• 폴리머
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• 제28권5호
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• pp.382-390
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• 2004

생체적합성 천연재료 중 하나인 탈미네랄화된 골분 (demineralized bone particle, DBP)은 골형성단백질 (BMP)을 함유하고 있어 골수간엽줄기세포 (BMSCs)의 분화를 유도한다. 본 연구에서는 DBP를 함유한 폴리 락타이드 (PLA)와 락타이드-글리콜라이드 공중합체 (PLGA) 다공성 지지체를 용매 캐스팅/염추출법으로 제조하였고, 수은다공측정계 및 전자주사현미경을 이용하여 특성결정 하였다. BMSCs는 골분화 배지를 이용하여 조골세포로 분화시켜 Wright-Giemsa, Alizarin red, von Kossa 및 ALP 염색으로 확인하였다. DBP가 함유된 지지체와 DBP가 함유되지 않은 지지체에 BMSCs를 파종한 후 면역결핍 누드마우스의 피하에 삽입하여 이들의 골형성 정도를 비교하여 보았다. 제조한 지지체의 다공도는 $90.2\%$ 이상이었고 평균 다공크기도 69.1$\mu$m 이상이었다. BMSCs는 Wright-Giemsa, Alizarin red, von Kossa 및 ALP 염색결과 조골세포로 분화가 가능했으며, 동물실험을 수행한 결과 DBP가 함유된 지지체에서 칼슘침착 영역을 확인할 수 있었지만 DBP가 함유되지 않은 지지체에서는 칼슘침착 영역을 확인하지 못하였다. 결론적으로 DBP를 함유한 지지체에서 DBP와 BMSCs가 골형성에 중요한 요인으로 작용한다고 사료된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제41권2호
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• pp.160-169
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• 2008

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.

• 폴리머
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• 제36권3호
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• pp.357-363
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• 2012

Poly(L-lactic acid)(PLLA) 고분자 필름 및 지지체의 세포 친화성을 향상시키기 위하여 산소 플라즈마 처리후 카복실기를 함유한 아크릴산(AA)을 $in$ $situ$ 그래프트시켰다. Stimulated body fluid(SBF) 용액에 15일간 담지시킨 후 hydroxyapatite(HA)를 형성시킨 시료와 phosphate-buffered saline(PBS), fetal bovine serum(FBS), 식염수 및 세포 배양용 배지에 담지시킨 다음 PLLA 시료 표면의 접촉각을 비교해 본 결과, HA 표면이 가장 낮은 접촉각을 나타내었다. 또한 연골세포와 조골세포는 HA 표면 위에서 높은 점착과 성장을 보였으며 연골세포가 HA에 많은 영향을 받는 것으로 확인되었다. 조골세포의 경우 HA 표면 이외에도 FBS나 세포 배양배지에 담지된 표면에서도 높은 세포 증식을 보였다. 더욱이 필름형태보다는 3차원 입체 구조의 다공성 지지체에서 연골세포와 조골세포의 점착과 세포 증식이 향상됨도 확인할 수 있었다. 이러한 표면개질된 PLLA는 조직공학적으로 연골이나 뼈 재생을 위한 유-무기 하이브리드 지지체로 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1153-1159
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• 2015

최근 조직 공학 분야에서는 폴리카프로락톤(PCL), 수산화인회석, 삼인산칼슘, 이상인산칼슘(BCP), 지르코니아(Zirconia, $ZrO_2$) 와 같은 합성 생체폴리머와 생체세라믹 등은 다양한 생체 조직 또는 장기를 재생하는데 필요한 대체재로 사용되고 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 골 조직 재생을 위한 혼합된 $ZrO_2$/BCP/PCL(ZBP) 인공지지체의 특성을 관찰하기 위함이다. 단선 패터닝 실험의 결과를 토대로 내부연결성 있는 공극을 가지고 $45^{\circ}+135^{\circ}$ 타입과 격자타입의 새로운 복합 공극 패턴을 가지는 혼합된 ZBP 인공지지체는 폴리머 적층시스템에 의해 성공적으로 제작되었다. 뿐만 아니라 기계적 특성에 대한 ZBP 인공지지체의 효과를 분석하였다. 게다가 MG63 세포에 대한 ZBP 인공지지체의 세포 상호작용은 CCK-8 분석을 이용함으로써 평가되었다.

• 폴리머
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• 제27권3호
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• pp.226-234
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• 2003

이프리플라본은 이소플라본의 파생물로서 골의 재흡수를 방지하여 골의 재형성을 방해함으로써 골 형성에 도움을 준다. 이프리플라본은 칼슘의 양을 안정적으로 증가시킴과 함께 골수 줄기 세포의 작용으로 세포층에 칼슘을 침착시킨다. 조직공학적 골을 형성시키기 위해 락타이드-글리를라이드 공중합체 (PLGA)에 이프리플라본을 함유시킨 지치체를 용매 캐스팅/염 추출법으로 제조하였다. 수은 다공도계, 주사 전자 현미경, 시차 주사 열량계, X선 회절기를 이용하여 특성결정을 수행하였고, 이프리플라본이 함유된 지지체와 이프리플라본이 함유되지 않은 지지체를 면역이 결핍된 쥐의 피하에 삽입하여 이들의 골 형성을 비교하였다. 조직을 hematoxylin & eosin, 본쿠사 염색과 면역화학적 염색법인 콜라겐 I 형과 오스테오칼신 염색을 하였다. 이프리플라본이 함유된 담체의 다공도는 91.7% 이상이었고, 평균 다공 크기도 101 $\mu\textrm{m}$였다. PLGA로만 제조된 지지체와 이프리플라본을 50% 함유시킨 지지체를 동물 실험을 수행한 결과 이프리플라본은 피하 층과 다른 연조직에서 미분화 줄기 세포가 칼슘 침착, 골아 세포, 골상으로의 유도에 더 많은 영향을 주는 것을 관찰하였다. 결론적으로 이프리플라본을 함유한 지지체에서 이프리플라본이 골형성에 중요한 요인으로 작용한다고 사료된다.

• 폴리머
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• 제35권5호
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• pp.378-384
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• 2011

실크 피브로인은 생체적합성과 비독성 및 비면역 특성을 갖는 생분해성 천연고분자로서, 콜라겐의 가수분해로부터 유래되는 천연물질인 젤라틴을 이용하여 실크 피브로인/젤라틴 지지체를 제조하였다. 지지체의 최적화 조건을 찾기 위하여 실크 피브로인의 양과 젤라틴 및 글루타알데히드의 농도를 다르게 하여 제조하였다. 실크 피브로인/젤라틴 지지체는 SEM과 DSC 및 수분흡수성 평가를 통해 특성분석을 하였으며 세포생존율 및 증식률은 WST 방법을 통해 평가되었다. 이 결과 실크 피브로인 0.3 g 지지체에 8% 젤라틴 및 1% 글루타알데히드를 함유한 지지체에서 세포 부착 및 증식을 위해 가장 적합한 특성을 제공한다고 제안되었다. 결과적으로, 실크 피브로인/젤라틴 지지체는 잠재적인 세포 전달체 및 조직공학을 위한 구조 기반역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 폴리머
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• 제34권5호
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• pp.398-404
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• 2010

본 연구팀은 DBP를 함침시킨 물성이 서로 다른 스폰지와 PLGA 지지체를 제작한 후 세포 부착, 증식 및 형태 유지를 알아보기 위한 실험을 수행하였다. WST 분석법과 SEM 관찰을 통하여 스폰지에 비해서 PLGA 지지체에서의 세포의 증식이 활발한 것을 확인하였고, RT-PCR을 통해 디스크세포에서 특이적으로 발현하는 제 2형 콜라겐과 어그리칸의 발현을 확인하였다. WST 결과, 세포 증식률은 DBP/PLGA 지지체가 DBP를 함침시킨 스폰지보다 세포 증식률이 높음을 확인하였다. 본 연구팀은 스폰지보다 PLGA 지지체가 인간디스크의 표현형 유지 및 증식에 있어서 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제35권3호
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• pp.189-195
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• 2011

조직 형성을 위한 생리학적 환경을 제공하는 새로운 생활성 지지체의 디자인은 생체재료 연구에서 중요한 분야이다. 본 연구에서는 3차원적 실크/PLGA 지지체의 물성평가를 위해 압축강도, 수분친화도, SEM 분석을 하였으며, 세포친화성 평가를 위해 RAW 264.7과 NIH/3T3의 부착, 증식 및 표현형유지와 염증반응에 미치는 영향을 조사하였다. 지지체는 용매 캐스팅/염 추출법으로 제조하였고, 압축강도, 수분친화도 면에서 실크 함량이 20 wt%에서 우수함 확인했으며, 표면의 거침도활 높여 세포부착에 긍정적인 구조임을 확인하였다. 세포친화성 분석 결과 실크함량이 20 wt%인 실크/PLGA 지지체에서 높은 초기부작도 및 증식률을 보였으며, 실크함량이 20 wt%에서 염증반응이 눈에 띄게 감소함을 확인하였다. 조직공학적 응용에 실크/PLGA 지지체가 유용할 것이라 판단하였다.

• 폴리머
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• 제32권5호
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• pp.403-408
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• 2008

케라틴은 울, 머리카락, 손톱 등을 형성하는 섬유단백질의 주요성분으로 유용한 생체재료이다. 골수간염 줄기세포를 이용한 조직공학 적용을 위해 Poly(4-lactide-co-glycolide) (PLGA)에 함량별로 케라틴을 함유한 지지체를 용매 캐스팅/염 추출법을 이용하여 제조하였다. 제조된 지지체의 표면과 단면의 형태를 전자현미경(SEM)으로 관찰하고 특성분석을 위해 다공도, 표면 적심성, 물 흡수성, 그리고 열적성질을 분석하였다. 이 후 쥐에서 분리한 골수간엽줄기세포를 지지체에 파종하여 세포의 증식율을 (4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2.5-diphenyl-tetrazolium bromide(MTT) 분석방법을 이용하여 측정하였다. 천연/합성 하이브리드 담체인 케라틴/PLGA 지지체는 PLGA 단독으로 제조된 지지체와 비교 시 골수간엽줄기세포의 생장에 유익한 환경을 제공함을 확인하였다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제28권4호
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• pp.577-604
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• 1998

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.