응력이 3d프린팅에서 어떤 원리로 되는지
3d프린팅에서 응력이 어떻게 활용되는지 궁금합니다 특히 바이오프란팅에서 바이오잉크에 응력이 어떻게 사용되어지는지 궁금합니다!
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
3D 프린팅에서 응력은 여러 방식으로 관련됩니다. 일반적인 3D프린팅에서는 출력물의 구조적 강도나 디자인 최적화 시 응력 분포를 고려합니다. 특히 날카로운 부분은 응력 집중으로 취약해질수있습니다.
입출 방식 3D프린팅에서는 재료를 노즐로 밀어낼 때전단응력이 발생하여 재료가 흐르도록 합니다.
바이오프린티에서 바이오잉크는 압출시 전단응력을 받습니다. 이 응력은 바이오잉크의 흐름성을 결정하지만 세포 생존율에도 영향을 줄수있습니다. 따라서 바이오잉크는 인쇄중 적절히 흐르고 인쇄후 형태를 유지하도록 응력에 대한 유변한적 특성이 중요하게 설계됩니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
바이오 잉크는
프린터에서 배출 후
프린트된 형상을 유지해야되는데요
형상유지와 젤화 되는 특성을 모두 가져야 인쇄적성을 가진다 할 수 있습니다.
즉, 프린트 노즐로 부터 액체로 배출되었다가
프린트 페이퍼에 접촉하는 순간부터 프린트된 형상을 유지해야하는데요.
이러한 구조적 안정성을 갖기 위해
전단감소 거동과 젤화 특성을 가져야 합니다.
전단감소거동은
전단응력이
바이오잉크에 가해지는 동안 바이오이크는 프린트되며
전단응력이 줄어드는 순간!
바이오잉크는 원하는 형상을 그대로 유지하게 됩니다.
바이오잉크 젤화는 물리적/화학적으로 발생가능한데요
물리적젤화는 이온/ 수소/ 분자간 결합
화학적젤화는 효소/ 화학물질/ 빛에 의한 결합
으로 발생합니다.
일반적으로 물리적젤화는 삼차원 프린터물에서 구조적 안정성을 주지만
장기간 조직배양위해 프린트된 구조물은 화학적으로 젤화 시켜야하구요
바이오잉크는
기본적으로 인쇄적성, 프린트된 구조물의 구조적안정성 줄수있는 젤화특성,
그리고 세포간 / 세포와 잉크간 상호작용/ 구조체 안의 혈관화, 세포의 분화를 조절가능한 특성을 가져야함에도
현재까지 이런 조건들을 완벽하게 만족하는 바이오잉크는 없는 것으로 압니다.
3D 프린팅에서는 응력이 구조물의 강도와 안정성을 결정하는 중요한 요소입니다.
특히 바이오프린팅에서 바이오잉크에 가해지는 응력은 세포의 생존과 기능에 영향을 미치게 되는데여.
바이오프린팅 중에는 노즐을 통해 바이오잉크를 압출하는 과정에서 압력과 전단 응력이 필연적으로 발생하게 됩니다.
이 응력은 세포의 형태와 배열을 조절하며 적절한 응력은 세포 생존율을 높이고 조직 형성을 촉진하고 프린팅 후 구조물의 응력 분포를 분석하여 생체 조직의 기계적 특성을 최적화하고 안정성을 확보합니다.