• 폴리머
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• 제32권5호
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• pp.421-426
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• 2008

pH감응형 P(MAA-co-EGMA) 수화젤을 분산 광중합을 이용하여 마이크로 크기의 미세입자로 합성하고 화장품 제형으로서의 응용 가능성을 평가하기 위하여 모델 탑재물질인 Rh-B와 화장품 분야에서 기능성 물질로 사용되는 ascorbic acid, adenosine, EGCG, arbutin을 이용하여 탑재 및 방출 거동을 조사하였다. Rh-B 탑재의 경우, pH 6.5인 수용액에서 이온화에 의한 P(MAA-co-EGMA) 수화젤의 음전하와 Rh-B의 양전하 사이의 정전기적 인력으로 인하여 가장 높은 탑재효율을 나타내었다. 그러나 화장품 기능성 물질들의 경우, pH 6.5 수용액에서 이온화된 P(MAA-co-EGMA) 수화젤의 음전하와 기능성 물질들이 나타내는 음전하 사이의 정전기적 반발력 때문에 상대적으로 낮은 탑재효율을 나타내었다. Rh-B를 사용한 방출실험 결과, p(MAA-co-EGMA) 수화젤 미세입자는 높은 pH에서는 다량의 Rh-B를 그리고 낮은 pH에서는 소량의 Rh-B를 방출하는 pH 감응성 방출거동을 나타내었다.

• 폴리머
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• 제33권5호
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• pp.441-445
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• 2009

본 연구에서는 알부틴, ascorbic acid, 아데노신 등과 같은 화장품 활성물질들을 주변 pH 변화에 따라서 선택적으로 방출하게 하는 지능형 전달시스템을 개발하기 위하여, pH 감응성 P(MAA-co-PEGMA) 수화젤을 분산 광중합을 이용하여 평균 크기 약 $2{\mu}m$의 구형 입자로 합성하였으며, 수화젤 입자는 수화젤의 $pK_a$인 PH 5를 전후로 하여 급격한 팽윤비의 변화를 보여주었다. P (MAA-co-PEGMA) 수화젤에 대한 활성물질들의 탑재에 영향을 미치는 요인들을 알아내기 위하여, 수화젤의 MAA와 EG의 조성과 탑재 pH에 따른 활성물질들의 탑재효율을 조사하였다. 수화젤을 구성하는 MAA와 EG의 조성 중 MAA의 함량이 감소함에 따라서 활성물질들의 탑재효율이 증가하였으며, 탑재 pH에 따른 실험에서는 수화젤과 활성물질들 사이에 형성되는 정전기적 반발력이 최소가 되는 pH보다는 수화젤의 팽윤비가 높게 되는 pH에서 탑재효율이 더 높게 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권2호
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• pp.202-214
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• 2015

Stimuli-responsive biomaterials that alter their function through sensing local molecular cues may enable technological advances in the fields of drug delivery, gene delivery, actuators, biosensors, and tissue engineering. In this research, pH-responsive hydrogel which is comprised of dimethylaminoethyl methacylate (DMAEMA) and 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) was synthesized for the effective delivery of doxorubicin (Dox) to breast cancer cells. Cancer and tumor tissues show a lower extracellular pH than normal tissues. DMAEMA/HEMA hydrogels showed significant sensitivity by small pH changes and each formulation of hydrogels was examined by scanning electron microscopy, mechanical test, equilibrium mass swelling, controlled Dox release, and cytotoxicity. High swelling ratios and Dox release were obtained at low pH buffer condition, low cross-linker concentration, and high content of DMAEMA. Dox release was accelerated to 67.3% at pH 5.5 for 6-h incubation at $37^{\circ}C$, while it was limited to 13.8% at pH7.4 at the same time and temperature. Cell toxicity results to breast cancer cells indicate that pH-responsive DMAEMA/HEMA hydrogels may be used as an efficient matrix for anti-cancer drug delivery with various transporting manners. Also, pH-responsive DMAEMA/HEMA hydrogels may be useful in therapeutic treatment which is required a triggered release at low pH range such as gene delivery, ischemia, and diabetic ketoacidosis.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권1호
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• pp.126-135
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• 2021

온도, pH, 빛 및 힘 등의 외부 자극에 반응하여 그 구조나 물리 화학적 특성이 변화 가능한 자극 감응형 하이드로젤에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 응력 감응형 분자인 스피로피란을 사용하여 응력 및 pH 감응형 하이드로젤을 제조하였다. 먼저, 폴리에틸렌 다이아크릴레이트(PEGDA)를 스피로피란 분자 양 끝에 접목시켜, 수용액에 쉽게 용해될 뿐만 아니라 하이드로젤 가교제 역할이 가능한 아령모양(PEG-spiropyran-PEG)의 SP-PEGDA 분자를 합성하였다. 이렇게 합성한 SP-PEGDA로 가교된 하이드로젤은 팽윤에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 노란색의 스피로피란(SP) 분자를 보라색의 메로사인(MC) 형태로 변환시켰다. 또한 pH에 따라 양성화된 메로사인(MCH) 형태로 변환하여 팽윤과 수축을 시각화 하였다.

• Carbon letters
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• 제13권3호
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• pp.173-177
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• 2012

A drug delivery system (DDS) was prepared with a temperature and pH-responsive hydrogel. Poly(vinyl alcohol) (PVA)/poly(acrylic acid) (PAAc)/poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)/multi-walled carbon nanotube (MWCNT) nanocomposites were prepared by radical polymerization for the temperature and pH-responsive hydrogels. MWCNTs were employed to improve both the thermal conductivity and mechanical properties of the PVA/PAAc/PNIPAAm/MWCNT nanocomposite hydrogels. Various amounts of MWCNTs (0, 0.5, 1 and 3 wt%) were added to the nanocomposite hydrogels. PVA/PAAc/PNIPAAm/MWCNT nanocomposite hydrogels were characterized with a scanning electron microscope. The mechanical properties were measured with a universal testing machine. Swelling and releasing properties of nanocomposite hydrogels were investigated at various temperatures and pHs. Temperature and pH-responsive release behavior was found to be dependent on the content of MWCNTs in nanocomposite hydrogels.

• 폴리머
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• 제39권3호
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• pp.359-364
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• 2015

A self-oscillating interpenetrating polymer network (IPN) poly(acrylic acid)/poly(ethylene glycol) (PAA/PEG) hydrogel was prepared by using radical polymerization with a two-step method. The IPN hydrogel was characterized by FTIR spectroscopy and morphological analysis. The results indicated that the chains of PEG and PAA twined to form porous structure which is beneficial to water molecules entering inside of the hydrogel. In addition, the pH-responsive behavior, salt sensitivity, swelling/de-swelling oscillatory behaviors and self-oscillation in a closed pH oscillator were also studied. The results showed that the prepared hydrogel exhibited pH-sensitivity, good swelling/de-swelling reversibility and excellent salt sensitivity. The self-oscillating behavior of swelling/de-swelling for the prepared hydrogel was caused by pH alteration coupled with the external media. This study may create a new possibility as biomaterial including new self-walking actuators and other related devices.

• 폴리머
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• 제35권1호
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• pp.94-98
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• 2011

생체 적합하고 온도 및 pH에 대한 민감성을 갖는 하이드로젤로서 Pluronic과 acrylic acid (AAc) 공단량체를 도입한 개질 PHEMA 가교젤을 광중합법을 사용하여 제조하고 그 팽윤거동을 조사하였다. 하이드로젤에 도입된 온도민감성 Pluronic의 영향 때문에 낮은 온도에서는 높은 팽윤거동을 보이다가 졸-젤 전이 이상의 온도에서 젤 수축이 일어나고 팽윤비의 감소가 나타났다. 한편 이온성의 AAc 공단량체의 도입과 함량 증가에 따라 하이브리드 젤의 팽윤비는 증가하였으며, 이들 구조가 갖는 일정 pH 영역에서 이온화 영향으로 pH에 민감한 팽윤거동을 나타내었다. 한편 SEM을 통해 하이드로젤의 다공성 모폴로지 변화를 관찰하였다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제6권5호
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• pp.326-331
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• 2001

With the aim of developing of pH-sensitive controlled drug release system, a poly(Llysine) (PLL) based cationic semi-interpenetrating polymer network (semi-IPN) has been synthesized. This cationic hydrogel was designed to swell at lower pH and de-swell at higher pH and therefore be applicable for achieving regulated drug release at a specific pH range. In addition to the pH sensitivity, this hydrogel was anticipated to interact with an ionic drug, providing another means to regulate the release rate of ionic drugs. This semi-IPN hydrogel was prepared using a free-radical polymerization method and by crosslinking of the polyethylene glycol (PEG)-methacrylate polymer through the PLL network. The two polymers were penetrated with each other via interpolymer complexation to yield the semi-IPN structures. The PLL hydrogel thus prepared showed dynamic swelling/de-swelling behavior in response to pH change, and such a behavior was influenced by both the concentrations of PLL and PEG-methacrylate. Drug release from this semi-IPN hydrogel was also investigated using a model protein drug, streptokinase. Streptokinase release was found to be dependent on its ionic interaction with the PLL backbones as well as on the swelling of the semi-IPN hydrogel. These results suggest that a PLL semi-IPN hydrogel could potentially be used as a drug delivery platform to modulate drug release by pH-sensitivity and ionic interaction.

• Carbon letters
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• 제10권1호
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• pp.33-37
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• 2009

Activated carbon (AC) is one of the most effective adsorbents for organic compounds because of their extended surface area, high adsorption capacity, microporous structure and special surface reactivity. The composites of pH-sensitive hydrogel and activated carbon were prepared in order to improve the loading capacity of drug. The pH-sensitive hydrogel matrix swelled well in the basic condition to release the drug loaded in AC. The release of drug was controlled depending on both the pH due to the ionization of the carboxylic acid group and the AC due to the surface properties.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.453-458
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• 2009

최근 환경문제가 크게 대두됨에 따라 고분자 합성과 가공 공정에서도 유기용매를 사용하지 않는 새로운 친환경적 공정의 개발이 요구되고 있다. 초임계 이산화탄소는 고분자 합성에서 용매로 사용될 경우, 기존의 유기용매와 비교하여 불연성이고 독성이 없으며 생성물과의 분리가 용이하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 초임계 이산화탄소를 이용하여 의약학 및 화장품 분야에서 지능형 약물전달체로 사용할 수 있는 pH 감응형 하이드로젤인 P(MAA-co-EGMA) 하이드로젤을 수 백 nm 수준의 입자 형태로 합성하는 방법을 개발하였다. 그리고 중합과정에서 사용하는 분산안정제인 PtBuMA-PEO와 중합개시제인 AIBN이 하이드로젤 입자의 합성에 미치는 영향을 살펴보았다. 입자의 합성에서 PtBuMA-PEO의 함량이 증가할수록 입자 크기는 감소하였으나 AIBN의 함량에 따른 입자 크기의 변화는 관찰할 수 없었다. 합성된 P(MAA-co-EGMA) 하이드로젤 입자의 pH에 따른 팽윤 실험결과, PMAA의 $pK_a$인 pH 5를 전후하여 급격한 하이드로젤의 평형 질량팽윤비의 변화를 관찰할 수 있었다. 즉, pH 5보다 낮은 pH에서는 낮은 팽윤비를, 반면에 pH 5보다 높은 pH에서는 매우 높은 팽윤비를 나타내었다. 그리고 Rh-B를 이용한 방출실험에서는 높은 pH에서는 다량의 Rh-B가 하이드로젤 입자로부터 방출되었으나 낮은 pH에서는 Rh-B가 거의 방출되지 않는 pH에 따른 선택적 방출 특성을 나타내었다.