• Polymer(Korea)
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• v.28 no.3
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• pp.218-224
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• 2004

The adhesion and proliferation of mammalian cells on polymeric biomaterials depend on the surface characteristics such as wettability, chemistry, charge and roughness. In order to recognize the correlation between the adhesion and proliferation of human bone marrow derived stem cells (BMSCs) and surface property, radio frequency generated plasma treatment on low density polyethylene (LDPE) has been carried out. The modified LDPE surfaces were characterized by measuring the static water contact angle. The adhesion and proliferation of cells on LDPE films were characterized by cell counting and reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). The water contact angle of the film surface decreased with plasma treatment time. Proto-oncogenes (c-myc, c-fos) and tumor suppressor gene (p153) showed maximum expression with contact angle of 60 ∼ 70$^{\circ}$ range of LDPE film. By cell counting, we confirmed that the rate of cell proliferation appeared the higher on the film surface of the contact angle of 60∼70$^{\circ}$ We concluded that the surface wettability is an important role for the growth and differentiation of BMSCs.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.73-73
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• 2018

조직재생공학은 조직이나 장기를 재생하고 유지하는 데 초점을 맞춘 종합 분야이다. 세포담체는 세포가 조직이나 장기로 발달 할 수 있도록 결정적인 역할을 한다. 따라서 공극률, 기공 크기, 기공 상호 연결성, 표면 거칠기, 기계적 강도 및 기하학과 같은 기본 요구 사항들은 중요한 특성으로 간주된다. Particle leaching, phase separation, solvent casting, gas foaming, selective laser sintering, fused deposition 및 3D dispensing (printing)과 같은 다양한 Rapid Prototyping 방법이 세포담체 제조에 사용되었다. 또한, 다양한 천연 및 합성 고분자가 세포담체를 제조하는데 사용되어왔다. 본 연구에서는 기존의 3D 프린팅 방법과 플라즈마 에칭 공정을 이용하여 나노 에칭 된 나선형 가닥으로 구성된 3 차원 세포담체를 제작 하였다. 제작 된 세포담체의 물리적 및 생물학적 성질을 비교 연구하기 위해, 본 연구에서는 매끄러운 가닥을 대조물로 사용하였다. 나노 에칭된 표면은 초기 세포 부착, 증식 및 골 형성 분화와 같은 세포 활동에 영향을 미쳤다.

• Ceramist
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• v.3 no.3
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• pp.58-70
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• 2000

뼈 결정과 같이 결정도가 낮은 탄산 인회석 결정의 화학조성 및 구조는 순수 수산화인회석 과 물리적 및 화학적 성질에 있어서 매우 다르다. 극미세 결정으로 결정도가 매우 낮은 불완전 결정이며, 결정 표면은 매우 반응성이 높은 이온으로 구성되어 있어 유기분자나 세포와 활발히 반응할 수 있다. 이와 같은 뼈 결정의 특성을 고형 기질 표면에 불완전 결정도 인회석 박막을 형성시켜 생체재료에 재현하였다. 이 박막에는 뼈세포들이 잘 부착하였는데 특히 골모세포의 부착, 증식, 분화를 촉진하여 장차 이와 같은 뼈 탄산 인회석의 특성을 갖는 인회석을 생체이식 재료로 이용하므로써 우리 몸의 생리에 좀 더 가까운 인공 매식체를 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.327-327
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• 2011

DLC 필름은 바이오 적합성, 특히 생체 적합성이 뛰어나기 때문에 바이오 코팅분야에서 널리 이용된다. 많은 연구 결과에 의하면 세포와 장기 등이 바이오 재료 표면에 적절히 접합할 수 있도록, 재료 표면을 산소나 질소를 이용하여 플라즈마 처리로 초친수성 표면으로 개질하고 있다. 하지만, 시간이 지남에 따라서 친수성 표면은 점차 재료의 표면 처리 전의 성질인 소수성을 회복하게 된다. D실제 생체에 적용하기 위해서 이러한 시효 효과에 대한 정확한 평가가 이루어져야 한다. 따라서 산소와 질소 플라즈마 처리 후의 친수성 성질이 소수성 성질로 변해가는 거동을 조사하는게 중요하다. 13.56 MHz의 plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD) 법을 이용하여 DLC와 Si-DLC를 500 ${\mu}m$ 두께의 P-type 실리콘(100) 기판에 증착하였다. 박막 증착 과정에 사용한 기체는 벤젠과 희석된 silane이 사용되었다(SiH4/H2=10:90). 박막 증착은 -400 V의 바이어스 전압을 인가하였으며, 이때 증착 압력은 1.33Pa으로 일정하게 유지하여, 두께 $0.55{\pm}0.01{\mu}m$로 증착하였다. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) 법을 이용하여 실리콘 함량을 측정하였으며, 증착 된 Si-DLC의 실리콘 함량은 0~4.88 at. %였다. 이후에 질소와 산소 플라즈마를 이용하여 챔버 압력을 1.33 Pa로 유지하여, -400 V의 바이어스 전압을 인가하여 10분간 표면 처리를 하였다. 표면 처리된 DLC와 Si-DLC 표면 위에서의 물방울(water droplet)의 젖음각을 20일간 측정하였다. 플라즈마 표면 처리 된 모든 시편에서 초기 젖음각은 $10{\sim}20^{\circ}$의 친수성 성질을 보였지만, 점차 젖음각이 상승하여 산소 플라즈마 처리 된 Si-DLC를 제외하고는 5일이 지나면서 거의 소수성 표면으로 회복되었다. 산소 플라즈마 처리 된 Si-DLC의 경우, 젖음 각 측정 기간(20일) 동안 $15^{\circ}$ 미만의 친수성 성질을 유지하였다.

• KSBB Journal
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• v.23 no.3
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• pp.263-270
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• 2008

A poly-(dimethylsiloxane) (PDMS) surface modified by the successive deposition of the polyelectrolytes, poly-(allylamine hydrochloride) (PAH), poly-(diallyldimethylammoniumchloride) (PDAC), poly-(4-ammonium styrenesulfonic acid) (PSS), and poly-(acrylic acid) (PAA), was presented for the application of selective cell immobilization. It is formed via electrostatic attraction between adjacent layers of opposite charge. The modified PDMS surface was examined using static contact angle measurements and fourier transform infrared (FT-IR) spectrophotometer. The wettability of the PDMS surface could be easily controlled and functionalized to be biocompatible through regulation of layer numbers. The modified PDMS surface provides appropriate environment for adhesion to cells, which is essential technology for cell patterning with high yield and viability in the patterning process. This method is reproducible, convenient, and rapid. It could be applied to the fabrication of biological sensing, patterning, microelectronics devices, screening system, and study of cell-surface interaction.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.18 no.3
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• pp.227-232
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• 1990

S. marcescens cultured at $30^{\circ}C$ with vigorous shaking was shown to produce red-pigment, prodigiosin, in the senescent phase of growth. Also, it showed many hydrophobic characteristrics, which were tested by the adherence to noncharged surfaces of polystyrene dishes, a typical agent for the binding of hydrophobic cells and molecules. However, when the cell was cultured at $37^{\circ}C$, it no longer produced either red pigment or hydrophobic materials. Therefore, the bacteria cultured at $37^{\circ}C$ was completely washed-out from the polystyrene dishes at the copious washing step with tap water, in contrast to the cell cultured at $30^{\circ}C$ which was sticked onto the polystyrene dishes very tightly. The lipid compositions extracted from the S. marcescens cultured at $30^{\circ}C$ or $37^{\circ}C$ were very different from each other; the phospholipids, glycolipids and unidentified lipids were produced from the cell cultured at $30^{\circ}C$, whereas large amounts of serratamolide, amphipathic compound, were produced from the cell cultured at $37^{\circ}C$. The data suggest that the pronounced cell surface hydrophobicity of the S. marcescens is mediated by a combination of several surface factors that were affected by cultivation time and temperatures.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.42.1-42.1
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• 2010

Poly-carprolactone (PCL)은 생분해성 고분자로 장기간의 임상실험 결과 생체에 독성이 없으며 생체친화성이 우수한 소재로 확인되어 PLGA, PLLA 등과 더불어 조직공학 분야에서 널리 사용되고 있는 생체재료이다. 그러나 PCL은 5개의 비극성 methylene group과 1개의 극성 ester group이 반복되는 지방족의 polyester로 구조상 탄소수가 많아 소수성을 띄는 단점을 가지고 있다. 이러한 표면이 소수성인 재료의 경우, 초기 단백질 흡착능이 떨어져 세포의 부착이 느린 속도로 일어나므로 세포 분화 및 조직 재생이 더디게 일어난다. 본 연구에서는 소수성의 PCL 표면의 단백질 흡착능을 증가시키기 위해 기능성 amine group을 부착하였으며, 또한 골재생을 촉진시킬 수 있는 세포외 기질인 collagen과 osteopontin을 부착함으로써 고기능성 PCL membrane을 제조하였다. 제조된 PCL membrane은 골재생용 조직공학에의 응용을 위해 지방유래 줄기세포를 이용하여 부착능 및 골세포로의 분화능을 확인하였다. 표면 성질의 변화에 의한 세포의 부착능의 변화를 confocal microscopy을 이용하여 부착에 관여하는 단백질의 발현을 확인하였으며, collagen과 osteopontin에 의한 골세포로의 분화능을 확인하기 위해 real time PCR을 통해 골세포의 분화 표지 유전자의 발현을 비교 분석하였다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• v.32 no.1
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• pp.143-160
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• 2002

타이태늄은 뛰어난 생체적합성과 적절한 물리적 성질을 바탕으로 치과 및 정형외과 영역의 매식재로 널리사용되어져 왔으며, 골과 매식재 사이의 골 융합 정도를 증가시킬 목적으로 물리, 화학적인 방법을 이용한 타이태늄의 표면처리에 관한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 최근에는 부착단백질 또는 성장인자를 이용한 생체재료의 표면개질을 통하여 조직적합성 및 치유 능의 개선을 위한 시도들이 있어왔다. Fibronectin(FN)은 주요 세포외기질중의 하나로 생체 내 널리 분포하여 세포의 부착, 이동 및 증식에 관여하는 거대 당단백으로, RGD및 PHSRN 펩타이드 서열이 세포의 인테그린과 결합하여 세포의 활성을 조절하는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 FN으로 처리된 타이태늄이 조골세포의 부착, 증식 및 분화에 미치는 영향과 이에 따른 석회화 정도에 미치는 영향을 관찰하여 부착분자를 이용한 타이태늄 표면개질의 효과를 규명하고자 하였다. 상업용 순수 타이태늄을 gold thiol법을 이용하여 표면처리 후, 혈장 FN(plasma FN, pFN)과 유전자재조합법을 이용하여 얻은 FN조각(FN type III 7-10, FNIII 7-10)을 피복한 시편을 실험군으로, 아무런 처리를 하지 않은것(smooth surface, SS)과 산 부식(Sandblasted and acid etched, SLA)처리된것을 대조군으로 이용하였다. 배양된 조골세포주(MC3T3-E1)를 사용하여 타이태늄 표면 처리에 따른 세포의 증식, 형태변화, 알칼리성 인산분해효소(ALPase) 생산 및 세포면역형광법을 이용한 분화정도를 시간 경과에 따라 관찰하였다. 조골세포증식의 경우 FNIII 7-10 처리군에서 pFN 처리군 및 대조군에 비해 시간경과에 따라 유의성있는 세포수의 증식이 관찰되었으며(p<0.05), ALPase 생성의 경우에도 FNIII 7-10 처리 군에서 아무 처리도 하지 않은 군에 비해 유의성 있게 높은 효소의 생성이 관찰되었다(p<0.05). 주사전자현미경을 이용한 세포의 형태관찰결과 아무 처리도 하지 않은 군에서는 마름모형태를 나타내었으며, 산 부식 처리된 군에서는 세포가 가시모양의 형태를 보인 반면 FN으로 처리된 두 군에서는 세포의 부착 및 펴짐이 매우 발달되어 있는 모습이 관찰되었다. 세포의 분화정도를 관찰하기 위하여 국소부착키나제(focal adhesion kinase, FAK), 및 actin stress fiber의 분포양상을 세포면역형광법을 이용하여 관찰한 결과 FN으로 표면처리된 두 군에서 아무런 처리도 하지않은 군 및 산 부식처리 한 군에 비해 프라크의 발현이 높게 나타났으며 잘 발달된 actin stress fiber의 소견을 나타내었다. 이 실험의 결과들은 gold thiol 법을 이용한 표면처리 후 FN부착을 통한 타이태늄의 표면개질이 조골세포의 부착, 증식 및 분화에 중요한 역할을 담당하여 석회화 정도를 촉진시키는 것을 보여주었으며, 이런 결과들은 더 짧은 FN조각을 이용한 다른 생체재료의 표면개질에 폭 넓게 응용할 수 있으리라 생각된다.

• KSBB Journal
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• v.13 no.1
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• pp.65-70
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• 1998

The physiochemical properties of extracellular lipid produced by an oleaginous yeast, Rhodotorula glutinis K-501 were examined. From the analytical experiments, it was suggested that the extracellular lipid produced is glycolipidic compound. Critical micelle concentration and minimum surface tension of the extracellular lipid in aqueous solution were 89mg/L and 31dyne/cm, respectively. Surface tension was also constant throughout wide range of pH. The emulsifying abilities and dispersing power of the extracellular lipid were much greater than those of commercial surfactants such as Tween 80 and Triton X-100 by factors of 2-3 and 1.3, respectively.

• Polymer(Korea)
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• v.24 no.6
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• pp.869-876
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• 2000

In order to improve the cell-compatability of poly(L-lactide-co-glycolide) (75 : 25 by mole ratio of lactide to glycolide, PLGA) surfaces, the physicochemical treatments have been demonstrated. Chemical treatments were 70% perchloric acid. 50% sulfuric acid and 0.5 N sodium hydroxide solution and physical methods were corona and plasma treatment. The water contact angle of surface treated PLGA decreased from 73$^{\circ}$ to 50~60$^{\circ}$, i.e., increased hydrophilicity, due to the introduction of oxygen-containing functional group onto PLGA backbone by the measurement of an electron spectroscopy for chemical analysis. It could be observed that the adhesion and growth of fibroblast cell on physicochemically treated PLGA surfaces, especially perchloric acid treated PLGA surface, were more active than on the controt. In conclusion, it seems that surface wettability as hydrophilicity of PLGA plays an important role in cell adhesion, spreading and growth.