본 연구에서는 생체 적합성이 뛰어난 HA가 고분자와의 낮은 친화성을 개선하기 위하여 HA를 화학적으로 개질하여 고분자와의 친화성을 높이는 연구를 수행하였다. 결과에서 나타나 바와 같이 효과적으로 개환중합을 이용하여 HA를 효과적으로 개질하였고 고분자와의 복합재료에 대한 특성을 고찰 하였다.
연구목적: 본 연구의 목적은 glass ionomer cement (GIC)와 혼합된 mineral trioxide aggregate (MTA)의 생체친화성을 평가하고 이것을 MTA, GIC, IRM, SuperEBA와 비교해보는 것이다. 연구 재료 및 방법: 재료의 세포독성을 평가하기 위해 MG-63세포를 이용해 주사전자 현미경 관찰과 XTT assay를 실시하였다. 결과: 주사전자 현미경 관찰에서는 GIC와 혼합한 MTA, MTA, GIC의 표면에서 세포질 돌기를 가진 많은 세포들이 밀집되고 융합된 형태로 관찰되었다. 반면 IRM과 SuperEBA에서는 세포들의 수가 적고 둥근 양상을 보여주었다. XTT assay에서는 GIC와 혼합한 MTA에서의 세포 활성도는 모든 시점에서 MTA 또는 GIC와 유사하였다. 반면 IRM과 SuperEBA에서는 모든 시점에서 세포활성도가 다른 그룹에 비해 유의하게 더 낮았다. 결론: 본 연구에서 GIC와 혼합된 MTA는 MTA, GIC와 유사한 세포 반응을 나타냈다. 이것은 GIC와 혼합된 MTA가 MTA, GIC와 마찬가지로 좋은 생체친화성을 가진 재료라는 것을 시사한다.
전기방사를 이용하여 나노섬유를 제조하려는 많은 연구가 진행되고 있다. 고분자 재료 측면에서 피브로인, 키토산, 콜라겐 등 천연고분자는 생분해성, 생체적합성, 환경친화성이 뛰어나 이들을 나노섬유소재로 개발할 경우 의료용소재 뿐만아니라 생명공학소재로서의 이용가능성이 크다. 특히, 실크피브로인은 생체적합성, 산소투과능, 세포부착능 둥 생체재료로서의 성능뿐만 아니라 우수한 물성과 기계적 성질을 가지고 있으므로 다양한 형태로 성형화시킴으로써 소재 성능을 높일 수 있다. (중략)
조직공학의 중요한 요소로 작용하는 scaffold는 여러 가지 필수적인 조건들을 만족시켜야 한다. 대표적인 특징들로는 (1)생분해성 및 비독성, (2)넓은 표면적을 갖는 상호 연결된 내부 다공성 구조, (3)구조적 안정성, (4)세포부착 기질의 제공, (5)낮은 면역 반응성, (6)혈전 형성 억제, (7)친수성, (8)생체 기능성 등을 들 수 있다. 이러한 scaffold가 갖추어야 할 특성 중에서 세포 부착 기질 제공을 위하여 scaffold에 표면 개질을 통한 기능기를 도입하였다. 본 연구에서는 BCP scaffold의 구조적 안정성 부여를 위하여 PCL(polycaprolactone)을 infiltration 하였다. PCL은 소수성의 특징을 갖고 있어 세포와 상호작용 할 수 있는 생물학적 반응기가 없기 때문에 세포와의 친화성이 떨어진다. 세포의 친화성을 높여주기 위해 실리콘의 전구체인 TEOS(tetraethly orthosilicate)를 코팅하고, 그 위에 카복실기(carboxylic acid group)를 도입하였다. 또한 세포의 고정화를 높여주기 위해 fibronectin을 코팅하여 BCP/PCL scaffold의 세포 친화성을 높여주었다. 이와 같이 제조된 고기능성 BCP/PCL scaffold의 내부 구조와 특성을 Micro-CT로 확인하였고, 또한 실리콘 코팅 여부를 확인하기 위하여 SEM-EDS를 통해 관찰하였으며, FT-IR 관찰을 통해 카복실기 도입 여부를 확인 하였다. 또한 생체적합성 평가를 위해 MTT assay, 조골세포의 부착에 미치는 영향을 관찰하기 위해 SEM, 조골세포의 유전자 발현에 미치는 영향을 관찰하기 위해 RT-PCR을 통해 확인 하였다.
본 연구에서는 스틸 헤어커터와 비교하여 절삭성, 내식성 내마모성이 우수하고 생체친화성이 뛰어난 소재인 지르코니아($ZrO_2$)를 원료로 하는 헤어커터 개발을 위하여 설계, 성형, 소결, 연마가공 최적화를 통해 두께 0.253mm의 초박형 지르코니아 커터를 제작하였다. 커터 시편을 전자주사현미경(SEM)으로 관찰한 결과, 성형성과 절삭면 가공이 양호한 것으로 나타났으며, 절단시험을 통해 상품성이 충분한 것으로 평가되었다. 본 지르코니아 커터 가공기술 연구결과를 이용하여 면도기, 여성용 제모기, 눈썹정리기 등 고부가가치 미용기구 개발에 활용 될 수 있다.
Hydroxyapatite(HAp)는 인체의 뼈를 구성하는 주성분으로 생체친화성, 단백질 흡착성, 항균성 등이 우수하여 정형외과 분야의 골 대체제로 사용되어 오고 있다[3]. 하지만, HAp는 너무 딱딱하고 부서지기 쉬워 특별한 형태로의 성형이 어렵고, 이식된 부분으로부터 쉽게 떨어져 나오는 문제점을 갖고 있다[1,2] 따라서 HAp의 이러한 기계적인 특성을 보완할 수 있는 HAp/유기물질 복합소재 개발에 대한 관심이 증대되고 있다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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