PUKYONG

Enhancement and optimization of the printability of biomaterials for extrusion-based bioprinting

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Alternative Title
압출기반 바이오프린팅을 이용한 생체재료의 프린팅을 이용한 생체재료의 프린팅 개선 및 최적화 연구
Abstract
바이오프린팅은 다양한 생체재료를 이용하여 단시간 내에 높은 세포생존도를 가지는 세포지지체를 제작할 수 있어 최근 조직 공학 및 재생 의학 분야에서 각광받고 있다. 그러나 생체재료들의 각기 다른 기계적 특성 때문에 최적화된 프린팅 조건을 파악하기 어려워 정밀한 삼차원적 구조를 프린팅 하기에는 상당히 제한적이다. 이를 해결하기 위하여 생체재료의 유변학적 및 기계적 특성들을 정확하게 분석하는 것이 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 다양한 생체재료의 물성들을 정량적으로 분석하여 얻은 최적의 프린팅 조건으로 골조직 재생뿐만 아니라 연조직 재생을 위한 세포지지체를 압출기반 바이오프린팅으로 제작하였다. 이를 통해, 우수한 기계적 특성을 가지는 바이오프린팅용 생체재료를 이용하여 정밀하게 제작된 삼차원적 구조의 세포지지체를 기계적, 화학적 그리고 생물학적으로 평가하였다. 따라서 본 연구를 통해, 새로운 생체재료와 최적화된 바이오프린팅으로 뛰어난 세포지지체를 제작할 수 있는 방법을 제시하였다.
Author(s)
김명환
Issued Date
2019
Awarded Date
2019. 8
Type
Dissertation
Publisher
부경대학교
URI
https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/24018
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000222119
Alternative Author(s)
Myoung Hwan Kim
Affiliation
부경대학교 대학원
Department
대학원 의생명기계전기융합공학협동과정
Advisor
남승윤
Table Of Contents
1. Introduction 1
2. Characterization of the role of nano-hydroxyapatite (nHA) on 3D-printed PCL/nHA composite scaffolds 10
2.1. Materials and methods 12
2.1.1. Scaffold fabrication 12
2.1.2. Physicochemical characterization 12
2.1.3. Biological activities in PCL/nHA composite scaffolds 13
2.2. Results and discussion 14
2.2.1. Physical and chemical properties of PCL/nHA scaffolds 14
2.2.2. Morphological characterization and printability 17
2.2.3. Cell-scaffold interaction 19
2.3. Conclusion 21
3. Enhanced 3D printability of alginate-based hydrogels with carrageenan 22
3.1. Materials and methods 25
3.1.1. Hydrogel preparation 25
3.1.2. Rheological evaluation 25
3.1.3. Printability simulation and assessment 26
3.1.4. Bioprinting 28
3.1.5. Evaluation of 3D deposition fidelity 28
3.1.6. Bioprinting of Alg-Carr-CaSO4 with stem cells 28
3.1.7. Cell viability 29
3.2. Results and discussion 31
3.2.1. Rheological characterization of Alg-CaSO4 31
3.2.2. The effects of carrageenan on rheological characteristics of Alg-CaSO4 hydrogel 33
3.2.3. Printability of Alg-CaSO4 hydrogel 38
3.2.4. The effects of carrageenan on the printability of Alg-CaSO4 hydrogel 42
3.2.5. Assessment of 3D deposition of Alg-CaSO4 and Alg-Carr-CaSO4 composite hydrogel 45
3.2.6. Biocompatibility of bioprinted scaffolds 47
3.3. Discussion 49
3.4. Conclusion 53
4. Conclusions 54
5. References 55
Acknowledgments 58
Degree
Master
Appears in Collections:
대학원 > 의생명기계전기융합공학협동과정
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