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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 심진형
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 한국산업기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수56
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3차원 세포 프린팅 시스템은 3차원 구조물에서 다수의 세포를 제어 및 정밀하게 증착 할 수 있는 장점이 있다. 그래서, 이 3차원 세포 프린팅 시스템은 현재 조직 공학 및 재생 의학 분야에서 최점단 기술로 인정 받고 있다. 많은 연구자들은 살아있는 세포를 안전하게 캡슐화 할 수 있는 능력 때문에 하이드로겔 이라는 물질을 프린팅 가능한 바이오잉크로써 사용했다. 그러나 세포 프린팅용 바이오잉크로서의 하이드로겔 사용은 부적절한 가교 공정과 액체와 유사한 유변학적 특성으로 인해 몇 가지 단점을 가지고 있으며, 이는 바이오잉크의 정밀한 3차원 형상 유지 방해하고 세포 생존률에도 영향을 미친다.
본 연구에서는 세포에 중요한 인자 ( 바이오잉크 농도, 점도, 가교 온도 )의 영향을 조사하고, 프린팅 변수 ( 노즐 직경, 공압, 이송속도 )에 따른 2차원 패터닝에서 미치는 영향을 조사하고, 콜라겐 기반의 3차원 세포 함유 구조물을 정밀하게 구축하기 위한 가열 모듈을 갖춘 새로운 3차원 세포 프린팅 시스템을 개발하였다.
바이오잉크를 농도에 따른 세포 생존률이 높은 환경의 농도를 찾았으며, 2차원 패터닝을 통해 농도에 따라 세포 생존률과 프린팅 가능성의 상반과계에 대해서도 확인하였다. 천연 조직에서 추출한 pH 가 조절된 콜라겐은 37℃의 온도에서 안전하게 가교되는 특성을 가지고 있기 때문에 새로운 가열 모듈은 프린팅과 동시에 젤화를 진행시켜 콜라겐 바이오잉크의 정밀한 적층을 향상 시킬 수 있었다. 3차원 세포 프린팅을 위한 가열 시스템은 비가열시스템과 비교 하였을 때 프린팅이 더 우수하다는 결과를 온도에 따른 바이오잉크의 탄성 측정과 3차원 구조물 적층 효능으로 확인하였다. 또한, 가열 시스템이 프린팅 된 세포에서 세포 사멸과 같은 부정적인 영향을 이끌어 내지 못 한다는 것을 확인하였다.
본 연구를 통하여 바이오잉크를 이용한 정밀한 3차원 구조물과 안전한 세포 생존의 두 조건을 만족시키는 3차원 세포 프린팅 기술로 자유형상의 프린팅과 목표 조직의 분화 및 조직구조체를 만드는 연구에도 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 세포에 중요한 인자 ( 바이오잉크 농도, 점도, 가교 온도 )의 영향을 조사하고, 프린팅 변수 ( 노즐 직경, 공압, 이송속도 )에 따른 2차원 패터닝에서 미치는 영향을 조사하고, 콜라겐 기반의 3차원 세포 함유 구조물을 정밀하게 구축하기 위한 가열 모듈을 갖춘 새로운 3차원 세포 프린팅 시스템을 개발하였다.
바이오잉크를 농도에 따른 세포 생존률이 높은 환경의 농도를 찾았으며, 2차원 패터닝을 통해 농도에 따라 세포 생존률과 프린팅 가능성의 상반과계에 대해서도 확인하였다. 천연 조직에서 추출한 pH 가 조절된 콜라겐은 37℃의 온도에서 안전하게 가교되는 특성을 가지고 있기 때문에 새로운 가열 모듈은 프린팅과 동시에 젤화를 진행시켜 콜라겐 바이오잉크의 정밀한 적층을 향상 시킬 수 있었다. 3차원 세포 프린팅을 위한 가열 시스템은 비가열시스템과 비교 하였을 때 프린팅이 더 우수하다는 결과를 온도에 따른 바이오잉크의 탄성 측정과 3차원 구조물 적층 효능으로 확인하였다. 또한, 가열 시스템이 프린팅 된 세포에서 세포 사멸과 같은 부정적인 영향을 이끌어 내지 못 한다는 것을 확인하였다.
본 연구를 통하여 바이오잉크를 이용한 정밀한 3차원 구조물과 안전한 세포 생존의 두 조건을 만족시키는 3차원 세포 프린팅 기술로 자유형상의 프린팅과 목표 조직의 분화 및 조직구조체를 만드는 연구에도 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.
목차
목 차 ⅰ그림 목차 ⅱ국문 요약 ⅳ제 1 장 서 론 1제 1절 연구배경 1제 2절 실험목적 3제 2 장 생체조직유래 바이오잉크 42.1 생체조직유래 바이오잉크 제작 42.2 바이오잉크의 물리적 성질의 특성 62.3 바이오잉크 농도별 세포 생존력 실험 7제 3 장 프린팅 변수에 따른 2차원 패터닝에서의 영향 93.1 프린팅 변수에 따른 2차원 패터닝 분석 93.2 노즐 직경에 따른 세포 생존력 실험 12제 4 장 3차원 구조물 프린팅 134.1 3차원 구조물 프린팅 134.2 가열 시스템 154.3 가열 조건에 따른 바이오잉크 농도별 3차원 프린팅 174.4 가열 조건에 따른 3차원 구조물 세포 생존력 실험 18제 5 장 3차원 세포 프린팅 가열 시스템의 효능 분석 20제 6 장 결 론 22참 고 문 헌 23ABSTRACT 29
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