중간엽줄기세포와 생분해성 매트릭스를 이용한 혈관 패치 개발

Synthetic polymers such as PET and ePTFE have widely been used for artificial vascular patches. However, these materials cannot function for a long term as blood vessel due to thrombotic occlusion and calcification. To overcome this limitation, a biocompatible vascular patch was developed using stem cell and tissue engineering approach. Autologous bone marrow mesenchymal stem cells were differentiated into vascular endothelial cells and smooth muscle cells. These cells were seeded onto collagen patch matrices. The matrices were anastomosed to abdominal arteries in canine models. Prior to implantation, histological and scanning electron microscopical examination revealed stem cell adhesion and growth on the matrices. At 3 weeks, the implanted vascular patches were patent. Histological examination showed the regeneration of endothelium, media and adventitia in the grafts. Cell tracing analysis using fluorescent reagent showed that labeled stem cells were present in the implanted grafts and contributed to the regeneration of vascular tissues. This study may help us develop a tissue-engineered vascular patch appropriate for clinical applications.

합성고분자(PET, ePTFE)로 제작된 기존의 혈관 패치는 혈전생성으로 인한 혈관 막힘 현상과 생체 비적합성으로 인한 석회화 현상 때문에 장기간 혈관 기능을 수행할 수 없다. 본 연구에서는 혈관조직을 형성하는 세포들로 분화가 가능한 중간엽줄기세포와 생체적합성 매트릭스를 이용하여 혈관용 패치를 개발하였다. 이식 후 3주에 관찰하였을 때 조직공학적으로 제조된 혈관 패치는 동물 임상시험에서 혈관막힘 현상 없이 혈관기능을 수행하였고 실제 혈관과 유사한 조직으로 재생되었다. 동물모델에서의 장기간 추가 보완 연구를 거친다면 본 연구에서 개발된 혈관 패치는 기존의 재료를 대체하여 많은 혈관질환 치료에 적용이 가능할 것으로 사료된다.