배경: 혈관질환의 수술에 사용되는 인공 도관의 막힘과 문합부위의 좁아짐 등을 개선하기 위한 방법으로 조직공학적인 방법과 자가 세포를 이용한 인공혈관의 제작이 대안으로 대두되고 있다. 저자들은, 생흡수성이 있는 고분자 폴리머 지지체와 자가 골수세포를 이용한 인공혈관으로 생체실험을 시행하였다. 대상 및 방법: 생분해성 고분자 재료인 poly (lactide-co-${\varepsilon}$-caprolactone) (PLCL)과 poly(glycolic acid) (PGA) fiber로 혈관용 지지체를 제작한 후, 피실험 동물의 골수를 채취하여 혈관 내피 세포와 평활근 세포로 분열시켜 배양한 후 혈관 지지체위에 이식하였다. 만들어진 인공 혈관을 잡견의 복부대동맥에 이식한 후 3주 후에 혈관 조영술을 시행하고, 안락사 후에 혈관을 제거하여 조직학적 검사를 시행하였다. 결과: 6마리의 잡견 중 2마리에서 수술 후 10일에 혈관 지지체의 균열에 의한 대량 출혈로 사망하였다. 나머지 4마리의 잡견은 수술 후 3주까지 생존하였으며, 혈관 조영술상 혈관의 막힘이나 좁아짐은 발견되지 않았다. 인공 혈관의 내면은 작은 혈전들이 붙어 있었으며, 조직학 검사에서 정상 혈관과 유사한 3층의 구조를 나타내었다. 또한 면역화학 검사에서 혈관 내피세포와 혈관 평활근 세포가 재생된 것을 확인하였다. 결론: 고분자 폴리머와 자가 골수세포를 이용한 인공혈관은 생체 내에서 정상혈관과 유사한 모양으로 재생이 가능함을 보여주었다. 그러나, 동맥압력에 견디기 위해 혈관 지지체의 물성에 대한 개량과 충분한 양의 혈관 세포를 얻기 위한 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.
환경문제에 대한 관심이 증가함에 따라 지속가능한 소재에 대한 요구가 증가하고 있다. 전 세계적으로 커피는 가장 많이 소비되는 음료이며, 커피음료의 가공 및 소비로 발생하는 커피 부산물에는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌, 지질 및 생리활성물질 등이 풍부하지만 대부분 폐기되는 실정이다. 따라서, 많은 연구자들이 커피 부산물을 고부가가치 소재로 개발하기 위하여 노력하고 있다. 본 총설에서는 고분자/커피 은피 복합화 연구, 커피 은피로부터 셀룰로오스 추출 및 응용연구, 고분자/커피찌꺼기 복합화 연구, 커피찌꺼기로부터 셀룰로오스 추출 및 이를 활용한 연구, 커피찌꺼기로부터 지질 추출 및 이를 활용한 PHAs합성, 가소제로써 커피찌꺼기로부터 추출한 지질의 응용가능성 연구 등에 대하여 조사하였다. 선행 연구에서는 커피 부산물인 커피 은피 및 커피찌꺼기 자체를 고분자와 혼합하여 복합소재를 제조하고 물성을 평가하는 연구는 광범위하게 수행되고 있는 것으로 확인되었다. 하지만, 커피 은피 및 커피찌꺼기로부터 나노셀룰로오스를 추출하거나, 상대적으로 친수성인 커피 부산물과 소수성인 석유계 고분자 또는 생분해성 고분자와 복합화 시 상용성 개선과 관련된 커피 부산물의 표면 개질 및 상용화제 도입 등의 연구는 부족함을 확인하였다. 또한 커피 부산물로부터 추출한 지질을 활용하여 PHAs를 합성하는 연구가 일부 진행되고 있지만 합성된 PHAs를 활용하여 포장소재로의 제조 및 응용에 관한 추가적인 연구가 필요하다고 사료된다. 또한, 커피찌꺼기의 발생량 대비 국내외 관리방안 마련 및 제품 적용 시 안전성 평가방법에 관한 연구는 거의 실시되지 않아 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.
대표적인 친환경 소재인 바이오복합재(bio-composite)의 제조를 위해 기질 고분자로는 생분해성 고분자인 polybutylene succinate (PBS)를 그리고 충전제(filler)로는 대나무 분말(bamboo flour, BF)을 사용하였다. 본 연구에서는 BF의 함량 및 입자 크기가 바이오복합재의 기계적 점탄성적 특성 및 열적 특성에 미치는 영향을 평가하였는데 천연충전제인 BF의 첨가에 따라 인장강도는 감소하였지만 점탄성적 및 열적 특성은 고분자와의 상호작용을 통해 보다 안정적인 결과를 보였다. 또한, 소수성을 나타내는 PBS와 친수성인 BF 사이의 낮은 계면 결합이 바이오복합재의 물성 저하에 영향을 미친다는 사실이 확인되었다.
상처 치료는 전세계 인류에 영향을 미치는 보건 산업계의 관심사다. 당뇨병과 같은 대사증후군 유병률 증가로 상처에 의한 합병증의 위험이 높아지고 상처치유의 복잡함 때문에 상처의 치료와 관리가 어렵다. 전통적 상처 드레싱은 제한된 보호기능을 제공하며, 상처 드레싱의 치료 능력을 향상시키기 위해 생체고분자 기반의 드레싱들이 개발되고있다. 생체고분자는 생분해성이 뛰어나고 생체적합성이 좋으며 효과적인 상처 관리에 중요한 항균, 항염증, 지혈, 세포증식, 혈관성 활동 등 다양한 효과가 있다. 키토산, 셀룰로오스, 콜라겐, 히알루론산, 알긴산 등의 여러 생체고분자가 이미 상처치유제로 활용되고 있으며 생체고분자를 다른 고분자, 생체활성 분자 및 약물과 결합하여 생리학적 문제 없이 흉터를 최소화하는 새로운 상처 드레싱이 개발되고 있다. 본 논문에서는, 향후의 연구와 활용을 위한 현재의 생체고분자의 상처처리에 대해 알아보았다.
본 연구에서는 기존의 세포 치료제와 조직공학적 연골재생에 많이 사용되었던 연골세포의 문제점을 극복하고 보다 효율적인 연골 재생을 위한 생분해성 고분자(PGA)와 연골 전구세포를 이용해 동물모델에 적용하였다. 본 실험에서는 효과적으로 자연 연골조직과 유사한 연골 조직이 형성되었다. 장기간 추가보완 연구를 거친다면 연골 전구 세포를 이용한 연골조직 재생은 연골 손상 질환과 퇴행성 질환치료에 관련된 새로운 치료법으로 사용되어질 수 있을 것이다.
Ammonium limitation did not promote ply(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) production of Azotobacter vinelandii UWD. In acid phase, ammonium limitation during utilization of propionic acid and butyric acid led to 35% decrease in product yield. In glucose phase, both biomass yield and polymer yield decreased about 22% under ammonium limitation. However, in nitrogen-fixing culture glucose was consumed 25% faster and the final PHBV wt% decreased slightly. Under nitrogen limitation a portion of the carbon sources was used fro nitrogen fixation rather than biomass and polymer formation, resulting in a decrease in biomass yield and polymer yield.
합성 고분자의 생분해는 환경 보존이라는 측면에서 중요시 되고 있으며 봉합사나 bone fixation, 그리고 implant와 같은 의학적 응용면에서도 상당한 관심의 대상이 되어오고 있다 glycolic acid, L-lactic acid, $\varepsilon$-caprolactone에 근거하는 지방족 폴리에스터는 생분해성 봉합사로서 응용되고 있으나 여전히 열적, 기계적 가공특성과 같은 적정특성들이 부족하다.$^1$ 한편 폴리아마이드는 유사한 구조를 갖는 폴리에스터와 비교할 때에 상대적으로 높은 유리전이온도와 높은 융점을 가지고 있는 반면 높은 흡습성으로 인한 물성저하가 야기될 수 있다. (중략)
Characteristics of biodegradable polymers for mulching mat for seedling were investigated. The solvent solubility of polymers is highest in methylene chloride and chloroform. Tensile strength and breaking elongation of polymer dipped paper were increased to the 0.43-1.46 kN/m and the 0.03-0.26%, respectively. PLAs had showed lower glass transition temperature and melting point than those of polyester. As a result, PLA should be most suitable polymer for mulching mat manufacturing. After biodegradation of polymers by lipase, surface of polymers was change to more flat due to enzymatic degradation.
Characteristics of mixing biodegradable polymers and polymer impregnated paper for mulching mat for seedling were investigated. The mixed film of 70% PLA was most easily biodegradable. The surface of polymer films were changed to more rough due to enzymatic degradation of lipase. Tensile strength and breaking elongation of PLA mixed films were increased to the 0.04-0.31 kN/m and the 0.17-0.96%, respectively. With higher PLA contents, intensities of ester originated carboxyl group(about $1,748cm^{-1}$) were increased. Physical properties of prepared mulching mats were increased with PLA contents and stiffness of mulching mat was not so much changed.
Self-standing mesoporous bioactive glass/poly($\varepsilon$-caprolactone) composite thin films with good molding capability, bioactivity, and biocompatibility in vitro, which may find potential applications in tissue engineering and drug storage, were prepared using a combination of the sol-gel, polymer templating, and water casting method. The thickness of self-standing films was affected by the difference of dielectric constant between distilled water and organic solvent.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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