조직공학용 지지체의 비파괴 분석을 위한 표면 탄성파 시뮬레이션 및 고속초음파 기반 측정법 (Simulation and Measurement of Ultrasonic Surface Wave Propagation for Nondestructive Assessment of Tissue-engineered Construction)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 41권 / 12호 / 843 ~ 849페이지
· 저자명 : 윤철희, 남승윤

초록

조직공학용 세포지지체의 물성은 생체적합성과 세포의 거동 및 기능에 큰 영향을 준다. 이러한 세포지지체의 기계적 특성을 측정하는 기존의 방법들은 대부분 지지체의 파괴적 과정을 거치게 되며 동일 지지체내의 물성변화를 장기간 계속적으로 측정할 수 없는 제한이 있었다. 하지만, 실제 피부 질병 진단 등에 사용되어 온 표면 탄성파 측정법을 이용하면 점탄성을 가지는 세포지지체의 비파괴적 물성측정이 가능하다. 본 연구에서는 세포지지체 물성 변화의 비파괴적인 측정을 위해 집속 초음파 및 초고속 영상법을 이용하였다. 또한, 실제 세포지지체와 유사한 기계적 특성을 가지는 다양한 물성의 젤라틴 기반 샘플 및 점탄성을 조절할 수 있는 알긴산-금나노입자 기반 세포지지체를 제작하여 표면 탄성파의 전파를 시뮬레이션하고 이를 측정치와 비교 분석하였다.

영어초록

The physical properties of tissue-engineered scaffolds are strongly related with biocompatibility as well as cell behaviors and functions. Conventional methods including rheological measurement have been mostly destructive and hardly available for continuous monitoring of the viscoelastic changes for different time points. In this study, surface wave measurement were used for non-destructive assessment of the viscoelastic properties of the tissueengineered scaffolds. Specifically, the propagation of surface waves was simulated using the K-wave toolbox in Matlab to optimize beamforming parameters. In addition, surface wave velocity and shear modulus were calculated in gelatin based tissue mimicking phantoms and phototuning alginate gels. These were then compared with reference values obtained with a rheometer. The surface wave measurement using ultrafast ultrasound imaging offers the possibility of a nondestructive and longitudinal assessment of tissue-engineered scaffolds.

참고자료

· 없음