Additive fabrication and characterization of hydroxyapatite-based composite scaffolds for bone regeneration
- Alternative Title
- 골재생용 수산화인회석 기반 복합 스캐폴드의 적층 제조 및 특성 분석 연구
- Abstract
- 세계적인 인구 고령화에 의한 골 결손 질환 유병률의 꾸준한 증가로 효과적인 치료를 위한 골 이식 대체제 개발연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 3D 프린팅 기술을 이용하여 생체재료를 적층 가공한 조직공학용 스캐폴드는 의료 영상을 기반으로 환자 맞춤형 치료가 가능하다는 장점에 의해 기존 골 이식재의 대체제로서 각광을 받고 있다. 하지만 스캐폴드를 제작함에 있어 안정적인 적층을 위한 우수한 인쇄적성과 세포친화적인 환경제공을 위한 생체모방성을 동시에 만족하는 생체재료가 없어 이상적인 골 재생을 위한 재료개발 연구가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 뼈 무기물의 주성분으로서 골 재생연구에 널리 적용되고 있는 수산화인회석을 기반으로 생체모방 복합 스캐폴드를 3D 프린팅을 이용해 제작하였다. 또한, 제작한 복합 스캐폴드의 인쇄적성, 이화학적 특성, 기계적 특성 및 골 분화능력 등을 분석하여 성능을 평가함으로써 기존 골 이식재를 대체할 수 있는 효과적인 대안을 제시하였다.
- Issued Date
- 2022
- Awarded Date
- 2022. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 4차산업융합바이오닉스공학과
- Advisor
- 남승윤
- Table Of Contents
- 1. Introduction 1
2. Characterization of 3D-printed biomimetic bone scaffolds with high HA content 5
2.1. Materials and methods 7
2.1.1. Preparation of HA/gelatin composites 7
2.1.2. Rheological characterization 7
2.1.3. Fabrication of composite scaffolds 8
2.1.4. Physicochemical and structural characterization 8
2.1.5. Mechanical characterization 9
2.1.6. Biological characterization 9
2.2. Results and discussion 10
2.2.1. Rheological properties of HA/gelatin composites 10
2.2.2. Fabrication of HA/gelatin composite scaffolds 12
2.2.3. Chemical and structural properties of HA/gelatin composite scaffolds 14
2.2.4. Mechanical properties of HA/gelatin composite scaffolds 17
2.2.5. Biological properties of HA/gelatin composite scaffolds 18
3. Optimized fabrication and characterization of 3D-printed bone scaffolds based on HA/gelatin composites reinforced with graphene oxide (GO) 21
3.1. Materials and methods 25
3.1.1. Materials 25
3.1.2. The synthesis of graphene oxide 25
3.1.3. Preparation of the HA/gelatin/GO composites 26
3.1.4. Characterization of HA powder, GO, and the HA/gelatin/GO composites 27
3.1.5. Rheological measurements of the HA/gelatin/GO composites 27
3.1.6. 3D-printing of HA/gelatin/GO scaffold 28
3.1.7. Morphological and mechanical characterization of HA/gelatin/GO scaffolds 29
3.1.8. Statistical analysis 31
3.2. Results and discussion 31
3.2.1. The mechanical properties of the HA/Gelatin/GO scaffolds fabricated via the conventional method 31
3.2.2. Characterization of HA powder, GO, and the HA/gelatin/GO composites 34
3.2.3. Rheological and printability assessments of the HA/gelatin/GO composites 37
3.2.4. The structural and morphological properties of 3D-printed HA/gelatin/GO composite scaffolds 42
3.2.5. The mechanical properties of 3D-printed HA/gelatin/GO composite scaffolds 43
4. Conclusions 46
5. References 48
- Degree
- Master
- Appears in Collections:
- 대학원 > 4차산업융합바이오닉스공학과
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