• 대한정형외과학회지
• /
• 제53권6호
• /
• pp.466-477
• /
• 2018

정형외과는 인체의 모든 근골격계를 담당하기 때문에 3차원(3-dimensional, 3D) 프린팅 기술을 가장 많이 활용할 수 있는 분야이다. 구체적으로 관절염, 척추, 외상, 기형, 종양 등의 다양한 정형외과 질병에 대해 해부학적 모델, 수술용 가이드, 금속 임플란트, 바이오-세라믹 재건, 보조기 등의 형태로 활용될 수 있다. 특히 정형외과 종양 영역은 환자마다 종양의 발생 위치와 크기가 다양한 데 반하여 사지 보존 수술에 활용할 수 있는 기존의 수술 방법이 제한적이었기 때문에 3D 프린팅 기술의 활용이 매우 절실한 분야였다. 최근에 3D 프린팅 환자 맞춤형 임플란트를 짧은 시간 내에 쉽게 제작할 수 있게 되면서 기존 방법으로 골 재건이 어려웠던 부위에 대해서도 해부학적 재건이 가능하게 되었다. 3D 프린팅 기술을 의료 영역에서 더욱 폭넓게 사용하기 위해서는 디자인, 출력, 검증 과정에 필요한 많은 전문가들과 함께 수평적 위치에서 긴밀히 협력해야 한다. 의료계에서 3D 프린팅을 활용을 선도함으로써 다른 분야의 전문가 양성 및 3D 프린팅 관련 산업의 발달을 촉진시킬 수 있다고 판단한 정부도 규제보다는 활성화에 역점을 두고 적극적으로 지원하고 있는 추세이다. 앞으로 정형외과가 전체 의료계에서 3D 프린팅 기술의 도입과 활용을 선도해 가기를 기대하면서 골종양 수술에서 3D 프린팅 기술을 활용하였던 저자의 경험을 소개하고자 한다.

• 대한음성언어의학회:학술대회논문집
• /
• 대한음성언어학회 2015년도 제42차 춘계학술대회
• /
• pp.31-31
• /
• 2015

• Tissue Engineering and Regenerative Medicine
• /
• 제15권6호
• /
• pp.761-769
• /
• 2018

BACKGROUND: Bioprinting has recently appeared as a powerful tool for building complex tissue and organ structures. However, the application of bioprinting to regenerative medicine has limitations, due to the restricted choices of bio-ink for cytocompatible cell encapsulation and the integrity of the fabricated structures. METHODS: In this study, we developed hybrid bio-inks based on acrylated hyaluronic acid (HA) for immobilizing bio-active peptides and tyramine-conjugated hyaluronic acids for fast gelation. RESULTS: Conventional acrylated HA-based hydrogels have a gelation time of more than 30 min, whereas hybrid bio-ink has been rapidly gelated within 200 s. Fibroblast cells cultured in this hybrid bio-ink up to 7 days showed >90% viability. As a guidance cue for stem cell differentiation, we immobilized four different bio-active peptides: BMP-7-derived peptides (BMP-7D) and osteopontin for osteogenesis, and substance-P (SP) and Ac-SDKP (SDKP) for angiogenesis. Mesenchymal stem cells cultured in these hybrid bio-inks showed the highest angiogenic and osteogenic activity cultured in bio-ink immobilized with a SP or BMP-7D peptide. This bio-ink was loaded in a three-dimensional (3D) bioprinting device showing reproducible printing features. CONCLUSION: We have developed bio-inks that combine biochemical and mechanical cues. Biochemical cues were able to regulate differentiation of cells, and mechanical cues enabled printing structuring. This multi-functional bio-ink can be used for complex tissue engineering and regenerative medicine.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.267-272
• /
• 2021

본 연구는 최근 증가하고 있는 건축물의 다양한 외벽 형상에 따라 적용이 가능한 비정형 건축물에의 적용을 위해 3D 프린팅 기법을 적용한 외장재의 제조를 위한 기초 연구로서 진행하였다. 3D 프린팅 외장재의 출력성과 적층성의 확보를 위하여 3D 프린팅 콘크리트를 몰드에 타설한 시험체와 급결제를 사용한 출력물 시험체의 단위중량과 강도특성을 분석하였다. 몰드에 타설한 콘크리트의 단위중량에 비하여 급결제를 사용한 3D 프린팅 콘크리트의 단위중량이 3.5%~5.0% 정도 감소하는 경향을 나타내었고, 압축강도는 몰드에 타설한 콘크리트의 압축강도에 비하여 3D 프린팅을 통한 출력물의 압축강도는 36%~46%정도 감소하는 경향을 나타냈다. 휨강도의 경우 몰드에 타설한 콘크리트의 압축강도에 비하여 3D 프린팅을 통한 출력물의 압축강도는 36%~46%정도 감소하는 경향을 나타냈다. 급결제를 사용한 3D 프린팅 콘크리트의 강도 특성에 관한 영향은 2.0~5.8%정도 감소하는 경향을 나타냈다. 따라서, 3D 프린팅 출력시 급결제의 사용에 따른 강도 특성에 영향은 출력에 의한 강도 특성의 감소 보다 적은 것으로 나타나 3D 프린팅 외장재 제조시 급결제의 사용이 가능한 것으로 판단된다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.81-88
• /
• 2024

차세대 중형위성 3호의 탑재체 중 바이오캐비넷은 우주공간에서 바이오 3D프린팅 기법을 이용한 3차원 줄기세포 분화, 배양 및 분석 임무를 수행한다. 상기 3D 프린팅 기법은 궤도환경에서 사용을 목적으로 개발되었으나, 극심한 발사환경에 대한 별도의 검증이 이루어지지 않아 탑재체에 전달되는 발사하중을 저감 시키는 설계가 필수적이다. 본 논문에서는 바이오캐비넷에 전달되는 발사하중 저감을 위해 저강성 탄성 지지구조 적용 및 고댐핑 특성을 부여한 수동형 진동절연기를 제안하였으며, 고댐핑 특성을 부여하기 위해서 초탄성 형상기억합금의 초탄성 효과와 점탄성 테이프를 이용한 적층형 구조에 주목하였다. 제안한 진동절연기 인증모델에 대한 발사진동시험을 통해 설계유효성을 검증하였다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.691-696
• /
• 2021

환자의 질병을 예방 및 치료를 위해서는 의료영상을 통한 병변의 해부학적 구조 파악은 중요한 과정중 하나이다. 하지만 스크린으로 통해 보여 지는 영상으로는 한계가 있으므로 3D 프린팅 기술을 이용하여 이를 극복하고자 하는 많은 연구가 진행 중이다. 이를 위해 본 연구는 실제 환자 영상데이터를 이용하여 3차원 심혈관 모델을 구현하였고, 이를 3D 프린터를 이용하여 출력하여 현재 종사하고 있는 의료전문가에게 유용성 테스트를 진행하였다. 유용성 평가 결과 총 5인이 실시한 설문을 리커트 척도로 변환하였을 때 모든 항목 평균값이 4.83점의 높은 결과를 나타내고, 교차분석 결과 x²(P)=10.000(0.265)의 수치로 모든 설문자간 동일하게 긍정적인 설문 결과를 나타냈다. 결과를 바탕으로 3D프린팅 기술이 의료기술 발전에 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제4권1호
• /
• pp.27-32
• /
• 2018

최근 AR 기반 스토리텔링을 위한 체험학습 콘텐츠가 많이 개발되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 3D프린터를 활용하여 체험학습의 흥미와 재미를 더할 수 있는 스토리기반의 성장형 콘텐츠를 개발하고자 한다. 3D프린터를 활용하여 출력한 캐릭터는 개인 기념품으로 소장함으로써 그 가치를 상승시킬 수 있고, 성장형 콘텐츠를 통해 지역문화와 역사 그리고 관광 생태 체험을 함으로써 이해와 재미를 증진시킬 수 있어 교육 효과를 향상시킬 수 있다. 본 연구의 목적은 체험학습 할 지역의 문화와 생태에 대해 오브젝트 스마트 디바이스에서 가상으로 생성시켜 성장과정을 거친 후 3D 프린터를 활용하여 결과물을 개인 기념품으로 출력함으로써 교육 효과를 높일 수 있는 체험 학습용 콘텐츠 애플리케이션을 개발하는 것이다. 개발된 체험 학습용 콘텐츠 어플리케이션은 학생 및 관광객을 대상으로 관광 정보 제공 및 학습용 콘텐츠로 활용 할 수 있으며, 3D프린팅 기술을 통해 다양한 콘텐츠 개발을 하기 위한 새로운 원동력이 될 수 있다.

• 한국응용곤충학회지
• /
• 제61권1호
• /
• pp.249-254
• /
• 2022

오래전부터 산업곤충으로서 이용되어온 누에는 최근 바이오 신소재 생산을 위한 생체공장으로써 주목받고 있다. 소재생산을 위해서는 주로 형질전환 기술을 이용하게 되며, 이는 배아가 있는 알 속으로 목적 유전자를 삽입하는 마이크로인젝션(microinjection) 방식으로 이루어진다. 마이크로인젝션을 위해서는 알을 고정하는 과정이 필수적이며 시간 소모 및 피로도가 높은 작업이다. 따라서 본 연구에서는 시간 소모 및 피로도 개선을 통하여 형질전환 효율을 높이고자 3D 프린팅을 이용하여 알의 정렬 및 고정에 도움을 줄 수 있는 알 배열판(egg liner) 및 접착제 줄눈판(glue drawer)을 3DCADian 프로그램을 이용하여 모델링하고, Fusion 360를 이용하여 3차원 도면을 제작 후 프린팅하여 제작하였다. 제작된 두 도구를 이용하여 슬라이드 글라스에 알을 고정하고, 소요된 시간을 분석한 결과 도구를 사용하지 않았을 때에 비하여 2가지 도구를 이용했을 때 작업시간이 약18.6% 감소하였으며, 연구자의 작업 편의성을 향상시키고 마이크로인젝션을 위한 현미경 및 로봇 팔(manipulator) 조작을 유리하게 하였다. 따라서 알의 배열 수 또는 조작 편의성을 개선할 수 있는 추가적인 연구 및 개량이 이루어진다면, 알 배열판 및 접착제 줄눈판이 누에 형질전환 효율성 개선 및 다른 산업 곤충의 형질전환 연구에도 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국의상디자인학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.117-136
• /
• 2020

The purpose of this study is to analyze changes in high-tech fashion along with the types and characteristics of high-tech fashion that have appeared recently providing diverse material for the fashion field. High-tech fashion requires such research to learn how much distance one has in one's life. It is also meaningful to predict what direction high-tech fashion research may be needed. For research methods, previous research and literary studies were considered and photographs in which high-tech techniques were used were collected using the keyword 'high-tech fashion'. High-tech fashion types can be organized into the four types of luminescent types, mutual interaction types, 3D printing fashion, and virtual fashion. The research results were as follows. First, luminescent fashion was an important expression method of high-tech fashion. Materials for luminescent fashion first started with LED electric wire connections and many methods have been attempted with the appearance of electrically conductive clothing material, such as luminescent lasers and beam projectors. Second, interactive high-tech fashion often appears as variable fashion. The work of Hussein Chalayan, which was combined with advanced technology, set up a base for variable type interactive high-tech fashion in the 2000s. As bioengineering technology has developed, fashion that interacts with the environment without an energy source has appeared and the interaction among fashion, people, and the environment can be seen. Third, diverse forms of expressiveness in virtual reality such as 3D CLO shows a great difference with past high-tech fashion. Simple and diverse attempts made through virtual fittings reduce the limitations of time and space, permit interaction, and add a sense of reality through speed and dynamic physical beauty. Fourth, 3D printed fashion expresses complex and detailed clothing material that is different from those before with the development of computer 3D modeling technology. Modeling that can imitate geometric and bio-engineered structures is possible and mysterious feelings are passed on to people through creative expressions.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.632-637
• /
• 2021

현재 미래의 건설 산업 기술을 발전시키고자 최근 미래 산업으로 각광받고있는 3D 프린팅을 이용한 콘크리트의 시공기술을 활용하여 구조물을 건설하는 연구가 국내외 건설업계 및 학계에서 활발히 진행되고 있다. 하지만 현재 개발되고 있는 3D 프린팅 기술은 적합한 시공기술, 콘크리트 재료 자체의 물성이 사용기준에 미치지 못하고 실제 현장에서 적용하기가 어려운 상황이다. 또한 시공된 구조물에 대한 내구성 관리 및 유지관리를 위한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 Material extrusion 방식으로 출력한 3D 프린팅 콘크리트를 각각의 적층 방향 X, Y, Z축으로 나누어 측정한 압축강도와 휨강도를 기존의 몰드에 제작한 시험체와 비교 분석하였다. Test direction II Z축의 시험체의 압축강도가 나머지 Test direction I, III Y축, X축의 시험체에 비하여 8~10%의 높은 강도를 발현하였고 몰드 제작 시험체와 비교하였을 경우 4%가량 낮은 강도를 발현하였다. 휨강도 측정결과 재령 28일 기준으로 Test direction II Z축 방향의 시험체의 휨강도가 Test direction I, III Y축, X축의 시험체에 비하여 5~7%의 높은 강도를 발현하였고 몰드 제작 시험체와 비교하였을 경우 2%가량 낮은 강도를 나타내었다.