바이오소재

시장/기술/정책동향

작성자

제목

굵게

폰트색상

------- 원본 내용 --------- 거미가 만들어내는 거미줄, 새 날개의 속이 비어있는 깃털 혹은 식물 잎의 계층적인 도관처럼, 세상에는 다양한 기능을 가지고 있는 서로 다른 섬유들이 수도 없이 존재한다. 특히 넓은 표면적, 기계적 유연성 및 더욱 복잡한 구조로 집적할 수 있다는 것으로 인해, 자연의 디자인을 모방하여 마이크로 및 나노크기의 인공섬유 제작의 타당성을 제공해 주었다. 이런 섬유들은 재료과학 분야에서 다양한 활용이 가능하다.   일반적인 합성섬유 제작 방법으로는 항상 단일 성분의 실린더 형태의 섬유가 만들어지도록 되어 있다. 그러나 최근 개발된 기술은 유연한 형태의 다성분으로 이루어진 섬유의 제작을 가능하게 하였다.   이런 점에 착안하여, J. Qin 등은 생체모방형(biomimetic) 대나무를 닮은 마이크로 크기의 하이브리드 섬유(hybrid fiber)를 한 번에 제조할 수 있는 독특한 전략을 제안하였다. 특히 생체친화성 칼슘 알지네이트(calcium alginate) 마이크로섬유를 소수성 마이크로액적(hydrophobic microdroplet), 고분자 마이크로스피어(microsphere) 혹은 다세포 스페로이드(multicellular spheroid)와 성공적으로 결합시킬 수 있었다. 이 성분들은 독특한 대나무 형태의 섬유구조를 담당하는 물질이다.   하이브리드 섬유는 특별히 제작된 액적 미세유체 기기를 사용하여 제조되었다. 이 미세유체 기기에는 오일과 수용액을 시린지 펌프를 이용해 동시에 이동시킬 수 있는 마이크로채널이 장착되어 있다. 이 섞이지 않는 액체를 이용하면 액적이 만들어진다. 연속 수용액에 전단력을 가해 분산된 오일 상에 액적이 형성됨과 동시에 수용액 상에 용해되어 있는 친수성 단량체에 의해 마이크로 섬유의 겔화(gelation)가 이루어지도록 한다. 채널의 끝단에서, 방사용 오리피스(spinning orifice)가 섬유의 방사 과정을 조절하게 된다.   기존의 기법에 비해 단순하고 유연한 본 기술의 주요한 장점은, 다수의 성분와 형태를 가지면서 다양한 기능을 보유한 생체모방형 하이브리드 섬유를 제조할 수 있다는 점이다. 따라서, 조직공학 및 재생의학 분야에서 충분히 그 활용성을 찾을 수 있을 것으로 기대된다.       그림1> 소수성 오일 액적을 갖는 칼슘 알지네이트(CaA) 섬유와 분석 방법. (a) 밝은 부위는 CaA 섬유와 완전히 불소화된 액체(FC-40) 액적이 결합된 영상. (b) 섬유내 액적의 지름과 액적 간 거리를 측정하는 방법 
  
그림 2>탈수된 세포 스페로이드가 결합되어 대나무와 유가한 구조를 보여주는 마이크로 섬유. (a) 밝은 부위는 MSCs 스페로이드로 캡슐화된 탈수된 CaA 섬유. (b, c) CaA 섬유 내 MSCs 스페로이드의 형광 영상     원문정보: Flexible Fabrication of Biomimetic Bamboo-Like Hybrid Microfibers DOI: 10.1002/adma.201304974 출처 : KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』

거미가 만들어내는 거미줄, 새 날개의 속이 비어있는 깃털 혹은 식물 잎의 계층적인 도관처럼, 세상에는 다양한 기능을 가지고 있는 서로 다른 섬유들이 수도 없이 존재한다. 특히 넓은 표면적, 기계적 유연성 및 더욱 복잡한 구조로 집적할 수 있다는 것으로 인해, 자연의 디자인을 모방하여 마이크로 및 나노크기의 인공섬유 제작의 타당성을 제공해 주었다. 이런 섬유들은 재료과학 분야에서 다양한 활용이 가능하다.   일반적인 합성섬유 제작 방법으로는 항상 단일 성분의 실린더 형태의 섬유가 만들어지도록 되어 있다. 그러나 최근 개발된 기술은 유연한 형태의 다성분으로 이루어진 섬유의 제작을 가능하게 하였다.   이런 점에 착안하여, J. Qin 등은 생체모방형(biomimetic) 대나무를 닮은 마이크로 크기의 하이브리드 섬유(hybrid fiber)를 한 번에 제조할 수 있는 독특한 전략을 제안하였다. 특히 생체친화성 칼슘 알지네이트(calcium alginate) 마이크로섬유를 소수성 마이크로액적(hydrophobic microdroplet), 고분자 마이크로스피어(microsphere) 혹은 다세포 스페로이드(multicellular spheroid)와 성공적으로 결합시킬 수 있었다. 이 성분들은 독특한 대나무 형태의 섬유구조를 담당하는 물질이다.   하이브리드 섬유는 특별히 제작된 액적 미세유체 기기를 사용하여 제조되었다. 이 미세유체 기기에는 오일과 수용액을 시린지 펌프를 이용해 동시에 이동시킬 수 있는 마이크로채널이 장착되어 있다. 이 섞이지 않는 액체를 이용하면 액적이 만들어진다. 연속 수용액에 전단력을 가해 분산된 오일 상에 액적이 형성됨과 동시에 수용액 상에 용해되어 있는 친수성 단량체에 의해 마이크로 섬유의 겔화(gelation)가 이루어지도록 한다. 채널의 끝단에서, 방사용 오리피스(spinning orifice)가 섬유의 방사 과정을 조절하게 된다.   기존의 기법에 비해 단순하고 유연한 본 기술의 주요한 장점은, 다수의 성분와 형태를 가지면서 다양한 기능을 보유한 생체모방형 하이브리드 섬유를 제조할 수 있다는 점이다. 따라서, 조직공학 및 재생의학 분야에서 충분히 그 활용성을 찾을 수 있을 것으로 기대된다.       그림1> 소수성 오일 액적을 갖는 칼슘 알지네이트(CaA) 섬유와 분석 방법. (a) 밝은 부위는 CaA 섬유와 완전히 불소화된 액체(FC-40) 액적이 결합된 영상. (b) 섬유내 액적의 지름과 액적 간 거리를 측정하는 방법 
  
그림 2>탈수된 세포 스페로이드가 결합되어 대나무와 유가한 구조를 보여주는 마이크로 섬유. (a) 밝은 부위는 MSCs 스페로이드로 캡슐화된 탈수된 CaA 섬유. (b, c) CaA 섬유 내 MSCs 스페로이드의 형광 영상     원문정보: Flexible Fabrication of Biomimetic Bamboo-Like Hybrid Microfibers DOI: 10.1002/adma.201304974 출처 : KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』

작성일

첨부파일

스팸방지

[새로고침]
※ 스팸 등록 방지를 위해 계산식의 답을 입력해 주시기 바랍니다.