라디칼 중합된 PEG network 안의 과산화물에 대한 분석
Analysis of peroxide in radical polymerized PEG network
- 주제어 (키워드) 하이드로젤 , 나노젤 , 과산화물 , 라디칼 중합 , 주사 가능 하이드로젤 , 점탄성; hydrogel , nanogel , peroxide , radical polymerization , injectable hydrogel , viscoelasticity
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김형준
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2024. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000078960
- UCI I804:11029-000000078960
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
이 연구는 라디칼 중합을 통해 형성된 PEG 네트워크 내의 과산화물에 대한 분석을 중심으로 하였다. PEGDA(Polyethylene Glycol Diacrylate)를 사용하여 광개시제와 촉매개시제를 통해 나노젤을 합성하고, 이를 주사 가능한 하이드로젤로서 응용 가능성을 평가하였다. 연구는 PEGDA 나노젤의 구조적 특성과, 그 내부에 존재하는 다양한 형태의 과산화물(dialkyl peroxide, peracid 등)에 대한 정량적 분석을 포함한다.PEGDA 나노젤은 높은 농도에서 불균일한 네트워크를 형성하며, 이 과정에서 형성되는 과산화물이 네트워크의 물성에 미치는 영향을 조사하였다. 특히, 나노젤 내 peracid 의 생성이 나노젤의 가교 밀도를 증가시키고, 이는 젤의 기계적 물성에 긍정적인 영향을 미침을 확인하였다. Peracid 의 생성은 PEG 체인 내 aldehyde 의 산화에 의해 촉진되며, 이는 주사 가능한 하이드로젤의 형성 시간과 강도를 조절하는 데 중요한 역할을 한다. 나노젤의 물성 분석을 위해 다양한 실험 방법(Fenton reaction, Dynamic Light Scattering, 1H-NMR, Rheometer 분석 등)을 사용하였고, 이를 통해 나노젤의 기계적 물성, 점탄성, 그리고 주사 가능성을 평가하였다. 연구 결과, 나노젤은 37℃에서 빠르게 젤화되며, 이는 의공학적 재료로서의 활용 가능성을 높인다. 또한, pH 와 온도 조건에 따라 나노젤의 물성을 조절할 수 있어 다양한 의료 응용에 적합하다. 이 연구는 나노젤의 합성과정에서 과산화물의 조절을 통해 주사 가능한 하이드로젤의 물성을 최적화하는 방법을 제시하였으며, 이는 약물 전달 시스템 및 조직 공학 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 특히, 주사 가능한 하이드로젤의 낮은 점도와 높은 기계적 강도는 기존의 하이드로젤이 가진 한계를 극복할 수 있는 가능성을 보여준다.
more초록 (요약문)
This study focuses on the analysis of peroxides within PEG networks formed through radical polymerization. Using Polyethylene Glycol Diacrylate (PEGDA), nanogels were synthesized via photoinitiators and catalytic initiators, and their potential applications as injectable hydrogels were evaluated. The research includes a quantitative analysis of the various types of peroxides (dialkyl peroxide, peracid, etc.) present within PEGDA nanogels. PEGDA nanogels form an uneven network at high concentrations, and the peroxides formed during this process influence the network's properties. In particular, the creation of peracids within the nanogels was found to increase the cross-linking density, positively impacting the gel's mechanical properties. The formation of peracids is facilitated by the oxidation of aldehydes within the PEG chains, which is crucial for controlling the gelation time and strength of the injectable hydrogels. Various experimental methods (Fenton reaction, Dynamic Light Scattering, 1H-NMR, Rheometer analysis, etc.) were employed to analyze the physical properties, viscoelasticity, and injectability of the nanogels. The results indicate that nanogels rapidly gelate at 37°C, enhancing their potential for biomedical applications. Furthermore, the properties of the nanogels can be adjusted according to pH and temperature conditions, making them suitable for various medical applications. This research proposes a method to optimize the properties of injectable hydrogels by controlling peroxides during the nanogel synthesis process, which could be beneficial for drug delivery systems and tissue engineering. The low viscosity and high mechanical strength of the injectable hydrogels demonstrate the potential to overcome the limitations of conventional hydrogels.
more목차
제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 1
1.1.1 하이드로젤 1
1.1.2 주사 가능한 하이드로젤 1
1.2 이론적 배경 3
1.2.1 Radical polymerization 으로 형성되는 나노젤 3
1.2.2 Radical polymerization 중 산소의 이용 4
제 2 장 실험 재료 및 방법 5
2.1 실험 재료 5
2.2 실험 방법 6
2.2.1 광개시제를 사용한 PEGDA 나노젤 형성 6
2.2.2 촉매개시제를 사용한 PEGDA700 나노젤 형성 6
2.2.3 MEHQ,methyl p-tolyl sulfide 를 이용한 peroxide 정량화 7
2.2.4 column 을 이용한 inhibitor 제거 2.2.5 tapered tip 을 사용하여 유체에 가해지는 stress 7
2.2.6 Levofloxacin drug test 8
2.3 분석 방법 8
2.3.1 Fenton reaction 분석 8
2.3.2 Dynamic light scattering 분석 8
2.3.3 1H-NMR 분석 9
2.3.4 Rheometer 분석 9
2.3.5 DO meter 분석 9
제 3 장. 결과 및 고찰 9
3.1 radical 중합 된 PEGDA 나노젤의 특성 10
3.2 PEGDA 나노젤 안의 peroxide 14
3.2.1 diallkyl peroxide 15
3.2.2 peracid 17
3.2.3 peroxide 구분 20
3.3 촉매개시제를 사용한 나노젤 합성 29
3.4 주사 가능한 하이드로젤 36
제 4 장. 결론 38
제 5 장. References 39
