서
론
생체의학 분야에서 천연 물질과 인공 물질로 생체조직 을 대신하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 생체 의학적 응용 면에서 이러한 목적에 가장 적합한 물질 중 하나가 하이드로겔이다. 하이드로겔은 혈액, 체액 및 생체조직과 접촉했을 때 우수한 생체 적합성을 갖는다. 그래서 하이드로겔은 상처 치료용 드레싱, 콘텍트 렌 즈, 인공 연골이나 막으로 자주 사용되었다 (Ralner 1981; Peppas 1986, 1987; Kudela 1989; Silver and Dollon 1989). 하이드로겔은 친수성 고분자로 분자 사슬이 서로 결합하 여 3차원 망상구조를 만들어 물에 녹지 않게 된다. 이러 한 하이드로겔은 원래의 형태를 유지하면서 평형상태에 ─ ─ 365 ──미생물 발효 셀룰로오스를 이용한 상처 치료용 하이드로겔의
제조 및 특성
김미영∙임윤묵1,*∙이종대∙송성기∙권희정1∙박종석1 노영창1∙김성호2∙최영훈3∙이선이3 (주)큐젠바이오텍, 1한국원자력연구원 정읍방사선과학연구소, 2경북대학교 바이오 식품과, 3농촌진흥청 국립원예특작과학원 감귤시험장Preparation and Characterization of Microorganism
Fermentation Cellulose as Hydrogel Wound Dressing
Mi-Yeong Kim, Youn-Mook Lim1,*, Jong-Dae Lee, Sung-Gi Song, Hui-Jeong Gwon1,Jong-Seok Park1, Young-Chang Nho1, Sung-Ho Kim2, Young-Hun Choi3and Sun-Yi Lee3
Quegenbiotech, Co., Ltd, Incheon 429-931, Korea
1Advanced Radiation Technology Institute, Korea Atomic Energy Research Institute, Jeongeup 580-185, Korea
2Department of Bio-Food, Kyungpook National University, Gyeongbuk 702-201, Korea 3Citrus Research Station, National Institute of Horticultural and Herbal Science,
Rural Development Administration, Seogwipo 699-943, Korea
Abstract -- Irradiation has been recognized as a highly suitable tool to aid in the formation of hydrogel. The radiation process has various advantage, such as easy process control and the lack of necessity for initiators and crosslinker. In this study, the hydrogel containing the citrus fer-mentation gel for the wound healing were successfully synthesized. The strength of hydrogel was increased as a function of a increasing the concentration of citrus and the irradiation doses. In addition, this hydrogel have been evaluated by the cytotoxicity and animal experiment.
Key words : Irradiation crosslinking, Hydrogels, Wound healing, Citrus fermentation gel
* Corresponding author: Youn-Mook Lim, Tel. +82-63-570-3065, Fax. +82-63-570-3079, E-mail. [email protected]
이를 때까지 물에서 팽윤하게 된다. 하이드로겔이 팽윤하 는 이유는 고분자 사슬의 -OH, -COOH, -CONH2, -CONH,
-SO2H 기능기들과 물 사이의 수화와 삼투압 현상, 모세 관 현상이 작용하기 때문이다. 또한, 친수성 고분자로 제 조된 하이드로겔이 물에 용해하지 않는 이유는 정전기적 작용과 친유성작용의 특성이기도 하다. 하지만 대부분은 고분자 사슬 사이에 공유결합을 하기 때문이다 (Rosiak 1994). 물에 흡수하면서도 기계적인 특성과 형태를 갖추 는 것이 하이드로겔의 기본적 요소이다. 하이드로겔은 화상치료나 습윤 상태가 지속적으로 필 요한 피부재생을 목적으로 일시적으로 이용되는 재료로 서, 이것은 대개 90% 이상의 수분을 함유하고 있으며, 치 료를 촉진시키는 것으로 알려져 있다. 하이드로겔은 일 반적으로 PVP, PEG 등의 합성고분자와 천연고분자 car-rageenan에 의해 제조되어진다. PVP는 화학적 가교방법으로 하이드로겔을 제조하기 위해서는 PVP를 증류수에 용해시킨 다음 이것에 ethy-lene glycol dimethacrylate, propyethy-lene glycol dimethacrylate, Tetra ethylene glycol dimethacrylate 또는
Trimethylolpro-pane triacrylate 등의 다관능성 단량체를 화학개시제와 함 께 첨가하여 가열하면 가능하다. 이와 같은 화학적 가교 방법은 반응이 종료되면 미반응 개시제 및 단량체를 세 척하고 제거해야 되는데, 세척이 불충분하면 하이드로겔 내부에 미반응 개시제나 가교제가 존재할 수 있다. 이러 한 것들은 독성이 강해 생체재료로서 사용 시 큰 문제를 야기 시킬 수 있다. 이와 같은 화학적 가교 방법 대신에 방사선을 이용하면 효과적으로 하이드로겔을 얻을 수 있 다 (Roger and Shalaby 1990).
PEG는 보습상태를 유지하는 기능을 가진 물질로서 의 약품 및 화장품에 많이 쓰이는 무독성 수용성 고분자이 다. 생체적합성이 좋아 넓은 범위의 생체의학 응용에 이 용되어 오고 있다. 이러한 물성 때문에 PEG로 제조된 하 이드로겔은 생체재료로서 우수하다고 할 수 있다 (Harris 1992; Peppas et al. 1999). Carrageenan은 청정해역에서 자라는 돌가사리류, 나진 두발류 등의 홍조류에 다량 함유되어 있는 점질성 다당 류로서 D-galactose와 3,6-anhydro-D-galactose가 α-1,3 또는 β-1,4 결합한 구조에 황산기(SO3-)가 위치를 달리 하여 결합한 구조를 가지며, 황산기의 결합 위치에 따라 κ-, λ-, τ-carrageenan으로 나뉜다 (Stanley 1990; Park
et al. 1995). Carrageenan은 구조에서 유래하는 독특한
물성으로 인해 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 특히 식품의 물성을 조절하는 당질로 유가공, 육가공 분야에 서 증점제, 유화 안정제, 보수제 등으로 이용되고 있다 (Araki 1965; Park et al. 1995). 또한 황산기를 다량 함유
한 carrageenan이 항혈액 응고작용, 항균작용, 면역력증 진작용, 항암 및 항알레르기 작용과 같은 기능성을 가지 는 것으로 밝혀진 바 있다 (Araki 1965; Nishino and Na-gumo 1992; Huamao et al. 2006).
셀롤로오스 (cellulose)는 자연계에 널리 존재하는 고등
식물의 세포벽의 주성분으로서 β-1,4-glucose로 구성된
다당류이다. 식물 셀룰로오스는 pectin, hemicellulose, lig-nin 등의 다른 다당류와 혼합하여 heteropoly-saccharide 로 이루어져 있어 결정화도가 낮고 기계적 강도와 흡착 성이 떨어진다 (Tsuji et al. 2003). 반면 세균이 생산하는 셀룰로오스는 식물성 셀룰로오스와 달리 pectin, hemicel-lulose, lignin 등의 다당류를 함유하지 않은 순수한 셀룰 로오스 집합체이며, 약 0.1μm의 두께를 지닌 microfibril 이 수소결합으로 3차원적 망상구조를 이루고 있다 (Em-buscado et al. 1994; Vandamme et al. 1998). 따라서 결정 화도가 높고 기계적강도와 흡착성, 보수성, 현탁 안정성, 결착성 등의 물리적인 성질이 우수하여 (Embuscado et al. 1994; Cho et al. 2002) 식품, 화장품 및 의약품 산업 의 신소재로써 널리 사용되고 있다(Fontana et al. 1990; Chung et al. 1998; Sutherlan 1998; Cho et al. 2002). 독일 의 경우 인조 혈관 및 화상 환자용 인조피부 등의 의료 용품으로 개발되고 있다 (Fontana et al. 1990; Klemm et al. 2001; Backdahl et al. 2006).
감귤은 제주도에서 연간 50~60만 톤이 생산되는 국 내 최대 생산 과일 품목으로 대부분 생과로 이용되고 있 으며, 일부 감귤주스를 가공하기 위한 전 단계에서 감귤 농축액 상태로 저장되고 있을 뿐 가공품 개발에 의한 소 비가 적고 대부분 한정된 계절에 생산되어 보존 가고에 많은 애로점이 있다 (Chung et al. 2000). 따라서 감귤과즙 을 이용한 다양한 가공식품 및 기능성식품의 개발이 요 구되고 있다. 또한 감귤에는 L-ascorbic acid, β-carotene 및 식이성섬유소를 다량 함유하고 있을 뿐 아니라 항고 혈압, 항산화 및 항노화성 flavonoid 화합물 (hesperidin, naringin)을 다량 함유하고 있다 (Kana et al. 1995; Lee et al. 1995; Marie et al. 1995). 특히 hesperidin은 모세혈관 의 수축을 촉진시켜 혈압을 강하하여 고혈압을 예방하며 (Son et al. 1992; Lee et al. 1995), naringin은 혈액 내 LDL-cholesterol 함량을 줄이는 작용이 있으며(Bok et al. 1999), 그 외 항암, 항알러지, 항바이러스 및 항염증 효과 등 다 양한 생리적기능이 있는 것으로 밝혀지고 있다 (Carrol et al. 1999). 이와 같이 영양 및 기능성이 우수한 감귤과즙 을 원료로 하여 대량 생산 가능한 셀룰로오스 발효 겔이 개발되었다. 본 연구에서는 국내산 감귤과즙을 이용하여 고기능성 세균 셀룰로오스를 대량 생산하기 위해 앞서 발표한 실험 결과를 토대로 감귤 과즙으로부터 감귤 내
성의 Gluconacetobacter hansenii TL-2C를 선별한 감귤 발효겔을 지지체 제조에 이용하였다(Choi et al. 2004). 하이드로겔 제조에 방사선 가교를 이용하였다. 방사선 가교는 화학적 가교와 비교하여 인체에 유해한 가교제나 개시제를 사용하지 않기 때문에 가교 후 정제할 필요가 없다. 그리고 드레싱으로 사용되기 위해 필수인 멸균 공 정이 가교와 동시에 이루어진다. 방사선 가교는 열을 가 하지 않아도 되고, 냉각상태에서도 가교가 가능한 특성 이 있다. 방사선 조사선량을 조절하면 조성물의 변화 없 이 물리적 특성을 자유롭게 조절 할 수 있다 (Rosiak et
al. 1987; Clough et al. 1990; Rosiak et al. 1995).
본 연구에서는 감귤 발효겔을 함유한 하이드로겔의 제 조와 그 특성을 겔화율, 팽윤도, 겔강도를 알아보았다. 세 포독성실험과 동물실험을 통하여 제조된 하이드로겔의 드레싱으로 사용가능성도 관찰하였다.
재료 및 방법
1. 감귤 발효겔을 함유한 하이드로겔의 시약 및 재료PVP (Poly(N-vinyl pyrrolidone))는 BASF사의 Luviskol 90 (Germany)을 구입하여 사용하였다. PEG (Poly(ethylene glycol))는 Aldritch사 (WI, USA)에서 구입하였고, κ-Car-rageenan (KC)은 MSC사 (Busan, Korea)로부터 구입하였 다. 사용된 고분자들은 다른 정제과정 없이 사용되었다. 감귤 발효겔은 제주산 감귤껍질을 발효하여 미생물 대 사산물로 얻어진 겔을 사용하였다. 모든 실험에서 물은 3 차 증류수를 사용하였다. 2. 하이드로겔의 제조 감귤 발효겔을 잘게 잘라, 분쇄기로 곱게 갈아 증류수 로 2번 세척하였다. 세척이 완료된 감귤 발효겔을 PVP, PEG, KC와 혼합하여 각각의 비율로 75�C에서 용해시켰 다. 이때 감귤 발효겔은 용해되지 않는다. 수용성 고분자 가 완전히 용해되면 상온에서 형틀에 넣어 성형하고, 이 형지를 덮어 은박 포장지로 약하게 겔화된 하이드로겔을 포장한다. 포장이 완료된 하이드로겔은 총선량 25 kGy, 선량율 10 kGy h-1로 조사하여 하이드로겔의 가교와 멸 균을 동시에 수행하였다. 3. 하이드로겔의 물리학적 특성평가 1) 겔화율 하이드로겔을 진공오븐에 65�C, 48시간 건조시킨 후 무게를 측정했다. 이 무게가 초기무게 (Wi)이다. 가교에 참여하지 않는 고분자를 제거하기 위해 증류수에 48시 간 침지시켰다. 하이드로겔을 거른 후, 다시 진공오븐에 65�C, 48시간 건조시켰다. 건조 후의 하이드로겔의 무게 (Wd)를 측정하였다. Wd Gel content (%)==mmm×100 Wi 위 식을 이용하여 초기 하이드로겔의 무게 (Wi)와 건 조 후의 남은 하이드로겔의 무게 (Wd)로부터 겔화율을 구하였다. 2) 팽윤도 하이드로겔을 상처 치료용 드레싱으로 이용되기 위해 서 중요한 물성인 상처에서 분비되는 혈액과 삼출물의 흡수정도를 파악하기 위하여 하이드로겔의 팽윤도를 측 정하였다. 하이드로겔을 물에 48시간 이상 충분히 침지시켰다. 충분히 침지된 하이드로겔의 표면을 닦아낸 후 무게를 잰다. 이때의 무게가 팽윤된 겔의 무게이다. 팽윤된 겔의 무게는 Ws이다. 무게를 잰 후, 팽윤된 겔을 진공 오븐에 넣어 65�C에서 48시간 건조하여 무게를 잰다. 건조된 겔 의 무게를 Wd로 나타낸다. Ws-Wd Water absorptivity (%)==mmmmmmm×100 Wd 위 식을 이용하여 팽윤된 겔의 무게 (Ws)와 건조된 겔 의 무게 (Wd)로부터 팽윤도를 계산하였다. 3) 겔강도 상처치료용 드레싱으로 이용되기에 적합한 강도를 갖 는지 판단하기 위하여 하이드로겔의 겔강도를 측정하였 다. 제조된 하이드로겔의 기계적 물성을 알아보기 위해 겔강도를 측정하였다. 감귤 발효겔의 함량의 조성비를 다양하게 하여 그 인자들이 하이드로겔의 강도에 미치 는 영향에 대하여 알아보았다. 하이드로겔 강도는 식품 의 물성을 측정하는 TA-XT2 Texture-Analyzer (SMS Co Ltd, England)를 이용하였다. 하이드로겔 강도 측정에 이 용된 시편의 두께는 3.0~3.5 mm, 넓이는 20 cm2로 제조 하였다. 인장강도 측정시 cross head speed는 15 mm∙ min-1로 하였다.
4. 하이드로겔의 체외 세포독성평가
1) 세포독성실험의 시약 및 재료
각질형성세포주 (Human Keratinocytes, HaCaT)와 흰쥐 의 섬유아세포 (Mouse Fibroblast, L929)는 한국세포주은
행 (KTSS, Seoul, Korea)으로부터 구입하였다. Cell count-ing kit-8 (CCK-8)은 Dojindo사 (Kumamoto, Japan)에서 구 입하였고, Dulbecco’s Modified Eagle Medium-High Glu-cose (DMEM), Dulbecco’s phosphate Bufferd saline (DPBS), Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium (IMDM), Pen Strep-Penicillin Streptomycin, Fetal Bovine Serum (FBS)은 GIBCO BRL (Grand Island, NY, USA)에서 구입하였다.
2) 세포 배양
흰쥐의 섬유아세포 (L929), 각질형성세포주 (HaCaT), 비만세포 (HMC-1)는 한국세포주은행 (Seoul, Korea)으로 부터 구입하였고, 세포 배양액은 L929와 HaCaT의 경우 DMEM에 10% heat-inactivated FBS, 1%의 penicillin과
1%의 streptomycin을 첨가한 것을 사용하였으며, HMC-1의 경우 IMDM에 10% FBS, 1%의 penicillin과 1%의 streptomycin을 첨가한 것을 사용하였다. 배양은 배양기 를 이용하여 37�C, 5% CO2상태를 유지하였다. 3) 체외 세포독성 평가 흰쥐의 섬유아세포 (L929)에서 25 kGy로 방사선 조사 한 감귤 발효겔 함유한 하이드로겔의 세포독성실험은 CCK-8 (Cell counting kit-8, Dojindo Lab, Japan) assay를 이용한 세포생존율을 측정하여 확인하였다. 세포독성실 험은 L929 세포는 96-well culture plate에 1×104cells well-1로 seed하여 5% CO
2가 포함된 37�C에서 24시간
동안 배양하였다. 이후 세포를 PBS로 2회 씻어준 후 감
귤 발효겔 함량에 따른 하이드로겔을 5% CO2가 포함된
37�C에서 24시간 동안 배양한 다음 CCK-8 10μl를 첨가
하고 2시간 배양 후, ELISA microplate reader (Bio-Tak instruments, Winooski, VT, USA)를 사용하여 450 nm에서
OD값을 측정하였다. 5. 하이드로겔의 상처치유능력 시험 1) 동물실험의 약품 및 도구 실험용 쥐로는 체중 200~250 g의 Sprague-Dawley계 인 7~8주령인 수컷 흰쥐를 ORIENT (Korea)에서 구입 하였다. 사육환경은 온도 23 ±1�C, 습도 50±10%의 항 온 항습 사육실에서 자유 급수 하에서 고형 사료로 사육 하였다. 마취제로 사용된 Diethyl ether와 Ketamine은 Aldrich사 (WI, USA)와 유한양행 (Seoul, Korea)에서 구 입하였다. 살균∙소독제로 사용된 과산화수소, 포비돈 국 소도포 용액을 성광제약 (Buchon, Korea)에서 구입하였 다. 치료 효과 비교를 위해 사용된 바셀린 거즈는
Tega-derm을 3M (USA)에서 구입하였다. 봉합사는 Ethicon사
(Edinburgh, England) 제품을 사용하였다. 2) 치료방법 및 상처 면적 털이 제거된 쥐의 등에 직경 1~1.5 cm의 원형으로 표 피를 제거하여 3개의 상처를 만들어 전 처리 하였다. 3 개의 상처에 각각 다른 방법의 치료를 하였다. 1개의 상 처에 제조된 하이드로겔 (Fruit), 다른 1개의 상처에는 제 품화된 하이드로겔 (Cligel), 또 다른 상처에는 아무런 처 리 (control)를 하지 않았다. 상업용 바셀린 거즈를 두께 3 mm, 크기 2 cm×2 cm로 붙여 드레싱 하였다. 그 위에 3 cm×3 cm Tegaderm을 덮고 봉합사로 꿰매어 상처에 고정시킨 후, 2일 간격으로 드레싱을 교체하며 치료경과 를 지켜보았다. 나중상처의 면적 (mm) Wound area (%)==mmmmmmmmmmmmmmmmmmmm×100 처음상처의 면적 (mm)
결과 및 논의
1. 겔화율 25 kGy로 방사선 조사한 감귤 발효겔을 함유한 하이드 로겔의 함량에 따른 겔화율을 보여준다 (Fig. 1). 하이드 로겔을 4~10 wt%의 조성비를 점차 증가시켰다. Total concentration 8~9 wt%에서 잠시 겔화율의 값에 변화가 없었지만, 10 wt%에서 48%로 증가함을 보였다. 하이드 로겔이 조성이 커질수록 겔화율이 증가하는 것을 알 수 있다. 그리고 겔화율이 큰 이유는 감귤 발효겔보다 다른 고분자들이 가교 반응에 많이 참여하기 때문이다. 2. 팽윤도 25 kGy로 방사선 조사한 감귤 발효겔을 함유한 하이드 로겔의 함량에 따른 팽윤도를 보여준다 (Fig. 2). 하이드Fig. 1. Gel content of hydrogels containing citrus gel as a function
of concentration. Gel content (%) 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 4 5 6 7 8 9 10 Total concentration (wt.%)
로겔의 팽윤도는 2,900~15,700%의 값을 나타내었다. Total concentration 4~10 wt%까지 모두 점차적으로 팽윤 도가 증가하는 것을 보인다. 낮은 겔화율을 보였던 하이 드로겔이 높은 팽윤도를 보인다. 그 이유는 감귤 발효겔 의 3차원 망상구조가 감소되어 물을 함유할 수 있는 체 적이 증가하게 된다. 따라서 감귤 발효겔의 겔화율은 감 소하고 팽윤도가 증가한다. 감귤 발효겔의 겔화율과 팽 윤도는 반비례관계를 갖는다. 3. 기계적 물성 방사선 조사한 감귤 발효겔을 함유한 하이드로겔의 함 량에 따른 인장강도를 보여준다 (Fig. 3). 하이드로겔의 인장강도는 2.6~4.5 kgf∙mm-2의 값을 나타냈다. Total concentration 4~10 wt%일 동안 기계적 강도는 1.9 kgf∙ mm-2만큼 감소하였다. 제조된 하이드로겔의 기계적 강 도는 감소하였다. 그 이유는 감귤 발효겔이 발효미생물 에 의해 가교가 되어 있어 하이드로겔 제조시 화학적 결 합을 이루지 못해 결정구조를 갖지 못하기 때문이다. 결 과적으로 감귤 발효겔의 발효미생물로 인해 팽윤도는 증가하고 겔화율과 기계적 강도는 감소한다. 4. 하이드로겔의 체외 세포독성 평가 상처치료용 감귤 발효겔을 함유한 하이드로겔의 체외 세포독성 실험을 수행하였다. 그 결과 감귤 발효겔을 함 유한 하이드로겔의 세포독성 평가 결과 세포생존율이 모 두 80% 이상 나타났을 뿐만 아니라, 2.5~0.1 mg∙ml-1는
Fig. 2. Degree of swelling of hydrogels containing citrus gel as a
function of concentration.
Fig. 3. Stress at peak of hydrogels containing citrus gel as a
func-tion of concentrafunc-tion.
Fig. 4. Cell viability of citrus gel/PVP/PEG/κ-carrageenan
hydro-gels. Degree of swelling (%) 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 4 5 6 7 8 9 10 Total concentration (wt.%) Stress at peak (kgf mm -2) 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 4 5 6 7 8 9 10 Total concentration (wt.%) 120 100 80 60 40 20 0 100 10 5 2.5 1 0.1 mg ml-1
Fig. 5. Healing process of wound using citrus gel/PVP/PEG/
κ-car-rageenan hydrogels.
Day 0 Day 2 Day 4 Day 6
100%의 값을 나타내었다 (Fig. 4). 이 결과로 하이드로겔 을 인체에 적용해도 무방한 것으로 확인된다. 5. 하이드로겔의 상처치유능력 드레싱용 하이드로겔은 앞에서 보인 감귤 발효겔을 함 유한 하이드로겔이다. 이 하이드로겔은 겔강도가 우수하 고 세포독성이 없으며, 팽윤도 또한 뛰어났다. 상처에서 삼출물이 나올 때 팽윤도가 높으면 삼출물을 빠르게 흡 수하여 상처면을 깨끗하고 효과적으로 안정시킬 수 있으 며, 회복기간도 단축시킬 수 있다. 또한 상처 표면에 대 한 점착력도 우수하여, 쥐의 움직임에도 하이드로겔이 상처에 떨어지지 않았다. 감귤 발효겔을 함유한 하이드로겔을 이용한 상처처리, 제품화된 하이드로겔을 이용한 상처처리, 아무런 처리를 하지 않은 상처를 동물실험을 통해 비교 관찰하였다(Fig. 5). 감귤 발효겔을 함유한 하이드로겔 (Fruit)로 드레싱한 쥐의 상처는 치료 6일 후 60% 이상 상처가 치료되어, 기 존 상업용 제품 (Cligel)보다 우수한 상처 치료 효과를 나타냈다. 이의 결과는 발효과정에서 생성된 식물성 셀 룰로로스가 독성이 없고, 수분 보유력이 우수하여 상처 에 습윤을 유지하고 외부와의 공기 차단성이 높기 때문 에 상처 치료율이 우수한 것으로 사료된다.
결
론
본 연구에서는 감귤 발효겔을 0%, 1%, 2%로 함량을 달리하여 PVP, PEG, κ-Carrageenan, 혼합물과 방사선 가 교를 이용해 하이드로겔을 제조하였다. 제조된 감귤 발 효겔의 함량에 따른 하이드로겔의 겔화율, 팽윤도, 겔강 도, 세포독성실험을 통해 특성평가를 진행하였다. 겔화율은 하이드로겔을 4~10 wt%의 조성비를 점차 증가시켰다. 하이드로겔이 조성이 커질수록 겔화율이 증 가하는 것을 알 수 있다. Total concentration 8~9 wt%에 서 잠시 겔화율의 값에는 변화가 없었지만, 10 wt%에서 48%로 증가함을 보였다. 하이드로겔이 조성이 커질수록 겔화율이 증가하는 것을 알 수 있다. 그리고 겔화율이 큰 이유는 감귤 발효겔보다 다른 고분자들이 가교 반응에 많이 참여하기 때문이다. 팽윤도는 겔화율과 반비례의 결과가 나왔다. Total concentration 4~10 wt%까지 모두 점차적으로 팽윤도가 증가하는 것을 보인다. 낮은 겔화 율을 보였던 하이드로겔이 높은 팽윤도를 보인다. 그 이 유는 감귤 발효겔의 3차원 망상구조가 감소되어 물을 함유할 수 있는 체적이 증가하게 된다. 따라서 감귤 발효 겔이 증가할수록 겔화율은 감소하고 팽윤도가 증가하였 다. 제조된 하이드로겔의 기계적 강도는 감귤 발효겔이 발효미생물에 의해 가교가 되어 있어 하이드로겔 제조 시 화학적 결합을 이루지 못해 결정구조를 갖지 못하였 다. 그래서 Total concentration 4~10 wt%로 증가될 때 기계적 강도는 감소하였다. 세포독성평가 결과는 세포생 존율이 80% 이상으로 나타나 감귤 발효겔을 함유한 하 이드로겔을 인체에 적용해도 무방한 결과가 나왔다. 이 에 바탕으로 상처치유 드레싱용 하이드로겔을 제조하여 동물실험을 하였다. 상처를 제품화된 하이드로겔로 치유 하는 것과 아무런 처리를 하지 않고 치유하는 것을 대 조군으로 두었다. 그 결과 초기에는 감귤 발효겔을 함유 한 하이드로겔이 우수한 치료 효능을 보였으나, 최종 상 처치유는 제품화된 하이드로겔에 효능이 떨어짐을 확인 할 수 있었다.사
사
본 연구는 농촌진흥청 바이오그린 21 사업단 (과제번 호: PJOO7177)의 연구비 지원으로 수행되었으며, 이에 감사드립니다.참 고 문 헌
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Risberg B and Gatenholm P. 2006. Mechanical properties of bacterial cellulose and interactions with smooth muscle Fig. 6. Wound area of citrus gel/PVP/PEG/κ-carrageenan hydrogels.
Wound area (%) 100 80 60 40 20 0 0 2 4 6 8 10 12 14 Day Fruit Cligel Control
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Manuscript Received: November 25, 2010 Revision Accepted: December 1, 2010
