컴퓨터 시스템의 성능 및 다양한 전산모사 프로그램의 발전으로 더 복잡한 원소로 이루어진 화학시스템의 해석이 가능해지고, 그에 따라 분자동역학 전사모사를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히, 기존에는 실험위주로 진행되던 고분자 막에 대한 기체 투과 특성을 계산하는 연구가 관심을 받고 있고, 식품포장, 의약품등에 사용되고 있는 기체차단성 막 에 대한 분자동역학 연구가 많이 이루어지고 있다. 최근 실크 피브로인을 이용해 코팅막을 만들었을 때 기체 차단 효과가 나 타난다는 보고가 있었고, 본 연구에서는 이러한 실크 피브로인을 활용해 복합막을 만들었을 때 산소 차단 효과가 나타나는지 확인하고자 분자동역학 전산모사를 이용해 연구를 진행하였다. 단일 모델을 제작하고 기체 투과 특성을 계산하고 실험값과 비교를 통해 모델이 실제 실험 결과를 반영하는 것을 확인하였고, 실제 복합막 모델을 만들어 고분자 내에서 기체 이동경로 분석을 진행한 결과 산소 분자가 피브로인 영역을 통과하지 못하고 막히는 것을 보여주었다. 따라서, 실크 피브로인이 도입된 복합막이 산소 차단 성능이 우수하여, 식품포장 등에 유용할 것으로 기대된다.

We define hydrogel as a polymer network containing a large amount of water or biological fluid in a 3-D structure. Because of the physical or chemical chains present in a hydrogel, it is stable in aqueous environment. Therefore, it has been used in diverse medical fields. In addition, by controlling the gelation degree of polymer solution (the state prior to hydrogel) hydrogels can be easily applied to damaged tissue area. This unique structure and properties of hydrogel shares a similarity with ECM (Extracellular matrix) in that it has a potential to be applied in tissue engineering field. Especially, the injectable property and ECM like structure can be applied to bone regeneration. Out of several polymers can be form hydrogels, silk fibroin (SF) has an excellent biocompatibility, biodegradability and it can be used to create bone regeneration scaffold in the form of hydrogel. In this study, we fabricated a SF hydrogel containing hydroxyapatite nanoparticle (HAp). To improve the dispersibility of HAp in the SF aqueous solution, we chemically modified the surface of HAp particles using hyaluronic acid (HA) – dopamine (DA) conjugate. Since SF aqueous solution has a long term gelation time, we utilized ultra-sonication method to induce a rapid gelation. Stability of HAp in SF aqueous solution was measured by ELS and TGA. Finally, FT-IR and WAXD were used to evaluate the changes of secondary structure of silk hydrogel according to concentrations of hydroxyapatite nanoparticle concentration.

반응염색(反應染色) 견(絹) fibroin의 graft 중합(重合) 거동(擧動)을 알아보기 위하여, C. I. Reactive Yellow 179, Red 2, Black 5, Blue 13, Blue 49, Blue 4, Blue 19, Red 6, Blue 71, Blue 21로 견(絹) fibroin의 염착량(染着量)이 각각 다르게 염색(染色)하고, methacrylamide graft 중합(重合)하였으며 그 결론(結論)은 다음과 같다. 1. 염료(染料)의 고착속도(固着速度)는 흡착속도(吸着速度)와 일치(一致)하는 경향(傾向)이었으며, 고착속도(固着速度)는 Yellow 179 및 Blue 71이 가장 낮았고, Black 5, Blue 49, Blue 4, Blue 19, Blue 21은 비교적 빠른 것으로 나타났다. 2. 염색시간(染色時間)이 경과(經過)할수록 즉(卽), 염착량(染着量)이 증가(增加)할수록 증량율(增量率)은 감소(減少)하는 것으로 나타났으나, Blue 71 및 Blue 21 염색(染色) 견(絹) fibroin의 증량율(增量率)은 염착량(染着量)의 다소(多少)에 관계없이 현저하게 높았으며, Blue 19의 경우 증량율(增量率)은 12% 내외(內外)로 일정(一定)하게 나타났고, Yellow 179 염색(染色) 견(絹) fibroin의 증량율(增量率)은 무처리(無處理) 견(絹) fibroin과 비슷한 것으로 나타났다. 3. 평형염색(平衡染色) 견(絹) fibroin의 증량율(增量率)은 Blue 71 및 Blue 21 염색(染色) 견(絹) fibroin의 경우를 제외하고는 모두 무처리(無處理) 견(絹) fibroin에 비하여 낮은 것으로 나타났으며, 염색온도(染色溫度)가 상승(上昇)할수록 증량율(增量率)은 저하(低下)하는 것으로 나타났다. 4. Graft 중합(重合) 과정에서 색상(色相)이 다소(多少) 변화(變化)하는 것으로 나타났다.

Probiotic strain is known to regulate the immune system by colonizing in the intestine and interact with intestinal cell receptors of lymphoid tissue. In this study, safety of Streptococcus thermophilus KCTC14471BP and silk fibroin coating effects was evaluated with respect to mucin binding abilities and immune system modulation. S. thermophilus KCTC14471BP was coated with silk fibroin by adding 1% water-soluble calcium and 0.1% silk fibroin. S. thermophilus KCTC14471BP showed the high activities of leucine arylamidase and β-galactosidase. Regarding the antibiotic resistance tests, S. thermophilus KCTC14471BP was susceptible to ampicillin, vancomycin, gentamicin, kanamycin, streptomycin, erythromycin, clindamycin, tetracycline, and chloramphenicol. S. thermophilus KCTC14471BP coated with silk fibroin showed the improved mucin binding ability from 16.1% to 71.3% and was confirmed to have no cytotoxicity against RAW 264.7 macrophage. S. thermophilus KCTC14471BP coated with silk fibroin showed dose-dependently significant increases in pro-inflammatory cytokines IL-1β, IL-6, and TNF-α. These results suggested that S. thermophilus KCTC14471BP can be expected as a promising probiotic bacteria for applications to food industries such as fermentation or functional foods.