Tissue engineering and regenerative medicine strategies could offer new hope for patients with serious tissue injuries or end-stage organ failure. Scientists are now applying the principles of cell transplantation, material science, and engineering to create biological substitutes that can restore and maintain normal function in diseased or injured tissues/organs. Specifically, creation of engineered tissue construct requires a polymeric biomaterial scaffold that serves as a cell carrier, which would provide structural support until native tissue forms in vivo. Even though the requirements for scaffolds may be different depending on the target applications, a general function of scaffolds that need to be fulfilled is biodegradability, biological and mechanical properties, and temporal structural integrity. The scaffold's internal architecture should also enhance the permeability of nutrients and neovascularization. In addition, the stem cell field is advancing, and new discoveries in tissue engineering and regenerative medicine will lead to new therapeutic strategies. Although use of stem cells is still in the research phase, some therapies arising from tissue engineering endeavors that make use of autologous adult cells have already entered the clinic. This review discusses these tissue engineering and regenerative medicine strategies for various tissues and organs.
Jeong, Hyo-Young;Koo, Kyo-In;Lee, Sang-Min;Ban, Jae-Won;Park, Ho-Soo;Bang, Seoung-Min;Song, Si-Young;Cho, Dong-Il Dan
Journal of Sensor Science and Technology
/
v.18
no.2
/
pp.122-127
/
2009
We have developed and reported several micro-spikes for minimally invasive biopsy. In this paper, a micro-tissue collecting tool for tissue diagnosis extracted by micro-spike is presented. Using proposed polydimethy-siloxane (PDMS) micro-tissue collecting tool, which has a negative micro-spike structure in a porous chamber, the extracted tissue in a micro-spike is effectively detached. The gastro-intestinal tissue of a pig is extracted in an in vivo environment, and then it is detached from a micro-spike using the PDMS micro-tissue collecting tool. A fine clinical picture of the detached tissue is acquired.
Background: A compact passive oxide layer can grow on tantalum (Ta). It has been reported that this oxide layer can facilitate bone ingrowth in vivo though the development of bone-like apatite, which promotes hard and soft tissue adhesion. Thus, Ta surface treatment on facial implant materials may improve the tissue response, which could result in less fibrotic encapsulation and make the implant more stable on the bone surface. The purposes of this study were to verify whether surface treatment of facial implant materials using Ta can improve the biohistobiological response and to determine the possibility of potential clinical applications. Methods: Two different and commonly used implant materials, silicone and expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE), were treated via Ta ion implantation using a Ta sputtering gun. Ta-treated samples were compared with untreated samples using in vitro and in vivo evaluations. Osteoblast (MG-63) and fibroblast (NIH3T3) cell viability with the Ta-treated implant material was assessed, and the tissue response was observed by placing the implants over the rat calvarium (n = 48) for two different lengths of time. Foreign body and inflammatory reactions were observed, and soft tissue thickness between the calvarium and the implant as well as the bone response was measured. Results: The treatment of facial implant materials using Ta showed a tendency toward increased fibroblast and osteoblast viability, although this result was not statistically significant. During the in vivo study, both Ta-treated and untreated implants showed similar foreign body reactions. However, the Ta-treated implant materials (silicone and ePTFE) showed a tendency toward better histological features: lower soft tissue thickness between the implant and the underlying calvarium as well as an increase in new bone activity. Conclusion: Ta surface treatment using ion implantation on silicone and ePTFE facial implant materials showed the possibility of reducing soft tissue intervention between the calvarium and the implant to make the implant more stable on the bone surface. Although no statistically significant improvement was observed, Ta treatment revealed a tendency toward an improved biohistological response of silicone and ePTFE facial implants. Conclusively, tantalum treatment is beneficial and has the potential for clinical applications.
In oral and maxillofacial surgery, there are many cases requiring the graft of epidermal tissues such as maxillectomy, and vestibuloplasty. There have been so many challenges for the culture of the epidermal tissue. Observing the ultrastructure of the cultured human oral kertinocytes, we could compare this findings with that of in vivo ones. With that, we could find the differencies and similarities between cultured cells and in vivo ones, and evaluate the clinical applications of cultured tissue. Human gingiva was obtained and the specimen was explanted on 24-well plate. Two types of culture media were used in this culture system. One was for the growth of the keratinocytes (Media I), and the other was for the stratification (Media II). Media I had special ingredients for the epidermal growth. Those were 0.5% dimethyl sulfoxide (DMSO), 30ng/ml of epidermal growth factor (EGF), 30ng/ml of cholera toxin, and $5{\mu}g/ml$ of transferrin. We cultured the oral keratinocytes for 3 weeks, and at that time the cultured keratinocytes were processed to prepare the specimen for the TEM study. The results were as follows.; 1. In the phase contrast micrograph, epidermal outgrowth firstly appeared on the 3rd day after explantation, and the growing keratinocytes were activley mitotic, and had polygonal shape and increased N/C ratio. 2. In the phase contrast micrograph, the outer most cells exhibited areas where broad cytoplasmic processes extended out onto the culture subtratum(fan-like appaearance). 3. In the TEM micrographs, the cultured keratinocytes showed stratification. The cells were in elongated form, and there were no morphologic differencies among the layers usually found in the in vivo gingiva. 4. Most of cellular organelles underwent lysis, and keratohyaline granules were seen. Tonofibrils were dispersed in the cytoplasm. 5. The cells were interconnected by desmosomes, and their frequency of distribution was considered to be lower than that of in vivo keratinocytes. 6. We could conclude the cultured oral keratinocytes exhibited signs of terminal differentiation.
Yoo, Jung Min;Amara, Heithem Ben;Kim, Min Kyoung;Song, Ju Dong;Koo, Ki-Tae
Journal of Periodontal and Implant Science
/
v.48
no.3
/
pp.152-163
/
2018
Purpose: To determine whether the swelling and mechanical properties of osmotic self-inflating expanders allow or not the induction of intraoral soft tissue expansion in dogs. Methods: Three different volumes (0.15, 0.25, and 0.42 mL; referred to respectively as the S, M, and L groups) of soft tissue expanders (STEs) consisting of a hydrogel core coated with a silicone-perforated membrane were investigated in vitro to assess their swelling behavior (volume swelling ratio) and mechanical properties (tensile strength, tensile strain). For in vivo investigations, the STEs were subperiosteally inserted for 4 weeks in dogs (n=5). Soft tissue expansion was clinically monitored. Histological analyses included the examination of alveolar bone underneath the expanders and thickness measurements of the surrounding fibrous capsule. Results: The volume swelling ratio of all STEs did not exceed 5.2. In tensile mode, the highest mean strain was registered for the L group ($98.03{\pm}0.3g/cm$), whereas the lowest mean value was obtained in the S group ($81.3{\pm}0.1g/cm$), which was a statistically significant difference (P<0.05). In addition, the S and L groups were significantly different in terms of tensile strength ($1.5{\pm}0.1g/cm$ for the S group and $2.2{\pm}0.1g/cm$ for the L group, P<0.05). Clinical monitoring showed successful dilatation of the soft tissues without signs of inflammation up to 28 days. The STEs remained volumetrically stable, with a mean diameter in vivo of 6.98 mm, close to the in vitro post-expansion findings (6.69 mm). Significant histological effects included highly vascularized collagen-rich fibrous encapsulation of the STEs, with a mean thickness of $0.67{\pm}0.12mm$. The bone reaction consisted of resorption underneath the STEs, while apposition was observed at their edges. Conclusions: The swelling and mechanical properties of the STEs enabled clinically successful soft tissue expansion. A tissue reaction consisting of fibrous capsule formation and bone loss were the main histological events.
Inonotus obliquus is a medicinal mushroom with a variety of biological activities. It has reported to have strong anti-cancer, antioxidant and anti-inflammatory properties. EBV+ gastric carcinoma is one of the most common EBV-associated cancers that were caused by latent EBV infection. In this study, we investigated the anti-cancer effects of ethanol extract of I. obliquus using in vivo xenograft animal models implanted with EBV+ human gastric carcinoma (SNU719). We also explored the molecular mechanisms responsible for its anti-cancer activity. The result indicated that the extract of I. obliquus had an anti-cancer effect in in vivo xenograft mice with EBV+ gastric carcinoma (SNU719). Extract of I. obliquus also showed a great effect on inducing the expression of p53, p21 and Bax in tumor tissue derived from EBV+ human gastric carcinoma, and these were correlated with increased expressions of the cleaved forms of caspase-9 and Parp. Also, I. obliquus attenuated the expression of viral proteins, BZLF-1 and LMP-2 in tumor tissue from EBV+ human gastric carcinoma.
Jang, Ji Eun;Kim, Hye Yoon;Song, Jeong Eun;Lee, Dongwon;Kwon, Soon Yong;Chung, Jin Wha;Khang, Gilson
Polymer(Korea)
/
v.37
no.6
/
pp.669-676
/
2013
Demineralized bone particle (DBP) is a biomaterial used widely in the field of tissue engineering. In this study, in order to study the effect of DBP/poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) scaffold on disc regeneration in vivo environment, we prepared the porous DBP/PLGA hybrid scaffold. Disc defect was induced by removing the nucleus pulposus tissue after incision the annulus fibrosus tissue in half and scaffolds were transplanted. After 1, 2 and 3 months later, the extracted discs were confirmed by collagen synthesis and glycosaminoglycan (sGAG). We conducted histology (H&E, Safranin-O, Alcian blue, Type I Collagen, Type II Collagen). From the results, it was confirmed that collagen and sGAG content were high in DBP/PLGA scaffold, and the regeneration of intervertebral disc was possible.
Eun-Young Lee;Young-Ho Kim;Md Abu Rayhan;Hyun Guy Kang;June Hyuk Kim;Jong Woong Park;Seog-Yun Park;So Hee Lee;Hye Jin You
BMB Reports
/
v.56
no.4
/
pp.258-264
/
2023
As a high-grade soft-tissue sarcoma (STS), undifferentiated pleomorphic sarcoma (UPS) is highly recurrent and malignant. UPS is categorized as a tumor of uncertain differentiation and has few options for treatment due to its lack of targetable genetic alterations. There are also few cell lines that provide a representative model for UPS, leading to a dearth of experimental research. Here, we established and characterized new cell lines derived from two recurrent UPS tissues. Cells were obtained from UPS tissues by mincing, followed by extraction or dissociation using enzymes and culture in a standard culture environment. Cells were maintained for several months without artificial treatment, and some cell clones were found to be tumorigenic in an immunodeficient mouse model. Interestingly, some cells formed tumors in vivo when injected after aggregation in a non-adherent culture system for 24 h. The tissues from in vivo study and tissues from patients shared common histological characteristics. Pathways related to the cell cycle, such as DNA replication, were enriched in both cell clones. Pathways related to cell-cell adhesion and cell-cell signaling were also enriched, suggesting a role of the mesenchymal-to-epithelial transition for tumorigenicity in vivo. These new UPS cell lines may facilitate research to identify therapeutic strategies for UPS.
Stem cells are the foundational cells for every organ and tissue in our body. Cell-based therapeutics using stem cells in regenerative medicine have received attracting attention as a possible treatment for various diseases caused by congenital defects. Stem cells such as induced pluripotent stem cells (iPSCs) as well as embryonic stem cells (ESCs), mesenchymal stem cells (MSCs), and neuroprogenitors stem cells (NSCs) have recently been studied in various ways as a cell-based therapeutic agent. When various stem cells are transplanted into a living body, they can differentiate and perform complex functions. For stem cell transplantation, it is essential to determine the suitability of the stem cell-based treatment by evaluating the origin of stem, the route of administration, in vivo bio-distribution, transplanted cell survival, function, and mobility. Currently, these various stem cells are being imaged in vivo through various molecular imaging methods. Various imaging modalities such as optical imaging, magnetic resonance imaging (MRI), ultrasound (US), positron emission tomography (PET), and single-photon emission computed tomography (SPECT) have been introduced for the application of various stem cell imaging. In this review, we discuss the principles and recent advances of in vivo molecular imaging for application of stem cell research.
Mun Chi-Woong;Choi Ki-Sueng;Shin Oon-Jae;Yang Young-Ill;Chang Hee-Kyung;Hu Xiaoping;Eun Chung-Ki
Journal of Biomedical Engineering Research
/
v.27
no.2
/
pp.53-58
/
2006
In this study, transverse relaxation time (T2) measurement and the evaluation of the characteristics of the spectral peak related to stomach tissue metabolites were performed using ex vivo proton magnetic resonance spectroscopic imaging (MRSI) at 1.5-T MRI/S instruments. Thirty-two gastric tissues resected from 12 patients during gastric cancer surgery, of which 19 were normal tissue and 13 were cancerous tissue, were used to measure the $T_2$ of the magnetic resonance spectroscopy (MRS) peaks. The volume of interest data results from the MRSI measurements were extracted from the proper muscle (MUS) layer and the composite mucosa/submucosa (MC/SMC) layer and were statistically analyzed. MR spectra were acquired using the chemical shift imaging (CSI) point resolved spectroscopy (CSI-PRESS) technique with the parameters of pulse repetition time (TR) and echo times (TE) TR/(TE1,TE2)=1500 msec/(35 msec, 144 msec), matrix $size=24{\times}24$, NA=1, and voxel $size=2.2{\times}2.2{\times}4mm^3$. In conclusion, the measured $T_2$ of the metabolite peaks, such as choline (3.21ppm) and lipid (1.33ppm), were significantly decreased (p<0.01 and p<0.05, respectively) in the cancerous stomach tissue.
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.