Mangetic nanoparticle embedded hydrogel sheet with groove pattern for wound healing

Abstract

혈관내피전구세포는 성장인자들을 포함한 생체 활성인자들을 분비, 혈관 생성 유도 능력을 가진 세포이다. 이 논문에서는 혈관내피전구세포 전달을 통해 혈관 재생을 촉진하고 상처 치유 등 손상된 곳에 혈액을 통해 산소를 포함하여 영양분을 전달하여 피부 재생을 유도하는 것을 목적으로 한다. 조직으로의 세포의 안정적인 전달을 위해서는 세포의 접착성과 세포의 보유력 및 세포의 기능을 유지하도록 하는 플랫폼의 개발이 중요하다. 이를 위해, 이 논문에서는 자성나노입자와 그루브패턴을 임베딩한 하이드로젤기반의 쉬트를 제작하였으며, 세포부착성, 세포성장, 세포증식, 및 혈관생성능력이 향상되었음을 확인하였다. 더불어 이 쉬트를 통해 피부 상처에 세포 전달을 하였을 때, 혈관생성을 유도, 가속화 된 상처치유능력을 확인할 수 있었다.

Endothelial progenitor cell (EPC) is endothelial precursor cell that secretes bioactive factors to induce angiogenesis and vascularization. Due to its property, transplantation of EPC is one of ideal methods for wound therapy. Maximizing healing efficacy of EPC by maintaining cell retention and function, highly efficient scaffold is required for local delivery. Herein, we fabricated magnetic nanoparticle(MNP) embedded hydrogel sheet with groove pattern to promote vascularization for wound healing. We demonstrated that topographical modification of the surface with groove pattern induced cell proliferation, cell alignment and cell elongation. In addition, stimulation with patterned substrate prompted morphological changes mimicking endothelial stalk cell and tip cell like with branching points, which consequently increased cell-cell interaction and secretion of growth factors such as PDGF-BB. As a result, enhanced wound healing was observed with efficient delivery of the MNP embedded patterned sheet (MPS) without deformation through magnetic force.

In this paper, enhancement of vascularization and repair of dermal wound with EPC/MPS will be reported.