Fabrication and Characterization of Allicin-Containing PCL Scaffolds via FDM-3D-Printing for Tissue Engineering and Regenerative Medicine = FDM 3D 프린팅을 이용한 알리신 함유 PCL 지지체의 제작 및 특성 평가: 조직공학 및 재생의학 응용

국문 초록 (Abstract)

폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)의 용융적층조형(fused deposition modeling, FDM) 3D 프린팅은 골조직공학 분야에서 널리 활용되고 있다. 그러나 항균·항염과 같은 고유한 생체활성이 부족하여 임상적 적용에 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 본 연구에서는 알려진 생체활성을 가진 천연 유기황 화합물인 알리신(allicin)을 PCL에 도입하였다. 알리신은 0, 0.5, 1.0, 1.5 wt%의 농도로 PCL에 첨가되었으며, 마이크로 단축(single-screw) 압출 시스템을 이용하여 복합 필라멘트를 제조하였다. 이후 FDM 3D 프린팅을 통해 맞춤형 구조의 지지체를 제작하였다. 제작된 지지체는 물리·화학적 분석(XRD, FTIR, DSC, SEM/EDS, 물 접촉각, PBS 내 분해 시험), 기계적 시험(압축, 인장, 굴곡 시험), 및 생물학적 평가(CCK-8 분석, live/dead 염색)을 통해 포괄적으로 특성 평가를 수행하였다. 그 결과, 알리신은 PCL 매트릭스 내에 균일하게 분산되었으며 PCL의 결정성을 저해하지 않았다. 동시에 알리신의 도입은 지지체의 분해 거동, 표면 친수성, 기계적 특성 및 세포 반응에 유의한 영향을 미쳤다. 전반적인 결과를 종합하면, PCL-알리신 복합체는 우수한 프린팅성을 갖춘 세포적합성 복합 시스템이며, 그 중 0.5 wt% 알리신 조성은 구조적 안정성, 기계적 성능 및 분해성을 균형 있게 확보할 수 있는 실질적인 설계 농도로 판단된다. 본 연구는 향후 항균, 항염 및 골형성 촉진 기능을 목표로 하는 후속 기능성 연구를 위한 정량적 예비 자료를 제공한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. Introduction 1
• Ⅱ. Materials and methods 4
• Ⅲ. Results 12
• Ⅳ. Discussion 17
• Ⅴ. Conclusions 23
• Ⅵ. Reference 24