์ด ๋ฌธ์„œ์˜ ์›๋ณธ์€ ์™ธ๋ถ€ ์œ„ํ‚ค์—์„œ ๊ฐ€์ ธ์™”์Šต๋‹ˆ๋‹ค.
1. ํด๋ฆฌ์ –์‚ฐ (Poly Lactic Acid / Poly LActide)
1.1. 3D ํ”„๋ฆฐํŒ…์—์„œ
2. ์ค‘๊ตญ ์ธ๋ฏผํ•ด๋ฐฉ๊ตฐ3. ๋Œ€ํ•œ๋ฏผ๊ตญ์˜ ํ”„๋กœ๋ ˆ์Šฌ๋ง ๋‹จ์ฒด

1. ํด๋ฆฌ์ –์‚ฐ (Poly Lactic Acid / Poly LActide)[ํŽธ์ง‘]



์ฃผ๋กœ ์˜ฅ์ˆ˜์ˆ˜์™€ ์‚ฌํƒ•์ˆ˜์ˆ˜ ๋“ฑ์˜ ์‹๋ฌผ๋กœ ๋งŒ๋“œ๋Š” ์ƒ๋ถ„ํ•ด์„ฑ ์ˆ˜์ง€์ด๋‹ค. ์ –์‚ฐ์„ ๋‹จ์œ„์ฒด๋กœ ์ง€๋‹Œ ์ค‘ํ•ฉ์ฒด์ด๋ฉฐ ๋ณดํ†ต ์ –์‚ฐ ๊ทธ ์ž์ฒด๋ฅผ ์ค‘ํ•ฉํ•ด์„œ ํ•ฉ์„ฑํ•˜๊ธฐ ๋ณด๋‹จ ๋ฌด์ˆ˜์ –์‚ฐ์„ ring open polymerizationํ•ด์„œ ๋งŒ๋“ ๋‹ค. ์„ธ๊ณ„์ ์œผ๋กœ ์นœํ™˜๊ฒฝ(์ƒ๋ถ„ํ•ด์„ฑ) ๊ณ ๋ถ„์žํ™”ํ•ฉ๋ฌผ ์ค‘ ๊ฐ€์žฅ ๋งŽ์ด ์ƒ์‚ฐ๋˜๊ณ  ์žˆ์œผ๋ฉฐ, ๊ฐ€์ˆ˜๋ถ„ํ•ด ์‚ฐ๋ฌผ์ด ์ –์‚ฐ์ด๋ผ ์ƒ์ฒด์— ๋…์„ฑ์€ ์—†์œผ๋‚˜ ๋ถ„ํ•ด ์‹œ ์ฃผ๋ณ€์˜ pH๊ฐ€ ๋‚ฎ์•„์ง€๋Š” ๋‹จ์ ์ด ์žˆ๋‹ค. ๊ธฐ๊ณ„์  ๊ฐ•๋„๋Š” ์•„์ฃผ ์ข‹์€ ํŽธ์€ ์•„๋‹ˆ๋‚˜ ์ธ์ฒด์— ๋ฌดํ•ดํ•˜๊ณ  ๋ฐ”์ด์˜ค๋งค์Šค์—์„œ ์ƒ์‚ฐ์ด ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋ฉฐ ๊ฐ€๊ณต์„ฑ์ด ์šฐ์ˆ˜ํ•˜๋‹ค๋Š” ์žฅ์  ๋•Œ๋ฌธ์— ์žฌ๊ฑด ์„ฑํ˜•์ˆ˜์ˆ  ์‹œ ์ธ์ฒด์— ์‚ฝ์ž…ํ•˜๋Š” ๋ถ€ํ’ˆ์„ ๋งŒ๋“ค ๋•Œ ๋„๋ฆฌ ์‚ฌ์šฉ๋œ๋‹ค. ๋”๋ถˆ์–ด ๊ณ ๊ธ‰ํ˜• ํ‹ฐ๋ฐฑ์˜ ์žฌ๋ฃŒ๋กœ๋„ ์“ฐ์ด๊ณ [1] ์กฐ์ง๊ณตํ•™ ์„ธํฌ๋ฅผ ์ง€์ง€ํ•˜๋Š” ์ง€์ง€์ฒด(scaffold)๋กœ ์ž์ฃผ ์‚ฌ์šฉ๋˜๋ฉฐ, 3D ํ”„๋ฆฐํ„ฐ์— ์‚ฌ์šฉ๋˜๋Š” ์žฌ๋ฃŒ๋กœ๋„ ๊ฐ๊ด‘๋ฐ›๊ณ  ์žˆ๋‹ค.

์žฌ์‚ฌ์šฉ ๋ฐ ์žฌํ™œ์šฉ[2]์€ ๊ฐ€๋Šฅํ•˜์ง€๋งŒ ํ•œ๊ตญ์—์„œ๋Š” ์•„์ง๊นŒ์ง€ ์ƒ๋ถ„ํ•ด์„ฑ ๋ฌผ์งˆ์„ ์ฒ˜๋ฆฌํ•˜๋Š” ํ–‰์ •์ ยท์‚ฐ์—…์  ๋Šฅ๋ ฅ์ด ์—†์–ด ๊ทธ๋ƒฅ ์ผ๋ฐ˜์“ฐ๋ ˆ๊ธฐ๋กœ ๋ฐฐ์ถœํ•ด์•ผ ํ•œ๋‹ค.

1.1. 3D ํ”„๋ฆฐํŒ…์—์„œ[ํŽธ์ง‘]

์ด ์ค‘ 3D ํ”„๋ฆฐํŒ…์— ์žˆ์–ด์„œ๋Š” ABS์™€ ํ•จ๊ป˜ ๊ฐ€์žฅ ๋งŽ์ด ์‚ฌ์šฉ๋˜๋Š” ๊ณ ๋ถ„์ž์ด๋‹ค. ABS(ํ”Œ๋ผ์Šคํ‹ฑ)์™€ ๋‹ฌ๋ฆฌ ์ˆ˜์ถ•์„ฑ์ด ๋œํ•œ ํŽธ์ด๋ฉฐ, ์˜ฅ์ˆ˜์ˆ˜ ์ „๋ถ„์„ ์ฃผ ์„ฑ๋ถ„์œผ๋กœ ๋งŒ๋“ค๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ์„์œ  ๊ณ„์—ด์˜ ABS๋ณด๋‹ค๋Š” ์นœํ™˜๊ฒฝ์ ์ธ ํŽธ์ด๋‹ค. ABS์™€ ๋‹ฌ๋ฆฌ ์—ญํ•œ ๋ƒ„์ƒˆ๊ฐ€ ๊ฑฐ์˜ ๋‚˜์ง€ ์•Š์œผ๋ฉฐ[3] ์ธ์ฒด์— ์œ ํ•ดํ•œ ์š”์†Œ๊ฐ€ ๊ฑฐ์˜ ๋ฐœ์ƒํ•˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค. ๋‹ค๋งŒ ์ถœ๋ ฅ์‹œ์— ๋ฏธ์„ธ๋จผ์ง€๋Š” ๋ฐœ์ƒํ•˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์—, ํ™˜๊ธฐํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์ด ์ถ”์ฒœ๋œ๋‹ค. ๋˜ํ•œ ๊ท ์—ด์ด๋‚˜ ์ˆ˜์ถ• ํ˜„์ƒ ๋“ฑ์ด ์ ๋‹ค๋Š” ์žฅ์ ์„ ๊ฐ€์ง€๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ABS์— ๋น„ํ•ด ์ƒ๋Œ€์ ์œผ๋กœ ๋น„์‹ผ ํŽธ (๋Œ€๋žต 10~20% ์ •๋„)์ด๊ณ , ํ›„๊ฐ€๊ณต์ด ABS ์†Œ์žฌ๋ณด๋‹ค๋Š” ์–ด๋ ต๋‹ค๋Š” ๋‹จ์ ์„ ๊ฐ€์ง€๊ณ  ์žˆ๋‹ค.

3D ํ”„๋ฆฐํ„ฐ๋ฅผ ์ฒ˜์Œ ์ ‘ํ•˜๋Š” ์‚ฌ์šฉ์ž๋ผ๋ฉด, PLA๋ฅผ ์„ ํƒํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์ด ๊ฐ€์žฅ ๋ฌด๋‚œํ•˜๋‹ค. ABS์™€ ๋งˆ์ฐฌ๊ฐ€์ง€๋กœ ์Šต๊ธฐ์— ์•ฝํ•˜๋ฏ€๋กœ ๋ณด๊ด€ ์‹œ ์ฃผ์˜ํ•ด์•ผ ํ•œ๋‹ค.[4] ๋ณดํ†ต์€ ์‚ฌ์šฉํ•˜๊ณ  ๋‚˜์„œ ์Šต๊ธฐ์ œ๊ฑฐ์ œ์™€ ํ•จ๊ป˜ ์šฉ๊ธฐ๋‚˜ ์ง€ํผ๋ฐฑ์— ๋„ฃ์–ด์„œ ๋ณด๊ด€ํ•œ๋‹ค. ๋„ˆ๋ฌด ์Šต๊ธฐ๊ฐ€ ์ฐผ๋‹ค๊ณ  ์ƒ๊ฐ๋˜๋ฉด 40-45๋„๋กœ ๋‹ฌ๊ตฐ ์˜ค๋ธ์— 4์‹œ๊ฐ„์ฏค ๊ฑด์กฐ์‹œํ‚ค๋Š” ๊ฒƒ๋„ ๋ฐฉ๋ฒ•.

์‹ค์ œ PLA ์ถœ๋ ฅ๋ฌผ์€ ABS ์žฌ์งˆ๊ณผ ๋น„๊ตํ•˜๋ฉด ์•ฝ๊ฐ„ ๋ถ€์„œ์ง€๊ธฐ ์‰ฌ์šด ํŠน์„ฑ์ด ์žˆ์œผ๋‚˜ ์‰ฝ๊ฒŒ ๋ถ€์„œ์ง€์ง€๋Š” ์•Š์œผ๋ฉฐ ํฐ ๋ชจ๋ธ์„ ์ถœ๋ ฅํ•˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ์—๋„ ABS ์žฌ์งˆ๊ณผ๋Š” ๋‹ค๋ฅด๊ฒŒ ๊ท ์—ด์ด๋‚˜ ํœจ, ์ˆ˜์ถ• ํ˜„์ƒ์ด ์ ์€ ํŽธ์ด๊ณ  ABS์™€ ๋‹ฌ๋ฆฌ ์‹๋ฌผ์„ฑ ๋ƒ„์ƒˆ๊ฐ€ ๋‚˜๋ฉฐ ๋ฐ˜์ง์ด๋Š” ํŠน์„ฑ์ด ์žˆ๊ณ  ํ•„๋ผ๋ฉ˜ํŠธ ์ƒ‰์ƒ๋„ ์—ฌ๋Ÿฌ ๊ฐ€์ง€๊ฐ€ ๋‚˜์˜ค๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ABS์™€ ๋‹ฌ๋ฆฌ ์˜จ๋„๊ฐ€ ๋‚ด๋ ค๊ฐ€๋„ ์ˆ˜์ถ•์ด ์ž˜ ์•ˆ๋˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ๋น„๊ต์  ์•ˆ์ •์ ์ธ ์ถœ๋ ฅ์ด ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋‹ค. ๋ณ„๋„์˜ ํžˆํŠธ๋ฒ ๋“œ๊ฐ€ ํ•„์š”์—†์œผ๋ฉฐ, PLA๋กœ ์ถœ๋ ฅํ•œ ๋ชจ๋ธ์€ ํŠผํŠผํ•˜์ง€๋งŒ ์ƒ๋Œ€์ ์œผ๋กœ ์ž˜ ๋ถ€์Šค๋Ÿฌ์ง€๋Š” ์„ฑ์งˆ์ด ์žˆ์–ด ๊ณ ์˜จ์—์„œ ์‚ฌ์šฉํ•ด์•ผ ํ•˜๋Š” ์ƒํ™ฉ์—์„œ๋Š” ์‚ฌ์šฉํ•  ์ˆ˜ ์—†๋‹ค. ๊ณ ์˜จ์˜ ์ƒํ™ฉ์—์„œ ๊ผญ ์‚ฌ์šฉํ•ด์•ผํ•œ๋‹ค๋ฉด 65๋„๋กœ ๋‹ฌ๊ตฐ ์˜ค๋ธ์—์„œ ๋„ฃ์–ด ์„œ์„œํžˆ ๋ƒ‰๊ฐ์„ 3์„ธํŠธ ๋ฐ˜๋ณตํ•˜์—ฌ, ์–ด๋‹๋ง ํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๋‚ด์—ด์„ฑ์„ ์–ด๋А ์ •๋„ ํ™•๋ณดํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค.

PLA ์ถœ๋ ฅ๋ฌผ์˜ ์ˆ˜๋ช…์€ ์ƒ์˜จ์˜ ๊ฑด์กฐํ•œ ๊ณต๊ธฐ ์ ‘์ด‰๋งŒ์œผ๋กœ๋Š” ์ผ๋ฐ˜์ ์ธ ํ”Œ๋ผ์Šคํ‹ฑ๊ณผ ๋น„์Šทํ•˜์ง€๋งŒ ์ฃผ๋กœ ์ƒ๋ถ„ํ•ด์— ์˜ํ•œ ์ˆ˜๋ช…๊ฐ์†Œ๊ฐ€ ๊ฐ€์žฅ ํฐ ๋น„์ค‘์„ ์ฐจ์ง€ํ•œ๋‹ค. ์‹ค์ œ ์‚ฌ๋ก€๋กœ ๋ฏธ์ƒ๋ฌผ์ด ๊ฑฐ์˜ ์—†๋Š” ๊นจ๋—ํ•œ ์ƒํƒœ์˜ ๋ฌผ์†์—์„œ๋Š” ํ’ˆ์งˆ ์ €ํ•˜๊ฐ€ ๊ฑฐ์˜ ์—†์œผ๋ฉฐ ์–ดํ•ญ๊ณผ ๊ฐ™์ด ๋ฏธ์ƒ๋ฌผ์ด ๋‹ค์ˆ˜ ์„œ์‹๊ฐ€๋Šฅํ•œ ํ™˜๊ฒฝ์—์„œ๋Š” ์ˆ˜๊ฐœ์›” ๋‚ด์— ํ’ˆ์งˆ ์ €ํ•˜๊ฐ€ ์œก์•ˆ์œผ๋กœ๋„ ํ™•์ธ ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์ˆ˜์ค€์œผ๋กœ ๋ชฉ๊ฒฉ๋˜์—ˆ๋‹ค. ์ผ๋ฐ˜์ ์œผ๋กœ ๋ฏธ์ƒ๋ฌผ์ด ํ™œ๋ฐœํ•œ ๊ณ ์˜จ ๋‹ค์Šตํ•œ ํ™˜๊ฒฝ์ผ์ˆ˜๋ก ์ˆ˜๋ช…์— ์ง์ ‘์ ์œผ๋กœ ์˜ํ–ฅ์„ ์ค€๋‹ค.

PLA+๋ผ๋Š”, ๊ฐ•์„ฑ์„ ์ผ๋ฐ˜ PLA๋ณด๋‹ค 3๋ฐฐ ์ •๋„ ๋Š˜๋ฆฐ ํ•„๋ผ๋ฉ˜ํŠธ๋„ ์žˆ๋‹ค.

2. ์ค‘๊ตญ ์ธ๋ฏผํ•ด๋ฐฉ๊ตฐ[ํŽธ์ง‘]

ํ•ญ๋ชฉ ์ฐธ์กฐ.

3. ๋Œ€ํ•œ๋ฏผ๊ตญ์˜ ํ”„๋กœ๋ ˆ์Šฌ๋ง ๋‹จ์ฒด[ํŽธ์ง‘]

PLA(ํ”„๋กœ๋ ˆ์Šฌ๋ง) ํ•ญ๋ชฉ ์ฐธ์กฐ.

[1] ๋ถ„ํ•ด๋˜๋ฉด ์ –์‚ฐ์ด ๋˜๊ธฐ์— ์—ด์„ ๊ฐ€ํ•ด๋„ ํ™˜๊ฒฝ ํ˜ธ๋ฅด๋ชฌ์œผ๋กœ๋ถ€ํ„ฐ ์ž์œ ๋กญ๋‹ค. ๋‹ค๋งŒ ํ•œ๊ตญ์—์„œ๋Š” PLA๋ณด๋‹ค๋Š” ๋‚˜์ผ๋ก ์„ ๋” ๋งŽ์ด ์“ด๋‹ค.
[2] ์œ ํšจ์„ฑ๋ถ„๋งŒ ์ถ”์ถœํ•ด ๊ฐ์ข… ํ•„๋ฆ„์ด๋‚˜ ํ‡ด๋น„๋กœ ์‚ฌ์šฉํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค.
[3] ABS๊ฐ€ ์ถœ๋ ฅ์„ ํ•  ๋•Œ ์—ญํ•œ ๋ƒ„์ƒˆ๊ฐ€ ๋‚œ๋‹ค๋ฉด, PLA๋Š” ๋‹ฌ๊ณ ๋‚˜ ๋ƒ„์ƒˆ๊ฐ€ ๋‚œ๋‹ค.
[4] PLA๊ฐ€ ์Šต๊ธฐ๋ฅผ ๋จน์œผ๋ฉด ์ถœ๋ ฅํ•  ๋•Œ ๋…ธ์ฆ์—์„œ ๋‚˜์˜ค๋ฉด์„œ ์ž‘์€ 'ํ†กํ†ก' ์†Œ๋ฆฌ์™€ ํ•จ๊ป˜ ๊ธฐํฌ๊ฐ€ ์ƒ๊ธฐ๋ฉด์„œ ์ถœ๋ ฅ๋œ๋‹ค.