| 신형 수산화인회석 초장 나노와이어 기반 바이오페이퍼 개발 | ||
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 최근, 중국과학원 상하이규산염연구소 주잉제(朱英傑) 연구팀은 유연성이 좋고 생체적합성과 생물활성이 높으며 역학적 성능이 뛰어난 신형 수산화인회석(hydroxyapatite) 초장 나노와이어 기반 바이오페이퍼(biopaper)을 개발하였다. 수산화인회석은 척추동물 골격과 치아의 주요 무기성분으로서 우수한 생체적합성과 생물활성을 보유하고 있어 생물의학 분야에서 밝은 응용 전망을 보유하고 있다. 하지만 단일 수산화인회석으로 구성된 재료는 일반적으로 취성(brittleness)이 크고 유연성이 부족하여 다양한 생물의학적 응용에 필요한 특정 형태로 가공하기 어렵다. 그러나 일부 특정 생물의학적 응용 분야에서는 유연성 생물재료를 필요로 한다. 따라서 유연성과 역학적 성능이 뛰어난 수산화인회석 생물고분자 복합재료를 설계·합성하는 것은 중요한 연구가치가 있다. 키토산은 저장량이 풍부한 천연 고분자 재료로서 우수한 생체적합성, 가분해성, 항균성능을 보유하고 있으므로 지혈제와 피부 창상피복제(Wound Dressing)로 사용이 가능하며 이를 통해 혈액 응고 및 상처 복원을 촉진할 수 있다. 콜라겐은 생물체의 중요한 유기성분이며 또한 생체적합성과 생분해성이 우수한 생물재료이다. 그러므로 수산화인회석과 생물고분자인 키토산 또는 콜라겐을 복합시켜 뛰어난 성능을 보유한 생물재료를 얻을 수 있다. 연구팀은 수산화인회석 초장 나노와이어를 구성 재료로 사용하였고 키토산 또는 콜라겐과 같이 양호한 생체적합성을 보유한 천연 생체고분자를 복합시켜 바이오페이퍼를 제조하였다. 동 바이오페이퍼는 수산화인회석 초장 나노와이어 함량을 0에서 100 wt.% 범위에서 연속 조절이 가능하여 재래식 생체막의 수산화인회석 함량이 낮고 역학적 성능이 낮은 등 문제를 해결할 수 있다. 또한 수산화인회석 초장 나노와이어 함량 조절을 통해 바이오페이퍼 표면의 적심성(Wettability), 팽윤율, 수증기 투과 속도, 역학적 성능을 제어할 수 있다. 해당 바이오페이퍼는 우수한 성능을 보유한 신형 유연성 생물재료로서 피부 상처 회복, 골균열 또는 골절 고정, 골결손 복원, 다양한 용도의 의료용 페이퍼 등 생물의학 분야에 응용될 전망이다. 이외, 연구팀은 수산화인회석 초장 나노와이어/규산마그네슘/키토산 복합 다공성 골결손 복원 지지체를 개발하였는데 치료약물과 성장인자를 탑재할 수 있고 신생골 및 혈관 형성을 촉진할 수 있다. 또한 약물의 점진적 방출(slow release) 및 골결손 복원 등 생물의학 분야에서 밝은 응용 전망을 가지고 있다(ACS Applied Materials & Interfaces, DOI: 10.1021/acsami.7b03532). 한편, 연구팀이 개발한 수산화인회석 초장 나노와이어계 복합 하이드로겔은 생체적합성과 역학적 성능이 우수하여 생물의학 분야에서 잠재적 응용 전망을 보이고 있다(Journal of Colloid and Interface Science, 497, 266–275 (2017)). 정보출처 : http://www.stcsm.gov.cn/xwpt/kjdt/349676.htm |
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