KR20230114352A - 고분자 및 포로젠을 이용한 다공성 미소구체의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고분자 및 포로젠을 이용한 다공성 미소구체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 액적 상태(droplet condition)에서 고분자 용액과 포로젠 용액(porogen solution)이 야누스 액적 형태(Janus droplet shape)를 형성하고, 이를 혼합하여 크기와 다공성을 동시에 제어하는 다공성 미소구체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고분자 및 포로젠을 이용한 다공성 미소구체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 액적 상태(droplet condition)에서 고분자 용액과 포로젠 용액(porogen solution)이 야누스 액적 형태(Janus droplet shape)를 형성하고, 이를 혼합하여 크기와 다공성을 동시에 제어하는 다공성 미소구체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
다공성 재료(porous materials)는 생물 의학, 산업 및 가전 제품에 광범위하게 사용된다. 상기 생물 의학 분야에서, 다공성 재료는 조직 공학/재생, 상처 드레싱, 약물 방출 매트릭스, 분리 및 여과용 막, 멸균 필터, 인공 신장, 흡수제, 지혈 기기 등에 사용되는 매트릭스로서 사용된다. 다양한 산업 및 가전 제품에서 다공성 재료는 절연 물질, 패키징 물질, 충격 흡수체, 액체 또는 기체 흡수제, 막, 필터 등으로서 사용된다.
다공성 재료의 제조 방법 중 하나는 음성 템플릿으로 사용되는 3차원 스캐폴드를 이용한다. 포로젠(porogen) 스캐폴드 방법이 상기 방법 중 하나의 예이다. 상기 방법에서 포로젠을 주형에 붓고, 상기 포로젠을 융합시키기 위해 예를 들면 물리적 및/또는 화학적 수단에 의해 처리하여 서로 모두 연결된 융합 포로젠을 포함하는 포로젠 스캐폴드를 형성한다. 다음에 상기 주형에 물질을 부어 상기 포로젠 스캐폴드를 코팅한 다음에 상기 물질을 예를 들면 경화 공정 또는 동결 공정으로 안정화시킨다. 안정화 후에 포로젠 스캐폴드를 제거하여 다공성 재료를 남긴다. 이의 전문이 참고문헌으로 포함되어 있는 하기 특허문헌 1 내지 3을 참조할 수 있다.
현재, 포로젠 스캐폴드 제조에 사용되는 포로젠은 단일 물질, 예컨대 예를 들면 젤라틴, 수크로스 또는 폴리(락티드-코-글리콜리드)로 구성된다. 그러나, 상기 포로젠들을 함께 융합시키기 위한 물리적 및/또는 화학적 처리로는 잘 구성된 포로젠 스캐폴드를 형성하기 위해 모든 포로젠들의 융합이 균일하게 수득되지 않는 것이 일반적이며, 제조되는 물질의 입자 크기 또는 다공의 크기가 제어되지 않아 균일하지 않은 물질로 수득되는 것이 대부분이다.
따라서, 전술한 문제점을 보완하기 위해 본 발명가들은 크기와 다공성이 제어 가능한 다공성 미소구체의 개발이 시급하다 인식하여, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 액적 상태(droplet condition)에서 고분자 용액과 포로젠 용액(porogen solution)이 야누스 액적 형태(Janus droplet shape)를 형성하고, 이를 혼합하여 크기와 다공성을 동시에 제어하는 다공성 미소구체를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고분자 및 포로젠을 이용한 다공성 미소구체의 제조방법을 제공한다.
상기 다공성 미소구체 제조방법은 (S1) 친수성 고분자 물질, 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물을 개별적으로 준비하는 단계; (S2) 상기 개별적으로 준비된 친수성 고분자 물질, 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물을 미세 유체 장치에 주입하여 다공성의 미소액적을 형성하는 단계; 및 (S3) 상기 친수성 고분자 물질, 소수성 고분자 물질 또는 기공 유도체 화합물을 조절하여 상기 미소액적의 지름 및 기공 크기를 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (S1) 단계는 상기 친수성 고분자 물질을 증류수에 용해시키고, 상기 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물을 유기 용매에 용해시켜 용액 상태로 실린지(syringe)에 첨가하여 수행될 수 있다.
상기 (S1) 단계는 상기 친수성 고분자 물질을 연속상 물질로 첨가하고, 상기 소수성 고분자 물질을 분산상 물질로 첨가하여 수행될 수 있다.
상기 (S3) 단계는 기공 유도체 화합물을 유기 용매에 용해시킨 기공 유도체 화합물 용액 중에 상기 기공 유도체 화합물이 20 내지 80 중량% 포함되도록 조절하여 수행될 수 있다.
상기 (S3) 단계는 상기 기공 유도체 화합물 및 소수성 고분자 물질의 유속비를 1:(1 내지 5)로 조절하여 수행될 수 있다.
본 발명의 고분자 및 포로젠을 이용한 다공성 미소구체의 제조방법은 액적 상태(droplet condition)에서 고분자 용액과 포로젠 용액(porogen solution)이 야누스 액적 형태(Janus droplet shape)를 형성하고, 이를 혼합하여 크기와 다공성을 동시에 제어 가능하다.
또한, 본 발명의 고분자 및 포로젠을 이용한 다공성 미소구체의 제조방법은 생체 내 재생공학 및 세포 치료제로써 활용할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고분자 및 포로젠을 이용한 다공성 미소구체의 제조방법을 대략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 유속비(CAMP vs PCL) 및 CAMP 농도(20, 40 및 80 wt.%)에 따라 미세유체 시스템에 의해 제조된 제어된 다공성 미소구체의 광학 및 SEM 이미지로, 분산상의 유속은 1 (CAMP): 1 (3 wt.% PCL)의 경우 0.5 및 0.5 ml/h, 1:2의 경우 0.33 및 0.67 ml/h, 1:3의 경우 0.25 및 0.75 ml/h 이고, 연속상(2 wt.% PVA)의 유속은 20, 40 및 80 wt.% CAMP에 대해 5, 10 및 20 ml/h 이다.
도 3은 디클로로메탄(DCM)에서 20, 40 및 80 wt.% CAMP 농도와 3 wt% PCL 용액 및 다양한 CAMP 용액(1:1, 1:2 및 1:3)의 유속비와 같은 다양한 조건에서의 다공성 미소구체의 다공성 미소구체 크기 및 기공 크기의 그래프로, 구체적으로 (a)는 CAMP 농도가 20 wt.% 일 때, (b)는 CAMP 농도가 40 wt.% 일 때, (c)는 CAMP 농도가 80 wt.% 일 때의 그래프이다.
도 4의 (a)는 유속비(CAMP vs PCL) 및 CAMP 농도(40 wt.%)에 따라 미세 유체 시스템에 의해 제조된 제어된 다공성 미소구체의 광학 및 SEM 이미지이고, (b)는 유속비(CAMP vs PCL)에 따른 다공성 미소구체 크기 및 기공 크기를 나타낸 그래프이다.
도 2는 유속비(CAMP vs PCL) 및 CAMP 농도(20, 40 및 80 wt.%)에 따라 미세유체 시스템에 의해 제조된 제어된 다공성 미소구체의 광학 및 SEM 이미지로, 분산상의 유속은 1 (CAMP): 1 (3 wt.% PCL)의 경우 0.5 및 0.5 ml/h, 1:2의 경우 0.33 및 0.67 ml/h, 1:3의 경우 0.25 및 0.75 ml/h 이고, 연속상(2 wt.% PVA)의 유속은 20, 40 및 80 wt.% CAMP에 대해 5, 10 및 20 ml/h 이다.
도 3은 디클로로메탄(DCM)에서 20, 40 및 80 wt.% CAMP 농도와 3 wt% PCL 용액 및 다양한 CAMP 용액(1:1, 1:2 및 1:3)의 유속비와 같은 다양한 조건에서의 다공성 미소구체의 다공성 미소구체 크기 및 기공 크기의 그래프로, 구체적으로 (a)는 CAMP 농도가 20 wt.% 일 때, (b)는 CAMP 농도가 40 wt.% 일 때, (c)는 CAMP 농도가 80 wt.% 일 때의 그래프이다.
도 4의 (a)는 유속비(CAMP vs PCL) 및 CAMP 농도(40 wt.%)에 따라 미세 유체 시스템에 의해 제조된 제어된 다공성 미소구체의 광학 및 SEM 이미지이고, (b)는 유속비(CAMP vs PCL)에 따른 다공성 미소구체 크기 및 기공 크기를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명자는 고분자 용액 및 다공성 전도체 용액(porous conductor solution)을 독립적으로 채널에 주입 및 혼합하여 액적을 생성하는 시스템으로부터 균일한 기공을 갖는 다공성 미소 입자를 생성할 수 있고, 상기 고분자 용액 및 다공성 전도체 용액의 유속을 조절함으로써 다공성 입자 및 이의 기공의 크기를 제어할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 아니함은 자명하다.
고분자 및 포로젠을 이용한 다공성 미소구체의 제조방법
본 발명은 하기의 단계를 포함하는 고분자 및 포로젠을 이용한 다공성 미소구체의 제조방법을 제공한다.
(S1) 친수성 고분자 물질, 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물을 개별적으로 준비하는 단계;
(S2) 상기 개별적으로 준비된 친수성 고분자 물질, 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물을 미세 유체 장치에 주입하여 다공성의 미소액적을 형성하는 단계; 및
(S3) 상기 친수성 고분자 물질, 소수성 고분자 물질 또는 기공 유도체 화합물을 조절하여 상기 미소액적의 지름 및 기공 크기를 조절하는 단계.
본 명세서에서, "포로젠(porogen)"은 기공을 형성하는 기공 유도 물질을 의미한다.
본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 (S1) 단계는 상기 친수성 고분자 물질을 증류수에 용해시키고, 상기 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물을 유기 용매에 용해시켜 용액 상태로 실린지(syringe)에 첨가함으로써 수행될 수 있다.
상기 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물의 안정적인 분산을 유지하기 위해, 상기 유기 용매는 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸 아세테이트, 디메틸 카보네이트 또는 아세톤에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 클로로포름, 디클로로메탄일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 (S1) 단계는 상기 친수성 고분자 물질을 연속상 물질로 첨가하고, 상기 소수성 고분자 물질을 분산상 물질로 첨가함으로써 수행될 수 있다.
상기 친수성 고분자 물질은 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG), 또는 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone, PVP)에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 폴리비닐알코올(PVA)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 소수성 고분자 물질은 폴리(ε-카프로락톤)((poly(ε-caprolactone), PCL), 폴리(락트산-co-글리콜산)(poly(lacticcoglycolic acid), PLGA), 폴리글리콜산(poly(glycolic acid), PGA), 또는 폴리락트산(poly(lactic acid), PLA)에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 폴리(ε-카프로락톤)(PCL)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 기공 유도체 화합물은 포로젠(porogen) 화합물로, 모노테르펜(Monoterpene) 계열의 화합물일 수 있다. 예를 들어, 캄펜(camphene), 캄판(camphane), 델타-3-카렌(δ-3-carene), P-사이멘(p-cymene), 리모넨(limonene), 미르센(myrcene), 시스-오시멘(cis-ocimene), 알파-펠란드렌(α-phellandrene), 베타-펠란드렌(β-phellandrene), 알파-피넨(α-pinene), 베타-피넨(β-pinene), 사비넨(sabinene), 알파-테르피넨(α-terpinene), 감마-테르피넨(γ-terpinene), 테르피넨(terpinolene) 또는 알파-튜옌(α-thujene)에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 캄판(camphane, C10H18) 또는 캄펜(camphene, C10H16)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 (S2) 단계는 상기 개별적으로 준비된 친수성 고분자 물질, 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물을 미세 유체 장치에 주입함으로써 수행될 수 있다.
상기 (S2) 단계는 하기 단계를 포함할 수 있다.
(S2A) 상기 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물이 오리피스(orifice) 근처에서 접촉하여 혼합되는 단계;
(S2B) 상기 혼합물을 교반하여 다공성의 미소액적을 형성하는 단계; 및
(S2C) 상기 다공성의 미소액적 표면에 존재하는 친수성 고분자 물질을 제거하는 단계.
본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 (S3) 단계는 상기 친수성 고분자 물질. 소수성 고분자 물질 또는 기공 유도체 화합물의 농도, 유속 또는 이의 비율을 조절함으로써 수행될 수 있다.
바람직하게는, 상기 친수성 고분자 물질은, 친수성 고분자 물질을 증류수에 용해시킨 친수성 고분자 용액 중에 1 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 5 중량% 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 상기 소수성 고분자 물질은, 소수성 고분자 물질을 유기 용매에 용해시킨 소수성 고분자 용액 중에 1 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 2 내지 6 중량% 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 상기 기공 유도체 화합물은, 기공 유도체 화합물을 유기 용매에 용해시킨 기공 유도체 화합물 용액 중에 20 내지 80 중량%, 보다 바람직하게는 30 내지 50 중량%로 포함되도록 조절될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 상기 기공 유도체 화합물 및 소수성 고분자 물질의 유속비는 1:(1 내지 5), 보다 바람직하게는 1:(1 내지 3)으로 조절될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기와 같이 농도, 유속비 등을 조절함으로써 형성되는 다공성 미소구체의 크기 또는 이의 기공의 크기를 조절할 수 있다.
상기 다공성 미소구체는 평균 직경이 30 내지 100μm, 바람직하게는 30 내지 70μm로 조절될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 다공성 미소구체의 기공은 평균 직경이 5 내지 40μm, 바람직하게는 5 내지 25μm로 조절될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하세 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
<준비예 1>
폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL), 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol, PVA), 캄판(Camphane) 및 클로로포름(Chloroform)은 Sigma Aldrich에서 구입했다. 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)은 Dow Corning에서 구입했다.
<실시예 1> 미세 유체 장치 제작
마스터 몰드 미세 유체 장치(master mold microfluidic device)는 기존의 포토리소그래피(photolithography)로 제작되었다. 네거티브 포토레지스트(negative photoresist, SU-8 2050)는 4인치 Si 웨이퍼에 도포되었다. 상기 도포된 용액을 스핀 코터(spin coater)를 이용하여 3,000 rpm으로 30초간 균일하게 도포하였다. 상기 코팅된 Si 웨이퍼는 UV-aligner에 의해 필름 마스크를 통해 선택적으로 노출되었다. 노출 후, 베이킹 공정을 수행하여 잔류 용매를 증발시켰다. 패턴화된 Si 웨이퍼를 현상 용액에 1분 동안 침지시키고, 마지막으로 헹굼 과정을 진행하였다. 상기 미세 유체 장치는 PDMS(polydimethylsioxane) 주조에 의해 마스터 몰드로 제작되었다. 미세입자의 안정한 제조를 위해 상기 마스터 몰드에 플라즈마 처리 후 미세 채널의 친수성을 유지하기 위해 PVA(polyvinyl alcohol) 코팅 공정을 진행하였다.
<실시예 2> 다공성 미소구체 제조
분산상으로 적용된 소수성 고분자 물질 PCL과 기공 유도체 화합물로 캄판(camphane)을 개별적으로 클로로포름에 용해하여 준비하였다. 그리고 연속상으로 적용되는 친수성 고분자 물질인 PVA는 90℃의 탈이온수에 용해하였다. 상기 클로로포름에 용해된 PCL 및 CAMP 용액은 주사기 펌프를 사용하여 독립적으로 분산상으로 미세 유체 장치에 주입하였다. 상기 PVA 용액은 연속상 용액으로 미세 유체 장치에 주입하여 미소액적을 제조하였다. 제조된 미소액적을 300 rpm에서 교반하면서 2 중량% PVA 용액에 수집하고 5시간 동안 두어 미소액적으로부터 잔류 용매를 증발시켜 다공성 미소구체를 제조하였다. 상기 잔류 용매를 제거한 후, 다공성 미소구체를 탈이온수로 3회 세척하여 다공성 미소구체 표면의 PVA 용액을 제거하였다. PCL 미소구체의 캄판은 진공 하에서 승화시키거나 알코올 용액에 용해시켜 제거하고, 본 발명에 따른 다공성 미소구체를 제조하였다.
<실험예 1> 미소구체 형성 확인
본 발명에 따른 다공성 미소구체의 제조방법에서 분산상으로 적용된 소수성 고분자 물질 PCL과 기공 유도체 화합물로 캄판(camphane, CAMP)이 미소구체로 형성됨을 확인하기 위해, 상기 실시예 2의 과정에서 형광 염료를 첨가하여 광학 현미경을 통해 미소구체의 형성을 확인하였다.
도 1을 참조하면, 클로로포름에 용해된 PCL 및 CAMP 용액을 주사기 펌프를 사용하여 독립적으로 상기 실시예 1에서 제작된 미세 유체 장치에 주입되었을 때, 상기 미세 유체 장치의 채널을 따라 이동하면서 미소구체(microdroplet)가 제조됨을 형광 현미경을 통해 확인할 수 있다.
초기 미소액적의 경우, PCL 및 CAMP 용액이 완전히 혼합된 상태가 아니기 때문에 경계가 관찰되나, 상기 미소액적이 채널을 따라 이동하면서 점차적으로 혼합되어 채널의 마지막 섹션에서 완전히 혼합되었다.
<실험예 2> 다양한 조건(CAMP 및 PCL의 유속비 및 CAMP 농도)에서 제어 가능한 다공성 미소구체 확인
다양한 조건(CAMP 및 PCL의 유속비, CAMP 농도)에서 제어 가능한 다공성 미소구체를 광학 및 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM) 이미지를 통해 확인하였다. 보다 구체적으로, 3% 농도의 PCL을 사용하였으며 CAMP 및 PCL 용액들의 유속 비율은 1:1, 1:2 및 1:3으로 진행하였고, 이를 도 2 내지 도 4에 나타내었다.
도 2를 참조하면, 전반적으로 PCL의 비율이 증가할수록 마이크로 입자가 안정적으로 형성되었으며, CAMP의 비율이 증가하게 되면 기공의 크기는 전반적으로 증가하나 그에 따라서 다공성 구조가 붕괴되는 것을 확인하였다. 상기 CAMP의 비율이 20 중량%일 경우는 마이크로 입자 표면에 골프공과 같이 함몰된 형상의 마이크로 입자가 만들어졌다. 그에 반해 상기 CAMP의 비율이 80 중량%일 경우는 마이크로 입자 내부에서 바깥을 연결하는 기공들이 연결되는 것을 확인하였다. 이것은 상기 CAMP의 농도에 따라서 점성이 변화하면서 생긴 현상으로 판단된다. 저농도일수록 마이크로 입자 내부의 점성이 감소하여 내부에서 CAMP가 뭉쳐지며 마이크로 입자 표면으로 이동한 것으로 판단된다. 또한, 상기 CAMP의 비율이 40 중량%일 때는 링 형상으로 마이크로 입자가 만들어졌으며 CAMP 및 PCL 용액의 유속 비율이 1:3일 때는 점차적으로 내부가 연결되려는 경향이 확인할 수 있다.
도 3은 기공 유도 물질의 농도에 따른 거동을 분석한 것으로, 유속 조건과 CAMP의 농도에 따른 마이크로 입자의 크기와 기공의 크기를 나타내었다. 이를 참조하면, CAMP의 농도가 80 중량%일 경우에는 CAMP의 농도가 20 및 40 중량%와 달리 CAMP 및 PCL 용액의 유속 비율이 1:1일 때 가장 작은 마이크로 입자 크기를 나타나는 것으로 확인되며, 이는 CAMP의 농도가 증가하면서 PCL이 상태적으로 차지하는 부피가 감소하면서 강도가 약화되어 입자가 경화되는 과정에서 구조가 붕괴되어 생긴 결과라 할 수 있다.
또한, CAMP의 농도가 40 중량%에서 CAMP 및 PCL 용액의 유속 비율이 1:1 및 1:2의 영역에서는 링 형상의 마이크로 구조체가 제조되었는데, 이것은 내부에서 움직이는 CAMP 용액들이 스티어링 과정 중에 원심력으로 하나로 뭉쳐지면서 만들어지는 현상이라 할 수 있다.
도 4는 CAMP의 농도가 40 중량%일 때의 다공성 미소구체에 관한 것으로, 유량비(CAMP vs PCL)에 따른 다공성 미소구체 크기 및 기공 크기를 확인한 결과, 상기 조건에서 가장 적절한 크기의 미소구체가 형성됨을 확인할 수 있다.
이상 설명으로부터, 본 발명에 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
Claims (5)
- (S1) 친수성 고분자 물질, 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물을 개별적으로 준비하는 단계;
(S2) 상기 개별적으로 준비된 친수성 고분자 물질, 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물을 미세 유체 장치에 주입하여 다공성의 미소액적을 형성하는 단계; 및
(S3) 상기 친수성 고분자 물질, 소수성 고분자 물질 또는 기공 유도체 화합물을 조절하여 상기 미소액적의 지름 및 기공 크기를 조절하는 단계;를 포함하는 고분자 및 포로젠(porogen)을 이용한 다공성 미소구체의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (S1) 단계는,
상기 친수성 고분자 물질을 증류수에 용해시키고,
상기 소수성 고분자 물질 및 기공 유도체 화합물을 유기 용매에 용해시켜 용액 상태로 실린지(syringe)에 첨가하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (S1) 단계는,
상기 친수성 고분자 물질을 연속상 물질로 첨가하고,
상기 소수성 고분자 물질을 분산상 물질로 첨가하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (S3) 단계는,
기공 유도체 화합물을 유기 용매에 용해시킨 기공 유도체 화합물 용액 중에 상기 기공 유도체 화합물이 20 내지 80 중량% 포함되도록 조절하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (S3) 단계는,
상기 기공 유도체 화합물 및 소수성 고분자 물질의 유속비를 1:(1 내지 5)로 조절하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
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Citations (3)
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| US20020005600A1 (en) | 2000-05-12 | 2002-01-17 | Ma Peter X. | Reverse fabrication of porous materials |
| US20070036844A1 (en) | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Ma Peter X | Porous materials having multi-size geometries |
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- 2022-01-25 KR KR1020220010382A patent/KR20230114352A/ko not_active Application Discontinuation
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