[학위논문]연골조직재생을 위한 젤란검/실크 피브로인/콘드로이틴설페이트 주입형 하이드로겔에 관한 연구 A study of gellan gum/silk fibroin/chondroitin sulfate injectable hydrogel for cartilage tissue regeneration원문보기
이번 연구의 목표는 생체적합성이고 연골조직공학을 위한 생체 재료로 젤란검 (GG), 실크 피브로인 (SF)과 콘드로이틴설페이트 (CS)를 혼합하여 주사 가능한 하이드로겔을 설계하였다. 또한, GG와 SF의 적절한 함량을 찾고 하이드로겔의 in vitro 및 in vivo 적용 가능성을 확인하기 위함이다. GG, SF와 CS 하이드로겔의 혼합물은 생물학적 환경을 개선하기 위해 다양한 조성 (0.3% GG/3.7% SF/CS, 0.5% GG/3.5% SF/CS, 0.75% GG/3.25% SF/CS, 1% GG/3% SF/CS)으로 개발되었다. 연골조직공학에 대한 하이드로겔의 적합성을 확인하기 위해 물리화학적 및 기계적 특성인 형태학적 분석, 점도, 겔화 온도, ...
이번 연구의 목표는 생체적합성이고 연골조직공학을 위한 생체 재료로 젤란검 (GG), 실크 피브로인 (SF)과 콘드로이틴설페이트 (CS)를 혼합하여 주사 가능한 하이드로겔을 설계하였다. 또한, GG와 SF의 적절한 함량을 찾고 하이드로겔의 in vitro 및 in vivo 적용 가능성을 확인하기 위함이다. GG, SF와 CS 하이드로겔의 혼합물은 생물학적 환경을 개선하기 위해 다양한 조성 (0.3% GG/3.7% SF/CS, 0.5% GG/3.5% SF/CS, 0.75% GG/3.25% SF/CS, 1% GG/3% SF/CS)으로 개발되었다. 연골조직공학에 대한 하이드로겔의 적합성을 확인하기 위해 물리화학적 및 기계적 특성인 형태학적 분석, 점도, 겔화 온도, 압축강도, 분해율 (%), 사출력 시험, 팽윤율 (%)을 측정하였고, 무릎 연골세포가 함유된 하이드로겔의 세포 형태, 부착, 증식, 이동 및 성장을 분석하였다. 하이드로겔의 미세 환경 조성 및 세포와의 상호작용은 live/dead 염색, 형태 및 조직학적 분석 (H&E, SO, AB, TB), dsDNA와 GAG정량적 분석, RT-PCR 분석을 통해 확인되었다. 하이드로겔에 캡슐화된 세포는 어떠한 이상도 보이지 않았고 낮은 세포독성을 보여주었다. 캡슐화된 세포의 생화학적 특성 및 유전자 발현은 적절한 함량의 GG/SF/CS 하이드로겔에서 연골 특이적 ECM 및 유전자의 양성 세포 성장 및 발현을 나타냈다. 전반적으로 GG, SF 및 CS 하이드로겔 연구는 관절 연골 결함 복구를 상승적으로 촉진할 수 있으며 연골조직공학에서 생체재료로 응용할 수 있는 상당한 잠재력을 가지고 있다.
이번 연구의 목표는 생체적합성이고 연골조직공학을 위한 생체 재료로 젤란검 (GG), 실크 피브로인 (SF)과 콘드로이틴설페이트 (CS)를 혼합하여 주사 가능한 하이드로겔을 설계하였다. 또한, GG와 SF의 적절한 함량을 찾고 하이드로겔의 in vitro 및 in vivo 적용 가능성을 확인하기 위함이다. GG, SF와 CS 하이드로겔의 혼합물은 생물학적 환경을 개선하기 위해 다양한 조성 (0.3% GG/3.7% SF/CS, 0.5% GG/3.5% SF/CS, 0.75% GG/3.25% SF/CS, 1% GG/3% SF/CS)으로 개발되었다. 연골조직공학에 대한 하이드로겔의 적합성을 확인하기 위해 물리화학적 및 기계적 특성인 형태학적 분석, 점도, 겔화 온도, 압축강도, 분해율 (%), 사출력 시험, 팽윤율 (%)을 측정하였고, 무릎 연골세포가 함유된 하이드로겔의 세포 형태, 부착, 증식, 이동 및 성장을 분석하였다. 하이드로겔의 미세 환경 조성 및 세포와의 상호작용은 live/dead 염색, 형태 및 조직학적 분석 (H&E, SO, AB, TB), dsDNA와 GAG 정량적 분석, RT-PCR 분석을 통해 확인되었다. 하이드로겔에 캡슐화된 세포는 어떠한 이상도 보이지 않았고 낮은 세포독성을 보여주었다. 캡슐화된 세포의 생화학적 특성 및 유전자 발현은 적절한 함량의 GG/SF/CS 하이드로겔에서 연골 특이적 ECM 및 유전자의 양성 세포 성장 및 발현을 나타냈다. 전반적으로 GG, SF 및 CS 하이드로겔 연구는 관절 연골 결함 복구를 상승적으로 촉진할 수 있으며 연골조직공학에서 생체재료로 응용할 수 있는 상당한 잠재력을 가지고 있다.
In this study, I proposed a ternary injectable hydrogel of gellan gum (GG), silk fibroin (SF), and chondroitin sulfate (CS) as a biomaterial for cartilage tissue engineering. The purpose of this study is to find the proper content of GG and SF for the ternary matrix and confirm the applicability of ...
In this study, I proposed a ternary injectable hydrogel of gellan gum (GG), silk fibroin (SF), and chondroitin sulfate (CS) as a biomaterial for cartilage tissue engineering. The purpose of this study is to find the proper content of GG and SF for the ternary matrix and confirm the applicability of the hydrogel in vitro and in vivo. The chemical and mechanical properties were measured to confirm the suitability of the hydrogel for cartilage tissue engineering. The biocompatibility of the hydrogels was investigated by analyzing the cell morphology, adhesion, proliferation, migration, and growth of articular chondrocytes-laden hydrogels. The results showed that the higher proportion of GG enhanced the mechanical properties of the hydrogel but the groups with over 0.75% of GG exhibited gelling temperatures over 40 ℃, which was a harsh condition for cell encapsulation. The 0.3% GG/3.7% SF/CS and 0.5% GG/3.5% SF/CS hydrogels were chosen for the in vitro study. The cells that were encapsulated in the hydrogels did not show any abnormalities and exhibited low cytotoxicity. The biochemical properties and gene expression of the encapsulated cells exhibited postitive cell growth and expression of cartilage-specific ECM and genes in the 0.5% GG/3.5% SF/CS hydrogel. Overall, the study of the GG, SF, and CS can synergistically promote articular cartilage defect repair and has considerable potential for application as a biomaterial in cartilage tissue engineering.
In this study, I proposed a ternary injectable hydrogel of gellan gum (GG), silk fibroin (SF), and chondroitin sulfate (CS) as a biomaterial for cartilage tissue engineering. The purpose of this study is to find the proper content of GG and SF for the ternary matrix and confirm the applicability of the hydrogel in vitro and in vivo. The chemical and mechanical properties were measured to confirm the suitability of the hydrogel for cartilage tissue engineering. The biocompatibility of the hydrogels was investigated by analyzing the cell morphology, adhesion, proliferation, migration, and growth of articular chondrocytes-laden hydrogels. The results showed that the higher proportion of GG enhanced the mechanical properties of the hydrogel but the groups with over 0.75% of GG exhibited gelling temperatures over 40 ℃, which was a harsh condition for cell encapsulation. The 0.3% GG/3.7% SF/CS and 0.5% GG/3.5% SF/CS hydrogels were chosen for the in vitro study. The cells that were encapsulated in the hydrogels did not show any abnormalities and exhibited low cytotoxicity. The biochemical properties and gene expression of the encapsulated cells exhibited postitive cell growth and expression of cartilage-specific ECM and genes in the 0.5% GG/3.5% SF/CS hydrogel. Overall, the study of the GG, SF, and CS can synergistically promote articular cartilage defect repair and has considerable potential for application as a biomaterial in cartilage tissue engineering.
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