, 비교예 1의 좌심실 구축율을 100이라 하였을 때 실시예 1의 좌심실 구출율은 143.4로 매우 우수한 결과를 얻었다(도 5).
육안소견에서는 색과 형상이 정상에 매우 가까워 상기 근모세포와 상기 히아루론산을 함께 혼합한 치료제와 조성물은 심장기능을 매우 향상시키는 것을 알 수 있었다(도 6).
실시예
2
실시예 1과 같이 심근경색을 유도하고 2주 후 1 X 106 근모세포와 4 중량부의 콜라겐을 허혈성 좌심실부위에 주입하고 봉합한 5주 후 실시예 1과 같이 좌심실 단축율, 좌심실 구출율을 측정하였다.
하기 표 1에서 보면 좌심실 단축율은 40±3.4이고, 좌심실 구출율은 69±2.5로 정상(좌심실 단축율은 46±2.3이고, 좌심실 구출율은 84±3.1)보다 조금 낮은 결과를 얻었다(도 4). 비교예 1(좌심실 단축율은 26±1.3이고, 좌심실 구출율은 53±3.0)의 좌심실 단축율을 100이라 하였을 때 실시예 2의 좌심실 단축율은 153.8이고, 비교예 1의 좌심실 구축율을 100이라 하였을 때 실시예 2의 좌심실 구출율은 130.2로 우수한 결과를 얻었다(도 5).
육안소견에서는 색과 형상이 정상과 유사하여 상기 근모세포와 상기 콜라겐을 혼합한 치료제와 조성물은 심장기능을 향상시키는 것으로 나타났다(도 6).
실시예
3
실시예 1과 같이 심근경색을 유도하고 2주 후 1 X 106 근모세포와 2 중량부의 폴리에틸렌글리콜계 공중합체인 플루로닉을 허혈성 좌심실부위에 주입하고 봉합한 5주 후 실시예 1과 같이 좌심실 단축율, 좌심실 구출율을 측정하였다.
하기 표 1에서 보면 좌심실 단축율은 43±1.1이고, 좌심실 구출율은 74±3.3로 정상(좌심실 단축율은 46±2.3이고, 좌심실 구출율은 84±3.1)보다 조금 낮지만 실시예 2보다 좋은 결과를 얻었다(도 4). 비교예 1(좌심실 단축율은 26±1.3이고, 좌심실 구출율은 53±3.0)의 좌심실 단축율을 100이라 하였을 때 실시예 3의 좌심실 단축율은 165.4이고, 비교예 1의 좌심실 구축율을 100이라 하였을 때 실시예 3의 좌심실 구출율은 139.6으로 우수한 결과를 얻었다(도 5).
육안소견에서는 색과 형상이 정상과 유사하여 상기 근모세포와 상기 플루로닉을 혼합한 치료제와 조성물은 심장기능을 향상시키는 것으로 나타났다(도 6).
실시예
4
실시예 1과 같이 심근경색을 유도하고 2주 후 1 X 106 근모세포와 4 중량부 의 폴리락티드를 허혈성 좌심실부위에 주입하고 봉합한 5주 후 실시예 1과 같이 좌심실 단축율, 좌심실 구출율을 측정하였다.
하기 표 1에서 보면 좌심실 단축율은 42±1.8이고, 좌심실 구출율은 67±3.1로 정상(좌심실 단축율은 46±2.3이고, 좌심실 구출율은 84±3.1)보다 조금 낮고 실시예 2와 유사한 결과를 얻었다(도 4). 비교예 1(좌심실 단축율은 26±1.3이고, 좌심실 구출율은 53±3.0)의 좌심실 단축율을 100이라 하였을 때 실시예 4의 좌심실 단축율은 161.5이고, 비교예 1의 좌심실 구축율을 100이라 하였을 때 실시예 4의 좌심실 구출율은 126.4로 우수한 결과를 얻었다(도 5).
육안소견에서는 색과 형상이 정상과 유사하여 상기 근모세포와 상기 폴리락티드를 혼합한 치료제와 조성물은 심장기능을 향상시키는 것으로 나타났다(도 6).
실시예
5
실시예 1과 같이 심근경색을 유도하고 2주 후 1 X 106 근모세포와 5 중량부의 덱스트란을 허혈성 좌심실부위에 주입하고 봉합한 5주 후 실시예 1과 같이 좌심실 단축율, 좌심실 구출율을 측정하였다.
하기 표 1에서 보면 좌심실 단축율은 40±6.0이고, 좌심실 구출율은 75±4.2로 정상(좌심실 단축율은 46±2.3이고, 좌심실 구출율은 84±3.1)보다 조금 낮고 실시예 2와 유사한 결과를 얻었다(도 4). 비교예 1(좌심실 단축율은 26±1.3이고, 좌심실 구출율은 53±3.0)의 좌심실 단축율을 100이라 하였을 때 실시예 5의 좌심 실 단축율은 153.8이고, 비교예 1의 좌심실 구축율을 100이라 하였을 때 실시예 5의 좌심실 구출율은 141.5로 우수한 결과를 얻었다(도 5).
육안소견에서는 색과 형상이 정상과 유사하여 상기 근모세포와 상기 덱스트란을 혼합한 치료제와 조성물은 심장기능을 향상시키는 것으로 나타났다(도 6).
실시예
6
실시예 1과 같이 심근경색을 유도하고 2주 후 1 X 106 근모세포와 2 중량부의 젤라틴을 허혈성 좌심실부위에 주입하고 봉합한 5주 후 실시예 1과 같이 좌심실 단축율, 좌심실 구출율을 측정하였다.
하기 표 1에서 보면 좌심실 단축율은 40±3.8이고, 좌심실 구출율은 65±4.1로 정상(좌심실 단축율은 46±2.3이고, 좌심실 구출율은 84±3.1)보다 조금 낮고 실시예 2와 유사한 결과를 얻었다(도 4). 비교예 1(좌심실 단축율은 26±1.3이고, 좌심실 구출율은 53±3.0)의 좌심실 단축율을 100이라 하였을 때 실시예 6의 좌심실 단축율은 153.8이고, 비교예 1의 좌심실 구축율을 100이라 하였을 때 실시예 6의 좌심실 구출율은 122.6로 우수한 결과를 얻었다(도 5).
육안소견에서는 색과 형상이 정상과 유사하여 상기 근모세포와 상기 젤라틴을 혼합한 치료제와 조성물은 심장기능을 향상시키는 것으로 나타났다(도 6).
실시예
7
실시예 1과 같이 심근경색을 유도하고 2주 후 1 X 106 근모세포와 음이온과 양이온성을 동시에 가지는 천연고분자인 피브린 실란트 20 ㎕를 허혈성 좌심실부위에 주입하고 봉합한 5주 후 실시예 1과 같이 좌심실 단축율, 좌심실 구출율을 측정하였다.
하기 표 1에서 보면 좌심실 단축율은 46±1.6이고, 좌심실 구출율은 78±3.1로 정상(좌심실 단축율은 46±2.3이고, 좌심실 구출율은 84±3.1)과 매우 유사한 결과를 얻었다(도 4). 비교예 1(좌심실 단축율은 26±1.3이고, 좌심실 구출율은 53±3.0)의 좌심실 단축율을 100이라 하였을 때 실시예 7의 좌심실 단축율은 176.9이고, 비교예 1의 좌심실 구축율을 100이라 하였을 때 실시예 7의 좌심실 구출율은 147.2로 매우 우수한 결과를 얻었다(도 5).
육안소견에서는 색과 형상이 정상과 매우 유사하여 상기 근모세포와 상기 피브린 실란트를 혼합한 치료제와 조성물은 심장기능을 매우 향상시키는 것으로 나타났다(도 6).
제조예
1
Dimethyldioctadecyl-ammonium bromide(DDAB)와 콜레스테롤 각 10mM씩 클로로포름용액에 용해시킨 후 증발시키고 다시 에테르 1ml를 가한 후 다시 증발시킨 5주 후 PBS를 이용하여 현탁된 리포좀을 제조하였다
실시예
8
실시예 1과 같이 심근경색을 유도하고 2주 후 1 X 106 근모세포와 제조예 1과 같이 제조된 리포좀 50 ㎕를 허혈성 좌심실부위에 주입하고 봉합한 5주 후 실시예 1과 같이 좌심실 단축율, 좌심실 구출율을 측정하였다.
하기 표 1에서 보면 좌심실 단축율은 46±2.5이고, 좌심실 구출율은 79±2.8로 정상(좌심실 단축율은 46±2.3이고, 좌심실 구출율은 84±3.1)과 매우 유사한 결과를 얻었다(도 4). 비교예 1(좌심실 단축율은 26±1.3이고, 좌심실 구출율은 53±3.0)의 좌심실 단축율을 100이라 하였을 때 실시예 8의 좌심실 단축율은 176.9이고, 비교예 1의 좌심실 구축율을 100이라 하였을 때 실시예 8의 좌심실 구출율은 149.1로 매우 우수한 결과를 얻었다(도 5).
육안소견에서는 색과 형상이 정상과 매우 유사하여 상기 근모세포와 상기 제조된 리포좀을 혼합한 치료제와 조성물은 심장기능을 매우 향상시키는 것으로 나타났다(도 6).
비교예
1
실시예 1과 같이 심근경색을 유도하고 6주 후 좌심실 단축율, 좌심실 구출율을 측정하였다.
하기 표 1에서 보면 환자인 비교예 1의 좌심실 단축율은 26±1.3이고, 좌심 실 구출율은 53±3.0이다(도 4). 적출된 심장 조직의 육안 소견에서는 심근경색이 유도된 손상된 심장근육은 정상 심장근육에 비해 색이 하얀색으로 허혈에 의한 심근 손상이 관찰되었으며, 실제 일부 심근이 손상되었을 때 발생하는 심근의 보상기전에 의해 심장이 정상보다 비대해져 있음을 알 수 있었다(도 6).
표 1은 본 발명의 조성물에 의해 손상된 심근부위에 주입하고 5주 후 심초음파기를 이용하여 좌심실 단축율(fractional shortening, FS)과 좌심실 구출율(left ventricular ejection fraction, LVEF)을 측정한 표이다.
*FS (%)± **SD | ***LVEF(%)± SD | |
정 상 | 46± 2.3 | 84± 3.1 |
비교예1 | 26± 1.3 | 53± 3.0 |
실시예1 | 45± 3.8 | 76± 2.4 |
실시예2 | 40± 3.4 | 69± 2.5 |
실시예3 | 43± 1.1 | 74± 3.3 |
실시예4 | 42± 1.8 | 67± 3.1 |
실시예5 | 40± 6.0 | 75± 4.2 |
실시예6 | 40± 3.8 | 65± 4.1 |
실시예7 | 46± 1.6 | 78± 3.1 |
실시예8 | 46± 2.5 | 79± 2.8 |
* FS : Fractional Shortening(좌심실 단축률)
** SD : Standard Deviation(표준편차)
***LVEF : Left Ventricular Ejection Fraction(좌심실 구출률)
실험예 세포독성실험
백서의 하지 근육으로부터 생검한 근육조직을 0.4% 교원질 분해효소(collagenase) 용액으로 처리하여 세포 현탁액을 분리해내고 세척, 원심분리 후, 배지를 이용해 적절한 밀도로 세포들을 배양용기에 심어 배양하였다. 24시간 배양 후 배양 용기에 부착되지 않은 세포들만을 새로운 배양용기에 옮겨서 배양을 계속하였다. 적정 밀도에 도달하면 새로운 배지와 배양 용기를 이용해 계대 배양을 하였다. 상기한 바와 같이 배양하여 얻어진 세포들을 세척하고 배지에 현탁하여 이후의 단계에서 생체적합성 고분자와 혼합될 수 있도록 준비하였다.
2.5x104세포/ml를 함유하는 현탁액을 64웰(well)로 옮겨 배양하였다. 선택된 고분자 생체재료를 함유하는 근모세포액을 각 웰에 이동시키고 배양액 200ml를 첨가하여 4일간 인큐베이트에 두었다. 생체재료에 기인하는 세포독성을 알아보기 위해 각각 MTT 용액(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazlium bromide)을 첨가하고 추가로 4일간 배양하였고, 550nm에서 ELIZA 분석기를 이용하여 흡광도를 측정하였다(도 7).
순수한 근모세포의 흡광도는 0.83이고, 폴리비닐피롤리돈을 함유한 근모세포의 흡광도는 0.88, 젤라틴을 함유한 근모세포의 흡광도는 0.82, 폴록사머를 함유한 근모세포의 흡광도는 0.82로서, 순수한 근모세포와 비교하여 세포 독성이 없거나 매우 적음을 알 수 있었다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 조성물에 의해 사용되어지는 폴록사머의 농도에 따른 좌심실구출율을 측정한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 조성물에 의해 사용되어지는 젤라틴의 농도에 따른 좌심실구출율을 측정한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 조성물에 의해 사용되어지는 폴록사머/젤라틴 혼합조성물중 폴록사머가 차지하는 중량분율에 따른 좌심실구출율을 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 조성물에 의해 치유된 심장기능을 좌심실 단축율(fractional shortening, FS) 및 좌심실 구출율(left ventricular ejection fraction, LVEF)을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 조성물에 의해 심근경색(myocardial infaction, MI) 모델을 치유한 후 심근경색 모델 대비 향상된 좌심실 단축율(fractional shortening, FS) 및 좌심실 구출율(left ventricular ejection fraction, LVEF)을 나타내는 그래프이다. (MI 모델(비교예1) =100일 때)
도 6은 본 발명의 조성물을 이용하여 실험 쥐의 손상된 심근부위에 주입하고 5주 후 심장조직 상태를 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명의 조성물에 의해 사용되는 폴리비닐피놀리돈, 젤라틴, 폴록사머를 사용한 경우의 세포독성을 측정한 그래프이다.
Claims (18)
- 손상된 심근조직의 재생을 유도하기 위하여 심근부위에 이식되는, 근육세포로부터 분리, 배양된 세포성분과 생체적합성 고분자를 포함하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제.
- 제1항에 있어서, 상기 세포성분은 성체줄기세포로부터 분리된 근모세포(myoblasts), 심근세포(cardiomyocytes), 내피세포(endothelial cells), 섬유아세포(fibroblasts), 또는 심혈관 형성을 유도하는 줄기세포인 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제.
- 제1항에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 생분해성 또는 세포점착성 중에서 선택된 하나 이상의 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 음이온성, 비이온성 또는 음이온과 양이온을 동시에 가지고 있는 폴리사카라이드류 및 그의 유도체, 폴 리에틸렌글리콜계 공중합체 및 그의 유도체, 폴리아크릴레이트, 지방족 폴리에스테르계 고분자 및 그의 유도체, 아카시아 검(gum)등의 천연 또는 합성 검, 또는 폴리비닐계 고분자 및 그의 유도체 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제.
- 제4항에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 히알루론산, 피브린, 알긴산, 덱스트란, 메틸셀룰로오즈, 콜라겐, 폴록사머, 젤라틴, 플루론산, 카보폴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리락트산 및 그 유도체 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 리포좀(liposome), 고분자 마이셀(polymeric micelle), 나노 스피어(nanosphere), 또는 마이크로스피어(microsphere) 등의 형태로 사용되어 지는 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 치료제.
- 심근부위에 이식되는 1ml 당 1 x 105 ~ 1 x 109 개(단위 세포)의 근육세포로 부터 분리, 배양된 세포성분과 0.01 ~ 70 중량부의 생체적합성 고분자를 포함하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물.
- 제7항에 있어서, 상기 세포성분은 성체줄기세포로부터 분리된 근모세포(myoblasts), 심근세포(cardiomyocytes), 내피세포(endothelial cells), 섬유아세포(fibroblasts), 또는 심혈관 형성을 유도하는 줄기세포인 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물.
- 제7항에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 음이온성, 비이온성 또는 음이온과 양이온을 동시에 가지고 있는 폴리사카라이드류 및 그의 유도체, 폴리에틸렌글리콜계 공중합체 및 그의 유도체, 폴리아크릴레이트, 지방족 폴리에스테르계 고분자 및 그의 유도체, 아카시아 검(gum)등의 천연 또는 합성 검, 또는 폴리비닐계 고분자 및 그의 유도체 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물.
- 제9항에 있어서, 상기 생체적합성 고분자는 히알루론산, 피브린, 알긴산, 덱스트란, 메틸셀룰로오즈, 콜라겐, 폴록사머, 젤라틴, 플루론산, 카보폴, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리락트산 및 그 유도체 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 히알루론산은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 1 ~ 10 중량부인 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 피브린은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 50㎕ ~ 500㎕/ml인 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 젤라틴은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 1 ~ 20 중량부인 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 폴록사머는 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 5 ~ 45 중량부인 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 카보폴은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 0.05 ~ 5 중량부인 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 폴리비닐피롤리돈은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 1 ~ 45 중량부인 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 덱스트란은 단위 세포의 세포성분과 혼합시 농도가 1 ~ 15 중량부인 것을 특징으로 하는 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물.
- 심근부위에 제 7항 내지 제 17항 중 어느 한 항의 상기 생체적합성 고분자를 함유하는 심근조직 재생용 조성물을 주사, 주입, 카테터를 이용한 투여 또는 캡슐 투여하는 심근조직 재생 치료방법.
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WO2018117569A1 (ko) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 인제대학교 산학협력단 | 심장줄기세포의 다층세포시트 및 이의 제조방법 |
WO2020213893A1 (ko) * | 2019-04-18 | 2020-10-22 | 주식회사 바이오쓰리에스 | 알긴산을 유효성분으로 포함하는 근감소증 치료용 조성물 |
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2008
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018117569A1 (ko) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 인제대학교 산학협력단 | 심장줄기세포의 다층세포시트 및 이의 제조방법 |
US11666604B2 (en) | 2016-12-20 | 2023-06-06 | Inje University Industry-Academic Cooperation Foundation | Multilayered cell sheet of cardiac stem cells and method of preparing the same |
WO2020213893A1 (ko) * | 2019-04-18 | 2020-10-22 | 주식회사 바이오쓰리에스 | 알긴산을 유효성분으로 포함하는 근감소증 치료용 조성물 |
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