Chitosan and Algin are known as a natural polymers. Biodegradable films were prepared by solution blend method in the weight ratio of natural polymer(low, medium, high-Chitosan, Algin) for the purpose of useful bioimplants. The possibility of bioimplants, which were prepared from natural polymers as a skin substitute and food wrapping materials were evaluated by measuring biodegradability. This biodegradable films were inserted in the back of rats and their biodegradability was investigated by hematological change evaluation as a function of time to biotransformation. It was found that these values of biodegradable films give some good results with short period test.
A new method to evaluate erosion of biodegradable polymer, polyanhydrides, was developed. The polymer devices were prepared with the melt-casting method and weight loss was accurately measured after agitating the devices in buffers (pH 1-9), and removing the device at selected time intervals and freeze-drying the device. The erosion rate was estimated from the plot of the weight loss(%) of device as a function of time. The freeze-drying technique used in this study is particularly useful for estimating the erosion rate of biodegradable polymer.
The simple and facile radiation technique of the preparation of antibacterial biodegradable polymer films containing silver nanoparticles (Ag NPs) was described. The biodegradable poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) films containing silver trifluoroacetate (Ag TFA) were prepared by a solvent casting method, and then the films were irradiated by electron beams at the various doses ranging from 20 to 200 kGy to form Ag NPs in the biodegradable polymers. The results of UV-vis and FE-SEM/EDX analyses revealed that the Ag NPs were successfully formed in the PBAT matrix during the electron beam irradiation, and their amounts were dependant on the absorbed dose and Ag TFA concentrations. Furthermore, on the basis of the results of the antibacterial test through disk diffusion and colony counting test, the irradiated PBAT/Ag TFA films exhibited the antibacterial property due to the formation of Ag NPs.
Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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제35권6호
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pp.451-458
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2009
Metallic bone plates and screws have been commonly used in oral and maxillofacial surgery for internal fixation. However, there are several disadvantages such as atrophy of cortical bone inherent to excessive rigid fixation systems, growth disturbance in growing individual, allergy reaction, interference with radiographic imaging, palpability, thermal sensitibity and the need for subsequent removal. To overcome these disadvantages and avoid additional surgery of removal of plates and screws, there have been many studies of biodegradable plates and screws. But, It also has complication such as foreign body reactions. We have undertaken a clinical and retrospective study on 140 patients in Dept. of Oral and Maxillofacial Surgery, Inha University Hospital from February 2006 to March 2009. The purpose of this study is to report the clinical cases and review of the literatures with biodegradable plates and screws. And we concluded following results. 1. 6 cases(3.4%) of the 177 operation sites(140 patients) experienced complications. 1 case(0.6%) was a failure of initial fixation, 1 case(0.6%) was a postoperative infection, 4 cases(2.3%) were inflammations or foreign body reaction. 2. Postoperative infections, inflammations and foreign body reactions were completely recovered with incision and drainage, supporative care with antibiotic coverage and removal of biodegradable plates. 3. Biodegradable plates and screws provide acceptable rigidity and stability clinically. But, long-term observation is required for the tissue reactions around the biodegradable plates and screws because of long resorption periods of the biodegradable materials.
얇은 박막 형태로 제작된 기존의 바이오필름은 일반 필름과 비교하여 인장강도, 신장율 등의 물성이 감소되는 단점이 있어 실질적인 활용이 어려웠다. 본 연구에서는 바이오필름 초기 신장율 및 인장강도를 비롯한 물리적 성질 개선과 생분해 촉매제를 사용하여 생분해 기간을 단축시킬 수 있고 일반 고분자와 상용성이 뛰어나며 열, 빛, 수분, 효소 등에 의한 복합분해가 이루어지는 바이오필름을 개발하였다. 국가식품클러스터에서 ASTM D 882방법에 따라 생분해 촉매제 종류별로 선별된 생분해 촉매제 3종(알루미늄 이온염, 철 이온염, 니켈 이온염)이 각각 포함된 생분해 마스터배치(M/B)를 이용하여 HDPE와 LLDPE를 혼합해 바이오필름1-3을 제작하였다. 바이오필름1-3의 물성을 비교 평가하기 위하여 샘플링된 바이오필름과 대조구를 UV 노출법과 열처리하였다. 바이오필름과 대조구의 초기 물성은 유사한 수치를 나타냈다. 바이오필름1-3의 UV 노출 및 열처리 시험결과에 따라 판단하면 Al salt와 Fe salt가 포함된 바이오필름1,2의 인장강도 및 신장율의 감소율이 높은 것으로 확인되었다. 하지만 재료 원가와 산업적인 이용 가능성을 고려하였을 때 Fe salt가 포함된 바이오필름2를 선택하였으며 Fe salt 함량별 실험을 진행하였다. 추가적으로 농도별 효과를 알아보기 위하여 철 이온염의 농도를 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%의 함량으로 제조한 바이오필름 4-7과 대조구를 비교 평가하였다. 앞의 시험과 동일한 조건의 UV 처리를 하였으며 그 결과 0.5%에서 2.0%으로 철 이온염의 함량이 높아질수록 인장강도와 신장율이 모두 줄어들어 감소율이 높아졌다. 추가적인 바이오필름의 생분해도 측정 시험을 통해 생분해성 평가의 기준물질인 셀룰로오스에 대비하여 평균 생분해도는 39.2% 확인하고 UV처리를 통한 분자량 테스트 결과 대중적으로 사용되는 필름에 비해 분자량 감소가 훨씬 우수한 것으로 나타났다. 바이오필름4-7 모두 활용할 수 있지만 가격경쟁력과 생산성을 고려할 때 바이오필름5가 가장 우수한 것으로 판단되었다. 앞으로 Fe salt가 포함된 바이오필름은 기존의 필름 대비 우수한 물성을 가지고 생분해 촉매제를 통한 분해기간 단축과 같은 여러 특징을 포함하여 국내 포장 산업의 다양한 분야에 활용될 수 있을 것이다.
In order to determine the removal rate of non-biodegradable substances and the change of their structural properties, this study was carried out by an ozone-treatment experiment on leachate collected from the landfill area of D City in Chung chung nam-do and examined the change of the chemical properties of non-biodegradable substances. The main elements of non-biodegradable substances in landfill leachate were benzene, toluene, trichloroethane, trichloroethylene, xylene, etc. and the concentration of toluene was 15.7 mg/L on the average, benzene 7.2 mg/L, trichloroethane 1.1 mg/L, trichloroethylene 0.75 mg/L and xylene 0.5 mg/L. When leachate was treated with ozone for 10 min, 30 min and 60 min, UV absorbance was reduced with the increase of reaction time, and the reduction rate was 38.6% at 60 min. TOC was removed by 13.2% at 60 min. The low reduction rate of TOC may be because TOC reacts indirectly with OH radical produced from reaction with ozone while UV absorbance usually relies on direct reaction between organic matters and ozone molecules. Color was removed by up to 97%, which suggests that ozonation is highly effective in removing coloring elements in leachate. Sixteen kinds of non-biodegradable compounds were found in the leachate and most of them had the characteristic of aromatic hydrocarbon. Among them dibutyl phthalate was identical with a substance included in the list of US EPA, which is classified as a mutagen that may cause the mutation of genes and disorders in chromosomes. In addition, 2,5-Cyclohexadiene-1,4-dione, 1,2-Benzenedicarboxylic acid and butyl octyl ester were found to be similar to substances listed by USEPA. According to the result of analyzing structural changes before and after ozonation using GC-MS, cyclic compounds and aromatic compounds were observed in the original water and aliphatic compounds were newly observed after ozonation. In addition, through ozonation, humic substances of high molecular weight were oxidized and decomposed and produced low-molecular compounds such as aldehyde, ketone and carboxyl acid and highly biodegradable aliphatic carbon, which suggests the bio-degradability of non-biodegradable substances.
생분해성 포장재질에 대한 달걀의 기능성 변화를 알아보기 위해 달걀의 저장중 pH변화, 파손강도 및 응력완화현상을 측정하고 무포장 및 복합 필름에 포장한 달걀과 비교하였다. 생분해성 포장재질을 달걀에 사용한 경우 pH는 초기 8.39에서 최종 pH 9.3으로 최종 pH 9.48을 보인 무포장의 경우와 유사한 pH변화를 보이며, 파손강도의 변화에 있어서도 초기 14.25 N에서 생분해성 포장재질로 포장한 경우 6.76 N, 무포장의 경우 9.31 N의 변화를 보였다. 생분해성 포장재질이나 무포장에 비해 공기투과도가 상대적으로 무척 낮은 복합 필름 포장재를 사용한 경우는 저장이 진행됨에 따라 pH는 8.39에서 8.81로 적은 변화량을 보였으나 파손 강도값은 14.25 N에서 5.29 N으로 크게 감소하는 것으로 보아 달걀내부의 물성학적 기능이 크게 저하됨을 보여주었다. 내부조직변화를 감지할 수 있는 응력완화 현상을 측정하여 3-elements Maxwell model에 적용하고 구하여진 점탄성의 값을 비교시 무포장한 달걀과 생분해성 포장재를 사용한 경우에는 큰 차이가 없었으나 복합 필름 포장재의 경우에는 저장이 진행됨에 따라 그 기능이 현저하게 떨어짐을 보여주었으며 따라서, 달걀의 기능성 변화를 살펴볼 때 공기 및 수분투과도가 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 생분해성 포장재질의 많은 인장력 증가가 현 단계에서 요구되나 환경적인 문제를 고려할 때 기존의 달걀 포장재인 PE포장재의 대체품으로서 사용 가능성이 긍정적으로 여겨진다.
쌀 분말이 함유된 플라스틱 수지를 이용하여 생분해성 필름 시제품 2종을 생산하고, 고구마(Ipomoea batatas L. Lam) 재배에 적용하여 생육과 수량, 토양환경 등을 PE(Polyethylene) 필름과 비교한 결과는 다음과 같다. 1. 투광율은 350 mesh 쌀 분말 30% 함유된 생분해성 필름(BF30-350RP)이 0.8%로 500 mesh 쌀 분말 40% 함유된 생분해성 필름(BF40-500RP) 2.0%, PE 필름 2.7%보다 낮았다. 2. 맑은 날 필름의 표면온도는 PE 필름이 가장 낮았고, BF40-500RP와 BF30-350RP는 차이가 적었다. 3. 농작업 충격에 의한 손상율은 PE 필름 0.4%, BF500-400RP 3.3%, BF350-30RP 5.3% 순으로 낮았다. 4. 외부에 노출하였을 때 BF40-500RP와 BF30-350RP의 가시적인 분해 시점은 각각 노출 40일과 30일 차이었고, 노출 90일 차에 각각 62.3%와 70.4% 분해되었다. 5. 고구마 재배에 적용된 생분해성 필름의 분해는 BF40-500RP가 BF30-350RP보다 서서히 진행되었다. 두둑 표면부의 BF40-500RP는 고구마 삽식 30일 후에 5%, 60일 후에 30%, 90일 후에 55%, 120일 후에 90% 분해되었다. 두둑과 고랑 경계부의 생분해성 필름은 고구마 삽식 75일 후에 완전히 분해되었다. 6. 멀칭 후 고구마를 재배하지 않아 지표면이 밀폐된 조건에서는 토양습도와 그 편차는 PE 필름, BF40-500RP, BF30-350RP 순으로 낮았으나 큰 차이를 보이지 않았고, 토양온도는 PE 필름이 생분해성 필름보다 높았으나 그 차이는 낮았다. 7. 고구마 삽식 2개월 후에 7일 동안 일평균 토양습도는 BF30-350RP 멀칭 2.5%point, BF40-500RP 멀칭 1.5%point, PE 필름 멀칭 1.1%point 씩 감소하였고, 토양온도는 두 생분해성 필름 멀칭 모두 비슷하였으나 PE 필름 멀칭은 지속적으로 증가되어 생분해성 필름보다 일평균 0.1℃ 높았다. 8. 고구마 줄기 생육과 괴근 수량은 멀칭 필름간 차이가 관찰되지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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