한국응용과학기술학회지(구 오일 및 응용과학 학회지) Vol. 38 No. 1 (p.126-135)

스피로피란 기반 친수성 가교제를 활용한 다중 자극 감응형 하이드로젤

Multi-responsive hydrogel cross-linked synthesized spiropyran-based hydrophilic cross-linker
키워드 :
자극 감응형 하이드로젤,스피로피란,친수성 가교제,응력 감응형,pH 감응형,Stimuli-responsive hydrogel,Spiropyran,hydrophilic corss-linker,mechanochromism,ionochromism

목차

요 약
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
   2.1 스피로피란 분자 합성
   2.2. 스피로피란 기반 친수성 가교제(SP-PEGDA) 합성
   2.3. SP-PEGDA로 가교된 하이드로젤 제조
   2.4. SP-PEGDA로 가교된 하이드로젤의 pH변화에 따른 팽윤비 및 흡광도 측정
   2.5. Mechanoball 제조 및 세포외기질 겔 적용
3. 결과 및 고찰
   3.1. 스피로피란 기반 가교제(SP-PEGDA)합성 및 분석
   3.2. SP-PEGDA로 가교된 하이드로젤의 자극감응형 평가
   3.3. 스피로피란 기반 친수성 가교제의생물학적 응용
4. 결 론
References

초록

온도, pH, 빛 및 힘 등의 외부 자극에 반응하여 그 구조나 물리 화학적 특성이 변화 가능한 자극 감응형 하이드로젤에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 응력 감응형 분자인 스피로 피란을 사용하여 응력 및 pH 감응형 하이드로젤을 제조하였다. 먼저, 폴리에틸렌 다이아크릴레이트 (PEGDA)를 스피로피란 분자 양 끝에 접목시켜, 수용액에 쉽게 용해될 뿐만 아니라 하이드로젤 가교제 역할이 가능한 아령모양(PEG-spiropyran-PEG)의 SP-PEGDA 분자를 합성하였다. 이렇게 합성한 SP-PEGDA로 가교된 하이드로젤은 팽윤에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 노란색의 스피로피란(SP) 분자를 보라색의 메로사인(MC) 형태로 변환시켰다. 또한 pH에 따라 양성화된 메로사인(MCH) 형태로 변환 하여 팽윤과 수축을 시각화 하였다.
Stimuli-responsive hydrogels are being extensively studied to alter their physiochemical properties in response to external changes such as temperature, pH, light and mechanical stress. This study reports multi-responsive hydrogel having optical change response to external stress. First, we synthesized a novel spiropyran cross-linker successfully by grafting poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) on both side of spiropyran and introduced to hydrogel. In the results, the yellow spriopyran structure was conversed to purple merocyaine structure by internal stress during swelling of the hydrogels cross-linked with the SP-PEGDAs. Also, the hydrogel could be visualized the swelling and deswelling process in response to pH, by converting MC and prontonated MC structure.