생분해성 고분자스텐트는 상대적으로 향상된 생체적합성 및 낮은 부작용으로 기존의 비분해성 금속 스텐트를 대체하기 위해 이슈가 되고 있다. 기본적으로 오든 스텐트들은 확장된 혈관의 직경을 유지하기 위해 요구되는 기계적 강도, 특히 압축력 또는 팽창력을 가져야만 한다. 따라서 본 연구는 나선형 구조테를 제안하였으며, 측면 압축력과 구조적 인자들과의 관련성에 집중하였다. 실린더의 구조체와 달리, 나선형 구조체의 팽창력은 두께와 길이에 1차승으로 비례하고, 직경은 1.6지승의 반비례 관계를 가지고 있었다. 하지만 간극 사이의 거리는 하중과 관련성을 보이지 않았다. 본 연구에서 얻어진 이러한 함수는 임상 적용 스텐트를 설계하고 제조하는데 기초적인 정보를 제공할 수 있다.
생분해성 고분자 스텐트는 상대적으로 향상된 생체적합성 및 낮은 부작용으로 기존의 비분해성 금속 스텐트를 대체하기 위해 이슈가 되고 있다. 기본적으로 오든 스텐트들은 확장된 혈관의 직경을 유지하기 위해 요구되는 기계적 강도, 특히 압축력 또는 팽창력을 가져야만 한다. 따라서 본 연구는 나선형 구조테를 제안하였으며, 측면 압축력과 구조적 인자들과의 관련성에 집중하였다. 실린더의 구조체와 달리, 나선형 구조체의 팽창력은 두께와 길이에 1차승으로 비례하고, 직경은 1.6지승의 반비례 관계를 가지고 있었다. 하지만 간극 사이의 거리는 하중과 관련성을 보이지 않았다. 본 연구에서 얻어진 이러한 함수는 임상 적용 스텐트를 설계하고 제조하는데 기초적인 정보를 제공할 수 있다.
Biodegradable polymeric stents have been issued to replace the existing non-degradable metal stents due to relatively improved biocompatibility and low side effects. Fundamentally, all the stents must possess the desired mechanism strength, especially, compression or radial force to maintain the dia...
Biodegradable polymeric stents have been issued to replace the existing non-degradable metal stents due to relatively improved biocompatibility and low side effects. Fundamentally, all the stents must possess the desired mechanism strength, especially, compression or radial force to maintain the diameters of expanded vessels. Therefore, this study suggests a helical structure and focused on the relation between the lateral compression and structural factors, Unlike a cylindrical model, the radial force of the helical model is proportional to the thickness and the length to the power of one, whereas the diameter to the power of 1.6. The function obtained from these results might provide the fundamental information to design and prepare the stem for clinical applications.
Biodegradable polymeric stents have been issued to replace the existing non-degradable metal stents due to relatively improved biocompatibility and low side effects. Fundamentally, all the stents must possess the desired mechanism strength, especially, compression or radial force to maintain the diameters of expanded vessels. Therefore, this study suggests a helical structure and focused on the relation between the lateral compression and structural factors, Unlike a cylindrical model, the radial force of the helical model is proportional to the thickness and the length to the power of one, whereas the diameter to the power of 1.6. The function obtained from these results might provide the fundamental information to design and prepare the stem for clinical applications.
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문제 정의
스텐트 재료로 사용할 수 없다 그럼에도 불구하고 현재까지 개발되고 있는 생분해성 스텐트는 대부분 소재개발 측면의 연구가 집중되고 있다.2, 20 따라서 본 연구는 생체적합성과 기계적 물성이 우수한 생분해성 고분자 재료인 폴리릭타이드(poly- Z-lactide, PLLA)를 모델 물질로 하여, 나선형 구조체(helical struc- ture)의 기계적 물성을 연구하였다 이 연구는 임상적용 스텐트의 팽창력을 이해하는데 기초적인 자료를 제공할 것이다.
866 값을 갖는다22 식 ⑴은 실제 나선형 구조체의 응.력을 이해하는데 중요한 물리적인 수치깂을 제공하기 때문에, 본 연구에서는 이 수식과 비교했다. 하지만 구조적으로 나선형 구조 체내에는 간극이 있、기 때문에 원통형과 다른 물리적인 응력 수치값을 보일 수 있다.
본 연구에서는 폴리락타이드를 모델 고분자로 하여 나선형 구조체를 가지고 있는 생분해성 스텐트의 팽창력을 측정하였다. 실린더의 구조체와 달리, 나선형 구조체의 하중은 두께와 길이에 1차승으로 비례하고 직경은 1.
이와 유사하게, Figure 4에서 보여지듯이, 벽의 두께( 破가 증가함에 따라서 하중값도 선형적으로 비례함을 알 수 있었다. 하지만, 수식 (1) 에서와 같이 실린더 모델의 경우 하중은 두께에 2차승으로 비례하는 것과 달리 나선형 구조체는 1차승에 비례하는 것으로 차이점을 보였다 다른 인자들로 시료의 직경과 압축하중과의 관련성을 연구하였다. Figure 5에서 보여지듯이, 직경(또는 반경)의 값은 하중과 반비례 관계를 보이지만, 나선형 구조체는 1.
가설 설정
longitudinal stresses, respectively; (b) Helical model; W, I, D, T, and L correspond to width, interval, diameter, and thickness, respectively.
제안 방법
이렇게 얻은 폴리락타이드(poly—Z—lactide, PLLA) 고분자는 클로로포름에 녹인 후, 메탄올에 침전시켜 저분자 및 미반응 물질들을 제거하였다. 진공오븐에서 하루 동안 건조 후 gel permeation chromato- graphy(GPC, Waters 414 GPC; Shodex LF-804 and KF—804L columns)를 이용해 중합된 고분자의 분자량을 측정하였다. 이때 고분자 농도는 1 mg/mL로 하였으며, 유동상은 클로로포름을 사용하였고 측정된 분자량은 110000 g/mol 이었다.
앞에서 언급한 것처럼 감은 횟수, 폭 그리고 간극의 합을 전체 길이라 설정했다. 히지만 간극은 기계적 물성에 영향을 주지 않은 것으로 확인되었기 때문에 남은 두 가지 이사、* 벼이시켜 가면서 조사히였다. 먼저 감은 횟수를 증가시킴에 띠라서 Figure 6에서 보여지듯이 하중은 선형적으로 비례함을 알 수 있었다.
대상 데이터
락타이드(%-lactide, Boehringer Ingelheim, Germany) 는 에틸아세테이트를 이용하여 재결정 후 사용하였다 개시제로 1, 4-부탄디올을 사용하였다 1, 4一부탄디올 15 mL(1.688 X10* M)와 stannous octoate(Sn(Oct)2)474 jjL(5.85x1C)Tm)를 톨루엔에 용해시킨 후 락타이드 20 g과 혼합한 다음 140 °C에서 12시간 동안 중합시켰다. 이렇게 얻은 폴리락타이드(poly—Z—lactide, PLLA) 고분자는 클로로포름에 녹인 후, 메탄올에 침전시켜 저분자 및 미반응 물질들을 제거하였다.
데이터처리
측정 조건은 1 mm/min의 일정한 속도로 압축을 하였다. 모든 수치 값들은 3개 이상의 시료를 측정하여 평균값을 사용하였으며, 각각의 그래프는 오리진 7.5(QrginLab)를 이용하여 비례 괸계 값을 도출하였다.
성능/효과
하지만 모든 시료에서 10% 변형률의 히중은 비슷한 수치값을 보이고 있다. 따라서 측면압축 실험법으로 통해 얻어지는 하중의 값은 신뢰할 수 있으며, 이를 바탕으로 간극 사이의 거리는 나선형 구조의 하중과 관련성이 크게 없음을 알 수 있었다.
이는 10% 변형률에서 폴리락타이드가 탄성체임을 제시하고 있다 실제 하중을 제거한 후 모든 나선형 구조체는 초기형태로 원상복원이 이뤄졌다. 모든 그래프에서 6-8% 변형률 사이에 하중이 떨어지는 점이 존재하는 것을 확인할 수가 잉었다 나선형 튜브의 양쪽 끝은 반구형으로 존재하고 있는데, 이는 아마도 양쪽 말단에 튜브 형태를 지지할 수 있는 점이 한 쪽만 존재히기 때문에 나티나는 현싱일 것이라고 유주된다. 하지만 모든 시료에서 10% 변형률의 히중은 비슷한 수치값을 보이고 있다.
Figure 2(b) 에서처럼 한 번의 회 전부분을 자를 경우 마치 원호(arc) 형태의 구조를 보인다. 즉 윗면에서 일정한 힘으로 누르게 되면 이는 원호 굽힙강도(arc three-point bending strength) 를 측정하는 것도 비슷한 양상을 보일 수있으土 동일한 측면압축력이 가해질 경우나 선형 구조체 또한 직경위 1/2 높이 지점에서 곡률(curvature) 이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 즉 나선형 구조체는 지지하는 부분이 이미 다른 공간상에 존재를 하고 있지만 힘이 가중되는 부분은 원통형과 비슷한 테두리지점에 위치하는 것으로 생각된다.
먼저 감은 횟수를 증가시킴에 띠라서 Figure 6에서 보여지듯이 하중은 선형적으로 비례함을 알 수 있었다. 폭에 대한 영향을 Figure 7에서와 같이, 폭이 다른 2 개의 시료를 전체길이로 변환 후 그래프화했을 경우, 이 또한 1차 승으로 선형적으로 비례함을 니타내었다 따라서 나선형 구조체의 전체 길이가 길어짐에 따라서 선형적으로 하중이 증가함을 확인할 수 있었다.
후속연구
하지만 현재 임상적으로 사용되고 있는 스텐트는 세포와의 영향, 혈류와의 관계, 기계적 강도들이 모두 동시에 고려되기 때문에 다른 구조체의 개발이 계속적으로 진행되고 있다. 따라서 새로운 구조체 개발과 동시에 기계적 물성 또한 새로운 방법으로 이해되야 할 것이다
작용을 하고 있을 것이다. 본 연구에서 수행된 측면압축 실험법은 생체 내에서 받는 힘을 이해하는데에 한계성이 있지만, 관찰된 각각의 인자들과 하중과의 관계는 나선형 스텐트를 설계하고 제조하는데 있어서 기초적인 자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
6지승의 반비례 관계를 가지고 있었다. 하지만 간극 사이의 거리는 하중과 관련성을 보이지 않았다 이상의 결과는 추후 나선형 고분자 스텐트를 설계하고 제조하는데 있어서 기초적인 자료를 제시할 것으로 기대된다. 하지만 현재 임상적으로 사용되고 있는 스텐트는 세포와의 영향, 혈류와의 관계, 기계적 강도들이 모두 동시에 고려되기 때문에 다른 구조체의 개발이 계속적으로 진행되고 있다.
참고문헌 (22)
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