초록 ▼

▷ 본 연구의 최종목표는 인슐린의존성 당뇨병의 획기적인 치료방법으로서 세포이식술을 중심으로 생체조직광학용 고분자재료를 설계하여 작지만 세포교환이 가능한 반영구 이식시스템을 구현하는 것이다. ▷ 열가역적 세포외 기질 - hysteresis와 syneresis가 없이 열가역적으로 sol-gel transition이 일어나는 기작을 규명하는 것 - 기초적인 결과는 논문에 게재되었지만 기작

▷ 본 연구의 최종목표는 인슐린의존성 당뇨병의 획기적인 치료방법으로서 세포이식술을 중심으로 생체조직광학용 고분자재료를 설계하여 작지만 세포교환이 가능한 반영구 이식시스템을 구현하는 것이다. ▷ 열가역적 세포외 기질 - hysteresis와 syneresis가 없이 열가역적으로 sol-gel transition이 일어나는 기작을 규명하는 것 - 기초적인 결과는 논문에 게재되었지만 기작 규명은 아직 연구중 - 이 고분자 기질은 세포 적합성(cytocompatibility)을 가지고 있으며 적어도 거대분자의 확산에 는 최소의 저항을 갖는 것으로 밝혀짐. - 이 기질의 물성은 재충전형 생체복합형 인공췌장이나 다른 세포전달시스템에도 이상적일 것으 로 사료됨 ▷ 이식될 체내의 면역으로부터 이식체 격리 - 면역격리막은 상용화되고 있는 ultrafiltration membrane인 Durapore막위에 합성된 poly (tetram ethylene oxide)나 poly(ethylene oxide)를 갖는 poly(dimethylsiloxane)의 다중블록 공중합체를 spin-coating함으로써 얻어짐. - Single spin-coating 기술을 확립하였고 이로부터 coating 과정에서 막의 구멍안으로 고분자 용 액이 최소로 침투되며 다공성의 막을 부드럽게 만들 수 있었음. - 1μm보다 작은 두께의 코팅층은 혈소판부착 실험에서 생체적합성을 가지고 있음을 확인했고 60,000 Da 이상의 분자량을 갖는 물질을 격리시키는 역할을 함. - 인슐린이나 포도당의 확산에는 별다른 영향을 미치지 않으면서 체내의 세포성면역반응으로 부 터 이식된 췌장소도를 확실히 막아줄 수 있음. ▷ 산소운반 고분자 - Hemoglobin(Hb)를 PEO spacer를 갖는 수용성 고분자에 그래프팅시키고 이관능성의 PEO를 갖는 가교된 Hb를 개발했음. - Hemoglobin이 그래프팅된 고분자는 그렇지 않는 Hemoglobin에 대하여 캡슐화된 췌장소도에 인슐 린분비를 촉진시키는 결과를 확인할 수 있었고 이는 인공췌장의 응용에 그 가능성을 확실히 뒷 받침해줄 수 있는 결과임. ▷ 췌장소도의 분리 - 문헌에 보고된 최대수치인 쥐 한마리당 400-600개의 췌장소도를 얻어내는데 성공 - 이 수율은 본 연구를 더욱 진척시킬 수 있는 최대 강점임. - 삼성의료원과 협동작업을 통해, 개, 돼지, 인간의 췌장에서의 반자동화된 췌장소도의 분리과정 의 연구에 있어서 밑거름이 될 수 있을 것으로 기대됨.

목차 Contents

• 제1장 서론...15
• 제2장 기술현황...19
• 제1절 일반적인 방법들...19
• 제2절 Extravascular device의 문제점...23
• 제3절 새로운 개념으로서의 재충진형 인공췌장...25
• 제3장 연구 개발 수행 내용 및 결과...27
• 제1절 연구 개발 수행 내용...27
• 1. 세포간 기질용 감온성 hydrogel...27
• 2. 생체복합인공췌장용 고분자막 재료 합성과 면역보호막...28
• 3. 산소결합능고분자...28
• 4. 췌장소도 분리...29
• 제2절 연구수행 방법...30
• 1. 세포간 기질용 감온성 Hydrogel...30
• 가. N-isopropylamide 공중합체 합성 및 분석...30
• (1) 시약...30
• (2) 합성...30
• (3) 분석...31
• 나. 가역적 젤화...32
• 다. 가역적 젤화의 기작(mechanism)...32
• (1) 분자량별 분획...32
• (2) 단량체의 반응성...33
• (3) 고분자블렌드...33
• 라. 공중합체의 운점 (CP) 측정...33
• 마. 공중합체의 젤화 시험...33
• 2. 면역보호막 제조...34
• 가. 코팅재료의 합성...34
• 나. 코팅재료의 팽윤도 및 신장도 평가...35
• 다. 코팅재료의 혈소판 흡착 평가...35
• 라. 다공성 지지체의 특성 평가...35
• 마. 면역보호막 제조...36
• 바. 면역보호막의 몰폴로지와 두께 평가...36
• 사. 면역보호막의 물 흡수 평가...37
• 아. 면역보호막의 선택투과성 평가...37
• 자. 면역보호막의 IgG 투과성 평가...38
• 차. 면역보호막의 인슐린 투과성 평가...38
• 3. 산소 결합능 고분자...39
• 가. Grafting네 의한 산소결합능 고분자...39
• (1) 산소결합능 고분자의 합성 및 분석...39
• (가) Monoacrylate PEO의 Carboxyl화...39
• (나) VP 와 monacrylate PEO의 공중합체의 합성...40
• (다) 활성화된 poly(vp-co-PEO)의 합성...40
• (라) Pyridoxalation된 헤모글로빈과 poly(VP-co-PEO)와의 conjugation...41
• (2) 산소결합능 고분자의 생리활성도 측정...43
• (가) ECM의 제조...43
• (나) 췌장소도의 거대캡슐화...43
• (다) 주변관류실험...44
• (라) 거대캡슐화된 췌도의 장기배양...45
• (마) Redioimmunoassay...45
• 나. 가교에 의한 산소결합능 고분자...46
• (1) PEG의 carboxy1화...46
• (2) 혈액으로부터 헤모글로빈의 분리...47
• (3) 헤모글빈-PEG 복합체(HB-conjugate)의 합성...48
• (4) Alginate를 이용한 미세캡슐화...49
• (가) Alginate의 정제...49
• (나) Alginate의 미세캡슐화...49
• (5) 췌장소도의 미세캡슐화 및 In Vitro 배양...51
• 4. 췌장소도 분리 및 동물실헙 준비...52
• 가. 췌장소도분리...52
• (1) 시약...52
• (2) 마취제의 제조...52
• (3) Media의 제조...52
• (4) Collagenase 용액의 제조...52
• (5) 췌장소도의 분리...52
• (6) 분리된 췌장소도의 배양...53
• 나. 동물실험 준비...53
• (1) 백서에서의 당뇨유발...53
• 제3절 연구수행 결과...55
• 1. 세포간 기질용 감온성 hydrogel...55
• 가. N-isopropylacrylamide 공중합체 합성 및 분석...55
• (1) 고분자의 조성...55
• (2) 분자량...55
• 나. 온도변화에 따른 가역적 젤화...56
• 다. 가역적 젤화의 기작(mechanism)...57
• 라. 공중합체의 운점(CP)측정...65
• (1) 운점(CP) 에서 PH의 영향...65
• (2) 운점에서 이온강도의 영향...67
• 마. 젤화시헙...69
• (1) 젤화에서 pH의 영향...69
• (2) gel화에서 이온강도의 영향...71
• 2. 면역보호막의 제조...77
• 가. 코팅재료의 합성...77
• 나. 코팅재료의 팽윤도 및 신장도 평가...77
• 다. 코팅재료의 혈소판 흡착 평가...78
• 라. 다공성 지지체의 특성 평가...79
• 마. 면역보호막의 제조 및 몰폴로지 평가...79
• 바. 면역보호막의 물 흡수 평가...81
• 사. 면역보호막의 선택투과성 평가...81
• 아. 면역보호막의 IgG 투과성 평가...85
• 자. 면역보호막의 인슐린 투과성 평가...85
• 3. 산소결합능 고분자...86
• 가. Grafting에 의한 산소결합능 고분자...86
• (1) 산소결합능 고분자의 합성 및 분석...86
• (가) Monoacrylate PEO의 Carboxyl화...86
• (나) VP와 monoacrylate PEO의 공중합체의 합성...86
• (다) 활성화된 poly(VP-co-PEO)의 합성...87
• (라) Pyridoxalation된 헤모글로빈과 poly(VP-co-PEO)와의 conjugation...88
• (2) 산소결합능 고분자의 생리활성도 측정...89
• (가) 주변관류실험...89
• (나) 거대캡슐화된 췌도의 장기배양...90
• 나. 가교에 의한 산소결합능 고분자...92
• (1) PEG의 Carboxyl화...92
• (2) 혈액으로부터 헤모글로빈의 분리...94
• (3) 헤모글로빈-PEG 복합체의 합성...95
• (4) Alginate를 이용한 미세캡슐화...97
• 4. 췌장소도 분리 및 동물실험 준비...101
• 가. 췌장소도 분리...101
• 나. 동물실험 준비...101
• (1) 백서에서의 당뇨유발...101
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...103
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...107
• 제6장 참고문헌...108