• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제54권3호
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• pp.166-170
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• 2011

실크 피브로인은 누에로부터 생산되는 천연단백질로서 생분해성과 생체적합성을 가지고 있어 생체재료로 사용하기에 적합한 물질이다. 본 연구에서는 이러한 실크 피브로인이 세포 생장에 미치는 영향을 확인하기 위해서, 다양한 농도의 실크 피브로인 용액을 만들고 이를 이용하여 실크 피브로인 필름을 제작하였다. 제작된 실크 필름에서 세포를 배양한 후 세포부착과 증식 능력, 형태등을 관찰하였으며, 세포 부착과 생장관련 유전자의 발현을 분석하였다. 그 결과 0.1과 1% 실크 피브로인 필름에서 배양한 세포가 세포 부착능력이 가장 우수했으며, 특히 1% 필름에서 자란 세포의 경우 다른 농도의 필름에서 보다 그 생장이 매우 좋았다. 또한 세포 생장과 관련된 유전자의 발현 수준은 0.1과 1% 실크 피브로인 필름에서 증가됨을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과는 실크를 이용하여 다양한 용도의 의료용 소재로 사용하는데 있어 기존의 다른 생체막을 대체할 수 있을 뿐 아니라, 실크 생체막의 사용으로 결손된 부위에 대한 빠른 치유효과 또한 기대할 수 있을 것이라 생각된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제41권2호
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• pp.160-169
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• 2008

배경: 혈관질환의 수술에 사용되는 인공 도관의 막힘과 문합부위의 좁아짐 등을 개선하기 위한 방법으로 조직공학적인 방법과 자가 세포를 이용한 인공혈관의 제작이 대안으로 대두되고 있다. 저자들은, 생흡수성이 있는 고분자 폴리머 지지체와 자가 골수세포를 이용한 인공혈관으로 생체실험을 시행하였다. 대상 및 방법: 생분해성 고분자 재료인 poly (lactide-co-${\varepsilon}$-caprolactone) (PLCL)과 poly(glycolic acid) (PGA) fiber로 혈관용 지지체를 제작한 후, 피실험 동물의 골수를 채취하여 혈관 내피 세포와 평활근 세포로 분열시켜 배양한 후 혈관 지지체위에 이식하였다. 만들어진 인공 혈관을 잡견의 복부대동맥에 이식한 후 3주 후에 혈관 조영술을 시행하고, 안락사 후에 혈관을 제거하여 조직학적 검사를 시행하였다. 결과: 6마리의 잡견 중 2마리에서 수술 후 10일에 혈관 지지체의 균열에 의한 대량 출혈로 사망하였다. 나머지 4마리의 잡견은 수술 후 3주까지 생존하였으며, 혈관 조영술상 혈관의 막힘이나 좁아짐은 발견되지 않았다. 인공 혈관의 내면은 작은 혈전들이 붙어 있었으며, 조직학 검사에서 정상 혈관과 유사한 3층의 구조를 나타내었다. 또한 면역화학 검사에서 혈관 내피세포와 혈관 평활근 세포가 재생된 것을 확인하였다. 결론: 고분자 폴리머와 자가 골수세포를 이용한 인공혈관은 생체 내에서 정상혈관과 유사한 모양으로 재생이 가능함을 보여주었다. 그러나, 동맥압력에 견디기 위해 혈관 지지체의 물성에 대한 개량과 충분한 양의 혈관 세포를 얻기 위한 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.

• 폴리머
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• 제28권6호
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• pp.478-486
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• 2004

소장점막하조직은 콜라젠과 글리코스아미노글리칸 및 세포활성을 촉진하는 성장인자들로 구성되어 있다. 최근에는 이종이식의 면역 거부반응이 없는 생체물질로서 응용되고 있고 SIS에 함유되어 있는 성장인자는 전층 피부손상층을 치료하는데 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 우리는 본래의 SIS 쉬트와 아세트산으로 처리하여 팽윤시킨 SIS 쉬트를 제조하였고, 각각에 대해 1겹과 5겹의 SIS 쉬트를 제조하였다. 이를 SEM을 통해 표면 및 단면의 형태를 확인하였고, 증류수, 인산염 완충액, HBSS (Hank's balanced salt solution)완충액, 트리스 완충액, HEPES (N-[2-hydroxyethyl) piperazine-N'-(2-ethanesulfonic acid]) 완충액에서의 물 흡수성, pH에 따른 물 흡수성 그리고 시간에 따른 물 흡수성을 비교 실험하였다. 본래의 SIS 쉬트보다 산 처리된 SIS 쉬트가, 증류수보다는 완충액에서의 물 흡수성이 높음을 확인하였다. 중성 용액보다 산성과 염기성 용액에서 SIS 쉬트는 팽윤되어 더 많은 물을 흡수하였다. 또한, 증류수와 HEPES 완충액에서 시간에 따른 물 흡수성 실험을 한 결과 1일 이후부터 10일 동안 약 200%물을 지속적으로 흡수하였다. 이로써 SIS 쉬트와 산 처리된 SIS 쉬트가 창상 치료를 위한 드레싱제와 생분해성이식 재료로서 사용가능하리라 판단된다.

• 폴리머
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• 제38권6호
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• pp.815-819
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• 2014

조직공학에서의 인공지지체는 세포의 부착과 증식 및 분화가 잘 되어야 하고, 우수한 생체친화성 및 생분해성을 지녀야 한다. 다양한 인공지지체 제작 방법이 시도되어지고 있으며, 최근들어 3D 프린팅 기술을 이용한 방식이 활발하게 연구되어지고 있다. 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)은 낮은 녹는점을 가지고 있어 3D 프린팅하기에 우수한 생체적합 고분자 합성재료이다. 본 연구에서는 3D 프린팅 기술을 이용하여 3차원 PCL 인공지지체를 제작하였고, 지지체의 표면개질을 위해 수산화나트륨(NaOH)을 이용하였다. 표면개질된 인공지지체의 표면특성을 SEM으로 확인한 결과, 수산화나트륨을 처리한 PCL 인공지지체가 처리하지 않은 PCL 인공지지체에 비해 거칠기가 증가함을 보였으며, 접촉각 측정을 통해 친수성이 증가함을 확인하였다. In vitro 실험결과, 수산화나트륨을 처리한 PCL 인공지지체가 처리하지 않은 PCL 인공지지체에 비해 세포의 증식과 분화가 증가함을 보였고, 세포의 부착 모습은 균일하고 밀집된 형태로 부착됨을 확인하였다. 따라서 조형가공기술을 이용하여 수산화나트륨을 처리한 표면개질된 PCL 인공지지체를 제작하고 분석함으로써, 세포적합성을 통해 체내 인공지지체 개발 적용 가능성을 제시하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권6호
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• pp.345-350
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• 2006

본 시험은 벼 종이멀칭이앙 시 적정한 완효성비료의 시용량을 구명하고자 경기도 수원에 위치한 작물과학원 벼 연구 포장 강서통에서 대안벼를 2004년 5월 28일에 중묘를 멀칭기계 이앙하였다. 시험에 사용한 완효성비료는 LCU (Latex Coated Urea, 21-7-9) 복비를 시용하였다. 피복재료는 생분해성 폴리에스터 (PES $10{\mu}m$)+재생지를 이용하여 피복하였다. 처리내용은 관행질소시비량 ($110kg\;ha^{-1}$)을 기준으로 하여 완효성비료호 기준시비량의 60%, 80%구, 100%구와 관행 및 무질소구를 두고 시험을 수행하였다. 벼 멀칭이앙 시 모의 결주율은 무피복의 관행이앙과 차이가 없었다. 잡초발생 및 방제가는 시비량이 적을수록 잡초가 다양해지고 잡초방제가가 낮아지는 경향이었다. 벼 이앙 후 일수가 진전됨에 따라서 시비량이 많을수록 초장와 경수가 크거나 많아지는 경향이었고 완효성비료 80%구의 벼 생육이 관행시비구와 차이가 없는 경향이었다. 엽색도와 토양 중 $NH_4{^+}-N$도 유사한 경향을 보였다. 따라서 수량구성요소 중 $m^2$당 이삭수의 증가로 인하여 완효성비료 80%구가 관행과 수량 차이가 없었다. 농업적 질소이용 효율은 시비량이 적을수록 증가하였다. 벼 종이멀칭이앙 시 벼 수량 및 수량구성요소, 잡초발생 및 방제가, 시비효율 등을 종합적으로 고려하여 관행질소 시비량의 80%를 완효성비료로 이앙 전에 밑거름으로 전층시비 하는 것이 알맞을 것으로 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권6호
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• pp.495-500
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• 2007

본 시험은 벼 종이멀칭이앙 시 유기물원 및 유기물원과 완효성비료 조합 시 벼 생육, 잡초방제, 토양에 미치는 영향을 구명하고자 경기도 수원에 소재하는 작물과학원 벼시험포장 강서통에서 대안벼를 2004년 5월 28일에 중묘를 종이멀칭기계 이앙하였다. 시용한 유기물원은 퇴비, 볏짚 및 청예호밀을 투입하였다. 시용한 퇴비의 생중은 $10,000kg\;ha^{-1}$이고 C/N율은 17.5, 볏짚의 생중은 $10,000kg\;ha^{-1}$이고 C/N율은 44.2, 청예호밀은 생초중 $11,380kg\;ha^{-1}$이고 C/N율은 42.6이었다. 완효성 비료와 유기물원과 혼합 시 완효성비료의 시용량은 관행질소 시비량의 80%를 기준으로 하여 시용하였다. 완효성비료의 비종은 LCU (Latex Coated Urea, 21-7-9)복비를 시용하였다. 피복재료는 생분해성 폴리에스터 (PES $10{\mu}m$)+재생지를 이용하여 피복하였다. 유기물 시용 후 벼 종이멀칭이앙 시모의 결주율은 관행이앙과 큰 차이가 없었다. 잡초발생 및 방제가는 호밀이 투입된 구에서 잡초발생이 적었고 방제가도 높은 경향이었다. 주요시기별 토양의 산화환원전위는 볏짚+완효성 비료 80%구가 분얼기에 가장 낮았다. 볏짚과 퇴비 단용구는 유수형성기까지 산화환원전위가 감소하는 경향이었다. 주요시기별 토양 중 $NH_4{^+}-N$는 분얼기에는 청예호밀+완효성 80%구가 가장 높았고 퇴비시용구에서 유수형성기까지 용출이 되는 경향이었다. 벼 수량은 청예호밀+완효성 80%구와 퇴비+완효성 80%구가 관행과 통계적으로 차이가 없었다. 볏짚+완효성 80%구는 수량이 통계적으로 유의하게 감소하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권3호
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• pp.382-393
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• 2019

상처 치료는 전세계 인류에 영향을 미치는 보건 산업계의 관심사다. 당뇨병과 같은 대사증후군 유병률 증가로 상처에 의한 합병증의 위험이 높아지고 상처치유의 복잡함 때문에 상처의 치료와 관리가 어렵다. 전통적 상처 드레싱은 제한된 보호기능을 제공하며, 상처 드레싱의 치료 능력을 향상시키기 위해 생체고분자 기반의 드레싱들이 개발되고있다. 생체고분자는 생분해성이 뛰어나고 생체적합성이 좋으며 효과적인 상처 관리에 중요한 항균, 항염증, 지혈, 세포증식, 혈관성 활동 등 다양한 효과가 있다. 키토산, 셀룰로오스, 콜라겐, 히알루론산, 알긴산 등의 여러 생체고분자가 이미 상처치유제로 활용되고 있으며 생체고분자를 다른 고분자, 생체활성 분자 및 약물과 결합하여 생리학적 문제 없이 흉터를 최소화하는 새로운 상처 드레싱이 개발되고 있다. 본 논문에서는, 향후의 연구와 활용을 위한 현재의 생체고분자의 상처처리에 대해 알아보았다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.55-65
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• 2021

본 연구는 독일 유기물분해율 표준시험법인 VDI4630 시험을 통해 메탄 생성 및 유기물의 분해율을 조사하였으며 시험을 위해 농업 분야의 11개의 폐기물 바이오매스를 공시재료로 선택하여 시험하였다. 본 연구의 목적은 초기에 빠르게 분해되는 생분해성 유기물과 이후 천천히 지속적으로 분해되는 유기물의 비율을 계산하기 위해 Double first-order kinetics 모델을 이용하여 유기물의 분포를 추정하고자 하였다. 그 결과로 본 연구에 적용된 모든 바이오매스는 초기 단계에서 빠른 분해를 보이다가 이후 분해 속도가 일정 시간 느려지기 시작하여 초기 분해 속도보다 10배 이상 느려지는 결과를 보였다. 이러한 분해율 변화 경향은 바이오매스 분해의 전형적인 형태이며 쉽게 분해되는 인자(k₁)는 채소 작물에서 0.097~0.152 day^-1 범위였고, 분해에 저항성을 가지는 인자(k₂)는 0.002~0.024 day^-1 사이에 위치하였다. 유기물 분해율이 높을수록 k₁ 상수 값이 더 크게 나타났으나 (0.152, 0.144day^-1) 오이와 파프리카 열매와 같이 표면에 왁스층이 존재하는 부산물은 k₁ 값이 오히려 줄기보다 낮았고 (0.002, 0.005day^-1), 무와 귤껍질도 k₁ 각각 0.097과 0.094 day^-1로 낮은 분해율과 k₁ 값을 보여 유기물의 분해율은 이분해성 유기물 분해 상수인 k₁ 값에 크게 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

• Composites Research
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• 제36권5호
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• pp.297-302
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• 2023

발포체를 성형하기 위한 방법으로는 여러 가지 방법이 있는데 일반적으로 가장 많이 사용되는 방법으로는 발포제를 섞은 레진을 고온, 고압상태에서 발포하는 가압발포 방법과, 압을 주지 않은 고온의 상태에서 발포하는 상압발포 방법이 있다. 발포에 사용되는 고분자들은 상압상태에서 발포를 시키기 위해서는 최적 발포조건에 대한 설계 및 분석이 필요하다. 친환경 바이오 기반 폴리머는 단독으로는 발포가 힘든 문제가 있어 기존의 발포체 제조가 가능한 수지를 혼합하여 발포체를 제조하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 바이오 기반 고분자의 함량 변화에 따른 바이오 기반 고분자와 EVA 혼합 발포체의 특성변화에 대해서 연구하였으며 가교도에 따른 최적 발포 조건에 대해서 연구하였다. 발포체의 기계적 특성 분석을 통해서 발포특성과의 상관관계에 대해서 연구하였다. 이 연구를 통해 바이오 기반 폴리머의 함량이 바이오 기반 폴리머가 포함된 발포체의 물성에 어떤 영향을 미치는지 알 수 있었고 상압 및 가압 발포 공정에 따른 차이점을 확인할 수 있었다. 또한, 바이오 기반 폴리머-EVA 복합 발포체의 상용화 가능성을 확인하였다.

• 대한골관절종양학회지
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• 제9권2호
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• pp.190-199
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• 2003

목적: Holmium-166은 류마티스성 관절염 및 간암 치료에서 이미 임상적으로 사용이 보고된 방사성 동위원소이다. 본 연구는 holmium-166-chitosan 복합체를 외과적으로 생체에 투입하여 임상에 적용 가능한 방법을 연구하고, 투여량과 기간, 투여 부위에 따른 조직학적 반응 정도를 정성 및 정량 분석하여 임상적용의 기초로 활용하는 것이다. 재료 및 방법: Absorbable gelatin sponge에 액체상태의 holmium-166-chitosan 복합체를 50 ${\mu}l}$ 도포하여 고형제로 만들었다. 최종 삽입전에 caliberator로 측정한 방사선량은 약 1.5 mCi였다. Wistar종 흰쥐에 외과적 시술을 통하여 대퇴근육 내부와, 그리고 대퇴골에 접하게 holmium-166-chitosan 복합체가 부착된 gelatin sponge를 삽입 후 봉합하였다. 대퇴 근육내와 대퇴골에 투여한 후 2주, 4주, 6주에 육안 및 현미경 소견하에서 조직 괴사의 깊이, 조직 변화의 양상, 삽입된 gelatin sponge의 변화 등을 관찰하였다. 결과: 2주후의 현미경 소견상 holmium-166과의 접촉면에서는 정상 근육세포의 모양을 찾아 볼 수 없을 만큼 심한 괴사 소견을 보였고 근육세포의 퇴화 및 재생, 근육간 부종, 염증세포의 침윤 소견을 보였으며 유발된 괴사의 깊이는 평균 3.3 mm 였다. 대퇴골에서는 holmium-166과의 접촉면에 있는 골피질은 골소강내 골세포의 소실이 관찰되었고 골수강내의 골수 세포도 파괴되고 섬유화 또는 염증성 반응을 보였다. 괴사의 깊이는 평균 2.9 mm 였다. 4주 때 근육에서는 석회화와 보다 심해진 섬유화 소견이 추가 되었고 괴사의 깊이는 평균 3.3 mm 였다. 골조직에서도 골수강의 섬유화가 더 증가되었고 괴사의 깊이는 평균 3.3 mm였다. 경과 관찰 6주 군에는 연부 조직의 위축과 섬유화의 증가, 육아조직의 형성, 염증 소견의 소실 등이 관찰되었다. 결론: Holmium-166-chitosan 복합체를 생체 흡수 가능한 gelatin sponge에 부착시킨 후 실험동물에 삽입한 결과, 실험동물의 사망을 유발하지도 않았으며 상처의 괴사, 염증, 감염 등의 부작용이 전혀 없어, 생체에 외과적 적용이 가능하였다. 유발된 조직 괴사의 범위는 약 3 mm로 미리 예측한 정도에 근접하는 것으로 악성종양 치료에 임상적 적용이 가능할 것으로 생각한다.