• 제목/요약/키워드: Hydrogels

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고분자 수화젤을 이용한 이산화염소의 지속적 생성 시스템의 개발 (Development of System on the Sustained Production of Chlorine Dioxide Using Polymer Hydrogels)

  • 전영현;김범상
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권1호
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    • pp.173-176
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    • 2012
  • 이산화염소는 우수한 살균력과 탈취력, 그리고 인체에 무해한 장점을 가지고 있으나, 과량 존재 시 불안정하고 폭발위험성이 존재하여 공기청정분야에서의 사용이 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 고분자 수화젤 입자 내부에 아염소산나트륨과 시트르산을 각각 탑재시킨 후, 수화젤 입자로부터 방출된 두 물질이 반응하여 저농도의 이산화염소를 장시간 지속적으로 발생시킬 수 있는 시스템을 개발하고자 하였다. 분산광중합을 이용하여 P(MMA-co-HEMA) 수화젤 입자를 합성하였고, 수화젤 입자로부터 방출된 아염소산나트륨과 시트르산이 반응하여 생성된 이산화염소의 양과 수화젤에 탑재하지 않은 아염소산나트륨과 시트르산이 직접 반응하여 생성된 이산화염소의 양을 시간의 경과에 따라서 비교한 결과, 아염소산나트륨과 시트르산이 직접 반응하는 경우, 생성된 이산화염소가 시간이 경과함에 따라서 분해되어 그 양이 점차 감소하였으나 수화젤을 사용한 경우는, 아염소산나트륨과 시트르산이 수화젤로부터 방출된 후 반응을 하기 때문에 반응시간이 지연되어서 저농도의 이산화염소가 지속적으로 생성되는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 본 연구에서 목적으로 하는 저농도의 이산화염소를 장시간에 걸쳐서 지속적으로 생성할 수 있는 시스템을 고분자 수화젤을 이용하여 구현할 수 있음을 보여준다.

감마선에 의해 제조된 Poly(vinyl alcohol) 하이드로젤에서 Silver Nanoparticle의 제조 및 항균 특성 (Synthesis, Characterization and Antibacterial Activity of Silver Nanoparticles in Poly(vinyl alcohol) Prepared by Gamma-Ray Irradiation)

  • 김현아;박종석;최종배;임윤묵;노영창
    • 폴리머
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    • 제36권1호
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    • pp.71-75
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    • 2012
  • 본 연구는 폴리(비닐 알코올)(PVA) 하이드로젤 안에 $AgNO_3$ 용액을 이용하여 은 나노입자(AgNPs)를 제조하였다. PVA 입자를 증류수에 용해시킨 후, 50 kGy 감마선을 조사하여 PVA 하이드로젤을 제조하였다. 감마선을 이용하여 제조된 PVA 하이드로젤을 0.01, 0.05 M 질산은 수용액에 1시간 동안 침지후, 팽윤된 하이드로젤을 꺼내 감마선을 재조사하여 PVA 하이드로젤 내부에 AgNPs를 제조하였다. AgNPs가 함유된 PVA 하이드로젤의 UV 흡수 특성 및 FE-SEM 측정 결과, 감마선 조사량이 증가할수록 AgNPs의 생성이 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 같은 조사량에서 $AgNO_3$ 용액의 농도가 클수록 AgNPs 생성이 증가하였다. 액체배지 및 고체배지를 이용하여 그람 음성 세균인 E.coli와 S.aureus에 대한 PVA 하이드로젤에 생성된 AgNPs의 항균 실험 결과 매우 우수한 항균 효과를 나타냈다.

Gelatin Gel의 점탄성에 관한 연구 (The Viscoelastic Properties of Gelatin Hydrogel)

  • 정기용;김남희;유근희;정미원
    • 약학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.175-179
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    • 1981
  • Rheological studies on the gelatin hydrogels were carried out by rheometer. In the temperature range of $32^{\circ}~90{\circ}C$, the viscosities of the gelatin hydrogels were measured. In order to observe the formation of gel structure, the stress-relaxation tests of the creep-curves were investigated. The structure of viscoelastic substance could be considered of a three dimensional crosslinked matrix. As the result viscoelastic coefficients were obtained by Maxwell element, which are correspond to the network structure. From the relationship between the stress-relaxation time and temperature, activation energy correspond to breaking the formation of gels was calculated to be 13.91kcal/mole.

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Development of a cell-laden thermosensitive chitosan bioink for 3D bioprinting

  • Ku, Jongbeom;Seonwoo, Hoon;Jang, Kyoung-Je;Park, Sangbae;Chung, Jong Hoon
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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    • pp.107-107
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    • 2017
  • 3D bioprinting is a technology to produce complex tissue constructs through printing living cells with hydrogel in a layer-by-layer process. To produce more stable 3D cell-laden structures, various materials have been developed such as alginate, fibrin and gelatin. However, most of these hydrogels are chemically bound using crosslinkers which can cause some problems in cytotoxicity and cell viability. On the other hand, thermosensitive hydrogels are physically cross-linked by non-covalent interaction without crosslinker, facilitating stable cytotoxicity and cell viability. The examples of currently reported thermosensitive hydrogels are poly(ethylene glycol)/poly(propylene glycol)/poly(ethylene glycol) (PEG-PPG-PEG) and poly(ethylene glycol)/poly(lactic acid-co-glycolic acid) (PEG/PLGA). Chitosan, which have been widely used in tissue engineering due to its biocompatibility and osteoconductivity, can be used as thermosensitive hydrogels. However, despite the many advantages, chitosan hydrogel has not yet been used as a bioink. The purpose of this study was to develop a bioink by chitosan hydrogel for 3D bioprinting and to evaluate the suitability and potential ability of the developed chitosan hydrogel as a bioink. To prepare the chitosan hydrogel solution, ${\beta}-glycerolphosphate$ solution was added to the chitosan solution at the final pH ranged from 6.9 to 7.1. Gelation time decreased exponentially with increasing temperature. Scanning electron microscopy (SEM) image showed that chitosan hydrogel had irregular porous structure. From the water soluble tetrazolium salt (WST) and live and dead assay data, it was proven that there was no significant cytotoxicity and that cells were well dispersed. The chitosan hydrogel was well printed under temperature-controlled condition, and cells were well laden inside gel. The cytotoxicity of laden cells was evaluated by live and dead assay. In conclusion, chitosan bioink can be a candidate for 3D bioprinting.

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미생물 고정화를 위한 광경화성 하이드로겔의 합성과 특성 (Synthesis and Characteristics of Photo-crosslinkable Hydrogel for Microbial Immobilization)

  • 김조웅;이정복;김두현;황정민;조종수;최영훈;정대원
    • 공업화학
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    • 제10권6호
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    • pp.852-856
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    • 1999
  • 산업폐수중의 질소 인 제거에 유용한 미생물을 고정화할 수 있는 담체의 제조를 목적으로 하여, 양 말단이 methacryl기로 치환된 poly(ethyleneglycol)(PEG) 및 Poly(tetramethylene glycol)(PTMG)을 합성하였다. 합성된 프레폴리머와 UV조사하에서 가교한 하이드로겔의 구조는 $^1H$-NMR, FT-IR 분광기로 확인하였다. 프레폴리머 사슬의 길이(M.W. 1,000~8,000) 또는 PEG/PTMG의 혼합비를 달리하면서 광경화된 하이드로겔을 제조하였다. 광경화물의 친수성, 함수율, 기계적 강도 등과 같은 광경화 특성 및 pore size 등을 조사한 결과, 분자량 1000인 PEG 및 PEG(MW1000)와 PTMG (MW2900)를 7:3의 비율로 제조한 하이드로겔에서 최적의 결과를 나타내었다.

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감마선을 이용한 폴리비닐피롤리돈/카파-카라기난/1,2-헥산디올 하이드로젤의 제조 및 특성 (Preparation and Characterization of Polyvinylpyrrolidone/${\kappa}$-Carrageenan/Hexanediol Hydrogel by Gamma-ray Irradiation)

  • 한일수;임윤묵;권희정;박종석;노영창
    • 폴리머
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    • 제35권1호
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    • pp.13-16
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    • 2011
  • 본 연구에서는 생체 적합성이 우수한 합성고분자 폴리비닐피롤리돈(PVP)과 천연고분자 카피-카라기난(${\kappa}C$), 1,2-헥산디올(HD)을 혼합하여 감마선 조사에 의한 방사선 가교로 하이드로젤을 제조하였다. 방사선 조사량은 25 kGy, ${\kappa}C$의 농도는 3 wt%로 고정하였다. 이렇게 제조된 하이드로젤의 의 PVP, HD의 농도에 따른 물리적 특성을 관찰하였다. PVP의 농도가 증가할수록 피롤리돈 분자 사이의 가교반응으로 젤화율과 연장강도는 증가하였고, 팽윤도는 감소하였다. 반면에 HD의 농도가 증가할수록 젤화율과 인장강도는 감소하였으며, 팽윤도는 증가하였다. 항균성 실험을 통해 HD를 함유한 하이드로젤에서 항곰팡이성 활성이 관찰되었다.

아세트산이 탑재된 고분자 수화젤을 이용한 이산화염소 기체의 발생 제어 (Control of Generation of Chlorine Dioxide Gas Using Polymer Hydrogels Containing Acetic Acid)

  • 이동한;이욱
    • 폴리머
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    • 제37권5호
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    • pp.553-556
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    • 2013
  • 본 연구에서는 고분자 수화젤 비드 내부에 아세트산을 탑재시킨 후, 분무와 함께 수화젤로부터 방출된 아세트산이 아염소산나트륨과 반응하여, 저농도의 이산화염소 기체를 장시간 지속적으로 발생시킬 수 있는 장치를 개발하였다. 폴리아크릴아미드 수화젤 비드에 탑재시킨 아세트산의 함량과 부직포에 코팅한 아염소산나트륨의 함량을 변화시키면서 발생하는 이산화염소 기체의 생성량을 측정한 결과, 수화젤로부터 아세트산이 방출된 후 반응을 하기 때문에 직접반응에 의한 것보다 반응시간이 지연되어 저농도의 이산화염소 기체가 지속적으로 생성되도록 제어하는 것이 가능하였다. 이러한 결과는 본 연구가 목적으로 하는 저농도의 이산화염소를 장시간에 걸쳐서 지속적으로 생성할 수 있는 장치를 고분자 수화젤을 이용하여 구현할 수 있음을 보여준다.

글루코스를 함유한 음이온 하이드로젤의 pH 감응성 동적 팽윤거동 (pH-Sensitive Dynamic Swelling Behavior of Glucose-containing Anionic Hydrogels)

  • 김범상
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권2호
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    • pp.299-304
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    • 2005
  • 음이온 하이드로젤은 그들이 가지고 있는 pH 감응성 팽윤거동 때문에 단백질 약물의 경구투여용 전달물질로써 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 음이온 하이드로젤의 pH 변화에 따른 용매의 침투 메커니즘을 규명하기 위하여 methacrylic acid와 2-methacryloxyehtyl glucoside를 공중합하여 P(MAA-co-MEG) 하이드로젤을 합성한 후 pH 변화에 따른 하이드로젤의 동적 팽윤거동을 관찰하였다. 용매의 침투 메커니즘이 Fickian 또는 non-Fickian 인지를 설명할 수 있는 특성지수 n을 $M_t/M_{\infty}=kt^n$ 관계식으로부터 계산하였다. 하이드로젤에 대한 용매의 침투 메커니즘은 주위 pH의 영향을 많이 받았으며, 젤의 $pK_a$ 보다 높은 pH인 7.0에서는 침투 메커니즘이 상대적으로 고분자사슬의 이완에 의한 지배를 많이 받는다는 것을 알 수 있었다. 한편, pH 7.0에서 고분자 이완에 의한 용매의 침투 메커니즘은 하이드로젤에 존재하는 카르복실산의 이온화에 기인한 것임을 ATR-FTIR 분광분석을 이용하여 확인하였다.

전자빔을 이용한 폴록사머 하이드로젤의 제조 및 구강 점막부착성 약물전달을 위한 특성 분석 (Preparation of Poloxamer-based Hydrogels Using Electron Beam and Their Evaluation for Buccal Mucoadhesive Drug Delivery)

  • 백은정;신백기;노영창;임윤묵;박종석;박정숙;허강무
    • 폴리머
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    • 제36권2호
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    • pp.182-189
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    • 2012
  • 본 연구에서는 전자빔을 이용하여 폴록사머 하이드로젤을 제조하여 구강 점막부착성 약물전달체로서의 특성을 평가하고자 하였다. 온도감응성을 나타내는 폴록사머 고분자의 말단에 가교반응을 위한 비닐기를 도입한 후, 방사선 가교반응을 이용하여 하이드로젤을 제조하였다. 점착성 향상을 위한 첨가제로 점착성 고분자인 카보폴을 첨가하여 하이드로젤을 제조하였고, 카보폴이 점막부착성과 서방성 방출에 미치는 영향을 알아보았다. 결과적으로, 폴록사머 고분자의 말단 개질과 카보폴의 첨가에 의해 하이드로젤의 기계적 물성과 점막부착성이 향상되었고, 약물방출실험 결과 약물이 방출되는 속도가 지연되는 결과를 확인하였다.