Fabrication of injectable PLLA porous microspheres using a simple fluidic device for tissue engineering = 미세 유체 공정을 이용한 주사용 다공성 PLLA 구체 제조 및 조직공학 응용성 평가

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study relates to water-in-oil-in-water (W/O/W) emulsion system using a simple fluidic device with two flow channels. We obtained uniform porous microspheres, where the inner water , middle oil , and outer water phases were a gelatin 7% wt in water solutions, poly-L-lactide (PLLA) 1% in dichloromethane (DCM), and poly(vinyl alcohol) (PVA) 3% in water solutions, respectively. It has porous structure containing open inner window, which can provide environments for proliferation of cells and infiltration of cell and nutrients. The cell infiltration strategy is based on open porous structure of microsphere by remove the gelatin An oil-in-water-in-oil(O/W/O) emulsion templating method was employed to fabricate macro-porous PLLA porous microspheres. An water-in-oil(W/O) emulsion was introduced into the fluidic device as the discontinuous phase with all other experimental conditions the same as for the micro-porous PLLA microspheres. Uniform macro-porous PLLA microspheres with a highly open porous structure were finally obtained after remove gelatin by immersed in warm water. Lager than 20μm surface pore size and high interconnectivity of the porous PLLA microspheres were observed by scanning electron microscopy (SEM). Inaddition, proliferation and penetration of cell into the PLLA porous microspheres was demonstrated by cell seeding and culture in microspheres. Afterwards, observed by confocal microscope and measured cell density by MTT assay.

국문 초록 (Abstract)

간단한 미세유체 채널을 이용해 균일한 크기를 갖는 다공성 PLLA 입자를 제작하였다. 1차 에멀젼 형성시 겔라틴 7% 수용액 3g을 DCM에 PLLA 1% 녹인 용액 9g에 섞어 1000, 2000, 3000 RPM으로 교반하였다. 교반 속도가 증가함에 따라 겔라틴 에멀젼의 크기가 작아져 입자의 공극 크기가 줄어드는 것을 확인하였다. 미세유체 채널에서 1차 에멀젼을 형성한 용액을 불연속상으로 사용하고, PVA 3% 용액을 연속상으로 사용하여 입자를 형성하게 된다. 그리고 미세유체 채널에서 불연속상을 고정한 후 연속상의 속도를 증가시켜 입자 크기 변화를 측정하였다. 연속상의 유체 속도가 빨라질수록 가해지는 전단응력이 강해져 더 작은 입자를 얻을 수 있었다. 이렇게 수득한 입자는 60°C로 가열한 증류수에 2시간 담가 내부 겔라틴을 제거하게 되고, 다공성 구조를 형성하게 된다. 이렇게 형성된 다공성 구조는 세포침투 전략의 기초가 된다. 균일한 크기의 개방된 다공성 PLLA 입자는 주사전자현미경 (SEM)을 통해 표면 공극, 내부 공극 그리고 공극끼리 연결된 연결 공극의 크기를 측정하였다. 또한 SBF 용액을 이용하여 입자 표면에 칼슘을 흡착시켜 표면의 거칠기를 증가시켰다. 입자 표면에 칼슘을 흡착시킨 이유는 거칠기를 증가시켜 세포 부착능에 도움을 주고, 뼈 재생 관련 세포들의 미네랄화를 유도하여 뼈 재생 분야의 응용 범위를 확대하기 위함이다. 추가적으로 다공성 PLLA 입자의 세포 부착, 증식 동태를 보기위해 rhodamine 6G (red), DAPI (blue) 염색 후 공초점 현미경 (confocal microscopy)으로 관찰하였고, MTT assay를 측정하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론
• 2. 실험재료 및 방법
• 3. 결과
• 4. 고찰
• 5. 결론
• 참고 문헌
• 영문 논문제출서
• 영문 인준서
• 국문 초록