생물학적 구조와 생체재료 기능 통합: 갈색 해조류의 고유 하이드로겔 구조 탐구

갈색 해조류는 알지네이트와 셀룰로오스를 위계적이며 수화된 구조 내에 통합한 자연 발생 복합체로, 인공 하이드로겔 시스템과 유사하다. 본 연구는 갈색 해조류의 고유 구조-기능 관계를 활용하여 합성 및 화학적 가공을 최소화하면서 기능성 하이드로겔 생체재료 개발이 가능하다는 가설을 세웠다. 본 연구에서는 갈색 해조류 잎의 내재된 생물학적 구조 및 조성을 원형 및 정제된 잎 구조뿐 아니라 3D 프린팅 및 동결 건조를 통해 하이드로겔과 폼 구조로 재조립된 섬유상 잎을 포함한 다양한 형식에 걸쳐 활용하는 전략을 조사하였다. 생성된 생체재료는 구조, 하이드로겔 안정성, 다양한 매체 내 액체 흡수 용량 측면에서 특성화되었으며, 정제 전후의 효과도 비교 분석되었다. 추가로, 섬유화 및 재조립 구조의 다공성, 기계적, 유변학적, 세포친화성 특성을 평가하였다. 자연 구조를 보존하고 광범위한 분획을 피함으로써 이 접근법은 약 3600%의 높은 액체 흡수율, 약 93%의 높은 다공성, 압축 후 형상 기억 거동을 갖는 자원 효율적인 생체재료 개발 가능성을 보여준다. 세포친화성은 50% 추출물 농도에서 약 73%의 생존율을 보였으나, 전체 농도에서는 약 59%로 감소하여 농도 의존적 생물학적 반응을 나타내며, 이는 생체의료 응용에서 최소 가공과 생물학적 성능 간 균형 필요성을 강조한다.