Recently, human life expectancy has improved by the engineering of biomaterials. To fulfill this purpose tissue engineering in particular is one of the nascent strategies. Designing biomimetic scaffolds with suitable features is an intellectual challenge of the realm of regenerative medicine and tissue engineering. Conductive substrates can ameliorate the cellular activity through enhancement of cellular signaling. Biocompatible polymers with conductivity can mimic the cells’ niche in an appropriate manner.
In this regard, in chapter 2, electroactive hydrogels based on chitosan–aniline oligomer and agarose with self- gelling properties were synthesized, and their electrical, thermal, and electrochemical properties were characterized. The conductivity of the as-prepared aniline oligomer-based hydrogel was ∼$10^{-4}$ S/cm; which fell within the range of conductivities appropriate for applications in tissue engineering. The conductivity of the hydrogel was regulated by modifying the macromolecular architecture through aniline oligomer incorporation thanks to its conductivity on-demand drug release was observed by electrical stimulation. Biocompatibility analysis of the designed hydrogel was indicative of the conductivity enhancement, as reflected in the growth and proliferation of cellular activity.
In chapter 3, hydrogel-based coating has been proposed to regulate the modulus of neural electrodes. The electroactive epoxidized chitosan was firstly synthesized and studied for electroactivity using cyclic voltammetry. This novel hydrogel based on electroactive coating can be potentially used as a neural electrode coating and pave a way for architecting new coating for biomedical devices.
In chapter 4, conductive chitosan was synthesized by coupling with aniline oligomers and using electrospinning technique the conductive nanofiber was fabricated to mimic the tissue structure and properties. Moreover, biocompatibility evaluation was revealed that the conductive substrate provides the better platform for cellular activity than non-conductive one. Such platforms are the harbingers of the emerging new generation, which can revolutionize the tissue engineering to achieve better tissue regeneration and treatment.
최근, 바이오 소재 공학으로 인간의 기대수명이 향상되었습니다. 특별히 조직공학은 인간의 기대수명 향상목적을 달성하기 위한 새롭고 혁신적인 전략 중 하나입니다. 그러므로 신체조직과 아주 적합한 특징을 갖는 생체 모방기술의 발판과 비계를 설계하는 것은 재생 의학 및 조직공학 영역의 혁신적 도전입니다. 열, 전기 등을 전도하는 결합 조직의 기본 물질, 즉 전도성 기질은 세포 신호 전달의 강화를 통해 세포 활성을 개선할 수 있는데, 이 때 전도성을 가진 생채 적합성 폴리머는 아주 적절한 방식으로 꼭 맞는 세포의 역할을 모방할 수 있습니다.
이와 관련하여, 2장에서 자가 겔화 특성을 갖는 키토산-아닐린 올리고머 및 아가 로스를 기본으로 하는 전기 활성 하이드로 겔이 합성되었고, 전기적 , 열적 및 전기 화학적 특성이 특성화되었습니다. 제조된 아닐린 올리고머 계 하이드로 겔의 전도도는 ∼$10^{-4}$ S/cm 이며, 이는 조직 공학 응용에 아주 적합한 전도도 범위 내에 속합니다. 전기 자극에 의해 주문형 약물 방출이 관찰되었기 때문에 아닐린 올리고머 혼입을 통해 거대 분자 구조를 변형시킴으로써 하이드로 겔의 전도성을 조절하였으며, 설계된 하이드로 겔의 생체 적합성 분석은 세포 활성의 성장 및 증식에 반영된 바와 같이 전도성 향상을 나타냅니다.
3장에서는, 신경 전극의 모듈러스를 조절하기 위한 하이드로 겔계 코팅이 제안됩니다. 먼저, 전기 활성 에폭시화 키토산은 순환 전압 전류 법을 사용하여 전기활성에 대해 합성되며 연구되었습니다. 전기 활성 코팅에 기초한 이 새로운 하이드로 겔은 신경 전극 코팅으로서 가능성있게 사용될 수 있고 생체 의학 장치를 위한 새로운 코팅을 설계하는 방법을 제시할 수 있게 된 것입니다.
4장에서는, 아닐린 올리고머와 결합하여 전도성 키토산을 합성하고, 전기 방사 기술을 사용함으로 전도성 나노섬유를 제조하여 조직구조 및 특성을 모방하였습니다. 또한, 생체 적합성 평가로서, 전도성 기판이 비전도성 기판보다 세포활성을 위한 더 나은 플랫폼을 제공하는 것을 밝혀내었습니다. 이 플랫폼은 조직 공학을 혁신함과 동시에, 조직 재생과 치료의 새로운 혁명을 이끌 선구자가 되어 이 세대와 다음 세대를 도울 것입니다.
