• 폴리머
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• 제32권1호
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• pp.26-30
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• 2008

추간판 디스크의 섬유륜(AF)조직 재생에 적합한 다양한 담체를 평가하기 위해 천연재료인 소장점막하조직(SIS)과 탈미네랄화된 골분(DBP)을 폴리(락타이드-글리콜라이드) 공중합체(PLGA)와 혼합하여 담체(PLGA/SIS, PLGA/DBP, PLGA/SIS/DBP)를 제조하였으며, PLGA담체, PGA 메쉬, SIS 스폰지와 비교하였다. 제조된 담체의 압축강도 및 AF 세포를 담체에 파종하여 콜라겐 양과 DNA량을 측정하였으며, 이를 누드마우스 피하에 이식 후 적출하여 육안관찰과 조직학적인 평가를 수행하였다. 압축강도 측정에서 PLGA와 유사하게 PLGA/SIS, PLGA/DBP 에서도 충분한 강도를 나타내었다. DNA 증가량에 따른 콜라겐 양은 PLGA/SIS 에서 가장 높게 나타났고, 면역화학 염색을 통해 PLGA/SIS, PLGA/SIS/DBP 에서 글라이코스아미노글라이칸과 콜라겐 발현량이 높음을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제32권5호
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• pp.403-408
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• 2008

케라틴은 울, 머리카락, 손톱 등을 형성하는 섬유단백질의 주요성분으로 유용한 생체재료이다. 골수간염 줄기세포를 이용한 조직공학 적용을 위해 Poly(4-lactide-co-glycolide) (PLGA)에 함량별로 케라틴을 함유한 지지체를 용매 캐스팅/염 추출법을 이용하여 제조하였다. 제조된 지지체의 표면과 단면의 형태를 전자현미경(SEM)으로 관찰하고 특성분석을 위해 다공도, 표면 적심성, 물 흡수성, 그리고 열적성질을 분석하였다. 이 후 쥐에서 분리한 골수간엽줄기세포를 지지체에 파종하여 세포의 증식율을 (4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2.5-diphenyl-tetrazolium bromide(MTT) 분석방법을 이용하여 측정하였다. 천연/합성 하이브리드 담체인 케라틴/PLGA 지지체는 PLGA 단독으로 제조된 지지체와 비교 시 골수간엽줄기세포의 생장에 유익한 환경을 제공함을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권5호
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• pp.975-982
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• 2008

We investigated whether transplantation of osteogenically differentiated bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMMSCs) and the use of an hydroxyapatite (HAp) scaffold can enhance the in vivo bone formation efficacy of human BMMSCs. Three months after implantation to the subcutaneous dorsum of athymic mice, transplantation of osteogenically differentiated human BMMSCs increased the bone formation area and calcium deposition to 7.1- and 6.2-folds, respectively, of those of transplantation of undifferentiated BMMSCs. The use of the HAp scaffold increased the bone formation area and calcium deposition to 3.7- and 3.5-folds, respectively, of those of a polymer scaffold. Moreover, a combination of transplantation of osteogenically differentiated BMMSCs and HAp scaffold further increased the bone formation area and calcium deposition to 10.6- and 9.3-folds, respectively, of those of transplantation of undifferentiated BMMSCs seeded onto polymer scaffolds. The factorial experimental analysis showed that osteogenic differentiation of BMMSCs prior to transplantation has a stronger positive effect than the HAp scaffold on in vivo bone formation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권12호
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• pp.1229-1235
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• 2015

3D 프린터를 이한 인공지지체 제작 기술은 손상된 골 조직 재생을 위해 개발되고 있다. 골 조직 재생에 적하기 위해 인공지지체는 생체적합성, 생분해성 그리고 적절한 기계적 특성을 지녀야 하며, 분한 양의 공극과 내부 연결성을 지닌 구조로 제작되어야 한다. 본 연구에서는 3 차원 이중 공극 인공지지체를 제작하기 위해서 열 해 적층법(fused deposition modeling, FDM) 기반의 폴리머 적층 시스템을 이하였다. 사된 재료는 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)과 알긴산 나트륨(sodium alginate, SA)이다. 제작된 3 차원 형상의 인공지지체에 이중 공극을 갖기 위해 염 침출법을 이하였다. 완성된 인공지지체는 주사 전자 현미경과 X 선 검출 분광기(scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy, SEM-EDS)를 통해 관찰하였으며, MG-63 세포를 이하여 in-vitro 평가를 하였다.

• Macromolecular Research
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• 제14권5호
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• pp.552-558
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• 2006

Biodegradable nanofibrous poly(L-lactic acid) (PLLA) scaffold was prepared by an electrospinning process for use in tissue regeneration. The nanofiber scaffold was treated with oxygen plasma and then simultaneously in situ grafted with hydrophilic acrylic acid (AA) to obtain PLLA-g-PAA. The fiber diameter, pore size, and porosity of the electrospun nanofibrous PLLA scaffold were estimated as $250\sim750nm,\;\sim30{\mu}m$, and 95%, respectively. The ultimate tensile strength was 1.7 MPa and the percent elongation at break was 120%. Although the physical and mechanical properties of the PLLA-g-PAA scaffold were comparable to those of the PLLA control, a significantly lower contact angle and significantly higher ratio of oxygen to carbon were notable on the PLLA-g-PAA surface. After the fibroblasts were cultured for up to 6 days, cell adhesion and proliferation were much improved on the nanofibrous PLLA-g-PAA scaffold than on either PLLA film or unmodified nanofibrous PLLA scaffold. The present work demonstrated that the applications of plasma treatment and hydrophilic AA grafting were effective to modify the surface of electrospun nanofibrous polymer scaffolds and that the altered surface characteristics significantly improved cell adhesion and proliferation.

• Macromolecular Research
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• 제13권4호
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• pp.277-284
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• 2005

The loss or failure of an organ or tissue can occur because of accident or disease, for which tissue or organ transplantation is a generally accepted treatment. However, this approach is extremely limited due to donor shortage. Tissue engineering is a new and exciting strategy, in which patients who need a new organ or tissue are supplied with a synthetic organ or tissue. In this approach, tissues are engineered using a combination of the patient's own cells and a polymer scaffold. The polymer scaffold potentially mimics many roles of extracellular matrices in the body. Various polymers have been studied and utilized to date in tissue engineering approaches. However, no single polymer has been considered ideal for all types of tissues and approaches. This paper discusses the design parameters of those polymers potentially useful in tissue regeneration.

• 폴리머
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• 제37권6호
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• pp.669-676
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• 2013

탈미네랄화된 골분(demineralized bone particle, DBP)은 연골 형성의 유도인자로 사용되기 때문에 조직공학에서 널리 사용되는 생체재료이다. 본 연구에서는 in vivo 환경에서 디스크 재생 효과를 연구하기 위해 DBP를 poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA)에 첨가하여 다공성 지지체를 제조하였다. 디스크의 섬유륜 조직을 반으로 절개한 후, 수핵 조직을 제거하여 디스크 결손을 유발시켰다. 빈 공간에 PLGA, DBP/PLGA 지지체를 이식하여 in vivo 환경에서 조직공학적 디스크 재생을 관찰하였다. 1, 2 및 3개월 후 디스크를 적출하여 글리코스아미노글라이칸(glycosaminoglycan, sGAG) 및 콜라겐 합성 정도를 측정하였으며 조직학적 평가로 H&E, Safranin-O, Alcian blue 염색과 면역조직학적 평가로 제 I형 콜라겐, 제 II형 콜라겐 염색을 수행하였다. 그 결과 DBP/PLGA 지지체에서 sGAG 및 콜라겐 함량이 높은 것을 확인하였으며 추간판 디스크 재생의 가능성을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제24권12호
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• pp.704-709
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• 2014

In this study, we fabricated a novel micro porous hybrid scaffold of biphasic calcium phosphate (BCP) and a polylectrolyte complex (PEC) of chitosan (CS) and hyaluronic acid (HA). The fabrication process included loading of CS-HA PEC in a bare BCP scaffold followed by lypophilization. SEM observation and porosimetry revealed that the scaffold was full of micro and macro pores with total porosity of more than 60 % and pore size in the range of $20{\sim}200{\mu}m$. The composite scaffold was mechanically stronger than the bare BCP scaffold and was significantly stronger than the CS-HA PEC polymer scaffold. Bone morphogenetic growth factor (BMP-2) was immobilized in CS-HA PEC in order to integrate the osteoinductive potentiality required for osteogenesis. The BCP frame, prepared by sponge replica, worked as a physical barrier that prolonged the BMP-2 release significantly. The preliminary biocompatibility data show improved biological performance of the BMP-2 immobilized hybrid scaffold in the presence of rabbit bone marrow stem cells (rBMSC).

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권4호
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• pp.707-714
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• 2004

How to improve the cell culture method on scaffolds is important in the tissue engineering fileld. In this study, we optimized seeding and culture methods to vascular smooth muscle cells (VSMCs) on biodegradable polymer scaffold. The primary culture of VSMCs obtained from canine external jugular vein was accomplished by applying the explant-derived method. The primary cultured VSMCs were seeded into scaffolds and then cultured by using various different methods; static or dynamic seeding, static or dynamic culture. The difference in proliferative response of VSMCs was analyzed with an alamar blue assay. Cell-polymer construct was examined by histochemical method and scanning electron microscopy. Mesh type scaffold ($10 \times 10 \times0.4 mm$) was made of polyglycolic acid (PGA) suture thread. The PGA mesh type scaffold was 45% in porosity, and 0.03 g in weight. The primary cultured VSMCs were confirmed with immunohistochemical staining using monoclonal anti-$\alpha$-smooth muscle actin. The density and distribution of proliferated VSMCs within the scaffold and cellular adherence on the surface of the scaffold showed better results in the static seeding condition than in the dynamic condition. Under the same condition of seeding method as the static condition, the dynamic culture condition showed enhanced proliferation rates of the VSMCs when compared to the static culture condition. In conclusion, to improve the VSMCs proliferation in vitro, static seeding is better than the dynamic condition. In the culture condition, however, culture under the dynamic status is better than the static condition. This was a pilot study to manufacture artificial vascular vessel by tissue engineering.

• 폴리머
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• 제32권2호
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• pp.163-168
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• 2008

생체 친화적이며 생분해성 고분자 소재인 poly($\varepsilon$-caprolactone)(PCL)을 rapid prototyping(RP) 공정인 바이오플로팅 시스템을 통해 세포 재생용 지지체(scaffold)를 제작하였다. 제작된 PCL 지지체는 DMA(dynamic mechanical analyzer)를 통해 동일한 재료로 제작된 기존 염침출법(salt-leaching)에 의한 지지체보다 월등히 향상된 기계적 강도를 갖고 있음을 확인하였고, 이는 기존 전통적인 세포지지체 제작에서 문제점중의 하나인 기계적인 강도적인 측면을 보완하여, 뼈조직 재생에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 지지체 내부의 구조는 세포의 증식과 이동 및 영양분의 공급이 지속될 수 있도록 전체적으로 연결된 통로로 구성되어 있고, 다양한 세포의 증식이 가능하도록 지지체의 공극 크기와 strand의 굵기 등을 조절할 수 있으며, 이를 이용하여 대체하고자 하는 생체조직의 특성에 맞도록 기계적 강도를 조정할 수 있음을 확인하였다. 제조된 PCL지지체는 연골세포를 통하여 셀 컬쳐링 되었고, 3차원 세포 지지체로서의 충분한 가능성을 보여주었다.