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Surface modification of hydroxyapatite with PLGA and properties of PLGA/HA composites with different preparation methods
PLGA를 이용한 하이드록시아파타이트의 표면 개질 및 제조 방법에 따른 PLGA/HA 복합재의 물성 연구

DC Field Value Language
dc.contributor.advisor김현중-
dc.contributor.author황진욱-
dc.date.accessioned2019-10-18T16:22:21Z-
dc.date.available2019-10-18T16:22:21Z-
dc.date.issued2019-08-
dc.identifier.other000000156289-
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10371/161213-
dc.identifier.urihttp://dcollection.snu.ac.kr/common/orgView/000000156289ko_KR
dc.description학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :농업생명과학대학 산림과학부(환경재료과학전공),2019. 8. 김현중.-
dc.description.abstract본 논문에서는, 하이드록시아파타이트 (Hydroxyapatite, HA) 표면에 위치하는 하이드록실 (hydroxyl) 작용기에 직접적으로 Poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) 공중합체의 고분자 체인을 그래프팅하여, PLGA와 PLGA가 그래프팅된 하이드록시아파타이트 (PLGA-g-HA) 간의 복합재료의 계면 접착력에 하이드록시아파타이트의 표면 개질이 미치는 영향과 그에 따른 물성 변화에 대해 관찰하고자 하였다.
적외선 분광분석 (FTIR) 과 핵자기공명 분광분석 (NMR) 을 통해 하이드록시아파타이트 표면에서의 에스터 (ester) 결합이 형성됨을 확인하였다. 열중량 분석 (TGA) 을 통해 표면에 그래프팅된 고분자의 양은 10.032 wt% 임을 확인하였다. 고체상 수소 NMR 스펙트럼 결과를 통해 그래프팅 이후 하이드록시아파타이트 표면의 하이드록실 작용기의 양이 3.125% 감소했음을 확인하였다. 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 분석을 통해 그래프팅에 따른 분자량 감소를 확인하였다. X선 회절 분석 (XRD) 패턴과 주사 전자 현미경 (SEM) 관찰을 통해 그래프팅이 성공적으로 일어났음을 추가적으로 확인하였다.
하이드록시아파타이트 표면에 PLGA를 그래프팅한 후 세 가지 방법으로 PLGA/PLGA-g-HA 복합재료를 제조하였다: 압출 가공, 단순 블렌딩, 재분산 후 사출 가공. 제조된 복합재료의 열적, 기계적, 점탄성적 물성을 각각 시차 주사 열량계 (DSC), 인장강도 테스트, 동적 점탄성 분석기 (DMA) 를 통해 분석하였다. 세 가지 분석 결과에 따르면, 복합재료의 제조방법이 최종적인 복합재료의 물성에 중요한 영향을 미친다는 결과를 확인하였다.
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dc.description.abstractIn this study, poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) polymer chains were directly grafted onto the surface hydroxyl groups of hydroxyapatite (HA) to observe the effects of HA surface modification on the interfacial adhesion, and thus the properties, of PLGA/PLGA-g-HA composites. Spectroscopic analysis indicated ester linkage formation at the HA surface, with the grafted polymer content of 10.032 wt%. Solid-state 1H nuclear magnetic resonance spectra indicated that the amount of HA surface hydroxyl groups decreased by 3.125% after grafting. Molecular weight reduction was measured by gel permeation chromatography. X-ray diffraction patterns and scanning electron microscopy micrographs further verified successful grafting. After grafting, PLGA/PLGA-g-HA composites were prepared via three different preparation methods. The thermal, mechanical, and viscoelastic properties of the composites were determined by differential scanning calorimetry, tensile testing, and dynamic mechanical analysis, respectively. The results show that the preparation method has important effects on the properties of the final PLGA/PGA-g-HA composite.-
dc.description.tableofcontentsChapter 1. Introduction, Literature reviews and Objectives 1
1. Introduction 2
1.1. Biomedical implants 2
1.2. Biodegradable polymers for biomedical implants 7
1.3. Biocomposites with bioceramics for biomedical implants 9
1.4. Grafting as a means of surface modification 11
2. Literature reviews 13
2.1. Surface modification of hydroxyapatite with graft polymers 13
2.2. Preparation and characterization of PLA/HA biocomposites 15
2.3. Preparation and characterization of PLGA/HA biocomposites 17
3. Objectives 19
3.1. Enhancing the interfacial adhesion between polymer and fillers 19
3.2. Improving thermal, mechanical and viscoelastic properties of biocomposites 20
3.3. Manufacturing biocomposites with different preparation methods 21

Chapter 2. Surface modification of hydroxyapatite with PLGA 22
1. Experimental 23
1.1. Materials 23
1.2. Grafting reaction of PLGA on the surface of HA 26
1.3. Characterization of the PLGA-g-HA particles 27
1.3.1. TGA 27
1.3.2. GPC measurements 28
1.3.3. FTIR spectroscopy 29
1.3.4. Solid-state NMR spectroscopy 30
1.3.5. SEM observation 31
1.3.6. XRD spectroscopy 32
2. Results and Discussion 33
2.1. Thermogravimetry 33
2.2. Molecular weight distributions 43
2.3. FTIR spectra 52
2.4. Solid-state NMR spectra 57
2.5. Microscopic images 62
2.6. XRD patterns 65
3. Conclusion 69

Chapter 3. Thermal, mechanical and viscoelastic properties of PLGA/HA composites with different preparation methods 70
1. Experimental 71
1.1. Preparation of the PLGA/PLGA-g-HA composites 71
1.2. Characterization of the PLGA/PLGA-g-HA composites 72
1.2.1. DSC 72
1.2.2. Tensile testing 73
1.2.3. DMA 74
2. Results and Discussion 75
2.1. Thermal properties 75
2.2. Mechanical properties 79
2.3. Viscoelastic properties 83
3. Conclusion 89

References 90
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dc.language.isoeng-
dc.publisher서울대학교 대학원-
dc.subjectPoly(lactide-co-glycolide)-
dc.subjectHydroxyapatite-
dc.subjectSurface grafting reaction-
dc.subjectComposite-
dc.subjectPreparation method-
dc.subject.ddc634.9-
dc.titleSurface modification of hydroxyapatite with PLGA and properties of PLGA/HA composites with different preparation methods-
dc.title.alternativePLGA를 이용한 하이드록시아파타이트의 표면 개질 및 제조 방법에 따른 PLGA/HA 복합재의 물성 연구-
dc.typeThesis-
dc.typeDissertation-
dc.contributor.department농업생명과학대학 산림과학부(환경재료과학전공)-
dc.description.degreeMaster-
dc.date.awarded2019-08-
dc.identifier.uciI804:11032-000000156289-
dc.identifier.holdings000000000040▲000000000041▲000000156289▲-
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College of Agriculture and Life Sciences (농업생명과학대학)Dept. of Forest Sciences (산림과학부)Theses (Master's Degree_산림과학부)
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