HU3DINKS 프로젝트는 인간과 함께 3D 바이오프린팅에 혁명을 일으키는 것을 목표로 합니다.

Jun 01, 2023

3D 프린팅용 휴먼 바이오 잉크(HU3DINKS)라는 새로운 프로젝트는 3D 바이오 프린팅을 위한 인체 조직 기반 바이오 잉크 개발을 목표로 하고 있습니다. IraSME 이니셔티브의 자금 지원을 받는 이 프로젝트는 국경 간 협력을 촉진하는 것을 목표로 합니다.

HU3DINKS 컨소시엄에는 벨기에와 오스트리아의 파트너가 포함되어 있습니다. THT Biomaterials(오스트리아 비엔나)는 인간 태반 유래 물질에 대한 전문 지식을 제공하고 BIO INX(벨기에 겐트)는 다양한 인쇄 기술을 위한 바이오 잉크 개발을 전문으로 합니다. MorphoMed(오스트리아 비엔나)는 의료용 실크 기술을 지원하고, UpNano(오스트리아 비엔나)는 2PP(바이오) 고해상도 바이오 3D 프린팅 기술의 전문 지식으로 유명합니다. 또한 새로 개발된 바이오 잉크의 생물학적 검증은 AUVA와 협력하여 Ludwig Boltzmann Institute for Traumatology에서 수행됩니다.

“이 기술은 성능 면에서 엄청난 발전을 이루었지만 현재는 주로 고성능 생물학적 재료의 부재로 인해 제한을 받고 있습니다. HU3DINKS 프로젝트는 건축과 구성 측면에서 인간의 세포 환경을 실제로 모방함으로써 현장의 패러다임 전환을 유도할 수 있습니다.”라고 UpNano의 재료 전문가인 Markus Lunzer는 말했습니다.

보다 인간과 유사한 3D 바이오프린팅을 향하여

현재 3D 바이오프린팅은 주로 젤라틴이나 콜라겐과 같은 동물 유래 물질에 의존합니다. 동물 실험을 대체하고 인간의 조직 상태와 더 유사하기 위해 동물을 사용하지 않는 대안에 대한 필요성이 대두되고 있습니다. 합성 고분자가 연구되었지만 생체 내 상황의 복잡성이 부족하여 체외 테스트와 동물 모델 간의 격차를 해소하지 못했다고 컨소시엄은 말합니다.

HU3DINKS 프로젝트는 압출 및 고해상도 레이저 기반 방법을 포함하여 3D 바이오프린팅을 위한 고성능 인체 조직 기반 바이오 잉크를 개발하는 것을 목표로 합니다. 상업적인 인간 조직 유래 물질을 이용할 수 있음에도 불구하고 생체 활성 및 3D 프린팅 성능은 여전히 ​​열악합니다. 따라서 HU3DINKS 컨소시엄은 보다 효율적인 3D 프린팅을 위해 이러한 재료를 바이오 잉크로 전환하려고 합니다.

결과적으로, 3D 프린팅된 인간 조직 모델은 기존 2D 세포 배양 기술에 비해 기본 3D 조직을 더 정확하게 표현합니다. 이를 통해 과학 연구에서 동물 사용을 줄이고, 대체하고, 개선한다는 3R 원칙에 맞춰 이러한 모델에서 약물이나 화장품을 테스트할 수 있습니다.

목표는 특히 2광자 중합(2PP)을 사용하는 고해상도 바이오프린팅을 통해 달성됩니다. 이 기술은 세포 내 분해능을 허용하여 복잡한 미세세포 구조를 효과적으로 모방합니다. 또한 2PP는 미세유체 칩 내에서 직접 인쇄를 용이하게 하여 약물 스크리닝 프로세스를 간소화하는 몇 안 되는 방법 중 하나입니다.

바이오프린팅: 손상된 조직을 복구하고 교체하는 새로운 방법

지난해 3D 바이오프린팅 전문기업 콜플랜트(ColPlant)는 소재 포트폴리오에 'Collink.3D 90'이라는 바이오잉크를 선보인 바 있다. 이 두 번째 재조합 인간 콜라겐(rhCollagen) 기반 소재는 향상된 기계적 특성으로 구별되며, 특히 경조직과 연조직의 3D 프린팅 요구 사항을 충족하도록 맞춤 제작되었습니다. 또한 이 잉크는 이러한 측면에서 기존 세포 배양용 하이드로겔을 능가하여 세포 이동을 가속화하는 것으로 보고되었습니다. 이러한 특성으로 인해 재생 의학 개발을 위한 "유망한 선택"이 되었다고 CollPlant는 말합니다.

핀란드 바이오프린팅 회사인 Binter는 탐페레 대학교의 Kellomäki 연구소 바이오재료 및 조직 공학 그룹과 제휴하여 3D 프린팅용 바이오잉크를 탐색하고 "바이오프린팅 분야의 발전"을 주도했습니다. 그들의 첫 번째 돌파구는 하이드로겔의 유변학적 특성으로 잘 알려진 전구체인 젤란검으로부터 광가교결합 가능한 바이오잉크를 생성하는 새로운 방법의 개발이었습니다. 팀은 2단계 가교 기술을 사용하여 이전에는 인쇄할 수 없었던 젤란검 잉크를 실행 가능한 바이오 잉크로 성공적으로 전환하여 3D 인쇄 구조를 제작할 수 있었습니다. 또한 팀은 이 기술을 다양한 다른 바이오잉크 제제에 적용할 가능성을 제안했습니다.