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이달의 논문

3D-printed PCL/bioglass(BGS-7) composite scaffolds with high toughness and cell-responses for bone tissue regeneration Journal of Industrial and Engineering Chemistry 2019;79:163-171

연구 제목

뼈 재생에서 폴리카프로락톤/생체 활성세라믹 혼합성분의 3D프린팅 지지체의 높은 기계적 인성과 우수한 세포 반응성

연구배경 및 목적

CaO-SiO2-P2O5-B2O3 바이오글라스 BGS-7은 뼈와 강하게 결합하고 뼈 재생을 촉진하는 장점이 있지만 강도가 매우 높아 고정을 위한 wire, screw plate를 적용하지 어렵다는 단점을 가진다. 해당 연구는 BGS-7의 기계적 단점을 극복하는 동시에 뼈 조직 재생에 가장 뛰어난 폴리카프로락톤(PCL)과 BGS-7의 배합비율을 확인하기 위해 진행되었다.

연구방법

BGS-7의 비율을 20%, 40%, 60%로 각각 다르게 조절한 PCL/BGS-7 지지체를 3D 프린팅 기술로 제작하고 그 표면과, 물리화학적 특성 및 세포 반응성을 평가하였다. PCL/BGS-7 혼합지지체는 3D프린터 기기에서 열을 가해 녹인 뒤 압력을 통해 4개의 각도로 분사,층을 겹겹이 쌓은 상태로 제작되었다.

연구 결과

제작된 지지체는 모두 혼합비율과 상관없이 BGS-7 입자들이 균일하게 분포하였다. BGS-7의 비율이 높아질수록 합성 과정에서 더 높은 온도의 열과 강한 압력이 필요한 것으로 나타났다. PCL성분이 증가할수록 지지체의 인성이 유의하게 증가하는 것을 확인하였다. BGS-7 비율이 증가할수록 친수성과 단백질 흡착력이 높아지고 세포의 증식과 성장, 뼈 형성능력이 활발한 것으로 나타났다.

결론

기계적 특성과 물리화학적,생물학적 특성을 고려하였을 때, BGS-7이 40% 함유된 PCL/BGS-7 지지체가 높은 강도와 기계적 인성을 가지면서도 세포의 성장과 증식을 통한 뼈의 재생 측면에서도 가장 적합한 것으로 나타났다.

Ref.) YongBok Kim, Jun Young Lim, Gi Hoon Yang, Jen-Hyuk Seo, Hyun-Seung Ryu, GeunHyung Kim. Journal of Industrial and Engineering Chemistry 2019 79:163-171

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