KR100739528B1 - 제1형 교원질 부착 유도 펩타이드가 고정된 골이식재 및 조직공학용 지지체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 골의 석회화 증진 펩타이드가 표면에 고정된 골이식재 및 조직공학용 지지체에 관한 것으로, 보다 구체적으로 서열번호 1 내지 6의 아미노산 서열 중 어느 하나의 제1형 교원질에 특이적으로 결합하는 펩타이드가 표면에 고정된 골이식재 및 조직공학용 지지체에 관한 것이다.
본 발명의 골이식재 및 조직공학용 지지체는, 표면에 부착된 골조직 형성 증진 펩타이드에 의해 재생에 관련된 세포가 세포외 기질의 주요성분인 교원질의 부착을 촉진하여 골조직으로의 분화속도를 증가시키고, 골재생의 최종단계인 석회화를 촉진하여 최종적으로 조직재생력을 극대화시킬 수 있다.
제1형 교원질, 골이식재, 지지체, 골석회화, 조직재생수복용 약학적 조성물
Description
도 1은 본 발명에 따른 펩타이드의 제1형 교원질에 부착정도를 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 펩타이드에 대한 세포 부착양상을 나타낸 공초점 주사형광현미경 사진으로서, (a)는 펩타이드가 도포되지 않은 표면으로의 세포 부착양상을 나타낸 것이고, (b),(c) 및 (d)는 각각 가토( Oryctolagus cuniculus )의 bone sialoprotein I으로부터 유래된 펩타이드가 고정된 골이식재 표면으로의 세포 부착양상을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 펩타이드를 배양액에 가하면서 일정기간 경조직 형성 배지에서 배양하고, 칼슘의 침착정도를 칼세인으로 염색하여 공초점 주사 형광현미경으로 관찰한 사진으로서, (a)는 펩타이드를 처리하지 않은 무처리군이고, (b),(c) 및 (d)는 각각 가토( Oryctolagus cuniculus )의 bone sialoprotein I으로부터 유래된 펩타이드가 고정된 골이식재 표면으로의 세포의 석회화양상을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 펩타이드를 배양된 세포에 일정시간 노출시키고, 세포를 수거, 세포내 신호전달에 관계하는 마커인 ERK의 양을 웨스턴블럿을 통해 측정한 결과를 나타낸 사진이다 (NT: 펩타이드를 처리하지 않은 세포, C1: 서열번호 1의 펩타이드를 처리한 세포, C2: 서열번호 2의 펩타이드를 처리한 세포, C3: 서열번호 3의 펩타이드를 처리한 세포).
본 발명은 골의 석회화 증진 펩타이드가 표면에 고정된 골이식재 및 조직공학용 지지체에 관한 것으로, 보다 구체적으로 서열번호 1 내지 6의 아미노산 서열 중 어느 하나의 제1형 교원질에 특이적으로 결합하는 펩타이드가 표면에 고정된 골이식재 및 조직공학용 지지체에 관한 것이다.
치아를 지지하는 치주조직은 크게 치조골, 치조골과 치아사이의 치근막을 구성하는 치주 인대조직, 상피조직, 그리고 결체조직으로 이루어진다. 치주염의 진행으로 인한 치조골의 소실은 치주 인대조직의 상실을 동반하며, 치주염 치료 후 소실된 조직 부위에서는 결체조직의 과다생장으로 인해 치조골과 치주 인대조직의 정상적인 회복이 불가능하여 진다. 또 새로운 뼈가 생성되더라도 치주 인대조직이 정상적으로 분화되지 않아 치아기능상실을 유발할 수 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 치조골 재생술로 자가골이식술(autografting)과 함께 인위적인 차폐막을 이용하여 완전한 조직의 재생 또는 신형성을 유도하려는 시도가 활발히 이루어지고 있다. 또한 골조직의 재생을 위해 골이식재로서 조직공학적 배양 지지체 역시 활용되고 있다. 최근 10여년 동안에 골이식재 및 지지체의 도입을 통하여 효과적으로 치주 조직 및 골조직의 재생을 유도한 사례(Camelo, M. et.al, International J. Periodont. Restorative Dent. 21:109, 2001)가 보고된 이래, 소뼈로 이루어진 골분말 입자를 포함하여 다양한 소재들이 골이식재 및 조직 재생목적의 조직공학용 지지체로 활용되어 왔다.
한편, 이러한 골이식재 및 지지체의 재생효율을 향상시키기 위해, 골이식재 및 지지체에 조직 재생을 향상시킬 수 있는 물질들을 부착하는 연구가 진행되고 있다. 골조직이 재생되기 위해서는 골이식재 및 지지체의 표면에 세포외 기질(extracellular matrix)중의 단백질 성분들이 먼저 부착하게 되고, 그 이후에 석회화 과정이 일어나면서 최종적으로 골조직이 형성된다. 이때, 세포외 기질의 주요성분인 교원질의 부착을 유도하면 골조직 재생의 초기반응을 신속하게 유도하게 되므로 궁극적으로 재생속도를 증가시킬 수 있게 된다. 또한 이런 세포외 기질 물질이 생체내에서 조직손상을 수복하고 재생시키는 도움을 주는 것으로 보고되고 있으며, 실제 임상에서도 이들의 우수한 조직재생력이 다수의 결과에서 확인된 바 있다.
이러한, 석회화 또는 교원질을 유도하기 위한 방법으로는 다공질 인산칼슘 소결체와 포점막체로서 콜라겐 유도물체를 사용하고 있는 '인공생체 복합재료'(대한민국특허등록 제105511호), 화이브로넥틴을 함유한 숙신화 I형 콜라겐, 유산글리 콜산중합체, 반소결 탄산아파타이트 및 반소결 수산화 아파타이트를 포함하는 조성물을 가교화시키고, 가열하여 제조된 골조직 대체용 복합재료를 제공하는 '골아세포의 부착을 촉진하는 자연골 대체용 인공골 구조재료'(대한민국특허등록 제487693호) 및 뼈를 탈석회(decal cification)하여 제조된 5 내지 500 ㎛ 크기의 다공체를 포함하는 뼈 콜라겐 지지체를 제공하는 '뼈의 콜라겐 지지체'(대한민국특허등록 제427557호)등이 알려져 있다.
그러나 이들 대부분의 세포외 기질 물질인 교원질(콜라겐)은 분자량이 수십 kDa에 이르는 고분자량의 단백질로서, 이들을 생산하기 위해서는 생체조직으로부터 직접 추출을 하거나 재조합 단백질의 형태로 제조되므로 상대적으로 고가이고, 가열시 열에 의해 불안정하므로 다양한 약학적 조성물로 제조하기 어려운 단점이 있다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과, 골이식재 및 지지체의 표면에 세포외 기질중에 주요 구성 단백질인 교원질의 부착을 신속하게 유도할 수 있는 펩타이드를 고정함으로써, 골조직의 재생속도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분자량이 작기 때문에 체내에 적용시 면역반응의 위험이 적고, 체내에서 안정한 형태로 존재할 수 있어 약효의 지속화가 가능함을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 골조직 재생을 촉진하기 위해 교원질 부착 유도 펩타이드가 그 표면에 고정된 골이식재 및 조직공학용 지지체를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1 내지 6의 아미노산 서열 중 어느 하나의 제1형 교원질 부착 유도 펩타이드가 그 표면에 고정되어 있는 골이식재 및 조직공학용 지지체를 제공한다.
즉, 본 발명은 교원질 부착 유도 펩타이드를 골조직 재생용 골이식재 및 조직공학용 지지체의 표면에 고정시켜 골조직 및 기타 조직 재생효율을 증가시킬 수 있는 골이식재 및 조직재생용 지지체를 제공한다.
이때, 아미노산 서열을 필수적으로 함유하는 것은 본 발명의 아미노산 서열에 다른 아미노산 서열이 부가되어 유사한 기능을 가지는 펩타이드를 포괄하는 것이다. 이는 또한 상기 아미노산 서열의 N-말단에 시스테인이 부가적으로 결합된 것 이외에 다른 아미노기가 결합된 구성 모두를 포함하는 것이다. 예컨대, 화학적으로 골이식재 및 지지체에의 고정이 용이하도록 하기 위하여, 상기 서열번호 1 내지 6에서 선택된 아미노산 서열의 N-말단에 시스테인이 두 분자의 글리신으로 구성된 스페이서 (CGG- 및 CGGGGG-)형태로 부가되어 있는 펩타이드를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용가능한 골이식재 및 지지체에는 당해 분야에서 사용하는 모든 종류 및 형태의 골이식재 및 고분자 지지체를 사용할 수 있다. 이때, 골이식재는 바람직하게는 자가골, 소뼈 및 돼지뼈에서 기인한 생물유래 골미네랄 분말 및 그 다공성 블록, 합성 수산화아파타이트 분말 및 그 다공성 블록, 트리칼슘인산 분말 및 그 다공성 블록, 모노칼슘인산 분말 및 그 다공성 블록, 이산화 규소(실리카)를 주성분으로 하는 골이식재, 실리카와 고분자의 혼합체를 주성분으로 하는 골충진 이식재, 키토산, 생체적합성 고분자를 주성분으로 하는 이루어진 미립자, 티타늄 등이 있다. 또한, 고분자 지지체는 바람직하게는 키토산, 생체적합성 고분자를 주성분으로 하는 이루어진 다공성 지지체, 티타늄의 3차원적 다공성 지지체 등이 있다. 이때, 상기 골이식재 및 지지체의 표면은 활성 펩타이드의 부착이 용이하도록 표면을 개질하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른, 교원질 부착 유도 펩타이드는 골아세포의 초기분화 과정에서 세포외 기질의 주요구성성분인 교원질의 결합을 촉진시켜 분화의 최종단계인 석회화로의 진행을 촉진하는 효과가 있으므로 골조직 및 치주조직 재생 치료에 적합한 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 교원질 부착 유도 펩타이드는 N말단에 자유 아미노기 또는 시스테인을 지니고 있어 가교제에 의한 골이식재 및 지지체로 표면으로의 고정이 용이하다. 본 발명에 적합한 상기 가교제는 1,4-bis-maleimidobutane(BMB), 1,11-bis-maleimidotetraethyleneglycol(BM[PEO]4), 1-ethyl-3-[3-dimethyl aminopropyl] carbodiimide hydrochloride(EDC), succinimidyl-4-[N-maleimidomethylcyclohexane- 1-carboxy-[6-amidocaproate]](SMCC) 및 그의 설폰화염(sulfo-SMCC), succimidyl 6-[3-(2-pyridyldithio)-ropionamido] hexanoate](SPDP) 및 그의 설폰화염(sulfo-SPDP), m-maleimidobenzoyl-N- hydroxysuccinimide ester(MBS) 및 그의 설폰화염(sulfo-MBS), succimidyl [4-(p-maleimidophenyl) butyrate](SMPB) 및 그의 설폰화염(sulfo-SMPB) 등이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
삭제
이하, 본 발명에 따른 제1형 교원질 부착 유도 펩타이드가 고정된 골이식재 및 조직공학용 지지체에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에서 사용한 교원질 부착 유도 펩타이드는 세포외 기질을 구성하는 단백질에서 활성부위의 아미노산 배열을 분리추출한 것으로, 추출 후에 화학적 수식을 거쳐 활성구조를 유지하도록 한다. 구체적으로, 상기 펩타이드는 가토(Oryctolagus cuniculus)의 Bone sialoprotein 1(BSP 1) 85-105위치의 아미노산서열 YRLKRSKS(서열번호 1), KMFHVSNAQYPGA (서열번호 2), YRLKRSKSKMFHVSNAQYPGA (서열번호 3), 사람의 bone sialoprotein I 149-169 위치의 아미노산 서열 YGLRSKS (서열번호 4), KKFRRPDIQYPDAT (서열번호 5), YGLRSKSKKFRRPDIQYPDAT (서열번호 6) 중 어느 하나의 아미노산 서열을 필수적으로 함유하도록 한다.
펩타이드의 구조를 안정화하기 위한 수식과정에서 상기 아미노산 서열 중 선택된 아미노산서열의 N-말단부위에 시스테인을 CGG-, 또는 CGGGGG- 스페이서 형태로 부가하고 화학적으로 합성시켜 펩타이드를 제조한다.
상기 제조된 펩타이드를 부착하기 위해 골이식재 또는 고분자 지지체의 표면을 개질하는 과정을 거친다. 이때 사용되는 골이식재 및 고분자 지지체는 자가골, 소뼈 및 돼지뼈에서 기인한 생물유래 골미네랄 분말 및 그 다공성 블록, 합성 수산화아파타이트 분말 및 그 다공성 블록, 트리칼슘인산 분말 및 그 다공성 블록, 모노칼슘인산 분말 및 그 다공성 블럭, 이산화 규소(실리카)를 주성분으로 하는 골이식재, 실리카와 고분자의 혼합체를 주성분으로 하는 골충진 이식재, 키토산, 생체적합성 고분자를 주성분으로 하는 이루어진 미립자 및 그 다공성 지지체, 티타늄 및 그의 3차원적 다공성 지지체등이 이용될 수 있으며, 그 종류에 따라 개질과정이 조금씩 달라진다.
표면의 개질화 과정은 일반적으로 골이식재 입자 또는 지지체의 표면의 불순물을 제거한 다음, 표면에 펩타이드를 화학적으로 부착시키기 위하여 가교제를 첨가하여 이루어진다. 이때, 펩타이드 말단의 시스테인과 결합할 수 있는 관능기 예를 들면 SH기를 도입하거나 아민 (Amine, NH2)이 형성되도록 처리하여 향후 가교제에 의한 가교반응에 원활히 적용되도록 한다.
가교제가 결합된 골이식재 입자 또는 지지체를 상기 제조된 펩타이드와 12시간 반응시킨 후, 세척하여 펩타이드가 고정된 골이식재 또는 지지체를 얻는다. 이때, 상기 펩타이드를 골이식재 및 지지체의 표면에 화학적으로 결합시켜 표면에 단위면적당(㎠) 0.1~10mg이 고정되도록 하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 펩타이드는 5~30개의 아미노산으로 구성되고, 이들 펩타이드는 골이식재 및 지지체의 표면단위 면적당 1~5mg을 고정하도록 한다.
삭제
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예
1:
소뼈유래
골미네랄
입자에 제1형 교원질 부착 유도
펩타이드의
고정
본 실시예에서 사용한 펩타이드는 가토(Oryctolagus cuniculus)의 Bone sialoprotein 1(BSP 1)의 제1형 교원질 부착 활성 도메인을 포함하는 서열번호 1, 2, 3의 아미노산서열을 가지며, 상기 아미노산서열의 N-말단부위에 시스테인을 지니도록 CGG-, 또는 CGGGGG-스페이서를 부가하여 화학적으로 합성된 펩타이드를 사용하였다.
소뼈 유래골미네랄 입자를 에탄올로 감압세척한 후 100℃, 진공오븐에서 20시간 정치하여 표면의 불순물을 제거하였다. 골미네랄 입자표면을 헥산에 용해한 3-아미노프로필 트리에톡시 실란(3-aminopropyl ethoxysilane, APTES)으로 처리한 다음 세척하였다. 이에 의해 표면에 아민 잔기가 형성되고, 여기에 가교제 BMB를 첨가하여 결합시켰다. 가교제가 결합된 골미네랄 입자를 다시 서열번호 1, 2, 3의 펩타이드와 12시간 반응시킨 다음, 세척하여 펩타이드가 고정된 골미네랄 입자를 얻었다.
실시예
2: 합성 수산화 아파타이트 및
트리칼슘인산에
제1형 교원질 부착 유도
펩 타이드의
고정
합성수산화 아파타이트 및 트리칼슘인산 골이식재 분말을 에탄올 감압 세척한 후 100℃, 진공오븐에서 20시간 정치하여 표면의 불순물을 제거하였다. 입자표면을 헥산에 용해한 3-아미노프로필 트리에톡시 실란(3-aminopropyl ethoxysilane, APTES)으로 처리한 후, 세척하였다. 이에 의해 표면에 아민 잔기가 형성되고, 여기에 가교제 BMB를 첨가하여 결합시켰다. 가교제가 결합된 골이식재 입자는 서열번호 1, 2, 3의 펩타이드와 12시간 반응시킨 다음, 세척하여 펩타이드가 고정된 골이식재 입자를 얻었다.
실시예
3: 키토산
골이식재에
제1형 교원질 부착 유도
펩타이드의
고정
분말상 혹은 다공성 지지체의 형태로 제조된 키토산 골이식재를 2ml의 인산완충액(pH 7.4)에 가하여 표면을 수화시킨 후 여기에 가교제로서 sulfo-SMCC를 5mg/ml의 농도로 가하고, 2시간동안 교반하여 키토산 골이식재 표면에 반응기(functional group)를 도입하였다. 2시간 상온반응 후 키토산 골이식재를 세척하고 여기에 서열번호 1, 2, 3의 펩타이드 10mg을 100㎕의 인산완충액에 녹인 용액을 가하여 24시간동안 반응시킨 다음, 세척하여 펩타이드가 고정된 키토산 골이식재를 제조하였다.
실시예
4:
폴리락트산
골이식재에
제1형 교원질 부착 유도
펩타이드의
고정
폴리락트산 이식용 분말이나 다공성 지지체를 인산완충액 (pH 4.7)에 가하여 표면을 수화시킨 후, 20mg/ml의 염산 시스타민 용액과 반응시켰다. 여기에 가교제로서 EDC를 적가하여 골이식재 표면의 카르복실산을 활성화시켰다. 24시간 반응시키고, 세척한 다음 30mg/ml의 dithiothreniol (DTT) 용액 1 ml을 가하여 다시 24시간 동안 반응하여 폴리락트산의 표면에 sulfhydryl기가 도입되도록 하였다. 상기 개질된 폴리락트산 골이식재를 서열번호 1, 2, 3의 펩타이드와 혼합하면, 골이식재의 sulfhydryl기와 펩타이드간에 S-S 결합을 유도하여 펩타이드를 고정하였다.
실험예
1: 본 발명에 따른
펩타이드의
제1형 교원질에 대한 결합 친화력 분석
제조된 펩타이드의 제1형 교원질에 대한 친화력 여부를 Biacore®X (Biacore Co., Sweden)를 사용하여 확인하였다. CM5 chip에 제1형 교원질을 결합시킨 후 제조된 펩타이드를 4 μmol로 용해하여, Biacore®X 의 미세유로에 흘려보내면서 펩타이드가 교원질에 결합된 양을 정량하였다.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 펩타이드의 분석결과를 나타낸 것으로, 서열번호 3이 교원질에 대한 친화력이 가장 큰 것으로 나타났으며, 그 다음으로 서열번호 1이 크게 나타났고, 서열번호 2가 친화력이 가장 낮은 것으로 나타났다.
실험예
2: 본 발명에 따른
펩타이드에
의한 세포부착력 실험
실시예 1에 의해 제조된 골이식재 표면에 세포를 접종한 후 2시간 동안 배양하였다. Human osteocarcoma cell(KCLB No. 21543)은 한국세포주은행으로부터 구입 하였다. 세포(human osteosarcoma cell)가 배양된 골이식재를 2% 글루타르알데히드(glutaraldehyde) 용액으로 고정하였다. 고정된 골이식재를 1% 트리톤 엑스 100 (triton X-100)으로 처리한 후 형광표지 팔로이딘 용액을 첨가하여 부착된 세포질을 염색하였다. 염색 후 세척하여 시편을 고정한 후 골이식재에 부착된 세포를 공초점 주사형광 현미경 (Confocal Laser Scanning Microscope)으로 관찰하였다(도 2).
도 2에서 (a)는 BSA(Bovine serum albumin)으로 코팅된 표면의 세포부착을 나타낸 것이고, (b), (c) 및 (d)는 각각 서열번호 1, 2, 3 펩타이드가 코팅된 표면에서의 세포부착을 나타낸 것이다. 세포부착 결과, BSA가 코팅된 표면의 세포부착양상은 구형으로 불안정하게 부착되어있는 것이 관찰된 반면, 교원질 부착 유도 펩타이드가 코팅된 표면에는 세포 배양 3시간 후에 이미 대부분의 세포에서 세포질의 신장이 관찰되는 등 안정적인 세포부착이 관찰되었다.
실험예
3: 본 발명에 따른
펩타이드에
의한 세포에서의 석회화 실험
실시예 1에서 제조된 골이식재를 칼세인(칼슘 형광표지)이 포함된 경조직 형성 배지에 가해주면서, 중배엽기원 줄기세포(human mesenchymally derived stem cell)를 14일 동안 배양하였다. 상기 세포(C2C12, ATCC No.CRL-1772)는 한국균주은행으로부터 구입하였다. 배양된 골아세포를 2% 글루타르알데히드(glutaraldehyde) 용액으로 고정하였다. 고정된 골이식재를 1% 트리톤 엑스 100 (triton X-100)으로 처리한 후 팔로이딘 용액을 첨가하여 부착된 세포질을 염색하였다. 염색 후 세척하 여 시편을 고정한 후 세포외 기질에 침착된 칼슘을 고정된 골이식재 표면에서 공초점 주사형광 현미경 (Confocal Laser Scanning Microscope)으로 관찰하였다(도 3).
도 3에서 (a)는 펩타이드를 가하지 않은 군이고, (b), (c) 및 (d)는 각각 서열번호 1, 2, 3 펩타이드에 의한 세포내의 칼슘의 침착정도를 나타낸 것이다. 펩타이드를 가하지 않은 군(a)에 비해, 교원질 부착 유도 펩타이드를 가해준 군에서 더 많은 칼슘의 형광이 나타났다. 이로 인해 교원질 부착 유도 펩타이드가 세포의 석회화를 촉진하는 것을 알 수 있었다.
실험예
4: 본 발명에 따른
펩타이드
고정
골이식재
표면에 배양된
골아세포에서의
분화마커 단백질의 발현
실시예 1에 의해 제조된 서열번호 1,2 및 3 펩타이드가 고정된 골이식재 표면에 배양된 골아세포의 분화마커 단백질의 발현을 확인하기 위하여, 펩타이드를 중배엽기원 줄기세포(C2C12)에 30분간 노출시킨 후, 세포를 수거하여 세포내 신호전달에 관계하는 마커 단백질인 ERK의 양을 웨스턴블럿을 측정하였다.
중배엽기원 줄기세포를 60mm petridish 에 이식한 후, 펩타이드를 30분간 처리하고, 세포내의 총 단백질을 추출하고 이의 양을 Bradford 방법으로 정량하였다. 단백질 40㎍을 아크릴아미드 겔에 전기영동시킨 후, 니트로셀룰로오스 멤브레인에 옮기고, 세포내 신호전달 단백질인 ERK와 인산화된 ERK(pERK)의 항체와 반응시켰다. 이후 항체와 결합하는 2차항체를 표지자로 표지하여 반응시키고, 상기 멤브레인을 현상하여 나타나는 단백질 밴드를 관찰하고 그 밀도를 측정하였다 (도 4).
그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이, 펩타이드를 처리하지 않은 세포(NT)에 비교하여, 펩타이드를 처리한 세포(C1, C2, C3)에서 인산화된 ERK(pERK)의 발현이 현저히 증가하였으며, 이로 인해 교원질 부착 유도 펩타이드가 고정된 골이식재의 표면에서 자란 세포는 골조직으로의 분화가 촉진되는 것을 알 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 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. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
본 발명은 저농도의 용량으로도 원하는 조직재생효과를 얻을 수 있는 교원질 부착 유도 펩타이드가 표면에 고정되어 있는 골이식재 및 조직공학용 지지체를 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 골이식재 및 조직공학용 지지체는 표면에 부착된 교원질 부착 유도 펩타이드에 의해 재생에 관련된 세포가 세포외 기질의 주요성분인 제1형 교원질의 부착을 촉진하여 골조직으로의 분화속도를 증가시키고, 골재생의 최종단계인 석회화를 촉진하여 최종적으로 조직재생력을 극대화시킬 수 있다.
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Claims (21)
- 서열번호 1 내지 6의 아미노산 서열 중 어느 하나의 제1형 교원질 부착 유도 펩타이드가 그 표면에 고정되어 있는 골이식재.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 제1형 교원질 부착 유도 펩타이드는 서열번호 1 내지 6에서 선택된 아미노산 서열의 N-말단에 시스테인이 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 골이식재.
- 제3항에 있어서, 시스테인은 CGG 또는 CGGGGG 스페이서 형태로 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 골이식재.
- 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 골이식재는 생물유래 골미네랄의 분말 및 그 다공성 블록, 합성 수산화아파타이트의 분말 및 그 다공성 블록, 트리칼슘인산의 분말 및 그 다공성 블록, 모노칼슘인산의 분말 및 그 다공성 블럭, 이산화 규소(실리카)를 주성분으로 하는 골이식재, 실리카와 고분자의 혼합체를 주성분으로 하는 골충진 이식재, 키토산, 생체적합성 고분자를 주성분으로 하는 미립자 및 티타늄으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 골이식재.
- 제1항에 있어서, 제1형 교원질 부착 유도 펩타이드가 가교제에 의해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 골이식재.
- 제6항에 있어서, 상기 가교제는 1,4-bis-maleimidobutane (BMB), 1,11-bis-maleimidotetraethyleneglycol(BM[PEO]4), 1-ethyl-3-[3-dimethyl aminopropyl] carbodiimide hydrochloride (EDC), succinimidyl-4-[N-maleimidomethylcyclohexane-1-carboxy-[6-amidocaproate]](SMCC) 및 그의 설폰화염(sulfo-SMCC), succimidyl 6-[3-(2-pyridyldithio)- propionamido]hexanoate](SPDP) 및 그의 설폰화염(sulfo-SPDP), m-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester (MBS) 및 그의 설폰화염(sulfo-MBS), succimidyl [4-(p-maleimidophenyl) butyrate](SMPB) 및 그의 설폰화염 (sulfo-SMPB)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 골이식재.
- 서열번호 1 내지 6의 아미노산 서열 중 어느 하나의 제1형 교원질 부착 유도 펩타이드가 그 표면에 고정되어 있는 조직공학용 지지체.
- 삭제
- 제8항에 있어서, 제1형 교원질 부착 유도 펩타이드는 서열번호 1 내지 6에서 선택된 아미노산 서열의 N-말단에 시스테인이 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 조직공학용 지지체.
- 제10항에 있어서, 시스테인은 CGG 또는 CGGGGG 스페이서 형태로 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 조직공학용 지지체.
- 제8항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 조직공학용 지지체는 키토산, 생체적합성 고분자를 주성분으로 하는 다공성 지지체 및 티타늄의 3차원적 다공성 지지체로 구성된 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조직공학용 지지체.
- 제8항에 있어서, 제1형 교원질 부착 유도 펩타이드가 가교제에 의해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 조직공학용 지지체.
- 제13항에 있어서, 상기 가교제는 1,4-bis-maleimidobutane (BMB), 1,11-bis-maleimidotetraethyleneglycol(BM[PEO]4), 1-ethyl-3-[3-dimethyl aminopropyl] carbodiimide hydrochloride (EDC), succinimidyl-4-[N-maleimidomethylcyclohexane-1-carboxy-[6-amidocaproate]](SMCC) 및 그의 설폰화염(sulfo-SMCC), succimidyl 6-[3-(2-pyridyldithio)- propionamido]hexanoate](SPDP) 및 그의 설폰화염(sulfo-SPDP), m-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester (MBS) 및 그의 설폰화염(sulfo-MBS), succimidyl [4-(p-maleimidophenyl) butyrate](SMPB) 및 그의 설폰화염 (sulfo-SMPB)로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 조직공학용 지지체.
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