Underlying mechanism for suppression of vascular smooth muscle cells by green tea polyphenol EGCG released from biodegradable polymers for stent application
Dong‐Wook Han, Dong‐Wook Han, Duk‐Young Jung, Jong‐Chul Park, Han‐Hee Cho, Suong‐Hyu Hyon, Dong Keun Han, Dong Keun Han
Journal of Biomedical Materials Research Part A
에피갈로카테킨-3-O-갈레이트(EGCG)는 차에서 가장 풍부한 카테킨으로, 수용체 및 신호전달 키나아제의 활성에 영향을 줌으로써 다양한 심혈관계 유익 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 생분해성 poly(L-lactide-co-ε-caprolactone, PLCL) 필름으로부터 유리되는 EGCG가 혈관 평활근 세포(VSMCs)의 증식, 세포주기 진행 및 기질 금속단백질분해효소-2(MMP-2) 발현에 미치는 억제 효과를 조사하였다. EGCG 매개 VSMC 억제의 기저 기전으로서 인산화된 Akt(pAkt) 및 핵인자-κB(pNF-κB)의 관여뿐 아니라 EGCG의 VSMC 내 내재화도 함께 확인하였다. EGCG 유리 PLCL(E-PLCL)에서 개 대동맥 SMC(CASMC)의 증식은 유의하게 억제되었다. E-PLCL에서 배양된 CASMC는 G(0)/G(1) 단계에서 세포주기 정지의 유도와 pAkt의 비활성화를 보였고, 이는 이어지는 세포사멸로 이어졌다. E-PLCL로부터 유리된 EGCG는 활성 MMP-2 발현을 직접적으로 감소시켰으며, pNF-κB의 EGCG 매개 억제를 통해 간접적으로도 MMP-2를 억제하였다. 또한 우리는 형광 이소티오시아네이트-결합 EGCG가 CASMC의 세포질에 축적되고 이어서 핵으로 전이되는 현상을 관찰하였으며, 이는 CASMC에 대한 세포 반응을 담당하는 유전자들로 향하는 외인성 신호의 차단을 초래할 수 있다. 종합하면, E-PLCL에 대한 VSMC의 반응이 EGCG에 의해 세포 내로 통합된 후 pNF-κB, pAkt 및 이들 각각의 하위 표적 유전자 또는 단백질들의 억제를 통해 매개됨이 확인되었다.
Effect of fracture gap on stability of compression plate fixation: A finite element study
Jong‐Keon Oh, Dipit Sahu, Y.H. Ahn, Sung Jae Lee, Sadami Tsutsumi, Jin-Ho Hwang, Duk−Young Jung, S. M. Perren, Chang‐Wug Oh
Journal of Orthopaedic Research®
압박 금속판 고정에서 해부학적 정복(anatomical reduction)과 골절 부위 전반에 걸친 압박(compression)은 일차 골유합(primary bone healing)을 달성하기 위해 필요한 기본 원리이다. 그러나 판의 과도한 굽힘(overbending of the plate)과 부정확한 정복(inaccurate reduction)과 같은 기술적 함정뿐 아니라 골절의 구성 자체에 의해 골절 부위의 간격(gap)이 다양한 정도로 발생하는 경우가 흔하다. 골절 간격이 골-금속판(bone-plate) 복합체의 안정성에 미치는 영향에 대해서는 알려진 바가 많지 않다. 본 연구에서는 검증된 유한요소해석(finite element analysis)을 통해 골절 간격 크기(1 및 4 mm)와 골 결손(bone defect)(25%, 50%, 75%, 100%)이 압박 금속판-골 구성(compression plate-bone construct)의 생체역학적 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 총 여덟 가지 서로 다른 모델의 강성(stiffness)을 이상적으로 압박된 모델(0 mm/0%)의 강성과 비교하였으며, 피크 폰 미제스 응력(peak von Mises stress, PVMS) 형태의 응력 집중(stress concentration) 또한 평가하였다. 강성의 감소는 주로 골 결손의 깊이에 좌우되었다. 강성의 감소는 동일한 결손을 가진 모델들에서 간격 크기에 따라 유사하게 나타났다. 골 결손 깊이가 75% 및 100%인 간격 모델에서는 작은 결손에 비해 금속판의 중앙 구멍(central hole) 주변에 현저하게 더 많은 응력이 집중되었다. 우리는 판 고정 후 골절면 간 접촉이 전혀 없는 얇은 골절 간격(1 mm)만으로도 강성이 지수적으로 감소하며, 금속판의 과도한 응력 집중을 피하기 위해 골절면 접촉이 > 또는 =50% 수준에서 필요하다고 결론지었다.
Development of epigallocatechin gallate-eluting polymeric stent and its physicochemical, biomechanical and biological evaluations
Dong‐Wook Han, Jun-Jae Lee, Duk−Young Jung, Jong‐Chul Park, Suong‐Hyu Hyon
Biomedical Materials
약물방출 스텐트로부터의 국소 약물 전달은 스텐트 삽입 후 재협착을 예방하기 위한 가장 유망한 치료 방법 중 하나로 받아들여져 왔다. 그러나 비흡수성 폴리머 코팅과 베어메탈 스텐트에 의해 유발되는 과민반응은 중대한 임상적 후유증을 초래할 수 있다. 홍차의 주요 케테킨인 에피갈로카테킨-3-O-갈레이트(EGCG)는 항혈전, 항염증 및 항증식 활성을 나타내는 것으로 보고되어 있다. 본 연구에서는 생분해성 폴리(lactide-co-epsilon-caprolactone, PLCL)로부터 지속적으로 방출되는 EGCG가 혈관 평활근세포(VSMCs)의 증식을 억제할 것이라는 가설을 세웠다. EGCG-방출 PLCL(E-PLCL)은 PLCL에 EGCG를 혼합하여 제조하였다. EGCG를 첨가하더라도 PLCL의 표면 형태, 거칠기 및 용융 온도는 변하지 않았다. EGCG는 E-PLCL 내에 균일하게 분산되었으며, PLCL 분해가 아니라 제어된 확산에 의해 최대 7일 동안 지속적으로 방출되었다. 또한 EGCG는 파단 인장강도에는 영향을 주지 않았으나 PLCL의 탄성률을 유의하게 증가시켰다. E-PLCL로의 VSMCs 증식은 세포 부착이 PLCL보다 높았음에도 불구하고 유의하게 억제되었다. 한편, EGCG를 용출하는 고분자 스텐트는 스트럿 사이에 균열이나 웹빙이 없이 제조되었으며, 박리나 파괴 없이 구조적 무결성이 유지되었다. 이러한 결과는 E-PLCL이 혈전증, 염증 및 스텐트 내 재협착을 예방하기 위해 EGCG를 용출하는 혈관 스텐트, 즉 EGCG를 용출하는 고분자 스텐트를 제작하는 데 잠재적으로 적용될 수 있으며, 더 나아가 EGCG를 방출하는 고분자 코팅 금속 스텐트에도 적용될 수 있음을 시사한다.