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.

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.

탈미네랄화된 골분 스펀지에서 쥐지방줄기세포의 골분화 유도

김창현(Chang Hyun Kim),장나금(Na Keum Jang),김도경(Do Kyung Kim),송야성(Yah Seong Song),송정은(Jeong Eun Song),강길선(Gilson Khang) 한국고분자학회 2017 폴리머 Vol.41 No.1

탈미네랄화된 골분(DBP)은 콜라겐, 칼슘 그리고 프로테오글리칸을 포함한다. DBP는 조직공학 분야에서 널리 사용되는 생체재료로, 새로운 뼈나 연골 성장의 기초를 다지는데 도움을 주는 생체 활성 분자를 포함한다. 본 연구에서는 천연 생체재료인 DBP를 1, 2, 3% 비율의 스펀지형태로 제작하였다. 또한 체내 지방에서 쉽게 얻을 수 있는 쥐지방줄기세포(rASCs)를 DBP 스펀지에 파종한 후, 골분화를 확인하기 위해 다음과 같은 연구를 실시하였다. 먼저, 세포의 부착과 증식의 효과를 확인하고자 SEM과 MTT분석을 실시하였으며, 골분화의 발현 정도와 잠재력 확인을 위해 ALP 활성과 RT-PCR을 실시하였다. 조직화학적 염색은 쥐에 DBP 스펀지를 이식한 후 1주, 4주 및 8주 후에 적출하여, Alizarine Red S 염색과 Von Kossa 염색을 통해, 생체 내에서 골분화의 효과를 확인하였다. 그 결과, 1% DBP 스펀지가 rASCs의 골분화능을 증가시키는데 적합한 환경을 제공한다는 것을 확인할 수 있었다. Demineralized bone particle (DBP) is a well-studied biomaterial, composed of collagen, calcium and proteoglycan. It is widely used in tissue engineering and regenerative medicine, because it contains powerful bioactive molecules that facilitate new bone or cartilage growth. Herein, we fabricated 1, 2 and 3% sponges using natural biomaterial DBP and studied its efficiency in rat adipose stem cells (rASCs) as models. After rASCs were seeded on DBP sponges, we evaluated rASCs adhesion, proliferation, cell attachment, proliferation and osteogenesis using SEM, MTT, and bone differentiation expose using ALP assay, RT-PCR in vitro. Histological examinations were performed at 1, 4 and 8 weeks after implantation DBP sponge to assess the effect of bone differentiation in vivo using Alizarin Red S, Von Kossa staining. We found that 1% DBP sponge can provide suitable environment for bone differentiation of rASCs.

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.

다양한 친수성 고분자를 이용한 삼중층 정제의 니페디핀 서방화 및 특성분석

이천중(Cheon Jung Lee),하현정(Hyun Jung Ha),김수영(Su Young Kim),박진영(Jin Young Park),장나금(Na Keum Jang),송정은(Jeong Eun Song),강길선(Gilson Khang) 한국고분자학회 2015 폴리머 Vol.39 No.5

니페디핀은 고혈압 치료제로 쓰이는 약물로 난용성이기 때문에 용출률의 개선이 필요한 약물이다. 또한 반감기가 1.5~2시간 정도로 짧기 때문에 약물방출을 서방화시킬 필요성이 있다. 본 연구에서는 니페디핀의 약물 방출을 조절하기 위하여 다중층 정제를 통한 24시간 방출제어를 목표로 하였다. 다중층 정제는 윗층과 아래층 그리고 가운데층의 세층으로 이루어지며 윗층과 아래층은 gel-forming 고분자를 이용하여 방출조절을 시도하였다. 가운데 층은 니페디핀의 용출률 향상을 위해 니페디핀과 폴리비닐프롤리돈 K30의 고체분산체를 제조하여 사용하였다. 고체분산체 분석을 위한 SEM, XRD 그리고 DSC분석을 실시하였으며, 인공장액(pH 6.8)에서 생체 외 용출거동을 24시간동안 실시하였다. 실험 결과, 여러 종류의 친수성 고분자 종류 중 하이드록시프로필 메틸셀룰로스 K15M을 사용한 니페디핀 삼중층 제형이 가장 좋은 서방형 패턴과 용출률을 확인할 수 있었다. 이를 통해 니페디핀의 서방화 가능성을 확인할 수 있었다. Nifedipine is mainly used for treatment of antianginal (especially in Prinzmetal’s angina) and antihypertensive. However, it is needed to improve the dissolution rate because it is poorly water-soluble drug. Nifedipine needs the sustained release formulation due to its short half-life of 1.5~2 h. Therefore, the purpose of this study is to control the burst release of nifedipine through the multi-layer as three layers formulation for 24 h. Upper and bottom layers consisted of gel-forming polymers as release controlling agent, and the middle layer was prepared by nifedipin-PVP K30 solid dispersion. The prepared solid dispersion was analyzed by SEM, XRD and DSC. The prepared multi-layer tablet was characterized by swelling assays. The release behavior of nifedipine from the multi-layer tablet was confirmed through in vitro assay (pH 6.8). It was confirmed that the nifedipine three-layered tablet using hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC) K15M showed the best of sustained pattern and dissolution behavior.

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.