• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1237-1242
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• 2011

인산칼슘 재료는 하이드록시 아파타이트(Hydroxyapatite)와 트리칼슘 포스페이트(Tricalcium-phosphate)를 포함하고 있으며, 인체 골 조직의 무기성분으로 세포 독성이 없고 생체 적합한 성질을 가지고 골 전도성이 있다. 또한 두 재료가 혼합되어 있는 이상 인산칼슘(Biphasic calcium phosphate) 재료는 골 유도성이 있다고 알려져 있다. 이러한 골 조직 재생에 많은 장점을 가지고 있는 인산칼슘 재료는 파우더 타입으로, 3 차원 자유형상의 인공지지체를 제작하는 데 어려움이 있어 고분자 재료에 첨가하여 사용되었다. 본 연구에서는 자유형상 제작 기술을 이용하여 원하는 내/외부 형상을 가지는 3 차원 인산칼슘 인공지지체를 제작하고, 골 조직 재생용 인공지지체로의 사용이 적합한지를 확인하기 위해 MC3T3-E1 를 이용한 세포 증식, 골 조직 분화 실험을 수행하였다.

• 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.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제36권4호
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• pp.263-269
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• 2006

Deficiencies in the early ADMET(absorption, distribution, metabolism, elimination and toxicity) information on drug candidate extract a significant economic penalty on pharmaceutical firms. Microscale cell culture analogue-microscale gastrointestinal(${\mu}CCA-{\mu}GI$) device using Caco 2, L2 and HEp G2/C3A cells, which mimic metabolic process after absorption occurring in humans was used to investigate the toxicity of the model chemical, acetaminophen(AAP). The toxicity of acetaminophen determined after induction of CYP 1A1/2 in Caco 2 cells was not significant. In a coculture system, although no significant reduction in viability of HEp G2/C3A and L2 cells was found, approximately 5 fold increase in the CYP 1A1/2 activity was observed. These results appear to be related to organ-organ interaction. The oral administration of a drug requires addition of the absorption process through small intestine to the current ${\mu}CCA$ device. Therefore, a perfusion coculture system was employed for the evaluation of the absolution across the small intestine and resulting toxicity in the liver and lung. This system give comprehensive and physiologic information on oral uptake and resulting toxicity as in the body. The current ${\mu}CCA$ device can be used to demonstrate the toxic effect due to organ to organ interaction after oral administration,

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.915-918
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• 2005

Advances in Information Technology and in Biomedicine have created new uses for CAD technology with many novel and important biomedical applications. Such applications can be found, for example, in the design and modeling of orthopedics, medical implants, and tissue modeling in which CAD can be used to describe the morphology, heterogeneity, and organizational structure of tissue and anatomy. CAD has also played an important role in computer-aided tissue engineering for biomimetic design, analysis, simulation and freeform fabrication of tissue scaffolds and substitutes. And all the applications require precision geometry of the organs or bones of each patient. But the geometry information currently used is polygon model with none solid geometry and is so rough that it cannot be utilized for accurate analysis, simulation and fabrication. Therefore a case study is performed to deduce a transformation method to build free form surface from a rough polygon data or medical images currently used in the application. This paper describes the transformation procedure in detail and the considerations for accurate organ modeling are discussed.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권1호
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• pp.33-40
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• 2012

The scaffold serves as 3D substrate for the cells adhesion and mechanical support for the newly grown tissue by maintaining the 3D structure for the regeneration of tissue and organ. In this paper, we proposed integrated scaffold fabrication system using multi-axis rapid prototyping (RP) technology. It can fabricate various types of scaffolds: arbitrary sculptured shape, primitive shape, and tube shape scaffolds by layered dispensing biocompatible/ biodegradable polymer strands in designated patterns. In order to fabricate the 3D scaffold, we need to generate the plotting path way for the scaffold fabrication system. We design a data processing program - scaffold plotting software, which can convert the 3D STL file, primitive and tube model images into the NC code for the system. Finally, we fabricated the customized 3D scaffolds with high accuracy using the plotting software and the fabrication system.

• 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.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제27권6호
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• pp.418-426
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• 2006

In the artificial heart application, productivity and hemodynamic properties of artificial heart valves are crucial in successiful application to long term in vivo trials. This paper is about manufacture and assessment of trileaflet polymer heart valves using vacuum forming process(VFP). The VFP has many advantages such as reduced fabrication time, reproducibility due to relatively easy and simple process for manufacturing. Prior to VFP of trileaflet polymer heart valves, polyurethane(Pellethane 2363 80AE, Dow Chemical) sheet was prepared by extrusion. The sheets were heated and formed to mold shape by vacuum pressure. The vacuum formed trileaflet polymer heart valves fabrication is composed of two step method, first, leaflet forming and second, conduit forming. This two-step forming process made the leaflet-conduit bonding stable with any organic solvents. Hydrodynamic properties and hemocompatibility of the vacuum formed trileaflet polymer heart valves was compared with sorin bicarbon bileaflet heart valve. The percent effective orifice area of vacuum formed trileaflet polymer heart valves was inferior to bileaflet heart valve, but the increase of plasma free hemoglobin level which reflect blood damage was superior in vacuum formed trileaflet polymer heart valves Vacuum formed trileaflet polymer heart valves has high productivity, and superior hemodynamic property than bileaflet heart valves. Low manufacturing cost and blood compatible trileaflet polymer heart valves shows the advantages of vacuum forming process, and these results give feasibility in in vivo animal trials in near future, and the clinical artificial heart development program.

• 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.

• Medical Lasers
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• 제10권2호
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• pp.76-81
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• 2021

Biological tissues and organs are composed of different arrays of cells, biochemical cues, and extracellular matrices arranged in a complex microarchitecture. Laser-Assisted Bioprinting (LAB) is an emerging and promising technology that is reproducible with high accuracy that can be used for fabricating complex bioengineered scaffolds that mimic tissues and organs. The LAB process allows researchers to print intricate structural scaffolds using cells and different biomaterials essential for facilitating cell-scaffold interaction and to induce tissue and organ regeneration which cannot be achieved in a traditional scaffold fabrication. This process can fabricate artificial cell niches or architecture without affecting cellular viability and material integrity. This review tackles the basic principles and key aspects of Laser-Assisted Bioprinting. Recent advances, limitations, and future perspectives are also discussed.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권4호
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• pp.249-255
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• 2015

이온 및 분자 이송제어를 위한 기능성 나노채널의 구현을 통하여 이온/분자의 상대적 크기에 의존하는 기존 분리 및 이송 기술의 선택효율, 투과도, 에너지 소비 측면에서의 기존 분리 기술의 한계를 극복하기 위한 새로운 개념의 분리 기술을 제시 하고자 하였다. 이를 위해 나노채널 플랫폼 가공 기술 개발, 나노채널 표면 기능화 기술 개발 등의 연구를 수행하였으며, 나노채널에 대한 전압인가 및 유량 조절이 가능한 이온이송제어 측정 시스템을 제작하고, 다층 금속 멤브레인을 이용하여 선택적으로 특정 이온($Cl^-$)의 이송을 95% 이상 차단하였다. 본 연구를 통하여 세포막에 존재하며 물분자만을 매우 효율적으로 투과시키는 채널인 아쿠아포린의 기능 및 특성을 모방한 신개념의 분리기술 구현을 위한 기반 기술 개발을 수행하였으며, 향후 지속적인 연구를 통하여 차세대 정수/담수, 휴대형 인공신장, 인공 감각 기관 등의 핵심 기반 기술이 될 것으로 예상한다.