Bioabsorbable membrane was prepared using gellan gum (GEL)-glycol chitosan (GC) with phosphate-buffered saline (PBS) as a crosslinker for guided bone regeneration (GBR). The GEL/GC membrane was characterized by Fourier transform infrared (FTIR), degradation, contact angle, tensile strength and cell viability. The result showed that by increasing the GC content in GEL membrane, the degradable and mechanical properties were decreased. New bone was observed through micro-CT and histological evaluation of forming a defect in rat calvarial and fixing the membrane. The amount of newbone regeneration was significantly greater in GEL/GC group than the control. The GEL/GC membrane blocked the soft tissue and has effects on the new bone formation.

골유도재생을 위해 젤란검(GEL)과 글리콜 키토산(GC) 조성막을 완충생리식염수(PBS)로 가교시켜 흡수성 차폐막(GBR)을 제조하였다. GEL/GC 조성막의 특성 분석을 위해 푸리에 변환 적외선 분광학, 분해도, 접촉각, 인장강도, 세포생존율을 평가하였다. 결과적으로 GEL 조성막에 GC의 함량이 증가할수록 막의 분해율 및 물리적 특성이 감소하였다. 랫 두개골에 결손부를 형성하여 흡수성 차폐막을 고정시켜 마이크로 CT, 조직학적 평가를 통해 신생골을 관찰하였다. 신생골 재생의 양은 GEL/GC 군이 대조군보다 유의하게 더 컸다. GEL/GC 흡수성 차폐막은 연조직을 차단하고 새로운 골형성에 효과가 있는 것을 확인하였다.

Keywords: gellan gum, glycol chitosan, membrane, guided bone regeneration

골유도재생(guided bone regeneration, GBR)을 위한 차폐막은 뼈 결손 부위로부터 연조직의 침투를 효과적으로 차단하기 위해 사용된다. 일반적으로 골의 치유 및 신생골 형성의 주요 장애는 결합 조직의 침투에 있다.¹ 조직의 재생속도는 각기 다르며, 일반적으로 단단한 골조직의 재생 속도는 연조직보다 느리다. GBR은 특정 부위의 골 조직만을 위한 재생 방법으로, 골 결손부위와 인접한 결합 조직에 차폐막을 사용하여 분리시켜 새로운 골조직 촉진을 목적으로 한다.² 차폐막은 크게 비흡수성과 흡수성으로 나뉠 수 있다. 비흡수성 차폐막은 생체 내에서 흡수가 되지 않아 제거 수술 전까지 생체 내에서 세포가 증식되는데 필요한 기간 확보가 용이한 장점을 가진다. 그러나 일정기간 경과 후 2차 수술을 통해 비흡수성 차폐막을 제거해야 하며 막이 조기에 노출되었을 경우 조직 감염과 골손실을 초래한다. 흡수성 차폐막은 생분해 물질로 시간이 지남에 따라 체내에 흡수가 이루어진다. 막 제거를 위한 재수술이 필요 없어 생체 내 조직과 세포 친화성 및 생체 적합성을 가진다.³ 흡수성 차폐막 소재로 교원질, polylactic acid(PLA), polyglycolic acid(PGA) 등이 있으며 체내에서 가수분해되어 흡수되고 염증반응을 유발하지 않고 조직친화성과 이물반응으로 거대세포가 관찰되지 않아야 한다. 하지만, 기존 대부분의 흡수성막은 물리적 강도가 낮고 빠른 분해성과 흡수율로 이물반응이 신생조직의 형성 및 성숙에 방해가 된다는 보고가 있다.^4,5 이를 위해 차폐막 흡수의 최적시기와 차폐막 구조의 분해에 대한 연구가 필요하다. 흡수성 고분자의 분해성 및 흡수율을 조절하기 위해 고분자 물질을 혼합한 차폐막의 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 이상적인 흡수성 고분자 조성 차폐막은 생분해성, 생체 적합성, 공간 유지력, 세포 폐쇄능, 조작이 용이해야 한다.⁶ 흡수성 소재로 다당류 고분자인 젤라틴, 알길산, 하이알루론산, 키토산 등이 의료용으로 폭넓게 사용되고 있다.⁷ 골재생 수술 시 많이 사용되고 있는 시판용 차폐막으로 교원질 조성에 Geistlich Bio-gide와 lyoplant는 조직 친화성이 우수하고 생체 내에서 완전히 분해 후 흡수되지만, 물성 조절이 어렵고 새로운 골조직이 생성되기 전에 분해가 일어나 제 역할을 못하는 문제점이 있다. 효과적인 골재생을 위해 골이식재를 이식 후 차폐막으로 덮어줌으로써 부작용 없이 안정적으로 성장하고 연조직 유입을 차단하기 위한 막이 필요하다.⁸ 천연 고분자 젤란검(gellan gum, GEL)은 내열성, 내효소성이 우수하며, 골아세포 성장에 혁신적인 소재로 조직공학적으로 다양한 분야에서 응용되고 있다.⁹ 글루콘산, 람노오스, 포도당으로 구성된 복합 다당류로, 엘로데아속 수초로부터 분리된 미생물을 순수 배양 발효시켜 얻은 고분자이다.¹⁰ 산과 열에 우수하고 pH나 이온 첨가를 통한 물성조절이 가능하고 미국식품의약안전청(FDA)의 허가를 받아 임상에 직접 응용되고 있다. GEL은 생체적합성과 물리화학적 특성이 뛰어나며 제조 과정이 쉬워 필름, 하이드로젤, 마이크로캡슐 및 스폰지 등 다양한 형태로 사용이 가능하다.¹¹ GEL과 더불어 사용된 글리콜 키토산(glycol chitosan, GC)은 에틸렌 글리콜 그룹을 갖는 키토산 유도체이며 수용성 천연고분자로 생체적합성과 생분해성이 뛰어나 생체재료로 많은 연구가 되어 왔다.¹² 키토산은 키틴으로부터 아세틸기(acetyl group)를 제외하여 추출 및 정제 과정을 거쳐 얻어진 것으로 D-글루코사민과 N-아세틸글루코사민으로 이루어진 선형 다당류이다. GEL과 키토산 조성은 생체재료로 약물 담지체 및 스캐폴더와 같은 의료용에 다양하게 활용되고 있다.^13,14 본 연구에서는 GEL와 GC을 다양한 조성비로 차폐막을 제조하고 고분자의 특성을 관찰하였다. 또한 in vivo 연구를 통해 손상된 골조직 부위에 골이 식재를 식립한 후 GEL/GC 조성 차폐막의 골재생능을 관찰하여 의료용 조직재생막으로 사용 가능성을 확인하고자 한다.