KR20120118681A - Preparation method for highly porous core-shell nanoweb - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a porous coreshell nanoweb is provided to obtain micropores with uniform size and shape and to culture various cells. CONSTITUTION: A method for fabricating a porous coreshell nanoweb comprises: a step of discharging a water soluble polymer solution by an inner nozzle of a metal dual nozzle; and a step of discharging a hydrophobic polymer solution by an outer nozzle of the metal dual nozzle. The coreshell nanofiber spun in the inner and outer nozzles is discharged to a collecting electrode dipped in the water. The water soluble polymer solution is a biocompatible polymer of gelatin, collagen, chitosan, silk, bovine serum albumin(BSA), cellulose, alginic acid, or hyaluronic acid.

Description

다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법{Preparation method for highly porous core-shell nanoweb}Preparation method for highly porous core-shell nanoweb

본 발명의 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세포배양에 적합하도록 공극의 크기와 형태를 조절한 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a porous core shell nanoweb, and more particularly, to a method for manufacturing a porous coreshell nanoweb in which the size and shape of pores are adjusted to be suitable for cell culture.

전기방사법은 전기적인 힘을 이용하여 나노섬유는 제조하는 방법 중 하나로, 고분자 용액 또는 용융물이 담겨져 있는 주입 노즐과 수집 전극 사이에 고전압을 가해 얇은 섬유 형태로 방사하는 것이다. 전기장을 가하면 고분자 용액 방울은 표면간의 정전기적 척력과 외부 전기장의 쿨롱력이라는 두 가지의 다른 정전기력을 받게 되는데, 이러한 전기적 상호작용에 의해 고분자 용액 방울의 모양이 인장 변형되어 테일러 콘이라고 불리는 원뿔형을 취하게 되고, 이후 고분자 용액이 받는 전기장의 세기가 용액의 표면장력을 이겨내면 용액이 방사되면서 나노섬유로 만들어지게 된다.Electrospinning is one of the methods for producing nanofibers by using an electric force, by applying a high voltage between the injection nozzle and the collection electrode containing the polymer solution or melt and spinning in a thin fiber form. When the electric field is applied, the polymer solution droplets undergo two different electrostatic forces, namely the electrostatic repulsion between the surfaces and the coulomb force of the external electric field. These electrical interactions result in a tensile deformation of the polymer solution droplets, resulting in a cone called the Taylor cone. After that, when the electric field strength of the polymer solution overcomes the surface tension of the solution, the solution is spun and made into nanofibers.

이렇게 제조된 나노섬유는 매우 가는 직경을 가진 수십나노미터에서 수마이크로미터 크기의 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.The nanofibers produced are very thin diameters of tens of nanometers to several micrometers, and have a very large surface area per unit mass, flexible, many microcavities generated between fibers, and a large number of fibers per unit area. It can be mixed with other materials and has a big characteristic of dispersion against external stress.

이와 같은 이유로, 나노섬유는 필터 소배, 생체조직배양, 상처보호치유 및 피부조직의 균일재생, 인공혈관, 약물전달시스템, 우주용 거울, 식물살충제, 강화 복합재 등에 활용될 수 있다.For this reason, nanofibers can be used for filter cultivation, biotissue culture, wound protection healing and uniform regeneration of skin tissue, artificial blood vessels, drug delivery systems, space mirrors, plant insecticides, reinforced composites and the like.

한편 젤라틴, 폴리비닐알코올, 히알루론산 등의 수용성이면서 생체적합성이 뛰어난 고분자들은 전기방사시 고분자 용액의 액적 발생현상이나 노즐 앞에서 고분자의 결정화로 노즐 막힘으로 인해 전기방사가 어렵기 때문에 위 수용성 고분자를 코어로 활용하여 이중노즐을 가진 전기방사장치로 코어쉘 구조의 나노섬유를 제조하는 기술이 제시되었으나, 미세기공의 크기 조절을 위한 상분리를 위해 열유도를 이용하는 기술로서 열에 의해 수용성 고분자의 변형이나 탈활성화가 발생하는 문제가 있었다.
On the other hand, water-soluble polymers such as gelatin, polyvinyl alcohol, and hyaluronic acid are excellent in biocompatibility, and the cores of the above water-soluble polymers are cored because of the occurrence of droplets in the polymer solution during electrospinning or electrospinning due to clogging of the nozzles due to crystallization of the polymers in front of the nozzles. A technology for producing a core-shell nanofiber with an electrospinning device having a double nozzle is proposed, but it uses a thermal induction for phase separation to control the size of micropores. There was a problem that occurred.

단독으로 전기방사가 어렵지만 수용성이고 생체적합성이 뛰어난 수용성 고분자를 코어로 이용하여 코어쉘 구조의 나노섬유를 만들고 이로부터 세포배양에 적합하도록 공극의 크기와 형태를 조절한 다공성 코어쉘 나노웹을 제조하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
Using a water-soluble polymer with high water solubility and excellent biocompatibility as a core, the core shell structure is made of nanofibers, and the porous core shell nanoweb is manufactured by adjusting the size and shape of the pores to be suitable for cell culture. The purpose is to provide a method.

본 발명은, 금속 이중노즐의 내부노즐로 수용성 고분자 용액을 토출시키고, 상기 금속 이중노즐의 외부노즐로 소수성 고분자 용액을 토출시켜 코어쉘 나노섬유를 제조함에 있어서, 상기 내부노즐 및 외부노즐에서 방사된 코어쉘 나노섬유를 물에 침지된 수집 전극으로 토출시키는 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법을 제공한다.The present invention, in discharging the water-soluble polymer solution to the inner nozzle of the metal double nozzle, and the hydrophobic polymer solution to discharge the external nozzle of the metal double nozzle in the manufacture of the core-shell nanofibers, spun from the inner nozzle and the outer nozzle It provides a method for producing a porous core shell nanoweb, characterized in that the coreshell nanofibers are discharged to a collecting electrode immersed in water.

또한 본 발명은 상기 방법으로 제조되고, 미세기공의 가로세로비(aspect ratio)가 0.8 ~ 1.2 인 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a porous core-shell nanoweb, characterized in that the aspect ratio of the micropores is 0.8 ~ 1.2.

또한 본 발명은 금속 이중노즐; 상기 금속 이중노즐의 내부 노즐에 연결된 수용성 고분자 용액 주입 펌프; 상기 금속 이중노즐의 외부 노즐에 연결된 소수성 고분자 용액 주입 펌프; 상기 금속 이중노즐의 팁에 연결된 전압인가장치; 및 상기 금속 이중노즐의 팁에 이격되어 물에 침치된 수집 전극;을 포함하여 이루어지는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조장치를 제공한다.
In addition, the present invention is a metal double nozzle; A water-soluble polymer solution injection pump connected to an internal nozzle of the metal double nozzle; A hydrophobic polymer solution injection pump connected to an outer nozzle of the metal double nozzle; A voltage application device connected to the tip of the metal double nozzle; And a collecting electrode spaced apart from the tip of the metal double nozzle and immersed in water.

본 발명의 방법으로 제조된 다공성 코어쉘 나노웹은 열에 의한 생체적합성 고분자의 변형이나 손상 가능성이 적고, 미세기공의 크기가 균일하고 형태가 일정하므로, 암세포, 섬유아세포, 배아줄기세포 등 다양한 세포의 배양을 위한 매트릭스로 사용될 수 있다.
Porous core-shell nanoweb prepared by the method of the present invention is less likely to deform or damage the biocompatible polymer by heat, the size of micropores is uniform and the shape is constant, so that a variety of cells, such as cancer cells, fibroblasts, embryonic stem cells It can be used as a matrix for culture.

도 1은 통상의 전기방사를 통한 코어쉘 나노섬유로부터 형성된 나노웹 제조장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 전기방사를 통한 코어쉘 나노섬유로부터 형성된 나노웹 제조장치의 개략도이다.
도 3은 비교예 1에서 제조된 10% 젤라틴 나노섬유의 전자주사현미경(SEM) 사진이다.
도 4는 비교예 1에서 제조된 10% 젤라틴 나노섬유의 입자크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교예 2에서 제조된 10% 폴리카프로락톤 나노섬유의 전자주사현미경(SEM) 사진이다.
도 6은 비교예 2에서 제조된 10% 폴리카프로락톤 나노섬유의 입자크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 7은 비교예 3에서 다양한 농도의 폴리카프로락톤 용액을 이용하여 제조된 젤라틴-폴리카프로락톤 코어쉘 나노섬유의 전자주사현미경(SEM) 사진이다. A는 폴리카프로락톤 4 중량%, B는 폴리카프로락톤 6 중량%, C는 폴리카프로락톤 8 중량%, D는 폴리카프로락톤 10 중량%, E는 폴리카프로락톤 12 중량%인 용액을 이용한 코어쉘 나노섬유이다.
도 8은 비교예 3에서 다양한 농도의 폴리카프로락톤 용액을 이용하여 제조된 젤라틴-폴리카프로락톤 코어쉘 나노섬유의 입자크기 분포를 나타낸 그래프이다. A는 폴리카프로락톤 4 중량%, B는 폴리카프로락톤 6 중량%, C는 폴리카프로락톤 8 중량%, D는 폴리카프로락톤 10 중량%, E는 폴리카프로락톤 12 중량%인 용액을 이용한 코어쉘 나노섬유이다.
도 9는 비교예 3의 코어쉘 나노섬유 중 외부 노즐로 8 중량%의 폴리카프로락톤 용액을 주입하여 제조한 코어쉘 나노섬유가 코어쉘 구조를 형성하였음을 확인할 수 있는 TEM 사진이다.
도 10은 비교예 3, 비교예 4 및 실시예의 나노섬유와 나노웹의 전자주사현미경(SEM) 사진이다.
도 11은 비교예 4 및 실시예의 나노웹의 미세기공의 평균크기를 나타낸 그래프이다.
도 12는 비교예 4 및 실시예의 나노웹의 가로세로비를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic view of a nanoweb fabrication apparatus formed from coreshell nanofibers through conventional electrospinning.
Figure 2 is a schematic diagram of a nanoweb manufacturing apparatus formed from coreshell nanofibers through electrospinning according to an embodiment of the present invention.
3 is an electron scanning microscope (SEM) photograph of the 10% gelatin nanofibers prepared in Comparative Example 1.
Figure 4 is a graph showing the particle size distribution of the 10% gelatin nanofibers prepared in Comparative Example 1.
5 is an electron scanning microscope (SEM) photograph of the 10% polycaprolactone nanofibers prepared in Comparative Example 2.
Figure 6 is a graph showing the particle size distribution of the 10% polycaprolactone nanofibers prepared in Comparative Example 2.
7 is an electron scanning microscope (SEM) photograph of gelatin-polycaprolactone coreshell nanofibers prepared using polycaprolactone solutions of various concentrations in Comparative Example 3. FIG. A core shell with a solution of 4% by weight polycaprolactone, B by weight 6% by weight polycaprolactone, C by weight 8% by weight polycaprolactone, D by weight 10% by weight polycaprolactone, E by weight 12% by weight polycaprolactone It is a nanofiber.
FIG. 8 is a graph showing particle size distribution of gelatin-polycaprolactone coreshell nanofibers prepared using polycaprolactone solutions of various concentrations in Comparative Example 3. A core shell with a solution of 4% by weight polycaprolactone, B by weight 6% by weight polycaprolactone, C by weight 8% by weight polycaprolactone, D by weight 10% by weight polycaprolactone, E by weight 12% by weight polycaprolactone It is a nanofiber.
FIG. 9 is a TEM photograph showing that coreshell nanofibers prepared by injecting 8 wt% polycaprolactone solution into an external nozzle among coreshell nanofibers of Comparative Example 3 formed a coreshell structure.
10 is an electron scanning microscope (SEM) photograph of the nanofibers and nanoweb of Comparative Example 3, Comparative Example 4 and Example.
11 is a graph showing the average size of the micropores of the nanoweb of Comparative Example 4 and Example.
12 is a graph showing the aspect ratio of the nanoweb of Comparative Example 4 and Example.

본 발명의 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법은 전기방사를 통해 코어쉘 구조의 나노섬유를 제조하는 방법을 이용한 것이다.The method for producing a porous core shell nanoweb of the present invention is to use a method for producing a nanoshell of the core shell structure by electrospinning.

전기방사는 유체 역학과 하전된 표면상에서의 상호작용을 사용하여 용액으로부터 전기방사 섬유로서 지칭되는 나노크기의 섬유를 생성하는 기법을 말한다. 일반적으로, 전기방사 섬유의 형성은 전압인가장치와 전기 소통하는 신체내의 금속 노즐에 용액을 제공하는 것을 포함하며, 여기서 전기력은 접지될 수 있는 표면상에서 또는 신체 이외의 낮은 전압에서 부착되는 미세한 섬유를 형성하는 것을 돕는다. 전기방사에서, 금속 노즐로부터 제공된 고분자 용액 또는 용융물은 수집 전극에 비하여 높은 전압으로 하전된다. 전기력은 표면 장력을 극복하며, 고분자 용액 또는 용융물의 미세한 분사가 접지되거나 또는 반대로 하전된 수집 전극을 향하여 이동하도록 한다. 분사는 표적에 도달하기 이전에 훨씬 더 미세한 섬유 흐름으로 퍼질 수 있으며, 작은 섬유의 상호연결된 웹으로서 수집된다.Electrospinning refers to a technique that uses fluid dynamics and interaction on a charged surface to produce nanosized fibers, referred to as electrospun fibers, from solution. In general, the formation of electrospun fibers involves providing a solution to a metal nozzle in the body that is in electrical communication with a voltage applying device, where the electrical force is applied to fine fibers that are attached on a groundable surface or at a low voltage other than the body. Helps to form. In electrospinning, the polymer solution or melt provided from the metal nozzle is charged at a higher voltage than the collecting electrode. The electric force overcomes surface tension and causes the fine jet of the polymer solution or melt to move towards the grounded or vice versa charged collection electrode. The spray can spread into a much finer fiber flow before reaching the target and is collected as an interconnected web of small fibers.

본 발명의 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법은, 금속 이중노즐을 사용하여 내부노즐로 수용성 고분자 용액을 토출시키고, 이중노즐의 외부노즐로 소수성 고분자 용액을 토출시켜 코어쉘 나노섬유를 제조하고, 상기 내부노즐 및 외부노즐에서 방사된 코어쉘 나노섬유는 물에 침지된 수집 전극으로 토출된다.In the method for producing a porous core shell nanoweb of the present invention, a metal double nozzle is used to discharge a water-soluble polymer solution into an inner nozzle, and a hydrophobic polymer solution is discharged to an outer nozzle of a double nozzle to prepare core-shell nanofibers. The core shell nanofibers emitted from the inner nozzle and the outer nozzle are discharged to the collecting electrode immersed in water.

도 1은 통상의 전기방사를 통한 코어쉘 나노섬유 또는 나노웹 제조장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 전기방사를 통한 코어쉘 나노섬유 또는 나노웹 제조장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a conventional core shell nanofiber or nanoweb manufacturing apparatus through electrospinning, Figure 2 is a schematic diagram of a coreshell nanofiber or nanoweb manufacturing apparatus through electrospinning according to an embodiment of the present invention.

도 1에서는 이중노즐에서 코아쉘 구조로 토출된 나노섬유가 공기 중에서 수집 전극으로 토출되면서 수집된다. 그러나 도 2에서는 물 속에 수집 전극이 위치하고, 코아쉘 구조로 토출된 나노섬유는 수집 전극으로 토출되면서 물 속에 잠기게 된다. 물 속에서는 공기 중에 비해 쉘을 형성하는 소수성 고분자 용액의 용매의 휘발이 조절되고, 이러한 용매 휘발의 조절을 통해 나노섬유 또는 나노웹의 표면이 미세기공이 일정한 크기로 형성될 수 있다.In FIG. 1, the nanofibers discharged from the dual nozzle into the core shell structure are collected while being discharged from the air to the collecting electrode. However, in FIG. 2, the collecting electrode is positioned in the water, and the nanofibers discharged in the core shell structure are immersed in the water while being discharged to the collecting electrode. In water, the volatilization of the solvent of the hydrophobic polymer solution forming the shell is controlled as compared to the air, and through the control of the volatilization of the solvent, the surface of the nanofibers or the nanoweb may be formed with a uniform size of micropores.

본 발명에서 내부노즐 및 외부노즐에서 방사된 코어쉘 나노섬유가 토출되는 수집 전극이 잠겨있는 물의 온도는 소수성 고분자 용액의 용매 휘발을 조절하기 위하여 2 ~ 20 ℃, 바람직하게는 4 ~ 12 ℃이다. 상기 상한치를 초과하면 용매의 휘발이 급속도로 진행되어 미세기공의 크기가 증가하거나 가로세로비가 1.2를 초과할 수 있고, 상기 하한치 미만에서는 나노섬유의 안정성이 저하되고, 나노섬유의 두께가 감소하여 나노웹의 물리적 강도가 감소할 수 있다.In the present invention, the temperature of the water in which the collecting electrode through which the core shell nanofibers discharged from the inner nozzle and the outer nozzle are discharged is immersed is 2 to 20 ° C., preferably 4 to 12 ° C., in order to control the solvent volatilization of the hydrophobic polymer solution. When the upper limit is exceeded, volatilization of the solvent proceeds rapidly, and the size of the micropores may increase or the aspect ratio may exceed 1.2. If the lower limit is lower, the stability of the nanofibers decreases and the thickness of the nanofibers decreases, thereby increasing the nanofibers. The physical strength of the web can be reduced.

본 발명의 코어쉘 구조의 나노섬유로부터 형성된 나노웹에서 코어를 구성하는 수용성 고분자는 젤라틴, 콜라겐, 키토산, 실크, 우혈청알부민(BSA),셀룰로오스, 알긴산 및 히알루론산 중에서 선택된 하나 이상의 생체적합성 고분자인 것이 바람직하다.The water-soluble polymer constituting the core in the nanoweb formed from the nanoshell of the coreshell structure of the present invention is at least one biocompatible polymer selected from gelatin, collagen, chitosan, silk, bovine serum albumin (BSA), cellulose, alginic acid and hyaluronic acid. It is preferable.

본 발명의 수용성 고분자 용액의 용매로는 아세트산, 탄소수 1 ~ 4의 저급 알코올, 물 중에서 선택된 어느 하나의 용매 또는 둘 이상의 혼합용매가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 전기방사 특성에서 유리한 아세트산, 에탄올, 메탄올 또는 이들과 물의 혼합용매이고, 아세트산, 에탄올 또는 메탄올과 물의 혼합용매의 경우 물의 혼합비율은 0 ~ 30 중량%, 바람직하게는 1 ~ 20 중량%, 더욱 바람직하게는 1 ~ 10 중량% 이다.As a solvent of the water-soluble polymer solution of the present invention, any solvent selected from acetic acid, a lower alcohol having 1 to 4 carbon atoms, water, or two or more mixed solvents is preferable, and more preferably acetic acid, ethanol, methanol which is advantageous in electrospinning properties. Or a mixed solvent of these and water, and in the case of a mixed solvent of acetic acid, ethanol or methanol and water, the mixing ratio of water is 0 to 30% by weight, preferably 1 to 20% by weight, more preferably 1 to 10% by weight.

본 발명의 수용성 고분자 용액에서 수용성 고분자의 함량은 2 ~ 20 중량%, 바람직하게는 5 ~ 15 중량%, 더욱 바람직하게는 8 ~ 12 중량%이다. 상기 상한치를 초과하면 전기방사가 어렵고, 상기 하한치 미만에서는 미세기공의 크기나 형태를 조절하기 어렵다.The content of the water-soluble polymer in the water-soluble polymer solution of the present invention is 2 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight, more preferably 8 to 12% by weight. If the upper limit is exceeded, electrospinning is difficult, and below the lower limit, it is difficult to control the size or shape of the micropores.

본 발명의 코어쉘 구조의 나노섬유로부터 형성된 나노웹에서 쉘을 형성하는 소수성 고분자는 폴리카프로락톤(PCL), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리아크릴산(PAA) 및 폴리비닐알코올(PVA) 중에서 선택된 하나 이상의 고분자인 것이 바람직하다.The hydrophobic polymer forming the shell in the nanoweb formed from the nanofibers of the core-shell structure of the present invention is polycaprolactone (PCL), polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), polyacrylonitrile (PAN), It is preferably at least one polymer selected from polyvinylidene fluoride (PVdF), polyethylene oxide (PEO), polyvinylpyrrolidone (PVP), polyacrylic acid (PAA) and polyvinyl alcohol (PVA).

본 발명의 소수성 고분자 용액의 용매로는 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라히드로후란, 시크로헥산, 아세토니트릴 및 디메틸포름아미드 중에서 선택된 하나 이상의 어느 하나의 휘발성 용매 또는 둘 이상의 혼합용매인 것이 바람직하다.The solvent of the hydrophobic polymer solution of the present invention is preferably at least one volatile solvent selected from chloroform, dichloromethane, tetrahydrofuran, cyclohexane, acetonitrile and dimethylformamide, or at least two mixed solvents.

본 발명의 소수성 고분자 용액에서 소수성 고분자 함량은 2 ~ 15 중량%, 바람직하게는 5 ~ 12 중량%, 가장 바람직하게는 8 ~ 10 중량%이다. 상기 상한치를 초과하면 코어쉘 나노섬유 또는 나노웹의 두께가 증가하여 미세기공의 크기 및 공극량이 오히려 감소하고, 상기 하한치 미만에서는 공극의 크기 및 형태가 불균일하고 전기방사 특성이 저하될 수 있다.The hydrophobic polymer content in the hydrophobic polymer solution of the present invention is 2 to 15% by weight, preferably 5 to 12% by weight, most preferably 8 to 10% by weight. When the upper limit is exceeded, the thickness of the core-shell nanofibers or nanowebs is increased, so that the size and pore amount of the micropores is rather reduced, and the size and shape of the pores are less than the lower limit, and the electrospinning characteristics may be lowered.

위 방법으로 제조된 본 발명의 다공성 코어쉘 나노웹은 미세기공의 가로세로비(aspect ratio)가 1 ~ 1.3, 바람직하게는 1 ~ 1.2 이고, 평균 미세기공의 크기가 0.5 ~ 20 ㎛, 바람직하게는 0.7 ~ 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.8 ~ 5 ㎛인 것이다.The porous core shell nanoweb of the present invention prepared by the above method has an aspect ratio of micropores of 1 to 1.3, preferably 1 to 1.2, and an average micropore size of 0.5 to 20 μm, preferably Is 0.7 to 10 µm, more preferably 0.8 to 5 µm.

또한 본 발명의 다공성 코어쉘 나노웹 제조장치는 금속 이중노즐; 상기 금속 이중노즐의 내부 노즐에 연결된 수용성 고분자 용액 주입 펌프; 상기 금속 이중노즐의 외부 노즐에 연결된 소수성 고분자 용액 주입 펌프; 상기 금속 이중노즐의 팁에 연결된 전압인가장치; 및 상기 금속 이중노즐의 팁에 이격되어 물에 침치된 수집 전극;을 포함하여 이루어진다.In addition, the porous core-shell nanoweb manufacturing apparatus of the present invention is a metal double nozzle; A water-soluble polymer solution injection pump connected to an internal nozzle of the metal double nozzle; A hydrophobic polymer solution injection pump connected to an outer nozzle of the metal double nozzle; A voltage application device connected to the tip of the metal double nozzle; And a collecting electrode spaced apart from the tip of the metal double nozzle and immersed in water.

내부노즐에서 토출되는 수용성 고분자 용액의 주입속도는 0.1 내지 1 ㎖/시간인 것이 바람직하고, 외부노즐에서 토출되는 소수성 고분자 용액의 주입속도는 0.5 내지 2.0㎖/시간인 것이 바람직하다. 전기방사를 위해 인가되는 전압은 코어 및 쉘을 구성하는 고분자 용액의 종류 및 농도에 따라 달라질 수 있으나 5 ~ 25 ㎸까지 가능하며, 7 ~ 20 ㎸인 것이 바람직하다. 또한, 노즐의 팁과 수집 전극 사이의 거리는 5 ~ 25㎝까지 가능하고, 바람직하게는 10 ~ 15㎝ 범위가 가장 좋다.
It is preferable that the injection speed of the water-soluble polymer solution discharged from the inner nozzle is 0.1 to 1 ml / hour, and the injection speed of the hydrophobic polymer solution discharged from the outer nozzle is 0.5 to 2.0 ml / hour. The voltage applied for electrospinning may vary depending on the type and concentration of the polymer solution constituting the core and shell, but may be 5 to 25 kW, and is preferably 7 to 20 kW. Also, the distance between the tip of the nozzle and the collecting electrode can be up to 5-25 cm, preferably in the range of 10-15 cm.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the following examples are provided only to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

비교예Comparative example 1: 10% 젤라틴 나노섬유의 제조 1: Preparation of 10% Gelatin Nanofibers

30 GA의 스테인레스스틸 노즐, 주입 펌프, 전압인가장치, 및 수집 전극(스테인레스스틸 호일시트)로 구성된 전기방사장치를 이용하였다. 노즐과 바닥의 스테인레스스틸 호일시트의 거리는 12 cm이었고, 노즐과 수집 전극 사이에 14 kV의 전위차가 발생하였다. An electrospinning device consisting of a 30 GA stainless steel nozzle, an infusion pump, a voltage applicator, and a collecting electrode (stainless steel foil sheet) was used. The distance between the nozzle and the bottom stainless steel foil sheet was 12 cm and a potential difference of 14 kV occurred between the nozzle and the collecting electrode.

10 중량%의 젤라틴과 90 중량% 아세트산을 혼합하여 상온에서 4시간 교반하여 젤라틴 용액을 제조한 후, 젤라틴 용액 10 mL를 0.4 mL/h의 흐름율로 주입 펌프에 의해 노즐로 공급된 후 수집 전극으로 토출되면서 10% 젤라틴 나노섬유를 제조하였다.10 wt% gelatin and 90 wt% acetic acid were mixed and stirred at room temperature for 4 hours to prepare a gelatin solution. Then, 10 mL of the gelatin solution was fed to the nozzle by an injection pump at a flow rate of 0.4 mL / h, and then the collecting electrode. 10% gelatin nanofibers were prepared while being discharged.

제조된 10% 젤라틴 나노섬유의 전자주사현미경(SEM) 사진을 도 3에 나타내었고, 제조된 나노섬유의 입자크기 분포 그래프를 도 4에 나타내었다.
An electron scanning microscope (SEM) photograph of the prepared 10% gelatin nanofibers is shown in FIG. 3, and a graph of particle size distribution of the prepared nanofibers is shown in FIG. 4.

비교예Comparative example 2: 10%  2: 10% 폴리카프로락톤Polycaprolactone (( PCLPCL ) 나노섬유의 제조Manufacture of nanofibers

10 중량%의 폴리카프로락톤을 90 중량%의 클로로포름과 혼합한 후 4 시간 교반하여 10% 카프로락톤 용액을 제조하였고, 이 용액을 비교예 1과 동일한 전기방사장치를 이용하여 10% 폴리카프로락톤 나노섬유를 제조하였다. 다만 노즐과 수집 전극의 전위차는 7 kV 이었다.10% by weight of polycaprolactone was mixed with 90% by weight of chloroform and stirred for 4 hours to prepare a 10% caprolactone solution, and the solution was prepared using the same electrospinach as in Comparative Example 1 to 10% polycaprolactone nano Fibers were prepared. However, the potential difference between the nozzle and the collecting electrode was 7 kV.

제조된 10% 폴리카프로락톤 나노섬유의 전자주사현미경(SEM) 사진을 도 5에 나타내었고, 제조된 나노섬유의 입자크기 분포 그래프를 도 6에 나타내었다.
An electron scanning microscope (SEM) photograph of the prepared 10% polycaprolactone nanofibers is shown in FIG. 5, and a graph of particle size distribution of the prepared nanofibers is shown in FIG. 6.

비교예Comparative example 3: 젤라틴- 3: gelatin 폴리카프로락톤Polycaprolactone 코어쉘Core shell 나노섬유의 제조 Preparation of Nanofibers

10 중량%의 젤라틴을 90 중량%의 아세트산과 혼합하여 4시간 교반하여 젤라틴 용액을 제조하였다.10 wt% gelatin was mixed with 90 wt% acetic acid and stirred for 4 hours to prepare a gelatin solution.

폴리카프로락톤을 아세트산에 각각 4, 6, 8, 10 및 12 중량%의 농도로 혼합하여 4시간 교반한 후 각각의 폴리카프로락톤 용액을 제조하였다.Polycaprolactone was mixed with acetic acid at concentrations of 4, 6, 8, 10 and 12% by weight, respectively, and stirred for 4 hours to prepare respective polycaprolactone solutions.

코어쉘 구조의 나노섬유를 제조하기 위해서 도 1과 같이 이중 노즐을 갖춘 전기방사장치를 이용하였다. 이중 노즐은 외부 노즐과 내부 노즐로 구성되어 있고, 외부 노즐의 지름은 0.70 mm이고, 내부 노즐의 지름은 0.40 mm이었다. 수집 전극과 노즐 팁의 전위차는 4, 6, 8, 10 및 12 중량% 폴리카프로락톤 용액에서 각각 17, 16, 15, 13 및 12 kV 전압을 각각 사용하였다. 상기 나노섬유 제조시 노즐과 수집 전극의 거리는 12 cm 거리를 유지하였고, 흐름율은 코어(gelatin) 0.4 mL/h, 쉘(PCL) 0.4 mL/h 로 조절하였다.In order to manufacture a core-shell nanofibers, an electrospinning device having a double nozzle was used as shown in FIG. 1. The double nozzle consisted of the outer nozzle and the inner nozzle, the diameter of the outer nozzle was 0.70 mm, and the diameter of the inner nozzle was 0.40 mm. The potential difference between the collection electrode and the nozzle tip was 17, 16, 15, 13 and 12 kV voltages respectively in 4, 6, 8, 10 and 12 wt% polycaprolactone solutions. When manufacturing the nanofibers, the distance between the nozzle and the collecting electrode was maintained at a distance of 12 cm, and the flow rate was adjusted to 0.4 mL / h of core and 0.4 mL / h of shell (PCL).

상기 젤라틴 용액 10 mL 시린지에 넣어 내부 노즐로 주입하여 코어를 만들고, 폴리카프로락톤 용액 10 mL를 각각 외부 노즐로 주입하여 쉘을 만들어 젤라틴 코어, 폴리카프로락톤 쉘을 가지는 코어쉘 나노섬유를 제조하였다.A core shell nanofiber having a gelatin core and a polycaprolactone shell was prepared by preparing a core by injecting the gelatine solution into a 10 mL syringe and injecting it with an internal nozzle to inject a 10 mL polycaprolactone solution into an external nozzle.

제조된 다양한 농도의 폴리카프로락톤을 이용한 코어쉘 나노섬유의 전자주사현미경(SEM) 사진을 도 7에 나타내었고, 제조된 나노섬유의 입자크기 분포 그래프를 도 8에 나타내었다.Electron scanning microscope (SEM) photographs of coreshell nanofibers using various concentrations of polycaprolactone prepared are shown in FIG. 7, and a graph of particle size distribution of the prepared nanofibers is shown in FIG. 8.

상기 코어쉘 나노섬유 중 외부 노즐로 8 중량%의 폴리카프로락톤 용액을 주입하여 제조한 코어쉘 나노섬유가 코어쉘 구조를 형성하였음을 TEM 사진으로 확인하였다(도 9).
The coreshell nanofibers prepared by injecting 8 wt% polycaprolactone solution into the outer nozzle of the coreshell nanofibers were confirmed by TEM photographs to form a coreshell structure (FIG. 9).

실시예Example : 젤라틴-Gelatin 폴리카프로락톤Polycaprolactone 코어쉘Core shell 다공성 코어쉘 나노웹 Porous Core Shell Nanoweb of 제조 Produce

10 중량%의 젤라틴을 90 중량%의 아세트산과 혼합하여 4시간 교반하여 젤라틴 용액을 제조하였다.10 wt% gelatin was mixed with 90 wt% acetic acid and stirred for 4 hours to prepare a gelatin solution.

폴리카프로락톤을 클로로포름에 6 중량%의 농도로 혼합하여 4시간 교반한 후 휘발성 용매에 용해된 폴리카프로락톤 용액을 제조하였다.Polycaprolactone was mixed with chloroform at a concentration of 6% by weight, and stirred for 4 hours to prepare a polycaprolactone solution dissolved in a volatile solvent.

코어쉘 구조의 나노섬유를 제조하기 위해서 도 2과 같이 이중 노즐을 갖춘 전기방사장치를 이용하였다. 수집 전극은 10 ℃의 물에 침지시켜 토출된 코어쉘 나노섬유가 바로 물에 침지될 수 있도록 하였다. 이중 노즐은 외부 노즐과 내부 노즐로 구성되어 있고, 외부 노즐의 지름은 0.70 mm이고, 내부 노즐의 지름은 0.40 mm이었다. 수집 전극과 노즐 팁의 전위차는 17 kV 전압을 각각 사용하였다. 상기 나노섬유 제조시 노즐과 수집 전극의 거리는 12 cm 거리를 유지하였고, 흐름율은 코어(gelatin) 0.4 mL/h, 쉘(PCL) 0.4 mL/h 로 조절하였다.In order to manufacture a core-shell nanofibers, an electrospinning device having a double nozzle was used as shown in FIG. 2. The collecting electrode was immersed in water at 10 ° C. so that the discharged core-shell nanofibers could be directly immersed in water. The double nozzle consisted of the outer nozzle and the inner nozzle, the diameter of the outer nozzle was 0.70 mm, and the diameter of the inner nozzle was 0.40 mm. The potential difference between the collecting electrode and the nozzle tip used a 17 kV voltage, respectively. When manufacturing the nanofibers, the distance between the nozzle and the collecting electrode was maintained at a distance of 12 cm, and the flow rate was adjusted to 0.4 mL / h of core and 0.4 mL / h of shell (PCL).

상기 젤라틴 용액 10 mL 시린지에 넣어 내부 노즐로 주입하여 코어를 만들고, 폴리카프로락톤 용액 10 mL를 외부 노즐로 주입하여 쉘을 만들어 젤라틴 코어, 폴리카프로락톤 쉘을 가지는 코어쉘 나노섬유로부터 형성된 다공성 코어쉘 나노웹을 제조하였다.
A core core is formed from a core shell nanofiber having a gelatin core and a polycaprolactone shell by making a shell by injecting the gelatin solution into a 10 mL syringe and injecting it with an internal nozzle to inject a 10 mL polycaprolactone solution into an external nozzle. Nanowebs were prepared.

비교예Comparative example 4: 6%  4: 6% 폴리카프로락톤Polycaprolactone (( PCLPCL ) 나노섬유의 제조Manufacture of nanofibers

6 중량%의 폴리카프로락톤을 94 중량%의 클로로포름과 혼합한 후 4 시간 교반하여 6% 카프로락톤 용액을 제조하였고, 이 용액을 비교예 1과 동일한 전기방사장치를 이용하되, 수집 전극은 실시예와 동일하게 물에 침지된 시스템을 이용하였다. 노즐과 수집 전극의 전위차는 10 kV 이었다.
6% by weight of polycaprolactone was mixed with 94% by weight of chloroform and stirred for 4 hours to prepare a 6% caprolactone solution, using the same electrospinning value as that of Comparative Example 1, but the collection electrode was In the same manner as used for the system immersed in water. The potential difference between the nozzle and the collecting electrode was 10 kV.

실험예Experimental Example 1: 형태적 특성 비교 1: Morphological comparison

비교예 3의 10% 젤라틴 코어, 4 % 폴리카프로락톤 쉘로 이루어지고 물에 침지하지 않고 제조된 코어쉘 나노섬유, 비교예 4의 6% 폴리카프로락톤으로 이루어지고 물에 침지한 나노웹, 실시예의 10% 젤라틴 코어, 6% 폴리카프로락톤 쉘로 이루어지고 물에 침지하여 제조된 코어쉘 나노섬유로부터 형성된 나노웹의 형태를 전자주사현미경으로 분석하여 도 10에 나타내었다.10% gelatin core of Comparative Example 3, coreshell nanofiber made of 4% polycaprolactone shell and not immersed in water, nanoweb made of 6% polycaprolactone of Comparative Example 4 and immersed in water, Example The shape of the nanoweb formed from coreshell nanofibers made of 10% gelatin core, 6% polycaprolactone shell and prepared by immersion in water is shown in FIG. 10 by electron scanning microscope.

각각의 샘플을 platinum(5 wt% on activated carbon)을 turbo sputter coater로 코팅하였다. 이때, SEM 이미지는 20 KV의 고전압이 요구되었다. 나노파이버의 코어쉘 구조는 transmission electron microscope (JEM-2100F)에 의해 확인하였다. 이때 200KV의 고전압과, 95 의 암전류, 126 의 방출전류를 사용하였다.Each sample was coated with platinum (5 wt% on activated carbon) with a turbo sputter coater. At this time, the SEM image required a high voltage of 20 KV. The core shell structure of the nanofibers was confirmed by a transmission electron microscope (JEM-2100F). At this time, a high voltage of 200KV, a dark current of 95, and a discharge current of 126 were used.

비교예 3의 물에 침지하지 않고 제조된 젤라틴 코어, 폴리카프로락톤 셀로 구성된 코어쉘 나노섬유는 웹을 형성하지 않고 미세기공이 없는 특징을 나타내었고, 비교예 4의 6% 폴리카프로락톤으로 이루어지고 물에 침지한 나노웹은 나노섬유가 결합하여 웹을 형성하였지만 미세기공이 균일하지 않고, 길쭉한 모양이 많았고, 실시예의 10% 젤라틴 코어, 6% 폴리카프로락톤 쉘로 이루어지고 물에 침지하여 제조된 코어쉘 나노섬유로부터 형성된 나노웹은 균일한 크기와 형태의 미세기공이 형성되었음을 확인할 수있었다.The core shell nanofibers composed of a gelatin core and a polycaprolactone cell prepared without immersion in water of Comparative Example 3 exhibited no micropores without forming a web, and made of 6% polycaprolactone of Comparative Example 4 The nanoweb immersed in water forms a web by combining nanofibers, but the micropores are not uniform and have a long elongated shape. The core is made of 10% gelatin core, 6% polycaprolactone shell, and is immersed in water. The nanoweb formed from the shell nanofibers was able to confirm that micropores of uniform size and shape were formed.

비교예 4 및 실시예의 나노웹의 미세기공의 평균크기를 도 11에, 가로세로비를 도 12에 나타내었다. 비교예 4와 실시예의 나노웹의 미세기공의 크기는 큰 차이가 없었으나, 가로세로비(aspect ratio)는 비교예가 2.85이지만 실시예는 1.0으로 거의 원에 가깝다는 것을 확인할 수 있었다.The average size of the micropores of the nanoweb of Comparative Example 4 and Example is shown in FIG. 11 and the aspect ratio in FIG. 12. Although the size of the micropores of the nanoweb of Comparative Example 4 and Example was not significantly different, the aspect ratio of the comparative example is 2.85, but the example was found to be close to the circle at 1.0.

Claims (12)

금속 이중노즐의 내부노즐로 수용성 고분자 용액을 토출시키고, 상기 금속 이중노즐의 외부노즐로 소수성 고분자 용액을 토출시켜 코어쉘 나노섬유를 제조함에 있어서, 상기 내부노즐 및 외부노즐에서 방사된 코어쉘 나노섬유를 물에 침지된 수집 전극으로 토출시키는 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법.
In preparing a core-shell nanofiber by discharging a water-soluble polymer solution to the inner nozzle of the metal double nozzle, and a hydrophobic polymer solution to the outer nozzle of the metal double nozzle, the core shell nanofiber spun from the inner nozzle and the outer nozzle Method for producing a porous core-shell nanoweb, characterized in that for discharging to a collecting electrode immersed in water.
제 1 항에 있어서, 상기 내부노즐 및 외부노즐에서 방사된 코어쉘 나노섬유가 토출되는 수집 전극이 잠겨있는 물의 온도는 2 ~ 20 ℃인 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the temperature of the water in which the collecting electrode through which the core shell nanofibers emitted from the inner nozzle and the outer nozzle are discharged is immersed is 2 to 20 ° C.
제 2 항에 있어서, 상기 내부노즐 및 외부노즐에서 방사된 코어쉘 나노섬유가 토출되는 수집 전극이 잠겨있는 물의 온도는 4 ~ 12 ℃인 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법.
The method of claim 2, wherein the temperature of the water in which the collecting electrode through which the core shell nanofibers radiated from the inner nozzle and the outer nozzle are discharged is immersed is 4 to 12 ° C.
제 1 항에 있어서, 상기 수용성 고분자 용액의 수용성 고분자는 젤라틴, 콜라겐, 키토산, 실크, 우혈청알부민(BSA),셀룰로오스, 알긴산 및 히알루론산 중에서 선택된 하나 이상의 생체적합성 고분자인 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법.
The porous core shell of claim 1, wherein the water-soluble polymer of the water-soluble polymer solution is at least one biocompatible polymer selected from gelatin, collagen, chitosan, silk, bovine serum albumin (BSA), cellulose, alginic acid, and hyaluronic acid. Method for preparing nanoweb.
제 1 항에 있어서, 상기 수용성 고분자 용액의 용매는 아세트산, 탄소수 1 ~ 4의 저급 알코올, 물 중에서 선택된 어느 하나의 용매 또는 둘 이상의 혼합용매인 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the solvent of the water-soluble polymer solution is any one solvent selected from acetic acid, a lower alcohol having 1 to 4 carbon atoms, water, or two or more mixed solvents.
제 1 항에 있어서, 상기 수용성 고분자 용액에서 수용성 고분자의 함량은 2 ~ 20 중량%인 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the content of the water-soluble polymer in the water-soluble polymer solution is 2 to 20% by weight.
제 1 항에 있어서, 상기 소수성 고분자 용액의 소수성 고분자는 폴리카프로락톤(PCL), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리아크릴산(PAA) 및 폴리비닐알코올(PVA) 중에서 선택된 하나 이상의 고분자인 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법.
According to claim 1, wherein the hydrophobic polymer of the hydrophobic polymer solution is polycaprolactone (PCL), polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), polyacrylonitrile (PAN), polyvinylidene fluoride (PVdF ), Polyethylene oxide (PEO), polyvinylpyrrolidone (PVP), polyacrylic acid (PAA) and polyvinyl alcohol (PVA) is a method for producing a porous core shell nanoweb, characterized in that at least one polymer.
제 1 항에 있어서, 상기 소수성 고분자 용액의 용매는 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라히드로후란, 시크로헥산, 아세토니트릴 및 디메틸포름아미드 중에서 선택된 하나 이상의 어느 하나의 휘발성 용매 또는 둘 이상의 혼합용매인 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the solvent of the hydrophobic polymer solution is at least one volatile solvent selected from chloroform, dichloromethane, tetrahydrofuran, cyclohexane, acetonitrile and dimethylformamide or two or more mixed solvents Method for producing a porous core shell nanoweb.
제 1 항에 있어서, 상기 소수성 고분자 용액에서 소수성 고분자 함량은 2 ~ 15 중량%인 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the hydrophobic polymer content in the hydrophobic polymer solution is 2 to 15% by weight.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되고, 미세기공의 가로세로비(aspect ratio)가 1 ~ 1.3 인 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹.
10. A porous core-shell nanoweb prepared by the method of any one of claims 1 to 9, characterized in that the aspect ratio of the micropores is 1 to 1.3.
제 10 항에 있어서 미세기공의 평균 크기가 0.5 ~ 20 ㎛인 것을 특징으로 하는 다공성 코어쉘 나노웹.
The porous core shell nanoweb of claim 10, wherein the average size of the micropores is 0.5 to 20 µm.
금속 이중노즐; 상기 금속 이중노즐의 내부 노즐에 연결된 수용성 고분자 용액 주입 펌프; 상기 금속 이중노즐의 외부 노즐에 연결된 소수성 고분자 용액 주입 펌프; 상기 금속 이중노즐의 팁에 연결된 전압인가장치; 및 상기 금속 이중노즐의 팁에 이격되어 물에 침치된 수집 전극;을 포함하여 이루어지는 다공성 코어쉘 나노웹의 제조장치.Metal double nozzles; A water-soluble polymer solution injection pump connected to an internal nozzle of the metal double nozzle; A hydrophobic polymer solution injection pump connected to an outer nozzle of the metal double nozzle; A voltage application device connected to the tip of the metal double nozzle; And a collecting electrode spaced apart from the tip of the metal double nozzle and immersed in water.
KR1020110036200A 2011-04-19 2011-04-19 Preparation method for highly porous core-shell nanoweb KR101201412B1 (en)

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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150024034A (en) * 2013-08-26 2015-03-06 주식회사 동진쎄미켐 Core-shell filler and method for preparing core-shell filler
WO2017059834A1 (en) * 2015-10-09 2017-04-13 Contipro Pharma A.S. Endless core-sheath fibers on the basis of hyaluronan or c11-c18 acylated derivatives thereof, method of preparation and use thereof, staple fibers, yarn and textiles made of these fibers and use thereof
CN108056934A (en) * 2016-11-09 2018-05-22 纳米及先进材料研发院有限公司 Film and its manufacturing method and corresponding polymer comprising core-shell type nano fiber
KR20190006367A (en) * 2017-07-10 2019-01-18 주식회사 아모라이프사이언스 SHEATH-CORE TYPE BICOMPONENT FIBER for cell culture scaffold AND FABRIC COMPRSING THE SAME
KR20190007590A (en) * 2017-07-13 2019-01-23 주식회사 엘지화학 Method for Preparing a Structure
KR101973806B1 (en) * 2017-12-29 2019-04-29 한남대학교 산학협력단 Fabrication and Characterization of Core-shell Nanofiber(PCL@Gelatin/Fucoidan) by Electrospinning
US10414832B2 (en) 2015-06-26 2019-09-17 Contipro A.S Derivatives of sulfated polysaccharides, method of preparation, modification and use thereof
US10618984B2 (en) 2016-06-27 2020-04-14 Contipro A.S. Unsaturated derivatives of polysaccharides, method of preparation thereof and use thereof
US10617711B2 (en) 2014-06-30 2020-04-14 Contipro A.S. Antitumor composition based on hyaluronic acid and inorganic nanoparticles, method of preparation thereof and use thereof
US10689464B2 (en) 2015-03-09 2020-06-23 Contipro A.S. Self-supporting, biodegradable film based on hydrophobized hyaluronic acid, method of preparation and use thereof
US10759878B2 (en) 2015-06-15 2020-09-01 Contipro A.S. Method of crosslinking of polysaccharides using photoremovable protecting groups
CN115386973A (en) * 2022-09-07 2022-11-25 兰州大学 Method for preparing side-by-side heterojunction nano fibers through single-source double-field electrostatic spinning

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103993422B (en) * 2014-04-23 2017-03-15 东华大学 A kind of regenerated silk fibroin/chitosan derivatives blended fiber felt and preparation method thereof
KR101696275B1 (en) 2015-08-06 2017-01-16 주식회사 인네이쳐 Nano-Care Spot-Patch Available Color Make-up and Manufacturing Method Thereof
KR101841195B1 (en) * 2015-09-22 2018-03-23 고려대학교 산학협력단 Self-healing composite material, apparatus and method for manufacturing the same
CN105734696B (en) * 2016-04-21 2018-02-02 北京理工大学 A kind of preparation method of polystyrene Kynoar coaxial electrostatic spinning silk fiber

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6579814B1 (en) 1994-12-30 2003-06-17 3M Innovative Properties Company Dispersible compositions and articles of sheath-core microfibers and method of disposal for such compositions and articles
KR100607415B1 (en) 2005-05-02 2006-08-01 전북대학교산학협력단 Method of manufacturing a continuous filament by electrospinning and continuous filament manufactured thereby
KR100763872B1 (en) 2005-07-12 2007-10-05 전북대학교산학협력단 Method of manufacturing continuous mats by electrospinning and mats manufactured thereby

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150024034A (en) * 2013-08-26 2015-03-06 주식회사 동진쎄미켐 Core-shell filler and method for preparing core-shell filler
US10617711B2 (en) 2014-06-30 2020-04-14 Contipro A.S. Antitumor composition based on hyaluronic acid and inorganic nanoparticles, method of preparation thereof and use thereof
US10689464B2 (en) 2015-03-09 2020-06-23 Contipro A.S. Self-supporting, biodegradable film based on hydrophobized hyaluronic acid, method of preparation and use thereof
US10759878B2 (en) 2015-06-15 2020-09-01 Contipro A.S. Method of crosslinking of polysaccharides using photoremovable protecting groups
US10414832B2 (en) 2015-06-26 2019-09-17 Contipro A.S Derivatives of sulfated polysaccharides, method of preparation, modification and use thereof
WO2017059834A1 (en) * 2015-10-09 2017-04-13 Contipro Pharma A.S. Endless core-sheath fibers on the basis of hyaluronan or c11-c18 acylated derivatives thereof, method of preparation and use thereof, staple fibers, yarn and textiles made of these fibers and use thereof
US10618984B2 (en) 2016-06-27 2020-04-14 Contipro A.S. Unsaturated derivatives of polysaccharides, method of preparation thereof and use thereof
CN108056934A (en) * 2016-11-09 2018-05-22 纳米及先进材料研发院有限公司 Film and its manufacturing method and corresponding polymer comprising core-shell type nano fiber
KR20190006367A (en) * 2017-07-10 2019-01-18 주식회사 아모라이프사이언스 SHEATH-CORE TYPE BICOMPONENT FIBER for cell culture scaffold AND FABRIC COMPRSING THE SAME
KR20190007590A (en) * 2017-07-13 2019-01-23 주식회사 엘지화학 Method for Preparing a Structure
KR101973806B1 (en) * 2017-12-29 2019-04-29 한남대학교 산학협력단 Fabrication and Characterization of Core-shell Nanofiber(PCL@Gelatin/Fucoidan) by Electrospinning
CN115386973A (en) * 2022-09-07 2022-11-25 兰州大学 Method for preparing side-by-side heterojunction nano fibers through single-source double-field electrostatic spinning

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