신장 근위세뇨관 구조체 공학을 위한 표면 개질된 전기방사 폴리우레탄 관형 스캐폴드

신장 근위세뇨관(PT)은 신장 생리에서 중심적인 역할을 하며 손상에 특히 취약합니다. 그러나 그 미세환경과 기능적 특성을 정확히 재현하는 인체외(in vitro) 시스템은 제한적입니다. 이러한 필요를 해결하기 위해, 우리는 신장 PT 상피세포(RPTECs)의 상피 적합성을 향상시키고 기능적 행동을 지원하도록 설계된 전기방사 폴리우레탄(PU) 관형 스캐폴드의 제작 및 표면 개질을 보고합니다. PU는 튜브 구조체에 강력한 기계적 강도와 유연성을 제공하지만 고유의 소수성으로 인해 세포 부착이 제한되어, 따라서 스캐폴드는 테트라에톡시실란(TEOS) 플라즈마 증착(PU-P)과 제1형 콜라겐 코팅(PU-C)을 통해 표면 개질되었습니다. 표면 특성 분석에서 PU-P(97.26° ± 1.92°)와 PU-C(64.1° ± 2.96°)의 물 접촉각이 감소하여 거칠기 및 친수성이 유의하게 증가함을 입증했습니다. 이러한 개질은 BSA 및 라미닌의 결합이 각각 1.7배와 1.8배 증가하는 등 단백질 흡착을 촉진했습니다. 세포 친화성 평가에서는 모든 스캐폴드 유형에서 세포 생존율이 90% 이상으로 높았음을 확인했습니다. 표면 개질된 전기방사 PU 튜브에서 배양된 RPTECs는 효율적인 부착, 넓게 펼쳐진 형태, 조직화된 세포골격 구조를 보여 세포 적합성이 향상되었음을 나타냈습니다. 반면, 개질되지 않은 튜브에서는 세포 부착이 미미했습니다. 면역형광 분석에서는 Aquaporin 1 및 Collagen IV를 포함한 신장 PT 마커가 개질된 스캐폴드에서 강하게 발현된 반면, 개질되지 않은 구조체에서는 약하거나 발현되지 않아 PT 표현형 유지가 확인되었습니다. 기능 평가에서는 2D 배양 대비 코팅된 튜브에서 알칼리성 인산분해효소 활성이 14일 동안 3배 증가하여 브러시 경계막 활성 및 상피 기능성이 향상됨을 반영했습니다. 전반적으로 전기방사 PU 관형 스캐폴드의 표면 개질은 RPTEC의 부착, 표현형 보존 및 기능 활성도를 크게 향상시켜 생리학적으로 관련된 신장 PT 모델 개발을 지원합니다.