Dual drug-eluting stents (DES) is a primary treatment method for coronary arterial diseases in current interventional cardiology practice. However, their pathological results according to the sequence of coating of drugs have not been reported yet. The peptide-dopamine dissolved in acetonitrile was coated onto the Chonnam National University Hospital (CNUH) stent using an electrospinning coating machine. For secondary coating (e.g., sirolimus coating, designated as SPS), sirolimus (SRL) and poly lactic-glycolic acid (PLGA) were mixed in tetrahydrofuran (THF), and the solution was then coated on the CNUH stent that had underwent the primary peptide coating using an electrospinning and spray technique. Next, the peptide-dopamine was coated on the SRL-PLGA coated stent (PSS). In this study, it was confirmed that endothelialization was promoted without being significantly affected by the coating order (SPS or PSS). The sequence of drug and peptide coating may affect the development of restenosis and PSS was effective in the prevention of restenosis compared to that of using SPS.
목적: 본 연구는 in-vitro 상에서 recombinant human transforming growth factor-beta (rhTGF-${\beta}2$)와 poly(D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) 의 복합체를 티타늄 디스크 표면에 코팅하여, 생물학적으로 간엽줄기세포 증식에 미치는 영향을 조사하기 위해 시행되었다. 재료 및 방법: 양극산화 디스크에 일렉트로스프레이 코팅법을 이용하여 anodized 된 티타늄 디스크를 대조군으로 설정하고, rhTGF-${\beta}2$를 125 ng/ml와 500 ng/ml 농도로 코팅한 것을 실험군으로 하였다. 티타늄 디스크 표면에 분사된 복합체가 균일하게 분사되었는지 field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 통해 확인하였으며, atomic force microscope (AFM) test를 이용하여 rhTGF-${\beta}2$로 코팅한 디스크와 양극산화 디스크의 거칠기 차이를 확인하였다. 디스크 위에 간엽줄기세포 배양 후 1, 4, 7일에 세포증식 양상을 MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5 diphenyl-tetrazolium bromide) assay 검사를 통해 확인하였다. 결과: AFM 결과 대조군과 실험군에서 거칠기의 유의할만한 차이가 없었다 (P>.05). MTT 결과 7일차 배양 결과에서 125 ng/ml와 500 ng/ml PLGA/TGF-${\beta}2$처리된 그룹은 각각 평균 0.45와 0.48이였으며, 대조군은 평균 0.33으로 PLGA/TGF-${\beta}2$처리된 그룹에서 세포 증식이 더 활성화 되는 것을 확인할 수 있었다 (P<.05). 결론: rhTGF-${\beta}2$ 복합체를 electrospray법으로 코팅한 티타늄 표면에서 7일차에서 줄기간엽세포의 빠른 증식을 확인하였다. 또한 복합체 처리군의 농도가 증가할수록 높은 세포 성장 수치를 보였다.
Recently, studies on intranasal mucosa delivery of influenza vaccine have been actively developed because of lack of pain and ease of administration. We studied on preparation of nanoparticle delivery system using biodegradable polymer as a poly(DL-lactide-co-glycolide) (PLGA) and their binding characteristics with vaccine. Three kinds of PLGA nanoparticles were prepared by spontaneous emulsification solvent diffusion (SESD) method using sodium dodecyl sulfate and sodium laurate as an anionic surfactant and Lutrol F68 (polyethylene glycol-block-polypropylene glycol copolymer) as a nonionic surfactant. The 5-aminofluorescein labeled vaccine was coated on the surface of nanoparticles by ionic complex. The complexes between vaccine and nanoparticles were confirmed by change of the size. After vaccine coating on the surface of anionic nanoparticles, particle size was increased from 174 to 1,040 nm. However the size of nonionic nanoparticles was not more increased than size of anionic nanoparticles. The amount of coated vaccine on the surface of PLGA nanoparticles was $14.32\;{\mu}g/mg$ with sodium dodecyl sulfate, $12.41\;{\mu}g/mg$ with sodium laurate, and $9.47{\mu}g/mg$ with Lutrol F68, respectively. In conclusion, prepared nanoparticles in this study is possible to use as a virus-like nanoparticles and it could be accept in the field of influenza vaccine delivery system.
Joung, Yoon Ki;Jang, Bu Nam;Kang, Jong Hee;Han, Dong Keun
Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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제1권1호
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pp.13-25
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2014
In the current study, a drug-eluting stent coated with biodegradable polymers and sirolimus was developed by using an ultrasonic nanocoater and characterized in aspects of surface smoothness and coating thickness. In addition, in vitro release profiles of sirolimus by changing top coating layer with different biodegradable polymers were investigated. Smooth surfaces with variable thickness could be fabricated by optimizing polymer concentration, flow rate, nozzle-tip distance, gas pressure, various solvents and ultrasonic power. Smooth surface could be generated by using volatile solvents (acetone, chloroform, and methylene chloride) or post-treating with solvent vapor. Coating thickness could be controlled by varying injection volume or polymer concentration, and higher concentration could reduce the coating time while obtaining the same thickness. The thickness measurement was the most effectively performed by a conventional cutting method among three different methods that were investigated in this study. Release profiles of sirolimus were effectively controlled by changing polymers for top layer. PLGA made the release rate 3 times faster than PDLLA and PLLA and all top layers prevented burst release at the initial phase of profiles. Our results will provide useful and informative knowledge for developing drug-eluting stents, especially coated with biodegradable polymers.
연구 목적: 본 실험은 MS275와 PLGA (poly lactic-co-glycolic acid) 의 복합체를 submicron 크기로 티타늄 디스크 표면에 코팅하여, 표면의 변화를 알아보고 생물학적으로 간엽 줄기세포 활성에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위해 시행되었다. 연구 재료 및 방법:양극산화 디스크에 electrospray 코팅법을 이용하여PLGA를 분사한 것을 대조군으로 설정하고, MS275를 $0.5{\mu}M$, $1{\mu}M$, $1.5{\mu}M$ 농도별로 코팅한 것을 실험군으로 하였다. 티타늄 디스크 표면에 분사된 복합체가 submicron입자 크기로 이루어졌는지SEM을 통해 확인하였으며, MS275로 코팅한 디스크와 양극산화 디스크의 거칠기 차이를 확인하기 위해 AFM으로 관찰하였다. 디스크 위에 간엽줄기세포 배양 후 1, 4, 7일에 세포증식 양상을 SEM과 MTT 검사를 통해 확인하였다. 결과: AFM (atomic force microscope) 결과 대조군과 실험군에서 거칠기의 유의할만한 차이가 없었다(P>.05). MTT 결과 1, 4, 7일 시간이 지남에 따라 세포 증식이 활발해졌으며 세포배양 7일에 $0.5{\mu}M-1.5{\mu}M$ MS275 농도 안에서, MS275의 농도가 커짐에 따라 세포의 활성도가 높아짐이 유의할 수준으로 확인되었다(P<.05). 세포 부착을 SEM으로 확인한 결과, 세포의 부착 수는 시간이 갈수록 증가하고 부착 형태 역시 돌기가 크고 넓어지며, 표면과 긴밀함 접촉이 증가하였다. 결론: FE-SEM과 MTT 결과 MS275/PLGA 복합체로 표면 처리된 타이타늄 표면에서 세포가 초기에 (7일내) 빠르게 증식하였다. 또한 복합체 처리군의 농도가 증가할수록 높은 세포 성장 수치를 보였다.
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.
STATEMENT OF PROBLEM: A biochemical approach for surface modification has offered an alternative for physicochemical and morphological methods to obtain desirable bone-implant interfaces. PURPOSE: The purpose of the present study was to investigate cell responses to poly (D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA)/$1{\alpha}$,25-(OH)$_2D_3$ coating with reference to cellular proliferation and differentiation in vitro. MATERIAL AND METHODS: 96 titanium discs were fabricated and divided into four groups. Group 1 was anodized under 300 V as control. Group 2, 3 and 4 were anodized then coated with 3 ml PLGA/$1{\alpha}$,25-(OH)$_2D_3$ solutions. Amount of the solutions were 2 ul, 20 ul and 200ul respectively. The osteoblast-like Human Osteogenic Sarcoma (HOS) cells were seeded and cultured for 1, 3 and 7 days. MTSbased cell proliferation assay and ALPase activity test were carried out. RESULTS: PLGA nanoparticles were observed as fine, smooth and round and HOS cells attached to the anodized surfaces through strand-like and sheet-like filopodia. After 3 days of culture, the dendritic filopodia were exaggerated and sheet-like cytoplasmic projections covered the coated titanium surfaces. After 3 days of culture, all of the groups showed increased cellular proliferation and the lowest proliferation rate was measured on group 2. Higher amount of incorporated $1{\alpha}$,25-(OH)$_2D_3$ (Group 3 and 4) improved cellular proliferation but the differences were not significant statistically (P > .05). But they increased the rate of ALP activities than the control group at day 3 (P < .05). CONCLUSION: Biodegradable PLGA nanoparticles incorporated with vitamin D metabolite positively affected proliferation and differentiation of cells on the anodized titanium surface.
각막 내피세포는 각막 가장 안쪽의 단일 세포층이며, 데스메막 위에 놓여있다. 데스메막은 피브로넥틴, 콜라겐, 라미닌, 단백당 등의 포함하는 세포외 기질이라 불리는 다양한 단백질들로 구성되어 있다. 본 연구에서, 조직공학에서 널리 이용되고 있는 락타이드 글리콜라이드 공중합체를 이용하여 투명한 필름을 제작하였으며, 표면에 다양한 부착 분자들(피브로넥틴, 콜라겐 타입 I, IV, 라미닌, FNC 코팅 믹스)을 코팅한 후, 세포 형태 관찰, 세포 증식 및 부착, ZO-1과 $Na^+/K^+-ATPase$의 발현을 확인하였으며, RT-PCR을 통해 각막 내피세포의 인자들을 확인하였다. 실험결과, in vitro 상에서 PLGA 필름은 각막내피세포 전달체로서 역할을 하며 코팅된 세포외 기질들은 각막 내피세포의 거동에 긍정적인 영향을 미침을 확인하였다.
생분해성 고분자인 poly(DL-lactide-co-glycolide)(PLGA)를 자발적 유화용매 확산(spontaneous emulsification solvent diffusion, SESD)법을 이용하여 표면이 양이온으로 수식된 나노입자로 제조하고 그 특성을 조사하였다. 고분자 용액은 에탄올과 아세톤의 이종 혼합 용매를 사용하였고, 유화제는 양이온성 유화제인 cetyltrimethylammonium chloride(CTAC), tetradecyltrimethylammonium bromide(TTAB)와 비이온성 유화제인 polyethylene glycol-block-polypropylene glycol 공중합체(Lutrol F68)를 사용하였다. 제조한 입자에 결합한 백신은 인플루엔자($H_3N_2,\;H_1N_1$, B strain)이었고 입자에 대한 백신의 코팅 양은 NHS-fluorescein을 사용하여 확인하였다. 양이온성과 비이온성 유화제가 표면에 수식된 입자의 크기는 160-180 nm와 80-90 nm이었고 제타포텐셜은 $50{\sim}60$ mV, -10 mV이었다. 백신 코팅 후 입자의 크기는 양이온성이 380-400 nm, 비이온성은 별다른 크기 변화가 없었다. 양이온이 수식된 입자에 코팅된 백신의 양은 22.73 ${\mu}g$/mg이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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