PMMA를 첨가한 해면골 대체 다공질 수산화아파타이트 지지체의 동결-젤 주조 공정을 이용한 제조 및 특성 평가 :Fabrication and characterization of porous hydroxyapatite scaffolds with PMMA additin using freeze-gel casting method

김태림

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김태림 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수: 윤석영

발행연도: 2018

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이용수4

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

PMMA를 첨가한 해면골 대체 다공질 수산화아파타이트 지지체의 동결-젤 주조 공정을 이용한 제조 및 특성 평가

김태림 재료공학과 2018.01 학위논문

2017

삼차부틸알코올 기반 동결주조 공정을 이용한 PMMA 첨가 다공질 수산화아파타이트 지지체의 제조 및 특성 평가

김태림 , 윤석영 , 허진영 외 1명 한국결정성장학회지 2017.01 학술저널

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기공 제어가 가능한 다공질 인공 지지체를 제조하기 위해 HA (Hydroxyapatite) 분말에 기공형성제 역할을 하는 PMMA (Polymethyl methacrylate) 분말을 첨가하여 TBA를 용매로 한 slurry를 합성한 후 동결-젤 주조와 소결을 거쳐 주상형 기공채널이 상호 연결되어 있는 다공질 HA 지지체를 제조하였다. XRD를 통해 PMMA 분말의 첨가량에 따른 HA 지지체의 결정구조를 분석하였고, SEM을 이용하여 지지체의 표면 및 내부 단면을 관찰하였는데, 소결과정에서 PMMA의 탈지가 지지체의 내부구조와 HA 분말의 결정성에 영향을 미치는 것으로 결과가 나타났다. 또한 지지체의 물리적 및 기계적 특성을 평가하여 기공형성제의 첨가량을 조절함으로써 기공률 및 기공 크기와 압축 강도를 측정하고, Micro-CT를 이용하여 내부 기공 분포를 관찰한 후 기공의 조성과 물성의 상관관계를 분석하였다. HA 지지체가 천연 해면골과 구조 및 특성이 상당히 유사하고, 다양한 크기의 기공형성제의 첨가량을 조절함으로써 기공률 및 기공 크기와 압축 강도를 제어할 수 있음을 알 수 있었다. PMMA 첨가 다공질 HA 지지체가 조직공학용 인공 골지지체로서 자가골을 대체하여 사용이 가능한 것으로 확인할 수 있다.

차 례
1. 서론 1
2. 이론 및 문헌조사 6
2.1 해면골의 정의 및 특징 6
2.2 생체재료의 정의 및 특징 9
2.2.1 수산화아파타이트 (HA) 11
2.2.2 Polymethyl methacrylate (PMMA) 14
2.3 해면골 대체용 3차원 다공성 세라믹 인공 골지지체 17
2.3.1 다공성 세라믹 인공 골지지체의 조건 19
2.3.2 다공성 세라믹 인공 골지지체의 제조 21
2.3.3 기공의 조성 및 기계적 성질과의 상관 관계 23
2.4 동결-젤 주조 (Freeze-gel casting) 25
2.4.1 콜로이드 입자간의 상호작용 27
2.4.2 세라믹 현탁액의 제조 29
3. 실험방법 31
3.1 HA 및 PMMA 분말의 특성 평가 31
3.2 Freeze-gel casting slurry의 제조 32
3.3 Freeze-gel casting 및 소결 공정 33
3.4 다공성 세라믹 인공 골지지체의 특성 평가 35
3.4.1 결정상 분석 35
3.4.2 미세구조 관찰 35
3.4.3 물성 측정 35
3.4.4 Micro-CT 분석 36
3.4.5 기계적 특성 평가 36
4. 결과 및 고찰 37
4.1 HA 및 PMMA 분말의 특성 평가 37
4.1.1 HA 분말의 결정상 37
4.1.2 PMMA의 입도 및 형상 37
4.2 HA 지지체의 구조적 특성 40
4.2.1 소결 전후의 HA 지지체의 결정상 40
4.2.2 HA 지지체의 미세구조 43
4.2.3 HA 지지체의 3차원적 기공 분포 50
4.2.4 HA 지지체의 기공 직경에 따른 기공 조성 57
4.3 HA 지지체의 기계적 특성 63
4.3.1 HA 지지체의 물리, 기계적 특성 63
4.3.2 HA 지지체의 기공 조성과 기계적 특성의 상관관계 67
5. 결론 71
6. 참고문헌 73
7. Abstract 78

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