연구 목적

바이오세라믹은 골 조직공학 분야에서 활발히 연구되고 있는 생체재료이다. 그러나 일부 세라믹 재료만이 부식과 관련된 문제를 해결할 수 있으며, 일반적으로 사용되는 금속 생체재료가 가지는 생물학적 결합력을 가지는 한계가 있다. 이러한 이유로 고분자와 composite 재료를 개발하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 silk fibroin 과 β-TCP 를 이용하여 골조직공학에 사용할 수 있는 최적의 스캐폴드를 찾아내는 것을 목적으로 하였다.

연구방법

우리는 SF (silk fibroin scaffold), GS (silk fibroin/small granule size of β-TCP scaffold) 와 GM (silk fibroin/medium granule size of β-TCP scaffold)의 세가지 스캐폴드를 제작하였고 각 스캐폴드의 특성을 비교하였다. 스캐폴드의 구조적 분석을 위하여 scanning electron microscopy (SEM) 과 Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) 방법을 사용하였고, 생리학적 분석을 위하여 swelling ratio, water uptake 와 porosity를 분석하였다. 물리학적 특성은 compressive strength 로 분석하였다. In vitro 생체적합성은 세포 부착과 증식으로 확인 하였으며, in vivo 골 재생에 대한 효과는 rat 두개골 결손 모델에 각각의 스캐폴드를 이식 후 조직학적 분석과 micro-CT를 통하여 확인 하였다.

연구 결과

제작된 스캐폴드는 inter-pore connectivity를 가지는 높은 다공성을 보였으며, 좋은 생체적합성을 보였다. 특히, β-TCP가 함유되어 있는 GM 스캐폴드는 이식 후 골재생을 촉진하였다.

결과

본 연구 결과를 통하여 silk fibroin 과 β-TCP composite 스캐폴드가 골 조직공학 분야에서 유용하게 사용될 수 있는 생체 재료임을 의미한다.

Ref) Hyun Jung Park, Kyung Dan Min, Min Chae Lee, Soo Hyeon Kim, Ok Joo Lee, Hyung Woo Ju, Bo Mi Moon, Jung Min Lee, Ye Ri Park, Dong Wook Kim, Ju Yeon Jeong, Chan Hum Park. J Biomed Mater Res Part A: 104A: 1779–1787, 2016