이중 젤화 방법으로 제조한 노보닌 개질 실크 피브로인/PEG 하이브리드 하이드로젤

Abstract

본 연구에서는 티올-노보닌(thiol-norbornene) 광 중합을 초기 가교 반응으로 사용하고 이어 물리적인 가교 반응을 통한 이중 젤화 시스템을 구현하고자 하였다. 이를 위하여 실크 피브로인(silk fibroin, SF)과 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG)에 각각 노보닌을 도입하여 SF-NB와 PEG4NB를 합성하였고, 티올 그룹을 가지는 가교제(dithiothreitol, DTT)와 반응하여 하이브리드 하이드로젤을 제조하였다. 동일한 PEG4NB에 대하여 SF-NB 함량이 증가할수록 젤화점(gel point)의 차이는 크지 않았으나 젤 부분(gel fraction, %)과 무게 팽윤 비율(mass swelling ratio, Q)은 감소하였다. SF 대비 SF-NB의 젤 부분이 더 높고 SF-NB의 누적 방출량이 낮게 관찰된 것을 통해, SF-NB에 도입된 노보닌이 화학적 가교에 참여하여 하이브리드 하이드로젤 내에서 좀 더 안정성을 가지게 됨을 알 수 있었다. 초기에는 SF-NB 함량이 증가할수록 SF-NB/PEG4NB 하이드로젤의 기계적 강도가 감소하였고 이후 SF-NB 함량에 비례한 젤 강도의 증진을 관찰하였다. SF-NB/PEG4NB 하이드로젤에 대한 이차 구조 분석을 실시하여 SF-NB의 물리적인 가교에 의한 후기 강도 조절이 가능하고 이중 젤화 시스템을 구현할 수 있음을 보였다. 또한, SF-NB/PEG4NB 하이드로젤 내에 담지한 A549 세포의 활성과 대사 활성 모두 초기에는 낮게 관찰되었지만 이후 월등히 향상된 것을 통해 하이브리드 하이드로젤을 다양한 생체 의용 분야에서 활용할 수 있음을 확인하였다.