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KR-20260060981-A - A meniscus-derived extracellular powder and a grafting material for rebuilding fibrocartilage tissue using the same

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Abstract

본 발명은 반월상연골로부터 유래하는 세포외기질 파우더 및 섬유연골 조직 재건용 이식재에 관한 것으로서, 반월상연골의 특이적인 위치에서 유래되는 분말의 함량을 조절하여 세포외기질 파우더에 의해 신생혈관 억제능 및 섬유연골 재생효과를 향상시킬 수 있는 반월상연골로부터 유래하는 세포외기질 파우더 및 섬유연골 조직 재건용 이식재에 관한 것이다.

Inventors

  • 박도영

Assignees

  • 주식회사 아반트릭스

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20250424
Priority Date
20241025

Claims (11)

  1. 제1구역, 제2구역 및 제3구역으로 구성된 반월상연골로부터 유래하는 세포외기질 파우더에 있어서, 상기 제1구역은 1 mm 이상 2.5 mm 이하의 두께 기준으로 60 % 이상 100 % 이하의 광투과율을 가지며, 상기 제2구역은 1 mm 이상 2.5 mm 이하의 두께 기준으로 48 % 이상 60 % 미만의 광투과율을 갖고, 상기 제3구역은 1 mm 이상 2.5 mm 이하의 두께 기준으로 10 % 이상 48 % 미만의 광투과율을 가지며, 상기 반월상연골의 제2구역으로부터 유래된 분말을 40 중량% 이상으로 포함하는 것인 신생혈관 억제능이 향상된 세포외기질 파우더.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 반월상연골의 제2구역으로부터 유래된 분말을 40 중량% 이상 80 중량% 이하로 포함하는 것인 세포외기질 파우더.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 반월상연골의 제1구역으로부터 유래된 분말을 10 중량% 이상 30 중량% 이하로 포함하고, 상기 반월상연골의 제1구역으로부터 유래된 분말을 10 중량% 이상 30 중량% 이하로 포함하는 것인 세포외기질 파우더.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 반월상연골의 제1구역으로부터 유래된 분말; 상기 반월상연골의 제2구역으로부터 유래된 분말; 및 상기 반월상연골의 제3구역으로부터 유래된 분말;의 중량비는 1 : 2 ~ 8 : 1인 것인 세포외기질 파우더.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1구역의 함수율은 77.0 %(w/w) 이상 81.0 %(w/w) 이하인 것이며, 상기 제2구역의 함수율은 63.0 %(w/w) 이상 69.0 %(w/w) 이하인 것이고, 상기 제3구역의 함수율은 58.0 %(w/w) 이상 67.0 %(w/w) 이하인 것인 세포외기질 파우더.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1구역의 밀도는 0.95 g/m 3 이상 1.05 g/m 3 이하인 것이며, 상기 제2구역의 밀도는 1.16 g/m 3 이상 1.30 g/m 3 이하인 것이고, 상기 제3구역의 밀도는 1.10 g/m 3 이상 1.15 g/m 3 이하인 것인 세포외기질 파우더.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제1구역의 변성온도는 75 ℃ 이상 85 ℃ 이하인 것이며, 상기 제2구역의 변성온도는 100 ℃ 이상 110 ℃ 이하인 것이고, 상기 제3구역의 변성온도는 93 ℃ 이상 98 ℃ 이하인 것인 세포외기질 파우더.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제1구역은 상기 세포외기질 파우더 1 mg에 대하여 750 μg 이상 850 μg 이하의 콜라겐, 35 μg 이상 55 μg 이하의 sGAG, 6 μg 이상 10 μg 이하의 Elastin, 15 pg 이상 25 pg 이하의 bFGF, 250 pg 이상 310 pg 이하의 TGF-b, 0 pg 초과 50 pg 이하의 VEGF 및 5 ng 이상 10 ng 이하의 TSP-1을 포함하는 것인 세포외기질 파우더.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제2구역은 상기 세포외기질 파우더 1 mg에 대하여 850 μg 이상 950 μg 이하의 콜라겐, 20 μg 이상 30 μg 이하의 sGAG, 17 μg 이상 23 μg 이하의 Elastin, 50 pg 이상 70 pg 이하의 bFGF, 80 pg 이상 130 pg 이하의 TGF-β, 0 pg 초과 50 pg 이하의 VEGF 및 15 ng 이상 25 ng 이하의 TSP-1을 포함하는 것인 세포외기질 파우더.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제3구역은 상기 세포외기질 파우더 1 mg에 대하여 750 μg 이상 830 μg 이하의 콜라겐, 10 μg 이상 20 μg 이하의 sGAG, 20 μg 이상 30 μg 이하의 Elastin, 65 pg 이상 90 pg 이하의 bFGF, 30 pg 이상 50 pg 이하의 TGF-β, 750 pg 이상 1250 pg 이하의 VEGF 및 0 ng 초과 5 ng 이하의 TSP-1을 포함하는 것인 세포외기질 파우더.
  11. 청구항 1의 세포외기질 파우더를 포함하는 섬유연골 조직 재건용 이식재.

Description

반월상연골로부터 유래하는 세포외기질 파우더 및 섬유연골 조직 재건용 이식재{A meniscus-derived extracellular powder and a grafting material for rebuilding fibrocartilage tissue using the same} 본 발명은 2024년 10월 25일에 한국특허청에 제출된 한국 특허출원 제 10-2024-0147481호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 발명에 포함된다. 본 발명은 반월상연골로부터 유래하는 세포외기질 파우더 및 섬유연골 조직 재건용 이식재에 관한 것으로서, 반월상연골의 특이적인 위치에서 유래되는 분말의 함량을 조절하여 세포외기질 파우더에 의해 신생혈관 억제능 및 섬유연골 재생효과를 향상시킬 수 있는 반월상연골로부터 유래하는 세포외기질 파우더 및 섬유연골 조직 재건용 이식재에 관한 것이다. 최근 조직공학 분야에서 동종 또는 이종의 장기 및 조직을 채취한 후, 세포를 제거(Decellularization) 하여 여러 가지 형태의 조직공학적 제제로 사용하는 기술이 주목을 받고 있다. 현재까지 소장 점막하조직, 방광, 피부, 양막, 뼈, 인대, 연골 등 다양한 조직유래 생체소재가 상품화되었거나 연구가 진행되고 있다. 한편, 연골, 인대, 및 반월상연골과 같은 근골격계 조직은 단일조직으로써 하나의 형태 및 구조를 보이고는 있지만, 조직의 해부학적 위치에 따라 생화학적 및 물리적인 특성에 차이가 있다. 대표적인 근골격계 조직인 반월상연골의 경우, 조직학적으로 크게 내측, 중간측, 외측으로 세포외 기질의 구조 및 기능에 따라 생화학적 특성이 구분된다. 종래의 장기 및 조직 탈세포를 통한 조직공학 기술은 전체 조직 세포외 기질(ECM)을 혼합하여 사용하고 있다. 다만, 반월상연골의 부분에 따라 효과가 상이하며, 섬유 연골 조직 재건을 위하여 상이한 부분의 함량에 따라 효과가 달라지는 경향이 있어 이에 대한 연구가 필요하였다. 도 1은 반월상연골을 촬영한 사진이다. 구체적으로 도 1(A)는 반월상연골 전체 사진이다. 도 1(B)는 광원판 상에서 촬영된 반월상연골 조직의 사진이다. 도 1(C)는 반월상연골을 시상면 기준으로 절단한 조직의 사진이다. 도 1(D)는 반월상연골을 횡단면 기준으로 절단한 조직의 평면 사진이다. 도 1(E)는 반월상연골을 횡단면 기준으로 절단한 조직의 측면 사진이다. 도 2는 광원판 상에서 촬영된 반월상연골 조직 전체 사진이다. 구체적으로 도 2(A)는 반월상연골 조직 전체 사진이다. 도 2(B)는 반월상연골 조직 전체 사진에서 제1구역 내지 제3구역을 표시한 사진이다. 도 2(C)는 반월상연골 조직 전체의 광투과율을 구역별로 나타낸 그래프이다. 도 3은 광원판 상에서 촬영된 절단된 반월상연골 조직 사진이다. 구체적으로 도 3(A)는 절단된 반월상연골 조직 사진이다. 도 3(B)는 절단된 반월상연골 조직 사진에서 제1구역 내지 제3구역을 표시한 사진이다. 도 3(C)는 절단된 반월상연골 조직의 광투과율을 구역별로 나타낸 그래프이다. 도 4는 반월상연골의 절단면을 확대촬영한 사진이다. 구체적으로 도 4(A)는 반월상연골을 시상면 기준으로 절단한 조직의 시상면을 확대촬영한 사진이다. 도 4(B)는 반월상연골을 시상면 기준으로 절단한 조직의 횡단면 평면을 확대촬영한 사진이다. 도 5는 반월상연골을 시상면 기준으로 절단한 조직의 시상면, 횡단면 평면, 횡단면 측면을 확대촬영한 사진이다. 구체적으로 도 5(A)는 반월상연골을 시상면 기준으로 절단한 조직의 시상면, 횡단면 평면, 횡단면 측면을 Safranin-O로 염색한 사진이다. 도 5(B)는 반월상연골을 시상면 기준으로 절단한 조직의 시상면, 횡단면 평면, 횡단면 측면을 Alcian Blue로 염색한 사진이다. 도 6은 반월상연골 전체, 제1구역 내지 제3구역 각각의 생화학적 성분 함량을 나타낸 그래프이다. 구체적으로 도 6(A)는 반월상연골 전체, 제1구역 내지 제3구역 각각의 탈세포 전후의 콜라겐 함량을 나타나낸 그래프이다. 도 6(B)는 반월상연골 전체, 제1구역 내지 제3구역 각각의 탈세포 전후의 sGAG 함량을 나타나낸 그래프이다. 도 6(C)는 반월상연골 전체, 제1구역 내지 제3구역 각각의 탈세포 전후의 Elastin 함량을 나타나낸 그래프이다. 도 6(D)는 반월상연골 전체, 제1구역 내지 제3구역 각각의 탈세포 전후의 bFGF 함량을 나타나낸 그래프이다. 도 6(E)는 반월상연골 전체, 제1구역 내지 제3구역 각각의 탈세포 전후의 TGF-β 함량을 나타나낸 그래프이다. 도 6(F)는 반월상연골 전체, 제1구역 내지 제3구역 각각의 탈세포 전후의 VEGF 함량을 나타나낸 그래프이다. 도 6(G)는 반월상연골 전체, 제1구역 내지 제3구역 각각의 탈세포 전후의 TSP-1 함량을 나타낸 그래프이다. 도 7은 반월상연골 전체, 제1구역 내지 제3구역으로부터 유래된 분말 각각의 인간 혈관 내피세포에 대한 세포 친화성을 나타낸 사진이다. 구체적으로 도 7(A)는 반월상연골 전체, 제1구역 내지 제3구역으로부터 유래된 분말 처치 14일 후, 생존(녹색) 또는 사멸(적색)된 인간 혈관 내피세포를 촬영한 사진이다. 도 7(B)는 반월상연골 전체, 제1구역 내지 제3구역으로부터 유래된 분말 각각에 의하여 인간 혈관 내피세포가 시간에 따라 증식된 양을 흡광도로 나타낸 그래프이다. 도 8은 반월상연골의 제1구역 내지 제3구역으로부터 유래된 분말을 포함하는 세포외기질 파우더에서 각각의 분말의 함량을 조절함에 따른 인간 혈관 내피세포에 대한 세포 이동능 및 부착능을 나타낸 그래프이다. 구체적으로 도 8(A)는 반월상연골의 제1구역 내지 제3구역으로부터 유래된 분말을 포함하는 세포외기질 파우더에서 각각의 분말의 함량을 조절함에 따른 인간 혈관 내피세포에 대한 세포 이동능을 나타낸 그래프이다. 도 8(B)는 반월상연골의 제1구역 내지 제3구역으로부터 유래된 분말을 포함하는 세포외기질 파우더에서 각각의 분말의 함량을 조절함에 따른 인간 혈관 내피세포에 대한 세포 부착능을 나타낸 그래프이다. 도 9는 반월상연골의 제1구역 내지 제3구역으로부터 유래된 분말을 포함하는 세포외기질 파우더에서 각각의 분말의 함량을 조절함에 따른 인간 혈관 내피세포에 대한 신생혈관 유도 특성을 나타낸 도면이다. 구체적으로 도 9(A)는 반월상연골의 제1구역 내지 제3구역으로부터 유래된 분말을 포함하는 세포외기질 파우더를 HUVECs을 접종하고 12시간 후에 Tube formation이 된 HUVECs을 Calcein AM으로 염색하여 형광 이미지를 촬영한 사진이다. 도 9(B)는 상기 도 9(A)로부터 Tube의 길이를 정량적으로 나타낸 그래프이다. 도 9(C)는 상기 도 9(A)로부터 Branch의 개수를 정량적으로 나타낸 그래프이다. 도 9(D)는 상기 도 9(A)로부터 Loop의 개수를 정량적으로 나타낸 그래프이다. 본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 명세서에 있어서, "A 및/또는 B"는 "A 및 B, 또는 A 또는 B"를 의미한다. 본 명세서에서, '파우더'와'분말'은 입자들의 집합체를 의미하는 것으로, '파우더'는 '분말'의 상위 개념으로 분말들을 포함하는 것이 파우더를 의미하는 것일 수 있다. 본 명세서에서, 'A로부터 유래하는 것'은 A를 원재료로 하여 제조되는 것을 의미하는 것일 수 있다. 본 명세서에서, '두께'는 광이 투과하는 방향으로 광이 통과하는 거리를 의미하는 것일 수 있다. 본 명세서에서, '빛 투과성', '광투과성', '광투과도' 및 '빛 투과도'는 광이 반월상연골을 투과하는 정도를 나타내는 것으로 동일한 의미로 사용되는 것일 수 있다. 이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 일 실시상태는 제1구역, 제2구역 및 제3구역으로 구성된 반월상연골로부터 유래하는 세포외기질 파우더에 있어서, 상기 제1구역은 1 mm 이상 2.5 mm 이하의 두께 기준으로 60 % 이상 100 % 이하의 광투과율을 가지며, 상기 제2구역은 1 mm 이상 2.5 mm 이하의 두께 기준으로 48 % 이상 60 % 미만의 광투과율을 갖고, 상기 제3구역은 1 mm 이상 2.5 mm 이하의 두께 기준으로 10 % 이상 48 % 미만의 광투과율을 가지며, 상기 반월상연골의 제2구역으로부터 유래된 분말을 40 중량% 이상으로 포함하는 것인 신생혈관 억제능이 향상된 세포외기질 파우더를 제공한다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 반월상연골로부터 유래하는 세포외기질 파우더는 신생혈관 억제능을 향상시키고, 섬유연골 재생 효과를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 세포외기질 파우더는 제1구역, 제2구역 및 제3구역으로 구성된 반월상연골로부터 유래하는 것이다. 상술한 것과 같이 상기 세포외기질 파우더를 제1구역, 제2구역 및 제3구역으로 구성된 반월상연골로부터 유래하는 것을 사용함으로써, 섬유연골의 분화를 증가시키며, 신생혈관이 형성되는 것을 억제하고, 섬유성 조직의 형성을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1구역은 1 mm 이상 2.5 mm 이하의 두께 기준으로 60 % 이상 100 % 이하의 광투과율을 가지며, 상기 제2구역은 1 mm 이상 2.5 mm 이하의 두께 기준으로 48 % 이상 60 % 미만의 광투과율을 갖고, 상기 제3구역은 1 mm 이상 2.5 mm 이하의 두께 기준으로 10 % 이상 48 % 미만의 광투과율을 갖는다. 상술한 것과 같이 제1구역, 제2구역 및 제3구역의 광투과율을 상술한 범위에서 조절함으로써, 상기 반월상연골에 포함된 조직에서 생물학적 특성 및 물리적 특성을 명확하게 구분할 수 있으며, 구분된 구역으로부터 유래된 분말을 포함하여 섬유연골 분화 유도, 신생혈관 억제 및 섬유성 조직 형성의 효과를 조절하여 증상에 따라 필요한 효과를 강화시켜 맞춤형 치료를 구현할 수 있다. 본 명세서에서, 광투과율은 하기의 수학식으로 정의될 수 있다. 구체적으로 상기 특정 구역의 반월상연골을 1 mm 이상 2.5 mm 이하의 두께로 준비