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본 연구에서는 미세유체장치와 광중합을 온도와 pH 에 감응하는 알지네이트 주형 기반의 섬유형태 하이드로젤을 제조를 진행하였다. 이소프로필아크릴아마이드에 아크릴산 나트륨 혹은 알릴 아민이 혼합시킨 하이드로젤 단량체 용액은 자외선 빛을 지나면서 실시간으로 광중합된다. 아크릴산 나트륨 혹은 알릴 아민 단량체는 팬던트 그룹의 이온화를 통해 유도되는 pH 감응 특성을 부여하기 위해 공중합되었다. 아크릴레이트 혹은 아민그룹의 양성자화 또는 ...

본 연구에서는 미세유체장치와 광중합을 온도와 pH 에 감응하는 알지네이트 주형 기반의 섬유형태 하이드로젤을 제조를 진행하였다. 이소프로필아크릴아마이드에 아크릴산 나트륨 혹은 알릴 아민이 혼합시킨 하이드로젤 단량체 용액은 자외선 빛을 지나면서 실시간으로 광중합된다. 아크릴산 나트륨 혹은 알릴 아민 단량체는 팬던트 그룹의 이온화를 통해 유도되는 pH 감응 특성을 부여하기 위해 공중합되었다. 아크릴레이트 혹은 아민그룹의 양성자화 또는 탈양성자화에 의해 유도되는 반발력은 하이드로젤이 담긴 용매의 pH 에 따라 하이드로젤의 직경과 외벽 두께의 변화를 유도한다. 폴리(이소프로필아크릴아마이드)는 대표적인 온도감응성 고분자이기에 이소프로필아크릴아마이드 기반의 공중합체 역시 아래 임계 용해 온도 근처에서 유사한 열적거동을 보인다. 본 연구에서는 제조된 공중합체 하이드로젤의 부피변화는 용매의 pH 혹은 온도 조절함으로써 관찰되었다, 또한 반복실험을 통하여 다양한 감응성의 부피변화가 완전히 가역적이고 반복적으로 나타나는 것을 확인했다. 더 나아가 기존의 2개의 미세소관을 포함하는 미세유체 장치를 응용하여 3개의 미세소관을 포함하는 미세유체장치를 만들어 이중층 마이크로튜브를 제조하였고 이의 자세한 구조와 열적거동을 공초점 현미경을 이용하여 확인하였다. 또한 공중합체 하이드로젤 중, 양전하를 가지는 마이크로파이버는 세포의 외벽이 음전하를 가지고 있다는 점을 이용하여 세포 부착 능력 향상에 이용할 수 있음을 확인하였다

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we prepared pH and temperature stimuli responsive hydrogel microfibers and microtubes based on alginate templating method using microfluidic device and photo-polymerization. The hydrogel monomer solution consisted of N-isopropylacrylamide (NIPAm) incorporated with sodium acrylate (SA)...

In this study, we prepared pH and temperature stimuli responsive hydrogel microfibers and microtubes based on alginate templating method using microfluidic device and photo-polymerization. The hydrogel monomer solution consisted of N-isopropylacrylamide (NIPAm) incorporated with sodium acrylate (SA) or allyl amine (AA) were irradiated with UV light for in situ photo-polymerization. The incorporation of the SA or AA in monomer solution is for pH responsiveness induced by repulsion force through ionization of pendent group. Repulsion force in polymer chains caused by protonation or deprotonation of amine group or acrylate group induce the change of diameter and wall thickness depending on the pH of medium. PNIPAm is well known as thermal responsive polymer, so NIPAm based copolymer microfiber also showed the thermal behavior near to the lowed critical solution temperature. Volume changes for prepared microfibers and microtubes were observed by adjusting the pH or temperature of the medium. We demonstrate these multi-stimuli responsive volume changes are fully reversible and repeatable. The positive charged microfibers were used to cell attachment and we demonstrate our microfibers promoted the cell adhesion ability, which means the possibility for tissue engineering or other biomedical fields.
Furthermore, we could fabricate the bilayer microtubes with developed 3 channels microfluidic devices and confirm the thermal behavior using obtained CLSM images depending on temperature. We also found that positive charged microfibers, among these copolymer microfibers, promote the attachment of cell due to negative charge of cell membrane.

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