Thromboresistant semi-IPN hydrogel coating: Towards improvement of the hemocompatibility/biocompatibility of metallic stent implants
저자
Obiweluozor, Francis O. ; Tiwari, Arjun Prasad ; Lee, Jun Hee ; Batgerel, Tumurbaatar ; Kim, Ju Yeon ; Lee, Dohee ; Park, Chan Hee ; Kim, Cheol Sang
발행기관
학술지명
Materials science & engineering. C, Materials for biological applications
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
1274-1288(15쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Here we developed a semi-interpenetrating network (IPN) hydrogel obtained by free radical polymerization to fabricate a coated stent with the aim of incorporating a natural topography present in the human body to improve biological activity. The method involves sandwiching a bare metal stent in the semi-IPN hydrogel via solution cast molding. The bio-functionality of the membrane could be tuned by incorporating Polydopamine into the matrix, and also the mechanical property was optimized by choosing an adequate concentration of acrylamide. The coating containing polydopamine hydrogel showed good mechanical stability under continuous flow condition, as demonstrated by crimping and deployment into a catheter without damage. Stent polymer bonding was enhanced via polydopamine incorporation in the matrix. The non-thrombogenicity of the coating containing hydrogel was confirmed through dynamic hemocompatibility studies in vitro. Vascular simulations, including other biomechanical performance, like durability testing, radial strength, and recoil, were demonstrated. The dopamine containing hydrogel membrane (DCHM) was found to promote cell material interaction due to the ability of the catechol to bind protein and induce HUVECs cytoplasmic spreading, proliferation, and migration, with reduced smooth muscle cell (SMCs) activity. SMCs inhibition correlated well with the amount of incorporated catechol in the matrix. Our results show that this material used as coated stent could be more effective in suppressing platelet aggregation with improved haemocompatibility/biocompatibility for faster re-endothelialization than bare metal stent (BMS).</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> 2D modeling of hydrogel coated stent for improved hemodynamics in contrast to bare metal stent was proposed. </LI> <LI> Incorporating PU as a second network in the IPN hydrogel greatly improve the mechanical property. </LI> <LI> The fabricated membrane creates a stable coating that enable delivery via non-invasive approach (catheter). </LI> <LI> Incorporation of Polydopamine in the matrix enhance HUVECs viability/ proliferation and suppresses SMCs viability. </LI> </UL> </P>
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