• 폴리머
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• 제31권6호
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• pp.505-511
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• 2007

조직의 재생을 위한 지지체재료의 개발은 조직공학 분야의 연구에 있어서 매우 중요한 요인이다. 히알루론산은 조직을 수복하기 위한 체내이식용 구조물로써 널리 사용되고 있는 천연고분자이며, 이를 이용하여 본 연구에서는 히알루론산을 함유한 락타이드-글리콜라이드 공중합체(PLGA) 다공성 지지체를 유화동결 건조법으로 제조하였다. HA-PLGA 지지체는 수은다공도계, 전자현미경 및 물흡수성을 측정하여 특성을 결정하였다. 제조된 HA-PLGA 지지체의 다공도는 약 96.5%, 전체다공면적은 $261\;m^2/g$ 이였으며, 세포가 성장하기에 적합한 환경인 다공사이의 상호 연결이 전자주사현미경을 통해 관찰되었다. 또한 세포의 생존율과 성장률은 MTT(3-(4,5-dimethylthiazole-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium-bromide) 방법을 이용하여 분석하였고, 사이토카인 및 수용성 약물의 방출경향을 확인하기 위하여 과립구-대식세포 집락자극인자(GM-CSF)를 지지체에 담지시킨 후 효소결합 면혁 흡착검사(ELISA)를 이용하여 이들의 방출경향을 확인하였다. 천연/합성 하이브리드 담체로서의 HA/PLGA 담체가 PLGA 단독으로 사용하였을 때와 비교하여 볼 때 세포의 증식이 우수하였고, 이는 히알루론산의 우수한 생체적합성 및 수분 보유능력에 기인된 것으로 사료된다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제31권6호
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• pp.478-484
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• 2009

Three-dimensional porous scaffolds play an important role in tissue engineering strategies. They provide a void volume in which vascularization, new tissue formation, and remodeling can occur. Like any grafted materials, the ideal scaffold for bone tissue engineering should be biocompatible without causing an inflammatory response. It should also possess biodegradability, which provides a suitable three-dimensional environment for the cell function together with the capacity for gradual resorption and replacement by host bone tissue. Various scaffolds have already been developed for bone tissue engineering applications, including naturally derived materials, bioceramics, and synthetic polymers. The advantages of biodegradable synthetic polymers include the ability to tailor specific functions. The purpose of this study was to examine the osteogenic activity of periosteal-derived cells in a polydioxanone/pluronic F127 scaffold. Periosteal-derived cells were successfully differentiated into osteoblasts in the polydioxanone/pluronic F127 scaffold. ALP activity showed its peak level at 2 weeks of culture, followed by decreased activity during the culture period. Similar to biochemical data, the level of ALP mRNA in the periosteal-derived cells was also largely elevated at 2 weeks of culture. The level of osteocalcin mRNA was gradually increased during entire culture period. Calcium content was detactable at 1 week and increased in a time-dependent manner up to the entire duration of culture. Our results suggest that polydioxanone/pluronic F127 could be a suitable scaffold of periosteal-derived cells for bone tissue engineering.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.371-377
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• 2014

조직 공학에 있어 인공지지체는 손상된 조직 및 기관의 기능을 재생하기 위한 거푸집으로 제공되며 3 차원 구조물이다. 인공지지체의 재료 중에서 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)과 삼인산칼슘(${\beta}$-tricalcium phosphate, ${\beta}$-TCP)은 생분해성과 생체적합성을 가지고 있다. 본 연구에서는 다축 인공지지체 제작 시스템을 이용하여 3 차원 PCL, blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %), 그리고 ${\beta}$-TCP 인공지지체를 제작하였다. 제작된 인공지지체는 주사전자현미경 분석을 통해 $600{\pm}20{\mu}m$의 공극 크기로 잘 제작되었다. 기계적 특성 평가를 통해 3 차원 PCL, blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %), 그리고 ${\beta}$-TCP 인공지지체의 효과는 분석되었다. 게다가 Saos-2 세포를 이용한 in vitro 연구를 수행하여 세포 증착 및 증식과 같은 세포 거동에 의한 3 차원 인공지지체의 효과를 확인하였다. 요컨대 3D blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %) 인공지지체가 압축 강도와 생체적합성 그리고 골전도성에 있어서 인체의 해면골에 더욱 적합하였다. 따라서 3D 인공지지체의 제작에 있어 PCL과 ${\beta}$-TCP를 혼합하는 것은 효과적인 골 재생을 위해 촉망되는 전략이 될 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제20권7호
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• pp.392-400
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• 2010

The electrospinning process was established as a promising method to fabricate nano and micro-textured scaffolds for tissue engineering applications. A BCP-loaded PCL micro-textured scaffold thus can be a viable option. The biocompatibility as well as the mechanical properties of such scaffold materials should be optimized for this purpose. In this study, a composite scaffold of poly ($\varepsilon$-caprolactone) (PCL)-biphase calcium phosphate (BCP) was successfully fabricated by electrospinning. EDS and XRD data show successful loading of BCP nano particles in the PCL fibers. Morphological characterization of fibers shows that with a higher loaded BCP content the fiber surface was rougher and the diameter was approximately 1 to 7 ${\mu}m$. Tensile modulus and ultimate tensile stress reached their highest values in the PCL- 10 wt% BCP composite. When content of nano ceramic particles was low, they were dispersed in the fibers as reinforcements for the polymer matrix. However, at a high content of ceramic particles, the particles tend to agglomerate and lead to decreasing tensile modulus and ultimate stress of the PCL-BCP composite mats. Therefore, the use of nano BCP content for distribution in fiber polymer using BCP for reinforcement is limited. Tensile strain decreased with increasing content of BCP loading. From in vitro study using MG-63 osteoblast cells and L-929 fibroblast like cells, it was confirmed that electrospun PCL-BCP composite mats were biocompatible and that spreading behavior was good. As BCP content increased, the area of cell spreading on the surface of the mats also increased. Cells showed the best adherence on the surface of composite mats at 50 wt% BCP for both L-929 fibroblast-like cells and MG-63 osteoblast cell. PCL- BCP composites are a promising material for application in bone scaffolds.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제24권2호
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• pp.135-147
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• 2020

Polyvinylidene fluoride (PVDF) is a stable and biocompatible material that has been broadly used in biomedical applications. Due to its piezoelectric property, the electrospun nanofiber of PVDF has been used to culture electroactive cells, such as osteocytes and cardiomyocytes. Here, taking advantage of the piezoelectric property of PVDF, we have fabricated a PVDF nanofiber scaffolds using an electrospinning technique for differentiating human embryonic stem cells (hESCs) into neural precursors (NPs). Surface coating with a peptide derived from vitronectin enables hESCs to firmly adhere onto the nanofiber scaffolds and differentiate into NPs under dual-SMAD inhibition. Our nanofiber scaffolds supported the differentiation of hESCs into SOX1-positive NPs more significantly than Matrigel. The NPs generated on the nanofiber scaffolds could give rise to neurons, astrocytes, and oligodendrocyte precursors. Furthermore, comparative transcriptome analysis revealed the variable expressions of 27 genes in the nanofiber scaffold groups, several of which are highly related to the biological processes required for neural differentiation. These results suggest that a PVDF nanofiber scaffold coated with a vitronectin peptide can serve as a highly efficient and defined culture platform for the neural differentiation of hESCs.

• Archives of Plastic Surgery
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• 제47권5호
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• pp.392-403
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• 2020

Severe cartilage defects and congenital anomalies affect millions of people and involve considerable medical expenses. Tissue engineering offers many advantages over conventional treatments, as therapy can be tailored to specific defects using abundant bioengineered resources. This article introduces the basic concepts of cartilage tissue engineering and reviews recent progress in the field, with a focus on craniofacial reconstruction and facial aesthetics. The basic concepts of tissue engineering consist of cells, scaffolds, and stimuli. Generally, the cartilage tissue engineering process includes the following steps: harvesting autologous chondrogenic cells, cell expansion, redifferentiation, in vitro incubation with a scaffold, and transfer to patients. Despite the promising prospects of cartilage tissue engineering, problems and challenges still exist due to certain limitations. The limited proliferation of chondrocytes and their tendency to dedifferentiate necessitate further developments in stem cell technology and chondrocyte molecular biology. Progress should be made in designing fully biocompatible scaffolds with a minimal immune response to regenerate tissue effectively

• 폴리머
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• 제35권5호
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• pp.378-384
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• 2011

실크 피브로인은 생체적합성과 비독성 및 비면역 특성을 갖는 생분해성 천연고분자로서, 콜라겐의 가수분해로부터 유래되는 천연물질인 젤라틴을 이용하여 실크 피브로인/젤라틴 지지체를 제조하였다. 지지체의 최적화 조건을 찾기 위하여 실크 피브로인의 양과 젤라틴 및 글루타알데히드의 농도를 다르게 하여 제조하였다. 실크 피브로인/젤라틴 지지체는 SEM과 DSC 및 수분흡수성 평가를 통해 특성분석을 하였으며 세포생존율 및 증식률은 WST 방법을 통해 평가되었다. 이 결과 실크 피브로인 0.3 g 지지체에 8% 젤라틴 및 1% 글루타알데히드를 함유한 지지체에서 세포 부착 및 증식을 위해 가장 적합한 특성을 제공한다고 제안되었다. 결과적으로, 실크 피브로인/젤라틴 지지체는 잠재적인 세포 전달체 및 조직공학을 위한 구조 기반역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제28권4호
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• pp.559-568
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• 1998

direct bone apposition during bone remodelling. To address these problem, we developed a new ceramic, calcium metaphosphate(CMP), and report herein the biologic response to CMP in subcutaneous tissue, muscle and bone. Porous CMP blocks were prepared by condensation of anhydrous $Ca(H_2PO_4)_2$ to form non-crystalline $Ca(PO_3)_2$. Macroporous scaffolds were made using a polyurethane sponge method. CMP block possesses a macroporous structure with approximate pore size range of 0.3-1mm. CMP blocks were implanted in 8mm sized calvarial defect, subcutaneous tissue and muscle of 6 Newzealand White rabbits and histologic observation were performed at 4 and 6 weeks later. CMP blocks in subcutaneous tissue and muscle were well adapted without any adverse tissue reaction and resorbed slowly and spontaneously. Histologic observation of calvarial defect at 4 and 6 weeks revealed that CMP matrix were mingled with and directly apposed to new bone without any intervention of fibrous connective tissue. CMP blocks didn't show any adverse tissue reaction and resorbed spontaneously also in calvarial defect. This result revealed that CMP had a high affinity for bone and was very biocompatible. From this preliminary result, it was suggested that CMP was a promising ceramic as a bone substitute and tissue engineering scaffold for bone formation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권11호
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• pp.1111-1117
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• 2012

이상적인 코 보형물은 환자가 원하는 모양을 그대로 재현하면서, 그 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 재료적 특성을 지녀야 한다. 현재 보편적으로 사용되고 있는 실리콘 코 보형물은 면역 반응이나 피부를 뚫고 돌출하는 문제점 등이 보고되고 있다. 이러한 부작용을 최소화하기 위해 본 연구에서는 조직공학 기술을 이용하여 새로운 코 성형술을 제안하고자 한다. 조직공학 기반의 코 성형술의 가능성을 확인하기 위해 코 보형물 형상의 인공지지체를 상용 CAD 소프트웨어와 자유형상제작 기술 중에 하나인 다축 적층 시스템을 이용하여 설계 및 제작하였다. 그리고 코 성형술 인공지지체로서의 사용이 적합한지 확인하기 위해 비중격 유래 연골 세포를 이용하여 세포 증식, 기능 실험을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1237-1242
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• 2011

인산칼슘 재료는 하이드록시 아파타이트(Hydroxyapatite)와 트리칼슘 포스페이트(Tricalcium-phosphate)를 포함하고 있으며, 인체 골 조직의 무기성분으로 세포 독성이 없고 생체 적합한 성질을 가지고 골 전도성이 있다. 또한 두 재료가 혼합되어 있는 이상 인산칼슘(Biphasic calcium phosphate) 재료는 골 유도성이 있다고 알려져 있다. 이러한 골 조직 재생에 많은 장점을 가지고 있는 인산칼슘 재료는 파우더 타입으로, 3 차원 자유형상의 인공지지체를 제작하는 데 어려움이 있어 고분자 재료에 첨가하여 사용되었다. 본 연구에서는 자유형상 제작 기술을 이용하여 원하는 내/외부 형상을 가지는 3 차원 인산칼슘 인공지지체를 제작하고, 골 조직 재생용 인공지지체로의 사용이 적합한지를 확인하기 위해 MC3T3-E1 를 이용한 세포 증식, 골 조직 분화 실험을 수행하였다.