• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제34권3호
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• pp.111-116
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• 2013

Finite element analysis(FEA) has been extensively applied in the analyses of biomechanical properties of stents. Geometrically, a closed-cell stent is an assembly of a number of repeated unit cells and exhibits periodicity in both longitudinal and circumferential directions. This study concentrates on various parameters of the FEA models for the analysis of drug-eluting biodegradable polymeric stents for application to the treatment of coronary artery disease. In order to determine the mechanical characteristics of biodegradable polymeric stents, FEA was used to model two different types of stents: tubular stents(TS) and helicoidal stents(HS). For this modeling, epigallocatechin-3-O-gallate (EGCG)-eluting poly[(L-lactide-co-${\varepsilon}$-caprolactone), PLCL] (E-PLCL) was chosen as drug-eluting stent materials. E-PLCL was prepared by blending PLCL with 5% EGCG as previously described. In addition, the effects of EGCG blending on the mechanical properties of PLCL were investigated for both types of stent models. EGCG did not affect tensile strength at break, but significantly increased elastic modulus of PLCL. It is suggested that FEA is a cost-effective method to improve the design of drug-eluting biodegradable polymeric stents.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권1호
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• pp.36-43
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• 2020

생분해성 금속인 마그네슘 합금 와이어를 이용하여 담관용 스텐트를 제작하였다. 생체 내에서 마그네슘 합금의 문제점인 빠른 분해 및 부식을 제어하기 위하여 마그네슘 합금 와이어를 생분해성 고분자인 polycaprolactone (PCL), poly(propylene carbonate) (PPC), poly(L-lactic acid) (PLLA), poly(D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) 등으로 코팅하였다. 표면분해가 이루어지는 고분자인 PPC의 경우는 전분해 거동을 보이는 다른 고분자들(PCL, PLLA, PLGA)에 비해 크랙이나 박리가 없어 가장 효율적으로 마그네슘 와이어의 분해 속도를 지연시켰다. 또한 생분해성 고분자 코팅이 마그네슘 합금 스텐트의 기계적 물성인 축 방향 힘에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 대부분의 생분해성 고분자(PCL, PLLA, PLGA)로 코팅된 스텐트는 코팅되지 않은 스텐트에 비해 축 방향의 힘이 증가하여 스텐트의 유연성을 감소시켰으나, PPC로 코팅된 스텐트는 코팅되지 않은 스텐트와 비슷한 축 방향의 힘을 나타내 스텐트의 유연성을 감소시키지 않았다. 이상의 결과로부터 PPC가 가장 효율적인 생분해성 고분자로 판단된다.

• 폴리머
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• 제35권3호
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• pp.260-264
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• 2011

생분해성 고분자 스텐트는 상대적으로 향상된 생체적합성 및 낮은 부작용으로 기존의 비분해성 금속 스텐트를 대체하기 위해 이슈가 되고 있다. 기본적으로 오든 스텐트들은 확장된 혈관의 직경을 유지하기 위해 요구되는 기계적 강도, 특히 압축력 또는 팽창력을 가져야만 한다. 따라서 본 연구는 나선형 구조테를 제안하였으며, 측면 압축력과 구조적 인자들과의 관련성에 집중하였다. 실린더의 구조체와 달리, 나선형 구조체의 팽창력은 두께와 길이에 1차승으로 비례하고, 직경은 1.6지승의 반비례 관계를 가지고 있었다. 하지만 간극 사이의 거리는 하중과 관련성을 보이지 않았다. 본 연구에서 얻어진 이러한 함수는 임상 적용 스텐트를 설계하고 제조하는데 기초적인 정보를 제공할 수 있다.

• Korean Circulation Journal
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• 제54권8호
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• pp.499-512
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• 2024

Background and Objectives: Arterial dissection during endovascular therapy rarely occurs but can be lethal. A fabric-based covered graft stents yield poor clinical outcomes. A novel balloon-expandable stent with biodegradable film graft for overcoming these issues was evaluated in a rabbit iliac artery model. Method: Eighteen rabbits with iliac artery dissections were induced by balloon over-inflation on angiography (Ellis type 2 or 3) and treated using the test device (3.0×24 mm). Subsequently, survived twelve animals underwent histologic examinations and micro-computed tomography (CT) at 0, 2, 4, and 8 weeks and 3, 6, 9, and 12 months and angiography at one-year. Results: There were no adverse cardiovascular events during the one-year. Early-stage histologic examination revealed complete sealing of disrupted vessels by the device, exhibiting mural hematoma, peri-stent red thrombi, and dense infiltration of inflammatory cells. Mid- and long-term histologic examination showed patent stents with neointimal hyperplasia over the stents (% area stenosis: 11.8 at 2 weeks, 26.1 at 1 month, 29.7 at 3 months, 49.2 at 9 months, and 51.0 at 1 year), along with mild peri-strut inflammatory response (Grade: 1-2 at mid-term and 0-1 at long-term). The graft film became scarcely visible after six months. Both CT and angiography revealed no instances of thrombotic occlusion or in-stent restenosis (% diameter stenosis: 5.7 at 2 weeks, 12.3 at 1 month, 14.2 at 3 months, 25.1 at 9 months, and 26.6 at 1 year). Conclusions: The novel balloon-expandable stent with a biodegradable film graft demonstrates feasibility in managing severe artery dissection and preventing lethal vascular events in animal model.

• 폴리머
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• 제34권2호
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• pp.172-177
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• 2010

최근 20년간 다양한 세포에서 파크리탁셀(PTX)의 효과에 관한 연구는 많이 있지만, 세포증식을 억제하기 위한 약물방출 동역학에 관한 연구는 거의 보고되지 않고 있다. 본 연구에서는 약물방출스텐트 (DES)에 적용하기 위해서 생분해성 고분자로부터 파크리탁셀의 방출거동을 고찰하였다. 다양한 생분해성 고분자인 poly(lactic acid-co-glycolic acid) (PLGA), poly-L-lactide(PLLA) 및 polycaprolactone(PCL)에 파크리탁셀의 함유량을 달리하여 필름을 제조한 후 약물방출 거동을 평가하였다. 약물방출은 8주 동안 이루어졌으며 FE-SEM을 통해 고분자의 분해정도를 관찰하였다. PCL의 생분해 속도는 가장 느리지만 파크리탁셀의 함량이 같을 경우 PCL로부터의 파크리탁셀 방출속도가 가장 빨랐으며 PLGA 그리고 PLLA 순서를 보였다. 이와 같은 결과를 바탕으로 PCL과 같이 유리전이온도($T_g$)가 낮은 고분자의 경우 체내에서 파크리탁셀과 같은 소수성 약물의 움직임이 용이하기 때문에 약물방출 속도가 빠를 수 있음을 제시하고 있다.

• 폴리머
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• 제34권2호
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• pp.178-183
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• 2010

의료용 금속스텐트는 관상동맥계 심장질환을 앓고 있는 환자에 시술되어 상대적으로 생존율을 높여 준다. 그러나, 재협착 및 후기 혈전증으로 인하여 새로운 스텐트의 개발이 시급하게 되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 신생내막 과대증식을 막을 수 있는 것으로 알려진 alpha lipoic acid(ALA)를 생분해성 고분자인 poly(lactide-coglycolide)(PLGA), poly(L-lactide)(PLLA) 및 poly($\varepsilon$-caprolactone)(PCL)과 혼합하여 전기분사 방식으로 스테인레스 스틸 표면 위에 코팅하였다. 코팅된 고분자로부터 약물방출 거동은 고분자의 종류와 농도, 용출속도 및 용매의 종류에 따라서 조사하였다. 약물방출 속도는 유리전이온도($T_g$)가 낮은 PCL에서 가장 빨랐으며 PLGA, PLLA 순서를 보였다. 고분자 표면의 거친정도는 용출속도가 증가함에 따라서 증가하였고, 용매의 비등점의 차이에 의해서 약물방출속도가 변화됨을 알 수 있었다. 이러한 약물방출 거동을 조절함으로써 ALA가 담지된 생분해성 고분자로 코팅된 약물방출 스텐트를 실제 임상적용이 가능할 것으로 기대된다.

• Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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• 제1권1호
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• pp.13-25
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• 2014

In the current study, a drug-eluting stent coated with biodegradable polymers and sirolimus was developed by using an ultrasonic nanocoater and characterized in aspects of surface smoothness and coating thickness. In addition, in vitro release profiles of sirolimus by changing top coating layer with different biodegradable polymers were investigated. Smooth surfaces with variable thickness could be fabricated by optimizing polymer concentration, flow rate, nozzle-tip distance, gas pressure, various solvents and ultrasonic power. Smooth surface could be generated by using volatile solvents (acetone, chloroform, and methylene chloride) or post-treating with solvent vapor. Coating thickness could be controlled by varying injection volume or polymer concentration, and higher concentration could reduce the coating time while obtaining the same thickness. The thickness measurement was the most effectively performed by a conventional cutting method among three different methods that were investigated in this study. Release profiles of sirolimus were effectively controlled by changing polymers for top layer. PLGA made the release rate 3 times faster than PDLLA and PLLA and all top layers prevented burst release at the initial phase of profiles. Our results will provide useful and informative knowledge for developing drug-eluting stents, especially coated with biodegradable polymers.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제64권6호
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• pp.853-863
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• 2021

Objective : Biodegradable poly-L-lactic acid (PLLA) with a highly biocompatible surface via tantalum (Ta) ion implantation can be an innovative solution for the problems associated with current biodegradable stents. The purpose of this study is to develop a Taimplanted PLLA stent for clinical use and to investigate its biological performance capabilities. Methods : A series of in vitro and in vivo tests were used to assess the biological performance of bare and Ta-implanted PLLA stents. The re-endothelialization ability and thrombogenicity were examined through in vitro endothelial cell and platelet adhesion tests. An in vivo swine model was used to evaluate the effects of Ta ion implantation on subacute restenosis and thrombosis. Angiographic and histologic evaluations were conducted at one, two and three months post-treatment. Results : The Ta-implanted PLLA stent was successfully fabricated, exhibiting a smooth surface morphology and modified layer integration. After Ta ion implantation, the surface properties were more favorable for rapid endothelialization and for less platelet attachment compared to the bare PLLA stent. In an in vivo animal test, follow-up angiography showed no evidence of in-stent stenosis in either group. In a microscopic histologic examination, luminal thrombus formation was significantly suppressed in the Ta-implanted PLLA stent group according to the 2-month follow-up assessment (21.2% vs. 63.9%, p=0.005). Cells positive for CD 68, a marker for the monocyte lineage, were less frequently identified around the Ta-implanted PLLA stent in the 1-month follow-up assessments. Conclusion : The use of a Ta-implanted PLLA stent appears to promote re-endothelialization and anti-thrombogenicity.

• 폴리머
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• 제33권6호
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• pp.620-624
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• 2009

의료용 금속 임플란트는 우수한 기계적 강도를 바탕으로 결손된 신체 부위의 보강, 대치, 회복을 위해 임상적으로 사용되고 있지만, 낮은 생체적합성 및 독성 때문에 염증 및 후기 혈전증, 재협착의 문제점을 가지고 있다. 이런 단점을 보안하기 위한 다양한 표면처리 기술 중, 본 연구에서는 금속표면에 생분해성 고분자인 poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA)를 이용하여 전기분사 코팅(electrospray coating) 기술을 검토하였다. 전기분사와 용액 인자들의 기초적인 조사를 바탕으로, 코팅 필름의 표면형상은 방울이 날아가는 거리, 용매의 비등점, 방울의 크기에 밀접한 관련이 있다. 고분자 필름의 두께는 분사량에 선형적으로 비례를 하였다. 이 결과는 전기분사된 고분자 방울이 계속적으로 고분자 필름 위에 적층되는 것을 보여준다. 따라서, 전기분사 코팅기술은 스텐트와 같은 의료용 금속 임플란트에 있어서 표면 형상 조절, 나노/마이크로 두께의 단/다중층의 고분자 필름을 제조하는데 적용될 수 있다.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제67권
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• pp.396-406
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• 2018

In this study, a polydioxanone (PDO) and poly(L-lactic acid) (PLLA) sheath-core biphasic monofilament was designed to develop an esophageal stent with improved mechanical properties and controlled biodegradability. The radial force of PDO/PLLA sheath-core stent was 10.24 N, while that of PDO stent was 5.64 N. Deteriorations of tensile strength, elastic modulus and elongation during degradation test were also delayed on PDO/PLLA group. Hyaluronic acid-dopamine conjugate and $BaSO_4/PDO$ conjugate coating layers provided improved tissue adhesion strength and reasonable X-ray contrast, respectively. Taken all together, the sheath-core filaments with tissue adhesive and radiopaque properties will be useful in designing esophageal stents.