광중합을 이용한 덱스트란-베이스 생체적합 하이드로겔의 제조 및 특성분석 = Preparation and characterization of dextran-based biocompatible hydrogel using photo-polymerization

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 박테리아에 의해 생성되는 천연 생체 고분자 물질인 덱스트란을 이용하여 생체 적합한 하이드로겔을 제조하고 특성을 분석하였다. 덱스트란 베이스 하이드로겔의 합성을 위해 덱스트란의 수산기를 메타크릴산 무수물과 반응시켜 광중합을 갖는 메타크릴기로 전환시켰다. 얻어진 메타크릴화 덱스트란에 (D-M) 광개시제를 첨가한 뒤, UV-A를 조사하여 하이드로겔을 얻었다. 덱스트란의 메타크릴화는 FT-IR, TGA, NMR 등의 다양한 분석방법을 통해 확인되었다. 더 향상된 겔강도를 얻기 위해, 광중합하기 전에 D-M에 합성 고분자인 Poly Vinyl Alcohol (PVA), 천연고분자인 Gelatin (GEL)을 첨가하였다. 제조한 각각 하이드로겔의 겔화율, 겔강도, 팽윤도, 접촉각, 표면의 미세구조를 분석하였다. 또한, 단백질 흡착측정, 세포독성실험, Nitric oxide (NO) 활성 측정을 통하여 생체 적합성과 생체용 의료소재로써의 가능성을 확인해보았다. D-M을 함유한 하이드로겔들은 439.58 ± 17.02, 557.92 ± 18.09, 596.25 ± 35.27 μg BSA/g hydrogel를 흡착하여 대조군 하이드로겔 (PVA.h : 182.08 ± 28.76, GEL.h : 408.75 ± 33.82 μg BSA/g hydrogel)보다 높은 단백질 흡착능력을 보였다. 세포독성 실험에서 모든 하이드로겔 군에서 120% 이상의 세포 생존율을 나타냄을 확인하였다. NO활성 측정을 통해 하이드로겔이 염증을 유도하지 않는다는 것을 확인하였다. 이를 통해 제조한 하이드로겔이 의료용 소재로써 적합한 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해, 생분해성 천연고분자를 합성하여 광중합 특성을 갖도록 제조한 하이드로겔의 의료용 소재로써의 이용 가능성과, 기타 유착방지제, 치과용 차폐막 등의 다양한 적용가능성을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• List of figures ⅲ
• List of tables ⅴ
• 국문초록 ⅵ
• 1. 서 론 1
• 2. 연구배경 5
• 가. 덱스트란 5
• 나. 하이드로겔 6
• 다. 창상피복제 8
• 3. 실험 10
• 가. 시약 및 재료 10
• 나. D-M 제조 11
• 1) 최적화를 위한 행렬실험 11
• 2) 최적조건으로 D-X 제조 13
• 다. D-M 분석 15
• 1) FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) 15
• 2) TGA (Thermo Gravimetry Analysis) 15
• 3) 1H-NMR (Nuclear Magnetic Resonance) 15
• 라. 광중합을 통한 하이드로겔 제조 16
• 마. 하이드로겔의 특성 분석 18
• 1) 하이드로겔의 물리적 특성 18
• 가) 겔화율 18
• 나) 겔강도 18
• 다) 팽윤도 18
• 라) 접촉각 19
• 2) SEM (Scanning Electron Microscope) 19
• 3) 단백질 흡착측정 19
• 4) 세포독성실험 (MTT assay) 20
• 5) Nitric oxide (NO) 활성 측정 20
• 바. 통계처리 22
• 4. 결과 및 고찰 23
• 가. D-M 제조 최적조건 23
• 나. D-M 특성 평가 25
• 1) FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) 25
• 2) TGA (Thermo Gravimetry Analysis) 27
• 3) 1H-NMR (Nuclear Magnetic Resonance) 29
• 다. 하이드로겔의 특성 분석 31
• 1) 하이드로겔의 물리적 특성 31
• 가) 겔화율 31
• 나) 겔강도 33
• 다) 팽윤도 35
• 라) 접촉각 37
• 2) SEM (Scanning Electron Microscope) 39
• 3) 단백질 흡착 측정 41
• 4) 세포독성실험 (MTT assay) 43
• 5) Nitric oxide (NO) 활성 측정 45
• 5. 결론 51
• 6. 참고문헌 53
• Abstract 57