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·2025
Recent Progress in Cellulose Nanofibril Hydrogels for Biomedical Applications
Tae Kyung Won, MeeiChyn Goh, Chaewon Lim, Jieun Moon, Kyueui Lee, Jaehyeong Park, Kyeongwoon Chung, Young‐Hee Kim, Seonhwa Lee, Hye Jin Hong, Kihak Gwon
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초록

셀룰로오스 나노피브릴(CNF) 기반 하이드로겔은 지속가능성, 생체적합성 및 다양한 기계적 특성으로 인해 생의학 분야에 대한 유망한 소재로 주목받고 있다. 본 검토는 CNF 하이드로겔의 최근 발전과 생의학적 응용을 분석한다. CNF 하이드로겔은 물리적 가교 및 화학적 가교를 통해 제조할 수 있다. 물리적 가교는 표면 전하 밀도 제어, pH 조절, 그리고 흐름 기반 공정을 통해 안정적인 네트워크를 형성하는 방식으로 이루어지며, 반면 화학적 가교는 금속 이온, 에피클로로하이드린, 구연산과 같은 가교제를 사용하여 영구적인 공유 결합을 형성한다. 이러한 접근법은 기계적 강도, 공극률, 자극 반응성 등 하이드로겔의 특성을 정밀하게 제어할 수 있게 해준다. CNF 하이드로겔은 약물전달 시스템과 조직공학 분야에서 특히 유망하다. 약물전달 전달체로서의 CNF는 개방형 공극 구조와 큰 표면적에 기인하여 향상된 생체이용률과 약물 적재 용량을 제공한다. 최근에는 자극 반응성 및 주사 가능한 CNF 하이드로겔의 개발을 통해 조절된 약물 방출과 향상된 표적화 능력이 가능해졌다. 또한 CNF 하이드로겔은 연골 공학과 상처 치유에 적용되는 등, 세포 성장과 조직 재생을 위한 효과적인 지지체(scaffold)로서 기능한다. CNF 하이드로겔을 3D 바이오프린팅 기술과 통합함으로써 복잡한 조직 구조를 구현할 수 있었다. 그러나 독성평가의 표준화 필요, 대규모 생산 공정의 최적화, 약물전달을 위한 정교한 제어 메커니즘의 개발 등 여러 과제가 남아 있다. 향후 연구는 제조 기술을 발전시키고 장기적 안정성을 개선하며, 규제 준수를 위한 표준화된 시험 프로토콜을 개발해야 한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
Self-healing hydrogelsCelluloseNanotechnologyMaterials scienceChemistryPolymer chemistryBiochemistry
타입
Preprint
IF / 인용수
- / 1
게재 연도
2025