Scaffolds play a crucial role in the tissue engineering. Biodegradable polymers with great processing flexibility and biocompatability are predominant scaffolding materials. New developments in biodegradable polymers and their nanocomposites for the tissue engineering are discussed. Recent development in the scaffold designs that mimic nano and micro features of the extracellular matrix (ECM) of bones, cartilages, and vascular vessels are presented as well.
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
/
2017.05a
/
pp.3-23
/
2017
The achievement of tissue engineering can be highly depending on the capability to generate complicated, cell seeded three dimensional (3D) micro/nano-structures. So, various fabrication techniques that can be used to precisely design the architecture and topography of scaffolding materials will signify a key aspect of multi-functional tissue engineering. Previous methods for obtaining scaffolds based on top-down are often not satisfactory to produce complex micro/nano-structures due to the lack of control on scaffold architecture, porosity, and cellular interactions. However, a bioprinting method can be used to design sophisticated 3D tissue scaffolds that can be engineered to mimic the tissue architecture using computer aided approach. Also, in recent, the method has been modified and optimized to fabricate scaffolds using various natural biopolymers (collagen, alginate, and chitosan etc.). Variation of the topological structure and polymer concentration allowed tailoring the physical and biological properties of the scaffolds. In this presentation, the 3D bioprinting supplemented with a newly designed plasma treatment for attaining highly bioactive and functional scaffolds for tissue engineering applications will be introduced. Moreover, various in vivo and in vitro results will show that the fabricated scaffolds can carry out their structural and biological functionality.
Safi, Ihab Nabeel;Hussein, Basima Mohammed Ali;Al-Shammari, Ahmed Majeed
Journal of Periodontal and Implant Science
/
v.52
no.3
/
pp.242-257
/
2022
Purpose: This study investigated periodontal ligament (PDL) restoration in osseointegrated implants using stem cells. Methods: Commercial pure titanium and zirconium oxide (zirconia) were coated with beta-tricalcium phosphate (β-TCP) using a long-pulse Nd:YAG laser (1,064 nm). Isolated bone marrow mesenchymal cells (BMMSCs) from rabbit tibia and femur, isolated PDL stem cells (PDLSCs) from the lower right incisor, and co-cultured BMMSCs and PDLSCs were tested for periostin markers using an immunofluorescent assay. Implants with 3D-engineered tissue were implanted into the lower right central incisors after extraction from rabbits. Forty implants (Ti or zirconia) were subdivided according to the duration of implantation (healing period: 45 or 90 days). Each subgroup (20 implants) was subdivided into 4 groups (without cells, PDLSC sheets, BMMSC sheets, and co-culture cell sheets). All groups underwent histological testing involving haematoxylin and eosin staining and immunohistochemistry, stereoscopic analysis to measure the PDL width, and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The natural lower central incisors were used as controls. Results: The BMMSCs co-cultured with PDLSCs generated a well-formed PDL tissue that exhibited positive periostin expression. Histological analysis showed that the implantation of coated (Ti and zirconia) dental implants without a cell sheet resulted in a well-osseointegrated implant at both healing intervals, which was confirmed with FESEM analysis and negative periostin expression. The mesenchymal tissue structured from PDLSCs only or co-cultured (BMMSCs and PDLSCs) could form a natural periodontal tissue with no significant difference between Ti and zirconia implants, consequently forming a biohybrid dental implant. Green fluorescence for periostin was clearly detected around the biohybrid implants after 45 and 90 days. FESEM showed the invasion of PDL-like fibres perpendicular to the cementum of the bio-hybrid implants. Conclusions: β-TCP-coated (Ti and zirconia) implants generated periodontal tissue and formed biohybrid implants when mesenchymal-tissue-layered cell sheets were isolated from PDLSCs alone or co-cultured BMMSCs and PDLSCs.
Kim, Young-Sik;Chae, Yu-Gyeong;Jeon, Min Yong;Kim, Dong Kyu;Ahn, Yeh-Chan
Journal of the Optical Society of Korea
/
v.19
no.2
/
pp.175-181
/
2015
Optical coherence tomography (OCT) is a noninvasive technique for microscopic investigation of tissue. We thought that the OCT method could be a potential tool for monitoring the healing process of a tendon. In this study we used two rat models, denervated and non-denervated groups, to observe a variety of healing phases of Achilles tendon (AT) injury. We made samples of AT injury lesions, to take OCT images and to make histopathological samples of serial sectional tissue. In an OCT image the denervated rat showed no specific finding, but the non-denervated rat showed a large defect lesion that was scaffolding tissue. OCT findings combined with pathologic findings showed advantages in visualization of tendon microstructure over other imaging modalities such as MRI and US, and OCT is beneficial to making a treatment plan, especially the timing and intensity of rehabilitation. Therefore a multimodal platform using OCT for evaluation of tendon injury may be potentially useful for many applications.
So, Jeong-Won;Jang, Ji-Wook;Kim, Soon-Hee;Choi, Jin-Hee;Rhee, John-M.;Min, Byung-Hyun;Khang, Gil-Son
Polymer(Korea)
/
v.32
no.6
/
pp.516-522
/
2008
Biodegradable polymers have been used extensively as scaffolding materials to regenerate new tissues and the ingrowth of tissue have been reported to be dependent directly of the porosity, pore diameter, pore shape, and porous structure of the scaffold. In this study, porous poly (L-lactide-co-glycolide) (PLGA) scaffolds with five different pore sizes were fabricated to investigate the effect of pore sizes for AF tissue regeneration. Cellular viability and proliferation were assayed by MTT test. Hydroxyproline/DNA content of AF cells on each scaffold was measured. sGAG analyses were performed at each time point of 2 and 6 weeks. Scaffold seeded AF cells were implanted into the back of athymic nude mouse to observe the difference of formation of disc-like tissue depending on pore size in vivo. We confirmed that scaffold with $180{\sim}250{\mu}m$ pores displayed high cell viability in vitro and produced higher ECM than scaffold with other pore sizes in vivo.
Alginate, a polymer of guluronic and mannuronic acid, is used as a scaffolding material in biomedical applications. The research was to produce highly-purified alginate from seaweeds and to evaluate the efficacy of alginate as dermal substrate. Our alginate purification method showed a production rate as high as 25%. The purified alginate contained little polyphenol contents and endotoxin, proteins. For study of wound healing, full thickness skin defects were made on the dorsal area of the animal models. And then alginate, fibroblast-growth-factor mixed alginate, alginate-collagen complex, vaseline gauze as control were applied on the wound, respectively, and were evaluated grossly and histopathologically. For biocompatibility test, alginate and alginate-collagen complex discs were implanted on the back of Sprague-Dawly rats. Four weeks after implantation, the animals were examined immunologically against alginate and collagen. Alginate and FGF-mixed alginate, alginate-collagen complex group showed statistically higher percentage of wound contraction and wound healing than control group(p<0.05). Alginate-collagen complex group and FGF-mixed alginate group showed statistically higher percentage of wound healing than alginate group. The experiment of biocompatibility and immunologic reaction against impanted alginate or collagen needs more investigation. Highly-purified alginate from seaweeds by our purification method, showed the effect of wound healing, and addition of FGF or collagen increases the alginate's wound healing effect. It shows the possibility of alginate as a dermal substrate.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.38
no.8
/
pp.875-880
/
2014
Recently, three-dimensional scaffolds and nanofibers are being developed for bone tissue regeneration. In this study, we fabricated a hybrid scaffold using a nano-micro precision deposition system. The fabrication process involved the application of the solid freeform fabrication (SFF) technology and electrospinning. The hybrid scaffolds were combined using micro scaffolds and nanofibers. The nanofibers were deposited on each layer of the micro scaffolding using the electrospinning process. The micro scaffolds were fabricated using the SFF technology at a temperature of $100^{\circ}C$, pressure of 650 kPa, and scan velocity of 250 mm/s. Nanofiber fabrication was conducted by means of electrospinning using the flow rate, solution concentration, distance from the tip to the collector (TCD), and voltage. The nanofibers were fabricated using a flow rate of 0.1 ml/min, voltage of 5 kV, TCD of 1 mm, and 10 wt% of solution concentration. MG-63 cells were seeded into the hybrid scaffold for the purpose of its evaluation.
The in-vitro meat is a novel concept in food biotechnology comprising field of tissue engineering and cellular agriculture. It involves production of edible biomass by in-vitro culture of stem cells harvested from the muscle of live animals by self-organizing or scaffolding methodology. It is considered as efficient, environmental friendly, better ensuring public safety and nutritional security, as well as ethical way of producing meat. Source of stem cells, media ingredients, supply of large size bioreactors, skilled manpower, sanitary requirements, production of products with similar sensory and textural attributes as of conventional meat, consumer acceptance, and proper set up of regulatory framework are challenges faced in commercialization and consumer acceptance of in-vitro meat. To realize any perceivable change in various socio-economic and environmental spheres, the technology should be commercialized and should be cost-effective as conventional meat and widely accepted among consumers. The new challenges of increasing demand of meat with the increasing population could be fulfill by the establishment of in-vitro meat production at large scale and its popularization. The adoption of in-vitro meat production at an industrial scale will lead to self-sufficiency in the developed world.
Objective: Animal-free scaffolds have emerged as a potential foundation for consistent, chemically defined, and low-cost materials. Because of its good potential for high biocompatibility with reproductive tissues and well-characterized scaffold design, we investigated whether polyglycolic acid (PGA) could be used as an animal-free scaffold instead of natural fibrin-agarose, which has been used successfully for three-dimensional human endometrial cell culture. Methods: Isolated primary endometrial cells was cultured on fibrin-agarose and PGA polymers and evaluated various design parameters, such as scaffold porosity and mean fiber diameter. Cytotoxicity, scanning electron microscopy (SEM), and immunostaining experiments were conducted to examine cell activity on fabricated scaffolds. Results: The MTT (3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5 diphenyl tetrazolium bromide) assay and SEM results showed that endometrial cells grew and proliferated on both scaffolds. Immunostaining showed cytokeratin and vimentin expression in seeded cells after 7 days of culture. On both scaffolds, an epithelial arrangement of cultured cells was found on the top layer and stromal arrangement matrix on the bottom layer of the scaffolds. Therefore, fibrin-agarose and PGA scaffolds successfully mimicked the human endometrium in a way suitable for in vitro analysis. Conclusion: Both fibrin-agarose and PGA scaffolds could be used to simulate endometrial structures. However, because of environmental and ethical concerns and the low cost of synthetic polymers, we recommend using PGA as a synthetic polymer for scaffolding in research instead of natural biomaterials.
Song, Sung Hwa;Kim, Ji Eun;Choi, Jun Young;Park, Jin Ju;Lee, Mi Rim;Song, Bo Ram;Lee, Yechan;Kim, Hong Sung;Lee, Jae Ho;Lim, Yong;Hwang, Dae Youn;Jung, Young Jin
Textile Coloration and Finishing
/
v.30
no.2
/
pp.117-129
/
2018
Cellulose has been widely applied into various medical fields including scaffolding, tissue engineering and tissue formation. In this study, we manufactured cellulose medical fiber from Styela clava tunics(SCT-CS) and analyzed the tensile strength, elongation at break, fluid uptake and surface morphology. And then, the biocompatibility and toxicity of SCT-CS were measured in Sprague-Dawley(SD) rats after the implantation for 30, 60 and 90 days. The level of tensile strength and fluid uptake were lower in SCT-CS than chromic catgut(CCG), while elongation at break level were maintained the higher in SCT-CS. Also, the roughness with pronounced surface patterns as a result of in vivo degradation was significantly greater in CCG than this of SCT-CS although these levels gradually appeared with time in both groups. After implantation for 90 days, SCT-CS and CCG was successfully implanted around muscle of thigh without any significant immune response. Furthermore, no significant alterations were measured in serum parameters and the specific pathological features induced by most toxic compounds for liver and kidney toxicity. Therefore, these results suggest that SCT-CS showing good biocompatibility and non-toxicity can be successfully prepared from cellulose powder of SCT as well as has the potential for use as a powerful biomaterial for medical sutures.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.