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조직공학용 생체의료 고분자의 표면개질과 특성분석

전문가 제언: ○ 조직공학의 목표는 원조세포를 선정하여 증식, 차별화, 완전한 세포간질의 형성을 촉진하는 것이다. 조직공학 발판은 생물학적 환경과의 특이상호작용을 촉진하는 것이다. 콜라겐, 젤라틴, 엘라스틴, 피브린과 같은 세포외기질 단백질을 고분자에 고정하면 세포 접착과 증식을 촉진한다.

○ 임플란트 생체재료의 문제는 표면 혈액 응고(혈전형성)와 색전증이다. 혈액 응고는 단백질의 표면접착에서 시작한다. 생체 적합성 표면은 단백질과 혈소판의 접착을 감소한다. PEG는 친수성, 수용성, 무독성 고분자로 표면에 결합하면 단백질과 혈소판의 접착에 저항한다. 수성 분위기에서 PEG는 빠르게 움직이며 배제체적이 크고 PEG의 분자 내 망구조가 수분과 단단하게 결합되어 있다. PEG는 구조상 산성 또는 염기성 아미노산의 측쇄와 결합을 못한다.

○ 고분자 표면에 결합하는 생물활성 물질은 천연 또는 합성물로 특정 생물계의 특이반응의 촉매역할을 하거나 유도하는 물질이다. 생물활성 물질로는 효소, 펩티드, 다당류, 인지질류, 항체, 폴리에틸렌글리콜, 항균제, 올리고 뉴클레오티드가 있다.

○ 생리활성 물질을 고분자 표면에 고정화하는 방법은 정전기적 상호작용을 경유한 흡착, 리간드-리셉터 짝짓기, 공유결합이 있다. 특정 약물전달에서는 비공유 흡착이 바람직한 경우가 있다. 재생항균 섬유의 경우도 그렇다. biotin-avidin 상호작용은 결합력이 250pN으로 가장 강한 비공유 결합이다.

○ 생물소재 표면의 개질 목적은 소재와 생물환경 사이의 상호작용에 영향을 주기 위한 것이다. 단백질의 접착을 감소하기 위해 PEG와 같은 친수성 고분자를 고정화하든가 세포막 표면을 모방하기 위해 phosphorylcholine을 고정화한다. 혈액 응고를 최소화하기 위해 헤파린을 고정화하여 혈액 적합성을 높인다. 조직공학에서는 성장인자, 펩티드, 세포외 기질 단백질을 고정화하여 특이세포 상호작용을 촉진한다.

저자: Zuwei Ma, Zhengwei Mao, Changyou Gao
자료유형: 학술정보