전자빔을 이용한 개질된 폴리에틸렌옥사이드 하이드로겔 필름의 제조와 의학적 응용

[카리]

최근들어 합성고분자를 이용한 하이드로겔은 생체적합성, 수분흡수성, 생분해성과 적절한 기계적 강도로 인해 바이오 및 의료용 소재로써 천연고분자 하이드로겔보다 더 많은 주목을 받고 있다. 따라서 본 연구는 폴리에틸렌옥사이드(PEO)를 기반으로 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(PEGDA), 폴리에틸렌 글리콜디카르복실레이트(PEGDC), 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 하이퍼브랜치 폴리글리시돌 등의 물질을 폴리에틸렌옥사이드에 소량 첨가하여 전자빔을 이용해 가교한 후 창상피복제, 유착방지막, 조직공학용 지지체 등에 적용하였다.
전자빔을 이용해 가교된 PEGDA/PEO 하이드로겔을 이용해 창상피복제를 제조하였는데, PEO의 분자량을 달리하고, 조성과 방사선량을 조절해 가교 밀도를 조절하였다. PEGDA의 양은 겔과도, 팽윤도, 기계적강도와 수분투과도 등에 영향을 미침을 확인하였다. 하이드로겔 드레싱을 이용한 상처치유 과정은 실험용 쥐를 이용해서 상업적으로 판매되는 제품 및 거즈만 사용한 대조군과 비교실험을 진행하였다. 그 결과 상업적으로 판매되는 제품과 비교해서 치유특성이 손색이 없고, 대량생산이 가능하고 기계적 강도가 뛰어나며 투명한 창상피복제를 만들 수 있었다.
가교된 PEGDC/PEO와 PEGDMA/PEO를 이용해 유착방지필름을 제조하였다. 3개의 다른 조성(10% PEGDC, 10% PEGDMA, 5% PEGDC–5% PEGDMA) 을 이용해 가교 하이드로겔 필름을 제조하였고, 이 재료들 중에서 10% PEGDC 하이드로겔 필름이 가장 좋은 조직점착성을 보여주었다. 이 결과는 카르복시기가 조직의 점막과 같은 곳에 수소결합 등으로 잘 점착될 수 있음을 보여준다. 동물 실험을 통해 10% PEGDC 하이드로겔 필름이 시판되는 국산 제품인 Guardix-SG®보다도 더 뛰어난 유착방지특성을 보임을 확인하였다.
앞서의 실험과 동일한 방법으로 HPG와 PEO를 이용해 마이크로기공의 하이드로겔 지지체가 제작되었다. 이 실험에서 trimethylol propane을 core로 사용하고 글리시돌을 단량체로 사용해 HPG를 음이온 중합법으로 합성하였고, PEO에 대해 각각 0%, 10%, 20% 및 30%씩 혼합하여 전자빔을 이용해 가교하였다. HPG의 함량이 증가할수록 하이드로겔 지지체의 기공 크기가 기공도와 함께 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 HPG의 함량을 조절하여 기공도와 기공크기를 조절할 수 있음을 의미한다. 세포독성의 평가를 통해 HPG/PEO 하이드로겔이 조직공학용 지지체로 사용이 적합함을 알 수 있었다.
이와 같은 일련의 실험으로 PEO를 적절한 가교제와 첨가물의 양을 조절하여 가교된 하이드로겔 필름을 쉽게 제조할 수 있었고, 이를 이용해서 창상피복제, 유착방지막 및 조직공학용 지지체로 효과적으로 이용할 수 있었다.

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