사업화 유망기술

생분해성 광경화 레진 합성 및 기공이 연결된 다공성 구조체의 DLP 3D 프린팅 방법

생분해성 광경화 레진 합성 및 기공이 연결된 다공성 구조체의 DLP 3D 프린팅 방법

기존 PLA 소재를 블랜딩해줌으로써 광경화성 생분해 레진 개발 및 기공이 연결된 다공성 구조체의 DLP 3D 프린팅 기술

보유기관 : 한국생산기술연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

기존 PLA 소재를 블랜딩해줌으로써 광경화성 생분해 레진 개발 및 기공이 연결된 다공성 구조체의  DLP 3D 프린팅 기술

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
생분해성 광경화 레진 합성 및 기공이 연결된 다공성 구조체의 DLP 3D 프린팅 방법 10-2020-0181074
FDM 3D 프린팅을 이용한 다공성 스캐폴드의 제조방법에 있어서의 기공 조절 방법 10-2017-0167585
발포용 생분해성 수지의 유변물성 증대를 위한 선택적 이온결합성 사슬 연장제 10-2018-0140982
FDM 3D 프린팅을 이용한 의료용 이중 기공 스캐폴드의 제조방법 10-2017-0152495

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- DLP 3D 프린팅에 사용되는 resin은 대부분 acrylate 기반의 재료가 사용되고 있기 때문에 생체 적합성 및 환경적 문제점이 있음

- 본 기술은 기존 PLA 소재를 블랜딩해줌으로써 광경화성 생분해 레진 개발 및 기공이 연결된 다공성 구조체의 DLP 3D 프린팅 기술

기존 기술의 문제점

- DLP 3D 프린팅에 사용되는 resin은 대부분 acrylate 기반의 재료가 사용되고 있기 때문에 생체 적합성 및 환경적 문제점이 있음

- 기공을 만들어 주기위한 방법으로 인쇄 이후 추가 공정이 필요로함

- 최종 결과물에 기공을 도입시켜주는 방식으로는 후공정을 통해서만 기공을 부여해줄 수 있는 한계점이 존재

특징

- PLA 소재를 블랜딩 해줌으로써 친환경성, 생체 적합성 및 생분해성 특성 부여

- FDM 프린팅 방식에 비해 인쇄해상도, 치수 안정성이 우수함

- 단일 프린팅 공정을 통한 open pore 구현 및 내부 기공 제어 가능

적용 분야

- 폐 3D 프린팅 방식을 이용하여 인체 적용 스캐폴더 제조에 사용되는 물질은 생분해성 소재인 PCL, (polycaprolactone), PLA, poly(lactic acid), PLGA, poly(glycolactide), PGA, polyglycolide, PEG, poly(ethylene glycol) 등이 있으며 소재의 분해성, 분해속도, 프린팅 가능 여부, hardness 등 요구 물성에 따라 다양하게 선택 가능

- 3D 프린팅을 이용하여 적층방식의 차별화 및 최적화된 신규 프린팅 소재 개발을 통해 시장에서의 무한한 확장성의 특징을 가지고 발전할 것이라 예측 가능

시장동향

- 최근 3D 프린팅을 이용하여 환자 맞춤형 의료서비스를 제공하고자 하는 시도가 급증하고 있으며, 고분자 소재와 금속 소재를 이용한 맞춤형 보청기, 골대체제, 정치과교정용 브라킷, 정형외과용 임플란트, 인공치아 장치 등 일부 의료기기의 경우 이미 산업화 사례가 보고되었으며, 향후 질 높은 의료서비스에 대한 욕구가 증가함에 따라 관련시장이 급성장할 것으로 예측됨

- 근골격계 질환의 정형외과 시장 규모는 다른 질환에 비해 규모가 가장 크고, 재생의료시장에서 정형외과 부분이 차지하는 규모는 2012년에 약 75억 달러에서 연평균 18.6%로 2019년에는 204억 달러의 시장 확대가 예상됨

- 생체 재료 및 가공 기술의 발전과 더불어 인공장기 및 임플란트 시장의 혁신적 성장이 지속될 것으로 예상됨
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