KITECH 생산기술 전문지

바이오 스캐폴드는 조직 공학 등에서 사용되는 세포 지지체로 손상된 조직이나 장기를 재생하거나 대체하기 위해 세포가 증식하고, 조직을 형성할 수 있는 환경을 제공함. 이러한 스캐폴드를 3차원 형상으로 만드는 방법으로 바이오프린팅, 전기방사 등이 있음. 바이오 스캐폴드는 크기가 대형화되고, 형상이 복잡해 지면서 세포가 생장하기 위한 물질교환이 어려워지는 문제가 있으며, 이를 극복하기 위한 다공성 구조의 3차원 구조체를 제작하는 방법이 연구되고 있음. 금형 기술은 금속 소재를 이용하여 제품 형상이 되는 코어를 만들고 수지를 주입하여 제품을 생산함. 이러한 방법은 높은 생산성 및 정밀도를 가지고 있어 양산 공정에서는 필수적인 기술임. 그러나 하나의 금형의 제작 비용이 높아 다품종 소량 생산에서는 한계를 가지고 있음. 최근 적층제조공정 기술의 발달로 인하여 이러한 금속 금형 코어를 폴리머 소재로 대체하는 연구가 진행 되고 있음. 이를 위하여 상대적으로 높은 강성, 내열성을 가지고 있는 폴리머 소재 금형용 광경화성 수지가 개발되어 DLP 방식 적층제조 공정에서 활용되고 있음. 이를 통하여 적층제조 공정이 가지고 있는 높은 형상자유도 및 상대적으로 낮은 금형 제작 비용을 바탕으로 다양한 분야에서 활용되고 있음. 본 연구에서는 금형기술인 발포성형의 원리를 참조하여 3차원 다공성 바이오 스캐폴드를 제작하는 방법에 관한 연구를 수행하였음. 이를 위하여 본 연구에서는 실제 종양 모델을 모사한 금형을 설계를 수행하였고, 이를 기반으로 적층제조 공정을 활용하여 발포성형을 위한 금형을 제작 하였음. 이후 다공성 3차원 스캐폴드 제작을 위한 감압 방식의 제조 방법을 고안하였으며, 최종적으로 목표로 하였던 실제 종양 모습을 모사한 3차원 다공성 스캐폴드 제작을 수행하였음.

키워드 적층제조 공정, DLP, 금형, 바이오 스캐폴드, 다공성 구조