세부연구목표: 원천기술은 연구개발의 근간이 되는 핵심 요소입니다.  3PnB 연구실은 다양한 3차원 프린팅 기술과 생체재료 가공 기술을 기반으로, 바이오인공장기 개발을 위한 핵심 요소기술을 지속적으로 개발하고 있습니다. 이러한 원천기술은 바이오인공장기뿐만 아니라 환자 맞춤형 의료기기 및 정형외과용 인공 보형물(prosthesis) 등 임상 중개연구로 확장되고 있습니다. 

• Technology  1: 다양한 첨단 프린팅 기술 개발 (FDM, DLP, EHD, Inkjet 등 다양한 3D 프린터 보유) 

• Technology  2: 세포 및 생체재료 (ex. 바이오 재료, 전도성 재료 등) 바이오프린팅 공정기술 개발

• Technology  3: 3D 프린팅 소재화를 위한 기계적 & 유변학적 재료 특성 분석 

• Technology  4: 환자 맞춤형 이식재 & 의료기기 3D CAD 모델링 및 Ansys 구조 및 유동해석  

세부연구목표: : 세포는 다양한 물리적 자극 & 환경을 인지하며, 이는 조직 형성 또는 병리적 변화에 핵심적인 영향을 미칩니다. 3PnB 연구실은 세포가 인지하는 기계적 자극에 대한 이해를 학문적 모티베이션으로 삼아, 이를 반영한 바이오인공장기 개발 연구를 수행하고 있습니다. 

• Interest 1: 피부 표피돌기 물리적 형상 & 발생학적 기전연구 (Epidermal Ridge & Morphogenesis)

• Interest 2: 관류성 혈관 & 전단응력 (Blood Vessel & Fluid Shear Stress)

• Interest 3: 근골격계통 & 축하중 및 전기자극 (Muscle & Axial Load/Electrical)

• Interest 4:  종양 & 세포외기질의 강성 (Tumor & Stiffness)

세부연구목표: 조직공학의 응용 범위를 확장하여, 3PnB 연구실은 화장품 및 신약 독성·효능 평가를 위한 동물실험 대체용 미니 장기칩(Organ-on-a-Chip) 개발을 진행하고 있습니다. 

• Mission 1: 화장품 테스트을 위한 인공피부 개발 

• Mission 2: 신약 테스트를 위한 혈관칩 개발

• Mission 3: 비만약 및 근감소증 치료 신약 테스트를 위한 인공근육 및 지방 개발

• Mission 4: 환자 맞춤형 종양 모델 대량생산 기술 개발

세부연구목표: 조직공학의 궁극적인 목표는 손상된 조직과 장기를 대체할 수 있는 이식 가능한 바이오인공장기를 개발하는 것입니다. 3PnB 연구실은 이를 실현하기 위해 biomechanical 및 biological 측면을 모두 고려한 기능성 3D 구조체 및 약물전달시스템을 설계하고 제작하고 있습니다. 

• Mission 1: Mechanical and Biological Factors가 동시에 고려된 이식용 인공혈관 개발

• Mission 2: 혈관화 및 기계적 물성이 강화된 재생용 피부패치 개발

• Mission 3: 피부 모발 재생 패치 개발

• Mission 4:  피부 경피 투과성 약물 마이크로니들 개발

세부연구목표:  살아있는 세포와 조직의 물리적살아있는 세포와 조직의 성숙화를 위해서는 실제 생체 조직이 받는 물리적 자극을 체외에서 재현하는 것이 필수적입니다. 3PnB연구실은 이러한 물리적 환경을 구현할 수 있는 바이오리액터 시스템을 개발하고 있습니다. 

• Mission 1: 세포대량생산 및 증식 최적화를 위한 교반 바이오리액터 물리적 환경 최적화 (Feat. CFD 시뮬레이션 활용)

• Mission 2: 인공혈관 성숙화를 위한 유동기반 바이오리액터 시스템 개발

• Mission 3: 인공근육 자극을 위한 주기적 변형 스트레인 바이오리액터 개발

세부연구목표: EHD 프린팅은 나노미터급 고해상도 패터닝과 생체적합 소재의 정밀 인쇄가 가능하여, 바이오센서 및 유연 bioelectronics 제작에 최적화된 기술입니다. 3PnB 연구실은 이러한 프린팅 원천기술을 바탕으로 정밀 biosensor 및 bioelectronics 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 이는 조직공학기술에 생체전자 기술을 더하여 지능적인 스마트 바이오인공조직을 구현을 가능하게 할 수 있습니다.

• Mission 1: EHD Jetting (Electro Hydro Dynamic) 기반 나노 프린팅 공정개발  

• Mission 2: Printed Biosensor (ex., 혈당 및 산소 센서) applied for Tissue-Sensor Platform

• Mission 3: Printed Bioelectronics 피부 감각신경 (압력, 촉각 센서) applied for Tissue-Communicator/Electromodulator Platform