본 실시예들은, 혈관 문합 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 생체 접착제로 기능할 수 있는 물질을 이용하여 수술 성공률을 향상시키고 보다 효과적으로 혈관 연결을 유도하는 혈관 문합 장치에 관한 것이다.The present embodiments relate to a vascular anastomosis device, and more specifically, to a vascular anastomosis device that improves a surgical success rate and induces a blood vessel connection more effectively by using a material capable of functioning as a bioadhesive.
현재 국내 장기이식술(organ transplantation) 및 조직이식수술에서 활용되고 있는 혈관 문합 방법으로는 고도로 숙련된 전문의가 직접 봉합사(suture)를 사용하여 수작업으로 혈관을 연결하는 방법과 생체적합성 고분자로 구성된 혈관 문합기(vascular coupler)를 활용하는 방안이 주를 이루고 있다.Currently, the vascular anastomosis method used in domestic organ transplantation and tissue transplantation is a method of manually connecting blood vessels using a suture by a highly skilled specialist, and a vascular anastomosis consisting of biocompatible polymers. (vascular coupler) is mainly used.
봉합사를 사용한 혈관 문합 방법의 경우, 고도로 숙련된 외과전문의가 필요로 하며 이러한 전문가를 육성하기 위해서는 막대한 경제적 물리적 소요가 요구된다. 또한, 이러한 기술을 보유한 전공의 수는 전체 외과의의 1% 미만이며 이에 따라 한 명의 전공의가 다수의 환자를 담당해야 하는 의료현장의 문제로 약 10 내지 15% 정도의 수술 실패율을 보이고 있는 실정이다.In the case of a vascular anastomosis method using a suture, a highly skilled surgeon is required, and enormous economic and physical requirements are required to cultivate such specialists. In addition, the number of majors possessing such skills is less than 1% of all surgeons, and accordingly, there is a situation that shows a failure rate of about 10 to 15% due to a problem in the medical field in which one majoring doctor must take care of a large number of patients.
이에 다양한 혈관 문합기가 제시되었다. 그러나, 이러한 혈관 문합기는 대부분 혈관을 외번하여 특정부위에 고정 후 물리적인 방식으로 혈관을 문합하는 방식을 이용하고 있다.Accordingly, various vascular anastomosis devices have been proposed. However, most of these vascular anastomosis devices use a method of anastomizing blood vessels in a physical manner after fixing the blood vessels in a specific area by turning them outward.
이와 같은 물리적 문합 방법은 비교적 혈관벽의 근육조직이 얇은 정맥에는 시술 가능하지만 상대적으로 혈관변의 근육조직이 두꺼운 동맥에는 사용이 어렵다. 또한, 혈관질환이 있는 환자에게는 이러한 물리적 혈관 외번을 통한 시술을 진행할 수 없기 때문에 그 활용분야가 매우 제한적이다.Such a physical anastomosis method can be performed on veins with relatively thin muscle tissue on the vascular wall, but is difficult to use on arteries with relatively thick muscle tissue on the vascular wall. In addition, the field of application is very limited because it is not possible to perform a procedure through such physical vascular extraversion for patients with vascular disease.
또한, 절단된 두 혈관의 문합이 제대로 이루어지지 않아 혈액이 새거나 봉합 시간 단축에 한계가 있다.In addition, since the anastomosis of the two cut blood vessels is not performed properly, there is a limit to blood leakage or shortening the suture time.
본 발명의 발명자들은 전술한 것과 같은 문제점들을 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과 본 실시예들을 완성하였다.The inventors of the present invention have completed the present embodiments as a result of repeated research in order to solve the above-described problems.
구체적으로, 본 실시예에서는, 혈관 문합 장치의 중앙부 외주면에 위치하며, 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체를 포함하는 코팅층을 포함하는 혈관 장치를 제공함으로써 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체가 인체 내 수분과 반응하여 생체 접착제로 기능할 수 있는 물질을 형성함으로써 우수한 혈관 연결 성능을 확보할 수 있다.Specifically, in the present embodiment, by providing a vascular device including a coating layer disposed on the outer peripheral surface of the central portion of the vascular anastomosis device and including the first and second water-soluble polymer carriers, the first and second water-soluble polymer carriers are By reacting with moisture to form a material that can function as a bioadhesive, excellent blood vessel connection performance can be secured.
아울러, 수술 시간을 현저히 단축시킬 수 있고 수술 성공률을 획기적으로 향상시킬 수 있다.In addition, the operation time can be remarkably shortened and the success rate of the operation can be remarkably improved.
본 실시예에 다른 혈관 문합 장치는, 내부가 비어있는 튜브 형상의 몸체, 상기 몸체의 양쪽 단부 외주면에 각각 위치하는 하나 이상의 마이크로니들, 및 상기 몸체의 중앙부 외주면에 위치하는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 제1 수용성 고분자 담지체 및 제2 수용성 고분자 담지체를 포함할 수 있다.Another vascular anastomosis device according to the present embodiment includes a tube-shaped body with an empty inside, one or more microneedles respectively positioned on outer circumferential surfaces of both ends of the body, and a coating layer located on an outer circumferential surface of the central portion of the body, and the coating layer May include a first water-soluble polymer carrier and a second water-soluble polymer carrier.
상기 제1 수용성 고분자 담지체 및 상기 제2 수용성 고분자 담지체는, 코어-쉘 구조를 갖는 섬유 형상일 수 있다.The first water-soluble polymer carrier and the second water-soluble polymer carrier may have a fiber shape having a core-shell structure.
상기 제1 수용성 고분자 담지체의 코어는, 홍합 접착 단백질(Mussel adhesive protein, MAP)을 포함하는 생체 접착제를 포함할 수 있다.The core of the first water-soluble polymer carrier may include a bioadhesive including mussel adhesive protein (MAP).
상기 제2 수용성 고분자 담지체의 코어는 인산 나트륨 염 (Sodium phosphate salt, SPS)을 포함하는 가교제를 포함할 수 있다.The core of the second water-soluble polymer carrier may include a crosslinking agent including sodium phosphate salt (SPS).
상기 제1 수용성 고분자 담지체 및 상기 제2 수용성 고분자 담지체의 쉘은, 하이드로프로필 메틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl methyl cellulose, HMPC) 및 폴리에틸렌 옥사이드(Polyethylene oxide, PEO) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The shell of the first water-soluble polymer carrier and the second water-soluble polymer carrier may include at least one of hydropropyl methyl cellulose (HMPC) and polyethylene oxide (PEO).
상기 제1 수용성 고분자 담지체의 평균 직경은 0.5㎛ 내지 5㎛ 범위일 수 있다.The average diameter of the first water-soluble polymer carrier may be in the range of 0.5 μm to 5 μm.
상기 제1 수용성 고분자 담지체의 코어의 평균 직경은 상기 제1 수용성 고분자 담지체의 평균 직경의 15% 내지 80% 범위일 수 있다.The average diameter of the core of the first water-soluble polymer carrier may range from 15% to 80% of the average diameter of the first water-soluble polymer carrier.
상기 제2 수용성 고분자 담지체의 평균 직경은 0.1㎛ 내지 3㎛ 범위일 수 있다.The average diameter of the second water-soluble polymer carrier may be in the range of 0.1 μm to 3 μm.
상기 제2 수용성 고분자 담지체의 코어의 평균 직경은 상기 섬유 평균 직경의 15% 내지 80% 범위일 수 있다.The average diameter of the core of the second water-soluble polymer carrier may range from 15% to 80% of the average fiber diameter.
상기 코팅층을 기준으로, 상기 제1 수용성 고분자 담지체 및 상기 제2 수용성 고분자 담지체의 혼합비는 중량비로 8:2 내지 6:4 범위일 수 있다.Based on the coating layer, a mixing ratio of the first water-soluble polymer carrier and the second water-soluble polymer carrier may range from 8:2 to 6:4 by weight.
상기 쉘은, 하이드로프로필 메틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl methyl cellulose, HMPC) 및 폴리에틸렌 옥사이드(Polyethylene oxide, PEO)가 중량비로 9:1 내지 9.5:0.5의 범위로 혼합된 것일 수 있다.The shell may be a mixture of hydropropyl methyl cellulose (HMPC) and polyethylene oxide (PEO) in a weight ratio of 9:1 to 9.5:0.5.
상기 코팅층은, 제1 수용성 고분자 담지체 형성 조성물 및 제2 수용성 고분자 담지체 형성 조성물을 동시에 전기방사 하여 형성된 것일 수 있다.The coating layer may be formed by electrospinning the first water-soluble polymer carrier-forming composition and the second water-soluble polymer carrier-forming composition at the same time.
일 실시예에 따른 혈관 문합 장치는 몸체의 중앙부 외주면에 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체를 포함하는 코팅층을 포함하기 때문에 혈관 문합 수술에 적용하는 경우 인체 내 수분과 반응하여 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체가 용해되어 내부 물질을 용출시키고 반응을 통해 생체 내에서 매우 효과적인 접착제로 기능하는 겔 필름을 형성한다. 이에 따라 혈관 문합력을 향상시킴과 동시에 수술 직후 혈액의 누수를 방지하여 수술 성공률을 획기적으로 향상시킬 수 있다.Since the vascular anastomosis device according to an embodiment includes a coating layer including first and second water-soluble polymer carriers on the outer peripheral surface of the central portion of the body, when applied to vascular anastomosis surgery, the first and second water solubles react with moisture in the human body. The polymer carrier is dissolved to elute the internal material and reacts to form a gel film that functions as a very effective adhesive in the living body. Accordingly, it is possible to improve the vascular anastomosis ability and at the same time prevent leakage of blood immediately after surgery, thereby dramatically improving the success rate of the surgery.
또한, 본 실시예에 따른 혈관 문합 장치를 사용하는 경우 혈관 내에 간단한 삽입만으로도 절단된 두 개의 혈관을 효과적으로 문합할 수 있기 때문에 혈관 문합 시간을 현저하게 단축시킬 수 있다.In addition, in the case of using the vascular anastomosis device according to the present embodiment, the vascular anastomosis time can be significantly shortened because it is possible to effectively anastomize two cut vessels with only a simple insertion into the blood vessel.
아울러, 본 실시예에 따른 혈관 문합 장치를 구성하는 몸체 및 마이크로니들은 인체 내에서 시간 경과에 따라 분해되어 흡수되는 생분해성 고분자로 이루어지기 때문에 성장기 환자에게 적용하여도 반복적인 혈관 확장술을 진행할 필요가 없다.In addition, since the body and microneedles constituting the vascular anastomosis device according to the present embodiment are made of biodegradable polymers that are degraded and absorbed in the human body over time, it is necessary to perform repetitive vasodilation even when applied to a growing patient. none.
도 1은 일 실시예에 따른 혈관 문합 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 제1 수용성 고분자 담지체의 SEM 사진을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2c 및 도 2d는 제2 수용성 고분자 담지체의 SEM 사진을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3는 본 실시예에 따른 혈관 문합 장치의 몸체 중앙부에 위치하는 코팅층을 형성하기 위한 장비를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 4a는 도 2의 장비를 이용하여 형성된 코팅층의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 4b는 도 2의 장비를 이용하여 코팅층이 형성된 혈관 문합 장치의 일부에 대한 확대 사진을 나타내었다.
도 5는 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체의 수분 민감성을 설명하기 위한 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 6은 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체의 수분 반응성을 설명하기 위한 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 7은 일 실시예에 따른 혈관 문합 장치의 형태 변화 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 8은 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체가 물에 용해된 후 내부 물질이 용출되어 형성된 겔 필름의 실제 모습을 나타낸 사진이다.1 schematically shows the structure of a vascular anastomosis device according to an embodiment.
2A and 2B are exemplary SEM photographs of the first water-soluble polymer carrier.
2C and 2D are exemplary SEM photographs of a second water-soluble polymer carrier.
3 is an exemplary illustration of an equipment for forming a coating layer located in the center of the body of the vascular anastomosis device according to the present embodiment.
4A shows an SEM photograph of a coating layer formed using the equipment of FIG. 2.
4B shows an enlarged picture of a part of the vascular anastomosis device in which the coating layer is formed using the equipment of FIG. 2.
5 shows SEM photographs for explaining the moisture sensitivity of the first and second water-soluble polymer carriers.
6 shows SEM photographs for explaining the water reactivity of the first and second water-soluble polymer carriers.
7 schematically shows a process of changing the shape of the vascular anastomosis device according to an embodiment.
8 is a photograph showing an actual appearance of a gel film formed by dissolving first and second water-soluble polymer carriers in water and then eluting internal substances.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.
도 1은 일 실시예에 따른 혈관 문합 장치의 구조를 개략적으로 나타내었다.1 schematically shows the structure of a vascular anastomosis device according to an embodiment.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 혈관 문합 장치(100)는, 몸체(10), 마이크로니들(20) 및 코팅층(30)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a
상기 몸체(100)는 혈액 통로로 이용될 수 있도록 내부가 비어있는 원통형의 튜브 형상이다. 본 실시예의 혈관 문합 장치(100)를 이용하여 혈관 수술을 진행하는 경우 절단된 혈관의 양 단부를 통해 상기 몸체(100)가 내부로 삽입될 수 있다.The
상기 몸체(100)는 내부가 비어 있는 내층 튜브 및 상기 내층 튜브의 외면을 둘러싸는 외층 튜브로 이루어진 이중층 구조(double-layer structure)일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 내층 튜브는 온도 변화 또는 수분 흡수에 의해 형태가 변형될 수 있고, 인체 내에서 시간 경과에 따라 분해되어 인체로 흡수되는 생분해성 형상기억 고분자로 이루어질 수 있다. 상기 외층 튜브는 기계적 강도가 우수한 생분해성 고분자로 이루어질 수 있다.The
구체적으로, 상기 내층 튜브를 구성하는 생분해성 형상기억 고분자는 시간 경과에 따라 분해되어 인체에 흡수되며, 온도 변화 또는 수분 흡수에 의하여 형태를 변형할 수 있는 고분자 물질이다. 이러한 생분해성 형상기억 고분자는 열 또는 수분 흡수에 의해 형태를 변형할 수 있는 형상기억 고분자 중 생분해성을 갖는 고분자 물질은 모두 활용 가능하다. Specifically, the biodegradable shape memory polymer constituting the inner tube is a polymer material that is decomposed over time and absorbed by the human body, and can change its shape by temperature change or moisture absorption. These biodegradable shape memory polymers can be used in any of the shape memory polymers that have biodegradability among shape memory polymers that can change their shape by absorption of heat or moisture.
보다 구체적으로, 열에 의해 형상기억 기능을 발휘하는 고분자는, 예를 들면, 폴리에스터(polyester) 계열의 고분자들로써, Polyphosphazenes, polyanhydrides, polyacetals, poly(ortho ester)s, polyphosphoesters, polyglycolide, poly(ε-caprolactone), polyurethanes, polylactide, polycarbonates, polyamides, 이들의 조합 중 적어도 하나일 수 있다.More specifically, polymers that exhibit shape memory function by heat are, for example, polyester-based polymers, such as polyphosphazenes, polyanhydrides, polyacetals, poly(ortho ester)s, polyphosphoesters, polyglycolide, poly(ε-). caprolactone), polyurethanes, polylactide, polycarbonates, polyamides, and combinations thereof.
또한, 수분에 의해 형상기억 기능을 발휘하는 고분자는, 예를 들면, 하이드록시기(-OH functional group)를 다수 포함하고 있는 PVA(Polyvinyl alcohol), 키토산(chitosan) 또는 PEG(Polyethylene glycol)등을 포함하는 하이드로겔(hydrogel) 기반의 고분자일 수 있다.In addition, polymers that exhibit shape memory function by moisture include, for example, polyvinyl alcohol (PVA), chitosan, or polyethylene glycol (PEG) containing a large number of hydroxy groups (-OH functional groups). It may be a hydrogel-based polymer containing.
다음, 상기 외층 튜브를 구성하는 생분해성 고분자 역시 시간 경과에 따라 인체 내에서 분해되어 인체에 흡수되는 고분자 물질일 수 있다. 상기 생분해성 고분자는, 예를 들면, 폴리(L-락타이드)(PLLA), 폴리(D,L-lactide)(PLA), 폴리(글리콜리드)(PGA), 폴리(L-lactide-co-D,L-lactide)(PLLA/PLA), 폴리(l-락타이드-코-글리콜라이드)(PLLA/PGA), 폴리(D,L-lactide-co-glycolide)(PLA/PGA), 폴리(글라이콜라이드 코 트라이메틸렌 카보네이트)(PGA/PTMC), 폴리디옥사논 (PDS), Polycaprolactone(PCL), 폴리하이드록시부티레이트(PHBT), 폴리(포스파젠)폴리(D,Llactide-co-caprolactone)PLA/PCL), 폴리(glycolide-co-caprolactone)(PGA/PCL) 및 이들의 공중합체 중 하나 또는 이들의 조합에서 선택할 수 있다.Next, the biodegradable polymer constituting the outer tube may also be a polymer material that is decomposed in the human body over time and absorbed by the human body. The biodegradable polymer is, for example, poly (L-lactide) (PLLA), poly (D, L-lactide) (PLA), poly (glycolide) (PGA), poly (L-lactide-co- D,L-lactide)(PLLA/PLA), poly(l-lactide-co-glycolide)(PLLA/PGA), poly(D,L-lactide-co-glycolide)(PLA/PGA), poly( Glycolide co-trimethylene carbonate) (PGA/PTMC), polydioxanone (PDS), polycaprolactone (PCL), polyhydroxybutyrate (PHBT), poly (phosphagen) poly (D,Llactide-co-caprolactone) PLA/PCL), poly (glycolide-co-caprolactone) (PGA/PCL), and copolymers thereof, or a combination thereof.
본 실시예의 혈관 문합 장치(100)에서 몸체(10)가 전술한 특징을 갖는 내층 튜브 및 외층 튜브로 구성되기 때문에 온도 변화 또는 수분 흡수에 의해 형태가 변형될 수 있고, 형태가 변형된 이후에는 변형된 상태를 유지할 수 있다.In the
따라서, 본 실시예의 혈관 문합 장치(100)를 혈관 문합 수술에 적용하는 경우, 혈관의 물리적 변형이 아니라 혈관 문합 장치의 외형적 변형을 유도할 수 있다. 결과적으로 본 실시예의 혈관 문합 장치(100)를 사용하는 경우, 혈관의 물리적 변형에 따라 혈류 흐름에 악영향을 줄 수 있는 여러 원인들을 최소화시킬 수 있다. 또한, 서로 다른 모양 및 크기의 혈관을 문합하는 경우에도 각각의 혈관의 내경에 따라 적절한 크기로 형태를 변형할 수 있고, 상대적으로 혈관벽의 근육조직이 두꺼운 동맥이나 혈관 외번(eversion)을 통해 시술을 진행할 수 없는 혈관질환 환자에게도 적용할 수 있어, 적용 범위가 다양한 장점이 있다. 아울러, 혈관 내에 간단한 삽입만으로 절단된 두 개의 혈관을 효과적으로 문합 할 수 있기 때문에 수술 시간을 현저하게 단축 시킬 수 있다.Accordingly, when the
장기 및 조직 이식 수술의 경우 혈관 문합 시간이 길어지게 되면 이식 장기의 허혈(ischemia)시간이 증가하게 된다. 이러한 허혈 시간은 장기 및 조직의 손상을 증가시키는 주요원인이다. 따라서, 본 실시예에 따른 혈관 문합 장치를 이용하는 경우 혈관 문합 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 바, 장기 및 조석 이식수술의 성공율도 획기적으로 향상시킬 수 있다.In the case of organ and tissue transplantation, if the vascular anastomosis time increases, the ischemia time of the transplanted organ increases. This ischemia time is a major cause of increased damage to organs and tissues. Accordingly, when the vascular anastomosis device according to the present embodiment is used, the vascular anastomosis time can be remarkably shortened, and the success rate of organ and tidal transplantation can also be remarkably improved.
상기 몸체(10)의 양쪽 단부 외주면에는 각각 소정의 각도로 돌출된 하나 이상의 마이크로니들(20)이 위치한다.At least one
상기 마이크로니들(20)은 상기 몸체(10)가 혈관 내부에 삽입될 때 혈관 내벽을 뚫고 들어가서 몸체(10)가 혈관 내부에 견고하게 고정될 수 있도록 한다. 상기 마이크로니들(20)은 전술한 외층 튜브와 동일한 재질로 구성될 수 있다.The microneedle 20 penetrates the inner wall of the blood vessel when the
따라서, 마이크로니들(20)은 혈관 문합 장치(100)의 몸체(10)가 절단된 혈관의 단부를 통해 혈관 내부에 삽입된 후, 열이나 수분의 공급에 의해 초기 형태로 복원될 때, 혈관의 내벽을 뚫고 들어가서 몸체(10)가 혈관 내부에 견고하게 고정될 수 있도록 한다.Therefore, when the
한편, 상기 마이크로니들(20)은 몸체(10)의 각 단부 외주면에 복수개가 위치할 수 있다. 이때, 복수의 마이크로니들(20) 각각은 중앙부를 향하여 소정의 각도로 경사지게 형성될 수 있다. 이는 몸체(10)가 혈관 내부에 삽입될 때에 마이크로니들(20)의 방해를 받지 않고 혈관 내부로 용이하게 삽입될 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 상기 몸체(10)가 혈관으로부터 퇴출되는 방향으로 힘이 작용할 때에는 마이크로니들(20)이 혈관 내벽에 견고하게 박혀 쉽게 빠지지 않도록 할 수 있다.Meanwhile, a plurality of
여기서, 상기 마이크로니들(20)의 개수 및 길이는 혈관 문합 시술에 필요한 각각의 경우에 따라 다양하게 설정할 수 있으며, 필요에 따라 마이크로니들(20)의 개수 및 길이를 달리 설정할 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 마이크로니들(20)의 경사각은 90도 이하의 각도를 유지하는 것이 바람직하나, 필요에 따라 달리 설정하여 적용할 수 있음은 물론이다.Here, the number and length of the
한편, 몸체(10)의 내층 튜브, 외층 튜브 및 마이크로니들을 형성하는 고분자 물질에는 항 혈전 물질인 헤파린(heparin)이 함유되어 있을 수 있다. 또는 헤파린은 내층 튜브, 외층 튜브 및 마이크로니들의 표면에 고정되어 있을 수 있다. 이는 혈관 내부에서 혈액과 접촉하면서 발생할 수 있는 혈액응고 및 혈전 등의 문제를 방지하기 위함이다.Meanwhile, the polymer material forming the inner tube, the outer tube, and the microneedle of the
본 실시예에서, 혈관 문합 장치를 구성하는 몸체(10) 및 마이크로니들(20)은 전술한 바와 같이, 인체 내에서 시간 경과에 따라 분해되어 흡수되는 생분해성 고분자로 이루어져 성장기 환자에게 적용하기에 적절하다. 따라서, 본 실시예의 혈관 문합 장치(100)를 적용하는 경우, 성장기 환자가 인체 내에서 반영구적으로 잔존하는 물질들로 구성된 혈관 문합 장치를 이용하여 시술을 받는 경우 혈관의 성장을 억제하여 일정시간이 경과 후 반복적인 혈관 확장술을 진행해야 하는 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.In this embodiment, the
다음으로, 몸체(10)의 중앙부 외주면에는 코팅층(30)이 위치한다.Next, the
상기 코팅층(30)은 제1 수용성 고분자 담지체 및 제2 수용성 고분자 담지체를 포함한다. 이때, 상기 제1 수용성 고분자 담지체 및 상기 제2 수용성 고분자 담지체는, 코어-쉘 구조를 갖는 섬유 형상일 수 있다.The
본 실시예에서, 상기 제1 수용성 고분자 담지체의 코어는, 예를 들면, 홍합 접착 단백질(Mussel adhesive protein, MAP)을 포함하는 생체 접착제를 포함할 수 있다.In this embodiment, the core of the first water-soluble polymer carrier may include, for example, a bioadhesive including mussel adhesive protein (MAP).
또한, 상기 제2 수용성 고분자 담지체의 코어는, 예를 들면, 인산 나트륨 염 (Sodium phosphate salt, SPS)을 포함하는 가교제를 포함할 수 있다.In addition, the core of the second water-soluble polymer carrier may include a crosslinking agent including, for example, sodium phosphate salt (SPS).
상기 홍합 접착 단백질은 광가교가 가능하기 때문에 광가교 개시제인 인산 나트륨 염과 반응하여 얇은 겔 필름(Gel-film)을 형성할 수 있다. 이에 따라 혈관 수술의 문합력을 현저하게 향상시킬 수 있다.Since the mussel adhesive protein is photocrosslinkable, it can react with sodium phosphate salt, which is a photocrosslinking initiator, to form a thin gel-film. Accordingly, it is possible to remarkably improve the anastomosis power of vascular surgery.
상기 제1 수용성 고분자 담지체 및 상기 제2 수용성 고분자 담지체의 쉘은, 예를 들면, 하이드로프로필 메틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl methyl cellulose, HMPC) 및 폴리에틸렌 옥사이드(Polyethylene oxide, PEO) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The shell of the first water-soluble polymer carrier and the second water-soluble polymer carrier may include, for example, at least one of hydropropyl methyl cellulose (HMPC) and polyethylene oxide (PEO). have.
보다 구체적으로, 상기 쉘은, 하이드로프로필 메틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl methyl cellulose, HMPC) 및 폴리에틸렌 옥사이드(Polyethylene oxide, PEO)가 중량비로 9:1 내지 9.5:0.5 범위로 혼합된 것일 수 있다. 쉘을 구성하는 HMPC 및 PEO의 혼합비가 상기 범위를 만족하는 경우, 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체가 인체 내 수분과 반응하여 생체 접착제로 잘 기능할 수 있다.More specifically, the shell may be a mixture of hydropropyl methyl cellulose (HMPC) and polyethylene oxide (PEO) in a weight ratio of 9:1 to 9.5:0.5. When the mixing ratio of HMPC and PEO constituting the shell satisfies the above range, the first and second water-soluble polymer carriers react with moisture in the human body to function well as a bioadhesive.
한편, 상기 제1 수용성 고분자 담지체 섬유의 평균 직경은 0.5㎛ 내지 5㎛, 보다 구체적으로, 1㎛ 내지 3㎛ 또는 1.5㎛ 내지 2㎛범위일 수 있다.Meanwhile, the average diameter of the first water-soluble polymer carrier fiber may be in the range of 0.5 μm to 5 μm, more specifically, 1 μm to 3 μm or 1.5 μm to 2 μm.
또한, 상기 제1 수용성 고분자 담지체에서 상기 코어의 평균 직경은 상기 섬유 평균 직경의 15% 내지 80%, 보다 구체적으로 20% 내지 70% 또는 30% 내지 60% 범위일 수 있다.In addition, the average diameter of the core in the first water-soluble polymer carrier may be in the range of 15% to 80%, more specifically 20% to 70%, or 30% to 60% of the average fiber diameter.
제1 수용성 고분자 담지체의 평균 직경 및 제1 수용성 고분자 담지체 섬유를 구성하는 코어의 평균 직경이 상기 범위를 만족하는 경우, 코어에 적절한 양의 물질이 함유되기 때문에 공정상 제1 수용성 고분자 담지체의 쉘 두께가 얇아지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 제1 수용성 고분자 담지체를 보관하거나 이동하는 경우 공기 중에 함유된 수분에 의해서 제1 수용성 고분자 담지체의 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.When the average diameter of the first water-soluble polymer carrier and the average diameter of the core constituting the fibers of the first water-soluble polymer carrier satisfy the above range, the first water-soluble polymer carrier in the process because an appropriate amount of material is contained in the core. It is possible to prevent the thickness of the shell from becoming thinner. Accordingly, when the first water-soluble polymer carrier is stored or moved, it is possible to prevent the shape of the first water-soluble polymer carrier from being deformed by moisture contained in the air.
한편, 상기 제2 수용성 고분자 담지체 섬유의 평균 직경은 0.1㎛ 내지 3㎛, 보다 구체적으로, 0.5㎛ 내지 1.5㎛ 또는 0.7㎛ 내지 1.2㎛범위일 수 있다.Meanwhile, the average diameter of the second water-soluble polymer carrier fiber may be in the range of 0.1 μm to 3 μm, more specifically, 0.5 μm to 1.5 μm, or 0.7 μm to 1.2 μm.
상기 제2 수용성 고분자 담지체에서 상기 코어의 평균 직경은 상기 섬유 평균 직경의 15% 내지 80%, 보다 구체적으로 20% 내지 70% 또는 30% 내지 60% 범위일 수 있다.In the second water-soluble polymer carrier, the average diameter of the core may be in the range of 15% to 80%, more specifically 20% to 70%, or 30% to 60% of the average fiber diameter.
제2 수용성 고분자 담지체 섬유의 평균 직경 및 제2 수용성 고분자 담지체 섬유를 구성하는 코어의 평균 직경이 상기 범위를 만족하는 경우, 코어에 적절한 양의 물질이 함유되기 때문에 공정상 제2 수용성 고분자 담지체의 쉘 두께가 얇아지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 제2 수용성 고분자 담지체를 보관하거나 이동하는 경우 공기 중에 함유된 수분에 의해서 제2 수용성 고분자 담지체의 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.When the average diameter of the second water-soluble polymer carrier fibers and the average diameter of the core constituting the second water-soluble polymer carrier fibers satisfy the above ranges, the second water-soluble polymer is supported in the process because an appropriate amount of material is contained in the core. The thickness of the lag shell can be prevented from becoming thinner. Accordingly, when the second water-soluble polymer carrier is stored or moved, it is possible to prevent the shape of the second water-soluble polymer carrier from being deformed by moisture contained in the air.
도 2a 및 도 2b에는 제1 수용성 고분자 담지체의 SEM 사진을 예시적으로 나타내었고, 도 2c 및 도 2d에는 제2 수용성 고분자 담지체의 SEM 사진을 예시적으로 나타내었다.2A and 2B illustrate SEM images of the first water-soluble polymer carrier, and FIGS. 2C and 2D illustrate SEM images of the second water-soluble polymer carrier.
도 2a 내지 도 2d를 참고하면, 제1 수용성 고분자 담지체 섬유의 평균 직경과 코어의 평균 직경, 또한 제2 수용성 고분자 담지체 섬유의 평균 직경과 코어의 평균 직경이 서로 다르게 조절되어 제조됨을 확인할 수 있다.2A to 2D, it can be seen that the average diameter of the first water-soluble polymer carrier fiber and the average diameter of the core, and the average diameter of the second water-soluble polymer carrier fiber and the average diameter of the core are adjusted to be different from each other. have.
한편, 상기 코팅층(30)은, 코팅층을 기준으로, 제1 수용성 고분자 담지체 및 제2 수용성 고분자 담지체가 중량비로 8:2 내지 6:4 범위로 혼합되어 형성된 것일 수 있다. 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체의 혼합비가 상기 범위를 만족하는 경우, 혈관 문합 수술시 생체 접착제로서 매우 우수한 생체 접착력을 발현시킬 수 있다.Meanwhile, the
도 3에는 본 실시예에 따른 혈관 문합 장치(100)의 몸체(10) 중앙부에 위치하는 코팅층(30)을 형성하기 위한 장비를 예시적으로 나타내었다.FIG. 3 exemplarily shows an equipment for forming a
본 실시예에서, 상기 코팅층(30)은 제1 수용성 고분자 담지체 형성 조성물 및 제2 수용성 고분자 담지체 형성 조성물을 동시에 전기방사 하여 형성된 것일 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 두 개의 전기 방사 장비 사이에 혈관 문합 장치(100)를 위치시키고, 각 전기 방사 장비에서 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체 형성 조성물을 각각 전기방사함으로써 몸체(10) 중앙부에 코팅층(30)을 형성할 수 있다.In this embodiment, the
도 4a 내지 도 4c에는 이 장비를 이용하여 형성된 코팅층의 SEM 사진과 일부에 대한 확대 사진을 나타내었다.4A to 4C show SEM photographs and enlarged photographs of a portion of the coating layer formed using this equipment.
도 4c에는 육안으로 구분하기 위하여 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체 형성 조성물을 염색하여 코팅층(30)을 형성한 것이다. 즉, 분홍색으로 나타낸 부분이 코팅층(30)이다.In FIG. 4C, the
도 5 및 도 6에는 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체의 수분 민감성 및 수분 반응성을 각각 설명하기 위한 SEM 사진을 나타내었다.5 and 6 show SEM photographs for explaining the moisture sensitivity and moisture reactivity of the first and second water-soluble polymer carriers, respectively.
도 5를 참고하면, 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체는 대기 중 수분(상대습도) 22%와 68%에서 각각 72 시간 동안 그 형태를 유지할 수 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the first and second water-soluble polymer carriers can maintain their shape for 72 hours at 22% and 68% of moisture (relative humidity) in the air, respectively.
또한, 도 6을 참고하면, 100%의 수분 상태, 즉, 수분과 접촉시에는 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체가 10초 내에 분해되어 내부 물질을 용출할 수 있음을 확인할 수 있다.In addition, referring to FIG. 6, it can be seen that the first and second water-soluble polymer carriers are decomposed within 10 seconds in a water state of 100%, that is, when in contact with moisture, thereby eluting the internal material.
따라서, 본 실시예와 같이 몸체(10) 중앙부에 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체를 포함하는 코팅층(30)을 포함하는 혈관 문합 장치(100)를 이용하여 혈관 문합을 하는 경우, 마이크로니들의 초기 문합력을 향상시킬 수 있다. 이는 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체가 인체 내의 수분과 반응하여 분해되면서 제1 수용성 고분자 담지체에 포함되는 생체 접착제 및 제2 수용성 고분자 담지체에 포함되는 가교제가 외부로 용출되어 섞이면서 문합력을 향상시키기 때문이다. 아울러 혈관 연결 수술 직후 혈액의 누수를 방지하여 수술의 성공율을 증가 시킬 수 있다.Therefore, when performing a vascular anastomosis using the
도 7a 및 도 7b에는 일 실시예에 따른 혈관 문합 장치를 혈관 문합 수술에 적용하는 경우 코팅층의 형태 변화 과정을 개략적으로 나타내었다.7A and 7B schematically illustrate a process of changing the shape of the coating layer when the vascular anastomosis device according to an embodiment is applied to vascular anastomosis surgery.
도 7a을 참고하면, 절단된 혈관(200)의 각 절단 단면을 통해 코팅층(30)이 형성된 혈관 문합 장치(100)가 혈관 내부로 삽입된 후 인체 내 수분(300)과 접촉하게 된다. 이와 같이 인체 내 수분(300)에 접촉하게 되면 1 및 제2 수용성 고분자 담지체는 수분에 용해되어 사라진다. 이에 따라 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체에 각각 포함되는 생체 접착제 및 가교제가 외부로 용출되어 도 7b에 나타낸 바와 같이 얇은 겔 필름(Gel-film)(31)을 형성하게 된다.Referring to FIG. 7A, the
상기 겔 필름(31)에 약 460nm 정도의 백색광(400)을 조사하여 경화시킴으로써 생체 내에서 효과적인 접착제로 기능하여 혈관 문합력을 획기적으로 향상시킬 수 있다.By irradiating and curing the
도 8은 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체가 물에 용해된 후 내부 물질이 용출되어 형성된 겔 필름의 실제 모습을 나타낸 사진이다.8 is a photograph showing an actual appearance of a gel film formed by dissolving first and second water-soluble polymer carriers in water and then eluting internal substances.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 혈관 문합 장치는 몸체의 중앙부 외주면에 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체를 포함하는 코팅층을 포함하기 때문에 혈관 문합 수술에 적용하는 경우 인체 내 수분과 반응하여 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체가 용해되어 내부 물질을 용출시킨다. 용출된 제1 및 제2 수용성 고분자 담지체의 내부 물질은 반응을 통해 얇은 겔 필름을 형성함으로써 생체 내에서 매우 효과적인 접착제로서 기능한다. 이에 따라 혈관 문합력을 향상시킴과 동시에 수술 직후 혈액의 누수를 방지하여 수술 성공률을 획기적으로 향상시킬 수 있다.As described above, the vascular anastomosis device according to the present embodiment includes a coating layer including first and second water-soluble polymer carriers on the outer circumferential surface of the central portion of the body. The first and second water-soluble polymer carriers are dissolved to elute the internal material. The eluted internal substances of the first and second water-soluble polymer carriers function as a very effective adhesive in vivo by forming a thin gel film through reaction. Accordingly, it is possible to improve the vascular anastomosis ability and at the same time prevent leakage of blood immediately after surgery, thereby dramatically improving the success rate of the surgery.
본 발명은 도면 및 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the drawings and the above embodiments, but may be manufactured in a variety of different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can It will be appreciated that it can be implemented in a specific form. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects.
100: 혈관 문합 장치
10: 몸체
20: 마이크로니들
30: 코팅층
31: 겔 필름
300: 수분
400: 백색광100: vascular anastomosis device
10: body
20: microneedle
30: coating layer
31: gel film
300: moisture
400: white light
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