Journal of Periodontal and Implant Science

Korean Academy of Periodontology (대한치주과학회)
권호 표지

Tissue Engineered Bone Formation Using Porous Chitosan and Chitosan/Tricalcium Phosphate Matrices

Chitosan 및 Chitosan/Tricalcium Phosphate 다공성 기질을 이용한 조직공학적 골형성에 관한 연구

  • Lee, Yong-Moo (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Choi, Sang-Mook (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Park, Yoon-Jeong (Department of Industrial Pharmacy, College of Pharmacy, Ewha Womans University) ;
  • Lee, Seung-Jin (Department of Industrial Pharmacy, College of Pharmacy, Ewha Womans University) ;
  • Ku, Young (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University) ;
  • Chung, Chong-Pyoung (Department of Periodontology, College of Dentistry, Seoul National University)
  • 이용무 (서울대학교 치과대학 치주과학교실) ;
  • 최상묵 (서울대학교 치과대학 치주과학교실) ;
  • 박윤정 (이화여자대학교 약학대학 물리약학교실) ;
  • 이승진 (이화여자대학교 약학대학 물리약학교실) ;
  • 구영 (서울대학교 치과대학 치주과학교실) ;
  • 정종평 (서울대학교 치과대학 치주과학교실)
  • Published : 1998.12.31
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Abstract

chitosan은 골치유증진 및 골세포의 분화를 촉진하는 것으로 알려진 천연의 생분해성 고분자이다. 이연구에서는 chitosan 및 chitosan/tricalcium phosphate(TCP) 다공성 기질을 제조하여 골이식재 및 조직공학적 골형성을 위한 3차원적 세포배양 지지체로서의 가능성을 평가하고자 하였다. chitosan 용액 및 TCP가 포함된 chitosan 용액을 동결건조함으로써 소공의 크기가 $100-200{\mu}m$인 스폰지형태의 chitosan 및 chitosan/TCP 다공성 기질을 제작하였다. 골이식재로서의 효과를 평가하기 위하여 백서의 두개골 결손부에 제작된 chiosan 및 chitosan/TCP 다공성 기질을 각각 이식하고 2주 및 4주 후에 동물을 희생하여 조직학적으로 치유양상을 관찰하였다. 조직공학적 골형성을 위한 세포배양 지지체로서의 가능성을 평가하기 위하여 백서 태자의 두개골에서 분리된 골아세포를 chitosan 및 chitosan/TCP 다공성 기질에 각각 접종하고 56일간 배양하면서 각 기간 별로 세포수, 염기성 인산효소 활성, 축적된 calcium의 양을 측정하였고 배양된 세포-기질 혼합체를 광학현미경 및 주사전자현 미경하에서 조직학적 관찰을 시행하였다. 백서 두개골결손부에 이식된 chitosan 및 chiosan/TCP 다공성 기질은 별다른 이물반응 없이 자연 분해되면서 신생골조직 내에 매립되었으며 이식하지 않은 대조군에 비해 유의하게 높은 신생골형성 효과를 나타내어 우수한 골전도성이 있음이 확인되었다. 신생골형성 양상이나 형성된 양에 있어서 두 가지 기질간의 유의한 차이는 없었다. 골아세포-기질 혼합체의 배양결과, 접종후 배양 28일 경과 시까지 골아세포수는 지속적으로 증가하다가 이후에는 5 8일까지 성장정도가 둔화되었다. 염기성 인산효소의 활성 및 calcium 축적량은 접종후 배양시간경과에 따라 56일까지 지속적으로 증가하였다. 세포수 및 염기성 인산효소의 활성에서 두 기질간의 유의한 차이는 없었고, calcium 축적량에 있어서는 chitosan/TCP 기질에서 유의하게 높았고 증가속도도 컸다. 배양된 골아세포가 접종된 다공성 기질의 조직학적 관찰결과, 골아세포는 다공성 기질에 잘 부착하여 중층의 형태로 성장하면서 광화된 골기질을 형성함이 관찰되었다. 배양 14일부터 작은 골편형태의 골형성이 기질 표면에 부착되어 관찰되었고, 배양기간이 길어짐에 따라 성장하여 배양 56일째에는 상당한 양의 광화된 골질이 형성됨이 관찰되었다. 배양 56일 경과후의 광화된 골질의 양은 chitosan/TCP 기질에서 더 많았다. 이 연구의 결과, chitosan 및 chitosan/TCP 다공성 기질이 골이식재로서 뿐만 아니라, 조직공학적 골형성에 적용되는 골아세포의 배양을 위한 3차원구조의 세포지지체로 이용되어 골재생술식에 유용한 생체재료로 활용될 수 있음이 확인되었다.

Keywords