싱가포르 난양공과대학(총장 수브라 수레쉬)은 조남진 재료과학공학과 교수 연구팀이 해바라기 꽃가루를 이용해 3D 프린팅 바이오 잉크 재료를 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 연구에 장태식 조선대 조교수도 함께 참여했다.

기존 하이드로젤 기반 바이오 잉크는 프린팅 후 형상 유지가 어려워 원하는 3D 형태와 구조를 유지할 수 있는 결과물을 얻기 힘든 어려움이 있었다. 연구진이 개발한 꽃가루 기반 바이오 잉크는 생체분야 3D 프린팅에 사용되는 현재 잉크를 대체할 수 있다.

이번 연구에 활용된 꽃가루 기반 하이브리드 잉크 개발 공정은 비누 제조와 유사하다. 알칼리성 용액에 해바라기 꽃가루를 6시간 동안 반응시켜 꽃가루 마이크로겔 입자를 형성해 잉크를 제조할 수 있다.

연구진은 꽃가루 기반 3D 프린팅 잉크의 기능을 평가하기 위해 생체 조직 '스카폴드'를 인쇄했다. 스카폴드는 세포 배양에 사용 가능한 조직의 일종으로 세포가 자랄 수 있는 지지체 역할을 한다. 연구 결과 꽃가루 기반 스카폴드가 조직 재생에 필수적인 세포 부착과 성장에 적합한 것으로 나타났다.

이번 연구로 자연의 폐기물로 여겨졌던 꽃가루가 기존 바이오 프린팅 잉크를 대체할 수 있는 지속 가능면서도 저렴한 대체 재료로서 가능하다는 것이 증명됐다.

조남준 교수는 "꽃가루가 외부 자극에 반응하는 성질을 고려해 스마트 약물 운반체로 사용될 가능성도 있다"면서 "크기, 모양, 표면 특성이 다양한 꽃가루 종이 수 없이 많다는 점에서 꽃가루 마이크로겔 서스펜션을 활용해 새로운 차원의 친환경 3D 프린팅 소재를 만들 수 있을 것"이라고 전망했다.

공동 저자인 송주하 화학·생물의공학대학 조교수는 "이번 연구 결과는 상처 드레싱 패치나 안면 마스크와 같이 인간의 피부 윤곽에 정확히 맞는 유연한 맞춤형 막에 새로운 문을 열 수 있다"며 "꽃가루 기반 3D 프린팅을 통해 인체 피부의 윤곽에 맞게 제작하고 파손 없이 구부릴 수 있는 막을 쉽게 제작할 수 있게 되었다"고 설명했다.

이번 연구는 지난 25일 과학저널 'Advanced Functional Material' 표지로 소개됐다. 이 연구는 발명품과 창의성을 미래 인류의 경제적 이익과 삶의 질을 향상하는 결과로 전환하려는 싱가포르 난징공대의 2025년 전략 계획에 따른 것이다.