Non-destructive and Non-invasive Elasticity Measurement of Tissue Engineering Scaffold Using Ultrasound

Abstract

조직공학용 세포지지체의 물성은 생체적합성과 세포의 거동 및 기능에 큰 영향을 준다. 이러한 세포지지체의 기계적 특성을 측정하는 기존의 방법들은 대부분 지지체의 파괴적 과정을 거치게 되며 동일 지지체내의 물성변화를 장기간 계속 측정할 수 없는 제한이 있었다. 하지만, 실제 피부 질병 진단 등에 사용되어 온 표면 탄성파 측정법과 전단 탄성영상법을 이용하면 점탄성을 가지는 세포지지체의 비파괴적 물성측정이 가능하다. 본 연구에서는 세포지지체 물성 변화의 비파괴적인 측정을 위해 빔포밍을 이용한 집속 초음파 및 소프트웨어 기반의 초고속 영상법을 이용하여 실제 조직공학용 세포지지체와 유사한 기계적 특성을 가지는 다양한 물성의 젤라틴 기반 샘플 및 레이저를 조사하여 점탄성을 조절할 수 있는 알긴산-금나노입자 기반 세포지지체를 제작하여 표면 탄성파의 전파를 시뮬레이션하고 이를 레오미터 측정치와 비교 분석하였다. 또한, 전단 탄성영상법을 이용하여 얇은 조직공학 세포지지체를 측정할 때 표면 탄성파의 영향으로 탄성도 측정이 어려운 구역을 영상처리기술인 상호 상관을 최적화하여 기계적 특성을 측정하였다.