Surface modification of Polystyrene to improve fibroblast adhesion

Abstract

화학적. 생물학적 인자에 의해 표면 개질 된 폴리스티렌에 대하여 연구하였다. 폴리스티렌에 세포점착성을 증가 시키기 위하여 우선 아르곤 플라즈마 처리를 통하여 퍼옥사이드기를 만들어 냈다. 이 폴리스티렌은 아릴아민을 이용하여 그라프트중합을 하였고, 세포외기질 중의 한가지인 콜라겐을 이용하여 알릴아민을 그라프트 중합 시킨 표면에 증착시켰다. 이는 알릴아민 내의 아민 그룹과 콜라겐 내의 카르복실기 그룹과의 공유결합을 통하여 증착되어진다. 그라프트 중합된 폴리스티렌은 Fourier 변환 분광-감회전반사법, x선 광전자 분광기, 그리고 접촉각 측정기로 분석되었다. X선 관전자 분광기의survey scan 과 C1s, N1s core spectra 에서도 개질된 표면의 화학적 구성변화를 확인할 수 있었다. 표면개질된 폴리스티렌은 접촉각을 측정하여 접촉각의 변화를 통하여 표면 개질을 재확인하였다. 이 개질된 표면은 접촉각을 통하여 표면에너지가 50.95mJ/㎠ 까지 증가했다. 시료들 표면에 섬유아세포의 점착능은 세포 증착시험에 의해 평가 되었고 점착된 세포의 형태적 변화는 위상차 현미경과 주사전자현미경에 의해 관찰되었다. 그 결과, PS-g-AA와 PS-g-AA/Col 구조체에 배양된 섬유아세포는 폴리스티렌과 비교해 증가된 세포 점착능, 확장을 보였다.;This study investigated the effect on cell adhesion of surface modifications of polystyrene (PS) by chemical and biological factors. To improve cell adhesion of polystyrene with fibroblast was firstly allowed to generate peroxide groups by argon plasma treatment. Then polystyrene graft polymerized using allylamine (PS-g-AA). The effect of surface amine group concentration on the extent of collagen (Col) immobilization was investigated. Collagen was then covalently immobilized through amide bonds between the residue amine groups and carboxylic ones in the presence of carbodiimide (PS-g-AA/Col). The surface of the grafted polystyrene was studied by Fourier transform infrared spectroscopy-attenuated total reflectance (FTIR-ATR) X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA), and contact angle goniometry. The XPS survey scan as well as carbon 1s (C1s), and nitrogen 1s (N1s) core spectra of the modified surfaces, confirmed the changes in chemical composition of the PS surface due to graft moieties. The PS, PS-g-AA, and PS-g-AA/Col were evaluated by measuring the water contact angle of the samples. Decrease in the contact angel was observed with graft polymerization. Surface tension of the scaffolds increased to 50.95mJ/㎠ due to the grafting of AA and collagen. The adhesion of fibroblast on the surface of the samples was examined by the cell adhesion assay, and the adherent cells were observed by phase contrast microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Fibroblast cultured on the PS-g-AA, PS-g-AA/Col substrates showed significantly improved adhesion and expansion compared to PS substrates.