• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
• /
• pp.1265-1270
• /
• 2007

Conventional methods for fabricating three-dimensional (3-D) scaffolds have substantial limitations. In this paper, we present 3-D scaffolds that can be made repeatedly with the same dimensions using a microstereolithography system. This system allows the fabrication of a pre-designed internal structure, such as pore size and porosity, by stacking photopolymerized materials. The scaffolds must be manufactured in a material that is biocompatible and biodegradable. In this regard, we synthesized liquid photocurable biodegradable TMC/TMP, followed by acrylation at terminal ends. And also, solidification properties of TMC/TMP polymer are to be obtained through experiments. Cell adhesion to scaffolds significantly affects tissue regeneration. As a typical example, we seeded chondrocytes on two types of 3-D scaffold and compared the adhesion results. Based on these results, the scaffold geometry is one of the most important factors in chondrocyte adhesion. These 3-D scaffolds could be key factors for studying cell behavior in complex environments and eventually lead to the optimum design of scaffolds for the regeneration of various tissues, such as cartilage and bone.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.134.1-134.1
• /
• 2017

In this study, we propose a new scaffold fabrication method, "direct electro-hydrodynamic jet process," using the initial jet of an electrospinning process and ethanol media as a target. The fabricated threedimensional (3D) fibrous structure was configured with multilayered microsized struts consisting of randomly entangled micro/nanofibrous architecture, similar to that of native extracellular matrixes. The fabrication of the structure was highly dependent on various processing parameters, such as the surface tension of the target media, and the flow rate and weight fraction of the polymer solution. As a tissue regenerative material, the 3D fibrous scaffold was cultured with preosteoblasts to observe the initial cellular activities in comparison with a solid-freeform fabricated 3D scaffold sharing a similar structural geometry. The cell-culture results showed that the newly developed scaffold provided outstanding microcellular environmental conditions to the seeded cells (about 3.5-fold better initial cell attachment and 2.1-fold better cell proliferation).

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

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1141-1142
• /
• 2012

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권4호
• /
• pp.371-377
• /
• 2014

조직 공학에 있어 인공지지체는 손상된 조직 및 기관의 기능을 재생하기 위한 거푸집으로 제공되며 3 차원 구조물이다. 인공지지체의 재료 중에서 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)과 삼인산칼슘(${\beta}$-tricalcium phosphate, ${\beta}$-TCP)은 생분해성과 생체적합성을 가지고 있다. 본 연구에서는 다축 인공지지체 제작 시스템을 이용하여 3 차원 PCL, blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %), 그리고 ${\beta}$-TCP 인공지지체를 제작하였다. 제작된 인공지지체는 주사전자현미경 분석을 통해 $600{\pm}20{\mu}m$의 공극 크기로 잘 제작되었다. 기계적 특성 평가를 통해 3 차원 PCL, blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %), 그리고 ${\beta}$-TCP 인공지지체의 효과는 분석되었다. 게다가 Saos-2 세포를 이용한 in vitro 연구를 수행하여 세포 증착 및 증식과 같은 세포 거동에 의한 3 차원 인공지지체의 효과를 확인하였다. 요컨대 3D blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %) 인공지지체가 압축 강도와 생체적합성 그리고 골전도성에 있어서 인체의 해면골에 더욱 적합하였다. 따라서 3D 인공지지체의 제작에 있어 PCL과 ${\beta}$-TCP를 혼합하는 것은 효과적인 골 재생을 위해 촉망되는 전략이 될 것이다.

• 폴리머
• /
• 제38권6호
• /
• pp.815-819
• /
• 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.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권3호
• /
• pp.249-257
• /
• 2013

쾌속조형기술을 이용한 3차원 형상의 인공지지체가 조직공학 적용을 위해 개발되고 제작되었다. 본 연구에서는 폴리머 적층 시스템을 이용한 스캐폴드 제작에 있어 시린지 노즐 부분에 노즐 가이드를 장착하여 폴리머 적층 폭과 높이 실험을 수행하였다. 이 때 인공지지체 제작을 위한 생체재료로 폴리카프로락톤이 사용되었다. 폴리머 적층 공정 조건으로는 600 kPa의 공압과 $125^{\circ}C$의 온도가 이용되었다. 성공적인 와셔 인공지지체 제작을 통해 폴리머 적층 시스템에 적용된 노즐 가이드의 성능이 검증되었다. 결론적으로, 향상된 폴리머 적층 시스템을 이용함으로써 복잡한 형상의 조직공학용 3 차원 인공지지체를 제작할 수 있을 것으로 기대된다.

• 반도체디스플레이기술학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.99-103
• /
• 2021

Warpage defect detecting of scaffold is very important in biosensor production. Because warpaged scaffold cause problem in cell culture. Currently, there is no detection equipment to warpaged scaffold. In this paper, we produced detection model for shape warpage detection using deep learning based CNN. We confirmed the shape of the scaffold that is widely used in cell culture. We produced scaffold specimens, which are widely used in biosensor fabrications. Then, the scaffold specimens were photographed to collect image data necessary for model manufacturing. We produced the detecting model of scaffold warpage defect using Densenet among CNN models. We evaluated the accuracy of the defect detection model with mAP, which evaluates the detection accuracy of deep learning. As a result of model evaluating, it was confirmed that the defect detection accuracy of the scaffold was more than 95%.

• 반도체디스플레이기술학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.36-41
• /
• 2020

In this paper, We need to change all print factors when which print scaffold with 400 ㎛ pore using FDM 3d printer. Therefore the print quantity is 10 billion times, So we are difficult to print on workplace. To solve the problem, we used the prediction model based machine learning regression. We preprocessed and learned the securing print condition data, and we produced different kinds of prediction models. We predicted the pore size of scaffolds not securing with new print condition data using prediction models. We have derived the print conditions that satisfy the pore size of 400 ㎛ among the predicted print conditions of pore size. We printed the scaffolds 5 times on the condition. We measured the pore size of the printed scaffold and compared the average pore size with the predicted pore size. We confirmed that error was less than 1%, and we were identify the model with the highest pore size prediction performance of scaffold.

• 반도체디스플레이기술학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.26-30
• /
• 2020

In this paper, we studied the problem if the experiment number occurring in order to identify defect in scaffold. We need to change each of the 5 print factor to predict defect when printing disk type scaffold using FDM 3d printer. So then the number of scaffold print will be more than 100,000 times. This experiment number is difficult to perform in the field. In order to solve this problem, we have produced a prediction model based on machine learning multiple linear regression using print conditions and defect scaffold data for print conditions. The prediction model produced was verified through experiments. The verification confirmed that the error was less than 0.5 %. We have confirmed that satisfied within the target margin of error 5 %.