KR20100133117A - 드레싱용 나노섬유와, 이를 이용한 드레싱 복합체 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가교제 첨가없이 수성환경에서 양이온성 고분자 나노섬유와 음이온성 고분자 나노섬유가 이온결합에 의해 자가 가교되어 겔을 형성하며, 창상, 화상, 욕창 등의 상처치료용으로 이용되는 팽윤성 습윤 드레싱용 자가 가교형 나노섬유와, 이를 사용한 드레싱 복합체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 혼합 방사되어 복합화된 나노섬유 웹으로 이루어지거나, 양이온성 고분자로 이루어진 제1나노섬유와 음이온성 고분자로 이루어진 제2나노섬유가 랜덤하게 복합화된 나노섬유 웹으로 이루어지며, 수성환경하에서 이온결합에 의해 자가 가교되어 하이드로겔을 형성하는 것을 특징으로 한다.

전기방사, 양이온성 고분자, 음이온성 고분자, 드레싱, 자가 가교

Description

드레싱용 나노섬유와, 이를 이용한 드레싱 복합체 및 그의 제조방법{Nanofiber for dressing, dressing composite using the same, and method of manufacturing the same}

본 발명은 드레싱용 나노섬유와, 이를 이용한 드레싱 복합체 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 가교제 첨가 없이 수성환경에서 양이온성 고분자 나노섬유와 음이온성 고분자 나노섬유가 이온결합에 의해 자가 가교되어 겔(gel) 상태를 형성하며, 창상, 화상, 욕창 등의 상처치료용으로 이용되는 드레싱용 나노섬유와, 이를 이용한 드레싱 복합체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

드레싱(dressing)은 화상이나 창상, 욕창 및 외상에 의한 피부결손 부위인 상처면을 피복하여 치유속도를 향상시키기 위해 사용되는 방법으로, 1962년 Winter에 의한 돼지 창상의 상피형성 속도가 습윤 환경이 건조 환경에 비해 2배 이상 빠르다는 발표 이후 습윤 드레싱제(wet dressing)가 속속 개발, 출시되고 상처의 처치 방법도 다양하게 전개되고 있다.

습윤 드레싱은 상처면을 밀폐시켜 습윤 상태를 유지시켜주기 위한 것으로, 친수성 고분자 및 소수성 고분자를 다양하게 개발 조합하여 필름상(film), 시트 상(sheet), 부직포상, 스폰지(sponge) 폼상(foam), 로프상(lope), 펠렛상(pellet), 분말상(powder) 등의 다양한 형태로 빠르게 발전하고 있다.

이러한 상처치유에 사용되는 소재로는 상처면으로부터 배출되는 다량의 삼출물을 흡수, 함유할 수 있는 제품으로 친수성 고분자가 공유결합 내지는 비공유 결합으로 가교되어져 만들어진 3차원 망상구조물의 형태를 가져야 하며, 구성물질의 친수성으로 인해 수용액내 및 수성 환경하에서 많은 양의 수분을 흡수하여 팽윤되지만 가교구조에 의해 용해되지 않는 성질을 가져야 한다.

따라서 구성성분이나 제조방법에 따라 다양한 방법이 제시되고 있으나 비공유 결합에 의한 물리적 가교의 경우 물성의 저하가 발생하기 쉽고, 화학적 가교의 경우 가교제에 의한 피부 독성이 있는 것으로 알려져 있으며, 초음파나 방사선 가교에 의한 방법 등이 있으나 장비나 고비용의 한계가 있는 것이 현실적인 상황이다.

특히, 드레싱제 교환시 피부와 접촉된 부분이 원활하게 박리되어야 하며, 세균 등의 2차 감염이 발생하지 않는 구조를 갖는 것이 중요하다. 이러한 특성을 갖는 드레싱제를 개발하기 위해서는 표면적이 극대화된 지지체가 필요하며, 상처부위의 삼출물의 빠른 이송과 상처의 수복을 돕는 드레싱제를 제공하는 것이 바람직하다.

최근, 대한민국 등록특허 제10-0588228호에서는 폴리에스터 나노섬유에 단백질 성분을 함유한 친수화성 나노섬유를 이용한 상처피복제에 대해 기술하고 있으며, 등록특허 제10-0791039호에는 항산화제 함유 드레싱제의 제조방법에 대해 기술 하고 있다. 상기 특허들의 경우, 나노섬유를 이용함으로써 체적대비 비표면적이 우수하고, 상처의 치유와 더불어 단백질함유 나노섬유층 및 항산화제 등의 약물을 투여함으로써 상처의 회복속도를 향상시킨 것이나, 천연폴리에스터 및 생체적합성 고분자를 사용함으로써 충분한 기계적 물성의 확보가 어려우며, 삼출물의 흡수와 동시에 강도 저하 등의 문제점이 있는 것으로 예상된다. 특히, 친수성 고분자로 만들어진 나노섬유의 경우 표면적이 극대화되어 수성환경하에서 수분접촉과 동시에 용해되어 섬유상 구조를 유지하기 어려워 화학적 내지는 물리적 방법으로 가교처리를 하여야 한다.

따라서, 본 발명의 발명자들은 전기방사 기법을 사용하여 수성환경하에서 자가 가교되어 겔 상태를 이루며 표면적이 극대화된 드레싱용 나노섬유를 개발함으로써 드레싱제 교체시 수반되는 환자의 고통을 절감시킬 수 있는 것을 발견하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 수성환경하에서 자가 가교가 이루어지며 생체 적합성을 갖는 양이온성 고분자와 음이온성 고분자를 사용하여 제조함에 의해 생체 적합성을 갖는 드레싱용 나노섬유 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 가교제 첨가없이 수성환경에서 양이온성 고분자 나노섬유와 음이온성 고분자 나노섬유가 이온결합에 의해 자가 가교되어 겔 상태를 형성하여, 드레싱 교체시 드레싱 지지체만을 분리시키는 방법으로 드레싱 교체시 수 반되는 환자의 고통을 최소화시킬 수 있는 자가 가교형 나노섬유를 포함하는 드레싱 복합체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 드레싱용 나노섬유를 방사에 의해 제조할 때 방사용액에 항균제 및/또는 항생제를 혼합하여 제조함에 의해 창상, 화상, 욕창 등의 상처치료용으로 이용 가능한 드레싱용 기능성 나노섬유와, 이를 사용한 드레싱 복합체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 드레싱 지지체와 라미네이팅 결착이 용이하여 저렴한 비용으로 대량생산이 이루어질 수 있는 드레싱 복합체 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 수성환경에서 양이온성 고분자 나노섬유와 음이온성 고분자 나노섬유가 이온결합에 의해 자가 가교되어 하이드로겔(hydrogel) 상태를 형성하는 팽윤성 습윤 드레싱용 나노섬유에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 혼합 방사되어 복합화된 나노섬유 웹으로 이루어지고, 수성환경하에서 이온결합에 의해 자가 가교되어 하이드로겔을 형성하는 것을 특징으로 하는 자가 가교형 드레싱용 나노섬유를 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 양이온성 고분자로 이루어진 제1나노섬유와 음이온성 고분자로 이루어진 제2나노섬유가 랜덤하게 복합화된 나노섬유 웹으로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 나노섬유는 수성환경하에서 이온결합에 의 해 자가 가교되어 하이드로겔을 형성하는 것을 특징으로 하는 자가 가교형 드레싱용 나노섬유를 제공한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 드레싱 지지체와, 상기 드레싱 지지체의 일측면에 적층되며 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 혼합 방사되어 복합화된 나노섬유 웹을 포함하며, 상기 나노섬유는 수성환경하에서 하이드로겔을 형성하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 조립체를 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 드레싱 지지체와, 상기 드레싱 지지체의 일측면에 적층되며 양이온성 고분자로 이루어진 제1나노섬유와 음이온성 고분자로 이루어진 제2나노섬유가 랜덤하게 복합화된 나노섬유 웹을 포함하며, 상기 제1 및 제2 나노섬유는 수성환경하에서 하이드로겔을 형성하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 조립체를 제공한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 양이온성 고분자와 음이온성 고분자를 각각 용해하여 제1 및 제2 방사용액을 제조하는 단계와, 상기 제1 및 제2 방사용액을 혼합 방사하여 상기 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 복합화된 나노섬유 웹을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 나노섬유의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 양이온성 고분자와 음이온성 고분자를 각각 용해하여 제1 및 제2 방사용액을 제조하는 단계와, 상기 제1 및 제2 방사용액을 간격을 두고 개별 방사하여 상기 양이온성 고분자로 이루어진 제1나노섬유와 음이온성 고분자로 이루어진 제2나노섬유가 랜덤하게 복합화된 나노섬유 웹을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 나노섬유의 제조방법을 제공한다.

상기 제1 및 제2 방사용액은 섬유 형성성 고분자를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 방사용액은 각각 섬유 형성성 고분자를 10 내지 90 중량% 함유할 수 있다.

상기 양이온성 고분자는 키토산, 키토올리고머, PEI, 폴리스티렌 디비닐벤젠 코폴리머(Polystylene divinylbenzene copolymer) 중 어느 하나로 이루어지고, 음이온성 고분자는 PAA, 콜라겐, 젤라틴, 하이루론산 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 양이온성 고분자 물질과 음이온성 고분자 물질의 비율은 10~90:90~10% 비율로 조절하여 혼합하는 것이 바람직하다. 이는 수성환경하에서 자가가교도에 의해 결정되지만, 한쪽의 고분자가 10% 미만이거나 90% 이상의 경우 가교도가 약해 수분흡수 및 이송이 원활하게 조절되지 못하고 용해되는 부분이 많이 존재하게 되어 드레싱용으로 응용하는데는 한계가 발생하게 된다.

상기 드레싱 지지체로는 우레탄 폼, 하이드로 겔 타입, 하이드로 섬유타입, 부직포 타입, 은나노 함유 부직포, 초흡수성 수지 등으로 이로어진 군에서 선택하는 것이 가능하며, 현재 사용되는 어느 형태의 것을 사용하여도 무방하며, 환자의 상태나 상처의 크기 유무에 따라 다양하게 조절하여 사용하는 것이 가능하다.

상기 나노섬유는 섬유 형성성 고분자를 더 포함할 수 있으며, 상기 섬유 형성성 고분자는 PVA(Polyvinyl Alcohol), PAN(Polyacrylonitrile), PU, PMMA, PLA, PGA, PLGA, PVP, 및 PS 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 고분자를 단독 내지는 복합화하여 구성되는 것이 바람직하다. 상기 섬유 성형성 고분자는, 특정 물질에 제약을 두지는 않으며, 방사 상용성이 있는 물질이면 바람직하다.

또한, 상기 방사 방법은 전기방사(electro-spinning), 전기분사(electrospray), 전기분사방사(electrobrown spinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 플래쉬 전기방사(flash-electrospinning) 중 어느 하나의 방법을 사용하는 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명은 상기 제1 및 제2 방사용액에 항균 물질 또는 항생 물질을 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 부직포 형태로 방사된 자가 가교형 나노섬유와 기존 드레싱제를 라미네이팅하여 제조되는 것을 특징으로 하는 드레싱 복합체를 제공한다.

상기 양이온성 고분자 물질과 음이온성 고분자 물질은 생체 적합성을 가지는 물질이므로 이들을 사용하여 얻어지는 자가 가교형 나노섬유 또한 생체 적합성을 가지게 된다.

따라서, 본 발명에서는 수성환경하에서 자가 가교가 이루어지며 생체 적합성을 갖는 양이온성 고분자와 음이온성 고분자를 사용하여 제조함에 의해 얻어지는 나노섬유 또한 생체 적합성을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 자가 가교형 나노섬유를 포함하는 팽윤성 습윤 드레싱 복합체는 가교제 첨가없이 수성환경에서 양이온성 고분자 나노섬유와 음이온성 고분자 나노섬유가 이온결합에 의해 자가 가교되어 겔 상태를 형성하여, 드레싱 복합 체의 교체시 드레싱 지지체만을 분리시키는 방법으로 드레싱 교체가 가능하여 드레싱 교체에 따라 수반되는 환자의 고통을 최소화시킬 수 있다.

더욱이, 본 발명에서는 드레싱용 나노섬유를 방사에 의해 제조할 때 방사용액에 항균제 및/또는 항생제를 혼합하여 제조함에 의해 창상, 화상, 욕창 등의 상처치료용으로 이용 가능하다.

또한, 본 발명의 드레싱 복합체는 드레싱 지지체로 사용되는 기존 드레싱제와 라미네이팅 결착이 용이하여 저렴한 비용으로 대량생산이 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 자가 가교형 나노섬유를 포함하는 드레싱 복합체는 수성환경에서 양이온성 고분자 나노섬유와 음이온성 고분자 나노섬유가 이온결합에 의해 자가 가교되어 하이드로겔(hydrogel) 상태를 형성하여 습윤상태를 유지시키므로 환부 재생에 유리한 환경을 조성한다.

또한, 본 발명은 방사용액 내에 다양한 물질의 첨가와 복합화가 가능하여 손쉽게 항균 기능 및 가교도를 제어하는 것이 가능하여 다양한 분야에 적용이 가능한 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 자가 가교형 나노섬유 부직포는 먼저 양이온성 고분자와 음이온성 고분자를 각각 방사 가능한 농도로 용액을 제조하고, Y형 노즐 또는 이중 노즐을 사용한 방사(spinning)방법으로 제조되며, 드레싱 지지체와 라미네이션 방 법을 사용하여 상처치료용 드레싱 복합체를 제조한다. 이하 각 단계별로 상세히 설명한다.

A. 양이온성 및 음이온성 고분자 함유 방사용액 제조단계

양이온성 고분자와 음이온성 고분자를 각각 적당한 용매를 사용하여 방사 가능한 농도로 용해하여 방사용액을 준비한다.

본 발명에 있어서 양이온성 고분자 물질로는 키토산, 키토올리고머, PEI, 폴리스티렌 디비닐벤젠 코폴리머(Polystylene divinylbenzene copolymer) 등을, 음이온성 고분자 물질로는 PAA, 콜라겐, 젤라틴, 하이루론산 등을 각각 단독 내지는 섬유성형성 고분자 물질과 복합화하여 사용할 수 있다. 상기 양이온성 고분자 물질과 음이온성 고분자 물질은 각각 섬유성형성 고분자를 적당한 비율로 혼합한 후, 상용성 있는 용매를 이용하여 방사 가능한 농도로 교반 용해함에 의해 양이온성 고분자 물질과 음이온성 고분자 물질이 각각 섬유성형성 고분자와 혼합된 제1 및 제2 방사용액을 제조한다.

상기 제1방사용액의 제조에 있어서 양이온성 고분자 물질의 함량은 섬유 성형성 고분자 물질 대비 약 10 ~ 90 중량%가 적당하다. 그 이유는, 양이온성 고분자 물질의 함량이 10 중량% 미만의 경우 자가 가교율이 낮으며, 90중량%를 초과하는 경우에는 방사성이 불량하여 섬유를 형성하기 곤란한 경우가 있다.

또한, 제2방사용액의 제조에 있어서 음이온성 고분자 물질의 함량 또한 양이온성 고분자 물질과 동일한 이유로 섬유 성형성 고분자 물질 대비 약 10 ~ 90 중량%가 적당하다.

B. 고분자 나노섬유 형성단계

상기 제조된 제1 및 제2 방사용액(10a,10b)을 정량펌프를 사용하여 방사팩(spin pack)으로 이송하고, 이때 고전압 조절장치(V)(18)를 사용하여 방사팩에 전압을 인가하여 예를 들어, 전기방사를 실시한다.

이때 전기방사에 사용되는 노즐은 도 1b에 도시된 Y형 노즐(12) 또는 도 1c에 도시된 바와 같이 2개의 노즐(14a,14b)이 간격을 두고 배치되는 이중 노즐(14)을 사용할 수 있다.

상기 Y형 노즐(12)에서는 제1 및 제2 방사용액(10a,10b)이 노즐의 2입구로 주입되어 혼합되면서 혼합방사가 이루어지고, 이중 노즐(14)에서는 제1 및 제2 방사용액(10a,10b)이 전/후 또는 좌/우로 이격되어 배치된 각각의 노즐(14a,14b)에 인가되어 개별방사가 이루어진다.

상기 제1 및 제2 방사용액(10a,10b)에 대한 혼합방사가 이루어지는 Y형 노즐(12)은 수성환경하에서 양이온성 고분자 물질과 음이온성 고분자 물질 사이의 자기 가교 반응이 느리게 진행되는 물질을 방사하는 경우에 더욱 바람직하고, 제1 및 제2 방사용액(10a,10b)에 대한 개별방사가 이루어지는 이중 노즐(14)은 상대적으로 두 물질 사이의 자기 가교 반응이 빠르게 진행되는 물질을 방사하는 경우에 적합하다.

상기 전기방사시에 전압은 0.5kV~100kV까지 조절하는 것이 가능하고, 집전판(16)은 접지를 하거나 (-)극으로 대전하여 사용할 수 있으며, 전기전도성 금속, 박리지 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 집전판(16)의 경우 방사시 섬유의 집속 을 원활하게 하기 위해 포집장치(suction collector)를 부착하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 방사팩과 집전판까지의 거리는 5~50㎝로 조절하여 사용하는 것이 바람직하다. 방사시 토출량은 정량펌프를 사용하여 홀당 0.01~5cc/holeㅇmin으로 토출하여 방사하고, 방사시 온도 및 습도를 조절할 수 있는 챔버내에서 상대 습도 10-90%의 환경에서 방사하는 것이 바람직하다.

상기와 같이, Y형 노즐(12)을 사용하여 제1 및 제2 방사용액(10a,10b)을 전기방사 방법으로 혼합 방사하면, 도 2에 도시된 주사전자 현미경 사진과 같이 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 복합화된 부직포(non-woven fabric) 형태의 나노섬유가 얻어진다.

또한, 이중 노즐(14)을 사용하여 제1 및 제2 방사용액(10a,10b)을 전기방사 방법으로 개별 방사하면, 도 3에 도시된 주사전자 현미경 사진과 같이 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 랜덤하게 복합화된 부직포 형태의 나노섬유가 얻어진다.

C. 드레싱 지지체/자가 가교 나노섬유 라미네이션 및 멸균 단계

본 발명에서는 기존 드레싱제를 드레싱 지지체(24)로 사용하여 상기한 전기방사에 의해 제조된 부직포 형태의 자가 가교 나노섬유(22)를 복합화한 후, 미리 설정된 사이즈로 절단함에 의해 도 6a에 도시된 바와 같이 드레싱 조립체(20)를 구성한다.

본 발명에 따른 자가 가교 나노섬유(22)와 드레싱 지지체(24)와의 조립(복합화) 및 멸균은 원하는 형태로 성형한 후 압착, 롤링, 열접합, 초음파 접함, 실링 테이프(sealing tape) 등의 다양한 방법으로 복합화 하여 드레싱 조립체(20)를 구성할 수 있다.

상기 방법에 의해 가공 성형된 드레싱 조립체(20)는 최종적으로 멸균 단계로 가져간다. 멸균과정은 고압수증기 멸균(steam sterilization)법, 에칠렌 옥사이드(EtO) 멸균법, 방사선 동위원소인 코발트 60(⁶⁰Co)으로부터 발생하는 감마선 조사법 등의 다양한 방법을 통하여 멸균할 수 있으며, 보다 바람직하게는 5kGy~ 20kGy의 감마선 조사에 의한 방법을 사용한다. 상기 감마선 조사에 의해 상처 드레싱재의 혈액에 대한 용해 저항성을 향상시키고, 인장강도 및 접착 특성을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 멸균과정을 거쳐서 최종적으로 얻어진 드레싱 조립체(20)는 피부(32) 표면의 상처면(30)을 밀폐시켜 습윤 상태를 유지시켜 주도록 도 1a와 같이 사용될 때 본 발명의 드레싱 조립체(20)는 양이온성 고분자 나노섬유와 음이온성 고분자 나노섬유가 삼출물(34)에 의해 이온결합이 이루어지면서 자가 가교되어 나노섬유 하이드로겔(nanofiber hydrogel)(20a)을 형성한다.

그 결과, 나노섬유 하이드로겔(nanofiber hydrogel)(20a)은 친수성으로서 많은 양의 수분을 흡수하여 팽윤되지만 이온결합에 의한 가교 구조에 의해 용해되지 않고 겔 상태를 유지하므로 상처 부위의 치유속도를 향상시키게 된다.

또한, 본 발명에서는 전기방사에 의해 나노섬유(22)를 제조할 때 예를 들어, 소정량의 은(Ag) 금속염을 용매에 용해하여 제1 및 제2 방사용액(10a,10b)에 함유 시켜서 방사함에 의해 항균성을 부여하여 세균 등에 의한 2차 감염이 발생하는 것을 예방하거나, 방사용액에 항생제를 함유시켜서 방사함에 의해 환부의 치유속도를 향상시키도록 기능성을 부여할 수 있다.

더욱이, 본 발명에서는 드레싱 조립체(20)를 상처면에 피복하여 사용하는 경우 상기한 바와 같이 삼출물(34)에 포함된 수분에 의해 나노섬유(22) 부분은 하이드로겔(hydrogel)(20a)을 형성하므로, 드레싱 조립체(20)의 교환시에 나노섬유(22) 부분은 겔 상태를 유지하면서 상처면에 남게 되고 드레싱 지지체(24)만이 박리된다. 그 결과, 드레싱제 교체시 수반되는 환자의 고통을 최소화시킬 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 될 것이다.

[실시예 1]

본 발명에 따른 자가 가교형 나노섬유는 양이온성 고분자인 키토올리고머와 폴리비닐알콜(polyvinylachol, PVA)을 50:50 중량부로 혼합하여 용매 물에 대하여 10중량%가 되도록 하여 용해하였다. 또한, 음이온성 고분자인 PAA(polyacrylicacid)와 PAN(polyacrylonitrile)을 각각 50:50 중량부로 혼합하여 용매인 DMF에 10중량부가 되도록 하여 용해하였다.

상기 방법에 의해 각각 제조된 방사용액은 도 1b와 같은 Y형 노즐을 사용하여 방사하였다. 이때 사용된 인가전압은 25kV, 방사구와 집전체와의 거리 20㎝, 토출량 분당 0.05cc/g으로 상온상압에서 방사를 실시했다.

도 2에는 Y형 노즐을 사용하여 전기방사 방법으로 제조되어 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 복합화된 실시예 1에 따른 나노섬유의 주사전자 현미경 사진으로서, (a) 1k, (b) 5k, (c) 10k x 배율 사진이다. 도 2에서와 같이 섬유직경은 대부분 1㎛ 미만이었으며, 평균 500㎚를 나타냈다.

[실시예 2]

상기 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 제조된 방사용액을 도 1c와 같은 2중 노즐을 사용하여 방사를 실시예 1의 방법과 동일하게 실시하였다.

도 3에는 이중 노즐을 사용하여 제조된 자가 가교형 나노섬유의 주사전자 현미경 사진을 나타냈다. 도 3은 본 발명의 제2실시예인 2중 노즐에 의해 제조된 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 복합화된 나노섬유의 주사전자 현미경 사진으로; (a) 1k, (b) 5k, (c) 10k x 배율 사진이다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 의해 제조된 나노섬유의 수성환경하에서 자가 가교되는 사진; (a) 수성환경하에서 물을 흡착하면서 자가 가교되는 상태를 나타낸 사진, (b) 자가 가교에 의해 겔화를 형성하는 것을 나타낸 사진이다.

도 4의 (b)에서와 같이, 수성환경에 노출시 본 발명에 따른 나노섬유 부직포는 분해되지 않고 수분을 흡수하면서 자가 가교되는 것을 알 수 있다.

또한, 도 5에는 키토올리고머, PAA, 가교 처리된 키토올리고머/PAA의 시차열분석(DSC) 결과를 나타냈다. 공기 중에서 DSC 분석결과 키토올리고머/PAA인 경우 가교 처리가 이루어지지 않은 키토올리고머나 PAA와 비교할 때 가교처리에 의해 결정화가 빠르게 진행되는 것을 알 수 있었다.

[실시예 3]

상기 실시예 2에서 제조된 자가 가교형 나노섬유와 ConvaTec사에서 제조된 Aquacel Ag를 라미레이션 장비를 사용하여 100℃에서 접합하여 자가 가교형 나노섬유와 기존 드레싱제를 드레싱 지지체로 접합한 드레싱 조립체를 제조하였다.

도 6a 및 도 6b에는 라미네이션 및 수성환경에서 수분을 흡착하는 드레싱 조립체의 사진을 나타냈다. 도 6a는 본 발명의 제3실시예에 의해 제조된 자가 가교 나노섬유와 기존 드레싱제와의 라미네이션에 의한 복합체 사진, 도 6b는 수성환경하에서 수분을 흡수하여 겔을 형성하는 것을 나타낸 사진이다.

도 7은 드레싱제를 교환하는 것을 나타낸 사진으로서, 자가 가교형 나노섬유는 피부에 부착되어 있는 상태를 유지하면서 기존 드레싱제인 드레싱 지지체만 제거되는 것을 알 수 있다.

[비교예 1]

비교를 위하여 키토올리고머와 PVA를 혼합하여 상시 실시예 1의 방법과 동일하게 제조하여 단독으로 전기방사를 실시했다. 이때 제조된 나노섬유의 평균직경은 약 200㎚ 였으며, 도 8에는 키토올리고머와 PVA로 이루어진 나노섬유를 수성환경하에 접촉시킬 때 높은 비표면적에 의해 바로 분해되는 것을 나타냈다.

도 8은 비교예에 의해 제조된 것으로 (a) 수용성 고분자 나노섬유 사진, (b) 수성환경 접촉시 바로 용해되는 사진, (c) 수성환경 접촉시 바로 용해되어 잘려진 사진이다.

본 발명은 전기방사 기법을 사용하여 수성환경하에서 자가 가교되어 겔 상태를 이루며 표면적이 극대화된 드레싱용 나노섬유로서, 드레싱제 교체시 수반되는 환자의 고통을 절감시킬 수 있는 드레싱 조립체에 적용된다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 구성을 나타낸 전개도로서, (a) 양이온성 고분자 나노섬유와 음이온성 고분자 나노섬유가 상처치유시 삼출물에 의해 자가 가교되는 모식도, (b) Y형 노즐을 이용한 나노섬유 제조방법, (c) 상하 2중 노즐을 사용하여 나노섬유를 제조하는 모식도,

도 2는 본 발명의 일 실시예인 Y형 노즐을 사용하여 제조된 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 복합화된 나노섬유의 주사전자 현미경 사진; (a) 1k, (b) 5k, (c) 10k x 배율,

도 3은 본 발명의 일 실시예인 상하 2중 노즐에 의해 제조된 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 복합화된 나노섬유의 주사전자 현미경 사진; (a) 1k, (b) 5k, (c) 10k x 배율,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 나노섬유의 수성환경하에서 자가 가교되는 사진; (a) 수성환경하에서 물을 흡착하면서 자가 가교되는 상태를 나타낸 사진, (b) 자가 가교에 의해 겔화를 형성하는 사진,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 나노섬유의 시차주사열분석 그래프(DSC),

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 자가 가교 나노섬유와 기존 드레싱제와의 라미네이션에 의한 복합체 사진, 도 6b는 수성환경하에서 수분을 흡수하여 겔을 형성하는 것을 나타낸 사진,

도 7은 드레싱 제거시 본 발명의 나노섬유는 피부에 부착된 상태로 존재하고 기존 드레싱제만 제거되는 상태를 나타낸 사진,

도 8은 비교예에 의해 제조된 (a) 수용성 고분자 나노섬유 사진, (b) 수성환경 접촉시 바로 용해되는 사진, (c) 수성환경 접촉시 바로 용해되어 잘려진 사진이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10a,10b: 방사용액 12: Y형 노즐

14,14a,14b: 이중 노즐 16: 집전판

18: 고전압 조절장치 20: 드레싱 조립체

20a: 하이드로겔 22: 나노섬유

24: 드레싱 지지체 30: 상처면

32: 피부 34: 삼출물

Claims (18)

1. 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 혼합 방사되어 복합화된 나노섬유 웹으로 이루어지고, 수성환경하에서 이온결합에 의해 자가 가교되어 하이드로겔을 형성하는 것을 특징으로 하는 자가 가교형 드레싱용 나노섬유.
2. 양이온성 고분자로 이루어진 제1나노섬유와 음이온성 고분자로 이루어진 제2나노섬유가 랜덤하게 복합화된 나노섬유 웹으로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 나노섬유는 수성환경하에서 이온결합에 의해 자가 가교되어 하이드로겔을 형성하는 것을 특징으로 하는 자가 가교형 드레싱용 나노섬유.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 양이온성 고분자는 키토산, 키토올리고머, PEI, 폴리스티렌 디비닐벤젠 코폴리머(Polystylene divinylbenzene copolymer) 중 어느 하나로 이루어지고, 음이온성 고분자는 PAA, 콜라겐, 젤라틴, 하이루론산 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가 가교형 드레싱용 나노섬유.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 나노섬유는 섬유 형성성 고분자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 가교형 드레싱용 나노섬유.
5. 제4항에 있어서, 상기 섬유 형성성 고분자는 PVA(Polyvinyl Alcohol), PAN(Polyacrylonitrile), PU, PMMA, PLA, PGA, PLGA, PEO, PVP 및 PS로 이루어지는 군으로부터 선택되는 고분자를 단독 내지는 복합화하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자가 가교형 드레싱용 나노섬유.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 양이온성 고분자와 음이온성 고분자는 10~90:90~10% 비율로 설정되는 것을 특징으로 하는 자가 가교형 드레싱용 나노섬유.
7. 드레싱 지지체와,

   상기 드레싱 지지체의 일측면에 적층되며 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 혼합 방사되어 복합화된 나노섬유 웹을 포함하며,

   상기 나노섬유는 수성환경하에서 하이드로겔을 형성하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 조립체.
8. 드레싱 지지체와,

   상기 드레싱 지지체의 일측면에 적층되며 양이온성 고분자로 이루어진 제1나노섬유와 음이온성 고분자로 이루어진 제2나노섬유가 랜덤하게 복합화된 나노섬유 웹을 포함하며,

   상기 제1 및 제2 나노섬유는 수성환경하에서 하이드로겔을 형성하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 조립체.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 나노섬유에 포함된 양이온성 고분자와 음이온성 고분자는 수성환경하에서 이온결합에 의해 자가 가교되는 것을 특징으로 하는 드레싱용 조립체.
10. 양이온성 고분자와 음이온성 고분자를 각각 용해하여 제1 및 제2 방사용액을 제조하는 단계와,

    상기 제1 및 제2 방사용액을 혼합 방사하여 상기 양이온성 고분자와 음이온성 고분자가 복합화된 나노섬유 웹을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 나노섬유의 제조방법.
11. 양이온성 고분자와 음이온성 고분자를 각각 용해하여 제1 및 제2 방사용액을 제조하는 단계와,

    상기 제1 및 제2 방사용액을 간격을 두고 개별 방사하여 상기 양이온성 고분자로 이루어진 제1나노섬유와 음이온성 고분자로 이루어진 제2나노섬유가 랜덤하게 복합화된 나노섬유 웹을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 나노섬유의 제조방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방사용액은 섬유 형성성 고분자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 나노섬유의 제조방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방사용액은 각각 섬유 형성성 고분자를 10 내지 90 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 나노섬유의 제조방법.
14. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 양이온성 고분자는 키토산, 키토올리고머, PEI, 폴리스티렌 디비닐벤젠 코폴리머(Polystylene divinylbenzene copolymer) 중 어느 하나로 이루어지고, 음이온성 고분자는 PAA, 콜라겐, 젤라틴, 하이루론산 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드레싱용 나노섬유의 제조방법.
15. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 양이온성 고분자와 음이온성 고분자는 10~90:90~10% 비율로 설정되는 것을 특징으로 하는 드레싱용 나노섬유의 제조방법.
16. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 방사 방법은 전기방사(electro-spinning), 전기분사(electrospray), 전기분사방사(electrobrown spinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 플래쉬 전기방사(flash-electrospinning) 중 어느 하나의 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 나노섬유의 제조방법.
17. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방사용액에 항균 물질 또는 항생 물질을 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱용 나노섬유 의 제조방법.
18. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 양이온성 고분자와 음이온성 고분자는 생체 적합성을 가지는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드레싱용 나노섬유의 제조방법.

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