Demineralized bone particle (DBP) has been used as one of the powerful inducers of bone and cartilage tissue specialization. In this study, we fabricated DBP/PLGA scaffold for tissue engineered disc regeneration. We manufactured dual-structured scaffold to compose inner cylinder and outer doughnut similar to nature disc tissue. The DBP/PLGA scaffold was characterized by porosity, wettability, and water uptake ability. We isolated and cultured nucleus pulposus (NP) and annulus fibrosus (AF) cells from rabbit intervertebral disc. We seeded NP cells into the inner core of the hybrid scaffold and AF cells into the outer portion of it. Cellular viability and proliferation were assayed by 3-(4,5-dimethylthiazole-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium-bromide (MTT) test. PLGA and PLGA/DBP scaffolds were implanted in subcutaneous of athymic nude mouse to observe the formation of disc-like tissue in vivo. And then we observed change of morphology and hematoxylin and eosin (H&E). Formation of disc-like tissue was better DBP/PLGA hybrid scaffold than control. Specially, we confirmed that scaffold impregnated 20 and 40% DBP affected to proliferation of disc cell and formation of disc-like tissue.

탈미네랄화된 골분(demineralized bone particle, DBP)은 골/연골 형성의 강력한 유도인자로 사용된다. 본 연구에서는 용매 캐스팅/염 추출법을 이용해 함량별 DBP와 PLGA가 하이브리드화된 다공성 지지체를 실제 디스크 형태와 유사하게 제조하였다. 제조된 지지체의 특성을 분석하기 위하여 다공도, 표면 젖음성 및 물 흡수성을 측정하였다. 디스크 세포인 섬유륜 및 수핵 세포는 토끼로부터 분리하여 제조된 지지체에 각각 파종한 후, 지지체를 재조합하여 배양하였다. 지지체에 파종된 디스크 세포의 생존율과 증식률은 MTT(3-(4,5-dimethylthiazole-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium-bromide) 분석 방법을 이용하였고, 면역결핍 쥐의 피하에 삽입하여 이들의 디스크 조직 형성 정도를 확인하였다. 피하에 이식된 지지체를 적출하여 육안으로 관찰하고 모폴로지의 변화를 확인한 후, 조직을 파라핀으로 고정시켜 슬라이드를 제조하여 hematoxylin과 eosin 염색을 수행하였다. 천연/합성 하이브리드 담체로서의 DBP/PLGA 담체가 PLGA 단독으로 사용하였을 때와 비교하여 볼 때 디스크 조직의 형성이 우수하였으며, 특히 20, 40%의 DBP가 함유된 지지체가 세포의 성장과, 디스크 조직화에 유리함을 확인하였다.

Keywords: biodisc; demineralized bone particle; scaffold; annulus fibrosus; nucleus pulposus