Fabrication and characterization of biomedical materials for regenerating bone tissue using bioactive substance from fish frame
- Alternative Title
- 어류뼈 유래 기능성 소재 융합형 골조직 의료재생공학용 3차원 세포담체 제작 및 특성 연구
- Abstract
- 매년 발생하는 다량의 수산물 가공단계로부터 발생하는 뼈, 피부, 비늘, 지느러미, 내장 및 생선머리 등의 수산가공부산물은 대부분 버려지거나 가축사료 및 양식사료로 사용되고 있다. 이렇게 버려지는 수산가공부산물은 풍부한 단백질, 탄수화물, 지방 및 각종 미네랄과 영양분을 함유하고 있으며 현재 많은 연구자들에 의해 연구가 진행되고 있으나 아직까지 미비한 실정이다.
우리는 연구를 통해 대식세포(macrophage)를 이용하여 민태(Johnius belengerii) 뼈로부터 추출한 어류뼈 추출물(fish bone extract, FBE)의 항염증 효과를 확인하였다. FBE는 일산화질소(Nitric oxide; NO) 생성을 유의적으로 억제하였고 또한 일산화질소 합성 효소(inducible nitric oxide synthesis; iNOS)와 사이클로옥시게네이즈 (cyclooxygenase-2, COX-2)의 mRNA 및 단백질 발현수준 모두 억제하는 것을 확인하였다. 또한, 3축 로봇시스템을 이용하여 poly-caprolactone (PCL)과 어류뼈 추출물로 구성된 골조직 재생용 세포담체를 제작하였다. 1, 3% FBE로 구성된 PCL 세포담체 SEM 이미지, 기계적 특성, FT-IR분석 및 약물방출도와 같은 다양한 물리적 성분 및 특성을 조사하였다. 인간유래 전조골세포 MC3T3-E1을 이용하여 어류뼈 추출물을 코팅한 세포담체의 생체적합성을 확인하였고 세포부착능, 세포증식 및 미네랄화를 확인하였다. 결과적으로 어류뼈 추출물 융합형 세포담체는 PCL 세포담체보다 높은 세포부착능 및 미네랄화가 진행되는것을 확인되었다. 결과적으로, 어류뼈 추출물 융합형 세포담체는 항염증과 골재생촉진능을 가지므로 추후 연구를 통해 의공학용 소재로 사용할 수 있을 것으로 사료된다.
- Issued Date
- 2016
- Awarded Date
- 2016. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교 대학원
- Alternative Author(s)
- Seong-Yeong Heo
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 의생명융합공학협동과정
- Advisor
- 정원교
- Table Of Contents
- Abstract
Table of contents
List of table
List of figure
1. Introduction 1
1.1. Tissue regeneration 1
1.2. Overview of bone 5
1.2.1. Osteogenesis process 6
1.3. Materials of bone regeneration 11
1.4. Marine 13
1.5. Fishery by-products 16
2. Materials and methods 19
2.1. Materials 19
2.2. Isolation of fish bone extracts from fish frame 19
2.3. Approximate chemical composition 20
2.4. Investigation of anti-inflammatory activity 20
2.4.1. Cell culture 20
2.4.2. Cytotoxicity assessment using MTT assay 20
2.4.3. Measurement of nitric oxide (NO) production 21
2.4.4. Reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) analysis 21
2.4.5. Western blot analysis 22
2.5. Fabrication and characterization of osteogenic scaffold 23
2.5.1. FBE conjugated PCL scaffold fabrication 23
2.5.2. Characterization of PCL scaffolds 23
2.6. In vitro pre-osteoblast (MC3T3-E1) response on the PCL scaffold 26
2.6.1. Cell attachment, viability and proliferation on the scaffolds 26
2.6.2. Analysis of calcium deposition 27
2.7. Statistical analysis 27
3. Results 28
3.1. Chemical composition of the FBE 28
3.2. Cytotoxicity of the FBE and its inhibitory effect on NO production 28
3.3. iNOS and COX-2 protein and mRNA expressions 32
3.4. Effects of FBE on LPS-induced transcription of pro-inflammatory cytokines 32
3.5. Fabrication of the soaking scaffolds 35
3.6. FT-IR spectrum 35
3.7. Tensile properties 38
3.8. Drug release ratio 38
3.9. Cell proliferation 42
3.10. Mineralization 42
4. Discussion 47
5. Summary 52
6. References 53
Acknowledgements 61
- Degree
- Master
- Appears in Collections:
- 대학원 > 의생명융합공학협동과정
- Files in This Item:
-
-
Download
Fabrication and characterization of biomedical materials for regenerating bone tissue using bioactiv.pdf
기타 데이터 / 2.11 MB / Adobe PDF
-
Items in Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.