화학공학소재연구정보센터
Applied Chemistry for Engineering, Vol.33, No.2, 216-221, April, 2022
바이오 코팅 재료의 습윤 안정성에 대한 카테콜 작용기의 역할
Role of Catechol in the Stability of Biocoating Materials in Wet Environment
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초록
생체친화성 다당류 코팅은 금속류의 생체재료 자체 염증 반응으로 의한 합병증(예: 스텐트 재협착 등) 문제를 해결하 는 데 활용될 수 있지만, 자체적인 친수성으로 인해 체내의 습윤 환경에서 코팅층이 오랫동안 유지되기 어렵다. 본 논문에서는 히알루론산 상에 접착성 카테콜 작용기를 도입하여 습윤 환경에서도 강한 부착력을 유지하는 다당류 기 반의 바이오코팅 소재를 합성하고, 폴리젖산으로 구성된 스텐트 상에서의 수중 안정성 테스트를 통해 그 기능성을 확인하고자 하였다. 연구 결과, 1.26%의 낮은 카테콜 작용기 도입만으로도 수중 안정성이 크게 증대되었음을 모세관 실험 및 분광학적 분석 방법을 통해 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 바이오 코팅 재료의 생채 내 안정성 증대를 위해 카테콜 작용기 도입이 유용할 수 있다는 점을 시사한다.
Biocompatible polysaccharide coating technology can be a promising solution to overcome unexpected diseases caused by inflammatory reactions of metallic biomaterials (e.g., stent restenosis, etc.). However, due to their inherent hydrophilicity, it is difficult to maintain the coating layer for a long time in the physiological wet-environment. Herein, catechol functionalized hyaluronic acid was synthesized and introduced to the polymeric stent (polylactic acid) as the adhesive biocoating material. Surprisingly, even with the low degree of substitution of catechol (1.26%), a significant improvement in the underwater stability was observed, confirmed by capillary experiments and spectroscopic analysis. Our results may provide an insight into the positive role of catechol molecular adhesive group in the in-vivo stability of biocoating materials.
  1. Roth GA, Johnson C, Abajobir A, Abd-Allah F, Abera SF, Abyu G, Ahmed M, Aksut B, Alam T, Alam K, J. Am. Coll. Cardiol., 70, 1 (2017)
  2. Lusis AJ, Nature, 407, 233 (2000)
  3. Jang EJ, Lee SY, Bae IH, Park DS, Jeong MH, Park JK, Appl. Chem. Eng., 30, 586 (2019)
  4. Ross R, Glomset J, Harker L, Am. J. Pathol., 86, 675 (1977)
  5. Kornowski R, Hong MK, Tio FO, Bramwell O, Wu H, Leon MB, J. Am. Coll. Cardiol., 31, 224 (1998)
  6. Stone GW, Ellis SG, Cox DA, Hermiller J, O'Shaughnessy C, Mann JT, Turco M, Caputo R, Bergin P, Greenberg J, N. Engl. J. Med., 350, 221 (2004)
  7. Moses JW, Leon MB, Popma JJ, Fitzgerald PJ, Holmes DR, O'Shaughnessy C, Caputo RP, Kereiakes DJ, Williams DO, Teirstein PS, N. Engl. J. Med., 349, 1315 (2003)
  8. Lih E, Kum CH, Park W, Chun SY, Cho Y, Joung YK, Park KS, Hong YJ, Ahn DJ, Kim BS, ACS Nano, 12, 6917 (2018)
  9. Acharya G, Park K, Adv. Drug Deliv. Rev., 58, 387 (2006)
  10. Oh B, Lee CH, Mol. Pharm., 10, 4432 (2013)
  11. Kersani D, Mougin J, Lopez M, Degoutin S, Tabary N, Cazaux F, Janus L, Maton M, Chai F, Sobocinski J, Eur. J. Pharm. Biopharm., 150, 156 (2020)
  12. Wang B, Hua J, You R, Yan K, Ma L, Int. J. Biol. Macromol., 181, 435 (2021)
  13. Lee H, Scherer NF, Messersmith PB, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 103, 12999 (2006)
  14. Li L, Zeng H, Biotribology, 5, 44 (2016)
  15. Park S, Kim S, Jho Y, Hwang DS, Langmuir, 35, 16002 (2019)
  16. Wu J, Zhang L, Wang Y, Long Y, Gao H, Zhang X, Zhao N, Cai Y, Xu J, Langmuir, 27, 13684 (2011)
  17. Lee H, Dellatore SM, Miller WM, Messersmith PB, Science, 318, 426 (2007)
  18. Necas J, Bartosikova L, Brauner P, Kolar J, Veterinarni Medicina, 53, 397 (2008)
  19. Meyer K, Physiol. Rev., 27, 335 (1947)
  20. Sadowitz B, Seymour K, Gahtan V, Maier KG, J. Surg. Res., 173, e63 (2012)
  21. Shin J, Lee JS, Lee C, Park HJ, Yang K, Jin Y, Ryu JH, Hong KS, Moon SH, Chung HM, Adv. Funct. Mater., 25, 3814 (2015)
  22. Hong S, Yang K, Kang B, Lee C, Song IT, Byun E, Park KI, Cho SW, Lee H, Adv. Funct. Mater., 23, 1774 (2013)
  23. Sun Q, Vib. Spectrosc., 62, 110 (2012)