• 한국정밀공학회지
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• 제26권5호
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• pp.142-149
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• 2009

This paper proposes and demonstrates novel flexible contact force sensing devices for 3-dimensional force measurement. To realize the sensor, polyimide and polydimethylsiloxane are used as a substrate, which makes it flexible. Thin-film metal strain gauges, which are incorporated into the polymer, are used for measuring the three-dimensional contact forces. The force sensor characteristics are evaluated against normal and shear load. The fabricated force sensor can measure normal loads up to 4N. The sensor output signals are saturated against load over 4N. Shear loads can be detected by different voltage drops in strain gauges. The device has no fragile structures; therefore, it can be used as a ground reaction force sensor for balance control in humanoid robots. Four force sensors are assembled and placed in the four corners of the robot's sole. By increasing bump dimensions, the force sensor can measure load up to 20N. When loads are exerted on the sole, the ground reaction force can be measured by these four sensors. The measured forces can be used in the balance control of biped locomotion system.

• Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
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• 제3권3호
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• pp.129-140
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• 2016

This article reports the development of biodegradable photoluminescent polymer (BPLP)-based nanoparticles (NPs) incorporating either magnetic nanoparticles (BPLP-MNPs) or gadopentate dimeglumine (BPLP-Gd NPs), for cancer diagnosis and treatment. The aim of the study is to compare these nanoparticles in terms of their surface properties, fluorescence intensities, MR imaging capabilities, and in vitro characteristics to choose the most promising dual-imaging nanoprobe. Results indicate that BPLP-MNPs and BPLP-Gd NPs had a size of $195{\pm}43nm$ and $161{\pm}55nm$, respectively and showed good stability in DI water and 10% serum for 5 days. BPLP-Gd NPs showed similar fluorescence as the original BPLP materials under UV light, whereas BPLP-MNPs showed comparatively less fluorescence. VSM and MRI confirmed that the NPs retained their magnetic properties following encapsulation within BPLP. Further, in vitro studies using HPV-7 immortalized prostate epithelial cells and human dermal fibroblasts (HDFs) showed > 70% cell viability up to $100{\mu}g/ml$ NP concentration. Dose-dependent uptake of both types of NPs by PC3 and LNCaP prostate cancer cells was also observed. Thus, our results indicate that BPLP-Gd NPs would be more appropriate for use as a dual-imaging probe as the contrast agent does not mask the fluorescence of the polymer. Future studies would involve in vivo imaging following administration of BPLP-Gd NPs for biomedical applications including cancer detection.

• 폴리머
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• 제30권3호
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• pp.247-252
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• 2006

환자가 요도용 카테타를 장기간 착용할 경우 세균흡착에 의한 감염이 유발되어 심각한 부작용을 경험하게 된다. 본 연구에서는 다양한 양친성 폴리우레탄을 합성하여 요도용 카테타 도포용 소재로서의 응용가능성을 확인하고자 하였다. 양친성 폴리우레탄은 친수성 고분자인 poly(ethylene oxide)(PEO)와 소수성 고분자인 poly (tetramethylene oxide) (PTMO) 또는 poly (dimethyl siloxane) (PDMS)을 연질부로 도입하여 합성하였다. 상용 실리콘 카테타에 양친성 고분자를 도포한 결과 표면의 친수성이 현저히 개선되었다. 특히, PEO의 함량이 많은 폴리우레탄일수록 친수성이 높게 나타났으며, 세균 흡착량이 감소함을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 본 연구에서 합성한 양친성 고분자는 요도용 카테타의 도포용 소재로 적합한 것을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권2호
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• pp.71-77
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• 2023

흡수성 치주조직 재생유도재(국내 4개, 국외 2개) 총 6개 제품을 비교 연구하였다. 이종소재 차폐막의 경우, 콜라겐 제품은 우수한 기계적 강도를 보였으나 연신율이 작았다. 돼지심막은 우수한 기계적 물성에도 불구하고 두꺼운 두께로 사용에 제약이 되었다. 전기방사법으로 제조한 독일 PLLA/콜라겐 하이브리드형 복합 차폐막은 강도값과 흡수도는 낮았지만, 합성 및 천연고분자를 적절히 혼합함으로써 원하는 특성의 기계적 물성과 생체적합성 구현이 가능하였다. 본 연구에서 DA02(PLLA/젤라틴) 하이브리드형 복합고분자 소재는 기계적 물성과 생체적합성이 적절하여 100 % 수입에 의존하는 하이브리드형 흡수성 치주조직 재생 차폐막에 적용이 가능하였다.

• 폴리머
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• 제37권5호
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• pp.625-631
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• 2013

점막접착 기능은 인체의 다양한 장기에 적용되는 의료용 접착제에 요구되는 중요한 특성이며, 점막접착 기능을 갖는 고분자를 개발하기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 최근 많은 연구자들이 생체모방 기술을 통한 점막접착형 고분자를 개발하고 있고, 그 중 해양 부착 생물인 홍합의 접착 기능 및 특성이 접착제 연구의 주요 대상이 되어왔다. 본 연구에서는 홍합 접착 물질 속에 과량 존재해 표면 접착 기능을 발현하는 카테콜 구조가 도입된 생체모방형 고분자를 합성하였고, 핵자기공명분광법 및 젤투과크로마토그래피를 사용하여 분석하였다. In vitro 상에서 돼지의 소장점막하조직 sheet를 준비하여 전단 시편을 제작하고 점막접착력을 측정하였다. 점막접착형 고분자는 현재 상업적으로 사용되고 있는 대조군인 피브린글루와 비교할 때 월등한 접착력을 보였다. 또한, 다양한 인자를 변화시키며 최적의 점막접착력을 나타내는 조건을 확립하였다. 이러한 결과들을 토대로 우수한 점막접착형 특성을 나타내는 고분자를 개발하였고 다양한 임상적용 및 의료용 기기에 도입가능한 소재의 기초연구를 수행하였다고 사료된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권6호
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• pp.291-296
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• 2007

Porous $Al_2O_3-(m-ZrO_2)$ composites were fabricated by pressureless sintering, using different volume percentages (40% - 60%) of poly methyl methacrylate (PMMA) powders as a pore-forming agent. The pore-forming agent was successfully removed, and the pore size and shape were well-controlled during the burn-out and sintering processes. The average pore size in the porous $Al_2O_3-(m-ZrO_2)$ bodies was about $200\;{\mu}m$ in diameter. The values of relative density, bending strength, hardness, and elastic modulus decreased as the PMMA content increased; i.e., in the porous body (sintered at $1500^{\circ}C$) using 55 vol % PMMA, their values were about 50.8%, 29.8 MPa, 266.4 Hv, and 6.4 GPa, respectively. To make the $Al_2O_3-(m-ZrO_2)$/polymer hybrid composites, a bioactive polymer, such as PMMA, was infiltrated into the porous $Al_2O_3-(m-ZrO_2)$ composites. After infiltration, most of the pores in the porous $Al_2O_3-(m-ZrO_2)$ composites, which were made using 60 vol % PMMA additions, were infiltrated with PMMA, and their values of relative density, bending strength, hardness, and elastic modulus remarkably increased.

• 폴리머
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• 제29권5호
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• pp.423-432
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• 2005

지난 30년에 걸쳐 다양한 생체재료가 개발되어져 생체의료 시장에 응용되고 있다. 생물의학 분야에서 생체재료의 실질적인 활용은 생체적합성으로 언급된 생체재료에 알맞은 물리적$\cdot$생물학적 반응에 대한 연구에 의존하고 있다. 다양한 표면 처리 방법을 통한 생체재료의 개질은 표면 공학 분야에서 최근에 흥미로운 주제로 떠오르고 있다. 대다수의 연구그룹들은 최근 재료의 길이에 따라 점차적으로 다양한 화학적 조성물들이 표면에 존재하게 하는 실험에 관해 초점을 모으고 있다. 이러한 "구배표면" 생물학적 기종과 재료표면 사이의 상호작용에 대한 기초적인 응용 연구에 특별한 흥미를 보여준다. 본 총설은 한 가지 시료 위에 다양한 구배표면을 만드는 실험과 특성파악, 그리고 이들 재료표면과 생물학적 기종들과의 상호작용 규명에 초점을 두었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권6호
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• pp.1601-1623
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• 2015

Electroactive polymers have attracted considerable attention in recent years due to their sensing and actuating properties which make them a material of choice for a wide range of applications including sensors, biomimetic robots, and biomedical micro devices. This paper presents an effective modeling strategy for nonlinear large deformation (small strains and moderate rotations) dynamic analysis of polymer actuators. Considering that the complicated electro-chemo-mechanical dynamics of these actuators is a drawback for their application in functional devices, establishing a mathematical model which can effectively predict the actuator's dynamic behavior can be of paramount importance. To effectively predict the actuator's dynamic behavior, a comprehensive mathematical model is proposed correlating the input voltage and the output bending displacement of polymer actuators. The proposed model, which is based on the rigid finite element (RFE) method, consists of two parts, namely electrical and mechanical models. The former is comprised of a ladder network of discrete resistive-capacitive components similar to the network used to model transmission lines, while the latter describes the actuator as a system of rigid links connected by spring-damping elements (sdes). Both electrical and mechanical components are validated through experimental results.

• 한국재료학회지
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• 제14권6호
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• pp.443-450
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• 2004

Parylene polymer thin film shows excellent homogeneous coverage chracteristics when it was deposited onto very complex three dimensional solid matters, such as deep hole and micro crack. The parylene deposition process can be conducted at room temperature although most of chemical vapor deposition processes request relatively high processing temperature. Therefore, the parylene coating process does not induce any thermal problems. Parylene thin film is transparent and has extremly high chemical stability. For example, it shows high chemical stability with high reactive chemical solutions such as strong acid, strong alkali and acetone. The bio-stability of this material gives good chances to use for a packaging of biomedical devices and electronic devices such as display. In this review article, principle of deposition process, properties and application fields of parylene polymer thin film are introduced.

• 폴리머
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• 제36권5호
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• pp.617-621
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• 2012

폴리아스팔트아미드[${\alpha}$,${\beta}$-poly(2-hydroxyethyl-DL-aspartamides), PHEAs]는 폴리아미노산의 일종으로서 잠재적인 의학 및 약학분야에 응용가능한 생분해성 생체적합성 재료로 널리 연구되어 왔다. 본 연구에서는 PHEA와 폴리(비닐 피롤리돈)(PNVP)의 블렌드 및 semi-IPN 젤에 관하여 다루었다. 블렌드 필름은 용액 캐스팅법으로 제조되었다. 제조된 블렌드는 전 조성에서 투명하였으며 DSC를 통해 조성에 따라 단조롭게 변화하는 단일한 유리전이 온도가 관찰됨으로써 두 개 고분자가 서로 상용성이 있음을 확인하였다. 고분자간의 가능한 수소결합 상호작용을 FTIR을 이용하여 설명하였다. 한편, 일정 조성의 PHEA/PNVP 블렌드 용액을 핵사메틸렌디이소시아네이트(HMDI)를 가교제로 사용하여 semi-IPN 타입의 하이브리드 젤을 제조하고, 제조된 젤의 팽윤 물성과 모폴로지를 조사하였다.