저온 플라즈마 공정을 이용한 혈액적합성 이산화티탄(TiO2) 코팅 약물방출 스텐트 제조 = Preparation of Drug Eluting Stent Coated With a Biocompatible TiO2 Layer by Low Temperature Plasma Process

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는, 약물방출 스텐트 제조시 금속 스텐트 표면에 약물 결합을 위해 사용되고 있는 유기고분자를 대체 할 물질로 생체 안정성이 입증된 산화티탄을 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Depositon) 공정을 통해 스텐트 표면에 코팅하였다. 이때, 각기 다른 방전전력(5, 10, 15 W)으로 제조하였고 낮은 방전전력에서 제조된 샘플이 가장 좋은 혈액적합성을 보여주었다. 다음으로 산화티탄 표면에 약물 결합을 위한 히드록실(-OH)작용기를 H20 plasma을 이용하여 생성시켰다. 이 과정은 다양한 방전전력(10~60 W)과 반응 시간(5~15분)을 변경하면서 진행하였고 그 결과 특히 방전전력이 30 W, 개질 시간이 10분 일 때 가장 좋은 결과를 나타내었다. 그 후 산화티탄 박막에 생성된 -OH기와 재협착 방지에 효능이 알려진 알파리포산의 카르복실기를 에스테르화 반응을 통해 화학적 결합을 시켰다.이러한 산화티탄 박막의 표면 물성은 FE-SEM, ESCA, AFM 등을 이용하여 조사하였고, 개질된 산화티탄 박막은 접촉각 측정을 통해 확인하였다. 알파리포산이 부착된 산화티탄 박막은 ATR/FT-IR와 ESCA을 이용하여 확인하였고, 개질 조건에 따른 산화티탄 박막에 부착된 알파리포산 정량은 UV-visible spectrophotometer을 통해 알아 보았고, 혈소판 점착 실험 결과는 FE-SEM을 통해 관찰하였다. 그 결과 제조된 코팅 층은 기재와의 접합성이 우수 할 뿐 아니라 혈액적합성 또한 향상 됨을 확인할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, bare metal stent surface was covered with stable TiO2 thin film by PECVD(plasma ehanced chemical vapor deposition) process TTIP(Titanium tetraisoproxide) as a precursor at 400℃ for 4h. Then H20 plasma was used to modify TiO2 thin film surface to enhance -OH containing surface functional groups for more effective drug grafting reaction. The surface modification experiments were conducted under different RF discharge power and treatment time in order to determine the optimal condition. And carboxylic group in alpha lipoic acid(ALA) was grafted onto the hydroxynated TiO2 surface in acid condition at 55℃. To investigate blood compatibility of TiO2 coated stent, in vitro platelet adhesion test was carried out. Static contact angles of TiO2 surface using distilled water were measured. The structure and the atomic composition of stent grafted ALA was identified by FT-IR spectrometer, ESCA(elctron spectroscopy of chemical analysis). The results indicated that ALA was grafted to the stent surface. Smooth layer coated onto the stent was examined by FE-SEM(field emission-scanning electron microscope). Amout of ALA grafted onto the stent and released from ALA grafted stent were examined by UV-visible spectrophotometer.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 이론 4
• 가. 플라즈마 중합 4
• 1) 플라즈마 정의 4
• 2) 플라즈마의 종류 4
• 3) 플라즈마 중합 반응 5
• 4) 박막 성장 6
• 5) 저온 플라즈마의 이점 6
• 6) Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) 6
• 나. 스텐트 13
• 1) 스텐트 개념 및 용도 13
• 2) 약물 용출성 스텐트 (drug-eluting stent: DES)의 개요 15
• 다. 알파리포산 16
• 1) 알파리포산의 구조 16
• 2) 알파리포산의 작용 16
• 3. 실험 17
• 가. 재료 17
• 나. 산화티탄 나노 박막 제조 17
• 다. -OH기 생성을 위한 산화티탄 박막 개질 19
• 라. 알파리포산 그래프팅 반응 21
• 마. 알파리포산 정량 분석 23
• 바. 알파리포산 방출 실험 23
• 사. 표면 분석 23
• 아. 산화티탄 박막의 혈액 적합성 실험 (In vitro) 24
• 4. 결과 및 고찰 25
• 가. TiO2 박막 표면 분석 25
• 나. 개질된 TiO2 박막 분석 35
• 다. 알파리포산 그래프팅 반응 37
• 1) 알파리포산이 부착된 TiO2 박막의 표면 분석 37
• 2) 개질 조건에 따른 알파리포산 정량 조사 38
• 라. 알파리포산 방출 실험 47
• 마. TiO2 박막 혈액 적합성 평가 (In vitro) 49
• 5. 결론 51
• 6. 참고문헌 52
• Abstract 57