The self-assembly of polymers can lead to supramolecular systems and is related to the their functions of material and life sciences. In this article, self-assembly of Langmuir-Blodgett (LB) films, polymer micelles, and polymeric nanoparticles, and their biomedical applications are described. LB surfaces with a well-ordered and layered structure adhered more cells including platelet, hepatocyte, and fibroblast than the cast surfaces with microphase-separated domains. Extensive morphologic changes were observed in LB surface-adhered cells compared to the cast films. Amphiphilic block copolymers, consisting of poly(${\gamma}$-benzyl L-glutamate) (PBLG) as the hydrophobic part and poly(ethylene oxide) (PEO) [or poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)] as the hydrophilic one, can self-assemble in water to form nanoparticles presumed to be composed of the hydrophilic shell and hydrophobic core. The release characteristics of hydrophobic drugs from these polymeric nanoparticles were dependent on the drug loading contents and chain length of the hydrophobic part of the copolymers. Achiral hydrophobic merocyanine dyes (MDs) were self-assembled in copolymeric nanoparticles, which provided a chiral microenvironment as red-shifted aggregates, and the circular dichroism (CD) of MD was induced in the self-assembled copolymeric nanoparticles.
Jung, Yeon Joo;Kim, Kyung-Chul;Heo, Jun-Young;Jing, Kaipeng;Lee, Kyung Eun;Hwang, Jun Seok;Lim, Kyu;Jo, Deog-Yeon;Ahn, Jae Pyoung;Kim, Jin-Man;Huh, Kang Moo;Park, Jong-Il
Molecules and Cells
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제38권7호
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pp.663-668
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2015
hBMSCs are multipotent cells that are useful for tissue regeneration to treat degenerative diseases and others for their differentiation ability into chondrocytes, osteoblasts, adipocytes, hepatocytes and neuronal cells. In this study, biodegradable elastic hydrogels consisting of hydrophilic poly(ethylene glycol) (PEG) and hydrophobic poly(${\varepsilon}$-caprolactone) (PCL) scaffolds were evaluated for tissue engineering because of its biocompatibility and the ability to control the release of bioactive peptides. The primary cultured cells from human bone marrow are confirmed as hBMSC by immunohistochemical analysis. Mesenchymal stem cell markers (collagen type I, fibronectin, CD54, $integrin1{\beta}$, and Hu protein) were shown to be positive, while hematopoietic stem cell markers (CD14 and CD45) were shown to be negative. Three different hydrogel scaffolds with different block compositions (PEG:PCL=6:14 and 14:6 by weight) were fabricated using the salt leaching method. The hBMSCs were expanded, seeded on the scaffolds, and cultured up to 8 days under static conditions in Iscove's Modified Dulbecco's Media (IMDM). The growth of MSCs cultured on the hydrogel with PEG/PCL= 6/14 was faster than that of the others. In addition, the morphology of MSCs seemed to be normal and no cytotoxicity was found. The coating of the vascular endothelial growth factor (VEGF) containing scaffold with Matrigel slowed down the release of VEGF in vitro and promoted the angiogenesis when transplanted into BALB/c nude mice. These results suggest that hBMSCs can be supported by a biode gradable hydrogel scaffold for effective cell growth, and enhance the angiogenesis by Matrigel coating.
한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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pp.263-263
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2006
Poly (ethylene glycol)(PEG) - Poly (${\varepsilon}-caprolactone(CL)$) - Poly (D,L lactide(LA) (PCLA-PEG-PCLA) was synthesized by ring-opening polymerization to form temperature sensitive hydrogel triblock copolymer. The triblock copolymer was acrylated by acryloyl chloride. ${\beta}-amino$ ester was used as a pH sensitive moiety, in this study ${\beta}$- amino ester obtained from 1,4-butandiol diacrylate, and 4, 4' trimethylene dipiperidine, it have pKb around 6.6. pH/temperature sensitive penta-block copolymer (PAE-PCL-PEG-PCL-PAE) was synthesized by addition polymerization from acrylated triblock copolymer, 1,4-butandiol diacrylate, and 4, 4' trimethylene dipiperidine. Their physicochemical properties of triblock and penta-block copolymers were characterized by $^1H-NMR$ spectroscopy and gel permeation spectroscopy. Sol-gel phase transition behavior of PAE-PCL-PEG-PCL-PAE block copolymers were investigated by remains stable method. Aqueous media of the penta-block copolymer (at 20 wt%) changed from a sol phase at pH 6.4 and $10^{\circ}C$ to a gel phase at pH 7.4 and $37^{\circ}C$. The sol-gel transition properties of these block copolymers are influenced by the hydrophobic/hydrophilic balance of the copolymers, block length, hydrophobicity, stereo-regularity of the hydrophobic of the block copolymer, and the ionization of the pH function groups in the copolymer depended on the changing of environmental pH, respectively. The degradation and the stabilization at pH 7.4 and $37^{\circ}C$, and the stabilization at pH 6.4 and $10^{\circ}C,\;5^{\circ}C,\;0^{\circ}C$, of the gel were determined. The results of toxicity experiment show that the penta block copolymer can be used for injection drug delivery system. The sol?gel transition of this block copolymer also study by in vitro test ($200{\mu}l$ aqueous solution at 20wt% polymer was injected to mouse). Insulin loading and releasing by in vitro test was investigated, the results showed that insulin can loading easily into polymer matrix and release time is around 14-16days. The PAE-PCL-PEG-PCL-PAE can be used as biomaterial for drug, protein, gene loading and delivery.
본 연구는 가연성 기체로서 에틸렌-공기 혼합물로 채워져 있는 관에서 장애물과 굽은 관에 의한 지형적 효과에 따라 변화하는 충격파와 화염의 상호 작용, 화염 가속, 연소폭발천이 현상을 수치적으로 살펴보았다. 여기서 사용되는 모델은 지배방정식으로 Navier-Stokes 방정식과 경계조건 처리 방법으로 ghost fluid 기법을 사용하였으며 지형적 영향을 달리한 여러 모델링을 통하여 화염과 강한 충격파의 충돌에 의한 열점 생성과 화염 전파의 지연 혹은 가속 현상을 확인하였다. 추가적으로 평균 화학적 에너지 발생률이 대략 20 MJ/($g{\bullet}s$)에서 폭굉으로 천이한다는 사실을 확인하였다. 그리고 동일 위치 열점 생성에도 불구하고 폭굉의 발생 시기가 반응물의 부재와 화염면 전방의 온도와 압력 차에 의해 지연될 수 있음을 확인하였다.
Background and Aims: Advances in the treatment of cervical cancer over the last decade have predominantly involved the development of genes directed at molecular targets. Gene therapy is recognized to be a novel method for the treatment of cervical cancer. Genes can be administered into target cells via nanocarriers. This study aimed to develop systemically administrable nano-vectors. Floate (Fa) containing gene loaded nanoparticles (NPs) could target HeLa human cervical cancer cells through combination with receptors on the cells to increase the nuclear uptake of genetic materials. Methods: Fa was linked onto Poly (ethylene glycol)-b-poly (D, L-lactide) (PEG-PLA) to form Fa-PEG-PLA, and the resulting material was used to load plasmids of enhanced green fluorescence protein (pEGFP) to obtain gene loaded nanoparticles (Fa-NPs/DNA). Physical-chemical characteristics, in vitro release and cytotoxicity of Fa-NPs/DNA were evaluated. The in vitro transfection efficiency of Fa-NPs/DNA was evaluated in HeLa cells and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). PEG-PLA without Fa was used to load pEGFP from NPs/DNA as a control. Results: Fa-NPs/DNA has a particle size of 183 nm and a gene loading quantity of 92%. After 72h of transfection, Fa-NPs/DNA displayed over 20% higher transfection efficiency than NPs/DNA and 40% higher than naked DNA in HeLa cells. However, in HUVECs, no significant difference appeared between Fa-NPs/DNA and NPs/DNA. Conclusions: Fa-PEG-PLA NPs could function as excellent materials for gene loading. This nano-approach could be used as tumor cell targeted medicine for the treatment of cervical cancer.
Background: Polymeric nanoparticles are attractive materials that have been widely used in medicine for drug delivery, with therapeutic applications. In our study, polymeric nanoparticles and the anticancer drug, chrysin, were encapsulated into poly (D, L-lactic-co-glycolic acid) poly (ethylene glycol) (PLGA-PEG) nanoparticles for local treatment. Materials and Methods: PLGA: PEG triblock copolymers were synthesized by ring-opening polymerization of D, L-lactide and glycolide as an initiator. The bulk properties of these copolymers were characterized using 1H nuclear magnetic resonance spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. In addition, the resulting particles were characterized by scanning electron microscopy. Results: The chrysin encapsulation efficiency achieved for polymeric nanoparticles was 70% control of release kinetics. The cytotoxicity of different concentration of pure chrysin and chrysin loaded in PLGA-PEG ($5-640{\mu}M$) on T47-D breast cancer cell line was analyzed by MTT-assay. Conclusions: There is potential for use of these nanoparticles for biomedical applications. Future work should include in vivo investigation of the targeting capability and effectiveness of these nanoparticles in the treatment of breast cancer.
통일형품종과 일본형품종간의 침관수저항성 차이를 명확히 하고자 유묘기, 분얼성기 및 수잉기에 각각 관수처리하여 관수저항성과 관계한 생리 화학적 특성을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 유묘기 관수처리로 묘생존율은 'FR13A'가 91.8%, 통일형품종들이 33.8~40% 인데 비하여 일본형품종들은 완전 고사하였으며 묘생존율이 높은 품종 일수록 관수중 $O_2$ 발생량이 높았고 POD활성은 낮았으며 Catalase 활성은 높은 경향이었다. 2. 분얼성기 관수처리로 일본형품종들은 통일형품종들 보다 관수기간중 초장 이상 신장이 현저하였고 관수후 초장회복이 느렸으며 관수일수가 증가됨에 따라 수량 감소도 급격하였다. 3. 수잉기 관수처리로 통일형품종들은 일본형품들 보다 광합성, 암호흡, 근산화력이 높았고 에틸렌생성량은 낮은 특성을 보였으며 감수율도 낮았다. 감수율도 낮았다.
We evaluated the efficacy of pH-sensitive micelles, formed by methoxy poly(ethylene glycol)-b-poly($\beta$)-amino ester) (PEG-PAE), as carriers for paclitaxel (PIX), a drug currently used to treat various cancers. PTX was successful encapsulated by a film hydration method. Micelles encapsulated more than 70% of the PTX and the size of the PTX-encapsulated micelles (PTX-PM) was less than 150 nm. In vitro experiments indicated that the micelles were unstable below pH 6.5. After encapsulation of PTX within the micelles, dynamic light scattering (DLS) studies indicated that low pH had a similar demicellization effect. An in vitro release study indicated that PTX was slowly released at pH 7.4 (normal body conditions) but rapidly released under weakly acidic conditions (pH 6.0). We demonstrated the safety of micelles from in vitro cytotoxicity tests on HeLa cells and the in vivo anti-tumor activity of PTX-PM in B16F 10 tumor-bearing mice. We concluded that these pH-sensitive micelles have potential as carriers for anti-cancer drugs.
Ko, Ki Seong;Lee, Jung Seok;Park, Kyung Min;Lee, Yunki;Oh, Dong Hwan;Son, Joo Young;Kwon, Oh Hee;Eom, Min Yong;Park, Ki Dong
Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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제2권1호
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pp.23-32
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2015
Facile immobilization of growth factors in hyaluronic acid (HA) hydrogels using dual enzymes is reported in the paper. The hydrogels were formed by using horseradish peroxidase (HRP) and hydrogen peroxide ($H_2O_2$) and transforming growth factor-${\beta}3$ (TGF-${\beta}3$) was covalently conjugated on the hydrogels in situ using tyrosinase (Ty) without any modifications. For the preparation of hydrogels, HA was grafted with poly(ethylene glycol) (PEG), which was modified with a tyrosine. The gelation times of the HA hydrogels were ranging from 415 to 17 s and the storage moduli was dependent on the concentration of $H_2O_2$ and Ty (470-1600 Pa). A native TGF-${\beta}3$ (200 ng/mL) was readily encapsulated in the HA hydrogels and 17% of the TGF-${\beta}3$ was released over 1 month at the Ty concentration of 0.5 KU/mL, while the release was faster when 0.3 KU/mL of Ty was used for the encapsulation (27%). It can be suggested that the growth factors resident in the hydrogels for a long period of time may lead cells proliferating and differentiating, whereas the growth factors that are initially released from the hydrogels can induce the ingrowth of cells into the matrices. Therefore, the dual enzymatic methods as facile gel forming and loading of various native growth factors or therapeutic proteins could be highly promising for tissue regenerative medicines.
Recently, enhanced in situ bioremediation using slow substrate release techniques has been actively researched for managing TCE-contaminated groundwater. This study conducted a lab-scale batch reactor experiment to evaluate the feasibility of natural attenuation for TCE dechlorination using microsized corn-oil droplet (MOD) as an activator considering the following three factors: 1) TCE dechlorination in the presence or absence of MOD; 2) TCE dechlorination in the presence or absence of inactivator of native microbial activity; and 3) MOD concentration effects on TCE dechlorination. Batch reactors were constructed using site groundwater and soil in which Dehalococcoides bacteria were present. Without MOD, TCE was decomposed into dichloroethylene (DCE). However, other by-products of TCE dechlorination were not detected. With MOD, DCE, vinyl chloride (VC), and ethylene (ETH) were sequentially observed. This result confirmed that MOD effectively supplied electrons to complete dechlorination of TCE to ETH. However, when an excess of MOD was provided, it formed unfavorable conditions for anaerobic digestion because dechlorination reaction did not proceed while propionic acid was accumulated after DCE was generated. Therefore, if an appropriate amount of MOD is supplied, MOD can be effectively used as a natural reduction activator to promote biodegradation in an aquifer contaminated by TCE.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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