• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권1호
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• pp.21-28
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• 2007

The use of drug-eluting stents has dramatically reduced the incidence of restenosis however, much remains to be teamed about the performance of these stouts. In the present study, we tested the hypothesis that the design of drug-eluting stents influences the efficacy of local drug delivery to the arterial wall and that this effect depends on both arterial geometry and the prevailing flow conditions. We performed computational simulations in which the coupled Navier-Stokes and advection-diffusion equations were solved to determine the flow field and drug concentration in the vicinity of model drug-eluting stouts It is found that the characteristics of flow phenomena can be influenced greatly by the ratio of stent diameter to vessel diameter. The presence of drug-eluting stent may have profound effect on wall shear stresses, recirculation sizes and drug distributions. The results show that recirculation zone is influenced by the imposed flow conditions and stent diameter. In pulsatile flow, the low wall shear stress and high drug concentration occur along the arterial wall during the decelerating flow conditions. These results could provide the guideline for future drug-eluting stent designs toward reducing restenosis by affecting local wall shear stress distributions associated with neointimal hyperplasia.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제37권2호
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• pp.109-116
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• 2014

본 연구에서는 관상동맥 중재술로 관상동맥 약물방출 스텐트(drug-eluting stent, DES) 삽입 후 스텐트 골절에 대한 임상적 특성, 결과 및 예후에 대하여 연구하였다. 약물방출 스텐트 시술을 받고 추적 관상동맥조영술을 실시한 4,701명 환자에서 스텐트 골절이 발생한 환자는 32명(남:여=19:13, 평균연령 $62.44{\pm}9.8$세, 0.68%)이었다. DES의 종류별 스텐트 골절의 빈도는 SES(sirolimus- eluting stents) 19(59.4%), PES(paclitaxel-eluting stents) 9명(28.1%), BES(biolimus A9-eluting stents) 2명(6.3%), EES(everolimus-eluting stents) 1명(3.1%), EPC(endothelial progenitor cell capture stent) 1명(3.1%), ZES(zotarolimus-eluting stents) 0명(0%) 이었다. 표적 병변은 우관상동맥 13명(40.6%) 좌전하행지 16명(50.0%), 좌회선지 3명(9.4%)이었다. 각 혈관의 병변 형태는 복잡병변인 B2, C형이 25명(69.4%)이었다. 스텐트 골절 환자 중 스텐트 내 협착은 17명(53.1%)이었으며, 스텐트 골절 병변에 대한 치료는 내과적 관찰 16명(50.0%), 동종의 관상동맥 DES 시술 3명(9.4%), 이종의 관상동맥 DES 시술 10명(31.3%), 관상동맥 풍선 확장술 3명(9.4%)이었다. 추적검사에서는 $32.9{\pm}12.4$개월 동안 스텐트 골절로 인한 사망을 포함한 심장사는 발생하지 않았다. 결론적으로 관상동맥 중재술로 관상동맥 DES를 시술받은 추적관찰 대상 환자에서 3.7년 추적관찰 기간 동안 스텐트 골절 발생률은 0.68%로 나타났으며, PES보다 SES에서 많은 발생 빈도를 보였다. 좌전하행지와 복잡병변에 대한 시술 후 스텐트 골절이 많이 발생하였다. 또한 스텐트 골절 정도와 협착 병변이 중대한 경우에만 관상동맥 중재술을 실시하였으며, 추적관찰 기간 중 스텐트 골절이 있는 환자는 병용 항혈소판 요법을 지속적으로 투여하였다. 특히 사망을 포함한 주요 심장사건에 관련하여 스텐트 골절과 연관된 심장사의 발생률은 매우 낮은 것으로 나타났다. 본 연구를 통해서 스텐트가 가지고 있는 특성 스텐트 디자인이 폐쇄형(closed cell) 디자인 SES에서 발생 빈도가 높음을 제시함으로써 스텐트 개발에 도움이 될 거라 판단된다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제21권4호
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• pp.281-288
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• 2009

Numerical investigations have been conducted on the assessment of the performance of drug-eluting stent. Computational fluid dynamics is applied to investigate the flow disturbances and drug distributions released from the stent in the immediate vicinity of the given idealized stent in the protrusion into the flow domain. Our simulations have revealed the drug concentration in the flow field due to the presence of a drug-eluting stent within an arterial segment. Wall shear stress increases with Reynolds number for a given stent diameter, while it increases with stent diameter for a given Reynolds number. The drug concentration is dependent on both Reynolds number and stent geometry. In pulsatile flow, the minimum drug concentration in the zone of inter-wire spacing occurs at the maximum acceleration of the inlet flow while the maximum drug concentration gains at the maximum deceleration of the inlet flow. These results provide an understanding of the flow physics in the vicinity of drug-eluting stents and suggest strategies for optimal performance of drug-eluting stent to minimize flow disturbance.

• Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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• 제1권3호
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• pp.131-150
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• 2014

Vascular stenting has a great attention as a treatment for coronary arteries diseases as compared with percutaneous balloon angioplasty. In-stent restenosis and thrombosis are side effects resulting from using bare metal stent (BMS). Employing platelet therapy allowed to reduce the rate of thrombosis, however, the rate of restenosis remains a major problem. In 2002, drug-eluting stents (DESs) were introduced as an effort to reduce the restenosis. The commercially available DESs continue to suffer from coating defects that might lead to a series of adverse effects. Most importantly, multiple concerns remain regarding the polymer coating integrity on metal surfaces or the relation of polymer irregularities to longterm adverse events.

• 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.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제34권2호
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• pp.69-72
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• 2013

The goal of this study is to develop test method for evaluating the drug eluting properties of drug eluting stents (DES). PBS and the detergent solutions, presented by each DES manufacturer, were used for drug release of DES coated with paclitaxel, zotarolimus and everolimus. The drugs which are coating DES were not released by PBS but released by the detergent solutions, finally paclitaxel 83.38%, zotarolimus 103.85% and everolimus 115.78%. It seems that the use of the detergents is necessary in order to release the drugs because those drugs are extremely hydrophobic. In conclusion, using of detergent solutions presented by each manufacturer were suitable for evaluating the drug eluting property of drug eluting stent.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
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• 제46권4호
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• pp.201-209
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• 2013

Objectives: The goal of this study was to perform an economic analysis of a primary stenting with drug-eluting stents (DES) compared with bare-metal stents (BMS) in patients with acute myocardial infarction (AMI) admitted through an emergency room (ER) visit in Korea using population-based data. Methods: We employed a cost-minimization method using a decision analytic model with a two-year time period. Model probabilities and costs were obtained from a published systematic review and population-based data from which a retrospective database analysis of the national reimbursement database of Health Insurance Review and Assessment covering 2006 through 2010 was performed. Uncertainty was evaluated using one-way sensitivity analyses and probabilistic sensitivity analyses. Results: Among 513 979 cases with AMI during 2007 and 2008, 24 742 cases underwent stenting procedures and 20 320 patients admitted through an ER visit with primary stenting were identified in the base model. The transition probabilities of DES-to-DES, DES-to-BMS, DES-to-coronary artery bypass graft, and DES-to-balloon were 59.7%, 0.6%, 4.3%, and 35.3%, respectively, among these patients. The average two-year costs of DES and BMS in 2011 Korean won were 11 065 528 won/person and 9 647 647 won/person, respectively. DES resulted in higher costs than BMS by 1 417 882 won/person. The model was highly sensitive to the probability and costs of having no revascularization. Conclusions: Primary stenting with BMS for AMI with an ER visit was shown to be a cost-saving procedure compared with DES in Korea. Caution is needed when applying this finding to patients with a higher level of severity in health status.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.273-283
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• 2012

급성심근경색증 환자에서 약물 용출 스텐트(drug-eluting stents, DES)는 일반 금속 스텐트(bare-metal stents, BMS)에 비해 재협착은 감소하지만 구조적인 특성으로 스텐트 혈전증(stent thrombosis, ST)이 증가한다고 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 ST의 발생빈도, 임상양상, 그리고 1년간 예후를 알아보고자 하였다. 대학병원 심혈관센터에서 급성심근경색증으로 관상동맥 중재술을 받은 2,667명에서 스텐트 혈전증이 발생한 환자 80명을 대상으로 DES-ST를 I군(n=57), BMS-ST(n=23)를 II군으로 분류하여 양군 간의 특징을 분석하였다. 양군간의 ST는 I군에서 57명(2.7%)과 II군에서 23명(4.3%)로 양군 간에 유의한 차이는 없었다(p>0.064). ST의 유형으로는 acute ST는 I군5(8.8%), II군3(2.3%), subacute ST는 I군 29(50.9%), II군14(60.9%), late ST 는 I군11(19.3%), II군2(8.7%), very late ST는 I군12(21.1%), II군 4(17.4%)로 양군간의 차이는 없었다(p>0.605). DES와 BMS를 삽입 후 1년 예후에 미치는 인자로는 ST(OR 8.166 95% CI 2.825-23.608 p<0.001), 좌심실구혈율(<40) (OR 6.409 95% CI 2.422-16.955 p<0.001), 나이(${\geq}$75세) (OR 4.979 95% CI 1.946-12.744 p=0.001) 이었다. ST의 발생율은 양군 사이에 차이가 없었고, 1년 예후에 미치는 인자로는 ST의 발생, 좌심실 구혈률의 저하 및 환자의 연령 등 이었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권6호
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• pp.601-607
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• 2012

본 연구는 내피세포 표면에 약물방출 스텐트에서 방출되는 약물의 농도와 약물분출 스텐트의 형상과 설계가 스텐트 주위 유동특성에 어떤 영향을 미치는지를 조사하기 위해 전산유체역학을 이용하여 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 이상적으로 가정된 세 종류의 스텐트 모델과 임상결과를 거쳐 상용화되고 있는 세 종류의 스텐트 모델에 대하여 전산수치해석을 수행하였다. 본 연구의 목적은 스텐트의 성능을 정량적으로 평가할 수 있는 스텐트 영향 지수의 개념을 소개하고, 성능을 비교하는 것이다. 비교 결과, 연구된 세 종류의 상용 스텐트 모델 중 수치 모사에 적용된 모든 레이놀즈 수에 대하여 BX Velocity 스텐트의 스텐트 영향 지수가 가장 낮게 나타났다. 그러나 여섯 종류의 스텐트 모델 가운데에서는 전산 수치 모사에 적용된 모든 유동조건하에서 Spiral 스텐트의 스텐트 영향 지수가 가장 낮고 성능 역시 가장 좋은 것으로 나타났다.