Bioprinter
Delta 3D Bioprinters
바이오프린팅 (Bioprinting)이란?
생체 소재를 이용해 입체적인 형상을 구현하는 기술을 총칭하는 것입니다. 생체 소재로는 생분해성 고분자, 하이드로젤 (Hydrogel), 세포외기질(ECM) 유래 단백질 등이 단독 혹은 조합으로 사용되는 것이 일반적이며, 생체 적합성의 개선이나 실험의 목적에 따라 생장 인자 (Growth Factor)가 첨가되기도 합니다.
초기에는 생체 소재로만 출력하여, 세포가 안착하여 자랄 수 있는 구조물(Scaffold)로 활용하거나 골격의 보형물로 많이 연구되었습니다. 하지만 최근에는 세포들이 포함된 살아있는 구조체로 출력하여, 단순 구조를 넘어 기능적인 연구들이 활발히 진행되고 있는 추세입니다.
바이오프린팅의 응용
- 재생의학 (Regenerative Medicine) 연구
- 골격을 비롯해 피부, 간, 심장, 신경, 각막과 같은 조직의 재생 치료 연구에서 생체조직 구조의 재현을 위해서 활발히 응용되고 있습니다.
- 줄기세포 (Stem Cell) 연구
- 조직 또는 기관 수준의 줄기세포 분화 연구를 위한 목적으로 활용되고 있습니다.
- 암 질환 연구
- 암 조직의 구조적 특성 재현, 기저조직과의 상호작용 관찰, 전이기전 관찰의 목적으로 응용되고 있습니다.
- 발생연구
- 생물 발생 단계에서의 구조의 역할에 대한 연구에 적용되고 있습니다.
바이오 프린팅의 특징
- 자유로운 입체 형상 구현
- 바이오프린팅 기술은 사용자가 원하는 임의 형상의 구조체를 자유롭게 구현할 수 있습니다. 이는 기존의 실험 방법들로는 실현이 극히 어려웠습니다. 바이오 프린팅 기술은 sub-mm 수준 정밀도를 가지는 입체 구조체를 사용자의 필요에 맞게 생성할 수 있으며, 이를 통해 연구의 방법과 영역을 확장할 수 있습니다.
- 임상환경에 가까운 연구 환경 제공
- 바이오프린팅 기술은 조직 내지는 기관 수준의 연구 환경을 제공해 줍니다. 지금까지의 생물학 실험은 세포 수준에서 진행되는 것이 대중적이었습니다. 이는 임상환경과의 괴리가 커서 임상실험 결과의 예측력이 0.02% 수준으로 극히 낮은 한계가 있었습니다. 바이오프린팅 기술은 임상의 입체적인 환경과 구조를 재현해 주어, 임상환경에 더 가까운 현실적인 환경을 제공할 수 있습니다. 세포 수준을 뛰어넘어, 조직/기관 수준의 연구환경을 제공할 수 있으며, 이를 통해 생산된 결과는 더 높은 임상 응용 가능성을 기대할 수 있습니다.
- 반복재현성 있는 결과
- 바이오프린팅 기술은 로봇 자동화 기술에 기반해 오차를 최소화합니다. 시료간 오차, 배치간 오차를 줄여 실험 결과의 신뢰도를 개선하며, 효율적이고 경제적인 연구 진행을 가능케 합니다. 수작업 기반의 실험은 연구자에 따른 인적 오류 (Human Error)와 조작 오류 (Handling Error)가 발생하기 쉽습니다. 오류의 영향을 제거하기 위해 실험의 횟수를 늘이게 되어 비용을 증가시키는 면도 있습니다. 바이오프린팅 기술은 균질한 시료의 생산을 가능케 해 반복재현성 있는 실험 결과를 기대할 수 있습니다. 결과 검증의 반복 횟수를 줄여 신속하고 효율적인 연구 개발을 예상할 수 있습니다.