• 한국기계가공학회지
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• 제17권1호
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• pp.108-115
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• 2018

In bone tissue engineering, polycaprolactone (PCL) is one of the most widely used biomaterials to manufacture scaffolds as a synthetic polymer with biodegradability and biocompatibility. The polymer deposition system (PDS) with four axis heads, which can dispense bio-polymers, has been used in scaffold fabrication for tissue engineering applications. A dual-head deposition technology of PDS is an effective technique to fabricate 3D scaffolds. The electrospinning technology has been widely used to fabricate porous and highly interconnected polymer fibers. Thus, PDS can fabricate nanofiber-combined hybrid scaffolds using fused deposition modeling (FDM) and electrospinning methods. This study aims to fabricate nanofiber-combined scaffolds with uniform nanofibers using PDS. The PCL nanofibers were fabricated and evaluated according to the fabrication process parameters. PCL nanofibers were successfully fabricated when the applied voltage, tip-to-collector distance, flow rate, and solution concentration were 5 kV, 1 cm, 0.1 ml/h, and 8 wt%, respectively. The cell proliferation was evaluated according to the electrospinning time. Scanning electron microscopy was used to acquire images of the cross-sectioned hybrid scaffolds. The cell proliferation test of the PCL and nanofiber-combined hybrid scaffolds was performed using a CCK-8 assay according to the electrospinning time. The result of in-vitro cell proliferation using osteosarcoma MG-63 cells shows that the hybrid scaffold has good potential for bone regeneration.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.429-429
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• 2016

Organolead halide perovskite have attracted much attention over the past three years as the third generation photovoltaic due to simple fabrication process via solution process and their great photovoltaic properties. Many structures such as mesoporous scaffold, planar heterojunction or 1-D TiO2 or ZnO nanorod array structures have been studied to enhance performances. And the photovoltaic performances and carrier transport properties were studied depending on the cell structures and shape of perovskite film. For example, the perovskite cell based on TiO2/ZnO nanorod electron transport materials showed higher electron mobility than the mesoporous structured semiconductor layer due to 1-D direct pathway for electron transport. However, the reason for enhanced performance was not fully understood whether either the shape of perovskite or the structure of TiO2/ZnO nanorod scaffold play a dominant role. In this regard, for a clear understanding of the shape/structure of perovskite layer, we applied anodized aluminum oxide material which is good candidate as the inactive scaffold that does not influence the charge transport. We fabricated vertical one dimensional (1-D) nanostructured methylammonium lead mixed halide perovskite (CH3NH3PbI3-xClx) solar cell by infiltrating perovskite in the pore of anodized aluminum oxide (AAO). AAO template, one of the common nanostructured materials with one dimensional pore and controllable pore diameters, was successfully fabricated by anodizing and widening of the thermally evaporated Al film on the compact TiO2 layer. Using AAO as a scaffold for perovskite, we obtained 1-D shaped perovskite absorber, and over 15% photo conversion efficiency was obtained. I-V measurement, photoluminescence, impedance, and time-limited current collection were performed to determine vertically arrayed 1-D perovskite solar cells shaped in comparison with planar heterojunction and mesoporous alumina structured solar cells. Our findings lead to reveal the influence of the shape of perovskite layer on photoelectrical properties.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권10호
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• pp.817-829
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• 2014

조직공학 분야에서의 3 차원 구조체는 세포의 성장과 분화를 유도하기 위한 미세 환경을 제공하고, 재생하고자 하는 조직의 형태를 유지할 수 있도록 지탱해 주는 역할을 수행한다. 현재까지 다양한 생체재료 및 이의 가공 기법들이 이러한 3 차원 구조체를 제작하는데 적용되고 있다. 특히, 3 차원 프린팅 기술은 다양한 재료를 이용하여 원하는 외부 형상과 내부 구조를 제작할 수 있기 때문에 오늘날 조직공학 분야에 많이 이용되고 있고, 이 기술을 통해 새로운 조직공학적 접근 방법도 시도되고 있다. 본 논문에서는, 현재 조직공학 분야에 적용되고 있는 3 차원 프린팅 기술과, 이를 통해 제작된 기능성 인공지지체 및 세포 프린팅 구조체, 그리고 이의 다양한 조직공학적 적용에 대해서 서술하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.727-732
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• 2013

본 연구는 역오팔 지지체를 이용하여 인간지방유래 줄기세포의 연골 분화를 촉진하는 내용을 담고 있다. 비 다공성 구조를 가진 지지체에서 세포를 분화 시도하였을 경우 분화가 잘 촉진되지 않는 것에 비해 200 nm 정도의 균일한 구멍을 가지는 poly(D,L-lactide-co-glycolide)로 구성된 역오팔 지지체는 그 다공성 구조로 인하여 지지체의 내부까지 산소와 유기물의 수송을 가능하게 하여 지지체 내에서 어떤 유전적, 약물적 처리 없이 인간지방유래 줄기세포가 분화가 잘 되게 하는 것을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권4호
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• pp.531-540
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• 2022

Due to the high incidence of malignant melanoma, the establishment of in vitro models that recapitulate the tumor microenvironment is of great biological and clinical importance for tumor treatment and drug research. In this study, 3D printing technology was used to prepare GelMA/PEGDA composite scaffolds that mimic the microenvironment of human malignant melanoma cell (A375) growth and construct in vitro melanoma micro-models. The GelMA/PEGDA hybrid scaffold was tested by the mechanical property, cell live/dead assay, cell proliferation assay, cytoskeleton staining and drug loading assay. The growth of tumor cells in two- and three-dimensional culture systems and the anti-cancer effect of luteolin were evaluated using the live/dead staining method and the Cell Counting Kit-8 (CCK-8) method. The results showed a high aggregation of tumor cells on the 3D scaffold, which was suitable for long-term culture. Cytoskeleton staining and immunofluorescent protein staining were used to evaluate the degree of differentiation of tumor cells under 2D and 3D culture systems. The results indicated that 3D bioprinted scaffolds were more suitable for tumor cell expansion and differentiation, and the tumor cells were more aggressive. In addition, luteolin was time- and dose-dependent on tumor cells, and tumor cells in the 3D culture system were more resistant to the drug.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1153-1159
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• 2015

최근 조직 공학 분야에서는 폴리카프로락톤(PCL), 수산화인회석, 삼인산칼슘, 이상인산칼슘(BCP), 지르코니아(Zirconia, $ZrO_2$) 와 같은 합성 생체폴리머와 생체세라믹 등은 다양한 생체 조직 또는 장기를 재생하는데 필요한 대체재로 사용되고 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 골 조직 재생을 위한 혼합된 $ZrO_2$/BCP/PCL(ZBP) 인공지지체의 특성을 관찰하기 위함이다. 단선 패터닝 실험의 결과를 토대로 내부연결성 있는 공극을 가지고 $45^{\circ}+135^{\circ}$ 타입과 격자타입의 새로운 복합 공극 패턴을 가지는 혼합된 ZBP 인공지지체는 폴리머 적층시스템에 의해 성공적으로 제작되었다. 뿐만 아니라 기계적 특성에 대한 ZBP 인공지지체의 효과를 분석하였다. 게다가 MG63 세포에 대한 ZBP 인공지지체의 세포 상호작용은 CCK-8 분석을 이용함으로써 평가되었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.991-992
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• 2010

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1237-1242
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• 2011

인산칼슘 재료는 하이드록시 아파타이트(Hydroxyapatite)와 트리칼슘 포스페이트(Tricalcium-phosphate)를 포함하고 있으며, 인체 골 조직의 무기성분으로 세포 독성이 없고 생체 적합한 성질을 가지고 골 전도성이 있다. 또한 두 재료가 혼합되어 있는 이상 인산칼슘(Biphasic calcium phosphate) 재료는 골 유도성이 있다고 알려져 있다. 이러한 골 조직 재생에 많은 장점을 가지고 있는 인산칼슘 재료는 파우더 타입으로, 3 차원 자유형상의 인공지지체를 제작하는 데 어려움이 있어 고분자 재료에 첨가하여 사용되었다. 본 연구에서는 자유형상 제작 기술을 이용하여 원하는 내/외부 형상을 가지는 3 차원 인산칼슘 인공지지체를 제작하고, 골 조직 재생용 인공지지체로의 사용이 적합한지를 확인하기 위해 MC3T3-E1 를 이용한 세포 증식, 골 조직 분화 실험을 수행하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.171-172
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• 2013

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.219-220
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• 2007