Kim, Jin-Tae;Lee, Deuk-Yong;Kim, Young-Hun;Lee, In-Kyu;Song, Yo-Seung
센서학회지
/
제21권4호
/
pp.256-262
/
2012
Hyaluronic acid(HA) hydrogels were synthesized by immersing HA microbeads in phosphate buffered saline solutions having different pH levels to assess the effect of pH on the swelling ratio of HA hydrogels for smart drug delivery systems. No beads were formed when the HA solution(below pH 9) was crosslinked with divinyl sulfone(DVS) because DVS is a basic solution. The variation regarding the size of the microbead was not significant, suggesting that the bead size is not a function of pH(10 ~ 14). However, the pore size of the microbeads decreased with increasing pH from 10 to 14, leading to the surface smoothness and dense network as a result of higher crosslinking. The swelling ratio of hydrogels increased when the pH rose from 2(acidic) to 6(neutral). Afterwards, it decreased with further increasing pH(basic). The lower swelling ratio may be due to the lack of ionization of the carboxyl groups. On the other hand, a higher swelling ratio is likely due to the increased electrostatic repulsions between negatively charged carboxyl groups on different chains. Experimental results suggested that pH-responsive HA hydrogels can be applicable to the controlled drug delivery systems.
Synthesis of interpenetrating polymer network (IPN) of chitosan-gelatin (Cs-Ge) (as a primary network) and N-isopropylacrylamide (NIPAAm) monomer (as the secondary network) was carried out with different ratio. Its structure was characterized by FT-IR, which indicated that the IPN was formed. The memberanes were studied by swelling, weight loss with time. The interior morphology of the IPN hydrogels was revealed by scanning electron microscopy (SEM); the IPN hydrogels showed a interpenetrated network of NIPAAm/chitosan has layers with more minute stoma and canals compared to interpenetrated network of NIPAAm/gelatin. Lower critical solution temperature (LCST), equilibrium swelling ratio (ESR) and deswelling kinetics were measured. The DSC results noticed that LCST of IPN hydrogels with different ratio of Cs/Ge/PNIPAAm are around $33{\pm}2^{\circ}C$. The ESR obtained results showed that with a ratio of Cs/Ge/NIPAAm: 1/1/6, the swelling ratio increased drastically from room temperature to $36^{\circ}C$ but with a ratio of Cs/Ge/PNIPAAm: 1/3/6, decrease significantly at the same condition. Therefore the hydrogels have been changed from a hydrophilic structure to a hydrophobic structure. Furthermore with an increase in temperature from room to the LCST, the ESR of IPN with higher concentration of (PNIPAAm) and (Ge) decreases but de-swelling kinetics of them are faster. Due to the suitable and different kinetics of de-swelling and the equilibrium swelling ratio (ESR) in various proportions, and because of the morphology inside the mass which confirms other tests, these hydrogels are very appropriate as a smart thermosensitive hydrogels with rapid response.
Several kinds of biodegradable hydrogels were prepared via in situ photopolymerization of Pluronic F127/poly($\varepsilon$-caprolactone) macromer and acrylic acid (AA) comonomer in aqueous medium. The swelling kinetics measurements showed that the resultant hydrogels exhibited both thermo- and pH-sensitive behaviors, and that this stimuli-responsiveness underwent a fast reversible process. With increasing pH of the local buffer solutions, the pH sensitivity of the hydrogels was increased, while the temperature sensitivity was decreased. In vitro hydrolytic degradation in the buffer solution (pH 7.4, $37^{\circ}C$), the degradation rate of the hydrogels was greatly improved due to the introduction of the AA comonomer. The in vitro release profiles of bovine serum albumin (BSA) in-situ embedded into the hydrogels were also investigated: the release mechanism of BSA based on the Peppas equation was followed Case II diffusion. Such biodegradable dual-sensitive hydrogel materials may have more advantages as a potentially interesting platform for smart drug delivery carriers and tissue engineering scaffolds.
Santo, Vitor E.;Prieto, Susana;Testera, Ana M.;Arias, Francisco J.;Alonso, Matilde;Mano, Joao F.;Rodriguez-Cabello, Jose Carlos
Biomaterials and Biomechanics in Bioengineering
/
제2권1호
/
pp.47-59
/
2015
A bioactive and multifunctional elastin-like polymer (ELP) was produced by genetic engineering techniques to develop new artificial matrices with the ability to mimic the extracellular matrix (ECM). The basic composition of this ELP is a thermo- and pH-sensitive elastin pentapeptide which has been enriched with RGD-containing domains, the RGD loop of fibronectin, for recognition by integrin receptors on their sequence to promote efficient cell attachment. Hydrogels of this RGD-containing polymer were obtained by crosslinking with hexamethylene diisocyanate, a lysine-targeted crosslinker. These materials retain the "smart" nature and temperature-responsive character, and the desired mechanical behavior of the elastin-like polymer family. The influence of the degree of crosslinking on the morphology and properties of the matrices were tested by calorimetric techniques and scanning electron microscopy (SEM). Their mechanical behavior was studied by dynamical mechanical analysis (DMA). These results show the potential of these materials in biomedical applications, especially in the development of smart systems for tissue engineering.
The promise of biomimetic smart structures that can function as sensors and actuators in biomedicine is enormous. Technological development in the field of stimuli-responsive shape memory polymers have opened up a new avenue of applications for polymer-based synthetic actuators. Such synthetic actuators mimic various attributes of living organisms including responsiveness to stimuli, shape memory, selectivity, motility, and organization. This article briefly reviews various stimuli-responsive shape memory polymers and their application as bioactuators. Although the technological advancements have prototyped the potential applications of these smart materials, their widespread commercialization depends on many factors such as sensitivity, versatility, moldability, robustness, and cost.
Porous materials play a vital role in science and technology. The ability to control their pore structures at the atomic, molecular, and nanometer scales enable interactions with atoms, ions and molecules to occur throughout the bulk of the material, for practical applications. Three-dimensional (3D) porous carbon-based materials (e.g., graphene aerogels/hydrogels, sponges and foams) made of graphene or graphene oxide-based networks have attracted considerable attention because they offer low density, high porosity, large surface area, excellent electrical conductivity and stable mechanical properties. Water pollution and associated environmental issues have become a hot topic in recent years. Rapid industrialization has led to a massive increase in the amount of wastewater that industries discharge into the environment. Water pollution is caused by oil spills, heavy metals, dyes, and organic compounds released by industry, as well as via unpredictable accidents. In addition, water pollution is also caused by radionuclides released by nuclear disasters or leakage. This review presents an overview of the state-of-the-art synthesis methodologies of 3D porous graphene materials and highlights their synthesis for environmental applications. The various synthetic methods used to prepare these 3D materials are discussed, particularly template-free self-assembly methods, and template-directed methods. Some key results are summarized, where 3D graphene materials have been used for the adsorption of dyes, heavy metals, and radioactive materials from polluted environments.
Smart gels have recently associated with photonic crystals to form photonic gels. Since these photonic gels are capable of reversibly converting the volume change of gels induced in response to external chemical or electric stimuli into characteristic optical signals, they have been considered not only as a good platform for label-free chemical or biological detection, actuators or optical switches but also as a good model system to investigate gel swelling behaviour. Recently, we reported block copolymer photonic gels self-assembled from polystyrene-b-poly(2-vinyl pyridine) (PS-b-P2VP) block copolymers, and demonstrated that selective swelling of lamellar structure allows extremely large tunability of the photonic stop band from UV region to IR region ($\lambda$ peak=350~1,600 nm). Herein we report block copolymer photonic gels which exhibit strong tunable optical hysteresis and their applications. As nonlinear responses in swelling of hydrogels were often observed, photonic gels exhibit optical hysteresis with change of external pH. We demonstrate such optical hysteresis can be precisely programmed by controlling ion-pairing affinity. We anticipate that photonic gels with carefully tunned optical hysteresis are applicable to optical memory devices.
본 연구에서는 pH 감응성 수화젤 입자를 이용하여 외부환경에 불안정한 활성물질을 화장품 제형 내에서는 안정하게 보존하고, 피부에 도포 시 빠른 방출로 피부에 흡수될 수 있는 지능형 전달시스템의 구현 가능성을 확인하기 위하여, 분산광중합을 이용하여 pH 감응성을 가지는 P(MAA-co-PEGMA) 수화젤 입자를 평균 크기 약 $2{\mu}m$의 구형 입자로 합성하였다. 합성된 P(MAA-co-PEGMA) 수화젤 입자는 수화젤의 MAA에 존재하는 카르복시기의 이온화에 의하여 pH 5를 전후로 한 급격한 팽윤비의 변화를 보여주었다. pH에 따른 수화젤 내부에 탑재된 알부민의 방출 및 피부투과 실험결과, P(MAA-co-PEGMA) 수화젤 입자는 pH 4.0에서는 소량의 알부민이 방출되어 피부 투과가 거의 일어나지 않은 반면, pH 6.0에서는 초기부터 다량의 알부민이 방출되어 상대적으로 높은 피부투과율을 나타내었다. 펩신을 이용한 알부민의 안정성 실험결과, P(MAA-co-PEGMA) 수화젤은 내부에 탑재된 알부민을 외부 환경으로부터 보호하여 알부민의 안정성을 유지시켜 주었다.
가교에 관한 리뷰논문으로 특허의 다수는 의료용이다. 조직공학용 지지체나 약물전달용 매체로 쓰이는 고분자의 가교는 세포 무독성, 제 자리 겔 형성성이 있는 가교반응을 중시하고 있다. 가교를 탄성률, 내약품성, 내열성의 증대 목적 외에 가교부위에 금속 흡착성, 방오성, 항균성, 이온교환성 등의 기능을 부여하고 있다. 환경의 자극에 응답하는 스마트 가교, 환경을 고려한 광 가교, 물리적 가교, 효소가교, 천연물 가교, 수성가교가 연구되고 있다. 120세 수명을 목표로 의용재료의 발전에 고분자 소재의 개발도 필수적이다. 가교를 통한 고분자의 기능성 부여 및 물성 강화도 더욱 섬세하게 될 것이다. 고분자 가교물 중의 중요한 분야를 점하는 히드로젤은 주사용 제자리 겔 형성성의 개선 방향으로 전개될 것이다. 코팅용 고분자 가교제는 작업자, 작업환경을 고려하여 저독성-무독성의 가교제, 낮은 에너지에서 가교되는 에너지 절약형 가교제가 개발될 것이다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.