• 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.

• 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.

• 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.

• 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.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.618-626
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• 2019

줄기세포를 기반으로 한 세포치료제는 생체 이식시 생착률이 낮아서 치료효과를 기대하기 어렵다. 이를 극복하기 위하여 줄기세포를 탑재할 수 있는 다양한 세포담체들이 개발되어 활용되고 있다. 이렇게 개발된 세포담체를 3-dimentional (3D) 프린팅하여 스캐폴드를 만들 경우, 환자의 손상부위 맞춤형 이식재를 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 줄기세포를 탑재하여 손상부위를 기계적으로 보완하는 동시에 세포치료제로서의 효과도 얻을 수 있다. Polycaprolactone (PCL)은 저렴할 뿐 아니라 현재 가장 널리 쓰이고 있는 3D 프린팅 소재이기 때문에, PCL을 프린팅하여 세포담체로 활용할 경우 빠르고 경제적인 기술발전을 도모할 수 있다. 하지만 PCL 소재는 세포담체로서의 성능이 우수하지 못하여, 극히 일부의 세포만이 PCL 표면에서 생존한다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해서 PCL 소재에 세포의 탑재능력을 극대화되는 조건을 찾고자 하였다. PCL의 표면에 플라즈마를 처리하는 조건, PCL 표면을 콜라겐 코팅처리, PCL의 3D 프린팅 형상, 세포배양방법 변경 등 다양한 조건을 바탕으로 하여 PCL 소재에 인간 중간엽줄기세포의 세포탑재능력을 확인하였다. 세포탑재능력을 향상시킨다고 알려진 콜라겐 코팅과 플라즈마 처리를 적용하여, 플라즈마 처리 후 3% 콜라겐 코팅을 하였을 때 세포탑재능력이 가장 우수함을 확인하였고, 세포탑재능력에 영향을 줄 수 있는 세포배양방법과 스캐폴드의 구조변화를 적용하여, spheroid 세포배양시 기존의 단일세포배양법보다 탑재능력이 우수함을 확인하였으며, 스캐폴드의 구조는 세포탑재능력에 영향을 주지 못함을 확인하였다. 이를 바탕으로 PCL 소재를 세포 담체로 활용한 다양한 연구를 시도하고자 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권8호
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• pp.27-32
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• 2006

• 한국기계가공학회지
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• 제14권6호
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• pp.142-148
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• 2015

3D printing technology is a promising technique for fabricating complex 3D architectures based on the CAD/CAM system, and it has been extensively investigated to manufacture structures in the fields of mechanical engineering, space technology, automobiles, and biomedical and electrical applications. Recent advances in the 3D printing of soft structures have received attention for the application of the construction of flexible sensors of soft robotics or the recreation of tissue/organ-specific microenvironments. In this review paper, we would like to focus on delivering state-of-the-art fabrication of soft structures with 3D printing technology and its various applications.

• KSBB Journal
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• 제21권4호
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• pp.273-278
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• 2006

박테리아 패터닝을 위한 혼성 아가로즈젤 마이크로 스탬프는 PDMS 몰드를 이용한 replica moding 공정을 이용하여 제작하였다. 완성된 스탬프를 박테리아를 잉크로 사용한 후, $50{\mu}m$ 원 모양을 가지는 2차원 박테리아 어레이를 구현할 수 있었다. 또한, 상기 방법을 통하여 실험 목적에 적합한 다양한 모양을 가지는 패턴을 쉽게 만들 수 있다. 패터닝된 박테리아의 형광 세기는 스팟과 주변간에 매우 높은 대조비를 이루며, 각각의 스팟 및 스팟간의 형광 세기가 매우 균일함을 보여 프린팅 시 매우 균일한 패턴을 얻을 수 있었다. 박테리아 패터닝을 할 경우 큰 문제점인 낮은 젖음성과 미끄럽고 작은 아가로즈젤 마이크로 스탬프를 취급의 어려움을 본 연구에서 제안한 혼성 아가로즈젤 마이크로 스탬프를 이용하여 해결할 수 있었다. 상기 방법의 가장 큰 장점은 세포를 이용한 패터닝의 경우 세포의 활성을 유지시키는 것인데 다량의 수분을 포함하는 아가로즈젤을 사용할 경우 세포의 활성을 유지시키면서 패턴을 구현할 수 있으므로 매우 중요한 기술로 생각된다. 본 연구에서 제안된 방법은 매우 재현성이 높으며, 편리하고, 빠르게 구현할 수 있어서 미생물 생태학, 세포와 표면간의 상호작용 그리고 세포를 바탕으로 하는 스크리닝 시스템에 활용 되어 질것으로 기대된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권8호
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• pp.743-747
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• 2014

In this study, drop-on-demand system using piezo-elecrtric inkjet printers was employed for preparation of collagen microspheres, and its application was made to the HepG2 cell-laden microsphere preparation. The collagen microspheres were injected into beaker filled with mineral oil and incubated in a water bath at $37^{\circ}C$ for 45 minutes to induce gelation of the collagen microsphere. The size of collagen microsphere was $100{\mu}m$ in diameter and $80{\mu}m$ in height showing spherical shape. HepG2 cells were encapsulated in the collagen microsphere. The cell-laden microspheres were inspected by the microscopic images. The encapsulation of cells may be beneficial for applications ranging from tissue engineering to cell-based diagnostic assays.