55(1)-16(정성린165).fm

Size: px

Start display at page:

Download "55(1)-16(정성린165).fm"

세창 지
5 years ago
Views:

1 Korean Chem. Eng. Res., 55(1), (2017) PISSN X, EISSN 방사선가교된유착방지용 Carboxymethyl Cellulose/Porcine Cartilage Acellular Matrix 수화젤필름의물리적특성및부착방지평가 정성린 박종석 권희정 안성준 송보람 * 김영직 * 민병현 *, **, *** 김문석 *** 임윤묵 한국원자력연구원첨단방사선연구소 전라북도정읍시금구길 29 * 아주대학교세포치료센터 경기도수원시영통구월드컵로 206 ** 아주대학교의과대학정형외과교실 경기도수원시영통구월드컵로 206 *** 아주대학교분자과학기술과 경기도수원시영통구월드컵로 206 (2016 년 11 월 24 일접수, 2017 년 1 월 4 일수정본접수, 2017 년 1 월 9 일채택 ) Radiation-Crosslinked Carboxymethyl Cellulose/Porcine Cartilage Acellular Matrix Hydrogel Films to Prevent Peritoneal Adhesions with physical properties and anti-adhesivity Sung In Jeong, Jong-Seok Park, Hui-Jeong Gwon, Sung-Jun An, Bo Ram Song*, Young Jick Kim*, Byoung Hyun Min*, **, ***, Moon Suk Kim*** and Youn-Mook Lim Advanced Radiation Technology Institute, Korea Atomic Energy Research Institute, 29, Geumgu-gil, Jeongeup, Jeonbuk, 56212, Korea *Cell Therapy Center, Ajou University Medical Center, 206, World cup-ro, Yeongtong-gu, Suwon, Gyeonggi, 16499, Korea **Department of Orthopedic Surgery, Ajou University School of Medicine, 206, World cup-ro, Yeongtong-gu, Suwon, Gyeonggi, 16499, Korea ***Department of Molecular Science and Technology, Ajou University, 206, World cup-ro, Yeongtong-gu, Suwon, Gyeonggi, 16499, Korea (Received 24 November 2016; Received in revised form 4 January 2017; accepted 9 January 2017) 요 약 본실험은방사선을이용하여유착방지용 Carboxymethyl cellulose sodium salt (CMC)/Porcine Cartilage Acellular Matrix (PCAM) 수화젤필름에대해연구하였다. 방사선조사시 CMC/PCAM 의농도및혼합비율에따른필름의형태학적구조, 젤화율, 젤강도, 팽윤도등을분석하였다. 방사선에의해가교된 CMC/PCAM 필름은 CMC 필름보다물리적인특성인젤화율이낮게측정되었다. 또한, 가교된 CMC 필름보다는 CMC/PCAM 필름에서인간혈관내피세포의부착및증식율이감소하였다. 우리는 PCAM 에함유한세포의항부착성분이도입된 CMC/PCAM 필름과 CMC 필름은세포의접착및증식율을낮추는것을확인하였다. 결론적으로, 본연구에서는방사선가교된 CMC/PCAM 수화젤필름은유착방지향상을위한유착방지제로서응용이기대된다. Abstract In this study, intermolecular crosslinked carboxymethyl cellulose sodium salt (CMC) and porcine Cartilage Acellular Matrix (PCAM) blended hydrogel films for anti-adhesive barriers were prepared by gamma-ray radiation. The effects of the CMC/PCAM concentration and blending ratio on the morphology, gel fraction, gel strength, and degree of swelling were determined. The results indicated that crosslinked CMC/PCAM films show significantly lower the gel-fraction than CMC films. The degree of attachment and proliferation of human vascular endothelial cells on CMC/PCAM films was lower than the CMC films. We show the capacity of the CMC and PCAM to be hydrogel films, and the ability to reduce cell adhesion and proliferation on these films by modification with cell anti-adhesion molecules of PCAM. In conclusion, this study suggests that radiation cross-linked CMC/PCAM hydrogel films endowed with anti-adhesion ligands may allow for improved regulation of cell anti-adhesion behavior for prevent peritoneal adhesions. Key words: Carboxymethyl cellulose sodium salt, Porcine cartilage acellular matrix, Hydrogel, Gamma-ray radiation, Crosslinking, Anti-adhesive barriers To whom correspondence should be addressed. sijeong@kaeri.re.kr, ymlim71@kaeri.re.kr This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. 34

방사선가교된유착방지용 Carboxymethyl Cellulose/Porcine Cartilage Acellular Matrix 수화젤필름의물리적특성및부착방지평가 35 1. 서론장기유착의원인은외과수술부위에치유과정중에정상적으로침착하는섬유소가분해되지않고남아서지지체역할을하게되고, 이를통해혈관이유입되어영구적인섬유조직으로남아서발생된다.

2 방사선가교된유착방지용 Carboxymethyl Cellulose/Porcine Cartilage Acellular Matrix 수화젤필름의물리적특성및부착방지평가 서론장기유착의원인은외과수술부위에치유과정중에정상적으로침착하는섬유소가분해되지않고남아서지지체역할을하게되고, 이를통해혈관이유입되어영구적인섬유조직으로남아서발생된다. 이러한혈전생성과분해에관련된인자들이불균형으로인하여피브린매트릭스가분해되지않고, 결국분해되지않은피브린은섬유아세포의증직과신생혈관유입을위한지지체로작용되어주변조직과의유착으로발전하게된다 [1]. 따라서, 유착방지제개발에있어서충족되어야할조건은물리적장벽으로막아상처부위를감싸거나덮어주어상처부위와주변조직과의접촉을차단하면서안전하고효과적으로염증반응이나면역반응을일으키지않아야된다 [2]. 또한, 일정기간이지난후에는분해또는흡수되어별도의제거없이신진대사를통해배출되어야한다. 마지막으로섬유아세포의증직과신생혈관유입을막을수있는성분이함유된멤브레인막형태의유착방지제개발이필요하다. 현재상업화된유착방지제는합성고분자인폴리 ( 비닐알코올 ), 폴리 ( 에틸렌글리콜 ) 과천연고분자인히알루론산, 피브린, 콜라겐, 알긴산, 소디움카르복시메틸셀룰로오스 (carboxymethyl cellulose, CMC) 등이있다 [3-5]. 최근연구결과에따르면연골조직에서세포를제거하고남은세포외기질은이미유착방지제로사용중인히알루론산과콜라겐이함유되어있을뿐아니라세포의부착을방지하는 Lubricin, Biglycan, Decorin 와항혈관효과가있는 Chondromodulin-1, Encostatin, Thrombospondin-1 등을함유하고있다고알려져있다 [6-9]. 하지만, 천연고분자인경우에는생분해도와기계적특성을조절이가능하지만가교제와같은화학적첨가물을사용하기때문에잔존하는화학물질에의해생체안전성이떨어진다는한계가있다. 방사선은유해한화학가교제나개시제를사용하지않고서도높은에너지를이용하여고분자의분자사슬을이온화시켜라디칼이형성된분자사슬간에가교결합을통해물리화학적특성을변화시킬수있는장점이있다 [10-13]. 특히, 소디움카르복시메틸셀룰로오스은방사선에의해고분자분자사슬이하이드록실라디칼 (hydroxyl radical), 수소라디칼 (Hydrogen radical), 수화전자 (hydrated electrons) 등의라디칼형성으로인해가교되어삼차원적망상구조의수화젤이합성된다는연구가발표되었다 [14-18]. 또한, 방사선조사시콜라겐은수용액상에서는하이드록라디칼 ( OH) 으로인해화학적인가교반응이일어나고건조된상태에서는콜라겐분자사슬이분해가일어나는특징을가지고있다 [19]. 따라서, 본연구에서는화학가교제없이방사선을이용하여유착방지성분을함유한돼지무세포연골세포외기질 (porcine cartilage acellular matrix, PCAM) 과소디움카르복시메틸셀룰로오스 (CMC) 의혼합시돼지무세포연골세포외기질함량이증가함에따라수화젤의젤화율, 젤강도, 팽윤도등과같은물리적특성과혈관내피세포의부착및성장율을 낮출수있는유착방지제를개발하고자한다. 2. 재료및방법 2-1. 재료본연구에서는소디움카르복시메틸셀룰로오스 (Sodium carboxymethyl cellulose (CMC), DS=1.2, Mw. 250,000) 는 Sigma-aldrich (St. Louis, MO, USA) 에서구입하였고, 돼지무세포연골세포외기질 (porcine cartilage acellular matrix, PCAM) 는리젠프라임 ( 주 ) 에서제공받아따로정제과정없이사용하였다 제조방법방사선을이용한가교된수화젤필름제조조건과방법은 Table 1과 Fig. 1에나타냈다. 100 ml 유리병에 CMC 분말과 3차증류수를넣고 20 wt% 농도로상온에서교반기를이용하여 48시간동안용해시켰다. PCAM는 50 ml 유리병에각각 0.1 wt% 와 0.5 wt% 로 4 o C 에서교반기를이용하여 24 시간동안용해시켰다. 20 wt% CMC와 0.1 wt% PCAM 혼합수용액과 20 wt% CMC와 0.5 wt% PCAM 혼합수용액을혼합비율 (CMC:PCAM=90:10(v/v)) 로균일혼합기 (Planetarycentrifugal mixer, Awatori Rentaro, ARE-310, THINKY Corporration, Japan) 를이용하여 4 o C에서교반기를이용하여 4 시간동안교반된점성이강한혼합용액을각각페트리접시 (9.5 mm 9.5 mm) 에부어격자형태의패턴을갖는 Polyethyene (PE) 필름을덮고압착후에필름형태로성형하였다. 필름형태로가공된 CMC와 CMC/PCAM을방사선을이용하여가교된수화젤필름을제조하였다. 방사선조사는감마선 ( 60 Co, MDS Nordion, Canada) 을사용하였고, 감마선선량은 25 kgy( 선량률 : 10 kgy/hr) 로조사하였다. 감마선조사에의해가교된 CMC와 CMC/PCAM 수화젤필름은 50 o C 건조기에서 4일동안건조하였다 형태학적분석방사선으로가교된 CMC와 CMC/PCAM 수화젤필름의표면을관찰하기위해주사전자현미경 (FE-SEM, Hitachi S-4800, Japan) 을이용하여확인하였다. 방사선가교된필름에서미반응된 CMC와 PCAM를제거시키기위하여 30 o C에서 72시간동안침지시키고 Fig. 1. Schematic diagrams for the preparation of CMC/PCAM hydrogel film using gamma-irradiation. Table 1. Gamma-irradiation conditions of carboxymethyl cellulose/porcine cartilage acellular matrix hydrogels Sample code CMC a Concentration (wt%) (Mw=250 kda) (DS=1.2) PCAM a Concentration (wt%) Final solution Volume ratio (CMC:PCAM) Final wt% (CMC:PCAM) Gamma-irradiation Dose (kgy) Cp :0 20:0 25 Cp :10 18: Cp :10 18: a CMC and PCP were dissolved in dih 2 O. Mw, molecular weight; DS, degree of substitution; CMC, sodium carboxymethylcellulose; PCAM, porcine cartilage acelluar matrix

36 정성린 박종석 권희정 안성준 송보람 김영직 민병현 김문석 임윤묵 3차증류수로 3번이상세척한후 50 o C 건조기에서 4일동안건조하였다. 건조된샘플은고해상도의이미지를얻기위해서 sputter coater를이용하여 90초동안백금코팅을하였으며, 20 kv의전자빔, 10 mm의거리의조건을사용하여확인하였다. 2-4.

3 36 정성린 박종석 권희정 안성준 송보람 김영직 민병현 김문석 임윤묵 3차증류수로 3번이상세척한후 50 o C 건조기에서 4일동안건조하였다. 건조된샘플은고해상도의이미지를얻기위해서 sputter coater를이용하여 90초동안백금코팅을하였으며, 20 kv의전자빔, 10 mm의거리의조건을사용하여확인하였다 젤화율 CMC와 CMC/PCAM 수화젤필름의젤화율측정을위해방사선조사후수세전에건조된필름의초기무게 (W i ) 를재고 30 o C에서 72시간동안침지시키고 3차증류수로 3번이상세척한후오븐에넣어 70 o C에서 48시간건조시켜건조된필름의무게 (W d ) 를측정후식 (1) 에대입하여젤화율을백분율로표시하였다 [2]. 젤화율 (%)=W d /W i 100 (1) 2-5. 압축강도 CMC와 CMC/PCAM 수화젤필름의압축강도를측정하기위해서 Texture analyser (TX-XT2i, stable microsystem Co. Ltd. Surrey England) 를이용하여측정하였다. 수화젤의시편두께는평균 2 mm, 초기지름은 10 mm 이였으며각실험군당 5개의시편을제조하여측정하였다. 압축강도측정시크로스헤드 (cross head) 속도는 10 mm/min으로시편이 50% 변형이이루어질때의값을측정하였다 팽윤도 CMC와 CMC/PCAM 수화젤필름의팽윤도를측정하기위해서건조된필름 (20 mm 20 mm 2 mm) 을각실험군당 5개의시편을제조하여측정하였다. 37 o C에서증류수에 10 시간동안침지시키고수화젤필름표면의물기를닦아준후무게를측정하였다. 팽윤도는팽윤된필름무게 (W S ) 와건조된필름무게 (W d ) 를측정후식 (2) 에대입하여팽윤도를백분율로나타내었다 [2]. 팽윤도 (%)=(W S W d ) / W d 100 (2) 2-7. 세포부착및증식평가감마선으로가교된수화젤필름에세포를배양하기위해 6 well plate에 20 wt% CMC (Cp 0), 20 wt%cmc/0.1 wt%pcam(cp 1), 20 wt% CMC/0.5 wt% PCAM (Cp 2) 수화젤필름을넣은후 Human Vascular Endothelial Cells (HVECs, Lonza, USA) 를현탁액 의세포수로수화젤필름표면에접종한후 EBM-2 KIT (Lonza, USA) 배지에넣은후 37 o C, 5% CO 2 incubator에서 7일동안배양하였다. 수화젤필름에대한 HVECs의부착및증식도을확인하기위해 Cell counting kit-8 (CCK-8, Dojindo, Japan) 을통해확인하였다. 배지와 CCK-8 용액의비율은 9:1의비율로혼합하였으며, 500 ul씩각각의 6 well plate에넣고 37 o C에서 2시간동안처리하였다. Spectrometer (PowerWave XS, Biotek, USA) 를이용하여 450 nm 에서측정하였다 통계처리모든실험결과의통계처리는각각의시료에대한평균 ± 표준오차로나타내었으며, two-tailed unpaired Student s t-test (Excel, Microsoft) 으로 p<0.05 수준에서실시하여평가하였다. 3. 결과및토론 3-1. CMC/PCAM 수화젤필름의형태학적특성 Fig. 2(a~c) 을보면방사선가교된 CMC와 CMC/PCAM 수화젤필름의우수한유연성은유착방지제로사용할경우외과적유착방지수술시다양한조직형태에서도성형및고정하기쉽다는장점을가지고있다. Fig. 2(d~f) 에는방사선가교된수화젤필름에서반응에참여하지못한 CMC 또는 PCAM를증류수세척을통해제거 Fig. 2. Scanning electron micrographs of Cp 0 (CMC alone), Cp 1 and Cp 2 hydrogel films after cross-linking using gamma-irradiation. Scale bars represent 500 mm.

$Fig. 3. Gel fraction ratio of Cp 0 (CMC alone), Cp 1 and Cp 2 hydrogel films after cross-linking using gamma-irradiation (p<0.05). Fig. 4.$ Compressive strength of Cp 0 (CMC alone), Cp 1 and Cp 2 hydrogel films after cross-linking using gamma-irradiation. ( p<0.05). 한후에건조된 CMC와 CMC/PCAM 필름의표면을분석하기위해서전자주사현미경을이용하여관찰하였다.

Compressive strength of Cp 0 (CMC alone), Cp 1 and Cp 2 hydrogel films after cross-linking using gamma-irradiation. ( p<0.05). 한후에건조된 CMC와 CMC/PCAM 필름의표면을분석하기위해서전자주사현미경을이용하여관찰하였다.

4 방사선가교된유착방지용 Carboxymethyl Cellulose/Porcine Cartilage Acellular Matrix 수화젤필름의물리적특성및부착방지평가 37 Fig. 3. Gel fraction ratio of Cp 0 (CMC alone), Cp 1 and Cp 2 hydrogel films after cross-linking using gamma-irradiation (p<0.05). Fig. 4. Compressive strength of Cp 0 (CMC alone), Cp 1 and Cp 2 hydrogel films after cross-linking using gamma-irradiation. ( p<0.05). 한후에건조된 CMC와 CMC/PCAM 필름의표면을분석하기위해서전자주사현미경을이용하여관찰하였다. 방사선가교전에 CMC와 CMC/PCAM 필름을제조하기위해서사용된이형지폴리에틸렌필름에의해수화젤필름표면에모양이인쇄되어방사선조사후에도격자형태의표면을가진가교된필름을확인할수있었다. 공극이없는필름형태의표면은손상된조직과조직사이에서의유착을형성하는섬유아세포와신생모세혈관의침투를막으면서조직유착을방지할수있을것으로사료된다 CMC/PCAM 수화젤필름의젤화율방사선에의해가교된 CMC와 CMC/PCAM 수화젤필름의젤화율을측정하기위해서반응하지않은 CMC 또는 PCAM를제거한후에필름의건조된필름의무게를측정하였다 (Fig. 3). 일반적으로 CMC와콜라겐이수용액에서는방사선을조사하게되면 CMC와콜라겐의분자사슬은물분자에의해방사분해 (radiolysis) 로생성되는 2차자유라디칼인 H 또는 OH 라디칼이형성되어 CMC의분자사슬에라디칼을형성하게되어물을함유하는 3차원적인그물망구조를갖는가교반응이이루어진다 [17,19]. 하지만, CMC 농도가 10 wt% 보다낮거나방사선의이온화에너지가낮을경우에는 CMC의분자사슬의라디칼밀도가낮아화학적인가교가형성되기어렵기때문에 CMC의가교반응이일어나지않는문제점이있다 [18]. 따라서본연구에는유착방지용수화젤을제조하기위해서방사선조사량을 25 kgy 으로고정하였다. 감마선 25 kgy 선량으로조사했을경우 20 wt% CMC(Cp 0) 의젤화율은 95.2 ±4.1% 이고, CMC/PCAM 필름에서 PCAM 함량이증가할수록 Cp 1과 Cp 2 필름의젤화율은 77.2±3.2% 에서 83.6±2.9% 으로증가되었다. 방사선에가교된 CMC/PCAM 필름이 CMC 필름보다젤화율이낮은이유는 CMC/PCAM 수화젤중에서방사선에의해가교율이높은 CMC의함량감소로인해수화젤내부에서의약한 3차원망상구조가적게형성되었기때문이라고사료된다. 그리고, CMC/PCAM 필름에서 PCAM의중량비가증가할수록젤화율이높은이유는 PCAM의구성성분인콜라겐함량이증가하게되어방사선에의해콜라겐의분자사슬끼리가교되었기때문이라고사료된다 CMC/PCAM 수화젤필름의압축강도방사선에의해가교된 CMC와 CMC/PCAM 수화젤필름의젤강도를측정하기위해서미반응된 CMC 또는 PCAM를제거된필름의압축강도를측정하였다 (Fig. 4). 감마선 25 kgy 선량으로조사했을경우 20 wt% CMC(Cp 0) 필름의압축강도는 28.5±7.3% 이고, CMC/PCAM 필름에서 PCAM 함량이증가할수록 Cp 1과 Cp 2 필름의압축강도는 29.1±4.4% 에서 41.2±9.8% 으로증가되었다. Cp 0과 Cp 1은압축강도가유사한것으로보아 CMC/PCAM 필름에서 0.1 wt% PCAM에포함된콜라겐의가교도는기계적물성에영향이없는것으로사료되지만, Cp 2에서 0.5 wt% PCAM의콜라겐은 CMC의분자사슬의화학적가교결합으로인해기계적인물성이향상되는것으로사료된다. 본결과로 PCAM의농도변화를통해장기의유착을막을있는유착방지제의물리적성질을조절할수있을것으로사료된다 CMC/PCAM 수화젤필름의팽윤도방사선에의해가교된 CMC와 CMC/PCAM 수화젤필름의팽윤도를측정하기위해서미반응된 CMC 또는 PCAM를제거후건조된필름을증류수에서팽윤시킨전후무게를 10 시간동안측정하였다 (Fig. 5). 감마선에의해가교된 CMC (Cp 0) 와 CMC/PCAM (Cp 1, Cp 2) 수화젤의팽윤도는시간이지나갈수록 CMC 필름이 CMC/PACM 필름보다팽윤도가낮았으며, CMC/PACM 필름에서 PCAM 함량증가할수록 Cp 2 보다 Cp 1에서팽윤도가높았다. Cp 0 필름의팽윤도는 1,100% 이고, PCAM가증가할수록 Cp 1과 Cp 2의팽윤도는 1,150% 에서 1,220% 까지증가되었다. CMC (Cp 0) 필름이 CMC/PCAM (Cp 1, Cp 2) 필름보다팽윤도가낮은이유는방사선에의해가교된 CMC의분자사슬의 3차원망상구조가 CMC/PCAM 보다높기때문에물을함유할수있는수화젤필름내부에물을함유할수있는부피가 CMC/PCAM보다적기때문일거라사료된다. 또한, Cp 1보다 Cp 2 필름에서팽윤도가낮은이유는 CMC/PCAM 필름에서 PCAM의구성성분인콜라겐성분함량이증가하여균일하게혼합된 CMC의분자사슬간 3차원그물망구조증가로인해물을함유할수있는필름내부부피가감소했기때문일거라사료된다.

5 38 정성린 박종석 권희정 안성준 송보람 김영직 민병현 김문석 임윤묵 다른화학가교제가필요없이방사선조사만으로 CMC/PCAM 수화젤필름제조와멸균을통시에할수있다는것을알수있었다. 4. 결론 Fig. 5. Degree of swelling of radiation cross-linked Cp 0 (CMC alone), Cp 1 and Cp 2 hydrogel films for 600 mins in deionized water. 본연구에서는항유착성분을함유한무세포돼지연골세포외기질 (PCAM) 과소디움카르복시메틸셀룰로오스 (CMC) 을균일하게혼합된용액을방사선이온화에너지를이용하여수화젤필름을제조하였다. 방사선가교된 CMC/PCAM 필름은 CMC 필름보다는젤화율은낮았지만, 팽윤도와젤강도는증가하는것을확인하였다. 또한, CMC/PCAM 수화젤필름에서는 PCAM 함량이증가할수록혼합된 CMC와의 3차원망상구조증가로인해젤화율과젤강도는증가되는것을확인하였다. 또한, 인간혈관내피세포를제조된 CMC/PCAM 필름에세포배양한결과친수성이높은 CMC 필름자체만으로도세포의접착및증식도가낮은것을확인하였으며, 항유착성분이함유된 PCAM이증가할수록혈관내피세포의접착및증식율이감소하는것을확인하였다. 따라서, 항유착성분을함유한돼지무세포연골세포외기질 (PCAM) 조성비가증가할수록 CMC/PCAM 수화젤의유착방지기능은향상될것으로사료되며, 향후실험에서는장기유착동물실험을통해 CMC/PCAM 수화젤필름의유착방지제로서의검증을할계획이다. 결론적으로방사선을이용하여제조된항유착성분을갖는 CMC/PCAM 수화젤필름은유착방지제로서활용가능성을확인하였다. 감 사 Fig. 6. CCK-8 assay of human vascular endothelial cells on tissue culture plate (TCP), Cp 0 (CMC alone), Cp 1 and Cp 2 hydrogel films for 1 and 7 days (p < 0.05, *p>0.05) CMC/PCAM 수화젤필름의세포부착도및증식도방사선에가교된 CMC (Cp 0) 와 CMC/PCAM (Cp 1, Cp 2) 수화젤필름에 HVECs를접종하고 7일동안배양한후에세포의부착및증식도를측정하기위해서 CCK-8 assay를측정하였다. 대조군은세포배양접시에동일한세포를접종한후에방사선에가교된필름과비교하였다. 대조군인세포배양접시에서모든 CMC(Cp 0) 와 CMC/PCAM (Cp 1, Cp 2) 수화젤필름군보다세포의부착및증식도가높았다 (Fig. 6). 이는매우친수성인 CMC 수화젤은오히려소수성인폴리스티렌재질의세포배양접시보다약한세포부착을보이기때문으로사료된다. 또한, 1일차에서 Cp 1와 Cp 2 실험군사이에는통계적으로유효성이없었지만, CMC (CP100) 수화젤에비해 PCAM 함량이증가되는 CMC/PCAM 수화젤에서세포의부착및증식이감소됨을확인하였다. 세포배양 7일차에서는 CMC (CP100) 보다는 PCAM 함량이증가할수록세포성장율이감소하는것을확인하였다. 이는세포의부착을방지하는 PCAM의 Lubricin, Biglycan, Decorin 등과같은성분들이 25 kgy 방사선조사량에서도변형이없이유착방지기능을할수있다는것을알수있었다. 이는의료기기의방사선멸균선량이 20~25 kgy으로보았을경우, 본연구는보건복지부의료기기기술개발사업 (HI14C0744) 과미래창조과학부에서주관하는원자력연구개발사업 (2012M2A2A ) 의지원에의해이루어진것으로, 이에감사드립니다. References 1. Oh A., Trend of Anti-adhesion Adjuvant-Review, Biomaterials Research, 17(4), (2013). 2. Kim, J., Shin, D. I. and Lee, K. Y., Prevention of Post-surgical Tissue Adhesions by a Gellan Gum/Chondroitin Sulfate, Polymer(Korea), 40(3), (2016). 3. Yoo, C. K., Lee, C. H., Kang, C. W., Lee, K. I., Ro, K. Y., Choi, J. Y., Hong, S. C., Chang, C., Lee, Y. W., Lee, Y. M. and Kim, H. K., GUARDIX-SL in Sinus Surgery: A Preclinical Animal Study, Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, 48(12), (2005). 4. Lee, S. A., Kim, J. S., Kim, J. S., Hwang, J. J., Lee, W. S., Kim, Y. H., Choi, Y. K. and Chee, H. K., A study of the Effect of a Mixture of Hyaluronic Acid and Sodium Carboxymethyl Cellulose (Guardix-sol ) on the Prevention of Pericardial Adhesion, The Korean Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 43, (2010). 5. Lee, J. H., Lim, Y. M., Nho, Y. C., Son T. I., In vivo Effect of Carboxymethlycellulose(CMC)/Polyethylene Glycol(PEG) Hydrogels Prepared by γ-ray Irradiation for Postsurgical Adhesions, Applied Chemistry, 7(2), (2003). 6. Chung, J. Y., Lee, D. H., Kim, T. H., Kwack, K. S., Yoon, K. H.

6 방사선가교된유착방지용 Carboxymethyl Cellulose/Porcine Cartilage Acellular Matrix 수화젤필름의물리적특성및부착방지평가 39 and Min, B. H., Cartilage Extra-cellular Matrix Biomembrane for the Enhancement of Microfractured Defects, Knee Surgery Sports Traumatology Artroscopy, 22(6), (2014). 7. Li, T. Z., Jin, C. Z., Choi. B. H., Kim, M. S., Kim, Y. J., Park, S. R., Yoon, J. H. and Min, B. H., Using Cartilage Extracellular Matrix (CECM) Membrane to Enhance the Reparability of the Bone Marrow Stimulation Technique for Articular Cartilage Defect in Canine Model, Advanced Functional Materials, 22, (2012). 8. Shin, Y. S., Lee, B. H., Choi, J. W., Min, B. H., Chang, J. W., Yang, S. S. and Kim, C. H., Tissue-Engineered Tracheal Reconstruction Using Chondrocyte Seeded on a Porcine Cartilage-derived Substance Scaffold, International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology, 78, 32-38(2014). 9. Baek, J. H., Kim, K., Yang, S. S., Park, S. H., Song, B. R., Yun, H. W., Jeong, S. I., Kim, Y. J., Min, B. H. and Kim, M. S., Preparation of Extracellular Matrix Developed Using Porcine Articular Cartilage and In vitro Feasibility Study of Porcine Articular Cartilage as an Anti-Adhesive Film, Materials, 9, 49-58(2016). 10. Rimdusit, S., Somsaeng, K., Kewsuwan, P., Jubsilp, C. and Tiptipakorn, S., Comparison of Gamma Radiation Crosslinking and Chemical Crosslinking on Properties of Methylcellulose Hydrogel, Engineering Journal, 16(4), 15-28(2012). 11. Kim, S. M., Choi, J. I., Joe, M. H. and Kim, J. D., Effect of Gamma Irradiation on Wood Chip Saccarification Pretreated with NaOH, Korean Chem. Eng. Res., 54(3), (2016). 12. Nho, Y. C., Lim, Y. M., Gwon, H. J. and Choi, E. K., Preparation and Characterization of PVA/PVP/glycerin/antibacterial Agent Hydrogels Using γ-irradiation Followed by Freeze-thawing, Korean J. Chem. Eng., 26(6), (2009). 13. Choi, J. I., Kim, J. H., Lee, K. W., Song, B. S., Yoon, Y., Byun, M. W. and Lee, J. W., Comparison of Gamma ray and Electron Beam Irradiation on the Degradation of Carboxymethylcellulose, Korean J. Chem. Eng., 26(6), (2009). 14. Lim, Y. M., Lee, J. H., Nho, Y. C. and Son, T. I., Preparation of Crosslinked Carboxymethylcullulose (CMC) by 60Co γ-ray Irradiation and Its Biodegradable Properties, Journal of Radiation Industry, 1(1), 53-59(2007). 15. Lee, J. H., Nho, Y. C., Lim, Y. M. and Son, T. I., Prevention of Surgical Adhesions with Barriers of Carboxymethylcellulose and Poly(ethylene glycol) Hydrogels Synthesized by Irradiation, Journal of Applied Polymer Science, 96(4), (2005). 16. Liu, P., Zhai, M., Li, J., Peng. J. and Wu, J., Radiation Preparation and Swelling Behavior of Sodium Carboxymethyl Cellulose Hydrogels, Radiation Physics and Chemistry, 63, (2002). 17. Jo, S. Y., Lim, Y. M., Youn, M. H., Gwon, H. J., Park, J. S., Nho, Y. C. and Shin, H., Fabrication and Characterization of PVA/CMC Hydrogels by Freezing-Thawing Technique and Gamma-Ray Irradiation, Polymer(Korea), 33(6), (2009). 18. Yoshii, F., Zhao, L., Wach, R. A., Nagasawa, N., Mitomo, H. and Kume, T., Hydrogels of Polysaccharide Derivatives Crosslinked with Irradiation at Paste-like Condition, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B:Beam Interactions with Materials and Atoms, 208, (2003). 19. Koshimizu, N., Bessho, M., Suzuki, S., Yuguchi, Y., Kitamura, S. and Hara, M., Gamma-Crosslinked Collagen Gel without Fibrils: Analysis of Structure and Heat Stability, Bioscience Biotechnology and Biochemistry, 73(9), (2009).

(16-275).fm

(16-275).fm Polymer(Korea), Vol. 41, No. 1, pp. 151-156 (2017) https://doi.org/10.7317/pk.2017.41.1.151 ISSN 0379-153X(Print) ISSN 2234-8077(Online) 감마선을이용한돼지무세포연골세포외기질이함유된 CMC 수화젤의제조및특성연구 정성린 박종석 권희정 안성준 임윤묵 송보람