• 기계저널
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• 제55권11호
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• pp.53-57
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• 2015

최근 들어 살아 있는 다종의 세포를 이용하여 자유 3차원 구조물을 제작할 수 있는 세포 프린팅 기술이 많은 주목을 받고 있다. 이 기술은 장기 프린팅 혹은 바이오 프린팅 기술로도 많이 불린다. 바이오 잉크는 세포 프린팅 기술의 구현에서 가장 핵심적인 요소이다. 프린팅 공정이 잉크의 성질을 고려하여 디자인되기 때문에, 잉크를 잘 이해하는 것이 세포 프린팅 공정의 핵심을 파악하는 가장 빠른 길이다. 이 글에서는 이러한 바이오 잉크가 가져야할 특성과 현재까지 소개된 잉크 소재 및 이와 관련된 프린팅 공정에 관해 살펴보고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.73-73
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• 2018

조직재생공학은 조직이나 장기를 재생하고 유지하는 데 초점을 맞춘 종합 분야이다. 세포담체는 세포가 조직이나 장기로 발달 할 수 있도록 결정적인 역할을 한다. 따라서 공극률, 기공 크기, 기공 상호 연결성, 표면 거칠기, 기계적 강도 및 기하학과 같은 기본 요구 사항들은 중요한 특성으로 간주된다. Particle leaching, phase separation, solvent casting, gas foaming, selective laser sintering, fused deposition 및 3D dispensing (printing)과 같은 다양한 Rapid Prototyping 방법이 세포담체 제조에 사용되었다. 또한, 다양한 천연 및 합성 고분자가 세포담체를 제조하는데 사용되어왔다. 본 연구에서는 기존의 3D 프린팅 방법과 플라즈마 에칭 공정을 이용하여 나노 에칭 된 나선형 가닥으로 구성된 3 차원 세포담체를 제작 하였다. 제작 된 세포담체의 물리적 및 생물학적 성질을 비교 연구하기 위해, 본 연구에서는 매끄러운 가닥을 대조물로 사용하였다. 나노 에칭된 표면은 초기 세포 부착, 증식 및 골 형성 분화와 같은 세포 활동에 영향을 미쳤다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.285-292
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• 2016

삼차원 프린팅(3D printing) 기술은 공학, 제조업, 교육, 예술, 그리고 바이오의학 같은 다양한 분야에 활용되고 있는 혁신적 기술이다. 프린팅 기술, 재료/생화학물질을 포함한 최근 기술의 진보는 생체적합성 물질, 세포, 지지체 성분의 3D 프린팅으로 복잡한 3D 기능성 조직과 장기를 제작할 수 있는 가능성을 보여주고 있다. 3D 바이오프린팅 기술은 신약 개발, 독성 연구를 위한 조직 모델의 제작에도 활용되고 있다. 3D 바이오프린팅 기술은 공학, 생체재료과학, 세포생물학, 생화학, 물리, 의학 같은 분야의 통섭이 필요한 연구 분야이다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권1호
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• pp.21-26
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• 2013

본 논문에서는 최근 미래 신산업 혁명을 주도할 유망기술로 각광 받고 있는 3D 프린팅 기술과 이를 이용한 조직공학 및 재생의학 분야의 응용 기술을 살펴보았다. 한국기계연구원에서는 3D 프린팅 기술을 바탕으로 독자적인 3D 바이오프린팅 장비를 설계 및 제작하였으며, 개발된 3D 바이오프린팅 장비를 이용하여 다양한 분야에 적용이 가능한 3D 형상의 조직공학용 스캐폴드를 제작하였다. 또한 세포와 생체재료를 3D로 직접 프린팅 할 수 있는 세포 프린팅 기술을 개발하였으며, 이는 인공장기 개발분야의 원천 기술로 조직공학 및 재생의학 분야에 3D 프린팅 기술이 활용될 수 있는 기반을 확립하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권10호
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• pp.817-829
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• 2014

조직공학 분야에서의 3 차원 구조체는 세포의 성장과 분화를 유도하기 위한 미세 환경을 제공하고, 재생하고자 하는 조직의 형태를 유지할 수 있도록 지탱해 주는 역할을 수행한다. 현재까지 다양한 생체재료 및 이의 가공 기법들이 이러한 3 차원 구조체를 제작하는데 적용되고 있다. 특히, 3 차원 프린팅 기술은 다양한 재료를 이용하여 원하는 외부 형상과 내부 구조를 제작할 수 있기 때문에 오늘날 조직공학 분야에 많이 이용되고 있고, 이 기술을 통해 새로운 조직공학적 접근 방법도 시도되고 있다. 본 논문에서는, 현재 조직공학 분야에 적용되고 있는 3 차원 프린팅 기술과, 이를 통해 제작된 기능성 인공지지체 및 세포 프린팅 구조체, 그리고 이의 다양한 조직공학적 적용에 대해서 서술하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.343-343
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• 2016

최근 사회적 이슈로 동물실험에 대한 규제가 강화되고 있어 동물실험을 대체할 새로운 방안의 중요성이 부각되고 있다. 이에 따라 현재 동물실험의 대체 방안의 하나로 3D 프린팅 기술을 활용한 3차원으로 배양된 인공장기에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 하지만 실시간으로 세포의 변화를 모니터링 할 수 있는 기술에 대한 연구는 많이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 3차원으로 배양된 세포에서 약물반응에 따른 세포변화를 실시간으로 분석할 수 있는 고감도 온도 및 임피던스 측정 바이오센서를 제작하였다. 센서 제작에 앞서 바이오센서로 사용하기 위해서는 세포를 안정적으로 성장시킬 수 있는 물질을 사용해야하며, 반도체공정으로 박막증착이 쉽고 물질변화가 크지 않도록 높은 work function(백금의 work function : 5.12~5.93 eV)을 가져야한다. 또한 온도 및 임피던스 측정을 위해 지표로 사용할 수 있는 TCR(Temperature Coefficient of Resistance)값이 온도에 따라 선형적으로 증가하는 특성을 가져야 한다. 위 조건들을 고려하여 센서물질로 백금을 선정하였다. 박막공정 및 열처리를 통하여 추출된 백금의 TCR은 $2045.9ppm/^{\circ}C$의 값을 가졌고, 추출된 백금의 TCR과 관계된 온도센서의 오차범위는 $0.01^{\circ}C$내에 있다. 이는 실시간으로 세포 변화를 분석할 수 있는 지표로써 활용되며, 고감도의 온도센서로써의 역할을 하기에 충분한 값이다.