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생체의학용 온도 응답형 수화 겔

전문가 제언: ○ 긴 사슬의 고분자가 고밀도로 3차원 그물구조를 형성하면 마이크로 사이즈의 공간이 구축된다. 이 공공 내에 다량의 물 분자가 포접된 것이 수화 겔이다. 겉보기는 고체와 같은 유형물이면서 겔 내의 환경은 수용액을 방불케 하는 높은 습윤성과 유동성을 나타내므로 semi-wet material이라고 부르기도 한다.

○ 수화 겔은 생활 중에는 식품의 한천, 소프트콘택트렌즈, 종이귀저기, 화장품, 방향제 등의 생활용품에 쓰인다. 건조지 농업, 크로마토그래피와 같은 분석화학에도 응용되고 있고 분야를 불문하고 현대사회의 필요불가결한 존재이다.

○ 최근 열, 전기, 광, pH, 분자 등의 외계에서의 자극을 감지하여 겔이 자율적으로 기능하는 스마트 겔의 개발이 활발하고 구체적으로 pH 응답성 체적상전이 현상을 이용한 겔 밸브, 약물전달 시스템용 매트릭스로서의 이용도 검토되고 있다. DDS 이외에도 재생의공학으로의 응용, 겔의 3차원 환경을 이용한 3차원 세포배양이 주목을 받고 있다.

○ 최근에 겔=고분자라고 하는 고정관념과 다른 초분자 수화 겔이 주목을 받고 있다. 초분자 수화 겔(supramolecular hydrogel)은 모노머 분자가 자기조립 한 초분자 폴리머라고 하는 비공유결합성 겔 파이버로 구축되어 있는 점을 최대의 특징으로 하고 있으며 스마트 바이오 재료로서 우수한 기능을 발휘할 가능성이 있다.

○ 수화 겔을 이용한 바이오센서로는 글루코오스에 응답하는 PA-PEG는 글루코오스 센서로, 단백질에 응답하는 p-NIPAm-co-AAc는 아비딘 및 항바이오틴 센서로, 펩티드에 응답하는 PEG는 간세포 센서로 개발되어 있다.

○ 알킬아미드의 호모폴리머의 수화겔의 경우 친수성-소수성 비율에 따라서 LCST를 조절할 수 있으며 예를 들어 poly(N-isopropylacrylamide)의 LCST는 32℃이고 poly(N,N-diethylacrylamide)의 LCST는 33℃이다.

저자: Leda Klouda, Antonios G. Mikos
자료유형: 학술정보