헬스케어 분야에 혁신을 일으킬 생체 3D 프린팅

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최근까지도 3D 프린팅의 주 재료라고 하면 플라스틱과 금속을 뽑았습니다. 하지만 ETH Zurich Laboratory for Complex Materials의 놀라운 발명으로 인해 이 선입견은 과거의 편견에 불과한 것이 되었습니다. 바로 살아있는 생체를 3D 프린팅 할 수 있는 플랫폼의 개발 덕분이죠.

교수 안드레 스투다트(Andre Studart) 연구진은 박테리아를 함유한 잉크를 3D 프린터로 출력할 수 있게끔 만들었습니다. 물론 어떤 박테리아를 사용하느냐에 따라 출력품의 속성은 달라지게 될 것입니다. 연구진은 스도모나스 푸티다(Pseudomonas putida)를 연구에 활용하였으며 이 박테리아는 토양이나 물, 식물 등에서 쉽게 발견할 수 있으며 형광색을 발합니다. 또 이 박테리아는 현재 화학 산업에서 페놀을 제거하기 위해 쓰이고 있습니다.박테리아, 아세토박터 자일리늄(Acetobacter xylinum) 역시 연구에 활용하였는데 이 박테리아는 고통을 완화해주는 특성을 갖고 있어서 앞으로 여러 분야에 다양하게 활용될 여지가 있습니다. 게다가 천연 소재이기 때문에 사람의 몸이 거부반응을 일으킬 가능성도 적습니다.3D 프린터로 출력하기 위해 이 박테리아는 생체에 적합한 히드로젤과 섞여서 사용됩니다. 이 히드로젤은 하일루론산(hyaluronic aid), 긴사슬 설탕 분자(long-chain sugar molecules), 건식실리카(pyrogenic silica) 등으로 구성되어 있으며 이 히드로젤과 박테리아의 결합으로 다양한 형태를 출력해낼 수 있게 됩니다.

연구진이 가장 어려움을 겪었던 분야는 바로 유동성을 보존하는 일입니다. 박테리아의 이로운 장점을 이용하기 위해서는 박테리아가 움직일 수 있게끔 환경을 구성하는 것이 중요하며 잉크가 너무 두꺼워져 박테리아가 움직일 수 없게 되면 이 잉크는 그 장점을 잃게 되기 때문입니다.이 잉크는 Flink(Functional living ink)라고 이름 지어졌으며 현재 과학자들은 특정 형태를 구축한 후에도 박테리아가 일정 기간 생존할 것이라 확신하고 있지만 박테리아가 실제로 얼마간의 기간 동안 생존할 수 있는지와 같은 내구력, 지속시간 등을 광범위하게 연구할 예정입니다. Flink와 같은 살아있는 생체를 이용한 3D 프린팅은 아직 걸음마 단계이지만, 헬스케어나 기타 다른 산업에 적용될 무궁한 가능성을 지니고 있습니다.

 

3D 프린터로 살아있는 박테리아를 인쇄할 수 있는 잉크 Flink(Functional living ink)가 개발되어 앞으로 많은 산업 분야에 활용될 가능성이 있음

 

참고
All3DP – 3D Print Living Ink Could Revolutionize Healthcare and Industry Applications by Anne Freier
Sceience Advances – 3D printing of bacteria into functional complex materials by Manuel Schaffner, Patrick A.Ruhs, Fergal Coulter, Samuel Kilcher and Andre R.Studart

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