With an unprecedented increase in the aging population around the globe, it is ever more vital to develop new materials to assist the healing of aged or broken skeletal tissues. Recent studies into bone repair mechanisms have revealed that cells are driven by electrical signals, and that increasing the piezoelectric properties of hydroxyapatite (HAp), the main constituent of the rigid cortical bone, increases the speed of osteoinduction and osteointegration. In this study, we incorporated hydroxyapatite fillers into a ferroelectric poly(vinylidene fluoride trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) polymer matrix to form a biocompatible film that promotes electrochemical stimulus without any external bias, when implanted within the body. The electrical potential created by the uniaxially oriented dipoles of the film enhances the repairing of tissue defects by restoration of the physiological electrical microenvironment. To analyze the properties of the composite film, XRD, FT-IR, SEM, and AFM were used, and the annealing conditions were optimized to repeatedly produce films of uniform quality. Based on electrical and topological measurements, we confirm the promising potential of our composite biomembrane as a viable material to assist endogenous bone growth.
전 세계적으로 전례 없는 고령화 인구가 증가함에 따라 골격 조직의 치유를 돕는 새로운 재료 개발이 중요해지고 있다. 최근 뼈 복구 메커니즘에 대한 연구에 따르면 세포는 전기 신호에 영향을 받으며, 경질 피질골의 주성분인 수산화인회석의 압전 특성을 증가시키면 골유도 및 골유착 속도가 증가한다는 것이 밝혀졌다. 따라서 우리는 이 연구에서 강유전성 Poly(vinylidene fluoride trifluoroethylene)P(VDF-TrFE) 폴리머 내에 수산화인회석을 혼합하여 체내에 이식될 때 외부 바이어스 없이 전기화학적 자극을 촉진하는 생체 적합성 필름을 형성했다. 필름의 일축 배향 쌍극자에 의해 생성된 전위는 생리학적 전기 미세 환경을 복원하여 조직 결함의 복구를 향상시킨다. 이 복합 필름의 특성을 분석하기 위해 XRD, FT-IR, SEM, AFM을 사용하였으며, 열처리 조건을 최적화하여 균일한 품질의 필름을 제조했다. 전기적 및 위상학적 측정을 기반으로, 뼈 성장을 돕는 복합 생체막으로의 사용 가능성을 확인했다.
