Biodegradable drug-eluting stent has dual functions of supporting the lumen and treating internal tumor preventing the restenosis by releasing drug. In this study, the polycaprolactone (PCL) based three dimensional (3D) mesh loaded with paclitaxel (PTX) was presented by rapid prototyping (RP) technique of solid freeform fabrication (SFF) for biodegradable drug-eluting stent application. PCL has many advantageous properties such as good biocompatibility, good mechanical properties, and good drug permeability. PTX is widely used in the cancer treatment by inhibiting tumor cell proliferation. Analytical methods of HPLC and NMR were used for simultaneous quantification of PTX. Scanning electron microscopy (SEM) was performed to observe the architecture and morphologies of 3D mesh. The cytotoxicity assay results indicated released PTX's biological activity. This study provided that PCL based 3D mesh loaded with PTX by RP technique has great potential for biodegradable drug-eluting stent application.

약물방출 고분자 코팅 스텐트는 수술후 재협착을 획기적으로 줄였지만, 약물방출이 균일한 구조체를 제작하는 것이 어렵고 체내에 구조체를 영구적으로 남겨야 하는 부담을 여전히 가지고 있다. 이를 해결하는 방안으로 생분해성 고분자로 스텐트를 제작하는 방법들이 활발하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 조형가공기술(solid freeform fabrication, SFF)의 하나인 쾌속조형기법(rapid prototyping technique)의 3차원 플로팅(3D plotting) 기술을 이용하여 파크리탁셀(PTX) 약물을 함유한 폴리카프로락톤(PCL) 3차원 구조체를 제작하였고, 생분해성 PCL 고분자로부터 PTX의 방출거동과 스텐트 제작 가능성을 고찰하였다. 약물을 포함한 구조체의 표면특성을 SEM으로 확인한 결과 굴곡이 자연스럽고 매끄러운 표면을 가지고 있었다. FTIR을 통해서 약물이 성공적으로 구조체에 포함되었음을 확인하였고, NMR과 HPLC를 통해서 PCL 구조체 중의 PCL함량과 PTX의 서서히 방출됨을 확인되었다. 또한 세포실험을 통해 구조체에서 방출된 약물이 생물학적으로 활성을 유지하고 있으며, 반복제작된 구조체에서도 균일한 활성의 약물이 방출됨을 확인하였다. 이와같은 쾌속조형기법을 이용하여 약물을 포함하는 구조체를 제작하고 분석함으로써, 생분해성 고분자 스텐트로서의 적용가능성을 제시하였다.

Keywords: drug-eluting stent; polycaprolactone (PCL); paclitaxel (PTX); rapid prototyping (RP); solid freeform fabrication (SFF).