• Macromolecular Research
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• 제12권5호
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• pp.534-539
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• 2004

Two biopolymers, silk fibroin (SF) and chitosan, were conjugated by tyrosinase (EC 1.14.18.1), a polyphenolic oxidase, to improve their physicochemical properties, such as their thermal properties and morphological stabilities in organic solvents. The crosslinking between SF and chitosan took place mainly through Michael addition reactions. A main reaction between the amino groups in chitosan and o-quinone, the oxidation product of the tyrosyl residue in SF, was confirmed by UV spectroscopy. Measurements of viscosity and light scattering indicated that the crosslinked SF/chitosan conjugate was compact: it had a smaller particle size because of tight bonding forces between the SF and chitosan molecular chains. Thermal decomposition of SF/chitosan conjugates crosslinked by tyrosinase occurred at higher temperatures. The adhesiveness of the SF/chitosan conjugates decreased steadily as the crosslinking reaction progressed. We propose that this new crosslinking method be used for the preparation of silk fibroin/chitosan conjugates using tyrosinase. We expect that SF/chitosan conjugates crosslinked by tyrosinase can be used preferentially in biomedical applications because of its unique properties and non-toxicity.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권3호
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• pp.199-204
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• 2009

Iridium oxide films (IROFs) have been extensively studied as a material for electrical stimulation of neurons, as iridium oxide has higher charge storage capacity than other metal films. More recently, sputtered iridium oxide film (SIROF) has been studied, because it can be made more conveniently than activated iridium oxide film (AIROF). Typically, the SIROFs are grown at temperatures from 400 to 600 $^{\circ}C$. However, such high temperatures cannot be used when the iridium oxide (IrOx) film is to be deposited on a flexible polymer material, such as polyimide. In this paper, we show that we can still obtain excellent characteristics in SIROFs grown without heating (cold SIROF), by optimizing the growth conditions. We show that the oxygen flow rate is a critical parameter for controlling the surface properties of a cold SIROF. At an oxygen flow rate of 12 seem, the cold SIROF exhibited a charge storage capacity (CSC) of 60 mC/cm$^2$, which is comparable to or better than other published values for iridium oxide films including heated SIROFs. The film produced under these conditions also had the minimum impedance value of all cold SIROFs deposited for this study. A stability test and biocompatibility test also demonstrated the superiority of the optimized cold SIROF.

• Macromolecular Research
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• 제12권1호
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• pp.112-118
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• 2004

With the goal of enhancing the creep resistance of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE), we performed gamma irradiation and post-irradiation annealing at a low temperature, and investigated the crystalline structures and mechanical properties of the samples. Electron spin resonance spectra reveal that most of the residual radicals are stabilized by annealing at 100$^{\circ}C$ for 72 h under vacuum. Both the melting temperature and crystallinity increase after increasing the dose and by post-irradiation annealing. When irradiated with the same dose, the quenched sample having a higher amorphous fraction exhibits a lower swell ratio than does the slow-cooled sample. The measured tensile properties correlate well to the crystalline structure of the irradiated and annealed samples. For enhancing creep resistance, high crystallinity appears to be more critical than a high degree of crosslinking.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권1호
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• pp.1-29
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• 2008

In last two decades, an impressive progress has been recorded in terms of developing new materials or refining existing material composition/microstructure in order to obtain better performance in biomedical applications. The success of such efforts clearly demands better understanding of various concepts, e.g. biocompatibility, host response, cell-biomaterial interaction. In this article, we review the fundamental understanding that is required with respect to biomaterials development, as well as various materials and their properties, which are relevant in applications, such as hard tissue replacement. A major emphasize has been placed to present various design aspects, in terms of materials processing, of ceramics and polymer based biocomposites, Among the bioceramic composites, the research results obtained with Hydroxyapatite (HAp)-based biomaterials with metallic (Ti) or ceramic (Mullite) reinforcements as well as $SiO_2-MgO-Al_2O_3-K_2O-B_2O_3-F$ glass ceramics and stabilized $ZrO_2$ based bioinert ceramics are summarized. The physical as well as tribological properties of Polyethylene (PE) based hybrid biocomposites are discussed to illustrate the concept on how can the physical/wear properties be enhanced along with biocompatibility due to combined addition of bioinert and bioactive ceramic to a bioinert polymeric matrix. The tribological and corrosion properties of some important orthopedic metallic alloys based on Ti or Co-Cr-Mo are also illustrated. At the close, the future perspective on orthopedic biomaterials development and some unresolved issues are presented.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.99-106
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• 2018

의료방사선 방어를 위해 사용되는 차폐 시트의 제조과정에서 인장강도를 유지하면서 차폐 재료의 충전율을 높여 차폐 성능을 향상시키는 방안을 제시하고자 한다. 본 연구에서 제안된 개질제는 고분자 수지재료와의 융합에 있어서 분자량을 높여 재료의 친화성을 높이는 역할을 수행한다. 차폐시트의 산화텅스텐의 충전율과 인장강도, 차폐 성능 등을 평가하였다. 공정과정에서 개질제는 분자량과 밀도를 증가시켰고, 성형 과정에서 퍼짐 형상이 적용되었고, 성능 향상과 재료와의 친화성, 인장강도를 유지하기 위해 사용된 개질제 PMMA는 20%를 혼합할 경우 가장 우수한 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서 제시된 재료의 융합과 개질제를 통해 차폐시트의 대량생산이 가능하며, 향후 경량의 차폐복 제작에 기여할 것입니다.

• 청정기술
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• 제29권1호
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• pp.10-21
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• 2023

천연 고분자 이중 네트워크를 기반으로 하는 하이드로젤은 뛰어난 생체 적합성, 낮은 세포 독성, 높은 함수율을 가져 다양한 의학 분야 재료로서 우수한 성능을 가지며 생체 조직 내 표적 약물 전달 시스템에의 응용에도 많은 주목을 받고 있지만 상대적으로 약한 기계적 물성에 의한 한계를 가진다. 본 연구에서는 천연 고분자 산화 알지네이트(alginate di-aldehyde, ADA)와 젤라틴(gelatin)이 형성하는 이중 네트워크 기반의 하이드로젤을 합성하였으며 하이드로젤 내부의 기능기와 수소 결합을 할 수 있는 다량의 수산기(-OH) 기능기를 가지는 과분지 고분자(hyperbranched polyglycerol, HPG)를 0~25%의 범위로 조절하여 첨가하여 최종적으로 기계적 물성이 향상된 천연 고분자 기반 하이드로젤을 합성하였다. 또한, 자철석 나노 입자(Fe₃O₄ nanoparticles (NPs))를 하이드로젤 내부에 in-situ 방법으로 합성하여 자성이 부여된 천연고분자 하이드로젤의 제조 및 특성 분석을 진행하였다. 결과적으로 Fe₃O₄ NPs를 도입한 15% HPG 함량의 하이드로젤은 3.8 emu g^-1의 포화자화 값을 가지는 초상자성을 보였고, 변형률 67.4%에서 최대 압축 강도 1.1 MPa으로 높은 기계적 물성을 가졌다. 향상된 기계적 물성을 가지는 천연 고분자 기반의 초상자성 하이드로젤은 약물 전달 시스템 및 생체 재료에 매우 중요한 잠재적 용도가 있을 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제48권4호
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• pp.431-449
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• 2020

기존 연질 구조의 하이드로겔은 낮은 기계적 강도로 인하여 생의학 분야에서 응용이 제한된다. 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하기 위해서 폴리비닐알코올(PVA: poly(vinyl alcohol))기반 하이드로겔에 셀룰로오스 나노크리스탈(CNCs)을 첨가하여 CNCs가 기계적 특성 및 약물전달 효율에 미치는 영향을 확인하였다. 제조된 하이드로겔은 FT-IR 분석으로 아세탈 및 알데히드 결합으로 가교결합된 망상구조(semi-IPN: semi-interpenetrating polymer network)로 합성된 것이 확인되었다. CNCs 함량이 증가될수록 수분 흡수 및 팽윤도가 감소했으며, 점탄성은 증가하였다. 또한 CNCs의 첨가는 약물 로딩량의 증가와 약물 방출량의 지속성을 향상시켰다. 이러한 결과는 CNCs를 하이드로겔에 첨가하는 것이 하이드로겔의 약물전달 효율성 및 기계적 특성을 개선시키는 좋은 대안이 될 수 있음을 보여주었다.

• 폴리머
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• 제33권6호
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• pp.551-554
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• 2009

Poly(vinyl alcohol) (PVA)와 carboxymethyl cellulose sodium salt(CMC)는 우수한 생체적합성 및 수용성으로 인하여 생체의학 분야에서 주목하는 재료 중 하나이다. 본 연구에서는 PVA와 CMC를 동결/융해 과정과 감마선 조사에 의하여 인공연골로서 사용 가능한 수화젤을 제조하였다. 수화젤 제조시 PVA/CMC의 농도는 PVA는 7 wt%, CMC는 4 wt%로 고정시켰으며, 동결/융해 과정은 2회 반복하였으며, 감마선은 30 kGy조사하였다. 방사선 조사 전과 후의 겔화율은 눈에 띄는 차이는 보이지 않았으나 팽윤도는 조사 후에 감소하였으며, 겔강도는 증가하였다.CCK-8 assay에 의하여 세포독성이 없는 것으로 확인되었다. 제조된 PVA/CMC 수화젤은 체내에 삽입되는 인공연골 재료로서 사용가능성을 제시하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.83-88
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• 2020

최근 의료기관에서 친환경 재료로 제작된 방사선 차폐시트를 많이 사용하고 있다. 차폐시트는 폴리머 소재에 차폐물질을 혼입하여 열성형으로 고형적인 형태로 가공된다. 베이스는 수지 계열로 인장강도에는 한계가 있으며, 이를 위해 표면에 부직포 등의 섬유를 합포하여 사용하고 있다. 차폐시트 공정 기술은 차폐성능을 높이고자 차폐물질의 함유량을 높이면 인장강도가 급격히 떨어지는 문제점을 제시하고 있다. 이를 개선하고자 본 연구에서는 차폐시트에 섬유를 Binding하는 방식과 부직포에 소량의 차폐물질인 텅스텐을 함유하여 적층구조로 Laminating방식을 기본 폴리머 형태로 Compression molding방식 세 가지 종류의 차폐시트를 제조하여 동일한 차폐 물질량을 기준으로 차폐성능과 인장 강도를 비교 평가하였다. 세 종류 차폐시트의 비교에서 섬유 코팅 시트와 압착 방식의 시트는 차폐성능 차이는 5%정도이며, 인장강도는 65MPa에서 280MPa로 큰 차이가 나타났다. 적층구조의 차폐시트는 차폐 성능도 차이가 있었으며, 인장강도도 기준의 4배로 증가하였다.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제41권2호
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• pp.67-73
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• 2011

Ion exchange resins can be one of the good carriers for sustained drug release. However, the sustained release may not be enough only with themselves and hence film coating with rate controlling polymers can be applied to have a further effect on the drug release. Due to the environmental and economic issues of organic solvent for the polymer coating, aqueous polymeric systems were selected to develop dosage forms. Among the many aqueous polymeric dispersions for the film coating, EC (ethylcellulose) based polymers such as Aquacoat$^{(R)}$ ECD and Surelease$^{(R)}$ were evaluated.A fluid-bed coating was applied as a processing method. The drug release rate was quite dependent on the coating level so the release rate could be modified easily by changing different levels of the coating. The drug release rate in the Aquacoat$^{(R)}$ coated resin particles was strongly dependent on curing, which is a thermal treatment to make homogeneous films and circumvent drug release changes during storage. After dissolution test using the compressed tablets in which the coated resin particles are contained, inhomogeneous coating and even pores could be observed showing that the mechanical properties of EC were not resistant to granulation and compaction process. However, when tablets were prepared in different batches, the release profiles were almost identical showing the feasibility of the coated resin particle as incorporated into the tablet formulation.