• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제36권6호
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• pp.251-263
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• 2015

Scaffolds play a crucial role in the tissue engineering. Biodegradable polymers with great processing flexibility and biocompatability are predominant scaffolding materials. New developments in biodegradable polymers and their nanocomposites for the tissue engineering are discussed. Recent development in the scaffold designs that mimic nano and micro features of the extracellular matrix (ECM) of bones, cartilages, and vascular vessels are presented as well.

• 폴리머
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• 제34권1호
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• pp.63-68
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• 2010

PLGA는 미국 식품의약품안전청(FDA)의 승인을 받은 합성고분자로서 생체재료로 널리 쓰이고 있다. 하지만, 분해산물인 산으로 인하여 염증반응을 일으키고, 독성물을 생산하여 세포증식률의 감소를 야기시킨다고 보고된바 있다. 이러한 PLGA의 단점을 보완하고자 생체재료인 피브린을 사용하였는데, 피브린은 피브리노겐의 풍부함과 이들의 정제가 비교적 용이하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 PLGA의 염증완화에 대한 피브린의 효과를 알아보았다. 피브린 첨가에 따른 PLGA 다공성 지지체에 염증의 발현정도를 확인하기 위해 RT-PCR을 수행하였고 지지체와 조직 간의 상호작용을 통한 염증세포의 침윤과 대식세포 발생 정도를 확인하기 위해 H&E와 ED-1 염색을 수행하였다. 위 실험결과 천연재료인 피브린이 PLGA의 이물반응을 감소시키는데 긍정적인 영향을 미치는 것으로 확인되었다.

• 폴리머
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• 제38권6호
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• pp.815-819
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• 2014

조직공학에서의 인공지지체는 세포의 부착과 증식 및 분화가 잘 되어야 하고, 우수한 생체친화성 및 생분해성을 지녀야 한다. 다양한 인공지지체 제작 방법이 시도되어지고 있으며, 최근들어 3D 프린팅 기술을 이용한 방식이 활발하게 연구되어지고 있다. 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)은 낮은 녹는점을 가지고 있어 3D 프린팅하기에 우수한 생체적합 고분자 합성재료이다. 본 연구에서는 3D 프린팅 기술을 이용하여 3차원 PCL 인공지지체를 제작하였고, 지지체의 표면개질을 위해 수산화나트륨(NaOH)을 이용하였다. 표면개질된 인공지지체의 표면특성을 SEM으로 확인한 결과, 수산화나트륨을 처리한 PCL 인공지지체가 처리하지 않은 PCL 인공지지체에 비해 거칠기가 증가함을 보였으며, 접촉각 측정을 통해 친수성이 증가함을 확인하였다. In vitro 실험결과, 수산화나트륨을 처리한 PCL 인공지지체가 처리하지 않은 PCL 인공지지체에 비해 세포의 증식과 분화가 증가함을 보였고, 세포의 부착 모습은 균일하고 밀집된 형태로 부착됨을 확인하였다. 따라서 조형가공기술을 이용하여 수산화나트륨을 처리한 표면개질된 PCL 인공지지체를 제작하고 분석함으로써, 세포적합성을 통해 체내 인공지지체 개발 적용 가능성을 제시하였다.

• 폴리머
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• 제39권3호
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• pp.493-498
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• 2015

피부재생을 위한 생체재료는 염증반응이 최소화되는 안정한 소재로 빠른 피부재생을 돕기 위해 우수한 생체활성과 생체친화성을 가져야 하며, 세포의 부착과 성장을 돕는 미세구조와 다공성이 있어야 한다. 본 연구에서는 새로운 콜라겐 원으로서의 축산부산물인 오리발을 사용하여 콜라겐을 추출하였고 이를 탈미네랄화된 골분demineralized bone powder, DBP), 돼지 소장점막하 조직(small intestinal submucosa, SIS)과 비교하기 위해 스펀지 형태로 제작하였다. 지지체의 물리, 화학적 특징은 SEM, FTIR을 통해 확인하였다. 세포를 파종하여 MTT를 통해 세포의 부착 및 증식률을 측정하였고, 전염증성 사이토카인의 발현도를 보기 위해 RT-PCR을 실시하였다. 또한 항산화 활성능력을 보기 위해 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)를 측정하였다. 그 결과 오리발 콜라겐 지지체가 물리적 특성이 우수하고 생체적합성이며, 상처 치유제로서의 가능성을 보여주었다.

• 폴리머
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• 제32권6호
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• pp.529-536
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• 2008

뇌 추출 신경성장인자(BDNF)의 서방성 전달체로써 락타이드-글리콜라이드 공중합체(PLGA) 용액에 탈미네랄화된 골분(DBP) 및 히알루론산(HA)를 균일하게 혼합하여 얼음입자추출법으로 다공성 지지체를 제조하였다. ELISA로 BDNF 방출량을 확인하였으며 SEM으로 방출에 따른 지지체의 다공 특성을 관찰하였다. PLGA지지체와 비교시 DBP/HA/PLGA 지지체에서 지속적으로 일정량이 방출됨을 확인하였으며 BDNF의 양이 증가할수록 빠르고 많은 양이 방출되는 패턴을 보였다. 얼음입자추출법으로 제조된 DBP/HH/PLGA 지지체는 BDNF 등의 수용성 사이토카인의 포접이 용이하고, 생분해성 고분자분해 특성에 의해서 방출이 조절되며, 신경손상부분에 이식시 BDNF가 서방화되어 신경재생에 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 폴리머
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• 제25권6호
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• pp.893-901
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• 2001

조직공학적 신경재생 및 파킨슨씨병 등의 시경퇴행성 질환에서의 치료에 이용 목적으로 신경성장인자(nerve growth factor, NGF)를 생분해성 고분자 담체에 NGF를 서방화시키고자 PLA 담체에 함유시켜 유화동결건조법으로 제조하였다. 제조된 NGF의 방출량은 생체외 pH 7.4, 37$^{\circ}C$의 PBS 조건하에서 4주 동안 방출실험 하였으며, 함유된 NGF의 활성을 확인하기 위하여 PC-l2 세포에 직접 배양하여 확인하였다. 제조되어진 PLA 담체는 열린 셀 구조를 가졌으며, 초기 NGF의 함량이 많을수록 방출량도 증가를 보였으며, 제조과정에서의 NGF의 환성을 확인하기 위하여 PC-12 세포를 배양한 결과 신경돌기가 성장하였다. 본 연구는 생분해성 고분자 특정인 확산과 분해에 의해서 생물학적 활성물질인 NGF의 방출을 조절할 수 있으며, 조직공학적으로 서방화되어 3차원적인 신경재생을 가능케 할 것으로 기대된다.

• 폴리머
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• 제38권2호
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• pp.150-155
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• 2014

Polycaprolactone(PCL)은 생분해성 고분자로 인장강도, 신장률, 충격강도 등의 기계적 물성이 우수하다. $TiO_2$ (titanium dioxide) nanoparticle은 친수성으로 밀도가 높고 생체적합성이 우수하다. 본 연구에서는 PCL과 $TiO_2$(titanium dioxide) nanoparticle을 이용하여 salt-leaching방법으로 3차원 다공성 지지체를 제작하였다. 제작한 지지체를 FESEM, FTIR, TGA, 압축강도 측정 등을 통해 물성을 분석하였다. $TiO_2$ nanoparticle에 의해 물흡수도와 팽윤도는 감소하였으나 압축강도는 증가하였다. CCK-8 assay를 통해 세포의 증식률을 확인한 결과, $TiO_2$ nanoparticle에 의한 세포 독성은 없는 것으로 확인되었다. 이러한 연구결과는 PCL/$TiO_2$ nanoparticle 지지체의 생체재료로 사용가능성을 제시하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1265-1270
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• 2007

Conventional methods for fabricating three-dimensional (3-D) scaffolds have substantial limitations. In this paper, we present 3-D scaffolds that can be made repeatedly with the same dimensions using a microstereolithography system. This system allows the fabrication of a pre-designed internal structure, such as pore size and porosity, by stacking photopolymerized materials. The scaffolds must be manufactured in a material that is biocompatible and biodegradable. In this regard, we synthesized liquid photocurable biodegradable TMC/TMP, followed by acrylation at terminal ends. And also, solidification properties of TMC/TMP polymer are to be obtained through experiments. Cell adhesion to scaffolds significantly affects tissue regeneration. As a typical example, we seeded chondrocytes on two types of 3-D scaffold and compared the adhesion results. Based on these results, the scaffold geometry is one of the most important factors in chondrocyte adhesion. These 3-D scaffolds could be key factors for studying cell behavior in complex environments and eventually lead to the optimum design of scaffolds for the regeneration of various tissues, such as cartilage and bone.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.134.1-134.1
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• 2017

In this study, we propose a new scaffold fabrication method, "direct electro-hydrodynamic jet process," using the initial jet of an electrospinning process and ethanol media as a target. The fabricated threedimensional (3D) fibrous structure was configured with multilayered microsized struts consisting of randomly entangled micro/nanofibrous architecture, similar to that of native extracellular matrixes. The fabrication of the structure was highly dependent on various processing parameters, such as the surface tension of the target media, and the flow rate and weight fraction of the polymer solution. As a tissue regenerative material, the 3D fibrous scaffold was cultured with preosteoblasts to observe the initial cellular activities in comparison with a solid-freeform fabricated 3D scaffold sharing a similar structural geometry. The cell-culture results showed that the newly developed scaffold provided outstanding microcellular environmental conditions to the seeded cells (about 3.5-fold better initial cell attachment and 2.1-fold better cell proliferation).

• 폴리머
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• 제32권5호
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• pp.415-420
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• 2008

면역 거부반응이 없는 돼지 소장점막하조직(small intestinal submucosa, SIS)과 천연보습제인 히알루론산(hyaluronic acid, HA)은 생체재료로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 이를 이용하여 스폰지를 제조하고 이들의 특성을 분석하였다. SIS-HA 스폰지는 완성된 SIS 스폰지에 1w%의 HA겔을 첨가하여 동결건조법으로 제조하고 100mM의 가교제를 통해 가교하여 이를 전자주사현미경, 적외선분광기, 물흡수성 실험을 하였다. 초기 세포부착률을 확인하고자 NIH/3T3를 분주하여 MTT 분석법을 수행하였다. FT-IR 분석을 통해 C-O관능기가 관찰되어 SIS-HA 스폰지 내부의 HA가 빠져나가지 않고 고르게 분포되어 있음을 확인하였고, MTT분석을 통하여 제조된 스폰지에서의 높은 세포생존율을 확인하였다. 즉, 본 연구에서 제조한 SIS-HA 스폰지는 SIS와 HA 각각의 특성을 모두 내재하고 있어 조직공학적 담체로 적합할 것이다.