Recently, the artificial retina has been studied widely for the blind. The human retina is composed of ten distinct layers. Among them, the inner limiting membrane plays an important role by regulating growth and shape of the eye during development. The inner limiting membrane has 70 - 1500 nm thickness and 1.5 - 5 MPa Young’s modulus. In this study, ultra-thin polymer membranes were fabricated as biomaterials to mimic the inner limiting membranes. Polydimethylsiloxane (PDMS) was used as materials of the polymer membrane because this transparent and biocompatible material has similar mechanical properties with the inner limiting membrane. The thickness of the PDMS membrane can be reduced by diluting the PDMS solution with hexane. A water-soluble sacrificial layer (poly (acrylic acid)) was used to detach the PDMS membrane from the substrate. A ring shaped PDMS binders attached to the PDMS membranes were used for easy handling. We fabricated the PDMS membranes with large diameter (> 2.5cm). The PDMS membranes have the 130 - 5000 nm thickness and 0.8 - 2.1 MPa Young’s modulus. These results show that the fabricated PDMS membranes can be applied to the artificial inner limiting membrane.
망막색소변성증은 유전적인 요인으로 망막의 시각세포에 이상이 생겨 시력을 잃게 되는 질병으로 미국의 경우 약 10만명의 사람들이 이 질병을 앓고 있다고 알려져 있다. 인공 망막은 망막 이상으로 시력을 잃은 사람들에게 시력을 회복 시켜줄 수 있는 기술로 최근에 다방면에서 활발하여 연구 중에 있다. 인공 망막은 현재까지 빛을 전기적 신호로 바꾸어주는 마이크로 칩 형태로 제작되고 있으며, 앞으로의 인공 망막의 개발을 위해서는 실제 망막을 정확하게 모사하는 연구가 필요하다.
사람의 망막은 10개의 층으로 구성 되어 있다. 이 중 유리체와 맞닿아 있는 내경계막은 사람이 성장할 때 안구의 크기와 모양을 결정해주는 역할을 한다고 알려져 있다. 망막의 인공적 모사는 내경계막을 인공적으로 제작하여 이 곳에서 시각 세포의 배양을 하는 방법으로 이뤄질 수 있다.
우리는 이 연구에서 인공 내경계막에 응용할 수 있는 독립된 고분자 박막을 제작하였다. 인공 내경계막 제작을 위한 고분자 물질로 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)을 사용하였다. 우리는 폴리디메틸 실록산을 헥산에 희석시켜 직경 2.5 cm과 두께 130 nm를 갖는 고분자 박막을 제작하는데 성공하였다. 고분자 박막을 기판으로부터 떼어내기 위해 우리는 물에 녹는 고분자 물질인 폴리아크릴산(Polyacrylicacid)을 희생층으로 사용하였다. 이 희생층을 기판에 먼저 코팅하고 폴리디메틸실록산 층을 코팅한 후 희생층을 제거해 폴리디메틸실록산 고분자 박막을 제작할 수 있었다. 제작한 나노 박막을 다루기 위해 폴리디메틸실록산 손잡이를 고리 모양으로 미리 제작해 나노 박막이 경화되면서 손잡이에 부착이 되도록 하였다. 이를 통해 우리는 130 - 5000 nm의 두께를 갖고 0.8 - 2.1 MPa의 인장 강도를 갖는 폴리디메틸실록산 박막을 제작할 수 있었다. 이 전에 수행된 내경계막 연구들을 통해 우리가 제작한 폴리디메틸실록산 박막은 내경계막과 비슷한 두께와 물성을 갖는 것을 알 수 있었다. 따라서 이 고분자 박막은 인공 내경계막으로써 응용될 수 있을 것으로 생각되며 이 막 위에서의 세포 배양을 하는 연구가 이어진다면 앞으로의 개발될 인공 망막 연구에 도움이 될 수 있을 것으로 예상된다.
