[논문]3D 바이오 프린팅 기술 현황과 응용

김성호; 여기백; 박민규; 박종순; 기미란; 백승필

doi:10.7841/ksbbj.2015.30.6.268

3D 바이오 프린팅 기술 현황과 응용
Status and Prospect of 3D Bio-Printing Technology 원문보기

KSBB Journal, v.30 no.6, 2015년, pp.268 - 274

김성호 (고려대학교 과학기술대학 생명정보공학과) , 여기백 (고려대학교 과학기술대학 생명정보공학과) , 박민규 ((주)세종바이오) , 박종순 ((주)세종바이오) , 기미란 (고려대학교 과학기술대학 생명정보공학과) , 백승필 (고려대학교 과학기술대학 생명정보공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

3D printing technology has been used in various fields such as materials science, manufacturing, education, and medical field. A number of research are underway to improve the 3D printing technology. Recently, the use of 3D printing technology for fabricating an artificial tissue, organ and bone through the laminating of cell and biocompatible material has been introduced and this could make the conformity with the desired shape or pattern for producing human entire organs for transplantation. This special printing technique is known as "3D Bio-Printing", which has potential in biomedical application including patient-customized organ out-put. In this paper, we describe the current 3D bio-printing technology, and bio-materials used in it and present it's practical applications.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

의학 분야에 있어서 수술의 사전 준비를 위한 조직을 생산할 수 있게 되며, 새로운 약물을 개발할 때 그 약물에 대한 효능 및 부작용을 사람이 아닌 인공장기를 통해서 쉽게 확인이 가능하고, 약물의 독성 역시 사람에게 미치는 영향을 더 쉽게 연구할 수 있다. 본 논문에서는 현재 사용되고 있는 3D 바이오 프린팅 기술 및 사용되는 소재, 응용분야를 소개하고 향후 3D 바이오 프린팅 분야의 발전 방향 등에 대해 전망하고자 한다.

제안 방법

하지만 이러한 치료는 치료기간이 길고 자가면역반응 같은 문제점을 동반한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 3D 바이오 프린팅 기술을 이용하여 생분해성을 가진 합성 고분자나 천연 고분자를 이용하여 손상된 부위를 대체할 인공 뼈를 제작하고 필요한 성장인자와 세포를 이식한다. 이러한 방식으로 치료기간을 단축하고 뼈의 재생에 도움을 주는 지지체를 제작하고 있다.

후속연구

현재 바이오 프린팅 기술은 대부분 실험실 단계에 머물러 있으나 지속적인 기술의 개량과 소재의 개발, 무해성 검증도 이루어질 것이다. 아직은 실제 장기와 비교하면 바이오 프린팅 기술로 제작한 구조물은 생물학적 기능이나 물리적 강도가 많이 떨어지나 지속적인 개발을 통해서 실제조직과 유사하게 개발 및 향상될 것이고 신체기능의 결손을 보완하는 수준까지 개발될 것으로 예상된다.
바이오 프린터 기술을 향상시키기 위해서는 여러 분야의 연구를 복합적으로 진행해야 한다. 혈관이나 뼈 장기, 피부 등을 재현하기 위해서 세포의 활성뿐만 아니라 주변 환경이 갖는 특징이나 우리 몸의 환경을 물리화학적으로 이해할 필요가 있기 때문에 공학, 의학, 유체역학, 생체재료학, 세포생물학 등 여러 분야의 연구가 필요한 것이다. 여러 분야의 복합적인 연구가 진행되야 우리가 원하는 조직이나 구조를 재현하고 그 기능을 재현할 수 있다 [3, 6].

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	3D 프린팅 기술은 무엇인가?	3D 프린팅 기술은 3차원 모델링을 통해서 얻은 데이터를 이용하여 적층가공 방식을 통해서 원하는 제품을 가공하는 기술로서 1986년도에 찰스 헐에 의해 개발된 광 경화 수지 표면에 자외선 광을 조사하여 경화에 의해 생긴 층을 겹겹이 적층하는 광조형법 (stereolithography; SLA)과 1980년대 후반 미국 스토라타시스 사의 스콧 클램프에 의해 고체 필라멘 트를 녹여서 한층 한층 쌓아가며 3차원으로 프린팅 하는 방식인 용융압출조형 (fused deposition modeling: FDM) 방식이 고안되었다 [1]. 이후에 산업에 있어서 생산의 형태가 공장 중심 대량생산에서 소비자에 맞게 다품종 소량 생산으로 바뀌면서 3D 프린팅 기술은 많은 부분에서 사용되기 시작하였다.
	3D 바이오 프린팅은 무엇을 제작하는 기술인가?	3D 프린팅 기술이 연구되고 응용기술이 늘어나면서 연구 및 의공학 분야에서도 관심을 갖기 시작하였다. 3D 바이오 프린팅은 3D 프린팅의 기술 중 한가지로 살아 있는 세포를 원하는 구조 및 패턴으로 배열하여 조직이나 장기를 제작하는 기술이다. 현재 피부나 장기, 뼈 이식의 경우 대부분 기증을 받아서 사용하는데 이식의 경우 적합한 조직이나 장기를 찾기가 어려우며 이식 받더라도 자가면역 반응에 의한 문제점이 많다.
	3D 바이오 프린팅은 어떠한 문제점에서 나온 기술인가?	3D 바이오 프린팅은 3D 프린팅의 기술 중 한가지로 살아 있는 세포를 원하는 구조 및 패턴으로 배열하여 조직이나 장기를 제작하는 기술이다. 현재 피부나 장기, 뼈 이식의 경우 대부분 기증을 받아서 사용하는데 이식의 경우 적합한 조직이나 장기를 찾기가 어려우며 이식 받더라도 자가면역 반응에 의한 문제점이 많다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 조직공학 및 지지체 분야에서 생분해성, 생체 적합성을 가진 고분자 물질을 이용하여 인공 뼈, 치과 보철, 인공 혈관, 인공 피부, 인공 장기, 바이오 칩 등 다양한 인공 대체물을 제작하는 연구가 활발히 이루어 지고 있다.

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