KIC News, Volume 23, No. 5, 2020
KIC News, Volume 23, No. 5, 2020 55
맞춤형 헬스 모니터링 디바이스 제작을 위한 3D 프린팅 신기술 개발
기존 FDM 방식의 3D 프린팅에 사용되는 고분자에는 thermoplastic polyurethane (TPU), polylactic acid (PLA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS) 그리고 polyvinyl alcohol (PVA)가 있다. 이 고분자들 은 상대적으로 높은 탄성 계수를 가지므로, 유연하면서 고해상도의 해부학적 특징을 갖는 제품을 제작하기 에는 어려움이 있다. 3D 프린팅 결과물이 유연성을 갖도록 하는 방법은 격자 혹은 네트워크 유형의 상호 연결된 매시구조, 즉 기하학적으로 최적화된 경량구조를 사용하는 것이다. 또한, 과립형 겔로 지지되는 액 체와 같은 소프트 재료를 3D 프린팅 하여 결과물이 유연성을 갖게 할 수 있다.
연세대학교 및 성균관대학교 공동연구팀은 고해상도와 유연성, 경량성 및 전기 전도성을 갖는 디바이스 를 제작하기 위해, 이전에 보고되지 않은 새로운 3D 프린팅 기술과 소프트 재료의 융합 솔루션을 보고하였 다. 이 기술을 바탕으로 맞춤형 헬스 모니터링이 가능한 고정밀 및 고감도 웨어러블 액티브/패시브 디바이 스를 제작하였다. 연구팀은 또한 고해상도의 3D 스캐닝 된 체형 데이터를 사용하여 제작한 개인 맞춤형 웨 어러블 센서가 electromyography (EMG), electrodermal activity (EDA), electroencephalogram (EEG) 등의 인체 신호를 성공적으로 감지하는 것을 확인하였다.
본 3D 프린팅 신기술은 기존 재료와 기술의 한계를 딛고, 다양한 유형의 개인 맞춤형 웨어러블 바이오 센서 제작에 적용될 것으로 기대된다. 본 연구성과는 2020년 1월 8일 Wiley-VCH 출판 그룹의 Advanced Science에 게재되었다(※발표논문참조).
※발표논문: Ho, D. H., Hong, P., Han, J. T., Kim, S.‐Y., Kwon, S. J., and Cho, J. H., 3D‐printed sugar scaffold for high‐precision and highly sensitive active and passive wearable sensors, Adv. Sci., 7. 1902521, 2020, DOI: 10.1002/advs.201902521.
Figure. 웨어러블 센서 제작을 위한 3D 모델링 및 프린팅 공정.
