Porous matrices of bioactive polymers such as polyglycolic acid (PGA) or polylactic acid (PLA) can be used as scaffolds in bone tissue growth during bone repair process. These polymers are highly porous and serve as a template for the growth and organization of new bone tissues. We evaluated the effect of PGA and PLA polymers on osteoblastic MC3T3-E1 cell extracellular mineralization. MC3T3-E1 cells were cultured in a time-dependent manner -1, 15, 25d as appropriate - for the period of bone formation stages in one of the five culture circumstances, such as normal osteogenic differentiation medium, PGA-plated, fetal bovine serum (FBS)-plated, PGA/FBS-coplated, and PLA-plated For the evaluation of bone formation, minerals (Ca, Mg, Mn) and alkaline phosphatase activity, a marker for osteoblast differentiation, were measured Alizarin Red staining was used for the measurement of extracellular matrix Ca deposit During the culture period, PGA-plated one was reabsorbed into the medium more easily and faster than the PLA-plated one. At day 15, at the middle stage of bone formation, cellular Ca and Mg levels showed higher tendency in PGA- or PLA-plated treatments compared to non-plated control and at day 25, at the early late stage of bone formation, all three cellular Ca, Mg or Mn levels showed higher tendency as in order of PGA-related treatments and PLA-plated treatments, compared to control even without significance. Medium Ca, Mg or Mn levels didn't show any consistent tendency. Cellular ALP activity was higher in the PGA- or PLA-plated treatments compare to normal osteogenic medium treatment PGA-plated and PGA/FBS-plated treatments showed better Ca deposits than other treatments by measurement of Alizarin Red staining, although PLA-plated treatment also showed reasonable Ca deposit. The results of the present study suggest that biodegradable material, PGA and also with less extent for PLA, can be used as a biomaterial for better extracellular matrix mineralization in osteoblastic MC3T3-E1 cells.
Journal of the Korean Society of Clothing and Textiles
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v.36
no.6
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pp.653-662
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2012
This study measured the effect of general pre-treatment on PLA fabrics to confirm the benefits of enzymatic processing on PLA fabrics in the textile industry as well as evaluated the hydrolytic activities of three lipases. The effects of lipase hydrolysis were analyzed through moisture regain, dyeing ability, tensile strength, and surface morphology. As a result, PLA fibers were easily damaged by a low concentration of sodium hydroxide and a low treatment temperature. The optimal treatment conditions of Lipase from Candida cylindracea were pH 8.0, $40^{\circ}C$, and 1,000 U. The optimal treatment conditions for Lipase from Candida rugosa were pH 7.2, $37^{\circ}C$, and 1,000 U. The optimal treatment conditions for Lipase from Porcine pancreas were pH 8.0, $37^{\circ}C$, and 2,000 U. The moisture regain and dyeing ability of PLA fabrics increased and the tensile strength of PLA fabrics decreased. The results of surface morphology revealed that there were some cracks due to hydrolysis on the surface of the fiber.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.17
no.4
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pp.9-16
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2018
Recently, the demand for eco-friendly parts has increased to reduce materials and parts that use fossil fuels. This has exacerbated the increase of energy prices and the enforcement of regulations by environmental agencies. Currently, polylactic acid (PLA) is a solution, as a common and eco-friendly material. PLA is a biodegradable material that can replace traditional petrochemical polymers. PLA has great advantages since it is resistant to cracking and shrinkage. When it is manufactured, there are few harmful byproducts. Improvement in the brittleness characteristics is another important task to be monitored throughout the production of industrial parts. Improvement in the brittleness property of products lowers the tensile strength and tensile elasticity modulus of the parts. This study focused on the mechanical properties of 3D-printed PLA parts. Tensile tests are performed while varying the infill print parameters to evaluate the applicability of PLA in several industrial areas.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.19
no.3
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pp.1-7
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2020
Fused filament fabrication (FFF) is a process extruding and stacking materials. PLA materials are one of the most frequently used materials for FFF method of 3D printing. Polylactic acid (PLA)-based materials are among the most widely used materials for FFF-based three-dimensional (3D) printing. PLA is an eco-friendly material made using starch extracted from corn, as opposed to plastic made using conventional petroleum resin; PLA-based materials are used in various fields, such as packaging, aerospace, and medicines. However, it is important to analyze the mechanical properties of theses materials, such as elastic strength, before using them as structural materials. In this study, the reliability of PLA-based materials is assessed through an analysis of the changes in the linear elasticity of these materials under thermal degradation by applying a hyperelastic analytical model.
UV curing was introduced via a chemical treatment by adding small amounts of a hexafunctional acrylic monomer and a photoinitiator to improve the mechanical properties of PLA. This study also employed a semi-interpenetrated structured polymer network through the process of UV-curing. The UV curing behaviors were investigated using FTIR-ATR spectroscopy and gel fraction determination. Also, the tensile strength was investigated with different hexafunctional acrylic monomer contents and UV doses. The results showed that the crosslinking of UV-induced chemically treated PLA started at a low content of hexafunctional acrylic monomer, resulting in a significant improvement of the mechanical properties compared to those of neat PLA due to crosslinking.
Jeung, Woo Chang;Kim, Sam Soo;Lee, Sang Oh;Lee, Jaewoong
Textile Coloration and Finishing
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v.34
no.3
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pp.197-206
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2022
The purpose of this study was to confirm the optimal spinning conditions for PLA (Polylactic acid) as a fiber forming polymer. According to the melt spinning test results of PLA, the optimal spinning temperature was 258℃. However, it needs to note that relatively high pack pressure was required for spinning at 258℃. At an elevated temperature, 262℃, mono filament was broken easily due to hydrolysis of PLA at a higher temperature. In case of fiber strength, it was confirmed that the draw ratios of 2.7 to 3.3 were optimal for maximum strength of melt spun PLA. Above the draw ratio, 3.3, the strength of the PLA fibers was lowered. It was presumed that cleavage of the PLA polymer chain over maximum elongation. The heat setting temperature of GR (Godet roller) showed that the maximum strength of the PLA fibers was revealed around 100℃. The degree of crystallinity and the strength of the PLA fibers were decreased above 100℃. The optimal take-up speed (Spinning speed) was around 4,000m/min. Thermal analysis of PLA showed 170℃ and 57℃ as Tm (melting temperature) and Tg (glass transition temperature), respectively.
Yeon Ju Lee;Hye Jee Kang;Min Su Kim;Young Hoon Jung
KOREAN JOURNAL OF PACKAGING SCIENCE & TECHNOLOGY
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v.29
no.2
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pp.103-110
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2023
The study aimed to enhance the properties of polylactic acid (PLA), a biodegradable and biocompatible substitute for fossil-based plastics. Since the applicability of PLA has been limited because of its toughness and brittleness, microfibrillated cellulose (MFC) and propolis were introduced into PLA. As a result, the PLA film with MFC/propolis showed significant improvements in mechanical strength, elongation, and storage modulus, while also experiencing a decrease in the glass transition temperature. Additionally, the presence of polyphenols in propolis led to a reduction in light transmittance in the UV wavelength range. These enhancements are attributed to MFC tightly bonding with PLA polymers, and propolis acting as a plasticizer and mediator between MFC and PLA, preventing agglomeration. These reinforced PLA films have the potential to be used in flexible packaging for light-sensitive products.
Many studies have been conducted on the indiscriminate use of plastic due to the environment problems it has caused all over the world. This problem can be mitigated by using eco-friendly/biodegradable plastics that can be decomposed by microorganisms or enzymes. This study focused on addressing the plastic golf tees that are thrown away at golf courses. In order to replace conventional golf tees (ABS) with a more eco-friendly alternative, this study explored a biodegradable plastic and 3D printing method for producing golf tees. Among the biodegradable plastics, PLA (polylactic acid) was found to be a good candidate as an eco-friendly material because it is biodegradable by microorganisms. Thus, golf tees were prepared by using PLA via 3D printing, and the physical and chemical properties of the tees were evaluated. The amorphous region of PLA was confirmed through XRD. Also, FT-IR showed the unique peak of PLA without impurities. It was confirmed through an optical microscope that the specific surface area and roughness had increased. This structure plays a role in firmly fixing the golf tee when it is inserted into the ground. In addition, it was possible to improve the compressive load compared to ABS golf tees while also decreasing the compressive stretching.
This paper explores developing sustainable 3D printing filaments using organic soybean hulls mixed with polylactic acid (PLA). The study experiments with various particle sizes and mixing ratios, examining the physical and mechanical properties of the resulting filaments. Results show that smaller soybean hull particles and specific mixing ratios enhance the filament's quality while maintaining PLA's characteristics. This research signifies a step towards environmentally friendly 3D printing materials, offering a viable alternative to conventional filaments and addressing ecological concerns in the industry.
The purpose of this study was to evaluate drug-loaded biodegradable membranes for guided tissue regeneration(GTR). The membranes were made by coating mesh of polyglycolic acid(PGA) with polylactic acid(PLA) containing 10% flurbiprofen or tetracycline. The thickness of membrane was $150{\pm}30{\mu}m$, and the pore size of surface was about $8{\mu}m$ in diameter. The release of drugs from the membrane was measured in vitro. Cytotoxity test for the membrane was performed by gingival fibroblast cell culture, and the tissue response was observed after implant of membrane into the dorsal skin of the rat for 8 wks. Ability to guided tissue regeneration of membranes were tested by measuring new bone in the calvarial defects(5mm in diameter) of the rat for 5 weeks. The amount of flurbiprofen and tetracycline released from membrane were about 30-60% during 7 days. Minimal cytotoxity was observed in the membrane except 20% drug containing membrane. In histologic finding of rat dorsal skin, many inflammatory cells were observed around e-PTFE, polyglactin 910 and PLAPGA membrane after 1 or 2 weeks. PLA-PGA membrane was perforated by connective tissue after 4 or 6 weeks, and divided as a segment at 8 weeks. In bone regeneration guiding potential test, tetracycline loaded membrane was most effective (p
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