헤미셀룰로오스 유래 가교제를 통한 젤라틴 기반 하이드로겔 합성 및 물성 평가

김종화1*, 최준호1, 김종찬2, 구본욱3, 조영민2, 이상윤2, 최인규2,4

(1서울대학교 산림과학부, 2서울대학교 농림생물자원학부, 3한국생산기술연구원 청정기술연구소 4서울대학교 농업생명과학연구원)

Preparation and properties of gelatin based hydrogel reinforced by hemicellulose based crosslinker

Jong-Hwa Kim1*, June-Ho Choi1, Seong-Min Cho1, Jong-Chan Kim2, Sang-Woo Park2, Young-Min Cho2, Sang-Youn Lee2, In-Gyu Choi2,3

(1Department of Forest Sciences, Seoul National University,

2Department of Agriculture, Forestry, and Bioresources, Seoul National University,

3Green and Sustainable Materials R&D Department, Korea Institute of Industrial Technology

4Research Institute of Agriculture and Life Sciences)

요약: 본 연구에서는 약물전달소재로 이용되는 젤라틴의 물성을 보완할 천연 소재(헤미셀룰로오스)기반 가교제를 제조한 후 이를 젤라틴에 적용하여 젤라틴-헤미셀룰로오스 하이드로겔의 물성을 평가하고자 한다. 헤미셀룰로오스는 졸참나무로부터 알칼리 처리를 통해 추출하였으며 화학적 조성을 분석한 결과 주요 성분은 자일란이었다. 자일란을 가교제로 활용하기 위해 과아이오딘산나트륨을 이용하여 자일란에 다이알데하이드기를 도입하였다. 자일란-다이알데하이드의 경우 분자량은 반응 전 자일란에 비해 약 1/10 가량 감소하였으며 알데하이드 함량은 약 70%로 나타났다. 이후 자일란-다이알데하이드의 함량을 다르게 하여 하이드로겔을 제조한 후 제조된 하이드로겔의 물성을 평가하였다. 그 결과 자일란-다이알데하이드의 함량이 증가할수록 젤라틴과의 가교도가 증가하였으며 젤라틴 대비 25 wt%일 때 최대 89%의 가교도를 보였다.

Abstract: In this research, natural polymer (hemicellulose) derived crosslinking agent was prepared to complement physical properties of gelatin which is used to drug delivery material (hydrogel) and properties of hydrogel reinforced by hemicellulose was evaluated. Hemicellulose was extracted from Quercus serrata via alkaline extraction and main component of hemicellulose was xylan. Then xylan was modified as crosslinking agent via sodium periodate treatment for adopting di-aldehyde functional group. After sodium periodate treatment, molecular weight of xylan-dialdehyde was decreased to 1/10 of original xylan and its aldehyde content was 70%. Gelatin hydrogel reinforced by xylan-dialdehyde was synthesized by varying amount of xylan-dialdehyde. As a result, degree of crosslinking increased as amount of xylan-dialdehyde increased and maximum degree of crosslinking was 89%

사사: 본 연구는 본 연구는 산림청(No. 2020258A00-2021-0001)의 지원에 의해 이루어진 것임.