For 3D cell culture in tissue engineering, the mechanical strength and porous structure of hydrogels as a scaffold have a significant influence on the survival and growth of cultured cells. In this study, the hydrogel was made from gelatin, a biomaterial with excellent biocompatibility, and the mechanical strength and porous structure of the gelatin-containing hydrogel could be controlled by tailoring the network structure of the hydrogel to use the hydrogel as a scaffold. In order to control the network structure of the methacrylate (Gel-MA) hydrogel, the content of the methacrylate groups introduced into the gelatin was changed. As a result, when the content of the methacrylate groups increased, the storage modules of the hydrogel increased but the diffusion coefficient of the hydrogel decreased. These results show that the Gel-MA hydrogels, as scaffolds, with various physical properties suitable for each cell can be synthesized by tailoring the network structure of the hydrogel.

조직공학에서 3D 세포배양을 위한 스캐폴드로 사용되는 수화젤의 기계적 강도와 다공성 구조는 배양세포의 생존 및 생장에 중요한 영향을 미치는 물성들이다. 본 연구에서는 생체적합성이 우수한 생체재료인 젤라틴을 사용하여 수화젤을 제작하고, 이 수화젤을 스캐폴드로 활용함에 있어서 수화젤의 네트워크 구조를 조절함으로써 수화젤의 기계적 강도와 다공성 구조를 제어할 수 있음을 보여주고자 하였다. 메타크릴레이트젤라틴(Gel-MA) 수화젤의 네트워크 구조를 조절하기 위하여 젤라틴에 도입하는 메타크릴레이트 반응기의 함량을 변화시켰고 그 결과, 젤라틴에 도입되는 메타크릴레이트 반응기가 증가함에 따라서 수화젤의 탄성모듈러스는 증가하는 반면, 확산계수는 감소하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 Gel-MA 수화젤의 네트워크 구조를 조절하여 각각의 세포들에 부합하는 다양한 물성을 가지는 Gel-MA 수화젤을 합성하여 스캐폴드로 사용할 수 있음을 보여준다.

Keywords: gelatin methacrylate, hydrogel scaffolds, photo-crosslinking, storage modulus, porosity.