• 재활복지공학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.5-17
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• 2009

골에 삽입한 후 체외고정구에 결합하여 조절함으로써 골절회복(장골의 개방성골절, 연부조직의 재건술 및 관절고정술 등)에 사용되는 금속나사를 특별히 고안한 절삭도구와 연삭기구 및 독자적인 후처리 공정을 통하여 국내기술로 처음 개발, 상품화하였다. 개발된 제품과 수입제품의 비교실험을 실시한 결과, 수입제품대비 평균 103%의 특성을 나타내었다. 이 제품의 개발에 적용된 설계기법 및 후처리 공정과 요소실험 결과들을 소개한다.

• 폴리머
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• 제39권3호
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• pp.412-417
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• 2015

조직공학에 있어서 고분자 지지체의 물성은 세포의 부착, 이동, 성장 및 분화에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나이다. 이 논문에서는 다양한 강성을 가지는 세포 친화적인 알긴산 하이드로젤을 제조하고 골모세포(MC3T3-E1)와 심근세포(H9C2)를 2차원 배양한 후, 각 세포의 부착 및 성장을 연구하였다. 골조직에서 유래한 MC3T3-E1 세포는 하이드로젤의 강성도가 증가함에 따라 성장이 촉진되었지만 근육조직 유래의 H9C2 세포는 오히려 감소하였다. 재생하고자 하는 조직의 종류에 따라 지지체의 기계적인 물성을 변화시켜서 세포의 부착 및 성장을 제어하는 것은 조직공학적으로 조직 및 장기를 개발하는 데 있어서 중요한 역할을 할 것이다.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권4호
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• pp.70-76
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• 2022

Calcium-phosphate-based bioceramics are promising biomaterials for scaffolds because they can assist in bone regeneration. In this study, a laser sintering deposition system was developed, and 3D hydroxyapatite (HA) scaffolds were fabricated. The main process conditions of the HA scaffolds were laser power, table velocity, and laser focal distance. As the laser power increased, the line width, line height, and layer thickness also increased. Further, the line width, line height, and layer thickness decreased as the table velocity increased. As the laser focal distance increased, the line width increased, but the line height and layer thickness decreased. The fabricated green scaffolds were sintered at 1050 ℃ and 1150 ℃. The sintered scaffolds had a uniform and continuous interconnected shape, with pore sizes ranging from 850 to 950 ㎛ having 53% porosity. The compressive strength of the scaffolds decreased from 0.72 MPa (1050 ℃) to 0.53 MPa (1150 ℃). The biocompatibility of the scaffolds was investigated by analyzing the adhesion of osteoblast-like MG-63 cells cultured on the surfaces of the scaffolds. The results indicate that the scaffold sintered at 1050 ℃ had good mechanical and biological properties compared to that at 1150 ℃.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제30권2호
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• pp.213-231
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• 2000

이 연구의 목적은 다공성의 CPP 내부에 쥐의 장골의 골수에서 유래된 세포를 접종하고 3차 원적으로 배양하여 CPP가 골 형성을 위한 조직공학의 지지체로 적용가능한가를 연구하는 것과 Calcium PolyPhosphate(CPP)의 돌연변이 유발성을 검사하는 것이다. 무수 ($Ca(H_2PO_4)$)를 condensation하여 무결정의 ($Ca(PO_3)$)를 얻고 이를 용융하고 냉각시킨 후 분쇄하여 Calcium polyphosphate(CPP) powder를 얻었다. 다공성의 CPP는 5% $SiO_2$를 첨가하여 sponge 형태로 $450-550{\mu}m$ 소공의 크기를 가지는 것과(CPP-45ppi) $200-300{\mu}m$의 소공의 크기를 가지는 것(CCP-60ppi) 2가지로 제작하였다. 각각의 CPP matrices는 $5mm{\times}5mm{\times}1mm$의 블록 형태로 만들었다. 체중 100g 내외의 백서에서 장골(femur, tibia)을 채취하여 백서의 장골 골수 세포를 분리하여 배양한 후 24well에 CPP block을 넣고 CPP block 당 $10^5$개의 배양한 세포를 접종하였다. 배양 1, 7, 14, 및 21 일째에 각 well에서 trypsin EDTA를 이용하여 2회 반복하여 cell을 분리하였고, 원심분리한 후 hemacytometer로 측정하였다. 또, 45ppi와 60ppi, 그 리 고 Tissue Culture Polystyrene(control group)에 접종, 배양된 세포들의 염기성 인산분해효소활성도를 배양 7, 14, 및 21 일째에 각각 측정하였다. 각 기간별로 배양된 세포-CPP 혼합체내에서 세포의 부착 및 증식과 형성된 조직의 3차원적 형태를 관찰하기 위하여 주사전자현미경하에서의 관찰하였다. CPP의 돌연변이 유발성 검사 (mutagenicity test)를 위해 hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase(HPRT) assay를 하였다. NIH3T3 cell line과 CHO-K1 cell line으로 각각 $1000{\mu}g/m{\ell}$, $100{\mu}g/m{\ell}$, $10{\mu}g/m{\ell}$ 그리고 $1{\mu}g/m{\ell}$의 CPP 농도에서 측정하였다. 통계적 분석을 위해서 모든 측정은 각군당 4개체 이상 시험하였고, 각 측정값은 평균값${\pm}$표준편차로 나타내었다. 각 군간의 통계적 유의성 검정을 위해서 Analysis of variance(ANOVA)를 이용하였고 Tukey의 방법으로 사후분석을 실시하였다. 제작된 CPP matrices 소공들이 서로간에 연결이 잘 되어있는 형태였다. 두 가지로 제조된 CPP(45ppi와 60ppi) 모두에서 세포의 부착이 잘 일어났고, 부착된 세포의 분열도 잘 일어났다. 2 가지의 CPP 모두에서 7, 14, 21일째의 세포 수는 1일째에 비해 유의성 있게 증가하였다(P<0.01). 3차원적 구조인 Calcium PolyPhosphate에서 배양한 세포는 24well dish(tissue culture polystyrene)에서 평면적으로 배양한 대조군의 세포에서 보다 염기성 인산분해효소 (Alkaline Phosphatase)를 유의성 있게 높게 나타냈다. 주사전자현미경에서 세포-CPP 혼합체를 관찰한 결과, CPP block에 세포들이 잘부착되어 있었고, 시간이 지남에 따라 세포가 여러 층을 형성하면서 뭉치는 현상을 보였다. 또, HPRT assay 결과 , Calcium PolyPhosphate는 돌연변이 유발성을 보이지 않았다. 이상의 결과로 볼 때 CPP에는 세포부착이 잘 일어나고, 지지체 상에서 세포의 분열도 활발하게 일어나므로 골조직을 위한 조직공학의 우수한 지지체가 될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제29권3호
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• pp.447-472
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• 1999

The preclinical and clinical studies reviewed herein show that rhBMP-2 induces normal physiologic bone in relevant defects in the craniofacial skeleton. The newly formed bone assumes characteristics of the adjacent resident bone, and allows placement and osseointegration of dental implants. Clearly, the bone inducing capacity of rhBMP-2 is carrier and site dependent. rhBMP-2 in an absorbable collagen sponge carrier induces relevant bone formation in space providing defects. Space providing carries extends this possibility to non-space providing sites. Notably, some ceramic and polymeric biomaterials may substantially interfere with rhBMP-2 induced osteogenesis.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제41권6호
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• pp.73-80
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• 2004

본 연구에서는 자연치아 주위 골조직의 미세 변화를 검출하는 의료영상처리 기술에 대한 방안을 제안한다. 제안된 방법은 먼저, 입력되는 두장의 디지털 방사선 영상에서 자연치아의 형태 분석을 통하여 자연치아의 외곽선 및 직선선분을 검출하고, 검출된 외곽선 및 직선선분을 이용하여 예상되는 환부영역(관심영역)을 분리한다. 분리된 환부영역을 중심으로 에지기반 정합을 통한 영상정렬을 수행함으로써 기존의 관심영역이외의 영역에서 오류 정보가 표시되는 문제점을 해결하고, 또한 기존의 수동적인 방법을 통한 결과의 객관성 및 정확성에 대한 문제를 해결하였다. 실험 결과, 신속하고 정확하게 자연치아 주위의 미세 변화에 대한 검출이 가능하였고, 보다 객관적이고 정량적인 결과를 제시할 수 있음을 보여주었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권12호
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• pp.59-66
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• 2019

In this study, we developed a novel laser sintering deposition system (LSDS) based on solid free-form fabrication (SFF) technology as it has the potential to fabricate complex geometries with controllable architecture for bone tissue engineering applications. The 3D biphasic calcium phosphate (BCP) scaffolds were fabricated with a pore size of 800㎛, a line width and height of 1000㎛, and an overall size of 8.2×8.2×8.0 mm3 according to the design of experiment (DOE) results. Additionally, an optimized manufacturing process using response surface analysis was established to fabricate 3D BCP scaffolds. The fabricated 3D BCP scaffolds were sintered at 950℃, 1050℃, 1150℃, and 1250℃ according to sintering processes with a furnace. As the sintering temperature increased, the porosity increased. Through the compressive strength test, the 3D BCP scaffolds sintered at 1050℃ presented good results of about 0.76 MPa. These results suggest that fabrication methods for 3D bioceramic scaffolds using LSDS may meet the basic requirements for bone tissue engineering.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제27권5호
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• pp.453-456
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• 2001

Background: Autogenous alveolar bone cell transplantation may be suitable for tissue engineering for alveolar bone reconstruction. This study aimed to isolate human alveolar bone-derived cells (HABDCs) and to evaluate the ability of collagen gels to support HABDC proliferation and differentiation for human alveolar bone tissue engineering applications. Method: Cultures of primary HABDCs were established from alveolar bone chips obtained from 10 persons undergoing tooth extraction. These cells were expanded in vitro until passage 3 and used for the in vitro characterization of HABDCs and the in vitro analysis of collagen gels for alveolar bone tissue engineering. Results: Of the 10 attempts made to obtain HABDC cultures, eight were successful. HABDCs expressed the osteoblastic phenotype characterized by alkaline phosphatase activity, osteocalcin expression and the mineralization of the extracellular matrix in vitro. When seeded on collagen gels, HABDCs penetrated into the collagen gel matrices and proliferated inside the gels. Significantly, when HABDCs were embedded into the gels, collagen fibers and mineralization were produced within the gels. Conclusion: This study demonstrates the feasibility of using cultured HABDCs and collagen gels for human alveolar bone tissue engineering applications.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제29권6호
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• pp.374-378
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• 2003

Aim : Several injectable materials have been used in the application of osteogenic bone substitute; however, nothing has won universal acceptance. This study was performed to investigate whether chitosan-alginate gel/MSCs/BMP-2 composites are potentially injectable materials for new bone formation. Material and Methods : The composites were injected into the subcutaneous space on the dorsum of the nude mouse to investigate whether new bone would be tissue engineered in the mouse. The composites were examined histologically over a 12-week period. Results : The composites implanted in the mouse were able to tissue engineer new bone, and the newly formed bone consisted of trabecular bone and calcified bone matrix. Conclusions : The present study shows that chitosan-alginate gel/MSCs/BMP-2 composites have the potential to become real injectable materials for new bone formation.

• 폴리머
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• 제39권3호
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• pp.418-425
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• 2015

Polycaprolactone(PCL)과 biphasic calcium phosphate(BCP)는 생체적합성 및 골 형성 촉진 등으로 인해 정형외과 소재로 사용되고 있다. 하지만, PCL은 표면이 소수성으로 인해 세포의 부착 및 증식에 제한적이기 때문에 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 감마선을 이용하여 골 재생을 위한 친수성이 향상된 PCL/BCP 나노섬유를 제조하였다. 나노섬유는 전기방사를 통해 제작했으며, 감마선을 이용하여 acrylic acid(AAc)를 도입하였다. SEM을 통해 나노섬유 표면을 확인하였고, AAc가 도입된 나노섬유 위에서 MG63의 초기 생존율이 현저히 증가한 것을 확인하였다. 알칼리성 포스파테이즈 활성은 $1.239{\pm}0.226nmole/{\mu}g/min$으로 개질되지 않은 나노섬유($0.590{\pm}0.286nmole/{\mu}g/min$) 보다 증가하였다. 따라서, AAc가 도입된 PCL/BCP 나노섬유는 골조직 재생에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.