KR101554696B1 - 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체를 제공한다.
제 1면과 제 2면이 마주하도록 나선형으로 형성되는 제 1몸체를 구비하고, 상기 제 1몸체네 세포가 배양되도록 복수 개의 제 1기공을 구비하는 나선체; 및상기 나선체의 외부면에 형성되는 자성층;을 포함하고, 상기 나선체는 외부에서 인가되는 회전자기장과 자성층 간의 상호작용에 의하여 일 방향으로 회전하여 이동한다.

Description

자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체 및 그 제조방법{Mobile bio-scaffold controlled by magnetic field and manufacturing method thereof}
본 발명은 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생체지지체에 자성층을 구비함으로써 외부에서 인가되는 자기장에 의해서 생체 전달체의 이동을 제어할 수 있는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 생명공학 분야 중에서도 조직의 치료 및 재생을 위한 조직공학(tissue engineering) 분야가 발달하고 있다.
조직공학은 생명과학과 공학의 기본 개념과 기술을 통합, 응용하여 생체조직의 구조와 기능 사이의 상관관계를 이해하고, 나아가 생체조직의 대용품을 만들어 다시 체내에 이식함으로써 우리 몸의 기능을 유지, 향상 또는 복원하는 것을 목적으로 하는 응용학문이다.
그러나 의료공학 기술이 급속한 성장을 보이고, 그 수준이 상당히 높아져 있음에도 불구하고, 인체장기나 조직의 손상은 빈번히 발생하고, 이를 치료하기 위한 장기이식 수술은 기술적인 어려움, 높은 비용, 기증자의 부족 및 면역 억제제의 사용에 따른 부작용 등과 같은 많은 문제점을 안고 있다.
이에 따라, 장기 이식의 새로운 접근법으로서 조직 공학을 이용한 인공장기의 개발이나 조직의 재생에 대한 필요성이 크게 대두되고 있다.
상기 조직 공학의 기본 원리는 환자의 몸에서 필요한 조직을 채취하고 그 조직으로부터 세포를 분리한 다음 분리된 세포를 지지체에 배양하여 세포-지지체 복합체를 제조한 후 세포-지지체 복합체를 다시 인체 내의 원하는 부위에 이식하는 것이다.
이러한 세포-지지체는 생체 내 안전성뿐만 아니라 다양한 조건을 만족해야 한다. 먼저, 세포의 부착, 증식, 분화의 활성에 도움을 주는 재료로 제조되어야 하고, 지지체 전체적으로 세포의 증식과 조직 재생이 원활할 수 있는 다공성 구조로 제조되어야 하며, 이러한 다공성 구조의 기공들 간에 상호 연결성이 좋아야 한다.
또한, 생체지지체는 생체 적합성을 가져야 하며, 이식되는 세포와 조직의 일체화가 쉽도록 넓은 표면적을 제공하기 위한 공극을 가지게 되며, 적용되는 위치에 따라 생분해 재료를 사용하여야 할 때도 있다.
현재 사용되는 생체 전달체는 뼈, 피부, 장기 등의 재생에 주로 사용되며, 생체 전달체에 이식되는 세포와 조직에 맞는 구조물의 형태와 공극의 크기가 결정된다. 구조체 상에 새로운 조직을 형성하는 것은 구조체의 다공성, 크기 및 3차원적 다공 간 연결구조에 따라 크게 영향을 받기 때문에 이들은 매우 중요한 요소이다. 적절한 다공 구조는 충분한 수의 세포를 운반하기 위해서 필요하며, 상호 연결된 다공 구조는 영양성분 확산을 위해서 필요하다.
이와 같은 조직의 치료 및 재생에 보다 효과적이고 안정적으로 사용할 수 있는 생체 전달체를 제조하고자 하는 연구 개발이 최근 들어 계속하여 이어지고 있다.
이에 따라, 한국공개특허 10-2013-0120572(2013.11.05.(공개일))에서는 '세포가 포함된 다공성 3차원 구조체 및 이의 제조방법'을 개시하고 있다.
그러나, 종래에는 이러한 지지체를 생체 내 삽입하여 이식 부위에 위치시키기 위해서는 수술적 방법 및 기계의 도움을 받아 직접 삽입하고 원하는 위치에 정착시켜야 하는 어려움이 있었다. 또한, 이와 같은 방법으로는 삽입과정에서 감염 및 외상의 위험이 있고, 접근하기 힘든 국소부위나 혈관 및 뇌조직과 같은 외부에 노출되면 위험한 부분에 적용하기에는 한계가 있다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 우수한 생체 적합성을 가지며, 외부에서 인가되는 자기장에 의해 목표지점까지 정밀하고 신속하게 위치이동될 수 있는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체를 제공하려는 목적이 있다.
또한, 본 발명은 생체지지체를 나선형으로 구비함으로써 외부자기장에 의한 회전이동시 추진효율을 향상시킬 수 있는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체를 제공하려는 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 제 1면과 제 2면이 마주하도록 나선형으로 형성되는 제 1몸체를 구비하고, 상기 제 1몸체에 세포가 배양되거나 약물이 저장될 수 있도록 복수 개의 제 1기공을 구비하는 나선체; 및 상기 나선체의 외부면에 형성되는 자성층;을 포함하고, 상기 나선체는 외부에서 인가되는 회전자기장과 자성층 간의 상호작용에 의하여 일 방향으로 회전하여 이동하는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체를 제공한다.
바람직하게 상기 나선체는 마주하는 상기 제 1면과 제 2면 사이를 연결하는 제 2몸체를 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 제 2몸체는 외부면에 복수 개의 제 2기공을 구비할 수 있다.
바람직하게 상기 나선체는 상기 제 1몸체의 일단에 내부공간을 갖는 제 3몸체를 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 제 3몸체는 외부면에 복수 개의 제 3기공을 구비하여 상기 내부공간으로 세포가 배양되거나 약물이 저장될 수 있다.
바람직하게 상기 제 1몸체는 마주하는 상기 제 1면과 상기 제 2면이 동일한 폭을 갖도록 반복 형성되거나 서로 다른 폭을 갖도록 형성될 수 있다.
바람직하게 상기 나선체는 수지소재, 인체 내에서 자연적으로 분해되는 생분해성 재료 및 생체적합성 자성재료 중 어느 하나 또는 그들의 조합으로 구비될 수 있다.
바람직하게 상기 자성층은 상기 나선체의 전체 또는 부분적으로 덮여질 수 있다.
바람직하게 상기 나선체는 생체적합성 재료로 이루어지는 보호층을 구비할 수 있다.
또한 본 발명은, 제 1면과 제 2면이 마주하도록 나선형으로 형성되는 제 1몸체를 구비하고, 상기 제 1몸체에 세포가 배양되도록 복수 개의 제 1기공을 갖는 나선체를 형성하는 단계; 및 상기 나선체가 외부에서 인가되는 회전자기장과 상호작용하도록 상기 나선체의 외부면에 자성층을 형성하는 단계;를 포함한 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 제조방법을 제공한다.
바람직하게 상기 나선체 형성단계 이후, 일단은 상기 제 1면에 구비되고, 타단은 상기 제 2면에 구비되어 마주하는 상기 제 1면과 제 2면을 연결하는 제 2몸체를 형성하는 단계를 추가 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 나선체 형성단계 이후, 상기 제 1몸체의 일단에 내부공간을 갖는 제 3몸체를 형성하는 단계를 추가 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 자성층 형성단계 이후, 상기 자성층을 덮도록 생체적합성 재료로 이루어지는 보호층을 형성하는 단계를 추가 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 자성층 형성단계 이후, 상기 나선체에 세포를 배양하거나 약물을 저장하는 단계를 추가 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 생체 적합성이 우수하기 때문에 인체 내부에 삽입하여 사용하는 과정에서 부작용의 발생을 방지할 수 있다.
(2) 외부에서 인가되는 회전 자기장에 의해 생체지지체의 이동을 제어할 수 있기 때문에 수술적 방법 및 기계의 도움없이 국소부위나 혈관 및 뇌조직 등에 세포를 직접 전달할 수 있다.
도 1는 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 변형예이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체에 세포배양 상태를 도시한 사용 상태도이다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 전체 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체에 세포배양 상태를 도시한 사용 상태도이다.
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 전체 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체에 세포배양 상태를 도시한 사용 상태도이다.
도 8은 본 발명의 제 4실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 전체 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 단면 확대도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체 및 그 제조방법은 외부에서 인가되는 회전 자기장에 의해 생체 전달체의 이동을 제어함으로써 인체 내부조직이나 미세혈관과 같은 국소부위에 세포를 전달할 수 있도록 하는데 기술적 특징이 있다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자기장 제어가능한 생체지지체는 나선체(10,10',10",10"')와 자성층(200)을 포함한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 전체 사시도이다.
도 1을 참고하면, 상기 나선체(10)는 제 1면(110)과 제 2면(120)을 갖는 띠 모양의 제 1몸체(100)를 구비하고, 세포(20)를 표적지점까지 이송하는 이송효율을 높이기 위하여 가상의 축을 중심으로 제 1몸체(100)를 일 방향으로 비틀림 동작함으로써 상기 나선체(10)는 제 1면(110)과 제 2면(120)이 마주하는 나선형으로 형성된다.
이때, 제 1몸체(100)는 동일한 폭(W)을 갖는 제 1면(110)과 제 2면(120)이 서로 마주하여 반복 형성하는 것으로 도시하고 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며 도 2에 도시된 바와 같이 서로 다른 폭을 갖는 제 1면(W1)과 제 2면(W2)이 서로 마주하도록 형성되어 일측으로 갈수록 폭이 점점 커지거나(W1<W2) 마주하는 면 중 하나가 선택적으로 넓게 형성되는 등 다양한 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 제 1몸체(100)는 마주하는 제 1면(110)과 제 2면(120)이 동일한 피치(L1=l2)를 갖도록 반복 형성되거나 또는 서로 다른 피치(L1<L2, L2<L1)를 갖도록 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체에 세포배양 상태를 도시한 사용 상태도이다.
도 3을 참조하면, 상기 제 1몸체(100)의 외부면에는 복수 개의 제 1기공(130)이 구비되어 세포가 배양될 수 있는 표면적을 넓게 한다.
이에 따라, 나선체(10)에는 보다 많은 양의 세포를 배양할 수 있다.
여기서, 제 1기공(130)은 사다리꼴 형상으로 도시하고 있지만 이에 한정하는 것은 아니며, 원형 또는 삼각형, 다각형 등 다양한 형상으로 구비될 수 있으며, 동일한 크기로 형성되거나 또는 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 전체 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 나선체(10')는 제 1몸체(100)와 제 2몸체(200)로 구비된다.
상기 제 1몸체(100)는 제 1면(110)과 제 2면(120)이 마주하는 나선형상으로, 상기 제 2몸체(200)의 일단은 제 1면(110)에 구비되고, 타단은 제 2면(120)에 구비되어 상기 제 1몸체(100)의 마주하는 제 1면(110)과 제 2면(120)사이를 연결한다.
이에 따라, 나선체(10')는 제 2몸체(200)에 의해 내부공간이 구비되고, 제 1기공(130) 및 내부공간에는 세포(20)가 배양되어 최초 설정된 표적지점으로 세포를 이송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체에 세포배양 상태를 도시한 사용 상태도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제 2몸체(200)의 외부면에는 세포(20)가 배양될 수 있는 복수 개의 제 2기공(210)이 형성된다. 이러한 제 2 기공(210)은 원형 또는 삼각형, 다각형 등 다양한 형상으로 구비될 수 있으며, 동일한 크기로 형성되거나 또는 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
이에 따라, 제 1기공(130)과 제 2기공(210)에 세포가 배양됨으로써 나선체(10')에는 보다 많은 양의 세포(20)가 배양될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 전체 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 나선체(10")는 제 1몸체(100)와 제 3몸체(300)를 포함한다.
상기 제 1몸체(100)는 제 1면(110)과 제 2면(120)이 마주하는 나선체의 형상으로써 제 1몸체의 일단에는 내부공간을 갖는 원통체의 형상의 제 3몸체(300)가 구비된다. 이에 따라, 제 3몸체(300)는 나선체(10")의 동작시 제 1몸체(100)와 함께 회전하여 최초 설정된 표적지점으로 세포(20)를 이송한다.
여기서, 제 3몸체(300)는 원통형으로 도시하고 있지만 이에 한정하는 것은 아니며, 사각통, 원뿔 등 다양한 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 제 3몸체(300)는 제 1몸체(100)의 일단에 구비되는 것으로 도시하고 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며 제 1몸체(100)의 양단에 구비될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체에 세포배양 상태를 도시한 사용 상태도이다.
도 7을 참조하면, 상기 제 3몸체(300)의 외부면에는 세포(20)가 배양되는 복수 개의 제 3기공(310)이 형성된다. 이러한 제 3기공(310)은 원형 또는 삼각형, 다각형 등 다양한 형상으로 구비될 수 있으며, 동일한 크기로 형성되거나 또는 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 나선체(10")는 제 1기공(130)과 제 3기공(310)에 세포를 배양함으로써 최초 설정된 표적지점으로 많은 양의 세포(20)를 이송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 4실시예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 전체 사시도이다.
도 8을 참고하면, 상기 나선체(10"')는 제 1몸체(100)와 제 2몸체(200) 및 제 3몸체(300)를 포함한다.
상기 제 1몸체(100)는 제 1면(110)과 제 2면(120)이 마주하는 나선형상으로, 상기 제 2몸체(200)는 일단은 제 1면(110)과 구비되고 타단은 제 2면(120)에 구비되어 상기 제 1몸체(100)의 마주하는 제 1면(110)과 제 2면(120)사이를 연결한다.
상기 제 3몸체(300)는 제 1몸체의 일단에 구비되는 것으로 내부공간을 갖는 원통체의 형상으로써, 제 1몸체(100)의 일단에 구비된다.
여기서, 제 3몸체(300)는 원통형으로 도시하고 있지만 이에 한정하는 것은 아니며, 사각통, 원뿔형 등 다양한 형상으로 구비될 수 있다.
이에 따라, 제 3몸체(300)는 나선체(10")의 동작시 제 1몸체(100)와 함께 회전하여 표적지점으로 세포(20)를 이송한다. 여기서, 제 3몸체(300)는 제 1몸체(100)의 일단에 구비되는 것으로 도시하고 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며 제 1몸체(100)의 양단에 구비될 수 있다.
또한, 제 1몸체(100), 제 2몸체(200) 및 제 3몸체(300)의 외부면에는 세포(20)가 배양될 수 있는 복수 개의 제 1기공(130) 내지 제 3기공(310)이 형성된다. 여기서, 제 1기공(130) 내지 제 3기공(310)은 원형 또는 삼각형, 다각형 등 다양한 형상으로 구비될 수 있으며, 동일한 크기로 형성되거나 또는 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
이러한 제 1기공(130) 내지 제 3기공(310)은 제 1기공(130)과 제 2기공(210)만 형성되거나, 제 1기공(130) 및 제 3기공(310)만 구비되는 등 선택적으로 구비될 수 있다.
이에 따라, 나선체(10'")는 제 1기공(130)과 제 2기공(210)및 제 3기공(310)에 세포(20)를 배양함으로써 최초 설정된 표적지점으로 세포를 이송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 단면 확대도이다.
도 9를 참조하면, 상기 나선체(10,10',10",10'")의 외부면에는 자성층(30) 및 보호층(40)을 구비하여 이루어질 수 있다.
상기 나선체(10,10',10",10'")는 통상의 생체 전달체로 사용될 수 있는 재료 및 형태라면 특별한 제한은 없으며, 고분자, 세라믹, 나노섬유와 같은 수지소재로 이루어지거나 또는 인체 내에서 자연적으로 분해될 수 있는 생분해성 재료, 생체적합성 자성재료 등으로 제조될 수 있다.
바람직하게는 상기 나선체(10,10',10",10'")는 생체 내 이동이 용이한 마이크로 크기로 형성하기 위하여 광경화폴리머를 이용한 리소그래피(lithography)법으로 제조할 수 있다.
여기서, 광경화폴리머는 빛을 조사하면 경화하는 폴리머로써, 리소그래피법을 통해 3차원의 생체 전달체를 형성할 수 있는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 보다 바람직하게는 SU-8 폴리머, KMPR, IP-L 또는 IP-G 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다. 가장 바람직하게는 SU-8폴리머 일 수 있다.
상기 나선체(10,10',10",10'")는 외부면에 자성층(30)을 형성함으로써 외부 자기장에 의해 생체 전달체의 이동을 제어할 수 있기 때문에 수술적 방법 및 기계의 도움을 받지 않고, 이식 부위에 생체 전달체를 위치시킬 수 있다.
이러한 자성층(30)은 일정 세기의 자성을 띠고, 부식성(반응성)이 크지 않은 금속으로 구비하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 또는 네오디뮴(Nd) 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있으며, 가장 바람직하게는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 나선체(10,10',10",10'")는 외부에서 인가되는 회전자기장과 자성층(200) 간의 상호작용에 의하여 일방향으로 회전함으로써, 이동하여 최초 설정된 표적지점으로 세포(20)를 이송할 수 있다.
여기서, 상기 자성층(30)은 상기 나선체(10,10',10",10'")의 외부면 전체에 형성되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며 제 1몸체(100) 내지 제 3몸체(300) 중에 선택적으로 형성되거나, 몸체와 몸체 사이의 결합부분에 형성되는 등 나선체(10,10',10",10'")의 외부면에 부분적으로 구비될 수 있다.
상기 생체 전달체는 기공 또는 몸체의 외부면에 이식할 조직의 세포(20)를 배양함으로써 세포-지지체 복합체의 형태로 미 도시된 내시경과 같은 도구를 이용하여 인체 내에 이식되는 것으로, 부작용을 일으키지 않는 것이 중요하다.
이에 따라, 나선체(10,10',10",10'")는 생체 내에서 부작용이 없도록 외부면 전체를 덮는 보호층(40)을 구비한다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며 자성층(30)의 외부면 전체를 덮도록 보호층(40)이 형성될 수 있다.
여기서, 보호층(40)은 생체 적합성이 우수한 재료로 이루어지는 것이 바람직하며, 타이타늄(Ti), 의료용 스테인리스 스틸, 알루미나(Al2O3) 또는 금(Au) 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있다. 바람직하게는 타이타늄(Ti)을 포함할 수 있다.
상기와 같은 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체 및 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 자기장 제어 가능한 생체지지체는 나선체를 형성하는 단계; 및 나선체의 외부면에 자성층을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 나선체(10)를 형성하는 단계는 세포(20)가 배양되는 본체인 동시에 세포(20)를 운반할 수 있는 나선체(10)를 형성하는 것으로, 제 1면(110)과 제 2면(120)을 갖는 띠 형상의 상기 제 1몸체(100)를 가상의 축을 중심으로 일 방향으로 비틀림하여 제 1면(110)과 제 2면(120)이 마주하는 나선형상의 나선체(10)를 형성한다. 이때, 제 1몸체(100)는 세포가 배양되는 표면적을 넓게 하기 위하여 복수 개의 제 1기공(130)을 형성한다.
이러한 나선체의 제조방법으로는 통상적으로 생체지지체를 제조하는 방법인 입자침출법(particulate leaching), 유화동결 건조법(emulsion freeze-drying), 고압기체 팽창법(high pressure gas expansion) 및 상분리법(phase separation), 융착조형법(FDM: Fused Deposition Modelling) 또는 리소그래피법(Lithography) 등을 들 수 있다.
바람직하게 자기장 제어가능한 생체지지체는 광경화폴리머를 이용한 리소그래피(lithography)법으로 3차원의 생체 전달체(bio-scaffold)를 제조할 수 있다.
상기 자성층을 형성하는 단계는 상기 나선체(10)의 외부면에 자성층(30)을 형성하는 것으로서, 상기 나선체(10)가 외부에서 인가되는 회전자기장과 상호작용함으로써 상기 나선체(10)의 이동을 제어하기 위함이다.
이러한 자성층(30)을 형성하는 방법으로는 통상의 코팅 방법이라면 특별한 제한은 없으나, 보다 바람직하게는 전자빔증착법, 담금법, 전해도금, 스퍼터링(sputtering) 또는 화학기상증착법(chemical vapor deposition) 등의 방법으로 코팅할 수 있다.
이에 따라, 상기 본 발명에 따른 자기장 제어 가능한 생체지지체는 종래처럼 수술적 방법 및 기계의 도움을 받지 않고, 국소부위나 혈관 및 뇌조직과 같은 외부에 노출되면 위험한 부분에 외부에서 제공되는 회전 자기장 제어를 통해 표적지점으로 세포(20)를 운반할 수 있다.
바람직하게 상기 나선체 형성단계 이후, 나선체(10)의 표면적을 넓히기 위하여 일단은 제 1면(110)에 구비되고, 타단은 제 2면(120)에 구비되어 마주하는 제 1면(110)과 제 2면(120)을 연결하는 제 2몸체(200)를 형성하는 단계를 추가 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 나선체(10')는 일정크기의 내부공간이 구비되어 세포가 배양될 수 있는 표면적이 증가한다. 여기서, 제 2몸체(200)의 외부면에는 복수 개의 제 2기공(210)이 구비될 수 있다.
바람직하게 나선체 형성단계 이후, 세포 배양 공간을 넓히기 위하여 제 1몸체(100)의 일단에는 내부공간을 갖는 제 3몸체(300)가 구비된다. 여기서, 제 3몸체는 원통형으로 도시하고 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며 구체, 원뿔 등 다양한 형태로 구비될 수 있으며, 제 1몸체(100)의 일단뿐만 아니라 양단에 구비될 수도 있다.
바람직하게 상기 자성층 형성단계 후, 생체 내에서의 안정성 및 생체 적합성을 향상시키기 위해서, 상기 자성층(30)의 외주면에 생체 적합성 금속으로 이루어지는 보호층(40)을 코팅할 수 있다.
상기 생체 적합성 금속은 생체 내에서 안정적이고, 생체 적합성이 우수한 금속이라면 특별한 제한은 없으나, 보다 바람직하게는 타이타늄(Ti), 의료용 스테인리스 스틸, 알루미나(Al2O3) 또는 금(Au) 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있으며, 가장 바람직하게는 타이타늄(Ti)을 포함할 수 있다.
자성물질의 코팅과 마찬가지로 통상의 코팅 방법이라면 특별한 제한은 없으나, 보다 바람직하게는 전자빔증착법, 담금법, 전해도금, 스퍼터링(sputtering) 또는 화학기상증착법(chemical vapor deposition) 등의 방법으로 코팅할 수 있다.
바람직하게 상기 자성층 형성단계 후, 상기 다수 개의 제 1기공(130) 내지 제 3기공(310)과 나선체의 내부공간에는 표적지점에 운반할 세포를 배양하거나 약물을 저장할 수 있다.
이에 따라 본원발명의 자기장 제어 가능한 생체지지체 및 그 제조방법은 생체 적합성이 우수하기 때문에 인체 내부에 삽입하여 사용하는 과정에서 부작용의 발생을 방지할 수 있으며, 외부에서 인가되는 회전 자기장에 의해 생체지지체의 이동을 제어할 수 있기 때문에 수술적 방법 및 기계의 도움없이 국소부위나 혈관 및 뇌조직 등에 세포를 직접 전달할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10,10',10" 10,'" : 나선체 20 : 세포
30 : 자성층 40 : 보호층
100 : 제 1몸체 110 : 제1면
120 : 제2면 130 : 제 1기공
200 : 제 2몸체 210 : 제 2기공
300 : 제 3몸체 310 : 제 3기공

Claims (14)

  1. 제 1면과 제 2면이 마주하도록 나선형으로 형성되는 제 1몸체를 구비하고, 상기 제 1몸체에 세포가 부착되어 증식됨으로써 배양되거나 약물이 저장될 수 있도록 복수 개의 제 1기공을 구비하는 나선체; 및
    상기 나선체의 외부면에 형성되는 자성층;을 포함하고,
    상기 나선체는 외부에서 인가되는 회전자기장과 자성층 간의 상호작용에 의하여 일 방향으로 회전하여 이동하는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 나선체는 마주하는 상기 제 1면과 제 2면 사이를 연결하는 제 2몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2몸체는 외부면에 복수 개의 제 2기공을 구비한 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 나선체는 상기 제 1몸체의 일단에 내부공간을 갖는 제 3몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 3몸체는 외부면에 복수 개의 제 3기공을 구비하여 상기 내부공간으로 세포가 배양되거나 약물이 저장되는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1몸체는 마주하는 상기 제 1면과 상기 제 2면이 동일한 폭을 갖도록 반복 형성되거나 서로 다른 폭을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 나선체는 수지소재, 인체 내에서 자연적으로 분해되는 생분해성 재료 및 생체적합성 자성재료 중 어느 하나로 구비되거나 그들의 조합으로 구비되는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체.
  8. 제 1항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 자성층은 상기 나선체의 전체 또는 부분적으로 덮여지는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체.
  9. 제 1항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 나선체는 생체적합성 재료로 이루어지는 보호층을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체.
  10. 제 1면과 제 2면이 마주하도록 나선형으로 형성되는 제 1몸체를 구비하고, 상기 제 1몸체에 세포가 부착되어 증식됨으로써 배양되도록 복수 개의 제 1기공을 갖는 나선체를 형성하는 단계; 및
    상기 나선체가 외부에서 인가되는 회전자기장과 상호작용하도록 상기 나선체의 외부면에 자성층을 형성하는 단계;를 포함한 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 나선체 형성단계 이후,
    일단은 상기 제 1면에 구비되고, 타단은 상기 제 2면에 구비되어 마주하는 상기 제 1면과 제 2면을 연결하는 제 2몸체를 형성하는 단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 제조방법.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 나선체 형성단계 이후,
    상기 제 1몸체의 일단에 내부공간을 갖는 제 3몸체를 형성하는 단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 제조방법.
  13. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 자성층 형성단계 이후,
    상기 자성층을 덮도록 생체적합성 재료로 이루어지는 보호층을 형성하는 단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 제조방법.
  14. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 자성층 형성단계 이후,
    상기 나선체에 세포를 배양하거나 약물을 저장하는 단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 제어 가능한 이동식 생체 전달체의 제조방법.
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