• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-4
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• 2004

조직공학은 생명과학, 의학, 공학의 기본개념 및 기술을 바탕으로 생체조직을 대체할 수 있는 인공조직 및 장기를 제작하여 이식함으로써 생체의 기능을 유지, 향상 또는 복원하는 것을 목표로 하는데 여기에 사용되는 기본 재료가 장기나 조직의 형태를 만들도록 돕는 scaffold이다. Scaffold를 만드는데 있어서 Solvent-casting과 Particulate leaching 기법은 다공성 폴리머 scaffold의 제조에서 널리 쓰이는 방법인데 여기 쓰이는 particle에는 소금과 젤라틴 둥이 사용되고 있다. 소금은 얻기가 쉽고 다루기에도 편리하다는 장점 때문에 가장 일반적으로 사용되고 있으며 젤라틴은 소금에 비하여 세포의 초기 접착과 증식에 유리하다는 이유로 최근에 많이 사용되고 있으나 이에 관한 비교실험은 아직 보고 된 바 없다. 본 연구에서는 소금과 젤라틴으로 만들어진 두 가지 scaffold를 비교해 보았으며 그 결과 젤라틴 scaffold가 초기상태의 세포 접합과 증식에 있어서 좋은 결과를 보였고 같은 공극율일 때 공극의 연결 상태가 훨씬 더 우수한 결과를 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권12호
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• pp.1229-1235
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• 2015

3D 프린터를 이한 인공지지체 제작 기술은 손상된 골 조직 재생을 위해 개발되고 있다. 골 조직 재생에 적하기 위해 인공지지체는 생체적합성, 생분해성 그리고 적절한 기계적 특성을 지녀야 하며, 분한 양의 공극과 내부 연결성을 지닌 구조로 제작되어야 한다. 본 연구에서는 3 차원 이중 공극 인공지지체를 제작하기 위해서 열 해 적층법(fused deposition modeling, FDM) 기반의 폴리머 적층 시스템을 이하였다. 사된 재료는 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)과 알긴산 나트륨(sodium alginate, SA)이다. 제작된 3 차원 형상의 인공지지체에 이중 공극을 갖기 위해 염 침출법을 이하였다. 완성된 인공지지체는 주사 전자 현미경과 X 선 검출 분광기(scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy, SEM-EDS)를 통해 관찰하였으며, MG-63 세포를 이하여 in-vitro 평가를 하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제15권5호
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• pp.86-92
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• 2016

In this study, we used a polymer deposition system, based on fused deposition modeling, to fabricate the 3D scaffold and then fabricated micro-pores on a 3D scaffold using a salt leaching method. Materials included polycaprolactone (PCL) and sodium chloride (NaCl). The 3D porous scaffolds were fabricated according to blending ratio such as PCL (70 wt%)/NaCl (30 wt%) and PCL (50 wt%)/NaCl (50 wt%). The 3D porous scaffolds were observed by scanning electron microscopy. The results showed that 3D porous scaffolds had a deposition width of $500{\mu}m$, contained a pore size of $500{\mu}m$ and below $100{\mu}m$. To evaluate the 3D porous scaffolds for bone tissue engineering, we carried out the cell proliferation experiment using a CCK-8 and a mechanical strength test using a universal testing machine. In summary, the 3D porous scaffold was found to be suitable for cancellous bone of human in accordance with the result of in-vitro cell proliferation and mechanical strength. Thus, a 3D porous scaffold could be a promising approach for effective bone regeneration.

• Elastomers and Composites
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• 제44권2호
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• pp.106-111
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• 2009

조직공학은 기능을 상실한 인체를 대체하거나 복원하기 위해 인공대체품을 개발하기 위한 중요한 학문이다. 특히, 세포가 자랄 수 있는 지지체 역할을 하는 스캐폴드는 조직공학 연구를 위한 중요한 부분을 차지하고 있다. 그래서, 3차원 조직공학용 스캐폴드 개발을 위한 다양한 제조 방법을 소개하고자 하였다. 스캐폴드의 일반적인 제조방법으로는 염침출법 (solvent-casting particulate-leaching), 염 발포법 (gas foaming/salt leaching), fiber meshes/fiber bonding 법, 상분리법 (phase separation), melt moulding 법, 동결 건조법 (freeze drying)이 있으며, 넓은 표면적을 가진 스캐폴드 개발방법으로 전기방사법이 알려져 있다. 또한, 최근에는 스캐폴드 내부의 균일한 세포의 침투를 유도하기 위해 적당한 공극크기를 조절하고 우수한 공극률을 가진 스캐폴드를 개발하고자 stereolithography (SLA), selective laser sintering (SLS), fused deposition modeling (FDM), 및 3D printing (3DP) 와 같은 다양한 solid freeform fabrication (SFF) 기술이 개발되어지고 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권10호
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• pp.865-871
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• 2016

조직 공학에서는 전통적인 인공지지체 제작 방식인 가스 발포, 염 침출, 스폰지 복제 그리고 동결주조 법 등이 이용되고 있다. 하지만 다양한 공극 형태 및 크기를 가지고 있어서 세포 상호 작용 효과 및 충분한 기계적 특성에 한계가 있다. 그러나 열 용해 적층 법은 조직공학에서 폴리머 재료를 이용하여 다양한 3차원 인공지지체를 제작할 수 있는 가장 적절한 기술이다. 따라서 본 연구에서는 PCL 몰드를 제작하고 실리카와 알긴산 나트륨 염을 포함하는 세라믹 슬러리를 제조하여 몰드에 주입시켰으며, 1일 동안 자연 건조를 시켰다. 제작된 3차원 슬러리 몰드는 PCL 몰드의 제거 및 슬러리를 경화시키기 위해 $100^{\circ}C$의 오븐에서 2시간 열처리 되었고, 열처리 후에 $1100^{\circ}C$에서 소결되었다. 제작된 인공지지체는 주사전자현미경을 통해 관찰되었고, 압축 시험을 통해 알긴산 나트륨 염의 혼합량에 따른 인공지지체의 기계적 특성은 평가되었다.

• 한국임상수의학회지
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• 제33권6호
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• pp.332-339
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• 2016

Polycaprolactone (PCL) scaffold have been developed as an alternative to natural donor tissue to repair a large osteochondral defect. The objective of this study is to evaluate efficacy and biocompatibility of bilayer PCL scaffold implanted for osteochondral repair in rabbit. Twenty-two male New Zealand White rabbits were used in this animal experiment. Rabbits were divided into three groups. Experimental surgery was carried out under general anesthesia. Osteochondral defects (5 mm diameter and 5 mm deep) were made in the center of the patellar groove using a 5 mm diameter biopsy punch. In group I (3D plotting) and group II (salt-leaching), the scaffold was implanted using the press-fitted technique into the defect. In control group, after osteochondral defect was created, the defect was left without implant. After four and eight weeks, rabbits were sacrificed and the defects were evaluated by macro -and microscopical methods. There were not found animal death and severe inflammatory evidence during the experimental periods. There were no significant differences between the experimental groups in gross evaluation. However the group I scored significantly higher than group II at 8 weeks in histological evaluation (P < 0.05). The 3-D plotting PCL scaffold was more suitable method for reconstruction of osteochondral defect than a salt-leaching PCL scaffold.

• 폴리머
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• 제32권2호
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• pp.163-168
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• 2008

생체 친화적이며 생분해성 고분자 소재인 poly($\varepsilon$-caprolactone)(PCL)을 rapid prototyping(RP) 공정인 바이오플로팅 시스템을 통해 세포 재생용 지지체(scaffold)를 제작하였다. 제작된 PCL 지지체는 DMA(dynamic mechanical analyzer)를 통해 동일한 재료로 제작된 기존 염침출법(salt-leaching)에 의한 지지체보다 월등히 향상된 기계적 강도를 갖고 있음을 확인하였고, 이는 기존 전통적인 세포지지체 제작에서 문제점중의 하나인 기계적인 강도적인 측면을 보완하여, 뼈조직 재생에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 지지체 내부의 구조는 세포의 증식과 이동 및 영양분의 공급이 지속될 수 있도록 전체적으로 연결된 통로로 구성되어 있고, 다양한 세포의 증식이 가능하도록 지지체의 공극 크기와 strand의 굵기 등을 조절할 수 있으며, 이를 이용하여 대체하고자 하는 생체조직의 특성에 맞도록 기계적 강도를 조정할 수 있음을 확인하였다. 제조된 PCL지지체는 연골세포를 통하여 셀 컬쳐링 되었고, 3차원 세포 지지체로서의 충분한 가능성을 보여주었다.

• 대한약학회:학술대회논문집
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• 대한약학회 2003년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2-2
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• pp.100.2-101
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• 2003

To satisfy the increasing medical demanding especially for sever burn patients to regenerate full thickness wound cure, this study developed dermis with gelatin based scaffold and perform the biocompatibility tests. To prepare scaffold 30% of gelatin was mixed with sieved salt and dried in the mold to shape then, cross linked with a water-soluble cross-linker, EDAC. Preparing the cell for seeding from a rabbit skin, the fibroblast and keratinocyte were successfully isolated and cultured in vitro. After cell and scaffold were ready, the fibroblast was seeded to the scaffold (∼10$\^$6/ cell/cm ) for preparing dermis and keratinocyte was cultured until forming the sheet. (omitted)

• 폴리머
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• 제38권2호
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• pp.150-155
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• 2014

Polycaprolactone(PCL)은 생분해성 고분자로 인장강도, 신장률, 충격강도 등의 기계적 물성이 우수하다. $TiO_2$ (titanium dioxide) nanoparticle은 친수성으로 밀도가 높고 생체적합성이 우수하다. 본 연구에서는 PCL과 $TiO_2$(titanium dioxide) nanoparticle을 이용하여 salt-leaching방법으로 3차원 다공성 지지체를 제작하였다. 제작한 지지체를 FESEM, FTIR, TGA, 압축강도 측정 등을 통해 물성을 분석하였다. $TiO_2$ nanoparticle에 의해 물흡수도와 팽윤도는 감소하였으나 압축강도는 증가하였다. CCK-8 assay를 통해 세포의 증식률을 확인한 결과, $TiO_2$ nanoparticle에 의한 세포 독성은 없는 것으로 확인되었다. 이러한 연구결과는 PCL/$TiO_2$ nanoparticle 지지체의 생체재료로 사용가능성을 제시하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제29권5호
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• pp.457-466
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• 2004

Novel porous composite ceramic bone scaffolds composed of biodegradable PHBV(polyhydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) and TA(toothapatite) have been fabricated for bone tissue engineering by a modified solvent casting and particulate leach-ing method with salt-contained heat compression technique. The results of this study suggest that the PHBV-TA composite scaffold, especially the scaffold containing 30 weight$\%$ of TA may be a good candidate far bone tissue engineering of non-load bearing area in oral and maxillofacial region.