심혈관계와 말초혈관계 질환의 수술적 치료 목표는 자가 혈관이나 인공혈관을 대치 혹은 우회 이식하여 혈류의 흐름을 복구하는 것이다. 그러나 효과적인 우회수술에 필요한 충분한 길이의 혈관을 채취하거나 병리적 변화가 없는 혈관을 얻는 것은 어려운 일이다. 그러한 경우, ePTFE(expanded polytetrafluoroethylene)와 Dacron(polyethylene terephthalate fiber) 같은 인공혈관이 치환이나 우회수술에 사용되어 지고 있는데, 현재까지 사용 되어진 인공혈관은 ...
심혈관계와 말초혈관계 질환의 수술적 치료 목표는 자가 혈관이나 인공혈관을 대치 혹은 우회 이식하여 혈류의 흐름을 복구하는 것이다. 그러나 효과적인 우회수술에 필요한 충분한 길이의 혈관을 채취하거나 병리적 변화가 없는 혈관을 얻는 것은 어려운 일이다. 그러한 경우, ePTFE(expanded polytetrafluoroethylene)와 Dacron(polyethylene terephthalate fiber) 같은 인공혈관이 치환이나 우회수술에 사용되어 지고 있는데, 현재까지 사용 되어진 인공혈관은 생분해성이 없을 뿐 아니라, 장기 추적연구에서 협착, 혈전생성, 칼슘침착, 감염 등의 문제가 드러나고 있다. 이러한 단점을 극복하고자, 연구자들은 조직 공학적 접근을 통해 생분해성 물질에 대한 연구를 진행해 왔는데, 이 물질은 혈관의 민무늬세포와 내피세포의 부착과 성장을 용이하게 하고 세포외 기질(ECM ; extracellular matrix)을 형성할 수 있게 하여 기능할 수 있는 지지체가 되도록 가공되어 졌다.
본 연구는 전기방사법으로 내층은 PCL(polycaprolactone)과 젤라틴을 외층은 PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid))와 키토산으로 인공혈관 지지체를 제작하고, 각층에 대해 그 구조와 기계적 특성, 생분해성, 세포 적합성, 세포 부착능, 세포 증식능을 전자주사현미경과 인장강도 검사, CPAE(calf pulmonary artery endothelial cell)와 L-929(fibroblast)의 배양실험으로 조사하였다.
가교처리된 PLGA-키토산 섬유매트는 주사현미경에서 PLGA와 키토산이 직경 500나노미터에서 1.2마이크로미터의 범위를 갖는 섬유질로 혼합 제작된 것을 보여 주었다. 가교처리된 PCL-젤라틴매트 또한 유사한 직경의 PCL과 젤라틴 섬유질이 혼합되어 제작되었다. 이 두층은 세포외 기질 구조와 유사한 형태 이었다. 전기방사된 PCL-젤라틴/PLGA-키토산을 가교처리한 매트가 가장 높은 인장강도 및 가장 낮은 인장탄성률을 나타냈고, 분자량 손실 측정에서 2개월간 배양에도 분자량이 천천히 감소함을 알 수 있었다. PLGA-키토산과 PCL-젤라틴은 MTT 분석과 주사현미경 관찰에서 각각 섬유아세포(L-929)와 내피세포(CPAE)에 대해 독성이 없었고, 높은 생체 적합성과 생존성, 세포 부착능, 세포 증식능을 보였다.
양극 전기방사를 이용하여 제작한 인공혈관 지지체는 체적에 비해 높은 표면적을 가지게 제작되어 생체의 세포외 기질과 유사한 구조로 구성되었고, 이것은 세포의 부착과 이동, 증식을 촉진 시켰다. 또한 전기방사에 의해 구성된 인공혈관 지지체는 강한 장력으로 인공혈관으로 사용되기에 충분하였다.
심혈관계와 말초혈관계 질환의 수술적 치료 목표는 자가 혈관이나 인공혈관을 대치 혹은 우회 이식하여 혈류의 흐름을 복구하는 것이다. 그러나 효과적인 우회수술에 필요한 충분한 길이의 혈관을 채취하거나 병리적 변화가 없는 혈관을 얻는 것은 어려운 일이다. 그러한 경우, ePTFE(expanded polytetrafluoroethylene)와 Dacron(polyethylene terephthalate fiber) 같은 인공혈관이 치환이나 우회수술에 사용되어 지고 있는데, 현재까지 사용 되어진 인공혈관은 생분해성이 없을 뿐 아니라, 장기 추적연구에서 협착, 혈전생성, 칼슘침착, 감염 등의 문제가 드러나고 있다. 이러한 단점을 극복하고자, 연구자들은 조직 공학적 접근을 통해 생분해성 물질에 대한 연구를 진행해 왔는데, 이 물질은 혈관의 민무늬세포와 내피세포의 부착과 성장을 용이하게 하고 세포외 기질(ECM ; extracellular matrix)을 형성할 수 있게 하여 기능할 수 있는 지지체가 되도록 가공되어 졌다.
본 연구는 전기방사법으로 내층은 PCL(polycaprolactone)과 젤라틴을 외층은 PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid))와 키토산으로 인공혈관 지지체를 제작하고, 각층에 대해 그 구조와 기계적 특성, 생분해성, 세포 적합성, 세포 부착능, 세포 증식능을 전자주사현미경과 인장강도 검사, CPAE(calf pulmonary artery endothelial cell)와 L-929(fibroblast)의 배양실험으로 조사하였다.
가교처리된 PLGA-키토산 섬유매트는 주사현미경에서 PLGA와 키토산이 직경 500나노미터에서 1.2마이크로미터의 범위를 갖는 섬유질로 혼합 제작된 것을 보여 주었다. 가교처리된 PCL-젤라틴매트 또한 유사한 직경의 PCL과 젤라틴 섬유질이 혼합되어 제작되었다. 이 두층은 세포외 기질 구조와 유사한 형태 이었다. 전기방사된 PCL-젤라틴/PLGA-키토산을 가교처리한 매트가 가장 높은 인장강도 및 가장 낮은 인장탄성률을 나타냈고, 분자량 손실 측정에서 2개월간 배양에도 분자량이 천천히 감소함을 알 수 있었다. PLGA-키토산과 PCL-젤라틴은 MTT 분석과 주사현미경 관찰에서 각각 섬유아세포(L-929)와 내피세포(CPAE)에 대해 독성이 없었고, 높은 생체 적합성과 생존성, 세포 부착능, 세포 증식능을 보였다.
양극 전기방사를 이용하여 제작한 인공혈관 지지체는 체적에 비해 높은 표면적을 가지게 제작되어 생체의 세포외 기질과 유사한 구조로 구성되었고, 이것은 세포의 부착과 이동, 증식을 촉진 시켰다. 또한 전기방사에 의해 구성된 인공혈관 지지체는 강한 장력으로 인공혈관으로 사용되기에 충분하였다.
The aim of surgical treatment for cardiovascular diseases and peripheral vascular diseases, is to restore blood flow by replacement or bypass with autologous or artificial grafts. However, sometimes it is difficult to harvest sufficient length of autologous grafts or to obtain grafts without patholo...
The aim of surgical treatment for cardiovascular diseases and peripheral vascular diseases, is to restore blood flow by replacement or bypass with autologous or artificial grafts. However, sometimes it is difficult to harvest sufficient length of autologous grafts or to obtain grafts without pathological change. In such cases, artificial grafts as ePTFE(expanded polytetrafluoroethylene) and Dacron (polyethylene terephthalate fiber) are used to replace or bypass diseased arteries. However, the artificial grafts used at present are nondegradable, even with the occurrence of material related failures and complications, such as stenosis, thromboembolization, calcium deposition, and infection, revealed by long term follow up studies. To overcome these problems, research has been carried out on biodegradable materials using a tissue engineering approach, in which the material is processed as a scaffold to facilitate the adhesion, growth and extracellular matrix production of vascular smooth muscle cells and endothelial cells to generate function.
In this work, we fabricated an artificial blood vessel scaffold(ABV) that was electrospun with an inner polycaprolactone(PCL)-gelatin layer and outer poly(lactic-co-glycolic acid)(PLGA)-chitosan layer. The structure, mechanical properties, biodegradability, cytocom- patibilities, cell attachment, and cell proliferation on each of the ABV layers were investigated by scanning electron microscopy(SEM), tensile testing, incubation in phosphate buffer solution, and endothelial cells(CPAE) and fibroblasts(L-929) culturing. SEM micrograph showed the PLGA-CS cross-linked fibrous mat which contained fibers that ranged from 500nm-1.2μm diameters, was fabricated by mixing the fibers of PLGA and chitosan. The PCL-gelatin cross-linked fibrous mat which also contained same sized fibers, was fabricated by mixing the fiber of PCL and gelatin. The structure of layers was similar to that of extracellular matrix. The electrospun PCL-gelatin/PLGA-chitosan cross-linked mat exhibited the highest tensile strength, stress strain, and lowest tensile modulus, and slowly decreased after incubation for more than 2 months, as assessed by the weight loss method. The PLGA -chitosan and PCL-gelatin were non-toxic and displayed a high biocompatibility, viability, cellular attachment, proliferation for each of L-929 and CPAE through MTT assay and SEM findings.
Using electrospinning 2-ejection, ABV with high surface to volume ratio, and high porosity were fabricated and thought to mimic natural extracellular matrix and thus promote cell adhesion, migration and proliferation. And ABV assembled through electrospinning had so high tensile strength that was enough to be used for artificial blood vessel.
The aim of surgical treatment for cardiovascular diseases and peripheral vascular diseases, is to restore blood flow by replacement or bypass with autologous or artificial grafts. However, sometimes it is difficult to harvest sufficient length of autologous grafts or to obtain grafts without pathological change. In such cases, artificial grafts as ePTFE(expanded polytetrafluoroethylene) and Dacron (polyethylene terephthalate fiber) are used to replace or bypass diseased arteries. However, the artificial grafts used at present are nondegradable, even with the occurrence of material related failures and complications, such as stenosis, thromboembolization, calcium deposition, and infection, revealed by long term follow up studies. To overcome these problems, research has been carried out on biodegradable materials using a tissue engineering approach, in which the material is processed as a scaffold to facilitate the adhesion, growth and extracellular matrix production of vascular smooth muscle cells and endothelial cells to generate function.
In this work, we fabricated an artificial blood vessel scaffold(ABV) that was electrospun with an inner polycaprolactone(PCL)-gelatin layer and outer poly(lactic-co-glycolic acid)(PLGA)-chitosan layer. The structure, mechanical properties, biodegradability, cytocom- patibilities, cell attachment, and cell proliferation on each of the ABV layers were investigated by scanning electron microscopy(SEM), tensile testing, incubation in phosphate buffer solution, and endothelial cells(CPAE) and fibroblasts(L-929) culturing. SEM micrograph showed the PLGA-CS cross-linked fibrous mat which contained fibers that ranged from 500nm-1.2μm diameters, was fabricated by mixing the fibers of PLGA and chitosan. The PCL-gelatin cross-linked fibrous mat which also contained same sized fibers, was fabricated by mixing the fiber of PCL and gelatin. The structure of layers was similar to that of extracellular matrix. The electrospun PCL-gelatin/PLGA-chitosan cross-linked mat exhibited the highest tensile strength, stress strain, and lowest tensile modulus, and slowly decreased after incubation for more than 2 months, as assessed by the weight loss method. The PLGA -chitosan and PCL-gelatin were non-toxic and displayed a high biocompatibility, viability, cellular attachment, proliferation for each of L-929 and CPAE through MTT assay and SEM findings.
Using electrospinning 2-ejection, ABV with high surface to volume ratio, and high porosity were fabricated and thought to mimic natural extracellular matrix and thus promote cell adhesion, migration and proliferation. And ABV assembled through electrospinning had so high tensile strength that was enough to be used for artificial blood vessel.
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