콘드로이틴 설페이트 하이드로젤의 생체적합성 평가 = Evaluation of Biocompatibility of Chondroitin Sulfate Hydrogel
저자
발행사항
서울: 서울과학기술대학교, 2011
학위논문사항
학위논문(석사)-- 서울과학기술대학교: 화학공학과 2012.8
발행연도
2011
작성언어
한국어
KDC
570 판사항(5)
발행국(도시)
서울
형태사항
iv, 37c; 26 cm.
일반주기명
지도교수 :노인섭
참고문헌: p. 32 - 35
소장기관
하이드로젤은 물에서 분해되지 않은 상태에서, 다량의 물을 함유할 수 있는 삼차원 고분자 망상 구조로서, 의료분야에서는 우수한 생체적합성과 세포 분비 물질 및 영양분의 투과성 및 인체의 연조직의 특성과 유사하여 생체재료로의 활용에 적합한 장점을 가지고 있다. 하이드로젤은 최근 다양한 생체재료와 조직재생공학 분야에서 각광 받고 있는 의료용 고분자이며, 조직공학용 지지체 [7], 약물전달체 [8], 세포치료 지지체 [9] 등의 의료용으로 활발하게 연구되고 있다. 이러한 의료용 하이드로젤은 인체와 직접 접촉하므로 생체에 위해를 가하지 않는 생체적합성과 체내에 존재하는 동안 목적한 생체 기능을 대신하여 수행할 수 있는 생체기능성을 갖춰야 생체재료와 조직재생공학으로 적용이 가능하다.
본 연구에서는 의료용 하이드로젤을 개발하고자 콘드로이틴 설페이트 (CS) 하이드로젤을 제조하여 in vitro / in vivo 상에서의 생체기능성 및 신경세포 생체적합성을 평가하였다. CS 천연고분자를 이용하여 합성한 CS-acrylate와 CS-lipoamide 라는 CS 유도체를 이용하여 마이클 타입 첨가반응(Michael type addition) 메커니즘을 통해 자가 가교 결합되는 CS 하이드로젤을 제조하였다. 제조된 CS 하이드로젤의 표면과 내부에 Rat pheochromocytoma (PC12) cell line을 seeding 하여 PC12 세포의 부착, 증식 및 생존성을 CCK-8, Live & Dead 분석을 통하여 하이드로젤의 in vitro 특성을 평가하였다. 또한 신경 성장인자 (nerve growth factor, NGF)를 이용하여 신경세포로의 분화를 유도한 다음, 분화된 PC12 세포 위에 CS 하이드로젤을 직접 접촉하여 젤과 세포의 상호작용에 의한 세포의 형태학적 변화 및 사멸 정도를 평가하였다. 또한 하이드로젤로부터 방출되는 용출액 성분에 의한 세포의 괴사, 성장저해 및 세포에 미치는 영향을 확인하고자 in vitro 상에서 MTT, BrdU, Neutral Red 분석을 통하여 생체적합성을 평가하였고, macrophage cell line (RAW 264.7)을 이용하여 염증반응 물질인 nitric oxide의 방출된 양을 측정하였다. CS 하이드로젤을 쥐의 피하에 이식하여 in vivo 상에서의 젤의 분해거동 및 조직형성을 H&E, MT 염색을 통하여 젤의 분해에 따른 조직재생정도를 분석하였다.
상기에서 진행한 in vitro, in vivo 평가를 분석한 결과, 합성된 CS 하이드로젤은 세포의 생존성이 우수하고, 성장인자 및 모델 약물의 방출능이 우수하고, 염증반응성이 낮아 생체적합성이 우수한 것으로 평가되었으며, soft-tissue bulking과 조직재생 등의 다양한 biomedical application을 위한 생체재료로 활용이 가능함을 보여 주었다.
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