Poly(L-lactic acid) and its copolymers with D-lactic and glycolic acid were used to fabricate various porous biodegradable scaffolds suitable for tissue engineering and drug delivery based on a thermally induced phase separation(TIPS) technique. A variety of parameters involved in TIPS process such as types of polymers, polymer concentration, solvent/nonsolvent ratio, quenching temperature, and the presence of an additive were examined in detail to produce a wide array of micro- and macroporous structures. A mixture of dioxane and water was used for a binary composition of solvent and nonsolvent, respectively. Particularly, the coarsening effect of pore enlargement affected by controlling the quenching temperature was utilized for the generation of macroporous open cellular structure having above 100μm pore diameters. the use of amorphous polymers with a slow cooling rate resulted in macroporous open cellular structure, whereas that of semi-crystalline polymers with a fast cooling rate generated microporous closed cellular structure. the fabricated porous devices loaded with recombinant human growth hormone(rhGH) by an immersion-soaking method were tested for the controlled delivery of rhGH, as a potential additional means to cell delivery. The produced microcellular scaffolds with and without lipid-impregnation in their pores were also demonstrated as protein delivery carriers, which was shown by using carbonic anhydrase as a model protein drug.
본 연구는 락틱산과 글리콜릭산을 근거로 한 중합체 또는 공중합체를 재료로 한 생체조직공학 및 약물전달시스템에 적합한 생분해성 다공성 삼차원 구조체의 제조방법에 관한 것이다. 이를 위해 온도 변화에 의해 초래되는 고분자/용매계 혹은 고분자/용매/비용매계의 열유도 상분리 현상을 활용하였다. 본 시스템에서는 dioxane을 용매로, 물을 비용매로 사용하였으며, 고분자의 종류 및 조성, 용매/비용매의 비율, 냉각속도, 첨가제 등의 변수들을 고려하여 다양한 구조체를 얻을 수 있었다. 주사전자현미경과 수은주입공극측정기를 이용하여 공극의 성상과 크기 분포, 부피, 표면적등을 조사한 결과, 고분자의 결정성 여부에 의한 구조변화를 관찰할 수 있었고, 비용매의 비율이 증가하고 냉각속도가 감소할 수록 공극의 크기가 확대되는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 공극의 크기를 확대하기 위해 상분리과정의 후기 단계인 coarsening 효과를 고려하여 열린 구조를 유지하면서도 공극의 크기가 100μm 달하는 구조체를 제조할 수 있었다. 제조된 다공성 구조체는 재조합 인간 성장 호르몬과 carbonic anhydrase를 모델 단백질 약물로 하여 약물방출시스템으로서의 응용가능성을 살펴보았다.
