Gellan gum is a heterosaccharide composed of rhamnoose, glucuronic acid and glucose. It is a colorless tasteless odorless powder extracted from aquatic plants in Erodium. It is a biomaterial mainly used in modern tissue engineering. The chondroitin sulfate (CS) has been found to induce slow, sustained relief for osteoarthritis (OA) patients worldwide. It has been also proven a structurally improved arthritis drug that can relieve, delay or stabilize joint inflammation in many animal experiments and clinical trials, thus providing symptom relief in long-term. In this study, we investigated the effect of gellan gum scaffolds containing chondroitin for treating osteoarthritis in vitro. The content of chondroitin hybride in the scaffolds was set to 10, 20 and 30%, and scaffolds was prepared by hydrogel type. SEM was performed to characterize the scaffolds. The cell adhesion and proliferation rate were confirmed by MTT assay and gene expression by RT-PCR. In addition, the compressive strength test were perfomed to confirm mechanical strength. Overall results showed that 20% CS/GG scaffolds was best suitable for adhesion, proliferation rate and gene expression and can be potentially applied for cartilage regeneration.

젤란검(Gellan gum, GG)은 람노오스, 글루콘산 및 포도당으로 구성된 헤테로다당류로서 에로디속의 수초로부터 추출하며, 무색의 무미, 무취한 분말로서 생체적합성이 좋아 현대 조직공학에 주로 이용되는 생체재료이다. 콘드로이틴설페이트(CS)는 골관절염(OA)의 임상증상을 천천히 완화를 유도시키고, 이런 효과들은 치료 후에도 장기간 지속시킨다고 알려져 있다. 실질적으로, 동물실험과 임상시험에서 관절염증을 회복, 지연 혹은 안정화할 수 있어서 장기치료에서 증상완화를 제공하는 구조개선 관절염 약으로 CS의 효능이 입증되고 있다. 따라서 본 연구에서는 연골재생에 있어, CS를 함유한 GG 하이드로젤의 효과를 확인하고자 in vitro 환경에서 실험을 진행하였다. CS의 함량은 젤란검 중량의 10, 20, 30 wt%로 설정하여 하이드로젤 형태로 제조하였고, 지지체의 특성분석을 위해 압축강도, SEM을 평가하였다. 세포부착과 증식률은 MTT, 유전자발현은 RT-PCR을 통해 확인하였다. 그 결과, 20%의 CS/GG가 세포부착 및 증식률, 유전자발현이 다른 군에 비해 가장 높았다. 그에 따라 20% CS/GG는 연골재생을 위한 하이드로젤로 응용가능성이 기대된다.

Keywords: chondroitin sulfate; gellan gum; hydrogel; scaffold