• 폴리머
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• 제29권3호
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• pp.282-287
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• 2005

조직공학적 장기재생에 있어서 필수적 요소인 생분해성 담체를 제조하기 위하여 새로운 방법인 얼음입자추출법을 사용하였다. 형광이 결합된 소 혈청 알부민(bovine serum albumin-fluoiescein isothiocyanate, FITC-BSA)과 락타이드-글리콜라이드 공중합체(PLGA)를 균일하게 혼합한 후에 제조된 얼음입자를 각각 다른 양을 첨가하여 다공성의 담체를 제조하였다. 모델 약물로 이용한 알부민의 방출 실험근 pH 7.4 인산염완충액을 사용하여 $37^{circ}C$, 100 rpm조건으로 항온조에서 28일 동안 수행하였다. 알부민의 방출은 형광 분광기를 통하여 FITC의 강도에 의해 결정되었으며 알부민의 방출 거동에 따른 담체의 형태학적 변화는 전자주사현미경을 이용하여 관찰하였다. 담체를 알부민이 용해된 용액에 단순히 함침시킨 방법에 비해 알부민을 함유하여 제조한 담체의 경우에 초기 방출량이 적고 일정한 방출거동을 보였다. 또한 알부민의 농도에 따른 실험에서 농도가 증가하여도 초기 방출량은 증가하지 않음을 확인할 수 있었다. 본 실험을 통해 PLGA를 이용하여 얼음입자 추출법으로 제조한 담체는 단백질 약물의 서방화가 훌륭하여 생체조직공학적 담체로서 응용 가능함을 확인하였다. 또한, 물 등께 의한 다공물질 추출 과정이 없기 때문에 사이토카인 등과 같은 수용성 인자들의 포접이 용이하여 조직공학적 바이오장기 재생에 유효할 것으로 사료된다.

• 폴리머
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• 제30권1호
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• pp.14-21
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• 2006

조직공학 기술은 in vitro와 in vivo에서 초기 세포 부착과 차후의 조직형성을 위해 3차원적인 지지체로서 다공성의 생분해성 담체의 사용이 필수적이다. 소장점막하조직(small intestinal submucosa, SIS)은 고유의 인장력과 생체적합성 때문에 생체물질로서 사용될 잠재력을 가지고 있는 콜라겐 조직이다. 근육유래 줄기세포는 배양조건에 따라 골세포, 연골세포, 및 근육세포 등으로 분화가 가능하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 SIS를 함유한 락타이드-글리콜라이드 공중합체(PLGA) 다공성 지지체를 용매캐스팅/염추출법으로 제조하였고, 전자주사현미경 및 수은다공측정계를 이용하여 특성을 결정하였다 세포의 생존율과 성장률은 MTT(3-(4,5-dimethylthiazole-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium-bromide) 분석 방법을 이용하였고 골로 분화된 세포를 알칼라인 포스파테이즈(ALP) 활성을 측정하여 확인하였다. SIS가 함유된 지지체와 SIS가 함유되지 않은 지지체를 면역결핍 쥐의 피하에 삽입하여 이들의 골형성 정도를 비교하여 보았다. 조직을 파라핀으로 고정시켜 슬라이드를 제조한 후 hematoxylin과 eosin, 트라이크롬 및 본쿠사 염색을 실시하였다. 천연/합성 하이브리드 담체로서의 SIS/PLGA 담체가 PLGA 단독으로 사용하였을 때와 비교하여 볼 때 골형성이 우수하였는데 이는 SIS 내에 함유하고 있는 여러 생체활성분자에 기인한 것으로 추측되었다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제30권4호
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• pp.323-332
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• 2008

Aim of the study: Scaffolds are crucial to tissue engineering/regeneration. Biodegradable polymer/ceramic composite scaffolds can overcome the limitations of conventional ceramic bone substitutes such as brittleness and difficulty in shaping. In this study, poly(L-lactide)/hydroxyapatite(PLLA/HA) composite scaffolds were fabricated for in vivo bone tissue engineering. Material & methods: In this study, PLLA/HA composite microspheres were prepared by double emulsion-solvent evaporation method, and were evaluated in vivo bone tissue engineering. Bone marrow mesenchymal stem cell from rat iliac crest was differentiated to osteoblast by adding osteogenic medium, and was mixed with PLLA/HA composite scaffold in fibrin gel and was injected immediately into rat cranial bone critical size defect(CSD:8mm in diameter). At 1. 2, 4, 8 weeks after implantation, histological analysis by H-E staining, histomorphometric analysis and radiolographic analysis were done. Results: BMP-2 loaded PLLA/HA composite scaffolds in fibrin gel delivered with osteoblasts differentiated from bone marrow mesenchymal stem cells showed rapid and much more bone regeneration in rat cranial bone defects than control group. Conclusion: This results suggest the feasibility and usefulness of this type of scaffold in bone tissue engineering.

• Journal of Chest Surgery
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• 제41권2호
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• pp.160-169
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• 2008

배경: 혈관질환의 수술에 사용되는 인공 도관의 막힘과 문합부위의 좁아짐 등을 개선하기 위한 방법으로 조직공학적인 방법과 자가 세포를 이용한 인공혈관의 제작이 대안으로 대두되고 있다. 저자들은, 생흡수성이 있는 고분자 폴리머 지지체와 자가 골수세포를 이용한 인공혈관으로 생체실험을 시행하였다. 대상 및 방법: 생분해성 고분자 재료인 poly (lactide-co-${\varepsilon}$-caprolactone) (PLCL)과 poly(glycolic acid) (PGA) fiber로 혈관용 지지체를 제작한 후, 피실험 동물의 골수를 채취하여 혈관 내피 세포와 평활근 세포로 분열시켜 배양한 후 혈관 지지체위에 이식하였다. 만들어진 인공 혈관을 잡견의 복부대동맥에 이식한 후 3주 후에 혈관 조영술을 시행하고, 안락사 후에 혈관을 제거하여 조직학적 검사를 시행하였다. 결과: 6마리의 잡견 중 2마리에서 수술 후 10일에 혈관 지지체의 균열에 의한 대량 출혈로 사망하였다. 나머지 4마리의 잡견은 수술 후 3주까지 생존하였으며, 혈관 조영술상 혈관의 막힘이나 좁아짐은 발견되지 않았다. 인공 혈관의 내면은 작은 혈전들이 붙어 있었으며, 조직학 검사에서 정상 혈관과 유사한 3층의 구조를 나타내었다. 또한 면역화학 검사에서 혈관 내피세포와 혈관 평활근 세포가 재생된 것을 확인하였다. 결론: 고분자 폴리머와 자가 골수세포를 이용한 인공혈관은 생체 내에서 정상혈관과 유사한 모양으로 재생이 가능함을 보여주었다. 그러나, 동맥압력에 견디기 위해 혈관 지지체의 물성에 대한 개량과 충분한 양의 혈관 세포를 얻기 위한 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.

• Macromolecular Research
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• 제16권4호
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• pp.345-352
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• 2008

Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) tubes (5 mm in diameter) were fabricated using an electro spinning method and used as a scaffold for artificial blood vessels through the hybridization of smooth muscle cells (SMCs) and endothelial cells (ECs) differentiated from canine bone marrow under previously reported conditions. The potential clinical applications of these artificial blood vessels were investigated using a canine model. From the results, the tubular-type PLGA scaffolds for artificial blood vessels showed good mechanical strength, and the dual-layered blood vessels showed acceptable hybridization behavior with ECs and SMCs. The artificial blood vessels were implanted and substituted for an artery in an adult dog over a 3-week period. The hybridized blood vessels showed neointimal formation with good patency. However, the control vessel (unhybridized vessel) was occluded during the early stages of implantation. These results suggest a shortcut for the development of small diameter, tubular-type, nanofiber blood vessels using a biodegradable material (PLGA).

• Macromolecular Research
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• 제14권5호
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• pp.565-572
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• 2006

Recombinant human bone morphogenic protein-2 (rhBMP-2), which is known as one of the major local stimuli for osteogenic differentiation, was immobilized on the surface of hyaluronic acid (HA)-modified poly$(\varepsilon-caprolactone)$ (PCL) (HA-PCL) scaffolds to improve the attachment, proliferation, and differentiation of human bone marrow stem cells (hBMSCs) for bone tissue engineering. The rhBMP-2 proteins were directly immobilized onto the HA-modified PCL scaffolds by the chemical grafting the amine groups of proteins to carboxylic acid groups of HA. The amount of covalently bounded rhBMP-2 was measured to 1.6 pg/mg (rhBMP/HA-PCL scaffold) by using a sandwich enzyme-linked immunosorbant assay. The rhBMP-2 immobilized HA-modified-PCL scaffold exhibited the good colonization, by the newly differentiated osteoblasts, with a statistically significant increase of the rhBMP-2 release and alkaline phosphatase activity as compared with the control groups both PCL and HA-PCL scaffolds. We also found enhanced mineralization and elevated osteocalcin detection for the rhBMP-2 immobilized HA-PCL scaffolds, in vitro.

• 폴리머
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• 제30권2호
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• pp.168-174
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• 2006

기존의 고분자 지지체의 소수성 및 세포친화성을 향상시켜 조직공학용 고기능성 지지체로 사용하기 위해서 여러 가지 플라스마 처리와 카복실기를 함유한 아크릴산(AA)을 직접 chamber내에서 in situ 그래프트 결합을 행하여 최적의 친수성을 갖는 생분해성 poly(L-lactic acid) (PLLA) 필름 및 이중기공 지지체를 제조하였다. 표면분석 결과, 표면개질된 비다공성 PLLA 필름 및 이중기공 지지체 표면은 미처리 PLLA control에 비해서 접촉각의 감소와 카복실기 함량의 증가로 친수성이 크게 증가하였다. 특히 여러 가지 표면개질 방법 중 Ar(아르곤)/AA 시료나 Ar+TP(열중합) 시료보다는 Ar 플라스마와 AA를 차례로 처리한 Ar+AA+AA 시료가 다른 시료들보다 접촉각이 낮고 카복실기가 많아서 최적의 표면 친수화 처리조건임을 알 수 있었으며, 표면개질된 PLLA 필름 및 이중기공 지지체의 경우 친수성이 증가함에 따라서 연골세포의 점착과 증식도 크게 향상되었다.

• 폴리머
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• 제34권3호
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• pp.185-190
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• 2010

전기방사공정에 의해 고분자의 나노 크기의 섬유를 만드는 기술로 널리 사용되어졌으며, 제작된 나노섬유는 그 높은 표면적과 형태학적 특성때문에 조직재생 공학분야에서 많이 사용되어져 왔다. 본 연구에서는 기존의 전기방사공정을 개선한 복합전기장을 이용하여 생분해성/생체적합성 poly(${\varepsilon}$-caprolactone) (PCL) 마이크로/나노섬유를 제작하였고, 기존의 나노섬유의 배열성보다 제어가 가능한 배열성을 갖는 공정시스템을 통하여 보다 우수한 배열성을 갖는 PCL 나노섬유를 제작하였다. 고배열된 PCL 나노섬유는 신경세포 재생을 위한 세포담체로서의 가능성을 확인하고자 신경세포(PC-12)를 배양하였으며 그 결과 높은 배열성을 갖은 PCL 나노섬유 매트에서 신경세포의 배열성이 얻어짐을 확인하였다.

• Macromolecular Research
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• 제10권3호
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• pp.158-167
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• 2002

In order to endow with new bioactive functionality from small intestine submucosa (SIS) powder as natural source to poly (L-lactide) (PLA) and poly (lactide-co-glycolide) (PLGA) synthetic biodegradable polymer, porous SIS/PLA and SIS/PLGA as natural/synthetic composite scaffolds were prepared by means of the solvent casting/salt leaching methods for the possibility of the application of tissue engineered bone and cartilage. A uniform distribution of good interconnected pores from the surface to core region was observed the pore size of 40~500 ${\mu}{\textrm}{m}$ independent with SIS amount using the solvent casting/salt leaching method. Porosities, specific pore areas as well as pore size distribution also were almost same. After the fabrication of SIS/PLA hybrid scaffolds, the wetting properties was greatly enhanced resulting in more uniform cell seeding and distribution. Five groups as PGA non-woven mesh without glutaraldehyde (GA) treatment, PLA scaffold without or with GA treatment, and SIS/PLA (Code No.3 ; 1 : 12 of salt content, (0.4 : 1 of SIS content, and 144 ${\mu}{\textrm}{m}$ of median pore size) without or with GA treatment were implanted into the back of nude mouse to observe the effect of SIS on the induction of cells proliferation by hematoxylin and eosin, and von Kossa staining for 8 weeks. It was observed that the effect of SIS/PLA scaffolds with GA treatment on bone induction are stronger than PLA scaffolds, that is to say, in the order of PLA/SIS scaffolds with GA treatment > PLA/SIS scaffolds without GA treatment > PGA nonwoven > PLA scaffolds only with GA treatment = PLA scaffolds only without GA treatment for the osteoinduction activity. The possible explanations are (1) many kinds of secreted, circulating, and extracellular matrix-bound growth factors from SIS to significantly affect critical processes of tissue development and differentiation, (2) the exposure of SIS to GA resulted in significantly calcification, and (3) peri-implant fibrosis due to covalent bonding between collagen molecule by crosslinking reaction. In conclusion, it seems that SIS plays an important role for bone induction in SIS/PLA scaffolds for the application of tissue engineering area.

• Macromolecular Research
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• 제9권5호
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• pp.267-276
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• 2001

In order to endow with new bioactive functionality from demineralized bone particle (DBP) as natural source to poly(L-lactide) (PLA) synthetic biodegradable polymer, porous DBP/PLA as natural/synthetic composite scaffolds were prepared and compared by means of the emulsion freeze drying and solvent casting/salt leaching methods for the possibility of the application of tissue engineered bone and cartilage. For the emulsion freeze drying method, it was observed that the pore size decreased in the order of 79$\mu\textrm{m}$ (PLA control) > 47$\mu\textrm{m}$ (20% of DBP) > 23 $\mu\textrm{m}$ (40% of DBP) > 15$\mu\textrm{m}$ (80% of DBP). Porosities as well as specific pore areas decreased with increasing the amount of DBR. It can be explained that DBP acts like emulsifier resulting in stabilizing water droplet in emulsion. For the solvent casting/salt leaching method, a uniform distribution of well interconnected pores from the surface to core region were observed the pore size of 80 ∼70 $\mu\textrm{m}$ independent with DBP amount. Porosities as well as specific pore areas also were almost same. For pore size distribution by the mercury intrusion porosimeter analysis between the two methods, the pore size distribution of the emulsion freeze drying method was broader than that of the solvent casting/salt leaching method due to the mechanism of emulsion formation. Scaffolds of PLA alone, DBP/PLA of 40 and 80%, and DBP powder were implanted on the back of athymic nude mouse to observe the effect of DBP on the induction of cells proliferation by hematoxylin and eosin staining for 8 weeks. It was observed that the effect of DBP/PLA scaffolds on bone induction are stronger than PLA scaffolds, even though the bone induction effect of DBP/PLA scaffold might be lowered than only DBP powder, that is to say, in the order of DBP only > DBP/PLA scaffolds of 40 and 80% DBP > PLA scaffolds only for osteoinduction activity. In conclusion, it seems that DBP plays an important role for bone induction in DBP/PLA scaffolds for the application of tissue engineering area.