• 폴리머
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• 제36권2호
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• pp.190-195
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• 2012

소프트 콘텍트 렌즈의 재질 별 계면학적 특성 및 유변학적 변화를 조사하여 렌즈 재료의 성분 설계에 기본 정보를 제시하고자 하였다. 눈물 단백질인 albumin과 IgG의 흡착량을 측정한 결과 하이드로젤의 표면 에너지가 증가함에 따라 점차 단백질 흡착량이 감소하는 것을 볼 수 있었다. Polydimethylsiloxane-polyvinylpyrrolidone(PDMS-PVP) 하이드로젤은 albumin과 IgG 흡착량이 가장 높았으며 poly(2-hydroxyethyl methacrylate)-polyvinylpyroolidone(HEMA-PVP)의 경우 albumin의 흡착량은 매우 미미한 것으로 나타났다. 일정한 수직항력 하에서의 하이드로젤의 토크는 실리콘 재질인 PDMS-PVP의 경우 HEMA계열보다 약 5배 이상 크게 측정된 것을 볼 수 있었다. 흥미로운 것은 단백질 흡착량이 적은 HEMA계열 하이드로젤의 경우 실리콘 계열 하이드로젤보다 인공 눈물 내 거동 시 마찰계수가 오히려 더 큰 것을 알 수 있었다. 인공눈물 내의 하이드로젤의 거동은 단백질 흡착으로 인한 윤활 효과 외에도 하이드로 젤 고유의 구조와 회전하는 계면의 성질에 큰 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

• 공업화학전망
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• 제23권2호
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• pp.40-50
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• 2020

소프트 로봇의 수요와 관심이 증가함에 따라 생체 모방형 액추에이터 연구가 큰 관심을 받고 있다. 액추에이터란 외부 에너지를 기계적인 동작으로 변환하는 장치이며, 재료 자체가 유연하여 부드러운 움직임을 재현할 수 있는 소프트 액추에이터의 연구가 활발히 진행되고 있다. 고분자 연성 재료 중에 하나인 하이드로겔은 90% 이상이 물로 구성되어 있기 때문에 생체 친화적이면서 동시에 환경 친화적인 재료이며 이를 기반으로 한 액추에이터 연구가 새로이 각광받고 있다. 최근에는 하이드로겔 액추에이터의 성능 향상을 위해 나노재료를 하이드로겔에 첨가하는 연구가 진행되고 있으며, 나노재료가 갖는 고유의 특성을 활용함으로써 하이드로겔 액추에이터의 자극 감응성 향상, 변형 방향의 제어, 높은 변형 효율 그리고 기계적 물성 증가가 보고되고 있다. 이는 헬스케어를 위한 웨어러블 장치, 재활을 목적으로 한 인공 근육 등에 적용이 가능하다. 본 기고문에서는 자극 감응성 고분자와 나노재료를 이용한 하이드로겔 액추에이터 연구에 대해 자극(전기장, 빛, 열, 자기장)의 종류에 따라 분류하여 소개하고, 합성 전략 및 구동 원리에 대해 간략하게 설명하고자 한다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.698-706
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• 2019

지난 수십 년 동안, 외부 자극에 대한 응답성이 우수하면서도 인체에 적용할 수 있는 소프트 액추에이터 개발을 위한 많은 노력이 이어졌다. 본 연구에서는 동역학적 정밀 제어가 가능한 의료용 소프트 액추에이터를 개발하기 위해, 유해한 화학적 첨가제나 개시제 없이 방사선을 이용하여 전기 자극 반응성과 물리적 특성이 우수한 3차원 가교 구조의 poly(acrylic acid) (PAAc)/poly(vinyl alcohol) (PVA)/poly(ethylene glycol) (PEG) 하이드로겔을 합성하였다. 방사선 조사 후, 모든 하이드로겔은 75% 이상의 겔 분율을 나타내었고, 표면 반사 적외선 분광법을 통해 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔이 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔의 겔 분율, 평형 수분 함량, 압축 강도를 측정하여 감마선의 총 조사 선량과 구성 성분의 함량비 조절에 따른 하이드로겔의 물리적 특성 변화를 확인하였다. 조사된 감마선의 선량이 증가하거나 poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA)의 함량이 많을수록 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 높은 가교 밀도와 우수한 기계적 강도를 나타내었다. 또한 PAAc/PVA/PEG 하이드로겔은 3 V의 저전압에서도 전기적인 자극에 반응하였고, 전기장 하에서 이동성 이온의 움직임에 따른 하이드로겔의 밴딩 거동은 하이드로겔의 가교 밀도, 이온기의 함량, 인가 전압 및 전해질 용액의 이온 농도 등을 조절함으로써 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 한국안광학회지
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• 제19권1호
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• pp.111-120
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• 2014

목적: 콘택트렌즈의 함수율, 재질, 굴절력의 차이에 따른 착용전후의 각막의 형태 변화를 살펴보고자 하였다. 방법: 5가지 유형의 콘택트렌즈를 사용하여 렌즈 착용 전후의 두께차이를 비교하였다. 각막의 중심부와 각막 중심에 떨어진 거리와 방향에 따른 렌즈 착용 전, 후의 각막의 두께, 각막 전, 후면 곡률, 고위수차의 변화를 조사하였다. 측정에 사용된 장비로는 ORB ScanII(Bausch & Lomb Inc, ver 3.14)로 각막 지형도 및 각막 두께를 측정하였으며, 고위수차(high order aberration) 분석을 위하여 Zywave(Bausch & Lomb Inc, ver 5.20)를 사용 하였다. 결과: 산소투과가 낮은 하이드로겔 재질의 소프트 콘택트렌즈(T2 lens)에서 각막의 두께가 증가하는 경향이 두드러지게 나타났다. 각막 중심에서 가장 많은 변화를 보였으며, 중심에 가까울수록 변화정도가 증가하였다. 각막의 방향에 있어서는 코 쪽이 가장 많이 변하였다. 결론: 본 연구에서 사용한 함수율, 재질, 디자인이 다른 5종의 콘택트렌즈 중 Dk가 28이상의 산소투과도를 가진 렌즈에서는 각막의 형태 변화가 적었으며, 산소투과도가 매우 낮은 렌즈에서 가장 많은 각막형태의 변화가 나타났다.

• 한국안광학회지
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• 제20권4호
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• pp.437-443
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• 2015

목적: 본 연구는 3-chloropyridine-4-carboxylic acid와 3-fluoropyridine-4-carboxylic acid를 첨가제로 사용하여 소프트 콘택트렌즈 제조 후 물리적 및 광학성 특성을 분석하여 콘택트렌즈 재료로서 활용도를 알아보았다. 방법: 본 실험에서는 소프트 하이드로젤 콘택트렌즈의 주재료인 HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate)와 AA(acylic acid), MMA(methacrylic acid) 그리고 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile), 교차결합제인 EGDMA(ethylene glycol dimethacrylate)를 사용하여 공중합 하였다. 결과: 생성된 고분자의 물리적 특성을 측정한 결과, 굴절률 1.4320~1.4342, 함수율 34.54~37.15%, 접촉각 $57.82{\sim}79.57^{\circ}$, 인장강도 0.2872~0.3608로 각각 나타났고 광학적 특성 측정 결과 가시광선 영역에서는 투과율이 88.8~90.6%로 나타났으며, UV-B 76.8~82.4%, UV-A 84.6~86.6%로 각각 나타났다. 결론: 본 실험 결과 3-chloropyridine-4-carboxylic acid 및 3-fluoropyridine-4-carboxylic acid를 첨가제로 사용하였을 때 고습윤성 및 자외선 차단기능을 가진 콘택트렌즈 재료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국안광학회지
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• 제18권3호
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• pp.271-277
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• 2013

목적: 본 연구는 역방향(Everted) 실리콘 하이드로겔 렌즈 착용 후 각막 굴절력의 변화에 대하여 연구하였다. 방법: 각막 굴절력의 변화를 알아보기 위해 corneal topographer(CT-1000, Shin-nippon Co., Japan)를 이용하여 주경선 굴절력과 각막난시를 측정하였고, 굴절이상도 변화는 자동굴절검사기(Natural vision-K 5001, Shin-nippon Co., Japan)를 이용하여 타각적 굴절검사를 실시하였다. 렌즈 착용 전과 착용 1주일 후의 변화를 알아보았다. 결과: 각막 굴절력의 변화를 본 결과 경도 근시에서 보다 효과적으로 각막 굴절력을 교정할 수 있었고, 각막의 강주경선의 굴절력이 클수록, 각막난시가 많을수록 각막 눌림이 많았다. 대상자의 73%가 1 D이하의 타각적 굴절이상도 감소를 보였고, 17%가 굴절이상도가 증가하는 역효과가 나타났다. 타각적 굴절이상도의 감소는 각막 굴절력이 크고 각막난시가 많을 때 효과적이었다. 결론: 역방향 하이드로겔 렌즈에 의해 각막눌림이 야기될 수 있고, 이는 각막 굴절력과 각막난시, 타각적 굴절이상도에 따라 정도의 차이가 발생하였다. 렌즈의 파라미터를 변경하기 힘든 점을 고려하여 적정한 대상자의 선정이 중요할 것으로 사료된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권5호
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• pp.453-464
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• 2019

Soft marine soil has high fine-grained soil content and in-situ water content. Thus, it has low shear strength and bearing capacity and is susceptible to a large settlement, which leads to difficulties with coastal infrastructure construction. Therefore, strength improvement and settlement control are essential considerations for construction on soft marine soil deposits. Biopolymers show their potential for improving soil stability, which can reduce the environmental drawbacks of conventional soil treatment. This study used two biopolymers, an anionic xanthan gum biopolymer and a cationic ${\varepsilon}-polylysine$ biopolymer, as representatives to enhance the geotechnical engineering properties of soft marine soil. Effects of the biopolymers on marine soil were analyzed through a series of experiments considering the Atterberg limits, shear strength at a constant water content, compressive strength in a dry condition, laboratory consolidation, and sedimentation. Xanthan gum treatment affects the Atterberg limits, shear strength, and compressive strength by interparticle bonding and the formation of a viscous hydrogel. However, xanthan gum delays the consolidation procedure and increases the compressibility of soils. While ${\varepsilon}-polylysine$ treatment does not affect compressive strength, it shows potential for coagulating soil particles in a suspension state. ${\varepsilon}-Polylysine$ forms bridges between soil particles, showing an increase in settling velocity and final sediment density. The results of this study show various potential applications of biopolymers. Xanthan gum biopolymer was identified as a soil strengthening material, while ${\varepsilon}-polylysine$ biopolymer can be applied as a soil-coagulating material.

• 한국안광학회지
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• 제16권4호
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• pp.383-390
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• 2011

목적: 본 연구에서는 소프트콘택트렌즈를 착용하였을 때 렌즈에 부착되는 누액 단백질에 의하여 굴절력의 변화가 유발되는 지를 알아보고자 하였다. 방법: -1.00 D, -3.00 D, -5.00 D 및 -7.00 D의 굴절력을 가지는 etafilcon A, hilafilcon A 및 comfilcon A 재질 렌즈를 인공누액에 각각 1일, 3일, 5일, 7일 및 14일 동안 배양시킨 후 자동렌즈미터를 이용하여 wet cell 방법으로 굴절력을 측정하였으며, 렌즈에 침착된 단백질 양을 Lowry 방법으로 정량하였다. 결과: 세 종류의 렌즈 가운데 이온성인 etafilcon A 재질 렌즈에서 가장 많은 단백질이 침착되어 굴절력의 변화 가 크게 나타남을 확인하였다. 즉, 인공누액에 1일 동안 배양시킨 후에는 모든 디옵터의 렌즈에서 굴절력이 크게 감소하였으나, 배양 기간이 증가할수록 굴절력이 다시 점차적으로 증가하였다. 모든 디옵터의 etafilcon A 렌즈에서 관찰된 굴절력 변화는 소프트콘택트렌즈의 기준오차범위를 벗어나는 큰 변화였으며 이러한 변화는 저굴절력 렌즈에서의 더 크게 나타났다. 반면, 비이온성의 hilafilcon A 렌즈는 etafilcon A 재질 렌즈의 약 20%에 해당하는 단백질 이 침착되었으며, 인공누액에서의 배양기간이 증가할수록 지속적으로 유의한 굴절력의 증가를 보였다. Hilafilcon A 재질 렌즈의 굴절력 역시 인공누액에 배양하게 되면 기준오차범위를 벗어나는 변화가 나타났으며 저굴절력 렌즈에서 더 큰 굴절력의 변화가 나타났다. 실리콘 하이드로겔 재질인 comfilcon A 렌즈의 경우는 침착되는 단백질의 양이 가장 적어 etafilcon A 렌즈의 약 10%에도 미치지 못하였으며, 이에 따른 굴절력 변화도 적어 모든 디옵터에서 기준 오차범위 내의 변화를 보였다. 결론: 본 연구에서는 렌즈에 침착된 누액 단백질에 의해 렌즈 재질에 따라서는 기준오차범위를 벗어날 정도의 큰 굴절력 변화가 나타남을 밝혔다. 이로써 소프트콘택트렌즈의 긴 착용 시간으로 유발되는 시야흐림 현상의 원인 중의 하나가 누액 단백질 침착에 의한 것임을 알 수 있었으며, 많은 침착 단백질 양을 가지는 콘택트렌즈 착용자의 경우 적절한 재질의 렌즈 선택이 필요하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.33-35
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• 2003

Over the last 30 years, water-swellable and water-insoluble hydrogels have been extensively investigated and developed, leading to a large family of materials which have found use in a wide range of biomedical applications such as carriers of soft tissues, wound healing, ophthalmological applications, membranes for artificial kidney, and materials for blood compatible and other medical devices[1-3]. (omitted)

• 한국동물생명공학회지
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• 제37권1호
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• pp.34-41
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• 2022

In vivo oocytes grow and mature in ovarian follicles whereas oocytes are matured in vitro in plastic culture dishes with a hard surface. In vivo oocytes show a superior developmental ability to in vitro counterparts, indicating suboptimal environments of in vitro culture. This study aimed to evaluate the influence of an agarose matrix as a culture substrate during in vitro maturation (IVM) on the development of pig oocytes derived from small antral follicles (SAFs). Cumulus-oocyte complexes (COCs) retrieved from SAFs were grown in a plastic culture dish without an agarose matrix and then cultured for maturation in a plastic dish coated without (control) or with a 1% or 2% (w/v) agarose hydrogel. Then, the effect of the soft agarose matrix on oocyte maturation and embryonic development was assessed by analyzing intra-oocyte contents of glutathione (GSH) and reactive oxygen species (ROS), expression of VEGFA, HIF1A, and PFKP genes, and blastocyst formation after parthenogenesis. IVM of pig COCs on a 1% (w/v) agarose matrix showed a significantly higher blastocyst formation, intra-oocyte GSH contents, and transcript abundance of VEGFA. Moreover, a significantly lower intra-oocyte ROS content was detected in oocytes matured on the 1% and 2% (w/v) agarose matrices than in control. Our results demonstrated that IVM of SAFs-derived pig oocytes on a soft agarose matrix enhanced developmental ability by improving the cytoplasmic maturation of oocytes through redox balancing and regulation of gene expression.