KR102031346B1 - Implantable composition with improved biocompatibility - Google Patents

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KR102031346B1
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허찬영
심정희
이강원
김수진
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서울대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a polymer represented by general formula 1: [-CH_2-CR_2(CONH_2)-]_x-[-CH_2-CR_1COO(CH_2)_nOH-]_y and a method for manufacturing the same.

Description

생체 적합성이 개선된 임플란트 조성물{Implantable composition with improved biocompatibility}Implantable composition with improved biocompatibility

생체 적합성이 개선된 임플란트용 중합체, 이를 포함하는 조성물, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer for implants having improved biocompatibility, a composition comprising the same, and a method for preparing the same.

유방암으로 인한 유방 절제 수술을 받은 환자들은 상실감과 스트레스를 받는 경우가 많아, 대부분의 환자들이 인공 보형물 및 자가 지방 삽입 등으로 유방 재건술을 함께 받는다. 하지만, 절개 수술 및 보형물을 사용한 유방 재건술에 의한 부작용은 다른 의료기기에 비해 훨씬 높은 빈도로 보고되고 있는데, 그 중 국내의 경우 50.2%는 실리콘 보형물에 의한 부작용이다. 기존 유방 재건용으로 사용된 보형물의 경우, 삽입 후 보형물 주변의 과도한 피막 형성으로 인해 구형구축 현상이 발생하는데, 이는 이식 수술의 대표적인 부작용이다. 이러한 부작용을 극복하기 위해 비수술적 유방 재건술로써, 필러(주사용 임플란트 조성물)가 보형물의 대체물로 사용되고 있다. 이 경우, 실리콘 보형물을 삽입하기 위한 조직 절개에 의해 유발되는 감염, 절개 시술자의 기술, 이물 반응, 보형물 자체의 독성 등 다양한 이유로 유발될 수 있는 구형구축 현상 및 그에 따른 부작용을 줄일 수 있다.Patients who have undergone mastectomy due to breast cancer often suffer from loss and stress, and most patients undergo breast reconstruction with artificial implants and autologous fat insertion. However, side effects from incision surgery and breast reconstruction using implants are reported at a much higher frequency than other medical devices, of which 50.2% in Korea are side effects due to silicone implants. For implants used for conventional breast reconstruction, spherical contraction occurs due to excessive film formation around the implant after insertion, which is a typical side effect of transplant surgery. As a non-surgical breast reconstruction to overcome these side effects, fillers (injectable implant compositions) have been used as replacements for implants. In this case, it is possible to reduce spherical contraction phenomena that may be caused by various reasons such as infection caused by tissue dissection to insert a silicone implant, technique of an incision operator, foreign body reaction, and toxicity of the implant itself, and thus side effects.

삽입형 보형물의 대안으로 주사 가능한 액체 실리콘인, 폴리 메틸 메타크릴레이트 및 폴리이미드가 제안되었으나, 부작용 발생 가능성이 높은 문제가 있다 (Aesth. Plast. Surg.29:34-48, 2005; Aesth. Plast. Surg.27:354-366, 2003). 대안으로 흡수가 빨리 되고 단기간의 효과를 갖는 천연 유래 제품이 있으나 (예를 들어, 콜라겐 또는 히알루론산), 이들은 단가가 높을 뿐 아니라 체내에서 쉽게 분해되어 단기간에 다시 주사해야 하는 단점을 갖는다. 또한, 종래의 알려진 합성 고분자 필러들은 임상적으로 국소 부위용으로만 사용하도록 허가되어 있으므로, 유방 재건용과 같이 대용량으로 사용하는 경우, 예상치 못한 세포 독성 및 면역 반응 등, 대용량으로 적용될 때 유발될 수 있는 안정성 문제를 배제할 수 없다. 따라서, 주사로 주입이 가능하면서, 대용량으로 사용 가능한 생체적합성이 개선된 임플란트 조성물이 의료업계에 여전히 요구된다.Alternatives to implantable prostheses, polymethyl methacrylate and polyimide, which are injectable liquid silicones, have been proposed, but have a high potential for side effects (Aesth. Plast. Surg. 29: 34-48, 2005; Aesth. Plast. Surg. 27: 354-366, 2003). Alternatives are naturally derived products (eg, collagen or hyaluronic acid) that have fast absorption and short-term effects, but they have the disadvantage of high cost and easy degradation in the body and re-injection in a short period of time. In addition, conventionally known synthetic polymer fillers are clinically licensed for topical use only, so when used in large amounts, such as for breast reconstruction, they may be induced when applied in large amounts, such as unexpected cytotoxicity and immune responses. Stability issues cannot be ruled out. Thus, there is still a need in the medical industry for implantable injection compositions, with improved biocompatibility for use in large quantities.

이에, 본 발명은 하기의 일반식 1로 표시되는 중합체를 제공하는 데에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a polymer represented by the following general formula (1).

<일반식 1><Formula 1>

[-CH2-CR2(CONH2)-]x-[-CH2-CR1COO(CH2)nOH-]y.[-CH 2 -CR 2 (CONH 2 )-] x -[-CH 2 -CR 1 COO (CH 2 ) n OH—] y .

구체적으로, 본 발명은 상기 중합체를 포함하는 임플란트 조성물을 제공하기 위하여, 하기의 화학식 1로 표시되는 단량체 및 하기의 화학식 2로 표시되는 단량체를 중합시켜 공중합체를 제공하는데에 그 목적이 있으며, 상기의 중합체를 하기의 화학식 3으로 표시되는 가교제로 가교시키는 단계를 포함하는 중합체 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Specifically, the present invention has an object to provide a copolymer by polymerizing a monomer represented by the following formula (1) and a monomer represented by the following formula (2) in order to provide an implant composition comprising the polymer, It is an object of the present invention to provide a method for producing a polymer comprising the step of crosslinking a polymer of the crosslinking agent represented by the following formula (3).

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112018041223162-pat00001
Figure 112018041223162-pat00001

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112018041223162-pat00002
Figure 112018041223162-pat00002

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112018041223162-pat00003
.
Figure 112018041223162-pat00003
.

일 양상은 하기의 일반식 1로 표시되는 중합체를 제공하는 것이다:One aspect is to provide a polymer represented by the following general formula (1):

<일반식 1><Formula 1>

[-CH2-CR2(CONH2)-]x-[-CH2-CR1COO(CH2)nOH-]y [-CH 2 -CR 2 (CONH 2 )-] x -[-CH 2 -CR 1 COO (CH 2 ) n OH-] y

상기 일반식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-3의 알킬이고; n은 1 내지 6의 정수이고; 및 x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수일 수 있다.In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently hydrogen or alkyl of C 1-3 ; n is an integer from 1 to 6; And x and y may each independently be an integer from 1 to 100.

일 구체예에서, 상기 중합체는 하기의 화학식 1로 표시되는 단량체; 하기의 화학식 2로 표시되는 단량체; 및 하기의 화학식 3으로 표시되는 가교제의 중합으로부터 얻어진 것일 수 있다:In one embodiment, the polymer is a monomer represented by the following formula (1); A monomer represented by Formula 2 below; And a polymerization of a crosslinking agent represented by Formula 3 below:

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112018041223162-pat00004
Figure 112018041223162-pat00004

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112018041223162-pat00005
Figure 112018041223162-pat00005

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112018041223162-pat00006
.
Figure 112018041223162-pat00006
.

상기 화학식 1 내지 3 중, R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-3의 알킬이고; 및 n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수일 수 있다.In Formulas 1 to 3, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are each independently hydrogen or alkyl of C 1-3 ; And n and m may each independently be an integer from 1 to 6.

일 구체예에서, 상기 중합체는 하기의 일반식 2로 표시되는 반복단위로 형성된 것일 수 있다.In one embodiment, the polymer may be formed of a repeating unit represented by the following formula (2).

<일반식 2><Formula 2>

[[-CH2-CR2(CONH2)-]x-[-CH2-CR1COO(CH2)nOH-]y-[-CH2-CR1COO-]z]p [[-CH 2 -CR 2 (CONH 2 )-] x -[-CH 2 -CR 1 COO (CH 2 ) n OH-] y -[-CH 2 -CR 1 COO-] z ] p

상기 일반식 2에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-3의 알킬이고; n은 1 내지 6의 정수이고; 및 z 또는 p는 1 내지 100의 정수일 수 있다. 상기 식 [-CH2-CR1COO-]z에서 에스테르기는 이웃하는 중합체의 에스테르기와 에테르 결합을 통해 가교된 구조를 형성할 수 있다. 상기 에테르 결합은 C1-6의 알킬렌을 포함할 수 있다. 즉, 상기 에스테르기가 형성하는 에테르 결합은 식 [-COO-(CH2)m-OOC-]으로 표시되는 것으로서, m은 1 내지 6의 정수일 수 있다. In Formula 2, R 1 and R 2 are each independently hydrogen or alkyl of C 1-3 ; n is an integer from 1 to 6; And z or p may be an integer from 1 to 100. In the formula [-CH 2 -CR 1 COO-] z , the ester group may form a crosslinked structure through an ether bond with an ester group of a neighboring polymer. The ether bond may comprise C 1-6 alkylene. That is, the ether bond formed by the ester group is represented by the formula [-COO- (CH 2 ) m -OOC-], and m may be an integer of 1 to 6.

본 발명의 일 양상에 따른 중합체를 이용하여, 비침습적 방법인 주사 방식으로 보형물 이식을 대체할 수 있다. 상기 중합체는 물성 조절이 용이하고, 대용량을 사용함에도 불구하고 형태 유지가 가능하다. 또한, 조직 이물 반응을 최소화할 수 있어 기존의 삽입형 보형물 및 주사용 임플란트 조성물 보다 생체 적합성이 높다.The polymers according to one aspect of the present invention may be used to replace implant implants in a non-invasive manner, by injection. The polymer is easy to control the physical properties, and despite the use of a large capacity can be maintained in the form. In addition, tissue foreign body reaction can be minimized, so biocompatibility is higher than conventional implantable implants and injectable implant compositions.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 중합체의 결합구조를 보여준다.
도 2는 실시예 1의 중합체의 Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)- attenuated total reflection (ATR) (즉, IR-ATR) 그래프이다 (transmittance; 투과율, wavenumbers; 파수).
도 3A는 실시예 1의 히드로겔의 기계적 강도를 각 모듈러스의 함수로 나타내는 그래프이고, 도 3B는 실시예 1의 히드로겔의 기계적 강도를 동적 모듈러스의 복합 변수로 나타낸 그래프이고, 도 3C는 기존의 필러의 기계적 강도를 각 모듈러스의 함수로 나타내는 그래프이고, 및 도 3D는 기존의 필러의 기계적 강도를 동적 모듈러스의 복합 변수로 나타낸 그래프이다.
도 4A는 피부가 없는 지방조직(adipose tissue_N)의 기계적 강도를 각 모듈러스의 함수로 나타내는 그래프이고, 도 4B는 피부가 없는 지방조직의 기계적 강도를 동적 모듈러스의 복합 변수로 나타낸 그래프이고, 도 4C는 피부가 있는 지방조직의 기계적 강도를 각 모듈러스의 함수로 나타내는 그래프이고, 및 도 4D는 피부가 있는 지방조직의 기계적 강도를 동적 모듈러스의 복합 변수로 나타낸 그래프이다.
도 5A 및 5B는 실시예 1의 히드로겔의 지방줄기세포에 대한 세포독성을 각 비율에 따라 희석된 히드로겔 처리 후 각각 3일 및 5일 째에 측정한 그래프이고, 도 5C 및 5D는 실시예 1의 히드로겔의 인간 섬유아세포에 대한 세포독성을 각 비율에 따라 희석된 히드로겔 처리 후 각각 3일 및 5일 째에 측정한 그래프를 나타낸 것이다.
도 6A 및 6B는 실시예 1의 히드로겔이 인간 섬유아세포에 대한 세포독성을 각 비율에 따라 희석된 히드로겔 처리 후 각각 3일 및 5일 째에 측정한 그래프이고, 도 6C 및 6D는 대조군의 인간 섬유아세포에 대한 세포독성을 각 비율에 따라 희석된 대조군 처리 후 각각 3일 및 5일 째에 측정한 그래프를 나타낸 것이다.
도 7A 및 7B는 실시예 1의 히드로겔이 지방줄기세포에 미치는 영향을 각각 3일 및 5일에 관찰한 이미지이고, 도 7C 및 7D는 실시예 1의 히드로겔이 인간 섬유아세포에 미치는 영향을 각각 3일 및 5일에 관찰한 이미지이다.1 shows a bonding structure of a polymer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) -attenuated total reflection (ATR) (ie IR-ATR) graph of the polymer of Example 1 (transmittance; transmittance, wavenumbers; wavenumber).
Figure 3A is a graph showing the mechanical strength of the hydrogel of Example 1 as a function of each modulus, Figure 3B is a graph showing the mechanical strength of the hydrogel of Example 1 as a composite variable of dynamic modulus, Figure 3C A graph showing the mechanical strength of a filler as a function of each modulus, and FIG. 3D is a graph showing the mechanical strength of a conventional filler as a composite variable of dynamic modulus.
4A is a graph showing the mechanical strength of skin-free adipose tissue (N) as a function of each modulus, FIG. 4B is a graph showing the mechanical strength of skin-free adipose tissue as a composite variable of dynamic modulus, and FIG. 4C is A graph showing the mechanical strength of skinned adipose tissue as a function of each modulus, and FIG. 4D is a graph showing the mechanical strength of skinned adipose tissue as a composite variable of dynamic modulus.
5A and 5B are graphs of cytotoxicity of the hydrogels of the hydrogels of Example 1 at 3 and 5 days after the hydrogel treatment diluted according to the ratio, respectively, and FIGS. 5C and 5D are Examples The cytotoxicity of the hydrogels of human 1 against human fibroblasts is shown on the 3rd and 5th day after the hydrogel treatment diluted according to the ratio, respectively.
6A and 6B are graphs in which the hydrogel of Example 1 measured cytotoxicity against human fibroblasts at 3 and 5 days after hydrogel treatment, respectively, according to each ratio, and FIGS. The graph shows the cytotoxicity against human fibroblasts measured at 3 and 5 days after control treatment diluted according to each ratio.
7A and 7B are images observed on days 3 and 5 of the effects of the hydrogel of Example 1 on fat stem cells, and FIGS. 7C and 7D are the effects of the hydrogel of Example 1 on human fibroblasts. Images observed on days 3 and 5, respectively.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present disclosure. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present application.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.As used throughout this specification, the terms “about”, “substantially”, and the like, are used at, or in close proximity to, numerical values when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meanings are set forth, and the understandings herein Accurate or absolute figures are used to assist in the prevention of unfair use by unscrupulous infringers. As used throughout this specification, the term “step of” or “step of” does not mean “step for”.

본원 명세서 전체에서, “A 및/또는 B”의 기재는 “A 또는 B, 또는 A 및 B”를 의미한다.Throughout this specification, the description of “A and / or B” means “A or B, or A and B”.

일 양상은 하기의 일반식 1로 표시되는 중합체를 제공한다.One aspect provides a polymer represented by the following general formula (1).

<일반식 1><Formula 1>

[-CH2-CR2(CONH2)-]x-[-CH2-CR1COO(CH2)nOH-]y [-CH 2 -CR 2 (CONH 2 )-] x -[-CH 2 -CR 1 COO (CH 2 ) n OH-] y

상기 일반식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-3의 알킬이고; n은 1 내지 6의 정수이고; 및 x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수일 수 있다. 상기 일반식 1의 구조로 정의되는 바와 같이, 본 발명의 중합체의 구조는 상기 일반식 1로 표시되는 선형 공중합체 구조를 포함한다.In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently hydrogen or alkyl of C 1-3 ; n is an integer from 1 to 6; And x and y may each independently be an integer from 1 to 100. As defined by the structure of Formula 1, the structure of the polymer of the present invention includes a linear copolymer structure represented by Formula 1.

일 구체예에서, 상기 일반식 1의 선형 공중합체는 가교제에 의해 적어도 일부분 서로 가교될 수 있다. 구체적으로, 상기 선형 공중합체의 가교된 구조는 상기 일반식 1의 에스테르기가 이웃하는 선형 공중합체의 에스테르기와 형성하는 에테르 결합을 의미하는 것일 수 있다.In one embodiment, the linear copolymer of Formula 1 may be at least partially crosslinked with each other by a crosslinking agent. Specifically, the crosslinked structure of the linear copolymer may mean an ether bond that the ester group of Formula 1 forms with the ester group of the adjacent linear copolymer.

일 구체예에서, 상기 가교된 중합체는, 하기의 화학식 1로 표시되는 단량체; 하기의 화학식 2로 표시되는 단량체; 및 하기의 화학식 3으로 표시되는 가교제의 중합으로부터 얻어진 것일 수 있다:In one embodiment, the crosslinked polymer is a monomer represented by the following formula (1); A monomer represented by Formula 2 below; And a polymerization of a crosslinking agent represented by Formula 3 below:

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112018041223162-pat00007
Figure 112018041223162-pat00007

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112018041223162-pat00008
Figure 112018041223162-pat00008

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112018041223162-pat00009
.
Figure 112018041223162-pat00009
.

상기 화학식 1 내지 3 중, R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-3의 알킬이고; 및 n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수일 수 있다.In Formulas 1 to 3, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are each independently hydrogen or alkyl of C 1-3 ; And n and m may each independently be an integer from 1 to 6.

상기 중합체는 상기 정의된 단량체가 반복적으로 결합되어 이루는 하나 이상의 사슬로 구성된다. 상기 단량체들은 중합체를 형성하기 위해서 중합반응 개시제를 더 필요로 할 수 있다. 상기 중합반응 개시제로는 테트라메틸에틸렌디아민(tetramethylethylenediamine; TEMED), 디메틸아미노프로피오니트릴(3-(Dminethylamino)propionitrile; DMAPN), 과황산 암모늄 (ammonium persulfate; APS), 6,7-디메틸-9-(D-1-리비틸)-이소알록사진(리보플라빈), 소듐 메타비술피트 (Sodium metabisulfite; SMBS), 과황산 나트륨 (sodium persulfate), 소듐 비술피트 (sodium bisulfite), 과황산 칼륨 (potassium persulfate) 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The polymer consists of one or more chains formed by the repetitive bonding of monomers as defined above. The monomers may further require a polymerization initiator to form a polymer. Tetramethylethylenediamine (TEMED), dimethylaminopropionitrile (DMAPN), ammonium persulfate (APS), 6,7-dimethyl-9- (D-1-ribityl) -isoaloxazine (riboflavin), sodium metabisulfite (SMBS), sodium persulfate, sodium bisulfite, potassium persulfate Etc. may be used but is not limited thereto.

상기 화학식 1로 표시되는 단량체 및 상기 화학식 2로 표시되는 단량체는 중합되어 선형 공중합체를 형성할 수 있는데, 이렇게 중합된 선형 공중합체가 상기 일반식 1로 표시되는 중합체일 수 있다.The monomer represented by Formula 1 and the monomer represented by Formula 2 may be polymerized to form a linear copolymer. The polymerized linear copolymer may be a polymer represented by Formula 1.

용어 '알킬'은 다른 언급이 없으면, 치환 또는 비치환될 수 있는, 직쇄형, 또는 분지형의 탄화수소 잔기를 의미한다. 상기 알킬기는 메틸기, 에틸기, 또는 프로필기, 및 이들의 가능한 모든 이성질체들을 제한없이 포함할 수 있다.The term 'alkyl' means a straight-chain or branched hydrocarbon moiety which may be substituted or unsubstituted, unless stated otherwise. The alkyl group may include, without limitation, a methyl group, an ethyl group, or a propyl group, and all possible isomers thereof.

일 구체예에서, 상기 중합체는 하기의 일반식 2로 표시되는 반복단위로 형성된 것일 수 있다:In one embodiment, the polymer may be formed of repeating units represented by the following general formula 2:

<일반식 2><Formula 2>

[[-CH2-CR2(CONH2)-]x-[-CH2-CR1COO(CH2)nOH-]y-[-CH2-CR1COO-]z]p [[-CH 2 -CR 2 (CONH 2 )-] x -[-CH 2 -CR 1 COO (CH 2 ) n OH-] y -[-CH 2 -CR 1 COO-] z ] p

상기 일반식 2에서, z 및 p는 1 내지 100의 정수일 수 있다.In Formula 2, z and p may be an integer of 1 to 100.

상기 반복단위로 형성된 중합체 또한 가교되어 이웃한 중합체와 에테르 결합으로 연결될 수 있는데, 그러한 중합체 구조 중 하나의 예시를 도 1에 개시하였다.The polymer formed from the repeating unit can also be crosslinked and linked with neighboring polymers by ether bonds, an example of one such polymer structure being disclosed in FIG. 1.

일 구체예에서, 상기 중합체는 2-히드록시에틸메타크릴레이트(2-hydroxyethylmethacrylate; HEMA) 및 아크릴아미드(acrylamide; Am)의 중합반응에 의해 형성되는 것일 수 있다. 상기 2-히드록시에틸메타크릴레이트 및 아크릴아미드는 약 1:10 내지 1:1의 몰비를 이루는 것일 수 있고, 바람직하게는 약 1:7의 몰비를 이루는 것일 수 있다. 일 구체예에서, 가교제는 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 (Ethyleneglycol dimethacrylate; EGDMA) 일 수 있다. 상기 에틸렌글리콜디메타크릴레이트는 2-히드록시에틸메타크릴레이트 기준 약 1:0.01 내지 1:0.5의 몰비를 이루는 것일 수 있고, 바람직하게는 약 1:0.05의 몰비를 이루는 것일 수 있다.In one embodiment, the polymer may be formed by a polymerization reaction of 2-hydroxyethylmethacrylate (HEMA) and acrylamide (Am). The 2-hydroxyethyl methacrylate and acrylamide may be in a molar ratio of about 1:10 to 1: 1, and preferably in a molar ratio of about 1: 7. In one embodiment, the crosslinking agent may be ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA). The ethylene glycol dimethacrylate may be a molar ratio of about 1: 0.01 to 1: 0.5 on the basis of 2-hydroxyethyl methacrylate, and preferably may be a molar ratio of about 1: 0.05.

본 발명의 중합체는 구체적으로 하기의 일반식 3으로 표시되는 것일 수 있다:The polymer of the present invention may specifically be represented by the following general formula 3:

<일반식 3><Formula 3>

Figure 112018041223162-pat00010
Figure 112018041223162-pat00010

상기 일반식 1 내지 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 중합체는 아미드기를 포함하므로, 하나의 중합체에 포함된 아미드기는 이웃한 중합체의 아미드기와 서로 수소결합을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 중합체는 이웃한 중합체와의 에스테르기에 의한 에테르 결합 및/또는 아미드기에 의한 수소결합 구조를 하나 이상 포함할 수 있다.As can be seen from the general formulas 1 to 3, since the polymer of the present invention includes an amide group, the amide group included in one polymer may form hydrogen bonds with the amide groups of neighboring polymers. Thus, the polymers of the present invention may include one or more of the ether bonds by ester groups with neighboring polymers and / or hydrogen bond structures by amide groups.

일 구체예에서, 상기 공중합체는 친수성일 수 있다. 따라서, 상기 중합체는 히드로겔을 형성하는 것일 수 있다.In one embodiment, the copolymer may be hydrophilic. Thus, the polymer may be to form a hydrogel.

상기 선형 공중합체가 서로 형성하는 고유의 분자간 상호작용에 의해 본 발명의 중합체는 삼차원 구조를 형성할 수 있다. 종래에 알려진 주사용 임플란트 조성물들은 삼차원 구조를 형성하기에 충분한 결합력을 갖지 못하거나, 과도한 가교에 의해 성형이 어렵거나 주사용으로 부적합한 경우가 많았다. 그러나, 본 발명의 중합체는 가교제에 의한 에테르 결합 및 선형 공중합체의 아미드기에 의한 수소결합을 함께 가져, 삽입형 보형물을 대체할 수 있는 정도의 충분한 삼차원 구조를 형성하면서, 수용성이고 주사용으로 주입이 가능한 물성을 갖는다.By the intrinsic intermolecular interactions that the linear copolymers form with each other, the polymer of the present invention may form a three-dimensional structure. Injectable implant compositions known in the art do not have sufficient binding force to form a three-dimensional structure, or are often difficult to mold or unsuitable for injection due to excessive crosslinking. However, the polymer of the present invention has both an ether bond by a crosslinking agent and a hydrogen bond by an amide group of the linear copolymer to form a sufficient three-dimensional structure to replace the implantable implant, while being water-soluble and injectable for injection. It has physical properties.

또한, 중합체의 가교제로는 비스-메틸렌(bis-methylene) 계열 (예를 들어, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드)의 가교제가 흔하게 사용된다. 이러한 가교제는 중합체를 가교시키는 과정에서 중합체 내에 2차 아민 구조를 형성시킨다. 그런데, 2차 아민 구조는 세포 독성을 유발할 수 있는 것으로 보고된 바 있다 (Cancer research 31, 1201-1205, September 1971). 따라서, 종래에 국소 주입용으로 사용된 주사용 임플란트 조성물 (예를 들어, 아쿠아필링® 및 아쿠아이미드®; Arch Aesthetic Past Surg2015;21(3):124-126, Plast . Reconstr . Surg .118(Suppl.): 85S, 2006)이 이러한 2차 아민 구조를 갖는 경우, 생체에 적용하기에 안전한 것으로 입증된 바 있더라도, 유방 재건술과 같은 주입량이 큰 시술에 적용시 예상치 못한 세포 독성이 유발될 가능성이 있다. 그러나, 본 발명의 중합체는 상기 화학식 1 및 2의 단량체들이 이루는 선형 공중합체의 특수성 및 상기 화학식 3의 가교제를 이용한 가교에 의해 에테르 결합 및 아미노기 사이의 수소결합만을 포함할 뿐이므로, 이러한 2차 아민 구조에 의한 세포 독성을 염려할 필요가 없고, 생체 적합성이 높다.In addition, as the crosslinking agent of the polymer, a crosslinking agent of bis-methylene series (for example, N, N'-methylenebisacrylamide) is commonly used. These crosslinkers form secondary amine structures in the polymer in the course of crosslinking the polymer. However, secondary amine structures have been reported to cause cytotoxicity (Cancer research 31, 1201-1205, September 1971). Thus, the injectable implant compositions for topical use on the conventional injection (e.g., aqua-filling ® and ahkuahyi mid ®; Arch Aesthetic Past Surg2015; 21 (3):... 124-126, Plast Reconstr Surg 118 (Suppl .): 85S, 2006), although these secondary amine structures have proven safe for use in vivo, are likely to cause unexpected cytotoxicity when applied to high-dose procedures such as breast reconstruction. . However, the polymer of the present invention includes only the hydrogen bond between the ether bond and the amino group by crosslinking using the crosslinking agent of Formula 3 and the specificity of the linear copolymer of the monomers of Formulas 1 and 2, There is no need to worry about cytotoxicity due to the structure, and the biocompatibility is high.

다른 양상은 상기 화학식 1의 단량체; 상기 화학식 2의 단량체; 및 상기 화학식 3의 가교제의 중합으로부터 얻어진 중합체를 포함하는 임플란트 조성물을 제공한다.Another aspect is a monomer of Formula 1; Monomer of Formula 2; And it provides an implant composition comprising a polymer obtained from the polymerization of the crosslinking agent of the formula (3).

용어 "임플란트"는 생체에 삽입하기 위한 시술을 의미하는 것으로써, 조직 절개에 의한 삽입 및 국소 부위에 대한 주사를 모두 포함할 수 있다. 상기 조성물은 본 발명의 중합체에 적절한 물성을 부여하기 위해, 팽창할 수 있도록, 물, 생리 식염수, 글루코스 용액, 혈장, 기타 다양한 생체 적합성의 완충액을 더 포함할 수 있다. 생체에 주입된 후 생체에 미칠 수 있는 영향력을 고려하여, 상기 조성물은 선택적으로 약물을 더 포함할 수 있다.The term "implant" refers to a procedure for insertion into a living body, and may include both insertion by tissue incision and injection into a topical site. The composition may further comprise water, physiological saline, glucose solution, plasma, and various other biocompatible buffers so as to swell to impart proper physical properties to the polymer of the present invention. In view of the possible impact on the living body after being injected into the living body, the composition may optionally further comprise a drug.

상기 조성물은 생체에 적용되기에 적합하도록 약학적으로 허용된 담체(carrier)를 더 포함할 수 있다. 상기 '약학적으로 허용가능한 염'은 환자에게 비교적 비독성이고 무해한 유효작용을 갖는 농도로서 이 염에 기인한 부작용이 본 발명의 중합체의 이로운 효능을 떨어뜨리지 않는 염으로서, 예를 들어, 무기산으로서 염산, 브롬산, 질산, 황산, 과염소산, 인산 등을 사용할 수 있고, 유기산으로서 구연산, 초산, 젖산, 말레산, 푸마린산, 글루콘산, 메탄설폰산, 글리콘산, 숙신산, 타타르산, 갈룩투론산, 엠본산, 글루탐산, 아스파르트산, 옥살산, (D) 또는 (L) 말산, 말레산, 메테인설폰산, 에테인설폰산, 4-톨루엔술폰산, 살리실산, 시트르산, 벤조산 또는 말론산, 알칼리 금속염(나트륨염, 칼륨염 등) 및 알칼리 토금속염(칼슘염, 마그네슘염 등), 산부가염으로서 아세테이트, 아스파테이트, 벤즈에이트, 베실레이트, 바이카보네이트/카보네이트, 바이설페이트/설페이트, 보레이트, 캄실레이트, 시트레이트, 에디실레이트, 에실레이트, 포메이트, 퓨마레이트, 글루셉테이트, 글루코네이트, 글루큐로네이트, 헥사플루오로포스페이트, 하이벤제이트, 하이드로클로라이드/클로라이드, 하이드로브로마이드/브로마이드, 하이드로요오디드/요오디드, 이세티오네이트, 락테이트, 말레이트, 말리에이트, 말로네이트, 메실레이트, 메틸설페이트, 나프틸레이트, 2-나프실레이트, 니코티네이트, 나이트레이트, 오로테이트, 옥살레이트, 팔미테이트, 파모에이트, 포스페이트/수소 포스페이트/이수소 포스페이트, 사카레이트, 스테아레이트, 석시네이트, 타르트레이트, 토실레이트, 트리플루오로아세테이트, 알루미늄, 알기닌, 벤자틴, 칼슘, 콜린, 디에틸아민, 디올아민, 글라이신, 라이신, 마그네슘, 메글루민, 올아민, 칼륨, 나트륨, 트로메타민, 아연염 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.The composition may further comprise a pharmaceutically acceptable carrier suitable for application to a living body. The 'pharmaceutically acceptable salt' is a salt that is relatively nontoxic to the patient and has a harmless effective action, in which the side effects caused by the salt do not detract from the beneficial effects of the polymer of the invention, for example as a mineral acid. Hydrochloric acid, bromic acid, nitric acid, sulfuric acid, perchloric acid, phosphoric acid, and the like can be used. Luxuronic acid, embonic acid, glutamic acid, aspartic acid, oxalic acid, (D) or (L) malic acid, maleic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, 4-toluenesulfonic acid, salicylic acid, citric acid, benzoic acid or malonic acid, alkali metal salts ( Sodium salts, potassium salts, etc.) and alkaline earth metal salts (calcium salts, magnesium salts, etc.), and acid addition salts as acetates, aspartates, benzates, besylate, bicarbonates / carbonates, bisulfates / sulphates Hydrates, borates, chamlates, citrates, edsylates, ecylates, formates, fumarates, gluceptates, gluconates, glucuronates, hexafluorophosphates, hybenates, hydrochlorides / chlorides, Hydrobromide / bromide, hydroiodide / iodide, isethionate, lactate, maleate, maleate, malonate, mesylate, methylsulfate, naphthylate, 2-naphsylate, nicotinate, nitrate , Orotate, oxalate, palmitate, pamoate, phosphate / hydrogen phosphate / dihydrogen phosphate, saccharide, stearate, succinate, tartrate, tosylate, trifluoroacetate, aluminum, arginine, benzatin, calcium , Choline, Diethylamine, Diolamine, Glycine, Lysine, Magnesium, Meglumine, Olamine, Potassium, Nat , Tromethamine, but are not limited to zinc and the like salts.

일 구체예에서, 상기 임플란트 조성물은 주사제일 수 있다. 본 발명의 중합체는 주사제로 생체에 주입하기에 적절한 수용성 및 물성을 가지므로, 보형물 삽입을 위한 절개를 요구하지 않으므로 비침습적 시술이 가능한 장점이 있다. 상기 주사용 임플란트 조성물은 필러(filler)용 조성물을 포함한다.In one embodiment, the implant composition may be an injection. Since the polymer of the present invention has water solubility and physical properties suitable for injection into a living body as an injection, there is an advantage that a non-invasive procedure is possible because it does not require an incision for implant insertion. The injectable implant composition includes a composition for filler.

일 구체예에서, 상기 임플란트 조성물은 조직, 해부학적 내부 공간, 신체 강(cavities), 도관(duct), 및 혈관(vessel)에 이식하기 위한 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 임플란트 조성물은 유방 재건용일 수 있다. In one embodiment, the implant composition may be for implantation into tissue, anatomical internal space, body cavities, ducts, and vessels. More specifically, the implant composition may be for breast reconstruction.

또 다른 양상은, 하기의 화학식 1로 표시되는 단량체 및 하기의 화학식 2로 표시되는 단량체를 중합시켜 공중합체를 수득하는 단계:Another aspect is to obtain a copolymer by polymerizing a monomer represented by the formula (1) and a monomer represented by the following formula (2):

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112018041223162-pat00011
Figure 112018041223162-pat00011

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112018041223162-pat00012
; 및
Figure 112018041223162-pat00012
; And

상기 공중합체를 하기의 화학식 3 하기의 화학식 3으로 표시되는 가교제로 가교시키는 단계를 포함하는 중합체 제조방법을 제공한다.It provides a polymer manufacturing method comprising the step of crosslinking the copolymer with a crosslinking agent represented by the following formula (3).

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112018041223162-pat00013
Figure 112018041223162-pat00013

상기 화학식 1 내지 3에서, R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-3의 알킬이고; 및 n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수일 수 있다.In Formulas 1 to 3, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are each independently hydrogen or alkyl of C 1-3 ; And n and m may each independently be an integer from 1 to 6.

상기 화학식 1의 단량체 및 상기 화학식 2의 단량체로부터 공중합체를 수득하는 단계는 공중합체의 형성을 위해 중합반응 개시제를 더 필요로 할 수 있다. 중합반응 개시제로는 상기 언급된 바와 같다.Obtaining a copolymer from the monomer of Formula 1 and the monomer of Formula 2 may further require a polymerization initiator to form the copolymer. The polymerization initiator is as mentioned above.

하기의 실시예에 의해 본 발명의 중합체의 특성 및 효과, 및 이의 제조 방법을 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The following examples illustrate in more detail the properties and effects of the polymers of the present invention and methods for their preparation. The following examples are only intended to illustrate the invention, whereby the scope of the invention is not limited.

1. One. 실시예Example 1:  One: HEMAHEMA -Am 공중합체 및 이의 히드로겔의 합성Synthesis of -Am Copolymers and Hydrogels thereof

2-히드록시에틸메타크릴레이트(2-hydroxyethylmethacrylate; HEMA) 및 아크릴아미드(acrylamide; Am)의 공중합체 및 이의 히드로겔을 도 1에 개시된 바와 같이 합성하였다.Copolymers of 2-hydroxyethylmethacrylate (HEMA) and acrylamide (Am) and hydrogels thereof were synthesized as disclosed in FIG.

구체적으로, 모든 반응물은 특별한 다른 언급이 없으면 Aldrich (St. Louis, MO)로부터 구입하였다. Millipore Milli-Q Uitrapure 수질 정제 시스템 (Bedford, MA)을 이용하여, 18.2M의 저항에서 용매를 증류 및 탈이온화 하였다. 모든 반응은 상온(room temperature; RT)에서 수행하였다. HEMA (99 %)를 사용 전에 면 솜, 알루미늄 옥시드 (Samchun chem) 및 모래(junsei)로 패킹된 10ml의 시린지에 통과시켰다. 과황산 암모늄 (ammonium persulfate; APS) 및 테트라메틸에틸렌디아민 (tetramethylethylenediamine; TEMED)의 수용액을 산화환원 개시제 (redox initiator)로서 함께 사용하였다. 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 (Ethyleneglycol dimethacrylate; EGDMA)를 가교제(cross-linking agent)로서 히드로겔 중합반응에 사용하였다.Specifically, all reactants were purchased from Aldrich (St. Louis, Mo.) unless otherwise noted. Using a Millipore Milli-Q Uitrapure Water Purification System (Bedford, Mass.), The solvent was distilled and deionized at a resistance of 18.2M. All reactions were performed at room temperature (RT). HEMA (99%) was passed through a 10 ml syringe packed with cotton swabs, aluminum oxide (Samchun chem) and sand (junsei) before use. Aqueous solutions of ammonium persulfate (APS) and tetramethylethylenediamine (TEMED) were used together as redox initiators. Ethyleneglycol dimethacrylate (EGDMA) was used for hydrogel polymerization as a cross-linking agent.

단량체인 0.24ml(0.002mol)의 HEMA, 1.0g(0.014mol)의 Am 및 0.038ml(0.0001mol)의 가교제 EGDMA를 질소 기체 하에 1 시간 동안 교반하여 10ml 의 물에 용해시켰다. 상기 용액은 육안으로 관찰시 투명하고 균일하였다. 상기 용액에 100mg(0.000438mol)의 APS 및 TEMED를 첨가하고, 실온에서 1 시간 동안 질소 기체 하에 교반하면서 반응시켜, 히드로겔로 겔화시키고, 24 시간 동안 25 ℃의 진공 하에 건조시켰다. 건조된 시료를 물에서 팽창시키고, 미반응한 시약 및 단량체를 제거하기 위해 막(MW:5000, Cellu-Sep T2)을 이용하여 투석시켰다.The monomer 0.24 ml (0.002 mol) HEMA, 1.0 g (0.014 mol) Am and 0.038 ml (0.0001 mol) crosslinker EGDMA were dissolved in 10 ml water by stirring under nitrogen gas for 1 hour. The solution was clear and uniform upon visual observation. To the solution was added 100 mg (0.000438 mol) of APS and TEMED, reacted with stirring under nitrogen gas for 1 hour at room temperature, gelled with hydrogel and dried under vacuum at 25 ° C. for 24 hours. The dried sample was expanded in water and dialyzed using a membrane (MW: 5000, Cellu-Sep T2) to remove unreacted reagents and monomers.

생성된 공중합체의 구조적 특징을 IR-ATR에 의해 분석하였다. FTIR 스펙트럼(Spectrum GX, Perkin-Elmer, USA)을 6개 스캔 동안 4000 내지 400 파수의 범위로 0.15 레솔루션으로 획득하였다. 그런 다음, 수득된 FTIR 스펙트럼을 평준화하고, 주요 진동 밴드를 상기 중합체의 작용기와 연관지었다. Structural characteristics of the resulting copolymers were analyzed by IR-ATR. FTIR spectra (Spectrum GX, Perkin-Elmer, USA) were acquired at 0.15 resolution in the range of 4000-400 wavenumber for 6 scans. The obtained FTIR spectra were then leveled and the major vibration bands associated with the functional groups of the polymer.

그 결과, 실시예 1에서 생성된 중합체는 도 2 및 하기의 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 2차 아민 구조를 포함하지 않음을 알 수 있다.As a result, it can be seen that the polymer produced in Example 1 does not include a secondary amine structure as can be seen in FIG. 2 and Table 1 below.

결합 형태Combined form IR bands(cm-1)IR bands (cm-1) 1차 아민 (CONH2)Primary amines (CONH 2 ) 3346.71, 3194.653346.71, 3194.65 아미드 C=O 스트레치 피크Amide C = O Stretch Peak 1660.681660.68 아미드 N-H 결합 피크Amide N-H Bond Peak 1450.721450.72 2차 아민 스트레치 피크Secondary Amine Stretch Peaks --

2. 2. 실시예Example 2:  2: HEMAHEMA -Am 공중합체의 기계적 강도의 확인Of mechanical strength of -Am copolymer

실시예 1에서 제작된 HEMA-Am 공중합체가 주사용 임플란트 조성물 (예를 들어, 필러)의 주요 성분으로 사용되기에 적합한지 확인하기 위하여 그 기계적 강도를 측정하였다.The mechanical strength was measured to confirm that the HEMA-Am copolymer prepared in Example 1 is suitable for use as the main component of an injectable implant composition (eg filler).

구체적으로, 유변학적 측정(rheological measurement)을 수행하였다. 10 % 압박(strain)시 동적 전단 진동 측정(dynamic shear oscillation measurement)을 실시예 1의 가교된 EGDMA 히드로겔의 점탄성 (물리적) 특성을 평가하기 위해 사용하였다. 기계적 강도의 평가를 위한 대조군으로, 임상적으로 사용되고 있는 아쿠아필링® KR 공개공보 10-2013-0057925)을 사용하였다. 진동 전단 압박의 유변학적 측정은 20 mm 평행 플레이트 (Peltier plate Steel) 및 플레이트-플레이트 거리 2 mm를 사용하는 DHR3 rheometer (TA instruments)로 수행하였다. 기계적 스펙트럼은 25 ℃에서 0.001-1000Hz (rad/s)의 주파수 범위에서 0.1 압박을 유지하면서 일정한 압박 모드로 기록된다. 저장 (탄성) (storage) 모듈러스의 전단 압박률 의존성을 일정한 주파수 (6.3Hz)에서 0.01-100 (%) 범위의 전단 압박 스캔을 갖는 진동 전단 압박 (동적 유동학적 관찰)에 의해 결정하였다. 히드로겔들은 물에 팽창시킨 후 0.01 ~ 100Hz의 주파수 스윕(sweep)을 사용하여 분석 하였다. 저장 모듈러스의 함수를 G′라 하고, 소실 (loss) 모듈러스의 함수를 G”로 하여 플롯팅하였다 (도 3A, 3C, 4A 및 4C). 소실 모듈러스가 저장 모듈러스 보다 낮으면, 해당 시료가 겔과 같은 특성을 가짐을 의미한다. 이를 보다 명확히 표현하기 위해 동적 모듈러스의 복합적 변수 (G*)를 사용할 수 있고, 이는 [G* = G'+iG''] (i는 허수 단위 (An introduction to rheology. Elsevier: 1989; Vol. 3 참조))로 결정하였다 (도 3B, 3D, 4B 및 4D). 도면에서 “tan”의 경우, 재료 감쇠(material damping)를 의미하는 것으로서, [Tan σ = G"/G']로 계산하였다.Specifically, rheological measurements were performed. Dynamic shear oscillation measurement at 10% strain was used to evaluate the viscoelastic (physical) properties of the crosslinked EGDMA hydrogel of Example 1. As a control for the evaluation of the mechanical strength, which was used for aqua-filling ® KR Laid-Open Publication No. 10-2013-0057925), which are used clinically. Rheological measurements of vibratory shear compressions were performed with a DHR3 rheometer (TA instruments) using a 20 mm parallel plate steel and a plate-plate distance of 2 mm. The mechanical spectrum is recorded in constant compression mode while maintaining 0.1 compression in the frequency range of 0.001-1000 Hz (rad / s) at 25 ° C. The shear compression rate dependence of the storage (elastic) modulus was determined by vibratory shear compression (dynamic rheological observations) with a shear compression scan in the range of 0.01-100 (%) at constant frequency (6.3 Hz). Hydrogels were inflated in water and analyzed using a frequency sweep of 0.01 to 100 Hz. The function of storage modulus is called G 'and the function of loss modulus is G "(Figures 3A, 3C, 4A and 4C). If the missing modulus is lower than the storage modulus, it means that the sample has gel-like properties. To express this more clearly, we can use a dynamic variable of complex modulus (G *), where [G * = G '+ iG''] (i is an imaginary unit (An introduction to rheology.Elsevier: 1989; Vol. 3). 3B, 3D, 4B and 4D). In the figure, “tan” means material damping and was calculated as [Tan σ = G ″ / G ′].

구조를 유지해야 하는 재료의 경우, 기계적 강도는 중요한 요소일 수 있다. 히드로겔을 주입 가능한 용도로 사용하기 위해서는 물과 접촉함에 따라 변화하는 히드로겔의 특성이 매우 중요할 수 있다. 본 발명자들은 본 발명의 히드로겔이 조직 재건 재료로써 충분한 기계적 강도를 가진 것으로 판단하기 위해, 임상에서 외과적으로 사용되는 아쿠아필링®과 비교하여, 유사한 운동 모듈러스를 가짐을 확인하였다 (도 3 및 4). 지방 조직의 동적 모듈러스는 0.01% 압박에서 약 1kPa인데 (International Journal of Solids and Structures 2010, 47 (21), 2982-2990), 히드로겔의 동적 모듈러스는 1 kPa 이하의 값을 가졌다. 실시예 1의 가교된 히드로겔의 경우 약 30~40pa, 아쿠아필링®의 경우 40~50pa의 저장 모듈러스를 나타내어 주사 가능한 물성을 가짐을 확인하였다. 따라서, 실시예 1의 히드로겔 또한 기존의 필러로 사용되는 것과 같은 주사 가능한 형태의 물성을 가지고 있음을 알 수 있다. 지방 조직과 비교하는 경우, 피부조직이 없는 지방조직 (즉, 피부 조직(dermis)을 제거한 지방조직(fat))과 피부조직이 있는 지방조직은 약 1kpa 정도의 저장 모듈러스를 나타낸다. 그러나, 실시예 1의 히드로겔의 경우 주사 가능한 형태라는 목적이 있으므로, 기존의 필러와 유사한 물성을 나타내는 것이 적절하며, 이는 물질의 합성 비율을 조정하여 얼마든지 획득될 수 있다.For materials that need to maintain structure, mechanical strength can be an important factor. In order to use the hydrogel as an injectable use, the properties of the hydrogel that change with contact with water may be very important. The inventors have confirmed that in order to determine as having a sufficient mechanical strength as a hydrogel tissue reconstruction material of the present invention, compared to the aqua-filling ® to be used in clinical surgically, having a similar movement modulus (Fig. 3 and 4 ). The dynamic modulus of adipose tissue was about 1 kPa at 0.01% compression (International Journal of Solids and Structures 2010, 47 (21), 2982-2990), while the dynamic modulus of hydrogels had a value of less than 1 kPa. In the case of the crosslinked hydrogel of Example 1 exhibited a storage modulus of about 30 ~ 40pa, aquafilling ® 40 ~ 50pa it was confirmed that it has injectable properties. Thus, it can be seen that the hydrogel of Example 1 also has the physical properties of the injectable form as used in conventional fillers. Compared with adipose tissue, adipose tissue without skin tissue (ie, fat tissue without dermis) and adipose tissue with skin tissue exhibit a storage modulus of about 1 kpa. However, since the hydrogel of Example 1 has the purpose of injectable form, it is appropriate to exhibit physical properties similar to those of the conventional filler, which can be obtained by adjusting the synthesis ratio of the material.

3. 3. 실시예Example 3:  3: HEMAHEMA -Am 공중합체의 생체적합성 확인Confirmation of Biocompatibility of -Am Copolymer

실시예 1에서 제작된 HEMA-Am 공중합체가 기존의 제품과 비교하여 우수한 생체적합성을 가짐을 확인하기 위해, 지방유래줄기세포 (adipose derived stem cell; ADSC) 및 인간 섬유아세포 (humna fibroblast; hFB)에 대해 세포 독성을 평가하였다.In order to confirm that the HEMA-Am copolymer prepared in Example 1 has excellent biocompatibility compared to the existing product, adadiose derived stem cells (ADSC) and human fibroblasts (hFB) Cytotoxicity was assessed for.

구체적으로, 0.2 g/mL 실시예 1의 히드로겔 필러 및 대조군으로서 기존의 필러인 아쿠아필링®을 배양액을 기준으로 다양한 희석 정도 (1:1, 1:3, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50 및 1:100)로 세포 배양액에 처리하였다. 세포는 DMEM 배양액 (biowest, Nuaill

Figure 112018041223162-pat00014
, France)에 유지하였고, 인간의 복부지방조직으로부터 유래한 지방유래줄기세포 및 인간의 피부로부터 유래한 인간 섬유아세포를 각각 37 ℃에서 24 시간 동안 배양함으로써 세포 생존률을 평가하였다. 세포는 24 웰 플레이트에 분주하여 37 ℃에서 밤새 배양하였다. DMEM 배양액 1ml을 희석된 방출 용액 (releasing solution)과 함께 세포에 처리하고, 24 시간, 72 시간 (3일) 및 120 시간 (약 5일) 동안 배양하였다. Ez-cytox (Dogen Bio Inc., Seoul, Korea)를 4 시간 동안 적용하여 반응시키고, 450 nm (Spectramax plus 384; MolecularDevices, Sunnyvale,CA, USA)에서 흡광도를 측정하는 방식으로 세포 독성을 평가하였다. 통계적 차이는 Tukey's test를 사용하여 결정되었다. p <0.05의 값은 통계적으로 유의한 것으로 간주되고, 데이터를 표준 편차와 함께 각 조건에 대한 값의 평균으로 나타냈다.Specifically, 0.2 g / mL Example A hydrogel filler and a control group of 1 different dilution degree of the conventional filler in aqua peeling ®, based on the culture medium (1: 1, 1: 3, 1: 5, 1: 10, 1 : 20, 1:50 and 1: 100). Cells were cultured in DMEM (biowest, Nuaill
Figure 112018041223162-pat00014
, France), and cell viability was evaluated by culturing adipose derived stem cells derived from human abdominal adipose tissue and human fibroblasts derived from human skin for 24 hours at 37 ° C. Cells were aliquoted into 24 well plates and incubated overnight at 37 ° C. 1 ml of DMEM culture was treated with the cells with diluted releasing solution and incubated for 24 hours, 72 hours (3 days) and 120 hours (about 5 days). Ez-cytox (Dogen Bio Inc., Seoul, Korea) was applied for 4 hours to react, and cytotoxicity was evaluated by measuring absorbance at 450 nm (Spectramax plus 384; Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA). Statistical differences were determined using Tukey's test. Values of p <0.05 are considered statistically significant and data are presented as the mean of the values for each condition with standard deviations.

또한, 세포 생존과 관련하여 공초점 현미경 (CLSM, LSM 710, Carl Zeiss)을 사용하여 형광 이미지를 얻었다. 세포 생존률은 이미지 J를 이용하여 생존 (녹색) 및 사멸 (적색)으로 구분하고, 이를 각각 카운팅하여 결정하였다. 구체적으로, 실시예 1의 히드로겔을 인간지방유래줄기세포 및 섬유아세포에 도 7에 나타낸 바와 같은 희석 배율로 처리하고 3일 및 5일 동안 배양하였다.In addition, fluorescence images were obtained using confocal microscopy (CLSM, LSM 710, Carl Zeiss) with respect to cell survival. Cell viability was determined by using image J to divide into survival (green) and death (red), counting them respectively. Specifically, the hydrogel of Example 1 was treated to human adipose derived stem cells and fibroblasts at a dilution ratio as shown in FIG. 7 and incubated for 3 days and 5 days.

그 결과, 도 5A 내지 5D는 실시예 1의 히드로겔의 세포 생존률을 나타낸 것이다. 실시예 1의 히드로겔은 시간의 경과에 따라 세포 생존률에 있어서 큰 차이를 보이지 않아, 세포 독성에 대해서 사용된 농도 범위 내에서 독성을 띄지 않음을 확인할 수 있다. 다만 농도가 높은 비율 조건의 5일차에서 약 70프로 정도의 생존율을 보였는데, 이러한 결과는 재료의 독성에 의한 생존율 하락으로 해석하기 보다는, 높은 농도의 용액에서 점성이 증가하여 삼투압 작용으로 인해 세포 표면에 용출물들이 층상 (layer) 형태로 존재할 수 있으므로, 산소의 투과도나 영양분의 공급을 막아 발생하는 인 비트로에서의 현상으로 보인다.As a result, FIGS. 5A to 5D show the cell viability of the hydrogel of Example 1. FIG. The hydrogel of Example 1 did not show a significant difference in cell viability with time, and thus it was confirmed that the hydrogel did not exhibit toxicity within the concentration range used for cytotoxicity. However, on the 5th day of the high concentration condition, the survival rate was about 70%. This result was not interpreted as a decrease in viability due to the toxicity of the material, but the viscosity was increased in the high concentration solution. The eluate may be present in a layered form, which appears to be an in vitro phenomenon caused by oxygen permeability or by blocking the supply of nutrients.

도 6A 내지 6D는 실시예 1의 히드로겔의 세포 생존률을 기존의 필러와 비교한 결과이다. 실시예 1의 히드로겔을 처리한 경우 3일 째 및 5일 째 모두에서 거의 생존률이 감소하지 않으나 (도 6A 및 6B), 기존의 필러는 현저하게 생존률이 감소하는 경향이 관찰되었다 (도 6C 및 6D). 따라서, 본 발명의 히드로겔은 기존의 필러 제품에 비해 세포 독성이 현저히 낮음을 알 수 있다.6A to 6D show the cell viability of the hydrogel of Example 1 compared with the conventional filler. The treatment of the hydrogel of Example 1 showed little reduction in survival rate on both day 3 and day 5 (FIGS. 6A and 6B), but the existing fillers were observed to tend to significantly reduce survival (FIG. 6C and 6D). Therefore, the hydrogel of the present invention can be seen that the cytotoxicity is significantly lower than the conventional filler product.

또한, 도 7에서 관찰된 바와 같이 지방유래줄기세포 및 섬유아세포 모두 3일 및 5일 동안 평가된 결과에서 희석 배율에 따른 어떠한 유의적 차이점이 발견되지 않았다. 더욱이, 사멸한 세포 (적색)는 거의 관찰되지 않아, 생체적합성이 더욱 뛰어남을 알 수 있다. In addition, as observed in FIG. 7, no significant difference in dilution magnification was found in the results of adipose derived stem cells and fibroblasts evaluated for 3 days and 5 days. Moreover, dead cells (red) are rarely observed, indicating that biocompatibility is better.

따라서 본 발명의 중합체는 대용량으로 주입하여도 예상치 못한 세포독성을 유발할 가능성이 현저히 낮음을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the polymer of the present invention is significantly less likely to cause unexpected cytotoxicity even when injected in large amounts.

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 하기의 화학식 1로 표시되는 단량체;
하기의 화학식 2로 표시되는 단량체; 및
하기의 화학식 3의 가교제의 중합으로부터 얻어진 것이고,
하기의 화학식 1로 표시되는 단량체 및 하기의 화학식 2로 표시되는 단량체의 몰비는 1:1 내지 1:10인 것인 중합체를 포함하는 임플란트 조성물:
<화학식 1>
Figure 112019049780136-pat00015

<화학식 2>
Figure 112019049780136-pat00016

<화학식 3>
Figure 112019049780136-pat00017

화학식 1 내지 3에서,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-3의 알킬이고; 및
n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수이다.A monomer represented by Formula 1 below;
A monomer represented by Formula 2 below; And
Obtained from polymerization of a crosslinking agent of the formula
Implant composition comprising a polymer represented by the following formula 1 and a molar ratio of the monomer represented by the formula (2) is 1: 1 to 1:10:
<Formula 1>
Figure 112019049780136-pat00015

<Formula 2>
Figure 112019049780136-pat00016

<Formula 3>
Figure 112019049780136-pat00017

In Chemical Formulas 1 to 3,
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently hydrogen or alkyl of C 1-3 ; And
n and m are each independently an integer of 1-6. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 3에 있어서, 상기 중합체는 2-히드록시에틸메타크릴레이트 및 아크릴아미드의 중합반응에 의해 형성되는 것인 조성물.The composition of claim 3, wherein the polymer is formed by the polymerization of 2-hydroxyethylmethacrylate and acrylamide. 청구항 3에 있어서, 상기 중합체는 친수성인 것인 조성물.The composition of claim 3, wherein the polymer is hydrophilic. 삭제delete 청구항 3에 있어서, 주사제인 것인 조성물.The composition of claim 3, which is an injection. 청구항 3에 있어서, 조직, 해부학적 내부 공간, 신체 강(cavities), 도관(duct), 및 혈관(vessel)에 이식하기 위한 것인 조성물.The composition of claim 3 for implantation into tissue, anatomical internal space, body cavities, ducts, and vessels. 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20090120509A (en) * 2007-03-15 2009-11-24 우루루 인코퍼레이티드 Method of formation of viscous, shape conforming gels and their uses as medical prosthesis

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