• 방사선산업학회지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.45-49
• /
• 2013

In tissue engineering application, a fibrous structure of scaffolds has been issued as an alternative system to regulate cell survival and tissue regeneration, and electrospinning technique has been popularly used to generate fibrous meshes or sheets mimicking the structure of native extracellular matrix (ECM). However, recent strategy in the scaffold development is expanded to provide the structural property as well as a biological property of native ECM, a variety of surface modification techniques have been used to introduce biological property. In this study, we developed biomimetic poly(L-lactide-co-${\varepsilon}$-caprolactone) (PLCL) nano- and micro-fibrous scaffolds as a unique platform with structural and biological properties with native ECM using electrospinning method and gamma-ray irradiation. Surface morphology of the scaffolds was observed by scanning electron microscopy, and alteration of surface property was evaluated with toluidine blue O staining, water contact angle measurement and ATR-FTIR analysis.

• 방사선산업학회지
• /
• 제5권4호
• /
• pp.365-370
• /
• 2011

Electrospun nanofibers prepared with synthetic biodegradable polymer have some limitations in regulating adhesion, proliferation, and spreading of cells because of their surface hydrophobicity and absence of cell-interaction. In this study, we functionalized the electrospun poly(L-lactide-co-${\varepsilon}$-caprolactone) (PLCL) nanofibers with acrylic acid (AAc) to modulate their surface hydrophilicity using electron-beam irradiation method and then measured grafting ratio of AAc, water contact angle, and ATR-FTIR of AAc-grafted nanofibers. A grafting ratio of AAc on the nanofibers was increased as irradiation dose and AAc concentration were increased. AAc-grafted nanofibers also have higher wettability than non-modified nanofibers. In conclusion, those surface-modified nanofibers may be an essential candidate to regulate cell attachment in tissue engineering applications.

• Macromolecular Research
• /
• 제17권11호
• /
• pp.850-855
• /
• 2009

Keratin is an important protein used in wound healing and tissue recovery. In this study, keratin was modified chemically with iodoacetic acid (IAA) to enhance its solubility in organic solvent. Poly(hydroxybutylate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) and modified keratin were dissolved in hexafluoroisopropanol (HFIP) and electrospun to produce nanofibrous mats. The resulting mats were surface-characterized by ATR-FTIR, field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA). The pure m-keratin mat was cross-linked with glutaraldehyde vapor to make it insoluble in water. The biodegradation test in vitro showed that the mats could be biodegraded by PHB depolymerase and trypsin aqueous solution. The results of the cell adhesion experiment showed that the NIH 3T3 cells adhered more to the PHBV/m-keratin nanofibrous mats than the PHBV film. The BrdU assay showed that the keratin and PHBV/m-keratin nanofibrous mats could accelerate the proliferation of fibroblast cells compared to the PHBV nanofibrous mats.

• 생체재료학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.249-258
• /
• 2018

Background: Mucoadhesive polymers, which may increase the contact time between the polymer and the tissue, have been widely investigated for pharmaceutical formulations. In this study, we developed a new polysaccharide-based mucoadhesive polymer with thermogelling properties. Methods: Hexanoyl glycol chitosan (HGC), a new thermogelling polymer, was synthesized by the chemical modification of glycol chitosan using hexanoic anhydride. The HGC was further modified to include thiol groups to improve the mucoadhesive property of thermogelling HGC. The degree of thiolation of the thiolated HGCs (SH-HGCs) was controlled in the range of 5-10% by adjusting the feed molar ratio. The structure of the chemically modified polymers was characterized by $^1H$ NMR and ATR-FTIR. The sol-gel transition, mucoadhesiveness, and biocompatibility of the polymers were determined by a tube inverting method, rheological measurements, and in vitro cytotoxicity tests, respectively. Results: The aqueous solution (4 wt%) of HGC with approximately 33% substitution showed a sol-gel transition temperature of approximately $41^{\circ}C$. SH-HGCs demonstrated lower sol-gel transition temperatures ($34{\pm}1$ and $31{\pm}1^{\circ}C$) compared to that of HGC due to the introduction of thiol groups. Rheological studies of aqueous mixture solutions of SH-HGCs and mucin showed that SH-HGCs had stronger mucoadhesiveness than HGC due to the interaction between the thiol groups of SH-HGCs and mucin. Additionally, we confirmed that the thermogelling properties might improve the mucoadhesive force of polymers. Several in vitro cytotoxicity tests showed that SH-HGCs showed little toxicity at concentrations of 0.1-1.0 wt%, indicating good biocompatibility of the polymers. Conclusions: The resultant thiolated hexanoyl glycol chitosans may play a crucial role in mucoadhesive applications in biomedical areas.

• 공업화학
• /
• 제30권6호
• /
• pp.698-706
• /
• 2019

지난 수십 년 동안, 외부 자극에 대한 응답성이 우수하면서도 인체에 적용할 수 있는 소프트 액추에이터 개발을 위한 많은 노력이 이어졌다. 본 연구에서는 동역학적 정밀 제어가 가능한 의료용 소프트 액추에이터를 개발하기 위해, 유해한 화학적 첨가제나 개시제 없이 방사선을 이용하여 전기 자극 반응성과 물리적 특성이 우수한 3차원 가교 구조의 poly(acrylic acid) (PAAc)/poly(vinyl alcohol) (PVA)/poly(ethylene glycol) (PEG) 하이드로겔을 합성하였다. 방사선 조사 후, 모든 하이드로겔은 75% 이상의 겔 분율을 나타내었고, 표면 반사 적외선 분광법을 통해 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔이 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔의 겔 분율, 평형 수분 함량, 압축 강도를 측정하여 감마선의 총 조사 선량과 구성 성분의 함량비 조절에 따른 하이드로겔의 물리적 특성 변화를 확인하였다. 조사된 감마선의 선량이 증가하거나 poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA)의 함량이 많을수록 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 높은 가교 밀도와 우수한 기계적 강도를 나타내었다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 3 V의 저전압에서도 전기적인 자극에 반응하였고, 전기장 하에서 이동성 이온의 움직임에 따른 하이드로겔의 밴딩 거동은 하이드로겔의 가교 밀도, 이온기의 함량, 인가 전압 및 전해질 용액의 이온 농도 등을 조절함으로써 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 공업화학
• /
• 제10권6호
• /
• pp.954-959
• /
• 1999

본 연구에서는 소수특성의 PP 정밀여과막에 방사선을 조사하여 친수성 모노머인 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA), acrylic acid(AAc) 및 methacrylic acid(MAAc)를 그라프트 중합하였다. 3가지 모노머에 대한 그라프트 중합반응에서 물/메탄올 혼합용매의 조성에 따라 그라프트율에 미치는 효과를 조사하였으며, 이에 대한 각 모노머의 농도에 따른 영향을 고찰하였다. 가장 높은 그라프트율을 얻는 용매조건은 AAc는 순수한 물에서, MAAc는 물/메탄올 혼합비가 50/50 vol %에서, 그리고 HEMA는 25/75 vol %이었다. 그라프트된 PP 다공성 분리막의 모노머 도입여부와 표면특성변화는 FTIR-ATR 및 SEM을 이용하여 관찰하였다. 또한 인장강도와 연신율을 측정하여 그라프트율에 따른 막의 기계적 특성을 평가하였다. 그라프트된 PP막은 본래의 PP막보다 물 투과속도가 증가하였으며, 물 투과에 적당한 모노머로 HEMA임을 알았고 99%의 그라프트율에서 가장 좋은 물 투과속도를 보였다. 또한 AAc가 그라프트된 PP막 및 MAAc가 그라프트된 PP막의 물 투과속도는 pH나 $Cu^{2+}$에 의해 크게 좌우되나 HEMA는 pH나 $Cu^{2+}$에 영향이 거의 없었다.

• 한국재료학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.225-230
• /
• 2006

Nanoimprint lithography (NIL) is a novel method of fabricating nanometer scale patterns. It is a simple process with low cost, high throughput and resolution. NIL creates patterns by mechanical deformation of an imprint resist and physical contact process. The imprint resist is typically a monomer or polymer formulation that is cured by heat or UV light during the imprinting process. Stiction between the resist and the stamp is resulted from this physical contact process. Stiction issue is more important in the stamps including narrow pattern size and wide area. Therefore, the antistiction layer coating is very effective to prevent this problem and ensure successful NIL. In this paper, an antistiction layer was deposited and characterized by PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) method for metal stamps. Deposition rates of an antistiction layer on Si and Ni substrates were in proportion to deposited time and 3.4 nm/min and 2.5 nm/min, respectively. A 50 nm thick antistiction layer showed 90% relative transmittance at 365 nm wavelength. Contact angle result showed good hydrophobicity over 105 degree. $CF_2$ and $CF_3$ peaks were founded in ATR-FTIR analysis. The thicknesses and the contact angle of a 50 nm thick antistiction film were slightly changed during chemical resistance test using acetone and sulfuric acid. To evaluate the deposited antistiction layer, a 50 nm thick film was coated on a stainless steel stamp made by wet etching process. A PMMA substrate was successfully imprinting without pattern degradations by the stainless steel stamp with an antistiction layer. The test result shows that antistiction layer coating is very effective for NIL.

• 폴리머
• /
• 제38권6호
• /
• pp.815-819
• /
• 2014

조직공학에서의 인공지지체는 세포의 부착과 증식 및 분화가 잘 되어야 하고, 우수한 생체친화성 및 생분해성을 지녀야 한다. 다양한 인공지지체 제작 방법이 시도되어지고 있으며, 최근들어 3D 프린팅 기술을 이용한 방식이 활발하게 연구되어지고 있다. 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)은 낮은 녹는점을 가지고 있어 3D 프린팅하기에 우수한 생체적합 고분자 합성재료이다. 본 연구에서는 3D 프린팅 기술을 이용하여 3차원 PCL 인공지지체를 제작하였고, 지지체의 표면개질을 위해 수산화나트륨(NaOH)을 이용하였다. 표면개질된 인공지지체의 표면특성을 SEM으로 확인한 결과, 수산화나트륨을 처리한 PCL 인공지지체가 처리하지 않은 PCL 인공지지체에 비해 거칠기가 증가함을 보였으며, 접촉각 측정을 통해 친수성이 증가함을 확인하였다. In vitro 실험결과, 수산화나트륨을 처리한 PCL 인공지지체가 처리하지 않은 PCL 인공지지체에 비해 세포의 증식과 분화가 증가함을 보였고, 세포의 부착 모습은 균일하고 밀집된 형태로 부착됨을 확인하였다. 따라서 조형가공기술을 이용하여 수산화나트륨을 처리한 표면개질된 PCL 인공지지체를 제작하고 분석함으로써, 세포적합성을 통해 체내 인공지지체 개발 적용 가능성을 제시하였다.

• 공업화학
• /
• 제31권2호
• /
• pp.220-225
• /
• 2020

모발은 여러 가지 아미노산들을 포함하는 단백질로 이루어져 있다. 자외선(UV)은 태양광선중에서 모발손상에 가장 큰 영향을 미치며 모발 노화에 주된 역할을 한다. 본 연구의 목적은 전자현미경(SEM), 공초점현미경(CLSM) 및 적외선 현미경분광법(IR micro spectroscopy)을 이용하여 정상모발에 UVB를 조사한 후 특징적인 형태학적 및 화학적 구조변화를 알아보는 것이다. 에너지 분산형 X선 분광기가 부착된 전자현미경은 자외선 조사모발의 표면이 정상모발과 비교했을 때 거칠고 높은 산소원소의 함량을 보였다. 형광 및 3차원 위상 이미지를 CLSM으로 분석한 결과 정상모발의 초록색 형광방출이 UVB 조사모발에 비해 매우 높았다. 또한 fluorescamine 형광 염색법을 통해 UVB 조사모발은 정상모발에 비해 펩타이드 결합의 파괴로 생성된 자유 아미노기가 많음을 확인할 수 있었다. UVB 조사모발의 강한 푸른색 형광은 아미노기의 함량이 높다는 것을 의미하며, 이는 CLSM에서도 관찰되었다. 따라서 fluorescamine은 UVB 조사모발에서 펩타이드 결합의 파괴를 관찰하는데 유용한 도구가 될 수 있다. 정상모발과 UVB 조사모발의 단면을 IR micro-spectroscopy를 통해 이미지 맵핑(mapping)한 결과, UVB 조사모발은 정상 모발에 비해 모발의 표면은 물론 내부에 걸쳐 디설파이드 결합(disulfide bond)의 산화가 일어나고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 분광학적 방법은 단독 또는 다른 분석법과 함께 모발화장품의 개발에 응용될 수 있을 것이다.

• 한국광물학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.395-405
• /
• 2009

투명한 발틱 호박을 $300^{\circ}C$에서 10분 동안 열처리할 때 썬 스팽글(sun spangle)을 생성하는 호박과 생성하지 않는 호박의 구분이 뚜렷하여 이러한 변화의 원인을 호박 매질의 성숙도와 내포물 분석을 통하여 밝히고자 하였다. 현미경으로 관찰한 결과, 두 종류의 시료 내에 함유된 내포물의 색상에서 차이를 보였으며 열처리 후 나타난 썬 스팽글에서는 미세한 틈(fissure)과 굴절률 차이를 나타내는 내포물을 확인할 수 있었다. 각 시편의 DR방식의 적외선 분광분석 스펙트럼은 열처리 전과 후에 뚜렷한 변화가 일어나지 않아 열처리 전후 화학 성분에는 변화가 없을 것으로 판단되고 원 시료들의 1000~600 $cm^{-1}$ 영역에서 스펙트라 차이를 나타내고 있어 이로 인한 성분 차이가 있을 것으로 추측된다. 이차이온질량분석(TOF-SIMS)을 통한 표면 분석에서는 썬 스팽글이 생성하지 않는 원 시료(PA)에 탄소 관련된 peak의 세기가 강하고 산소 peak이 약해 성숙 정도가 썬 스팽글을 생성하는 원 시료(SPA)보다 더 클 것으로 판단되었다. 또한 열중량분석-시차주사열용량분석(TG-DSC)의 열적 거동이 달라 두 시편의 화학성분에 차이가 있을 것으로 판단되는데, 이는 두 시료가 산지는 같을지라도 지질 연령이 달라 화학성분에 차이가 나타나는 것으로 보이며 이에 대해서 자세한 조사가 필요하다. 한편, 썬 스팽글을 생성하는 호박에서는 내포물의 열처리에 의한 물리적인 부피 팽창이 일어났으나 썬 스팽글이 생성되지 않은 호박은 상대적으로 미미한 팽창만 보였다. 그 원인을 조사하기 위하여 Attenuated Total Reflectance (ATR) 방식의 FTIR 분석을 수행한 결과, 썬 스팽글을 생성하는 호박은 1019 $cm^{-1}$의 peak을 나타내고 887 $cm^{-1}$의 세기가 강하게 나타나는 반면 썬 스팽글을 생성하지 않은 호박에서는 887 $cm^{-1}$의 세기가 상대적으로 약하고 1019 $cm^{-1}$의 peak은 존재하지 않았으며 1000~600 $cm^{-1}$에서 흡수밴드의 차이를 보였다. 열처리 후 썬 스팽글의 생성은 이들 흡수 스펙트럼의 차이를 나타내는 성분과 호박의 성숙도에서 기인된 매질 중합체의 열팽창률의 차이에서 비롯된 것으로 판단된다.