오리발 유래 콜라겐 스펀지의 피부재생 효과 : In vitro 연구

차세롬(Se Rom Cha),정현기(Hyun Ki Jeong),김수영(Su Young Kim),김은영(Eun Young Kim),송정은(Jeong Eun Song),박찬흠(Chan Hum Park),권순용(Soon Yong Kwon),강길선(Gilson Khang) 한국고분자학회 2015 폴리머 Vol.39 No.3

피부재생을 위한 생체재료는 염증반응이 최소화되는 안정한 소재로 빠른 피부재생을 돕기 위해 우수한 생체 활성과 생체친화성을 가져야 하며, 세포의 부착과 성장을 돕는 미세구조와 다공성이 있어야 한다. 본 연구에서는 새로운 콜라겐 원으로서의 축산부산물인 오리발을 사용하여 콜라겐을 추출하였고 이를 탈미네랄화된 골분(demineralized bone powder, DBP), 돼지 소장점막하 조직(small intestinal submucosa, SIS)과 비교하기 위해 스펀지 형태로 제작하였다. 지지체의 물리, 화학적 특징은 SEM, FTIR을 통해 확인하였다. 세포를 파종하여 MTT를 통해 세포의 부착 및 증식률을 측정하였고, 전염증성 사이토카인의 발현도를 보기 위해 RT-PCR을 실시하였다. 또한 항산화 활성능력을 보기 위해 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)를 측정하였다. 그 결과 오리발 콜라겐 지지체가 물리적 특성이 우수하고 생체적합성이며, 상처 치유제로서의 가능성을 보여주었다. For biomaterials for skin regeneration with minimized inflammatory response, high bioactivity and biocompatibility are highly required. Also, it should have a porous microstructure to improve cell adhesion and growth. In this study, we extracted a new collagen source from duck"s feet which is by-product, and made the shape of sponges from duck’s feet collagen (DC) to compare with DBP and SIS. To analyze physical and chemical property of the scaffold, SEM and FTIR were used. MTT assay was used to measure the attachment and proliferation of NIH/3T3 in the scaffolds. RTPCR was used to evaluate the expression of proinflammatory cytokine. Also, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) was used to measure the ability of antioxidant activity. Overall, this study shows that DC scaffold is biocompatible and has good physical property. Additionally, DC scaffold shows the potential as wound healing biomaterials.

Effect of Degumming Time of Silk Films on Growth of Corneal Endothelial Cells for Tissue Engineered Endothelialized Neo-Corneas

Seon Eui Lee(이선의),Se Rom Cha(차세롬),Na Keum Jang(장나금),Su Young Kim(김수영),Eun Young Kim(김은영),Jeong Eun Song(송정은),Chan Hum Park(박찬흠),Gilson Khang(강길선) 한국고분자학회 2016 폴리머 Vol.40 No.2

실크는 생분해성 천연고분자로써 이식 후 낮은 면역 거부반응을 일으킨다. 뿐만 아니라, 실크는 다양한 형태로 제조할 수 있으며 제조 방법에 따라 수 마이크로 미터 두께로 조정될 수 있다. 필름 형태의 실크 박막은 매우 투명하며, 높은 수분 및 산소 투과도를 나타낸다. 그러나 실크 단백질인 세리신에 의해 염증반응이 일어난다는 보고가 있으며, 이식 후 분해에 장시간을 필요로 한다. 이 연구에서는 생체 적합성 및 염증반응 등에 세리신 정제시간의 영향을 알기 위해 다양한 정제시간(0, 20, 40, 60분)을 가진 실크로 필름을 제조한 후 접촉각과 세포 생존율 및 RTPCR을 이용한 염증인자발현 실험을 시행하였다. 정제시간에 따라 세리신 함량을 달리한 실크 필름에 각막내피세포 파종 후 필름에서의 세포 부착도와 증식률, 특정 mRNA의 발현을 평가하였다. 그 결과 실크의 정제시간은 각막내피세포의 성장에 영향을 주었으며 실크필름의 생명공학 신 각막으로써의 가능성을 보여주었다. Silk is a biodegradable natural polymer with low immunological rejection after transplantation. As well, silk can be manufactured in various forms and adjusted to the thickness of several micrometers depending on the manufacturing method. Silk shows high transparency in the form of film, high water and oxygen permeability. However, studies have cited some drawbacks of silk, such as inflammatory response due to presence of silk protein (sericin) and its another disadvantage of silk requires a long period of time to decomposition after transplantation. In this study, silk films with various degumming time (0, 20, 40 and 60 min) were fabricated in order to evaluate the effect of sericin in learns of biocompatibility, inflammatory responses, etc. The experiments such as the contact angle, cell viability and inflammatory factor expression using RT-PCR were performed. Corneal endothelial cells were seeded on silk films and examined to evaluate the degree of adhesion in films, cell’s proliferation and specific mRNA expression. This study showed degumming time of silk film fabrication which is a factor for growth of corneal endothelial cells.

오리발 유래 콜라겐과 탈미네랄화된 골분 스펀지에서 골 분화능력평가

차재근(Jae Geun Cha),차세롬(Se Rom Cha),이대훈(Dae Hoon Lee),신재훈(Jae Hun Shin),송정은(Jeong Eun Song),서동삼(Dong Sam Suh),박찬흠(Chan Hum Park),강길선(Gilson Khang) 한국고분자학회 2016 폴리머 Vol.40 No.6

본 연구에서는 오리발 콜라겐(duck’s feet derived collagen, DC)과 탈미네랄화된 골분(demineralized bone particles, DBP)을 3:1, 1:1, 1:3 비율로 혼합하여 스펀지를 제조하였다. 제조한 스펀지의 특성분석을 위해 압축강도, 다공성, SEM 등을 측정하였으며, 골수 유래 줄기세포(BMSC)를 비율별 DC/DBP 스펀지에 파종하여, 세포 부착, 증식 및 골 분화를 확인하고자, SEM, MTT, ALP, RT-PCR 및 조직학적 염색을 통한 분석을 실시하였다. 그 결과, 1:1 DC/DBP 스펀지에서 골 분화 효과가 우수한 것을 확인하였으며, 이를 골 재생을 위한 생체재료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. In this study, duck"s feet derived collagen (DC) and demineralized bone particles (DBP) sponges were prepared by mixing both the components on the ratio of 3:1, 1:1, and 1:3. The physio-chemical properties of the sponges were examined by measuring compressive strength, porosity, SEM, etc. In vitro biological characterizations such as cell attachment, proliferation and osteogenic differentiation of the as-prepared sponges were studied by inoculating the bone marrow-derived stem cells (BMSC) in ratio-specific DC/DBP sponges followed by SEM, MTT, ALP, RT-PCR & histological analysis by staining. We found that the 1:1 DC/DBP sponges displayed superior osteogenesis, thus can be envisioned as a potential, biomaterial for regeneration of bone.

비타민 C를 함유한 락타이드 글리콜라이드 공중합체 지지체에서의 항염증, 항산화 효과

장나금(Na Keum Jang),이선의(Seon Eui Lee),차세롬(Se Rom Cha),김창현(Chang Hyun Kim),송정은(Jeong Eun Song),권순용(Soon Yong Kwon),강길선(Gilson Khang) 한국고분자학회 2016 폴리머 Vol.40 No.1

Poly(lactide-co-glycolide) (PLGA)는 대표적인 생분해성, 생체적합성을 가진 고분자로 조직공학 및 약물전달체로 널리 적용되고 있다. 그러나 이식 후에 PLGA는 에스테르결합으로 인해 가수분해가 일어나 분해산물의 영향으로 pH가 낮아져 조직에 염증반응을 유발한다. 비타민 C는 보통 식품, 약품에서 사용되고 있고, 강력한 항산화와 항염증 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 그래서 조직공학 전달체로서의 PLGA와 비타민 C를 연구하였다. 본 연구에서는, 비타민 C가 포함된 PLGA 지지체를 제작하여 비타민 C의 생체 외 염증반응을 평가하였다. 지지체는 PLGA 무게당 3, 5, 10 wt%의 비타민 C를 첨가하여 캐스팅/염 추출법으로 3차원 비타민 C/PLGA 지지체로 제작하였다. 지지체의 물리적 특성은 압축강도와 SEM을 통해 조사하였다. 세포의 부착과 증식률은 MTT와 SEM 분석을 통해 실험하였다. 또한 RT-PCR과 FACS를 통해 항염증, 항산화 효과를 확인하였다. 결과는 공통적으로 5 wt% 비타민 C/PLGA 지지체가 항산화, 항염증 효과, 세포의 증식률의 면에서 다른 지지체보다 우수한 것으로 나타났다. 따라서 항염증 효과를 기초로하여, 5 wt% 비타민 C/PLGA 지지체는 미래의 조직공학에 쓰일 생체재료로 적용될 수 있을 것으로 사료된다. Typical biodegradable polymer poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) has been widely applied to tissue engineering scaffolds and drug delivery systems. However, after the implantation, the ester bond of PLGA gets hydrolyzed and the resulting degradation products decrease the pH in the surrounding tissue causing local inflammatory reaction. Vitamin C is commonly used in food, pharmaceutical products and is known to exert potent antioxidant and anti-inflammatory activities. Thus, vitamin C is used with PLGA as carrier in tissue engineering. In this study, vitamin C incorporated PLGA scaffolds were fabricated and further the effects of vitamin C were evaluated on the inflammatory responses in vitro. The three-dimensional PLGA scaffolds were fabricated by adding of 3, 5, and 10 wt% vitamin C via a casting extraction method. Then the samples were examined; the mechanical properties of compressive strength and SEM. The cell attachment and proliferation were also studied the MTT, SEM, anti-inflammatory and antioxidant effects by RT-PCR and FACS. Results showed that 5 wt% vitamin C/PLGA scaffold was better than other scaffolds in terms of anti-inflammatory, antioxidant, cell attachment and proliferation. Based on the low level of inflammatory responses, the 5 wt% vitamin C/PLGA scaffold can be envisioned as a promising candidate for future biomedical applications.

수용성 고분자 PVP K-30로 제조된 레르카니디핀 고체분산체의 용출 특성

정현기(Hyun Ki Jeong),박진영(Jin Young Park),김수영(Su Young Kim),차세롬(Se Rom Cha),이선의(Seon Eui Lee),장나금(Na Keum Jang),이원택(Won Taek Lee),이진표(Jin Pyo Lee),송정은(Jeong Eun Song),강길선(Gilson Khang) 한국고분자학회 2016 폴리머 Vol.40 No.1

레르카니디핀 염산염은 디하이드로 피리딘의 칼슘채널 차단제로서 혈액이 체내에서 더 자유롭게 순환할 수 있도록 혈관을 확장시켜주는 고혈압 치료제이다. 레르카니디핀은 난용성 약물로 약물 전달 시스템에 적용하는데에 어려움이 많다. 이번 연구에 있어서 우리는 레르카니디핀에 수용성 고분자인 PVP K-30을 첨가하여 용출률을 개선시키기 위한 방법으로 분무건조와 회전증발법을 이용한 고체 분산체를 제조하였다. 또한 물질의 방출 거동은 in vitro로 평가하였으며 재료의 용출 거동 결과에서 고체분산체는 약물의 화학 구조 변화로 인하여 물질의 용해도가 증가되는 것으로 나타났다. Lercanidipine hydrochloride is a calcium channel blocker of the dihydropyridine, which opens the blood vessels for allowing the blood to circulate more freely around the body. Lercanidipine is a poorly water soluble drug and quite difficult to deliver. Taking this into account, in the study, we have designed lercanidipine loaded water soluble polymer PVP K-30 via solid dispersion method using spray drying and rotary evaporation to improve the dissolution properties. Further, the dissolution behavior of the materials were evaluated by in vitro assays. Results showed that solid dispersion has increased the dissolution properties of the materials owing to the change in the drug chemical structure.

헤스페리딘을 함유한 락타이드 글리콜라이드 공중합체 지지체에서 섬유륜 세포의 증식과 거동 평가

장나금(Na Keum Jang),고현아(Hyun Ah Ko),차세롬(Se Rom Cha),이선의(Seon Eui Lee),정현기(Hyun Ki Jeong),김수영(Su Young Kim),신재훈(Jae Hun Shin),김은영(Eun Young Kim),송정은(Jeong Eun Song),강길선(Gilson Khang) 한국고분자학회 2015 폴리머 Vol.39 No.5

항산화와 항염증으로 잘 알려진 헤스페리딘은 디스크 재생을 위해 효과적인 지지체로 제작하기 위해 사용하였다. 지지체는 poly(lactide-co-glycolic acid) (PLGA)에 헤스페리딘(0, 3, 5, 10%)을 첨가하여 염 침출법으로 제작하였고, 섬유륜 세포(AF)를 파종한 후 세포의 변화를 연구하였다. SEM, WST 그리고 RT-PCR 분석을 통해 세포의 부착과 증식, 세포의 표현형 분석을 실시하였다. 또한 면역조직화학염색을 통하여 AF세포의 생체 내 거동을 확인하였다. 그 결과, 5% 헤스페리딘이 함유된 PLGA 지지체가 가장 좋은 세포의 형태와 생체 적합성을 보여, 디스크 재생을 위한 지지체로서의 활용 가능성을 확인하였다. Hesperidin, a well-known antioxidant and anti-inflammatory agent, was smartly used for designing efficient scaffolds for disc regeneration. The scaffolds were synthesized via a salt-leaching method by adding hesperidin (0, 3, 5, & 10%) to poly(lactide-co-glycolic acid) (PLGA) followed by a cellular behaviors study by seeding annulus fibrosus (AF) cells. The cellular adhesion, proliferation and phenotypes were further evaluated by SEM, WST and RT-PCR, respectively. Additionally, AF cell behavior was studied by immunohisto-chemical staining in vivo. Results showed that PLGA scaffold with 5% hesperidin are best suited for disc regeneration, showing good cellular morphology and biocompatibility.

아토르바스타틴 칼슘을 함유한 폴리옥살레이트 미립구의 제조 및 방출거동

이천중(Cheon Jung Lee),김수영(Su Young Kim),이현구(Hyun Gu Lee),양재원(Jae Won Yang),박진영(Jin Young Park),차세롬(Se Rom Cha),임동권(Dong Kwon Lim),이동원(Dong Won Lee),강길선(Gil Son Khang) 한국고분자학회 2014 폴리머 Vol.38 No.5

생분해성 고분자인 폴리옥살레이트(POX)를 이용하여 아토르바스타틴 칼슘을 함유한 미립구를 O1/O2/W 에멀젼용매증발법으로 제조하였다. 약물의 함량, POX의 분자량과 농도 그리고 유화제인 PVA의 농도를 달리하여 아토르바스타틴 칼슘이 함유된 미립구의 형태학적 특성, 방출거동, 분해거동 등을 평가하였다. 아토르바스타틴 칼슘이함유된 미립구에 대한 물리화학적 성질 및 형태를 X선 회절분석법과 시차주사열량계, 적외선 분광분석기, 그리고주사 전자 현미경을 이용하여 분석하였다. 또한 미립구의 방출거동과 포접률을 분석하기 위하여 고성능 액체 크로마토그래피를 이용하였으며 분해성을 분석하기 위하여 10일 동안 in vitro 실험을 통해 관찰하였다. 본 연구를 통하여 제조 조건에 따라 아토르바스타틴 칼슘을 함유한 POX 미립구의 약물방출과 형태 제어를 확인할 수 있었으며, 이를 통해 아토르바스타틴 뿐만 아니라 유사 약물의 약물 방출과 형태 제어에 도움이 될 것으로 기대된다. Atorvastatin calcium-loaded polyoxalate (POX) microspheres were prepared by an emulsion solvent-evaporation/extraction method of oil-in-oil-in-water (O1/O2/W) for sustained release. We investigated the release behavior according to initial drug ratio, molecular weight (Mw) and concentration of POX and concentration of emulsifier. The microsphere was characterized on the surface, the cross-section morphology and the behavior of atorvastatin calciumrelease for 10 days by scanning electron microscopy (SEM) and high performance liquid chromatography (HPLC). The analysis of crystallization was analyzed to use X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimeter (DSC) and Fouriertrans form infrared (FTIR). These results showed that the release behaviors can be controlled by preparation conditions.