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바이오화학공학에서 3D 바이오프린팅 기술
3D Bioprinting Technology in Biochemical Engineering 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.54 no.3, 2016년, pp.285 - 292  

엄태윤 (한국과학기술정보연구원)

초록
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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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Three-dimensional (3D) printing is driving major innovation in various areas including engineering, manufacturing, art, education and biosciences such as biochemical engineering, tissue engineering and regenerative medicine. Recent advances have enabled 3D printing of biocompatible materials, cells ...

주제어

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문제 정의

  • 다중 잉크제트 프린터를 사용하여 제작된 이 디바이스는 100에서 2000 nM 농도범위의 두 항생물질을 1 μL/min 속도로 세포 배양 삽입 막 아래 채널에 흘리고 채취한 시료를 MS로 분석하는 약물 수송 연구 목적으로 활용되었다[57].
  • 두께 500 μm 콜라겐 구조물 내의 세포 생존도는 93% 이상으로 보고되었다. 이 연구는 세포 증식과 분화에 영향을 미치는 구조물 공간 내부 정확한 위치에 원하는 농도의 VEGF 를 분배할 수 있는 가능성을 입증하였다[52]. 같은 기술을 사용하여 표피와 진피를 발현하는 섬유모세포와 케라틴형성세포를 콜라겐과 함께 바이오프린팅 하여 사람 피부를 제작하는 기술이 개발되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
3D 바이오프린팅 공정은 무엇으로부터 시작되는가? 3D 바이오프린팅 공정은 제작하려는 세포 또는 조직 구조물에 대한 디지털 모델을 정립하는 것에서 시작된다. 이 복잡한 3D 구조의 디지털 모델 작업은 전형적인 CAD 소프트웨어로 수행된다.
MAPLE-DW를 사용하여 무엇을 프린팅하였고 어떤 패턴을 얻는데 성공하였는가? MAPLE-DW는 처음으로 포유류 세포의 레이저-기초 프린팅의 가능성을 입증한 기술 중 하나이다. 이 기술을 사용하여 CHO(Chinese hamster ovary) 세포 패턴을 프린팅 하였으며, 같은 기술을 사용하여 쥐 암종 세포(P19), 사람 뼈 육종(MG-63), 그리고 쥐 심장 세포를 프린트 하였다(생존도 >95%). 최근에는 사람 피부 섬유아세포, 쥐 C2C12 근육 모세포, 소의 폐동맥 내피 세포, 유방암(MCF-7), 그리고 쥐 신경 줄기 세포의 살아 있는 패턴을 얻는데 성공하였다[48]. AFA-LIFT와 BioLP도 사람 뼈 육종(MG-63), 사람 배꼽 정맥 내피 세포, 사람 배꼽 혈관 평활근 세포를 포함한 다양한 세포 형을 프린트 하는데 성공적으로 사용되었다[49].
3D 바이오프린팅 기술은 어떤 기술인가? 3D 바이오프린팅 기술은 기본적으로 지지체 제작과 세포 배치 과정 모두를 동시에 수행할 수 있는 적층 프린팅 공정으로서 지지체 바이오물질, 화학 분자, 살아 있는 세포를 원하는 공간 패턴을 가진 3D 비균질 구조물의 구축이 가능한 기술이다. 이는 지지체 제작, 제작된 지지체에 세포 심기, 배양기 내에서 전처리, 그리고 적절한 세포 증식과 분화 및 기능을 위한 바이오반응기 내에서 구조물의 조정, 등의 과정을 사용하는 전통적인 조직 공학 방법에서는 불가능한 것이다.
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