[의료용 신소재] Nano fiber의 기능성화를 통한 인공 연골에로의 적용을 위한 실용화 설계 방안

[의료용 신소재] Nano fiber의 기능성화를 통한 인공 연골에로의 적용을 위한 실용화 설계 방안-3

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레포트 > 공학계열
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소개글

[의료용 신소재] Nano fiber의 기능성화를 통한 인공 연골에로의 적용을 위한 실용화 설계 방안에 대한 자료입니다.

1. 서론
1.1 설계목표
1.2 설계 필요성

2. 본론
2.1 연골과 기존의 연골 치료제
2.2 문제점에 대한 대안
2.3 Nano fiber와 그 용도
2.4 설계

3. 결론
3.1 설계의 검토
3.2 참고문헌
3.3 Q&A

본문내용

나노섬유의 개념
(1) 나노섬유란
나노섬유란 나노섬유는 지름이 수십에서 수백 나노미터에 불과한 초극세의 실로서 머리카락 굵기의 약 500분의 1정도로 매우 얇다. 주로 고분자물질을 가지고 실을 뽑아내며 이러한 섬유를 통해 기술 개발에 적용하는 것을 나노 섬유 기술이라고 한다.
섬유의 사이즈가 수십 나노에서 1 마이크론 수준으로 작거나 가늘어 지게 되면 새로운 성질을 발휘하게 된다. 이러한 고분자 나노섬유를 제조하는 방법에는 초연신법, 주형 합성법, 상분리법, 자기조립법 및 전기방사법 등이 있다.
이 중에서 전기방사법은 간단하고, 공정비용이 저렴하며 또한 고분자뿐만 아니라 세라믹으로부터도 연속적인 나노섬유를 제조할 수 있기 때문에 가장 일반적으로 사용되는 제조방법이다. 전기방사의 또 다른 장점은 하나의 공정으로 부직포 형태를 얻을 수 있는 공정의 간편성이다. 즉 방사와 동시에 부직포 형태로 생산이 가능하며 또한 방사에 걸리는 시간이 매우 짧다. 전기방사를 통해 제조된 섬유는 매우 가는 직경을 가진 섬유로 단위 질량당 표면적이 매우 크고 유연하며 섬유 간 발생하는 미세공간이 많고 단위 면적당 존재하는 섬유의 수가 많아서 타 소재와의 혼화가 가능하며 외부의 응력에 대한 분산이 큰 특징을 가지고 있다. 이러한 향상된 물성들로 인해 많은 생체의료 분야 및 산업용 분야에서 고분자 나노섬유의 용도전개가 활발히 이루어지고 있다. 특히 생체의료 분야에 있어서 나노섬유의 용도전개는 여러 가지 장점을 가지고 있다. 가장 주목할 만한 특징으로는 나노섬유 집합체가 형태학적으로 세포외기질(extracellular matrix, ECM)과 유사한 구조를 가진다는 것이다. 일예로 콜라겐은 나노미터 수준(50∼100 nm)의 마이크로 피브릴로 이루어져 있는데, 위와 같은 나노섬유 제조 방법을 사용하면 조직세포들이 부착하여 성장 및 분화할 수 있는 생체의 3차원적인 ECM을 모방할 수 있는 지지체를 인공적으로 제조할 수 있을 것이다. 그림 1은 조직공학용 지지체가 치료법으로 응용될 경우의 일반적인 개념을 나타내고 있다. 세포들은 정상적인 세포활동 시에 세포 자체의 크기보다 작은 직경의 섬유 주위에 구조체를 형성한다. 또한, 많은 연구 결과, 섬유 표면에서의 화학적인 반응과는 별도로 나노미터 수준의 섬유 표면에서는 세포의 흡착, 성장, 분화, 배열 및 배향 등의 세포활동이 활발히 이루어지는 것으로 알려져 있다. 여기에서는 전기방사법을 이용한 고분자 나노섬유의 최근 연구 동향에 대하여 개괄적으로 설명하고, 특히 생체조직공학으로의 응용에 대해 서술하고자한다.

참고문헌

1) 이익상 /전기방사에 의한 생분해성 폴리에스터 나노섬유의 제조 및 조직 공학적 응용 / 금오공과 대학원 고분자공학 /p.22
2) 산업기술동향분석 /Nano섬유소재, 한국산업기술평가원, 2006
3) 간엽줄기세포의 조직공학 및 재생의학에의 유용성 / 임군일 / 대한류머티스학회지
4) Tissue Engineering and Regenerative Medicine, Vol. 5, No. 3/ p.351~369 (2008)
5) 고분자 과학과 기술 제 19권 1호 2008년 2월
6) 윤소희/인슐린 또는 젤라틴을 함유한 생분해성 나노섬유의 제조 및 조직공학적 응용
/금오공과대학원 / p.88는

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