본 기술은 곁사슬에 디올기를 도입한 뒤 산화시킨 산화 디올-개질 히알루론산(odHA), 하이드라자이드-개질 히알루론산(hHA), 알긴산을 함께 담은 하이드로젤 조성물과 그 제조 방법입니다. odHA·알긴산 혼합 용액과 hHA 용액을 섞기만 하면 겔이 형성되며, 3차원 바이오프린팅용 잉크로 쓸 수 있도록 구성됩니다.
히알루론산은 연골·뼈 재생을 돕는 세포외기질 성분이라 바이오잉크로 널리 쓰였지만, 과요오드산나트륨으로 주쇄를 산화시키면 백본의 가수분해 안정성이 떨어져 분자량이 크게 줄어드는 문제가 있었습니다. 또한 다당류 하이드로젤 대부분은 기계적 물성이 약해 3D 프린팅 후 스스로 형태를 유지하지 못해 별도의 프레임 소재가 필요했고, 압출 후 UV 가교나 응고욕 같은 추가 공정도 거쳐야 했습니다.
본 기술은 주쇄가 아닌 곁사슬의 디올기만 산화해 알데하이드기를 만들므로 분자량 감소가 거의 없고, odHA의 카르복실기와 hHA 하이드라자이드기 사이의 정전기적 상호작용과 알데하이드-하이드라자이드 사이의 아실하이드라존 결합이 이중 네트워크를 이룹니다. 여기에 칼슘·바륨 등 2가 양이온으로 가교되는 알긴산을 odHA 대비 0.5~2 중량부 더해 인장성과 인성을 강화하며, 산화도 10~50%, 하이드라자이드 치환도 20~80%, 두 HA의 중량비 3:1~1:3으로 조절됩니다. 연골 재생용 3D 프린팅 스캐폴드, 자가치유형 압출 바이오잉크, 세포 전달용 주입형 지지체에 적용될 수 있어 별도 프레임이나 후처리 가교 없이도 프린팅 직후 자립하는 튼튼한 히알루론산 구조체를 만들 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 3차원 바이오프린팅법을 이용한 복합조직 재생 지원을 통해 개발되었습니다.
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