| 관절복구용 생체모방 나노신소재 기초연구 새로운 성과 | ||
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 현대인의 건강을 위협하는 고질병으로 불리는 관절질병과 조직손상은 발병률이 높으며 치유하기도 힘들다. 인공재료로 조직결손의 충진, 치환, 재생을 시도하는 것이, 최근의 연구과제로 선행되어 왔다. 따라서 인공재료의 디자인/합성, 구조제어, 생체활성 및 생체기능의 실현과 제어 등은 조직공정재료 및 부품 재건의 핵심 개발 과제로 되었다. 천연관절 연골조직은 대표적인 고분자 히드로겔 구조로서 축방향을 따라 다층구조로 질서있게 분포되어 있으며 윤활적 특성과 압력저항 성능이 뛰어나다. 합성 고분자 히드로겔은 높은 함수량과 생체활성을 지니고 있지만 역학성능이 낮아 인체의 하중을 견뎌내지 못한다. 더블네트워크 히드로겔 시스템은 압축에 견디는 새로운 소재로서, 압축강도가 17MPa, 압축파괴 변형율은 90%이상 도달한다. 중국과학원 닝보(寧波)재료기술공정연구소의 생체의료용 고분자재료 연구진은 더블네트워크 히드로겔(hydrogel) 기초연구에서 새로운 성과를 올렸다. 구체적으로 강직한(rigidity) 첫 번째 구조에 나노복합과정을 진행하였다. 강직한 나노입자를 도입하여 유연한(软性) 가교결합점(crosslinking points)과 강직한 가교결합점이 공동으로 첫 번째 네트워크를 형성하고 다시 두 번째 네트워크와 결합시켜 얻은 히드로겔의 압축강도를 70MPa이상으로 높였다. 이곳에 압축변형율이 98%에 도달하여도 파괴되지 않는 특징을 지니고 있어, 관절복구 분야에 응용가치가 클 것으로 전망된다(그림1). 관련 연구성과는 영국왕립화학회 산하기관이 발행하는 Soft Matter지에 게재되었다(Soft Matter 2012, 8, 6048-6056). 기능성 나노입자가 고분자 히드로겔과 복합화되면 재료에 특정 생체기능을 부여할 수 있을 뿐만 아니라, 재료구조와 생체기능에 대한 제어도 효과적이다. 이 연구진은 자성을 띤 나노수산화인회석(hydroxyapatite)을 설계하고 합성하였고, 자기장 유도를 통해 골형성 활성이 있는 나노 수산화인회석의 히드로겔체계중의 공간분포 제어에 성공하였다. 연구결과, 자성을 띤 나노 수산화인회석은 일반 나노수산화인회석보다 더욱 강한 골형성 세포 유도활성이 있기 때문에, 수산화인회석의 히드로겔 프레임중의 공간분포가 골형성 세포의 프레임 부착과 증식행위에 대해 뚜렷한 제어작용을 한다는 것이 입증되었다(그림2). 이 연구는 생체모방구조 및 세포행위의 제어기능성 고분자 히드로겔조직공정 프레임체계를 설계 및 구축하는데 새로운 구상을 제공하였다. 정보출처 : http://www.cas.cn/ky/kyjz/201206/t20120628_3606310.shtml |
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