Effects of the bFGF and type I collagen coated on the PVA nano-fibrous membrane for skin regeneration

Abstract

피부 손실 및 상처는 삶의 질과 밀접한 관련이 있으며, 심각할 경우 정신적 문제와 죽음에 이르기도 한다. 본 연구에서는 피부 상처 보호 및 재생을 위하여 독성이 적고 다루기 쉬운 PVA를 재료로 전기방사하여 나노 멤브레인을 제작하였다. PVA는 물에 잘 녹지만, 본 실험에서 아세톤을 포함한 용매를 썼을 때 더 효율적인 전기방사가 진행되었으며, 섬유의 직경도 일정해졌다. 피부 세포의 재생을 촉진하기 위해 b-FGF와 Collagen을 코팅하였다. PVA 멤브레인의 표면 친수성을 확인하기 위하여 Contact Angle을 측정한 결과 세포 반응에 적합하며, 상처 부위의 삼출물 흡수에 유리한 친수성을 갖는 것으로 나타났다. Genipin으로 PVA 멤브레인의 표면에 화학적 고정시킨 Collagen을 확인하기 위하여 XPS를 한 결과 N-기를 갖는 것으로 나타났으며, Sirius red dye법으로 멤브레인의 콜라겐 정량한 결과 0.20 mg/well으로 상처 치유 과정에 필요한 양을 적절히 함유하고 있는 것으로 나타났다. 동물 모델로 쥐의 등 부분에 1cm2 크기의 상처를 내고 PVA membrane, Collagen coated PVA membrane, b-FGF and collagen coated PVA membrane를 각각 처리한 군과 실험의 대조군으로 아무 처리하지 않은 군을 비교하였다. 10일 후 쥐의 조직을 염색하여 피부 조직의 재생 정도를 비교한 결과 Collagen을 처리한 군이 PVA군에 비해 조직 재생 속도가 빠른 것으로 나타났으며, b-FGF는 피부 재생 촉진시키므로 다른 군에 비해 재생 속도가 증진된 것을 확인할 수 있었다.;Skin damage generally affects the quality of life and can cause mental disease and even death. The purpose of this study is to examine the effects of skin regeneration using Poly (vinyl alcohol)(PVA) membrane-coated collagen and basic fibroblast growth factor. PVA membrane was prepared by electrospin methods and cross-linked with glutaraldehyde. Then membranes were soaked into a type I collagen solution and bFGF for fibroblast proliferation and attachment. The morphology and properties of these membranes were observed by the scanning electron microscopy (SEM), and the surface hydrophilicity was characterized by the contact angle. Their construction and hydrophilicity are suitable to apply for skin defects. The PVA surface modification chemistry was confirmed via XPS, and the N peak was measured on the collagen coated membrane. Sirius red dye method was performed to measure the total collagen quantity and 0.20 mg/well of collagen were on the membrane. Male mice (n=10) was used as animal model and they had three 1cm2 full-thickness skin incisions on the back. PVA, Collagen coated PVA, b-FGF and collagen coated PVA membranes were put on the wound and compared with the group not treated with the membrane. It is concluded that water-acetone mixed PVA solution made electrospinng more effective than the water one. PVA membrane and the collagen coated PVA membrane have a compatible hydrophilicity for wound healing. Genipin crosslinked collagen on the PVA membrane and the quantity of crosslinked collagen was suitable. The group with collagen coated PVA membrane was faster in terms of healing than the group with the PVA membrane, and the group with the application of the bFGF-collagen PVA membrane was in a better condition than others.