• 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.

• Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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• 제3권3호
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• pp.141-155
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• 2016

Two-dimensional (2D) cell culture and in vivo cancer model systems have been used to understand cancer biology and develop drug delivery systems for cancer therapy. Although cell culture and in vivo model studies have provided critical contribution about disease mechanism, these models present important problems. 2D tissue culture models lack of three dimensional (3D) structure, while animal models are expensive, time consuming, and inadequate to reflect human tumor biology. Up to the present, scaffolds and 3D matrices have been used for many different clinical applications in regenerative medicine such as heart valves, corneal implants and artificial cartilage. While tissue engineering has focused on clinical applications in regenerative medicine, scaffolds can be used in in vitro tumor models to better understand tumor relapse and metastasis. Because 3D in vitro models can partially mimic the tumor microenvironment as follows. This review focuses on different scaffold production techniques and polymer types for tumor model applications in cancer tissue engineering and reports recent studies about in vitro 3D polymeric tumor models including breast, ewing sarcoma, pancreas, oral, prostate and brain cancers.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.58-65
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• 2016

본 연구는 조직공학용 지지체로 사용될 막을 개발하기 위한 초도 연구 수행으로, 염화나트륨(NaCl)을 기공형성체로 혼합한 폴리카프로락톤(PCL)용액을 유리 캐스팅판에 분주한 후 필름 어플리케이터를 이용하여 다공성 PCL필름을 성형하였다. 성형된 필름은 건조 후 증류수에 침지시켜 NaCl을 추출하여 최종 멤브레인형 다공성 지지체를 제조하였다. 3차원 다공망을 형성시키기 위하여 NaCl을 기공형성체로 이용하였으며 $4^{\circ}C$, 실온, $40^{\circ}C$의 세 가지 건조조건에 따른 다공망의 형성과 형태를 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 관찰 하였으며 기초적인 안전성 확보를 위한 세포독성평가를 시행하였다. 세 가지의 건조조건별 결과에서는 실온 건조조건에서 거대기공과 미세기공이 혼재된 3차원 다공망이 우수하게 형성된 것이 관찰되었으며 세포독성 시험결과 ISO10993-5 규격의 세포독성 판단기준에 따라 grade 2(mildly cytotoxic)로 나타난바 생체용으로 적합하다고 볼 수 있다. 본 연구를 통하여 멤브레인형 다공성 지지체 제조에 건조조건이 3차원 다공망의 형성 및 거대기공과 미세기공이 함께 형성되는 것에도 영향을 미치는 것으로 나타났으며 이 결과는 다공성 멤브레인 지지체의 분해성 조절 및 약물 담지 효과를 개선하기 위한 연구에서 다공도의 조절에 대한 기초적인 공정이 될 수 있다.

• 폴리머
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• 제32권2호
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• pp.131-137
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• 2008

전기방사법에 의해 폴리스테렌 나노섬유 부직포를 제조하였고, 간세포의 접착을 유도하기 위해 간세포접착 리간드인 Poly[N-p-vinylbenzyl-O-$\beta$-D-galactopyranocyl-($1{\rightarrow}4$)-D-gluconamide](PVLA)를 나노섬유의 표면에 코팅하였다. 얻어진 나노섬유는 평균직경이 500 nm이었고 분광학적인 방법을 통해 PS 나노섬유 표면의 개질 여부를 확인하였다. 장기간 배양시의 간세포 생존율을 MTT법으로 조사한 결과 기존의 세포배양접시에서는 급격하게 세포생존율이 감소함에 비해 PVLA가 코팅된 나노섬유상에서는 생존율이 서서히 감소하였으며 약 3주간에 걸쳐 간세포가 생존율이 유지되었다. 간세포의 대표적인 기능인 알부민분비 및 요소분해능을 측정한 결과 기존의 세포배양접시에서는 급격하게 간세포기능이 저하되었지만, PVLA가 코팅된 나노섬유상에서는 약 3주정도 초기의 간세포기능을 유지하는 것이 밝혀졌다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.166-166
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• 2013

유체 플라즈마 공정은 금속 나노입자를 제조하는데 있어서 혁신적이고 친환경적인 공정 방법의 하나이다. 본 연구에서는 유체 플라즈마 공정을 통해 젤라틴 기지재 내에 은 나노입자를 합성하였고, 합성 된 용액은 동결건조를 통해 3D scaffold 형태의 생체복합체로 제조하였다. 이렇게 제조된 생체복합체의 물리적 특성 및 생물학적 특성 평가를 통해 생체복합체의 효율성과 항균 효과가 뛰어남을 확인하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제21권1호
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• pp.103-107
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• 2022

Scaffolds are the structures that safely protect sensors in various parts of the body. Because of scaffolds must protect sensors from load, the tensile strength of the scaffolds must be higher than 750 kgf/cm². Currently, the tensile strength of scaffolds made with the 3d printer is 714 kgf/cm². We confirm that the tensile strength of the scaffolds increase using air with high nitrogen concentration. In this study, we conducted experiments to find nitrogen concentrations in which the tensile strength of the specimen is higher than 750 kgf/cm². The nitrogen control device and the nitrogen concentration sensor were installed in the chamber type 3d printer. The nitrogen concentration inside the 3d printer was changed by 5 % from 80 % to 100 %. Specimens of ASTM D 638 standard were produced under changed nitrogen concentration. We measured the tensile strength of specimens. We compared the tensile strength of specimens produced under each nitrogen concentration. We confirmed that when air with nitrogen concentration of 90 % was used, the tensile strength of scaffolds were 762 kgf/cm².

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.173-174
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• 2006

Understanding chondrocyte behavior inside complex, three-dimensional environments with controlled patterning of geometrical factors would provide significant insights into the basic biology of tissue regenerations. One of the fundamental limitations in studying such behavior has been the inability to fabricate controlled 3D structures. To overcome this problem, we have developed a three-dimensional microfabrication system. This system allows fabrication of predesigned internal architectures and pore size by stacking up the photopolymerized materials. Photopolymer SL5180 was used as the material for 3D scaffolds. The results demonstrate that controllable and reproducible inner-architecture can be fabricated. Chondrocytes harvested from human nasal septum were cultured in two kinds of 3D scaffolds to observe cell adhesion behavior. Such 3D scaffolds might provide effective key factors to study cell behavior in complex environments and could eventually lead to optimum design of scaffolds in various tissue regenerations such as cartilage, bone, etc. in a near future.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.239-243
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• 2005

본 실험에서는 골막조직 내에 존재하는 PDPCs를 분리하고, 기존 피부 이식을 위해 사용되는 $Hyalrograft^{\circledR}$ 3D에서의 chondogenesis가 가능함을 확인하였다. 수적인 확보가 제한되는 연골세포의 대체 세포로서 PDPCs의 가능성을 확인하였으며 동시에 $Hyalrograft^{\circledR}$ 3D에서의 연골화는 지지체의 양적 확보에 있어 기존의 $Hyalograft^{\circledR}$ C 보다 경제적일 수 있음을 의미한다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제42권
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• pp.18.1-18.9
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• 2020

Background: Bone grafting has been considered the gold standard for hard tissue reconstructive surgery and is widely used for large mandibular defect reconstruction. However, the midface encompasses delicate structures that are surrounded by a complex bone architecture, which makes bone grafting using traditional methods very challenging. Three-dimensional (3D) bioprinting is a developing technology that is derived from the evolution of additive manufacturing. It enables precise development of a scaffold from different available biomaterials that mimic the shape, size, and dimension of a defect without relying only on the surgeon's skills and capabilities, and subsequently, may enhance surgical outcomes and, in turn, patient satisfaction and quality of life. Review: This review summarizes different biomaterial classes that can be used in 3D bioprinters as bioinks to fabricate bone scaffolds, including polymers, bioceramics, and composites. It also describes the advantages and limitations of the three currently used 3D bioprinting technologies: inkjet bioprinting, micro-extrusion, and laserassisted bioprinting. Conclusions: Although 3D bioprinting technology is still in its infancy and requires further development and optimization both in biomaterials and techniques, it offers great promise and potential for facial reconstruction with improved outcome.

• 폴리머
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• 제36권5호
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• pp.651-655
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• 2012

인체의 여러 조직 및 장기를 재생하고자 하는 조직공학에 있어 중요한 요소 중의 하나인 지지체는 세포외기질을 모방한 것으로 손상된 조직을 재생하는데 있어 기본 형틀의 역할을 수행하며, 세포의 분화와 성장 그리고 영양분과 산소의 원활한 공급을 위한 상호 연결된 다공성 구조가 필요하다. 본 연구에서는 실크 피브로인의 조직공학용 지지체로의 응용가능성 향상을 위하여 폴리에틸렌옥사이드를 사용한 보다 넓은 기공과 다공의 연결성을 가지는 실크 피브로인 나노 섬유 지지체를 제조하였다.