• 한국세라믹학회지
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• 제37권11호
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• pp.1105-1113
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• 2000

Bioglass 조성 중 45S5 (46.1SiO$_2$.24.4$Na_2$O.26.9CaO.2.6P$_2$O$_{5}$ : 몰비)를 기본 조성으로 하여 46P4 (46.2SiO$_2$.49.5CaO.4.3P$_2$O$_{5}$ : 몰비), 46SF (46.1SiO$_2$24.4$Na_2$O.16.1CaO.2.6P$_2$O$_{5}$.10.8CaF : 몰비) 그리고 55SF (55.1SiO$_2$.9.2$Na_2$O.27.8CaO.3.4P$_2$O$_{5}$.4.5CaF : 몰비)를 제조하여 tris-완충용액 및 유사 생체용액(simulated body fluid)에서 반응시킨 후 생체활성유리의 표면에 생성되는 아파타이트 결정형에 관하여 연구하였다. 45S5 유리를 tris-완충용액에 반응시켰을 경우 6시간 반응시부터 수산화 아파타이트가 생성되었으나 유사 생체용액에 반응시켰을 경우에는 24시간까지도 수산화 아파타이트 결정이 생성되지 못하고 비정질 상태의 칼슘 인산염만 형성되었다. tris-완충용액에 각 조성의 유리를 200시간 반응시킨 경우 불소를 함유하지 않은 유리에서는 잎사귀 모양의 수산화 아파타이트가, 불소를 함유한 유리에서는 구상의 플루오르 아파타이트가 형성되었다. 그러나 유사 생체용액에 각 조성의 유리를 200시간 반응시켰을 경우 불소를 함유하지 않은 유리에서는 누에고치형의 수산화 아파타이트가 형성되었고 불소를 함유한 유리에서는 무정형의 칼슘 인산염이 생성되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권3호
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• pp.255-261
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• 2003

생체활성 유리를 알루미나 기판에 코팅하고 이를 유사 생체 용액에 반응시켰을 때 코팅 유리층 표면에 생성된 수산화 아파타이트 형성 거동 변화에 대하여 연구하였다. 알루미나에 코팅된 생체 활성 유리를 여러 온도에서 열처리하였을 때 다양한 종류의 결정상이 나타났으며, 특히 110$0^{\circ}C$에서 열처리하였을 때는 $\beta$-wollastonite와 apatite, 120$0^{\circ}C$에서 열처리하였을 때는 $\alpha$-wollastonite와 apatite가 생성되었다. 이들 시편을 tris-완충용액에 반응시켰을 때, $\alpha$-wollastonite 결정의 부식 속도가 $\beta$-wollastonite의 부식 속도보다 빨랐다. 그리고 이들 시편을 유사 생체 용액과 반응시켰을 때는 두 코팅층 표면에서 수산화 아파타이트가 형성되었는데, 그 형성 속도는 $\alpha$-wollastonite가 포함된 시편에서 더 빨랐다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제16권3호
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• pp.257-264
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• 1995

$\beta$-키틴의 글구코사민 단위에 클로로프로판, 산화프로필렌 및 클로로프로판 디올을 반응시켜 프로필키틴(PPC), 히드록시프로필 키틴(HPC) 및 디히드록시프로필 키틴(DHPC) 등의 $\beta$-키틴 유도체들을 합성하였고 이들을 99% 포름산에 용해시켜 30wt%이상의 고분자용액의 농도에서 액정을 형성시켰다. 액정이 형성된 용액으로 부터 필름을 제조하여 라이소자임이 포함된 유사체액 pH 1.2, pH 6.7, 및 pH 8.2 용액에서 in vitro 분해정도를 관찰한 결과 처음 일주일에서 $\beta$-키틴 유도체들이 $\beta$-키틴보다 급격히 분해되었으며 $\beta$-키틴 유도체들중에서는 DHPC가 가장 좋은 생분해정도를 나타냈다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권1호
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• pp.19-24
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• 2009

생체모방법을 이용하여 표면 처리된 titanium plates 표면에 아파타이트 형성에 관하여 조사하였다. 표면 처리방법으로는 우선, titanium plate 표면에 titanium oxide층을 형성시키기 위하여 열처리온도를 $400^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, 그리고 $800^{\circ}C$에서 전기로에서 5시간 유지하였으며, 열처리된 titanium plates 1 M를 수산화나트늄 용액에 침전시켜 표면을 화학적으로 처리하였다. 생체모방법으로 titanium plates 표면에 아파타이트를 형성시키기 위하여 표면처리된 titanium plates 를 Kokubo's recipe에 의하여 제조된 생체유사액(SBF)에 침적시켰다. SBF 용액에 1주와 3주기간 동안 침적시킨 후, 표면처리를 달리한 titanium plates 표면에 형성된 코팅층을 서로 비교 분석하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.83-83
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• 2017

생체재료의 표면은 이식과 동시에 생체계면의 역할을 하게 되어, 일련의 생물학적 반응이 시작되고 진행되는 중요한 장소가 된다. 초기에 생체계면에서 일어나는 단백질 흡착이나 염증반응을 비롯한 생물학적 반응들은 궁극적으로 임플란트의 성패를 좌우할 만큼 중요하다. 골융합을 개선하기 위한 다른 방법으로 생체불활성의 타이타늄 (Ti)과 골조직의 능동적인 반응을 이루기 위해 생체활성 표면을 부여함으로서 계면에서의 골형성 반응을 증진시키는 방법이 이용된다. 생체불활성의 Ti과 Ti합금은 골조직과 직접적인 결합을 이루지 못하므로, 골조직과의 반응을 향상하기 위해 여러 종류의 생체활성 재료를 코팅하는 방법이 연구되어 왔고, 이 중 생체의 변화와 가장 유사한 하이드록시아파타이트 코팅이 가장 대중적인 방법으로 사용되었으며 이는 초기 골형성을 촉진하는 것으로 알려졌다. 치과용 임플란트의 표면형상과 화학조성이 골 융합에 영향을 미치는 가장 중요한 인자이므로 최근의 연구동향은 이들 두 가지 표면특성을 결합함으로서 결과적으로 최적의 골세포반응을 유도하고, 골융합 후 골조직과의 micromechanical interlocking에 의해 임플란트의 안정성에 중요한 역할을 하는 마이크론 단위의 표면조도와 표면 구조를 유지하면서, 부가적으로 골 조직 반응을 능동적으로 개선할 수 있는 생체활성 성분을 부여하여 골 융합에 상승효과를 이루기 위한 표면처리법에 관해 많은 연구가 요구되어지고 있다. 따라서 골을 구하는 원소인 망간과 실리콘으로 치환된 하이드록시아파타이트를 플라즈마 전해 산화법으로 코팅하여 세포와 잘 결합할 수 있는 표면을 제공함으로써 골 융합과 치유기간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. 실험방법은 시편은 치과 임플란트 제작 합금인 Ti-6Al-4V ELI disk (grade 5, Timet Co., USA; diameter, 10 mm, thickness, 3 mm)이며, calcium acetate monohydrate, calcium glycerophosphate, manganese(II) acetate tetrahydrate, sodium metasilicate을 설계조건에 따라 혼합 제조된 전해질 용액을 이용하여 플라즈마 전해 산화법으로 표면 코팅을 실시하였다. 각 시편의 플라즈마 전해시 전압은 280V로 인가하였고, 전류밀도는 70mA로 정전류를 공급하여 해당 인가전압 도달 후 3분 동안 정전압 방식을 유지하였다. 코팅된 피막 표면을 주사전자현미경과 X-선 회절분석을 통하여 미세구조 및 결정상을 관찰하였다. 또한 코팅된 표면의 생체활성 평가는 정량적으로 평가하기 위해 동전위시험과 AC 임피던스를 통하여 시행하였다. 분극거동을 확인하기 위해 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하여 구강 내 환경과 유사한 $36.5{\pm}1^{\circ}C$의 0.9 wt.% NaCl에서 실시하였다. 전기화학적 부식 거동은 potentiodynamic 방법으로 조사하였고 인가전위는 -1500 mV에서 2000 mV까지 분당 1.67 mV/min 의 주사속도로 인가하여 시험을 수행하였다. 임피던스 측정은 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하였으며, 측정에 사용한 주파수 영역은 10mHz ~ 100kHz 까지의 범위로 하여 조사하였고 ZSimWin(Princeton applied Research, USA) 소프트웨어를 사용하여 용액의 저항, 분극 저항 값을 산출하였다. 망간의 함량이 증가할수록 불규칙한 기공을 보였으며, 실리콘은 $TiO_2$ 산화막 형성을 저해하는 경향을 확인할 수 있었다. 단독으로 표면을 처리한 경우보다 두 가지 원소를 이용해 복합 표면처리를 시행한 경우가 내식성이 좋아 임플란트과의 골 유착에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권3호
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• pp.209-218
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• 1998

세라믹스계 생체재료중에서 그 화학조성과 결정구조가 사람의 뼈와 매우 유사하여, 다른 재료보다 생체진화성이 월등히 우수한 수산화 아파타이트 분말을 용액침전법으로 제조하였다. 이때 용액침전법의 가장 큰 단점인 칼슘결손의 발생을 억제하고, 아울러 질소대신 공기중에서도 화학양론조성의 수산화 아파타이트 원료분말을 쉽게 합성할 수 있는 방법을 개발하였다. 즉, 공기중에 존재하는 CO2 기체로부터 형성된 반응용액중에 {{{{ {CO }`_{3 } ^{2- } }} 이온의 농도를 pH를 이용 조절함으로써 침전반응 및 여과공정을 공기중에서 수행하면서도 Ca의 결손이 없고 소결성이 매우 우수한 수산화 아파타이트 분말을 제조할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제15권1호
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• pp.89-96
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• 1994

키틴의 글루코사민 단위에 클로로프로판, 산화프로필렌 그리고 클로로프로판 디올을 반응시켜 프로필 키틴(PPC), 히드록시프로필 키틴(HPC), 디히드록시프로필 키틴(DHPC)등의 에테르 형태의 키틴 유도체를 합성하였고, 이들을 99% 포름산에 용해시켜 고분자 농도 30 wt%이상에서 콜레스테릭한 유방성 액정을 형성하였다. 액정이 형성된 용액으로부터 필름을 제조하여 라이소자임이 포함된 유사 체액, pH 1.2, pH 6.7 그리고 pH 8.2 용액에서 in vitro 분해정도를 관찰한 결과 처음 1주일에서 급격하게 분해되었으며 중성 영역에서 큰 무게 감소와 기계적 강도가 감소하였다. 세가지 시료들 중 DHPC가 가장 좋은 생분해 정도를 나타냈다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권2호
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• pp.79-85
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• 2005

수산화아파타이트 상용분말을 $1000{\sim}1350^{\circ}C$ 온도범위에서 2시간 동안 공기 중에서 하소한 다음, pH 7.4인 유사 생체용액에 넣고 $37^{\circ}C$에서 3일 또는 7일간 침적실험을 행하였다. 열분해에 따른 수산화아파타이트 분말의 용해 거동은 XRD, FTIR, TEM을 이용해 비교분석 하였다. $1200^{\circ}C$에서 하소된 수산화아파타이트 분말은 격자 내 $OH^-$ 이온들의 탈수로 인하여 OHAP(oxyhydroxyapatite, ($Ca_{10}(PO_4)_6O_x(OH)_{2-2x}$)로 전이하였다. $1350^{\circ}C$에서 수산화아파타이트 분말 일부가 ${\alpha}-TCP$(${\alpha}-tricalcium$ phosphate)와 TTCP (tetracalcium phosphate)로 열분해 되었다. 수산화아파타이트 분말의 열분해로 인해 생성된 ${\alpha}-TCP$, TTCP 및 비화학양론조성의 OHAP 조성들이 수산화아파타이트 분말의 표면용해를 진전시켰다.

• 공학논문집
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• 제3권1호
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• pp.181-187
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• 1998

Hydroxyapatite($Ca_10(PO_4)_6(OH)_2$)는 생체친화성이 뛰어나고 인체의 뼈와 성분이 비슷하여 생체이식재료로 많이 사용되고 있다. 한편 HAp는 소결후 낮은 강도 때문에 HAp자체만으로는 생체이식재료로서의 강도를 기대할 수가 없다. 그러나 알루미나는 생리화학적인 환경에서 높은 강도와 매우 안정한 성질을 가지고 있기 때문에 알루미나 위에 HAp를 coating시켜 사용하려는 시도가 있었다. 본 연구는 알루미나와 HAp의 장점만을 이용하고, HAp에 항균성 물질을 첨가하여 항균효과를 나타내도록 하였다. 항균test는 생체재료이식시 가장 많은 감염을 일으키는 bacteria를 사용하여 실시하였다. 먼저 HAp에서 $Ag^+$와 $Ca^{2+}$이 이온교환을 시키기 위하여 20ppm, 100ppm의 $AgNO_3$용액에 48시간동안 처리하고, 이 재료를 사용하여 항균test를 하였다. 항균test에 사용된 bacteria는 gram negative bacteria인 Escherichia coli와 Pseudomonas aeruginosa, gram positive bacteria인 Staphylococcus epidermidis를 사용하였고, 항균test결과는 매우 좋은 것으로 나타났다. $AgNO_3$용액에서 처리한 sample들은 SEM과 XRD를 사용하여 표면구조와 성분을 조사하고, 유사생체용액(Simulated Body Fluid)에서 Ag release curve를 조사하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권4호
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• pp.293-299
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• 2003

본 연구에서는 혈관 내 폐 보조장치(Vibrating Intravascular Lung Assist Device. VIVLAD)에서의 뉴우튼 유체와 비뉴우튼 유체의 압력손실관계에 대한 관계를 고찰하고자 하였으며, VIVLAD를 선계하기 위한 압력 강하를 예측할 수 있는 관계식을 결정하고자 하였다. 혈관 내 폐 보조장치를 정맥에 삽입하기 전, 모듈 설계를 위하여 압력손실을 예측하기 위한 설계조건을 실험적 모델을 통하여 연구하고자 하였다. 뉴우튼 유체로 증류수와 글리세롤/증류수 혼합용액을 이용하였으며, 비뉴우튼 유체는 혈액을 이용하여 실험을 수행하였다. 액체의 흐름은 중공사의 외부로 평행하게 흐르도록 하였다. 내경의 직경을 3cm로 고정한 관에 삽입되는 중공사 개수의 변화에 파른 압력손실을 측정하였으며 실험에 의하여 얻어진 압력손실과 중공사의 전면면적과의 상관관계를 curve fitting을 통하여 유도하였고 유도되어진 관계식을 이용하여 관내에 삽입되는 중공사 개수의 변화에 따른 압력손실을 예측하였다 그리고 실험을 통하여 예측되어진 값과 비교 검토하여 유사성을 찾고자 하였다. 실험결과 40%글리세롤 용액에서의 압력손실과 혈액에서의 압력손실과 마찰계수는 유사한 결과를 보였다. 이 실험에서 VIVLAD의 압력손실을 측정하는데 40%글리세롤 용액이 이용될 수 있음을 보였다 또한 장치 내에서의 압력손실과 마찰계수에 대한 관계식을 중공사 충진율의 함수로 관계식을 유도할 수 있었으며. 관계식에 의하여 압력손실을 예측할 수 있었다. 또한. 실험에 의한 압력손실과 비교하였을 때 유사한 경향성을 보여 줌으로써 압력손실 예측의 신뢰성을 얻을 수 있었다. 이와 같은 연구결과는 VIVLAD를 설계하는데 유용한 자료가 될 것이다.