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KR20230057168A - Haemostatic composition comprising keratin conjugated fibrinogen hydrogel - Google Patents

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KR20230057168A
KR20230057168A KR1020210141280A KR20210141280A KR20230057168A KR 20230057168 A KR20230057168 A KR 20230057168A KR 1020210141280 A KR1020210141280 A KR 1020210141280A KR 20210141280 A KR20210141280 A KR 20210141280A KR 20230057168 A KR20230057168 A KR 20230057168A
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KR
South Korea
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keratin
fibrinogen
hemostatic
present
binding
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KR1020210141280A
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Korean (ko)
Inventor
김소연
황유식
안성영
강현정
김우경
Original Assignee
청주대학교 산학협력단
경희대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 청주대학교 산학협력단, 경희대학교 산학협력단 filed Critical 청주대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 케라틴과 피브리노겐이 결합되어 있는 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 유효성분으로 포함하는 지혈제 조성물 및 케라틴과 피브리노겐이 결합되어 있는 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 혈액의 지혈에 사용하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 상기 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 포함하는 지혈제 조성물은 물리적인 작용을 통해 혈액응고 성분의 손실 없이 활성화되도록 도와 주는 역할을 한다.The present invention relates to a hemostatic composition comprising, as an active ingredient, a keratin-binding fibrinogen hydrogel in which keratin and fibrinogen are bound, and a method for using the keratin-binding fibrinogen hydrogel in blood hemostasis. The hemostatic composition comprising the keratin-binding fibrinogen hydrogel according to the above serves to help activate blood coagulation components without loss through physical action.

Description

케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 유효성분으로 포함하는 지혈제 조성물{Haemostatic composition comprising keratin conjugated fibrinogen hydrogel}Haemostatic composition comprising keratin conjugated fibrinogen hydrogel as an active ingredient

본 발명은 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 유효성분으로 포함하는 지혈제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케라틴과 피브리노겐이 결합되어 있는 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 유효성분으로 포함하는 지혈제 조성물 및 케라틴과 피브리노겐이 결합되어 있는 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 혈액의 지혈에 사용하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hemostatic composition comprising a keratin-binding fibrinogen hydrogel as an active ingredient, and more particularly, to a hemostatic composition comprising a keratin-binding fibrinogen hydrogel as an active ingredient, in which keratin and fibrinogen are combined, and a combination of keratin and fibrinogen. It relates to a method of using the keratin-binding fibrinogen hydrogel for blood hemostasis.

지혈제는 출혈은 수술이나 외과적 외상으로 인해 발생할 때 혈액의 지혈을 촉진시키는 의료용 재료를 말한다.Hemostatic agent refers to a medical material that promotes hemostasis of blood when bleeding occurs due to surgery or surgical trauma.

통제되지 않는 출혈은 외상 후에 따르는 개인의 주요 사망 원인 중의 하나이다. 응고 시스템은 손상된 조직의 세포외 기질(ECM)의 기저에 혈소판이 부착(adhesion)되어 시작되는 1차 지혈과 후속적인 응고 캐스케이드의 활성화인 2차 지혈로 나눌 수 있다.Uncontrolled bleeding is one of the leading causes of death in individuals following trauma. The coagulation system can be divided into primary hemostasis, which is initiated by adhesion of platelets to the base of the extracellular matrix (ECM) of damaged tissue, and secondary hemostasis, which is the subsequent activation of the coagulation cascade.

지혈성 생체물질을 분류하는 몇 가지 방법이 있다. 제품의 종류에 따라 분말형, 미세 섬유형, 스펀지형, 부직포형, 사출형, 폴리머 또는 섬유형 제품이 주로 사용된다.There are several ways to classify hemostatic biomaterials. Depending on the type of product, powder type, fine fiber type, sponge type, non-woven fabric type, injection type, polymer or fiber type product is mainly used.

케라틴은 모발 부속물에서 파생된 천연 단백질 그룹이다. 혈액 응고를 위해 가장 먼저 케라틴을 사용하는 것은 1500년대 한의학에서 열분해 모발이 출혈을 멈추는 데 사용되었다.Keratins are a group of natural proteins derived from the hair appendage. The earliest use of keratin for blood coagulation was in oriental medicine in the 1500s when pyrolysis hair was used to stop bleeding.

종래의 케라틴 지혈성 생체물질에 관한 연구는 하이드로겔, 상업용 케라틴 드레싱 및 면 거즈와 같은 조직 복구에 사용되는 재료 플랫폼으로 제한된다.Conventional studies on keratin hemostatic biomaterials are limited to material platforms used for tissue repair, such as hydrogels, commercial keratin dressings, and cotton gauze.

한편, 지혈성 생체물질 중 피브리노겐은 혈액 응고 및 창상 치유에 널리 사용되고 있으나, 피브리노겐 지혈제의 흡수율은 단일 물질이 상대적으로 낮아 지혈이 어렵다는 단점이 있다. On the other hand, among hemostatic biomaterials, fibrinogen is widely used for blood coagulation and wound healing, but the absorption rate of fibrinogen hemostatic agents is relatively low as a single material, which makes hemostasis difficult.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0007024호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0007024

본 발명자들은 케라틴 결합 피브리노겐(KRT-FIB) 결합 지혈성 생체물질의 구조, 세포 거동 및 표면 형태를 평가하고, 혈액 흡수 및 종합적인 지혈 평가를 조사한 결과, 상기 케라틴 결합 피브리노겐이 구강 조직 재생에 적용할 수 있는 유망한 지혈성 생체물질임을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.The present inventors evaluated the structure, cell behavior and surface morphology of keratin-binding fibrinogen (KRT-FIB)-binding hemostatic biomaterials, and investigated blood absorption and comprehensive hemostasis evaluation. As a result, the keratin-binding fibrinogen can be applied to oral tissue regeneration. It was found out that it is a promising hemostatic biomaterial that can be used, and the present invention was completed.

따라서, 본 발명의 목적은 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 유효성분으로 포함하는 지혈제 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a hemostatic composition comprising a keratin-binding fibrinogen hydrogel as an active ingredient.

본 발명의 다른 목적은 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔의 지혈 용도를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a hemostatic use of a keratin-binding fibrinogen hydrogel.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 케라틴과 피브리노겐이 결합되어 있는 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 유효성분으로 포함하는 지혈제 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a hemostatic composition comprising, as an active ingredient, a keratin-binding fibrinogen hydrogel in which keratin and fibrinogen are bound.

본 발명의 일 구현예로 상기 케라틴은 인모 유래일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the keratin may be derived from human hair.

본 발명의 일 구현예로 상기 케라틴과 피브리노겐은 3~6 : 1의 몰비로 결합되어 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the keratin and fibrinogen may be combined in a molar ratio of 3 to 6: 1.

본 발명의 일 구현예로 상기 케라틴과 피브리노겐은 6 : 1의 몰비로 결합되어 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the keratin and fibrinogen may be combined in a molar ratio of 6:1.

본 발명의 일 구현예로 상기 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 상기 지혈제 조성물의 전체 중량 대비 0.01~50 중량% 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the keratin-binding fibrinogen hydrogel may be included in an amount of 0.01 to 50% by weight based on the total weight of the hemostatic agent composition.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 케라틴과 피브리노겐이 결합되어 있는 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 혈액의 지혈에 사용하는 방법을 제공한다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention provides a method of using a keratin-binding fibrinogen hydrogel in which keratin and fibrinogen are combined for blood hemostasis.

본 발명의 일 구현예로 상기 케라틴은 인모 유래일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the keratin may be derived from human hair.

본 발명의 일 구현예로 상기 케라틴과 피브리노겐은 3~6 : 1의 몰비로 결합되어 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the keratin and fibrinogen may be combined in a molar ratio of 3 to 6: 1.

본 발명의 일 구현예로 상기 케라틴과 피브리노겐은 6 : 1의 몰비로 결합되어 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the keratin and fibrinogen may be combined in a molar ratio of 6:1.

본 발명에 따른 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 포함하는 지혈제 조성물은 물리적인 작용을 통해 혈액응고 성분의 손실 없이 활성화되도록 도와준다. 특히 케라틴은 혈소판 부착력을 활성화시켜 1차적인 지혈 효과를 가지면, 상기 부착 성분인 트롬빈과 피브리노겐은 생리적 지혈 과정 및 지혈의 마지막 단계이며, 조직을 고정시키는 역할을 한다.The hemostatic composition comprising the keratin-binding fibrinogen hydrogel according to the present invention helps to activate blood coagulation components without loss through physical action. In particular, keratin activates platelet adhesion to have a primary hemostatic effect, and the adhesion components, thrombin and fibrinogen, are the physiological hemostasis process and the final stage of hemostasis, and serve to fix tissues.

또한, 본 발명에 따른 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 포함하는 지혈제 조성물은 피브린과 가교된 케라틴의 밀도가 환자의 상처 모양을 맞춤화하여 의료 환경에 적합한 드레싱을 창조해 내는 잇점을 갖는다.In addition, the hemostatic composition comprising the keratin-binding fibrinogen hydrogel according to the present invention has the advantage of creating a dressing suitable for a medical environment by customizing the shape of a patient's wound with the density of fibrin and cross-linked keratin.

따라서, 본 발명에 따른 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 포함하는 지혈제 조성물은 시술 전 사전 준비가 필요 없고, 시술 시간이 단축되며 감염을 최소화함으로써, 지혈 시간을 단축하고 치료비를 낮추는 잇점을 가지고 있다.Therefore, the hemostatic composition comprising the keratin-binding fibrinogen hydrogel according to the present invention has the advantage of shortening the hemostasis time and lowering the treatment cost by eliminating the need for preparation before the procedure, shortening the procedure time and minimizing infection.

도 1은 개발된 흡수성 KRT-FIB 생체물질의 유형에 따른 지혈제의 개략도를 나타낸 것이다.
도 2는 GPC를 통해 케라틴과 피브리노겐 사이의 화학반응에 의한 모발 케라틴-피브린(KF)의 형성을 확인한 결과를 나타낸 것이다. 도 2의 a는 케라틴(KRT), 피브리노겐(FIB) 및 케라틴-피브리노겐(KF)의 결과를 나타낸 것으로서, KFS의 TGA 분석은 FIB보다 약간 더 높은 열적 안정성을 보였다. 도 2의 b는 KRT, FIB 및 KF 전구체의 TGA 다이어그램을 나타낸 것으로서, 각 화살표는 주요 체중 감소가 시작되는 온도를 나타낸다.
도 3은 다른 배율에서 KFS-6 및 FIBS의 디지털 사진 및 SEM 이미지(스케일 바 = 각각 1000μm 및 200μm)를 나타낸 것이다.
도 4는 KFS 지혈성 생체물질과 상용 제품(Taqhosil®)의 흡혈 사진 및 접촉각을 나타낸 것이다.
도 5는 Tachosil®과 비교한 KFS의 종합적인 지혈 평가 결과를 나타낸 것이다. 도 5의 a는 혈액 응고 테스트, 도 5의 b는 대조군 및 시료군의 BCI, 도 5의 c는 대조군과 시료의 흡수율, 도 5의 d는 지혈 효율 대조군 및 시료군이고며, 모든 통계 데이터는 평균±표준편차(n = 3, P < 0.005)으로 표시된다.
도 6의 a 및 도 6의 b는 캡슐화된 HDF 세포의 살아있거나 죽은 염색 이미지(스케일 바 = 200 μm)을 나타낸 것이고, 도 6의 c 및 도 6의 d는 3일간의 실험후 DAPI/Phalloidin(F-액틴) 염색으로 표지된 캡슐화된 HDF 세포의 공초점 사진(스케일러 바 = 50 μm)을 나타낸 것이다.
Figure 1 shows a schematic diagram of hemostatic agents according to the types of absorbable KRT-FIB biomaterials developed.
Figure 2 shows the results of confirming the formation of hair keratin-fibrin (KF) by the chemical reaction between keratin and fibrinogen through GPC. Figure 2a shows the results of keratin (KRT), fibrinogen (FIB) and keratin-fibrinogen (KF), and the TGA analysis of KFS showed slightly higher thermal stability than FIB. Figure 2b shows the TGA diagrams of KRT, FIB and KF precursors, where each arrow indicates the temperature at which major weight loss begins.
Figure 3 shows digital photographs and SEM images (scale bars = 1000 μm and 200 μm, respectively) of KFS-6 and FIBS at different magnifications.
Figure 4 shows a blood-sucking photograph and contact angle of KFS hemostatic biomaterial and a commercial product (Taqhosil®).
Figure 5 shows the comprehensive hemostasis evaluation results of KFS compared to Tachosil®. Figure 5a is a blood coagulation test, Figure 5b is the BCI of the control group and the sample group, Figure 5c is the absorption rate of the control group and the sample, d of Figure 5 is the hemostatic efficiency control group and the sample group, and all statistical data are Expressed as mean ± standard deviation (n = 3, P < 0.005).
Figures 6a and 6b show live or dead staining images (scale bar = 200 μm) of encapsulated HDF cells, and Figures 6c and 6d show DAPI/Phalloidin ( F-actin) staining shows confocal pictures (scaler bar = 50 μm) of encapsulated HDF cells.

본 발명의 제1 구현예는 케라틴과 피브리노겐이 결합되어 있는 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 유효성분으로 포함하는 지혈제 조성물을 제공한다.A first embodiment of the present invention provides a hemostatic composition comprising, as an active ingredient, a keratin-binding fibrinogen hydrogel in which keratin and fibrinogen are bound.

일반적으로 천연고분자를 이용한 지혈성 생체물질은 세포 및 주변 조직과 생체적합성이 매우 높고, 염증이 덜하다. 그 종류로는 젤라틴, 알부민, 셀룰로오스, 히알루론산, 피브리노겐, 알지네이트, 키토산을 포함한다.In general, hemostatic biomaterials using natural polymers have very high biocompatibility with cells and surrounding tissues, and are less inflammatory. They include gelatin, albumin, cellulose, hyaluronic acid, fibrinogen, alginate, and chitosan.

특히, 피브리노겐은 혈관 신생 및 뼈 재생의 조절에서 핵심 단백질이다. 전형적으로 피브린(fibrin) 지혈제는 트롬빈에 의해 생성되며, 피브리노겐은 트랜스글루타미나제 인자 XIII와 칼슘 이온이 피브린을 형성한다.In particular, fibrinogen is a key protein in the regulation of angiogenesis and bone regeneration. Fibrin hemostats are typically produced by thrombin, fibrinogen, transglutaminase factor XIII and calcium ions to form fibrin.

지혈 효과를 지속적으로 충분히 발휘하기 위해서는 다양한 종류의 시트 및 거품 제형이 요구된다. 지혈 제품의 경우 콜라겐, 트롬빈, 젤라틴, 셀룰로오스 및 복합 제형이 개발되고 있다.In order to continuously and sufficiently exert the hemostatic effect, various types of sheet and foam formulations are required. For hemostatic products, collagen, thrombin, gelatin, cellulose and complex formulations are being developed.

그러나, 모발 케라틴과 피브리노겐이 가교되는 지혈 성분이나 제형은 없다. 따라서 피브리노겐 지혈제의 흡수율은 단일 물질이 상대적으로 낮아 지혈이 어렵다는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 피브리노겐과 케라틴으로 흡수력이 향상되었다.However, there are no hemostatic ingredients or formulations in which hair keratin and fibrinogen are cross-linked. Therefore, the absorption rate of the fibrinogen hemostatic agent is relatively low for a single substance, which makes hemostasis difficult. In order to solve this problem, the absorption ability was improved with fibrinogen and keratin.

여기에서 본 발명자들은 섬유소 구조의 변화를 확인하고, KRT-FIB 지혈제의 구조적 특성을 평가하였다. 본 발명자들은 지혈 효능을 테스트하기 위하여 높은 흡수성과 표면 친수성을 가지고 있어서 모세관 네트워크 형성을 통한 시너지 효과로 창상 치유를 촉진하는 임상적으로 관련된 혈액 공급원을 사용하였다.Here, the present inventors confirmed changes in the fibril structure and evaluated the structural properties of the KRT-FIB hemostatic agent. To test the hemostatic efficacy, the present inventors used a clinically relevant blood source that has high absorbability and surface hydrophilicity to promote wound healing synergistically through capillary network formation.

또한, 본 발명은 시판되는 피브리노겐 결합 Tachosil®의 비교를 통하여 혈액 응고와 혈소판의 상호 작용에 대한 통찰력을 제공한다. 따라서 본 발명은 환자의 통증 및 치료비를 낮추고, 회복 시간을 줄이기 위해 개발된 흡수 가능한 인간의 모발 케라틴-피브리노겐 지혈제에 대해 설명한다.In addition, the present invention provides insight into the interaction of blood coagulation and platelets through comparison of commercially available fibrinogen-binding Tachosil®. Accordingly, the present invention describes an absorbable human hair keratin-fibrinogen hemostatic agent developed to reduce patient pain and treatment cost and reduce recovery time.

본 발명에서는 혈액 응고를 촉진하는 케라틴과 피브린 고분자에 의해 가교된 신규 흡수성 시트 및 거품 타입의 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔(KRT-FIB) 지혈제(KFS)가 개발되었다(도 1).In the present invention, a new absorbent sheet crosslinked with keratin and fibrin polymers that promote blood coagulation and a foam type keratin-binding fibrinogen hydrogel (KRT-FIB) hemostatic agent (KFS) were developed (FIG. 1).

케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔 지혈제의 친수성 표면 형성을 위하여, 인간의 모발 유래 케라틴 단백질은 손쉬운 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드(EDC) 반응을 통하여 FIB 단백질과 공유 결합되어 있다.To form a hydrophilic surface of keratin-binding fibrinogen hydrogel hemostatic agent, human hair-derived keratin protein is covalently linked to FIB protein through a facile 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) reaction. .

생성된 KRT-FIB 전구체(KF 전구체)는 THR의 존재하에 가교 결합되어 다공성 KFH 하이드로겔을 형성한다. KRT : FIB의 몰비가 6:1인 KFS 지혈성 생체물질이 혈액 흡수 측정에 의해 최적화되었고, KFS 지혈성 생체물질의 응고력 및 표면 형태가 조사되었다.The resulting KRT-FIB precursor (KF precursor) is cross-linked in the presence of THR to form a porous KFH hydrogel. A KFS hemostatic biomaterial with a KRT:FIB molar ratio of 6:1 was optimized by blood absorption measurement, and the coagulability and surface morphology of the KFS hemostatic biomaterial were investigated.

우수한 흡수력, 혈액응고, 낮은 용혈률은 흡수성 KFS 지혈제가 높은 임상적 응용성과 함께 창상 치유를 위한 유망한 플랫폼임을 나타낸다.The excellent absorption capacity, coagulation and low hemolysis rate indicate that the absorbable KFS hemostatic agent is a promising platform for wound healing with high clinical applicability.

본 발명의 제1 구현예에 따른 상기 지혈제 조성물에서, 상기 케라틴은 인모 유래일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the hemostatic composition according to the first embodiment of the present invention, the keratin may be derived from human hair, but is not limited thereto.

본 발명의 제1 구현예에 따른 상기 지혈제 조성물에서, 상기 케라틴과 피브리노겐은 3~6 : 1의 몰비로 결합되어 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the hemostatic composition according to the first embodiment of the present invention, the keratin and fibrinogen may be combined in a molar ratio of 3 to 6: 1, but is not limited thereto.

본 발명의 제1 구현예에 따른 상기 지혈제 조성물에서, 상기 케라틴과 피브리노겐은 6 : 1의 몰비로 결합되어 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the hemostatic composition according to the first embodiment of the present invention, the keratin and fibrinogen may be combined in a molar ratio of 6: 1, but is not limited thereto.

본 발명의 제1 구현예에 따른 상기 지혈제 조성물은 상기 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 상기 지혈제 조성물의 전체 중량 대비 0.01~50 중량%, 바람직하게는 0.1~20 중령%, 보다 바람직하게는 1~10 중량% 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The hemostatic composition according to the first embodiment of the present invention contains the keratin-binding fibrinogen hydrogel in an amount of 0.01 to 50% by weight, preferably 0.1 to 20% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, based on the total weight of the hemostatic composition. % may include, but is not limited thereto.

본 발명의 제1 구현예에 따른 상기 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 포함하는 지혈제 조성물은 약제약학적으로 허용되는 희석제를 더 포함할 수 있다.The hemostatic composition comprising the keratin-binding fibrinogen hydrogel according to the first embodiment of the present invention may further include a pharmaceutically acceptable diluent.

상기 희석제로는 약제학적으로 허용되는 수성 유체, 예를 들어 약제학적인 등급의 탈이온수 또는 특정 이온 및/또는 완충제를 함유한 약제학적인 등급의 수용액이다.The diluent is a pharmaceutically acceptable aqueous fluid, such as pharmaceutical grade deionized water or a pharmaceutical grade aqueous solution containing certain ions and/or buffering agents.

본 발명의 제1 구현예에 따른 상기 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 포함하는 지혈제 조성물은 부형제를 더 포함할 수 있는데, 상기 부형제로는 인간 알부민, 만니톨 및 아세트산 나트륨을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The hemostatic composition comprising the keratin-binding fibrinogen hydrogel according to the first embodiment of the present invention may further include an excipient, examples of which include human albumin, mannitol, and sodium acetate, but are not limited thereto no.

본 발명의 제1 구현예에 따른 상기 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 포함하는 조혈제 조성물은 안정화제를 더 포함할 수 있는데, 상기 안정화제로는 아스코르브산, 아스코르브산 나트륨, 아스코르브산의 기타 염, 또는 산화방지제를 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The hematopoietic composition comprising the keratin-binding fibrinogen hydrogel according to the first embodiment of the present invention may further include a stabilizer, such as ascorbic acid, sodium ascorbate, other salts of ascorbic acid, or antioxidants. Examples include, but are not limited to.

또한, 본 발명은 제2 구현예로 케라틴과 피브리노겐이 결합되어 있는 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 혈액의 지혈에 사용하는 방법을 제공한다.In addition, as a second embodiment, the present invention provides a method of using a keratin-binding fibrinogen hydrogel in which keratin and fibrinogen are combined for blood hemostasis.

본 발명의 제2 구현예에 따른 상기 방법에서, 상기 케라틴은 인모 유래일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the method according to the second embodiment of the present invention, the keratin may be derived from human hair, but is not limited thereto.

본 발명의 제2 구현예에 따른 상기 방법에서, 상기 케라틴과 피브리노겐은 3~6 : 1의 몰비로 결합되어 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the method according to the second embodiment of the present invention, the keratin and fibrinogen may be combined in a molar ratio of 3 to 6: 1, but is not limited thereto.

본 발명의 제2 구현예에 따른 상기 방법에서, 상기 케라틴과 피브리노겐은 6 : 1의 몰비로 결합되어 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the method according to the second embodiment of the present invention, the keratin and fibrinogen may be combined in a molar ratio of 6:1, but is not limited thereto.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예> <Example>

1. 재료 및 방법1. Materials and Methods

(1). 인모 케라틴 재료 추출(One). Human hair keratin material extraction

KRT 단백질은 인모 케라틴(human hair keratin)에서 추출되었다 인모 시료(50g)를 세척하고 70%(v/v) 에탄올과 증류수로 철저히 수세하였다. 수세한 머리카락을 클로로포름과 메탄올(2:1; v/v)의 혼합물에 24시간 동안 담가서 지질을 제거한 후 공기로 건조시켰다. 이전에 공지된 방법에 따라 인모 케라틴을 추출하였다.KRT protein was extracted from human hair keratin. A human hair sample (50 g) was washed and washed thoroughly with 70% (v/v) ethanol and distilled water. Washed hair was immersed in a mixture of chloroform and methanol (2:1; v/v) for 24 hours to remove lipids, and then air dried. Human hair keratin was extracted according to previously known methods.

간단히 말해서, 탈지된 모발에 37℃에서 24시간 동안 2%(v/v) 과아세트산(Sigma)을 처리한 후, PBS(phosphate buffered saline)로 세척한 다음, 300rpm에서 교반하면서 72시간 동안 5%(v/v) 2-메르캅토에탄올, 5M 우레아, 2.6M 티오우레아 및 25mM Tris pH 8.5를 함유하는 Shindai 용액으로 모발(20g)을 처리하였다.Briefly, degreased hair was treated with 2% (v/v) peracetic acid (Sigma) at 37°C for 24 hours, washed with PBS (phosphate buffered saline), and then 5% for 72 hours while stirring at 300 rpm. Hair (20 g) was treated with Shindai solution containing (v/v) 2-mercaptoethanol, 5 M urea, 2.6 M thiourea and 25 mM Tris pH 8.5.

생성된 혼합물을 4,500g로 20분간 원심분리한 후, 상등액을 2.5μm의 공극을 갖는 여과지로 여과하였다. 5,5'-dithio-bis 138(2-nitrobenzoic acid)(DTNB) 방법(Ellman 시약)을 사용하여 투석액에서 2-머캡토에탄올이 검출되지 않을 때까지 얻어진 용액을 12-14 kDa 컷오프 투석막(Spectra/Por®)을 사용하여 투석하였다.After the resulting mixture was centrifuged at 4,500 g for 20 minutes, the supernatant was filtered with a filter paper having a pore of 2.5 μm. Using the 5,5'-dithio-bis 138 (2-nitrobenzoic acid) (DTNB) method (Ellman's reagent), the obtained solution was diluted with a 12-14 kDa cutoff dialysis membrane (Spectra /Por®) was used for dialysis.

얻어진 용액을 동결건조하여 케라틴 분말을 얻었다. 인간 혈장 피브리노겐(FIB)(Merckmillipore, USA) 및 인간 플라즈마 트롬빈(THR) (Calbiochem, USA)을 사용하여 피브린 겔을 제조하였다.The resulting solution was freeze-dried to obtain keratin powder. Fibrin gels were prepared using human plasma fibrinogen (FIB) (Merckmillipore, USA) and human plasma thrombin (THR) (Calbiochem, USA).

Dulbecco의 인산염 완충 식염수(DPBS)는 Thermo Fisher Scientific(Waltham, MA, USA)에서 입수하였다. 카르보디이미드/N-히드록시숙신이미드(EDC/NHS), 트리스 완충 식염수(TBS), 수산화나트륨(NaOH), 염화칼슘(CaCl2)은 Sigma-Aldrich에서 구입하였다. 혈액은 Innovative Research(USA)에서 구입하였고, Tachosil®은 (Baxter, USA)에서 구입하였다.Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (DPBS) was obtained from Thermo Fisher Scientific (Waltham, MA, USA). Carbodiimide/N-hydroxysuccinimide (EDC/NHS), Tris buffered saline (TBS), sodium hydroxide (NaOH), and calcium chloride (CaCl 2 ) were purchased from Sigma-Aldrich. Blood was purchased from Innovative Research (USA) and Tachosil® was purchased from (Baxter, USA).

(2). 계측 및 분석(2). Instrumentation and analysis

일련의 KRT-FIB 전구체(KF 전구체)의 열적 특성 및 상응하는 하이드로겔(KFH 하이드로겔)은 질소 가스 흐름 및 온도 범위 20~600℃, 10℃/min의 가열 속도 하에서 열중량 분석(TGA, SDT Q600, TA Instruments, USA)으로 결정되었다.Thermal properties of a series of KRT-FIB precursors (KF precursors) and corresponding hydrogels (KFH hydrogels) were analyzed by thermogravimetric analysis (TGA, SDT) under a nitrogen gas flow and a heating rate of 10 °C/min in the temperature range 20–600 °C. Q600, TA Instruments, USA).

금 코팅된 주사 전자현미경(SEM, S-4700, Hitachi, Japan)으로 하이드로겔의 형태를 관찰하였다. Waters 2414 굴절률 검출기, HPLC 펌프 및 3개의 연속 Styragel® 컬럼으로 장착된 겔 침투 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 분자량 분포를 결정하였다. 용리액은 1mL/min 유속의 PEO이었다.The morphology of the hydrogel was observed with a gold-coated scanning electron microscope (SEM, S-4700, Hitachi, Japan). Molecular weight distribution was determined using Gel Permeation Chromatography (GPC) equipped with a Waters 2414 refractive index detector, HPLC pump and three consecutive Styragel® columns. The eluent was PEO at a flow rate of 1 mL/min.

(3). KRT 단백질의 석시닐화(KRT-COOH)(3). Succinylation of KRT protein (KRT-COOH)

50mM PBS(pH 6-7) 100mL에 녹인 KRT(200mg) 용액에 PBS에 용해된 무수물 숙신산 25mg을 적가하였다. 생성된 혼합물을 실온에서 1시간 및 증류수(DW)에 대해 4시간 동안 교반하였다. 정제된 KRT-COOH을 동결 건조하고 나중에 사용할 때까지 -20℃에서 보관하였다.25 mg of succinic anhydride dissolved in PBS was added dropwise to a solution of KRT (200 mg) dissolved in 100 mL of 50 mM PBS (pH 6-7). The resulting mixture was stirred at room temperature for 1 hour and against distilled water (DW) for 4 hours. The purified KRT-COOH was lyophilized and stored at -20 °C until further use.

(4). EDC/NHS 커플링을 통한 KRT-FIB 전구체(KF 전구체)의 합성(4). Synthesis of KRT-FIB precursor (KF precursor) via EDC/NHS coupling

일련의 KRT-FIB 전구체(KF 전구체)를 합성하기 위하여, 다른 양의 KRT-COOH(0, 5, 10, 30, 60 mg)가 EDC/NHS의 존재하에 활성화되었다. 먼저 EDC 19.25mg을 100mL PBS 중 KRT-COOH의 용액에 첨가하였다. 그런 다음 상기 혼합 용액에 22 mg의 설포-NHS를 첨가하고 실온에서 15분간 교반하였다. 62.5 μL의 2-메르카포에탄올을 적가하였다.To synthesize a series of KRT-FIB precursors (KF precursors), different amounts of KRT-COOH (0, 5, 10, 30, 60 mg) were activated in the presence of EDC/NHS. First, 19.25 mg of EDC was added to a solution of KRT-COOH in 100 mL PBS. Then, 22 mg of sulfo-NHS was added to the mixed solution and stirred at room temperature for 15 minutes. 62.5 μL of 2-mercaptoethanol was added dropwise.

이어서, 10X PBS(5ml)을 첨가하여 생성된 혼합물의 pH를 7.0으로 조정하고, FIB 100mg을 실온에서 교반하면서 상기 혼합 용액에 첨가하였다. 반응을 2시간 동안 진행시키고 Tris를 첨가하여 ??칭하였다.Then, the pH of the resulting mixture was adjusted to 7.0 by adding 10X PBS (5 ml), and 100 mg of FIB was added to the mixed solution while stirring at room temperature. The reaction proceeded for 2 hours and was quenched by the addition of Tris.

1N NaOH를 첨가하여 상기 ??칭된 용액의 pH를 8.0으로 증가시켰다. 생성된 KF 전구체 용액을 MWCO=25,000g/mol인 투석막(Spectrum Laboratories Inc., Rancho Dominguez, CA, USA)에 놓고 3일간 투석하였다. 그런 다음 정제된 KF 전구체를 동결건조하고, 나중에 사용할 때까지 -20℃에서 보관하였다.1N NaOH was added to increase the pH of the quenched solution to 8.0. The resulting KF precursor solution was placed on a dialysis membrane (Spectrum Laboratories Inc., Rancho Dominguez, CA, USA) with MWCO = 25,000 g/mol and dialyzed for 3 days. The purified KF precursor was then lyophilized and stored at -20 °C until further use.

(5). KRT-FIB 지혈성 생체물질(KFS)의 제조(5). Manufacture of KRT-FIB hemostatic biomaterial (KFS)

상이한 KRT 함량(KF-1, 3, 6)을 갖는 상응하는 KF 전구체(KF-1, 3, 6)를 사용하여 일련의 KRT-FIB 지혈제(KFS-1, 3, 6)를 제조하였다. 우선 각 KF 용액 전구체(20mg/mL), THR(10IU/mL) 및 CaCl2(2.5mg/mL)를 준비하였다.A series of KRT-FIB hemostatic agents (KFS-1, 3, 6) were prepared using the corresponding KF precursors (KF-1, 3, 6) with different KRT contents (KF-1, 3, 6). First, each KF solution precursor (20mg/mL), THR (10IU/mL) and CaCl 2 (2.5mg/mL) were prepared.

상기 두 물질을 섞은 후 -70℃에서 동결 건조하였다. 대조군으로 FIB 지혈제를 상기 FIB 용액(20 mg/mL)과 동일한 방법에 따라 제조하였다.After mixing the above two materials, it was freeze-dried at -70 ℃. As a control, an FIB hemostatic agent was prepared according to the same method as the FIB solution (20 mg/mL).

(6). 접촉각 측정(6). contact angle measurement

접촉각 측정은 주변의 온도(22-25℃) 및 상대 습도(20-40%)에서 VCA Optima XE로 수행되었다. 교차 오염을 방지기 위하여 각 시험 액체에 대해 전용의 시험용 주사기를 사용하였다. 2 μL의 액체 방울이 주사기의 끝부분에 형성되어 시료 표면에 조심스럽게 증착되었다.Contact angle measurements were performed with a VCA Optima XE at ambient temperature (22-25 °C) and relative humidity (20-40%). To prevent cross-contamination, a dedicated test syringe was used for each test liquid. A drop of 2 μL was formed at the tip of the syringe and carefully deposited on the sample surface.

주사기를 빼내고, 전하가 결합된 카메라에 의해 3초 이내에 액침(liqiud depostion)의정지 접촉각 이미지를 촬영하였다. 공급업체에서 제공한 소프트웨어로 접촉각을 계산하였다. 보고된 접촉각 값은 5-8 반복에 근거한다.The syringe was withdrawn, and a static contact angle image of liquid immersion (liqiud depostion) was taken within 3 seconds by a camera coupled to the charge. The contact angle was calculated with the software provided by the supplier. Reported contact angle values are based on 5-8 repetitions.

(7). 혈액 응고 지수(7). blood clotting index

혈액 응고 지수(BCI)는 Shih et al.에 의해 수정된 방법에 따라 수행되었다. 먼저 FIBS, KFS, Tachosil® 지혈제를 1.0 × 1.0 × 0.1 cm3 입방체로 잘라 바이알에 넣고, 37℃에서 5분 동안 예열하였다.Blood coagulation index (BCI) was performed according to the method modified by Shih et al. First, FIBS, KFS, and Tachosil® hemostatic agents were cut into 1.0 × 1.0 × 0.1 cm 3 cubes, put into vials, and preheated at 37° C. for 5 minutes.

두번째로, 200μL의 혈액을 즉시 드레싱에 떨어뜨렸다. 세번째로 시료를 37℃에서 2분 동안 배양한 후, 총 50mL의 탈이온수를 첨가하고 50rpm에서 10분 동안 흔들어 clot에 달라붙지 않은 적혈구(RBC)를 용해시켰다.Second, 200 μL of blood was immediately dripped onto the dressing. Thirdly, after incubating the sample at 37°C for 2 minutes, a total of 50 mL of deionized water was added and shaken at 50 rpm for 10 minutes to dissolve red blood cells (RBC) that did not adhere to the clot.

생성된 헤모글로빈 용액 시료의 흡광도는 Jasco V-630 분광광도계(Jasco Company, JPN)으로 540 nm에서 측정되었다. 5.0mL의 탈이온수 중의 200μL의 응고된 전혈(whole blood)의 흡광도를 비교로 사용하였다.The absorbance of the resulting hemoglobin solution sample was measured at 540 nm with a Jasco V-630 spectrophotometer (Jasco Company, JPN). The absorbance of 200 μL of coagulated whole blood in 5.0 mL of deionized water was used for comparison.

마지막으로 하기 식을 사용하여 FIBS, KFS, Tachosil® 시료를 계산하였다.Finally, the FIBS, KFS, and Tachosil® samples were calculated using the formula below.

Figure pat00001
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(8). 세포 생존력(cell viability)(8). cell viability

Live/dead 분석을 사용하여 캡슐화된 HDF 세포의 생존 가능성을 조사하기 위하여 Live/dead assay가 사용되었다. 시료의 캡슐화 직후 및 3일 후 배양후의 시료를 37℃에서 30분 동안 calcein-AM/ethidium homodimer 용액에서 배양하였다.A Live/dead assay was used to examine the viability of encapsulated HDF cells using the Live/dead assay. Immediately after the encapsulation of the sample and after 3 days of incubation, the sample was incubated in a calcein-AM/ethidium homodimer solution at 37°C for 30 minutes.

calcein-AM/ethidium homodimer Live/dead assay를 사용하여 제조업체의 지침에 따라 세포 생존력을 정량화하였다. 세포 형태는 형광 현미경(IX71; Olympus Life Life Science; Tokyo, Japan)을 사용하였다.Cell viability was quantified using the calcein-AM/ethidium homodimer Live/dead assay according to the manufacturer's instructions. Cell morphology was examined using a fluorescence microscope (IX71; Olympus Life Life Science; Tokyo, Japan).

(9). 공초점 레이저 스캐닝 현미경(CLSM)(9). Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM)

HDF 세포를 지혈성 생체물질에 접종하였다. 3일 배양 후 캡슐화 세포를 고정하고, rhodamine-phalloidin (Invitrogen) 및 2-(4-아미디노페닐)-1H 인돌-6-카르복사미딘(DAPI)으로 염색하여 F-액틴 필라멘트와 세포 핵을 각각 시각화하였다.HDF cells were inoculated into hemostatic biomaterials. After 3 days of culture, the encapsulated cells were fixed and stained with rhodamine-phalloidin (Invitrogen) and 2-(4-amidinophenyl)-1H indole-6-carboxamidine (DAPI) to reveal F-actin filaments and cell nuclei, respectively. visualized.

Airyscan 2(Carl Zeiss, Jena, Germany)와 함께 LSM 980을 사용하여 형광 이미지를 얻었다. 40x 대물렌즈와 슬라이스 두께 및 총 두께 205μm를 가진 침지 렌즈로 imaging setup을 측정하였다.Fluorescence images were obtained using an LSM 980 with an Airyscan 2 (Carl Zeiss, Jena, Germany). The imaging setup was measured with a 40x objective and an immersion lens with a slice thickness and total thickness of 205 μm.

형광 방출 강도를 사용하여 전체 부피의 하이드로겔 이미지를 얻고, 이미지 가공 소프트웨어((ZEN black software, Germany)를 사용하여 3D 볼륨으로 결합시켰다.Full-volume hydrogel images were obtained using fluorescence emission intensity and combined into 3D volumes using image processing software (ZEN black software, Germany).

(10). 통계 분석(10). statistical analysis

통계 분석은 유의성을 위한 Tukey’s post-hoc analysis와 함께 일원 분산 분석(ANOVA)에 의해 수행되었다. 0.05보다 작은 p-값은 통계적으로 유의한 것으로 간주되었다. 레올로지 및 이미지 분석을 위하여, Origin(Origin Software, San Diego, CA)에서 통계적 유의성을 분석하였다.Statistical analysis was performed by one-way analysis of variance (ANOVA) with Tukey's post-hoc analysis for significance. A p-value less than 0.05 was considered statistically significant. For rheological and image analysis, statistical significance was analyzed in Origin (Origin Software, San Diego, CA).

2. 실험 결과2. Experimental results

(1). KRT-FIB 전구체(KF)의 합성(One). Synthesis of KRT-FIB precursor (KF)

인간의 모발 유래 KRT 단백질은 먼저 석시닐화되어 말단 작용기로 카르복실산을 도입한다. 생성된 KRT-COOH의 카르복실기는 EDC/NHS 반응을 통해 FIB 상의 아민기에 결합을 가능하게 한다.The human hair-derived KRT protein is first succinylated to introduce a carboxylic acid as a terminal functional group. The carboxyl group of the resulting KRT-COOH enables bonding to the amine group on FIB through the EDC/NHS reaction.

KRT와 FIB의 다양한 몰비로 일련의 KF 전구체를 제조하고, KRT:FIB가 1:1, 3:1 및 6:1 몰비인 KF-1, KF-3 및 KF-6으로 약칭하였다.A series of KF precursors were prepared with various molar ratios of KRT and FIB and were abbreviated as KF-1, KF-3 and KF-6 with KRT:FIB in 1:1, 3:1 and 6:1 molar ratios.

GPC 분석은 피브리에 대한 최대의 케라틴 조성비가 6:1로 측정되었고, 합성된 폴리머의 분자량이 변한다는 것을 보여주었다(도 2의 a 참조). 반응 중 KT 전구체의 분자량의 변화를 연구하기 위하여 GPC 분석이 수행되었다(도 2 a 참조).GPC analysis showed that the maximum composition ratio of keratin to fibri was determined to be 6:1, and the molecular weight of the synthesized polymer varied (see Fig. 2a). GPC analysis was performed to study the change in molecular weight of the KT precursor during the reaction (see FIG. 2 a).

열분석을 통한 열안정성 분석: 피브리노겐, 케라틴, 케라틴-피브리노겐, 5mg의 비교 물질 및 5mg의 시료를 각각 알루미늄 셀에 넣고, 50ml/min으로 흘려보냈다. 동일한 조건으로 비교 물질과 시료의 온도를 변화시켜 실온에서 600℃까지 분당 10℃로 가열하였다. 물질의 온도 차이를 계속적으로 측정하고, 두 물질의 온도 변화에 따른 중랭 손실 변화를 비교하였다.Thermal stability analysis through thermal analysis: Fibrinogen, keratin, keratin-fibrinogen, 5 mg of the comparative material and 5 mg of the sample were each put into an aluminum cell and flowed at 50 ml/min. The temperature of the comparative material and the sample was changed under the same conditions and heated at 10 °C per minute from room temperature to 600 °C. The temperature difference of the materials was continuously measured, and the change in mid-cooling loss according to the temperature change of the two materials was compared.

실온에서 600℃까지 열을 가하고, 두 물질을 비교하고 측정하였다. 결합된 KFS가 더 고열에서 변화하는 안정적인 구조적 특성을 가지는 것으로 나타났다(도 2의 b 참조).Heat was applied from room temperature to 600° C., and the two materials were compared and measured. It was shown that the combined KFS has stable structural properties that change at higher temperatures (see Fig. 2b).

(2). 최적화된 중량비를 갖는 KFS-6의 생체물질 구조 및 흡수 특성 (2). Biomaterial structure and absorption characteristics of KFS-6 with optimized weight ratio

SEM 이미지는 비다공성인 FIBS와 비교하여 KFS가 10~100μm 직경의 고다공성 구조(>95% 공극율)를 갖는다는 것을 보여준다(도 3 참조). 이러한 결과는 KFS 지혈성 생체물질의 흡수율은 지혈제의 다공성 형태에 크게 의존한다는 것을 나타낸다.SEM images show that compared to non-porous FIBS, KFS has a highly porous structure (>95% porosity) with a diameter of 10-100 μm (see Fig. 3). These results indicate that the absorption rate of KFS hemostatic biomaterials is highly dependent on the porosity of the hemostatic agent.

기공 구조 및 기공 표면의 주사전자현미경 사진은 케라틴 결합 지혈제가 기존의 피브린 지혈제보다 균일한 기공을 갖는 내부 구조를 발달시킨다는 것을 보여주었다.Scanning electron micrographs of the pore structure and pore surface showed that the keratin-binding hemostat developed an internal structure with more uniform pores than the conventional fibrin hemostat.

(3). 최적화된 제형을 갖는 흡수성 KFS의 특성화(3). Characterization of Absorbable KFS with Optimized Formulation

표면의 접촉각을 측정하여 혈액 흡수능을 평가하였다. 도 4에서 보는 바와 같이, 케라틴의 가교 몰비가 낮을수록 접촉각이 낮아졌고, 특히 KFS-6 시료에서 53.96°±1.1°로 낮았다.The blood absorption capacity was evaluated by measuring the contact angle of the surface. As shown in FIG. 4 , the lower the molar ratio of keratin cross-linking, the lower the contact angle, especially in the KFS-6 sample, as low as 53.96° ± 1.1°.

이러한 우수한 친수성과 흡수성은 지혈제를 사용하여 출혈을 멈추고 창상 치유를 촉진하는데 도움이 된다.This excellent hydrophilicity and absorbability is helpful in stopping bleeding and promoting wound healing when used as a hemostatic agent.

최적화된 KFS-6 지혈제는 우수한 것으로 입증되었다. 개발된 지혈제는 친수성 표면으로 변형되어 액체를 흡수하는 특성을 개선하고, 혈소판, 적혈구 및 출혈 부위의 혈액 내 응고 인자는 상처 부위에 응집된다.The optimized KFS-6 hemostat proved to be superior. The developed hemostatic agent is modified into a hydrophilic surface to improve the property of absorbing liquid, and platelets, red blood cells, and coagulation factors in the blood at the bleeding site are aggregated at the wound site.

(4). 최적화된 제형을 갖는 KFS의 인 비트로 지혈 및 생체적합성(4). In vitro hemostasis and biocompatibility of KFS with optimized formulation

최적화된 KFS-3 및 KFS-6 시료는 우수한 것으로 입증되었다. 2분 이내에 혈액이 완전히 응고되었다(도 5의 a 참조). 기존의 지혈 제품의 지혈 성능을 평가하는 방법으로서, 응고시간은 돼지와 같은 대형동물의 모델이나 혈액을 이용하여 측정되었다.The optimized KFS-3 and KFS-6 samples proved superior. Blood coagulated completely within 2 minutes (see Fig. 5a). As a method for evaluating the hemostatic performance of existing hemostatic products, the coagulation time was measured using blood or a large animal model such as a pig.

따라서, 동물 모델은 혈액 응고 및 피브린 분해에 관한 연구에 널리 사용된다. 본 발명에서, 구연산 나트륨이 보충된 돼지 혈액이 지혈능을 평가하기 위하여 사용되었다.시험받은 지혈제 Tachosil®보다 용혈 지수가 낮았고, 케라틴 가교 밀도에 의존적이었다(도 5의 c 참조). Therefore, animal models are widely used in studies on blood coagulation and fibrin degradation. In the present invention, pig blood supplemented with sodium citrate was used to evaluate the hemostatic ability. The hemolytic index was lower than that of the tested hemostatic agent Tachosil® and was dependent on the density of keratin cross-links (see Fig. 5c).

KFS는 실제로 더 우수한 지혈 특성을 제공하였다(도 5의 d 참조). 이것은 표면에 다공성 구조를 형성허고 흡수를 증가시키며 보다 우수한 접촉을 제공하는 것에 의해 다른 시험받은 Tachosil®보다 케라틴이 혈소판 응고에 더 효과적이라는 것을 보여준다(도 5의 f 참조). KFS actually provided better hemostatic properties (see Fig. 5d). This shows that keratin is more effective in platelet coagulation than the other tested Tachosil® by forming a porous structure on the surface, increasing absorption and providing better contact (see Fig. 5 f).

따라서, 이러한 발견은 새로운 지혈 재료 개발을 위한 잠재적인 미래의 방향을 열어준다.Thus, these findings open up potential future directions for the development of new hemostatic materials.

(5). 케라틴 결합 피브린 지혈제 세포독성 연구에서의 HDF 생존력 (5). HDF viability in keratin-binding fibrin hemostat cytotoxicity studies

지혈성 생체물질은 인체 체액과 직접 접촉하는 의료용 재료이고, 세포독성 시험을 통한 생물학적 안전성의 검증이 필수적이다. 인간 진피 섬유아세포(HDF)의 배양 환경에서 지혈성 생체물질의 세포 독성을 정성적으로 평가하였다(도 6 참조). Hemostatic biomaterials are medical materials that come in direct contact with human body fluids, and verification of biological safety through cytotoxicity testing is essential. The cytotoxicity of hemostatic biomaterials was qualitatively evaluated in the culture environment of human dermal fibroblasts (HDF) (see FIG. 6).

FIBS, 2.5 mg/mL CaCl2 및 10 unit/mL 트롬빈을 함유하는 KFS 지혈제에 봉입된 세포는 배양 48시간 이후에서도 높은 생존력을 보였다.Cells encapsulated in KFS hemostat containing FIBS, 2.5 mg/mL CaCl 2 and 10 unit/mL thrombin showed high viability even after 48 hours of culture.

3. 결론3. Conclusion

본 발명에 따른 지혈제 조성물의 유효성분인 케라틴과 피브리노겐이 결합되어 있는 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔은 흡수 및 지혈 특성이 개선되었으며, 강도는 선행기술에서 연구된 피브린 지혈성 생체물질보다 훨씬 우수하고, 다양한 크기와 모양을 가지고 있다. The keratin-binding fibrinogen hydrogel in which keratin and fibrinogen, which are active ingredients of the hemostatic composition according to the present invention, are combined, has improved absorption and hemostatic properties, and its strength is far superior to the fibrin hemostatic biomaterials studied in the prior art, and has various sizes. and has a shape

본 발명에 따른 지혈제 조성물은 주로 조직 결합에 관여하고, 물리적인 작용을 통해 혈액응고 성분의 손실 없이 활성화되도록 도와준다. 특히 케라틴은 혈소판 부착력을 활성화시켜 1차적인 지혈 효과를 가지면, 상기 부착 성분인 트롬빈과 피브리노겐은 생리적 지혈 과정 및 지혈의 마지막 단계이며, 조직을 고정시키는 역할을 한다. The hemostatic composition according to the present invention is mainly involved in tissue bonding and helps to activate blood coagulation components without loss through physical action. In particular, keratin activates platelet adhesion to have a primary hemostatic effect, and the adhesion components, thrombin and fibrinogen, are the physiological hemostasis process and the final stage of hemostasis, and serve to fix tissues.

또한, 본 발명에 따른 지혈제 조성물은 피브린과 가교된 케라틴의 밀도가 환자의 상처 모양을 맞춤화하여 의료 환경에 적합한 드레싱을 창조해 내는 잇점을 갖는다.In addition, the hemostatic agent composition according to the present invention has the advantage of creating a dressing suitable for a medical environment by customizing the shape of a patient's wound with the density of fibrin and crosslinked keratin.

따라서, 본 발명에 따른 지혈제 조성물은 시술 전 사전 준비가 필요 없고, 시술 시간이 단축되며 감염을 최소화함으로써, 지혈 시간을 단축하고 치료비를 낮추는 잇점을 가지고 있다.Therefore, the hemostatic agent composition according to the present invention has advantages of shortening the hemostasis time and lowering the treatment cost by eliminating the need for preparation before the procedure, shortening the procedure time and minimizing infection.

이상으로 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. As above, specific parts of the content of the present invention have been described in detail, and for those skilled in the art, these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. It will be clear.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Accordingly, the substantial scope of the invention will be defined by the appended claims and their equivalents. Simple modifications or changes of the present invention can be easily used by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be considered to be included in the scope of the present invention.

Claims (9)

케라틴과 피브리노겐이 결합되어 있는 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 유효성분으로 포함하는 지혈제 조성물.
A hemostatic composition comprising, as an active ingredient, a keratin-binding fibrinogen hydrogel in which keratin and fibrinogen are bound.
제1항에 있어서, 상기 케라틴은 인모 유래인 것을 특징으로 하는 지혈제 조성물.
The hemostatic composition according to claim 1, wherein the keratin is derived from human hair.
제1항에 있어서, 상기 케라틴과 피브리노겐이 3~6 : 1의 몰비로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 지혈제 조성물.
The hemostatic composition according to claim 1, wherein the keratin and fibrinogen are combined in a molar ratio of 3 to 6:1.
제3항에 있어서, 상기 케라틴과 피브리노겐이 6 : 1의 몰비로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 지혈제 조성물.
The hemostatic composition according to claim 3, wherein the keratin and fibrinogen are combined in a molar ratio of 6:1.
제1항에 있어서, 상기 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 상기 지혈제 조성물의 전체 중량 대비 0.01~50 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 지혈제 조성물.
The hemostatic composition according to claim 1, wherein the keratin-binding fibrinogen hydrogel comprises 0.01 to 50% by weight based on the total weight of the hemostatic composition.
케라틴과 피브리노겐이 결합되어 있는 케라틴 결합 피브리노겐 하이드로겔을 혈액의 지혈에 사용하는 방법.
A method of using keratin-binding fibrinogen hydrogel in which keratin and fibrinogen are combined for blood hemostasis.
제6항에 있어서, 상기 케라틴은 인모 유래인 것을 특징으로 하는 방법.
7. The method according to claim 6, wherein the keratin is derived from human hair.
제6항에 있어서, 상기 케라틴과 피브리노겐이 3~6 : 1의 몰비로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 6, wherein the keratin and fibrinogen are combined in a molar ratio of 3 to 6:1.
제6항에 있어서, 상기 케라틴과 피브리노겐이 6 : 1의 몰비로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 6, wherein the keratin and fibrinogen are combined in a molar ratio of 6:1.
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