부산대학교 도서관

Conventional surgical treatment for esophageal diseases has been associated with a high incidence of complications and poor prognosis owing to the unique characteristics of the esophagus. Particularly, resection for large amount of esophageal mucosa often cause severe stricture formation. Therefore, tissue engineering for esophageal mucosal tissue restoration is being widely researched. Recent studies have shown that the suitable blending ratio of synthetic to natural polymers based on the characteristics of the esophagus and the optimal architecture of the scaffolds are key strategies for cellular behaviors and esophageal tissue regeneration. Therefore, optimization of the micro/nano architecture of scaffolds with suitable blended material is necessary for successful esophageal tissue regeneration, In this study, synthesizing optimal material for use in esophageal tissue engineering and scaffold fabrication with selected material and evaluation for esophageal epithelial regeneration were conducted. Thermoplastic polyurethanes were produced with varying NCO/OH ratios (i.e., R ratio) using polycaprolactone diol, 1,6-hexamethylene diisocyanate, and 1,4-butanediol. Nine polyurethane samples were prepared by adding gelatin to the synthesized polyurethanes in different ratios. The suitability of the polyurethane samples in esophageal tissue engineering was assessed based on their thermal properties, hydrophilicity, degradability, mechanical properties, and biocompatibility. The R 1 G 10 sample demonstrated the most suitable properties for use in esophageal tissue engineering. With polyurethane synthesized at an optimized ratio, scaffolds were fabricated using the electrospinning/netting technique under various conditions, and assessed the tissue morphology, cytokeratin expression and cell proliferation in the esophageal epithelial cells of a rat. The sample fabricated with 4 wt% polymer solution under 24 kV had the most similar characteristics compared to a healthy rat esophageal epithelium. Taken overall, these studies demonstrates that pore structure optimization of nanoscale using gelatin modified polyurethane for esophageal epithelial regeneration. Scaffolds fabricated using the proposed condition are expected to have utilize in vivo study for the purpose of restoring esophageal epithelium and to have potential for future esophageal regeneration.
식도 질환에 대한 기존 수술적 치료는 식도의 독특한 특성으로 인해 높은 합병증 발생비율과 좋지 않은 예후를 보인다고 연구되어 있다. 특히 많은 양의 식도 점막을 절제하는 것은 심각한 협착을 종종 형성시킨다. 그러므로 식도 조직을 재생시키기 위한 조직 공학이 다양하게 연구되고 있다. 최근 연구에서 식도의 특성에 맞는 합성 폴리머와 자연유래 폴리머의 적절한 합성비율과 최적화된 세포지지체의 구조가 세포의 활성과 식도조직의 재생에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 따라서 적절한 혼합물질을 활용하여 제작한 마이크로/나노단위를 가지는 세포지지체 구조의 최적화는 성공적인 식도조직재생을 위한 중요한 전략이라고 할 수 있다.이번 연구에서는 식도조직공학을 위한 최적의 재료를 합성하는 과정과 선택된 재료를 활용하여 세포지지체를 제작 후 식도상피재생을 평가하는 과정을 서술하였다. polycaprolactone diol, 1,6-hexamethylene diisocyanate, and 1,4-butanediol을 활용하여 NCO/OH (R 비율) 및 젤라틴의 비율을 다르게 하여 총 9개의 샘플을 제작하였다. 식도조직공학을 위한 폴리우레탄 샘플의 적합성은 열적 특성, 친수성, 분해성, 기계적 특성 및 생체친화성 측면에서 평가되었다. 평가 결과 R 비율이 1인 폴리우레탄 샘플에 10%의 젤라틴을 첨가한 샘플이 식도조직공학에 가장 적합한 샘플로 평가되었다. 최적의 비율을 가지는 합성된 폴리우레탄을 활용하여 다양한 조건 하에 electrospinning/netting 방법 활용한 세포지지체가 제작되었고, 제작된 세포지지체에서 랫드의 상피세포의 조직형태, 세포 분화 및 증식을 평가하였다. 샘플 A-D에서 농도/전압 조건은 4wt%/12 KV, 4wt%/24 KV, 6.5wt%/12 KV 및 6.5wt%/24 KV로 진행하였다. 평균 nanonet의 밀도는 전압이 증가할수록, 농도가 증가할수록 증가하였으며, 4%의 용액을 24KV하에서 방사진행한 샘플이 정상 랫드의 식도상피와 가장 비슷한 특성이 확인되었다. 종합적으로, 이 연구들은 식도상피재생을 위해 젤라틴 변형 폴리우레탄을 활용하여 나노 단위의 세포지지체 구조의 최적화를 증명하였다. 제시된 조건으로 제작된 세포지지체는 향 후 식도 재생과 관련된 in vivo 연구에 활용될 수 있는 잠재성을 가질 것으로 기대할 수 있다.