과학자들은 생물학적 조직을 모방한 3D 프린팅 물질을 개발함
※ 기사. Scientists Develop 3D Material That Mimics Biological Tissue
https://www.courthousenews.com/scientists-develop-3d-material-that-mimics-biological-tissue/
※ 연구. Liquid‐Crystal‐Elastomer‐Based Dissipative Structures by Digital Light Processing 3D Printing
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202000797
최근 연구자들은 한 때 불가능하다고 생각되었던 업적이었던, 실제 생물학적 조직(biological tissue)을 완전히 모방할 수 있는 3D 프린팅 물질을 만들었다고 발표했음.
인간과 다른 생명체들이 그들의 생존을 돕기 위해 갖추고 있는 수많은 생물학적 요소들 중 생물학적 조직은 틀림없이 가장 유용한 것 중 하나임. 생물학적 조직은 본질적으로 어떤 장기에 필요한 모양과 보호를 제공하는 것과 같이 공유된 생물학적 목적을 위해 함께 작용하는 세포들의 상호 연결된 네트워크임.
연구원들은 세포의 복잡성 때문에 생물학적 조직을 적절하게 복제하기 위해 오랫동안 애써왔음. 진화는 지구의 자연사 과정에서 그러한 조직을 만들 수 있었을지 모르지만, 인간이 만든 대체물을 만드는 것은 어려운 도전이라는 것이 증명되었음.
콜로라도 덴버 대학과 중국 남부 과학 기술 대학의 과학자들은 이번 주 Advanced Materials 저널에서 현실이 바뀌었다고 발표했음.
CU 덴버의 스마트 머티리얼즈와 바이오매틱스 연구소(Smart Materials and Biomechanics Lab)에서 근무하고 있는 기계공학자인 크리스 야카키 교수가 이끄는 연구원들은 디지털 라이트 프로세싱이라고 알려진 3D 프린팅 공정을 사용하여 자연 생물학적 조직(natural biological tissue)을 완벽하게 복제할 수 있는 특별한 물질을 만드는 방법을 배웠음.
이 디자인은 다양한 용도와 뛰어난 탄성, 상당한 양의 에너지를 발산하는 독특한 능력으로 잘 알려진 종류의 부드러운 물질인 크리스탈 탄성기의 사용에 바탕을 둠.
야카키는 "누구나 크리스탈에 대해 들어본 적이 있다"면서 "크리스탈 폴리머(polymer, 중합체)에 대해 들어본 적이 있을 것"이라고 말했음. "우리의 도전은 그것들을 엘라스토머와 같은 부드러운 폴리머로 만들어서 충격 흡수제로 사용하는 것이다. 이는 복잡성의 수준이 낮아지는 시기이다."
이러한 도전에도 불구하고, 야카키와 연구원들은 그들의 목표를 향해 물질을 구부리는 새로운 방법을 탐구했음.
야카키는 "척추에 대한 도전은 많으며 풀기 어려운 문제"라고 말했음. "사람들은 합성 척추 조직 디스크(synthetic spinal tissue discs)를 만들려고 시도했지만 잘 해결하지 못했다. 3D 프린팅과 고해상도로 인해 당신은 사람의 해부학적 구조와 정확히 일치할 수 있다. 언젠가는 척추를 고정시키기 위해 세포를 배양할 수 있을지도 모르지만, 현재로서는 차세대 물질로 한 걸음 더 나아갈 수 있다. 거기가 우리가 도달하고 싶은 곳이다."
이 새로운 생물학적 조직 대체물은 무수히 많은 다른 방법으로도 사용될 수 있음. 이 재료의 한 가지 잠재적 용도는 발가락에 충격을 흡수하는 임플란트를 만드는 것일 수 있는데, 이는 잘못된 커피 테이블에 있는 동안 발가락이 뭉쳐지지 않도록 하는 데 잠재적으로 도움이 될 수 있음.