WH-MeCS 냉동겔 스캐폴드

휘틀록카이트 나노입자가 내포된 메타크릴화 콘드로이틴 황산염(MeCS)/PEGDA 냉동겔 스캐폴드로, paper_073의 골 재생 구조체이다 (see Kim et al., Biomaterials (2017)). 활성 무기 성분은 whitlockite-nanocrystal이다.

조성

20% MeCS + 20% PEGDA (w/v), 배치당 WH 0.1 g, APS/TEMED 가교, 액체 질소(N₂) 동결 (냉동겔 구조).

성능

• 피하 이식 (Balb-C 누드 마우스, 6주, n = 4): Young's modulus는 대조군(sham)의 7배이며, plain CS 냉동겔 군 및 HAP-냉동겔 군 양쪽에 비해 2배 높다 (see Kim et al., Biomaterials (2017), Fig. 6b).
• 4 mm 두개골 임계 결손 (8주, n = 4–5): micro-CT에서 가장 큰 신생골 부피 (Fig. 6e–f)를 나타내었으며, H&E/MTC 조직학적 염색에서 가장 높은 세포 충실도 및 콜라겐 밀도를 보였다 (Fig. 6g–j).
• 신생골 나노압입 시험: 탄성 계수 6.43 GPa / 접촉 경도 0.335 GPa vs. 자연 두정골 14.8 GPa / 0.360 GPa (see Kim et al., Biomaterials (2017), Fig. 6k–l).

내포된 WH는 생체 내에서 WH→HAP 상전환 (pH-driven-calcium-phosphate-phase-transformation)을 일으키며, 이는 6–8주 시점의 HRTEM 분석으로 확인되었고 (Fig. 5e–h), 역학적으로 향상된 신생골을 형성한다. 냉동겔 구조 및 생체 내 WH→HAP 상전환이 실증된다는 점에서, 염 침출 고분자 방식의 WH-PLLA-PLGA-composite-scaffold (paper_058) 및 소결 세라믹 방식의 porous-WH-ceramic-implant (paper_058)과 구별된다.