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[국내논문] 3 차원 Blended PCL (60 wt %)/β-TCP (40 wt %) 인공지지체의 제작 및 특성 평가
Fabrication and Characteristic Evaluation of Three-Dimensional Blended PCL (60 wt %)/β-TCP (40 wt %) Scaffold 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.38 no.4, 2014년, pp.371 - 377  

사민우 (안동대학교 기계공학과) ,  김종영 (안동대학교 기계공학과)

초록
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조직 공학에 있어 인공지지체는 손상된 조직 및 기관의 기능을 재생하기 위한 거푸집으로 제공되며 3 차원 구조물이다. 인공지지체의 재료 중에서 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)과 삼인산칼슘(${\beta}$-tricalcium phosphate, ${\beta}$-TCP)은 생분해성생체적합성을 가지고 있다. 본 연구에서는 다축 인공지지체 제작 시스템을 이용하여 3 차원 PCL, blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %), 그리고 ${\beta}$-TCP 인공지지체를 제작하였다. 제작된 인공지지체는 주사전자현미경 분석을 통해 $600{\pm}20{\mu}m$공극 크기로 잘 제작되었다. 기계적 특성 평가를 통해 3 차원 PCL, blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %), 그리고 ${\beta}$-TCP 인공지지체의 효과는 분석되었다. 게다가 Saos-2 세포를 이용한 in vitro 연구를 수행하여 세포 증착 및 증식과 같은 세포 거동에 의한 3 차원 인공지지체의 효과를 확인하였다. 요컨대 3D blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %) 인공지지체가 압축 강도와 생체적합성 그리고 골전도성에 있어서 인체의 해면골에 더욱 적합하였다. 따라서 3D 인공지지체의 제작에 있어 PCL과 ${\beta}$-TCP를 혼합하는 것은 효과적인 골 재생을 위해 촉망되는 전략이 될 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In tissue engineering, a scaffold is a three-dimensional(3D) structure that serves as a template for regeneration the functions of damaged tissues or organs. Among materials for scaffolds, polycaprolactone(PCL) and ${\beta}$-tricalcium phosphate(${\beta}$-TCP) are biodegradable...

Keyword

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문제 정의

  • 본 연구에서는 다축 인공지지체 제작 시스템을 이용하여 다양한 3 차원 인공지지체를 제작하였다. PCL 인공지지체는 열에 의해 빠르게 용융되는 재료이며 다축 인공지지체 제작 시스템을 통해 쉽게 제작되었다.
  • 인공지지체의 기계적 특성과 세포 증착 및 증식 특성을 평가해 보았다. 기계적 측면에서는 PCL 인공지지체가 blended PCL (60 wt %)/β-TCP (40 wt %)와 β-TCP 인공지지체보다 뛰어난 압축 강도를 나타내었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
3 차원 인공지지체는 어떠한 재료를 필요로 하는가 최근 조직공학(Tissue engineering)에서는 제어 가능한 공극(Pore) 및 내부 연결성(Inter-connectivity)이 우수한 3 차원 인공지지체(Three-dimensional scaffold) 제작을 위하여, CAD/CAM(Computer-aided design/ computeraided manufacturing) 및 자유 형상 제작(Solid free-form fabrication) 기술을 이용하고 있다.(1,2) 3 차원 인공지지체는 실제 골과 유사한 다공질 체를 가지며 세포의 증착(Adhesion), 증식(Proliferation), 그리고 골 형성 (Bone formation)을 위한 적합한 생체 재료를 필요로 한다.(3,4) 특히 골 조직 재생을 위한 인공지지체의 재료로서 합성 고분자(Synthetic polymers) 및 천연 고분자(Natural polymers), 그리고 생체 세라믹(Bioceramics) 등이 많이 사용되고 있다.
조직공학에서 제어가능한 공극 및 내부 연결성이 우수한 3 차원 인공지지체 제작을 위해 어떠한 기술을 이용하는가 최근 조직공학(Tissue engineering)에서는 제어 가능한 공극(Pore) 및 내부 연결성(Inter-connectivity)이 우수한 3 차원 인공지지체(Three-dimensional scaffold) 제작을 위하여, CAD/CAM(Computer-aided design/ computeraided manufacturing) 및 자유 형상 제작(Solid free-form fabrication) 기술을 이용하고 있다.(1,2) 3 차원 인공지지체는 실제 골과 유사한 다공질 체를 가지며 세포의 증착(Adhesion), 증식(Proliferation), 그리고 골 형성 (Bone formation)을 위한 적합한 생체 재료를 필요로 한다.
골 조직 재생을 위한 인공지지체의 재료로 많이 사용되는 합성 고분자의 장점은 무엇인가 (3,4) 특히 골 조직 재생을 위한 인공지지체의 재료로서 합성 고분자(Synthetic polymers) 및 천연 고분자(Natural polymers), 그리고 생체 세라믹(Bioceramics) 등이 많이 사용되고 있다.(5) 그 중에서도 합성 고분자 재료는 열에 의해 쉽게 용융되며 분사 노즐을 통해 마이크로 단위의 구조물로 제작되기 쉬운 장점을 가지고 있다.(6~10) 게다가 기계적 강도가 천연 고분자에 비해 뛰어난 것으로 알려져 왔다. 그 중에서도 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)이 실제 골과 기계적 특성이 유사한 것으로 보고되었다.
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