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자료유형
학술저널
저자정보
민기윤 (광주과학기술원) 태기융 (광주과학기술원)
저널정보
한국생체재료학회 생체재료학회지 생체재료학회지 제27권
발행연도
2023.3
수록면
859 - 871 (13page)
DOI
https://doi.org/10.1186/s40824-023-00373-y

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Background Cellular infltration and angiogenesis into implanted biomaterial scafolds are crucial for successful host tissue integration and tissue regeneration. Cellulose nanocrystal (CNC) is a nano-sized cellulose derivative, which can form an injectable physical gel with salts. Sulfate groups of sulfated CNC (CNC-S) can act as a binding domain to various growth factors and cytokines with a heparin-binding domain for sustained release of them. Vascular endothelial growth factor (VEGF) can promote the proliferation of endothelial cells and angiogenesis. In this study, VEGF-loaded CNC-S hydrogel was evaluated as an injectable scafold that can induce cellular infltration and angiogenesis. Methods CNC-S was hydrolyzed to get desulfated CNC (CNC-DS), which was used as a negative control group against CNC-S. Both CNC-S and CNC-DS hydrogels were prepared and compared in terms of biocompatibility and VEGF release. The hydrogels with or without VEGF loading were subcutaneously injected into mice to evaluate the biocompatibility, cellular infltration, and angiogenesis induction of the hydrogels. Results Both hydrogels possessed similar stability and shear-thinning behavior to be applicable as injectable hydrogels. However, CNC-S hydrogel showed sustained release (until 8 weeks) of VEGF whereas CNC-DS showed a very fast release of VEGF with a large burst. Subcutaneously injected CNC-S hydrogel showed much enhanced cellular infltration as well as better biocompatibility with milder foreign body response than CNC-DS hydrogel. Furthermore, VEGF loaded CNC-S hydrogel induced signifcant angiogenesis inside the hydrogel whereas VEGF-loaded CNC-DS did not. Conclusion CNC-S possesses good properties as a biomaterial including injectability, biocompatibility, and allowing cellular infltration and sustained release of growth factors. VEGF-loaded CNC-S hydrogel exhibited efcient angiogen esis inside the hydrogel. The sulfate group of CNC-S was a key for good biocompatibility and the biological activities of VEGF-loaded CNC hydrogel.
#Cellulose nanocrystal (CNC) #Injectable hydrogel #Vascular endothelial growth factor #Cellular infltration #Angiogenesis

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