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탈회 골 기질 기반 삼중구역 반월판 지지체 제작

  • 윤채원 (아주대학교 일반대학원)

초록/요약

반월상 연골 파열은 무릎 관절에서 흔히 발생하며, 인구 10만 명당 약 70명의 유 병률을 보인다. 그러나 전체 파열 사례 중 단 7%만이 회복이 가능하며, 대부분 반 월상 연골 절제술로 이어져 골관절염 위험을 증가시킨다. 반월상 연골 재생 치료의 주요 과제는 내측, 중간측, 외측으로 구성된 반월상 연골 조직의 복잡하고 이방적인 구조와 기능을 효과적으로 재현하는 것이다. 본 연구에서는 탈회골 기질 이식편에 구역 특이적인 탈세포화 반월상 연골 세포외기질(Decellularized Meniscus Extracellular Matrix: DMECM) 하이드로겔을 코팅하여 삼중 구역 구조를 가진 반월 상 연골 지지체를 제작하고, 이의 생체적합성, 생체역학적 특성, 및 누드마우스 피하 이식 모델에서의 조직 특이적 분화 가능성을 평가하였다. 연구 결과, 제작된 지지체 는 높은 생체적합성을 나타냈으며, 콜라겐 함량 분석 결과, DBM+DMECM- I/M/O scaffold가 28.30±2.75 μg/mg로 가장 높은 값을 나타내었으며, 이는 DBM-only 그 룹(4.27±0.10 μg/mg)과 DMECM DBM+DMECM-W scaffold, 23.77±0.77 μg/mg)보 다 유의하게 높은 수치였다. GAG 함량은 DBM+DMECM- I/M/O scaffold에서 17.99±3.79 μg/mg로 가장 높았고 DBM-only 그룹(14.15±1.97 μg/mg)보다 유의하 게 높은 수준이었다. 기계적 강도 평가에서도 DBM+DMECM- I/M/O scaffold의 Compressive modulus가 14.08±1.44 MPa로 가장 높았으며, 이는 DBM-only 그룹 (9.86±1.47 MPa) 및 DBM+DMECM-W scaffold, 12.07±1.72 MPa)보다 유의하게 높 은 수치였다. 내측 DMECM 코팅은 연골과 유사한 특성을, 외측 DMECM 코팅은 인 대와 유사한 특성을 보이며 구역 특화된 조직 분화를 유도하였다. 이러한 결과는 반월상 연골의 복잡한 미세구조와 기능을 재현하며, 반월상 연골 파열 치료를 위한 새로운 재생 플랫폼으로서의 가능성을 제시한다. 키워드: 반월상 연골, 탈회골 기질, 탈세포 반월판 세포외기질, 조직공학

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목차

제1장 서론 1
제1절 연구 배경 및 목적 1
제2장 연구방법 9
제1절 연구 재료 및 방법 9
가. 화학 물질, 시약 및 조직 9
나. 탈회골 기질 (Demineralized bone matrix: DBM) 지지체 제작 9
다. 탈세포화된 반월상 연골 세포외기질(Decellularized Meniscus Extracellular Matrix: DMECM) 하이드로겔 제조 10
라. 구획특이적 DBM+DMECM 지지체 제작 12
제2절 실험 방법 13
가. 물리화학적 특성 분석 13
나. 생화학적 특성 분석 16
다. 생체 적합성 평가 21
라. 체외 섬유연골 분화 유도능 평가 25
마. 누드 마우스 피하 이식 모델에서의 섬유연골 분화 유도능 평가 26
바. 통계 분석 30
제3장 연구 결과 31
제1절 탈회골 기질 지지체의 물리화학적 특성 분석 31
제2절 반월상 연골 유래 탈세포외기질 하이드로겔의 생화학적 특성 분석 33
제3절 구획특이적 반월상 연골 인공 지지체의 제작 36
가. 반월상 연골 유래 탈세포외기질 하이드로겔의 농도 최적화 36
나. 탈회골 기질 내 하이드로겔의 코팅 횟수 최적화 39
다. 구역 특이적 반월상 연골 유래 탈세포외기질 하이드로겔이 코팅된 탈회골 기질 지지체의 제작 43
제4절 체외 생체적합성 평가 및 섬유연골 분화 유도능 평가 46
제5절 체외 누드 마우스 피하 이식 후 생화학적 및 기계적 평가 50
제6절 누드 마우스 피하 이식 후 섬유연골 조직 형성능 평가 53
제4장 고찰 57
제5장 결론 68
Reference 69
Abstract 83

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