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표제지

목차

1. 서론 10

Part I 13

2. 이론적 배경 13

2.1. 전기수력학 13

2.2. 전기수력학의 변수 14

2.3. 동축노즐분무 15

3. 실험 17

3.1. 시약 17

3.2. 실험 조건 및 장비 18

3.3. 분석 20

3.3.1. 섬유-입자 복합체의 형태 및 크기 분석 20

3.3.2. 용액의 전도도 측정 20

3.3.3. 공초점 현미경 분석 20

3.3.4. 입자의 회수율 분석 20

4. 결과 및 고찰 22

4.1. 섬유조건에 따른 섬유-입자 복합체의 형태 22

4.2. 입자 조건이 미치는 영향 27

4.3. 입자 크기가 입자 회수율에 미치는 영향 32

5. 결론 42

Part II 43

6. 이론적 배경 43

6.1. 세포외기질 모방성 지지체 43

6.2. 생분해성 고분자 44

6.3. 캡슐화 46

7. 실험 48

7.1. 시약 48

7.2. 실험 조건 및 장비 49

7.3. 분석 51

7.3.1. 섬유-입자 복합체 형태 및 크기 분석 51

7.3.2. 용액의 전도도 측정 51

7.3.3. 공초점 현미경 분석 51

7.3.4. 섬유-입자 복합체의 접촉각 측정 51

7.3.5. 단백질의 회수율 측정 52

7.3.6. 단백직의 in-vitro 측정 52

8. 결과 및 고찰 53

8.1. 용매조건이 입자에 미치는 영향 53

8.2. 입자의 용매 조건이 섬유-입자 복합체에 미치는 영향 61

8.3. 단백질 방출 분석 67

9. 결론 72

참고문헌 73

국문초록 79

ABSTRACT 81

List of Tables

Table 1. Conductivity of fiber solutions. 23

Table 2. Size of PLGA particles at various concentrations and solvents. 28

Table 3. Fiber diameter and particles areal density on fibers (particle volume/fiber 1000㎛³). 35

Table 4. Conductivity of salt added PLGA solutions. 37

Table 5. CTAB added PLGA particle size and content of β-carotene in particle-fiber composites and recovery yield of β-carotene. 41

Table 6. Conductivity of solutions and solvents. 55

Table 7. Size of PLGA particles. 58

Table 8. Particle size and fiber diameter. 65

Table 9. Areal density of particles (number of particles/fiber 1000㎛³) and recovery yield of lysozyme. 66

Table 10. Contact angles of particle-fiber composites. 70

List of Figures

Figure 1. Configuration of EJC. 12

Figure 2. Optical microscopy and SEM images of fibers. 24

Figure 3. PLGA (having β-carotene) particles on the PVP fibers. 26

Figure 4. Morphology of PLGA particles at various concentrations and solvents 29

Figure 5. Confocal laser scanning of microscopy images 31

Figure 6. PLGA particles on fibers 33

Figure 7. PLGA particle size 38

Figure 8. Confocal microscopy images of PLGA particle on PVP fiber 39

Figure 9. CCD images of Jetting mode 56

Figure 10. PLGA particle morphology 57

Figure 11. Size distribution of particles 60

Figure 12. Optical microscopy images 63

Figure 13. SEM images 64

Figure 14. Confocal microscopy images 69

Figure 15. Release curves as a function of time for particle-fiber composites with various solvents. 71

초록보기

Part I

캡슐화는 반응성이 민감한 물질을 보호하는데 사용되어져 왔다. 본 연구에서는 동축노즐전기분무법을 사용하여 β-carotene 을 캡슐화한 PLGA 입자를 만들었다. EJC (electrohydrodynamic jetting of countercharged nozzles)는 서로 반대되는 전하를 띈 두개의 노즐을 사용하여 전기방사/분무하는 것으로 섬유와 입자 표면 전하의 중화 현상에 기인한다. 섬유와 입자 표면은 서로 반대되는 전하를 가지고 있기 때문에 두개의 다른 물질이 균일하게 서로 결합할 수 있게 된다. 섬유와 입자에 적용되는 전기방사/분무의 변수를 조절하여 최종 형태에 미치는 영향들을 확인하였다. SEM 을 통해 섬유 위에 입자가 고르게 분산되어진 모습을 확인하였다. UV 분석을 통해 전체 섬유-입자 복합체 내에서 얻어지는 β-caroten 의 양을 정량화하였다. β-carotene 이 캡슐화 된 PLGA 입자를 PVP 섬유에 부착시킴으로써 방출속도제어를 기대해 볼 수 있다. 이러한 색다른 형태는 음식이나 약물학쪽으로 잠재적인 응용 가능성을 가질 것이다.

Part II

최근 몇 년간 치열한 연구에도 불구하고 부직포나 입자성 지지체 구조는 여전히 세포를 증식시키고 분화키며 조절된 성장인자의 방출 속도를 보이는데 심각한 한계를 나타내고 있다. 입자와 섬유을 복합화하는 공학 기술로써 생체 외기질을 모방하는 구조를 만들게 될 경우 이러한 한계점들을 극복할 수 있는 방법으로 보인다. 본 연구에서는 서로 반대되는 전하를 띈 두개의 노즐을 이용해 전기방사/분무(EJC) 함으로써 입자와 섬유를 붙일 수 있다. 서로 다른 전압이 가해져서 방사/분무 된 섬유/입자 표면에는 서로 다른 전하를 가지고 있으며 이로 인해 서로 다른 두개의 물질이 균일하게 서로 붙을 수 있게 된다. 반면 단순히 섬유 위에 입자를 전기 분무 할 경우에는 접합이 일어나지 않는다. 전기방사된 PLA 섬유는 세포가 분화할 때 세포형성 축이 되어주며 지지체의 물리적 특성에는 전혀 영향을 미치지 않는다. 전기분무 된 PLGA 나노입자에 lysozyme을 캡슐화 하여 이를 섬유에 부착하였으며 lysozyme의 방출 속도를 보았다. SEM을 통해 섬유 표면에 입자가 균일하게 분산되어 있는 것을 확인하였고, 공초점 레이져 현미경을 통하여 Lysozyme이 입자 내에 잘 분산되어 있음을 보았다. 이것을 지지체로 활용할 경우 섬유가 분해되는 동안 지속적인 방출속도를 보일 것이다. 이 섬유-입자 복합체는 구조 자체와 기능성 증진에 기여할 것이다.

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