KR101230971B1 - Method for Preparing the Bio Polymer Inkjet Ink Composition Based on the Physiological Saline Solution - Google Patents

Method for Preparing the Bio Polymer Inkjet Ink Composition Based on the Physiological Saline Solution Download PDF

Info

Publication number
KR101230971B1
KR101230971B1 KR1020100109877A KR20100109877A KR101230971B1 KR 101230971 B1 KR101230971 B1 KR 101230971B1 KR 1020100109877 A KR1020100109877 A KR 1020100109877A KR 20100109877 A KR20100109877 A KR 20100109877A KR 101230971 B1 KR101230971 B1 KR 101230971B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ink composition
biopolymer
physiological saline
inkjet ink
biogrowth
Prior art date
Application number
KR1020100109877A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120048304A (en
Inventor
문동완
임현균
Original Assignee
주식회사 씨드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 씨드 filed Critical 주식회사 씨드
Priority to KR1020100109877A priority Critical patent/KR101230971B1/en
Publication of KR20120048304A publication Critical patent/KR20120048304A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101230971B1 publication Critical patent/KR101230971B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/38Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0041Digital printing on surfaces other than ordinary paper
    • B41M5/0047Digital printing on surfaces other than ordinary paper by ink-jet printing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

본 발명은 광 경화 잉크젯 프린트 시스템을 이용할 수 있는 생체 고분자 잉크젯 잉크조성물에 관한 것으로서, 구체적으로는 생체 성장 인자, 케라틴 및 콜라겐을 포함하는 생리 식염수를 기반으로 하여 잉크젯 프린트가 가능한 생체적합성 고분자 잉크젯 잉크 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 식용색소체를 선택하는 단계; 3개의 층으로 이루어진 고분자 입자를 제조하는 단계; 상기 식용색소체와 상기 고분자 입자를 혼합한 후, 광을 조사하여 가역겔을 형성하는 단계; 상기 가역겔과, 생체성장인자를 포함하는 생리식염수를 혼합하여 고분자 입자 분산원액을 제조하는 단계; 및 상기 분산원액과 잉크 구성 천연물질을 혼합하는 단계를 포함하는 생체 고분자 잉크젯 잉크조성물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biopolymer inkjet ink composition which can use a photocurable inkjet print system, and specifically, a biocompatible polymer inkjet ink composition capable of inkjet printing based on physiological saline containing biogrowth growth factors, keratin and collagen. It is about. The present invention comprises the steps of selecting an food coloring; Preparing a polymer particle composed of three layers; Mixing the food coloring material with the polymer particles, and then irradiating light to form a reversible gel; Preparing a polymer particle dispersion stock solution by mixing the reversible gel and physiological saline containing a biogrowth factor; And it relates to a method for producing a biopolymer inkjet ink composition comprising the step of mixing the dispersion stock and the ink constituent natural substances.

Description

생리 식염수 기반 생체 고분자 잉크젯 잉크조성물의 제조방법{Method for Preparing the Bio Polymer Inkjet Ink Composition Based on the Physiological Saline Solution} Method for preparing the Biopolymer Inkjet Ink Composition Based on the Physiological Saline Solution}

본 발명은 광 경화 잉크젯 프린트 시스템을 이용할 수 있는 생체 고분자 잉크젯 잉크조성물에 관한 것으로서, 구체적으로는 생체 성장 인자, 케라틴 및 콜라겐을 포함하는 생리 식염수를 기반으로 하여 잉크젯 프린트가 가능한 생체적합성 고분자 잉크젯 잉크 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a biopolymer inkjet ink composition which can use a photocurable inkjet print system, and specifically, a biocompatible polymer inkjet ink composition capable of inkjet printing based on physiological saline containing biogrowth growth factors, keratin and collagen. It is about.

생체 적합성 재료는 심장 조직과 심장 판막 등의 인공 장기와 인공 조직인 뼈, 피부와 같은 경 조직 또는 연 조직과 콘텍트 렌즈 등과 같은 치료용 조직으로 나눌 수 있다. 생체 조직에 대한 기술의 발달은 장기 이식을 필요한 사람의 생명 연장을 통하여 장기 이식이 될 때까지 필요한 최소한의 재료로서 주로 심장과 심장에 관련된 소재에 대하여 연구되고 있다. Biocompatible materials can be divided into artificial organs such as heart tissue and heart valves and hard tissues such as bone and skin, or hard tissues such as skin or therapeutic tissues such as soft and contact lenses. The development of technology for living tissue is being studied mainly on heart and heart-related materials as the minimum material necessary for organ transplantation through prolonging the life of a person who needs organ transplantation.

생체 적합성 인공 재료는 주로 피부나 뼈 또는 심장판막 등의 치료용 소재에 대해 주로 사용 되고 있다. 인간과 유사한 동물 조직으로 하는 연구에서는 체핵 세포 이식 통한 In-Vivo(Virus)나 DNA(Gene, Genome)방식에 의한 세포의 증식으로 각종 인체와 유사한 동물에서 장기를 형성 그 장기를 이식하는 연구를 진행하고 있다. 그러나 윤리적인 문제와 인간의 장기를 대체 하려고 동물을 복제 하여야 하는 등 시간 및 공간문제로 연구는 되고 있지만, 현실적으로 여러 가지 문제점을 갖고 있다. 이에 반하여 생체 적합성 인공 재료는 2008년부터 미국 Hewlett-Packard사와 컬럼비아 의대에 의해 3차원 잉크젯 프린터로 생체 적합성 인공 장기를 만드는 연구를 진행하고 있다. Biocompatible artificial materials are mainly used for therapeutic materials such as skin, bone or heart valves. In the study of animal tissues similar to humans, research is carried out to form organs in animals similar to humans by proliferating cells by In-Vivo (Virus) or DNA (Gene, Genome) methods through transplantation of nucleus cells. Doing. However, although research is being conducted on time and space issues such as ethical issues and the need to clone animals to replace human organs, they have various problems in reality. In contrast, since 2008, biocompatible artificial materials have been researched by Hewlett-Packard and Columbia Medical School to make biocompatible artificial organs with three-dimensional inkjet printers.

초기의 잉크젯 잉크에 의한 연구는 Hewlett-Packard사에 의해 2002년부터 진행 하였고 생체 재료를 이용하여 화상 환자용 인공피부 재생조직을 만드는데 성공하였다. 그러나 2차원적인 프린터는 인체를 구성하는 일부분만을 제조할 수 있기 때문에, 현재에는 3차원 프린터를 이용한 인체 재생 조직 제조에 대한 연구가 이루어지고 있다. 3차원 프린터를 사용 인공 장기를 형성하려면 수직한 면으로 인공 장기를 형성하여야 하고, 인간 및 인간 유사 동물(돼지 등)의 혈액과 위산 등 여러 가지 환경적인 요소를 고려해야 되기 때문에 생체 적합성이 우수하며 활용 범위가 큰 실리콘 계열이 주로 사용되고 있다. 하지만 바이러스에 의한 인공 재료 표면 감염이 발생할 수 있다. Early work with inkjet inks was conducted by Hewlett-Packard in 2002 and succeeded in creating artificial skin regeneration tissue for burn patients using biomaterials. However, since the two-dimensional printer can manufacture only a part constituting the human body, research on manufacturing human regenerated tissue using a three-dimensional printer has been made. In order to form an artificial organ using a three-dimensional printer, it is necessary to form an artificial organ in a vertical plane, and it is excellent in biocompatibility and utilization because various environmental factors such as blood and stomach acid of humans and human like animals (eg, pigs) must be considered. Large silicon ranges are mainly used. However, viruses can cause artificial material surface infections.

이러한 문제를 해결하기 위하여 무용제 타입 광 경화 잉크가 주목 받고 있다. 광 경화 잉크젯 프린트의 경우 광(방사선, 자외선, 가시광선, 적외선, 마이크로웨이브) 등을 사용하기 때문에 바이러스에 대한 인공 재료에 2차 감염을 막을 수 있다. 그러나 실질적으로 광 경화 시스템을 사용 하는 경우 생체 잉크 조성물의 종류에 따라 유해 화학 물질의 발생을 완전히 방지하기는 어렵다. 잉크의 유해 생성물로는 약 10,000여종의 화학물질을 유해 유기 휘발성 및 수질 대기 오염물질로 생성 되며 국제 화학 물질 안전 카드(International Chemical Safety Card)는 아세토니트릴(Acetonitrile), 디메틸 셀페이트(Dimethyl sulfate), 디메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide: DMSO), 디에탄올아민(Diethanolamine), N,N-디메틸포름 아미드(Dimethylformamide), 포름 알데히드, 히드라진, 모르폴린(Morpholine), 메틸 에틸 케톤, 소디움 하이드록사이드(Sodium hydroxide:NaOH), 테트라하이드로푸란(Tetrahydrofuran: THF) 및 우레아(Urea)를 유해 화학 물질로 규정하고 있다. 추가로 한국 국립 환경 과학원은 메틸 에틸 케톤, 트리 메틸 아민, 에틸아세테이트, 하이드라진, 소디움 하이드록사이드, 디메틸 설페이트 및 포름 알데히드를 유해 물질로 규정 하고 있다.In order to solve this problem, a solvent-free photocurable ink has attracted attention. Photocurable inkjet prints use light (radiation, ultraviolet light, visible light, infrared light, microwaves, etc.) to prevent secondary infection of artificial materials against viruses. However, in the case of using a photocuring system, it is difficult to completely prevent the generation of harmful chemicals depending on the type of the biological ink composition. As a hazardous product of ink, about 10,000 kinds of chemicals are produced by harmful organic volatile and water air pollutants. The International Chemical Safety Card includes acetonitrile, dimethyl sulfate, Dimethyl sulfoxide (DMSO), diethanolamine, N, N-dimethylformamide, formaldehyde, hydrazine, morpholine, methyl ethyl ketone, sodium hydroxide : NaOH), Tetrahydrofuran (THF) and Urea are defined as hazardous chemicals. In addition, the Korea National Institute of Environmental Sciences defines methyl ethyl ketone, trimethyl amine, ethyl acetate, hydrazine, sodium hydroxide, dimethyl sulfate and formaldehyde as hazardous substances.

상기 유해한 유기 용매를 사용하는 것은 잉크젯 출력 과정에서 잉크의 출력 품질의 향상을 위한 것이다. 구체적으로 생체 재료 잉크의 단 분산 지수 및 생체 적합성 식용 색소(인체의 멜라민 색소 대체) 입자가 높은 안정성을 가지는 유화 용액을 만들기 위하여 이러한 유해한 화학물질을 포함하는 유기 용매가 사용되며 상기 유해 용매의 사용은 공정 및 사용에 작업자, 사용자 및 피사용자에 대한 유해한 영향을 미칠 뿐만 아니라 프린트 과정의 부산물로 인하여 인체 거부반응이 발생하거나 바이러스에 의한 2차 감염을 발생시킬 수 있다. The use of the harmful organic solvent is for improving the output quality of the ink in the inkjet printing process. Specifically, organic solvents containing such harmful chemicals are used to make an emulsion solution in which the monodispersity index of the biomaterial ink and the biocompatible food pigment (replace the melamine pigment of the human body) particles have high stability. In addition to harmful effects on workers, users and recipients in the process and use, by-products of the printing process can lead to human rejection or to secondary infection by viruses.

본 발명에서는 생체 재료 제조에 사용할 수 있고 광 가교 시스템 잉크로 사용될 수 있는 잉크조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 잉크 조성물은 천연 재료를 사용하여 인체거부반응이나 바이러스에 의한 2차 감염을 막을 수 있으며 광 경화 시스템을 사용하여 단시간 내 3차원 장기를 형성할 수 있다.It is an object of the present invention to provide a method for producing an ink composition that can be used in the preparation of biomaterials and can be used as an optical crosslinking system ink. The ink composition of the present invention can prevent human body rejection or secondary infection by viruses using natural materials, and can form a three-dimensional organ in a short time using a photocuring system.

본 발명은 유해 물질을 배출하지 않으며 생체 조직용 잉크젯 잉크조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 생체 성장 인자, 케라틴 또는 콜라겐을 포함하는 생리 식염수를 기반으로 하여 생체 적합성이 뛰어나며 유해한 부산물의 형성을 최소화하고, 3차원 프린터에 사용할 수 있는 잉크조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for producing an inkjet ink composition for living tissue without releasing harmful substances. An object of the present invention is to provide an ink composition that is excellent in biocompatibility and minimizes the formation of harmful by-products based on physiological saline containing a biogrowth factor, keratin or collagen, and can be used in a three-dimensional printer.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 식용색소체를 선택하는 단계; 3개의 층으로 이루어진 고분자 입자를 제조하는 단계; 상기 식용색소체와 상기 고분자 입자를 혼합한 후, 광을 조사하여 가역겔을 형성하는 단계; 상기 가역겔과, 생체성장인자를 포함하는 생리식염수를 혼합하여 고분자 입자 분산원액을 제조하는 단계; 및 상기 분산원액과 잉크 구성 천연물질을 혼합하는 단계를 포함하는 생체 고분자 잉크젯 잉크조성물의 제조방법을 제공한다.According to a suitable embodiment of the present invention to solve the above problems, selecting an food coloring; Preparing a polymer particle composed of three layers; Mixing the food coloring material with the polymer particles, and then irradiating light to form a reversible gel; Preparing a polymer particle dispersion stock solution by mixing the reversible gel and physiological saline containing a biogrowth factor; And it provides a method for producing a biopolymer inkjet ink composition comprising the step of mixing the dispersion stock and the ink constituent natural materials.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 고분자 입자는 실리콘으로 이루어진 코어층, 하이드록시에틸아크릴레이트, 하이드록시에틸메타아크릴레이트 및 이소프로필아크릴아마이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 미디어층, 및 젤라틴, 팩틴 및 셀룰로오스로 이루어진 군에서 선택된 1종으로 이루어진 쉘층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.According to another suitable embodiment of the present invention, the polymer particle is a media layer made of one or more selected from the group consisting of a core layer made of silicon, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate and isopropyl acrylamide, And it is characterized by consisting of a shell layer consisting of one selected from the group consisting of gelatin, factin and cellulose.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 생체성장인자는 TGF-α, TGF-β, PDGF, TNF-α, bFGF, 사이토카인 IL-1, 사이토카인 IL-6, 케라틴, 콜라겐, 콜라겐 분해효소, 피브로넥틴 및 라미닌(Laminine)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 것을 특징으로 한다.According to another suitable embodiment of the present invention, the biogrowth factor is TGF-α, TGF-β, PDGF, TNF-α, bFGF, cytokine IL-1, cytokine IL-6, keratin, collagen, collagen degradation It is characterized in that at least one selected from the group consisting of enzymes, fibronectin and laminine (Laminine).

본 발명에서 제조된 생체 고분자 잉크 조성물은 유해한 화학 물질을 사용하지 않으면서도 다양한 방식의 헤드에 사용할 수 있다. 또한 생체 재료 잉크 조성물은 경화 과정 및 사용자, 이식 환자 등에 유해한 화학물질을 배출하지 않으며 3차원 잉크젯 프린터 사용하여 인체 거부 반응이나 바이러스에 의한 2차 감염이 확률이 낮은 인공 장기를 기존의 체핵 이식이나 유전자 복제기술보다 비교적 단시간 내에 제조할 수 있다. The biopolymer ink composition prepared in the present invention can be used for various types of heads without using harmful chemicals. In addition, the biomaterial ink composition does not emit harmful chemicals to the curing process, users, or transplantation patients, and uses a three-dimensional inkjet printer to replace artificial nucleus transplants or genes with artificial organs that are less likely to undergo secondary reactions due to human rejection or viruses. It can be produced in a relatively short time than the cloning technique.

도 1은 본 발명에 따른 생체 고분자 입자 잉크 조성물의 제조공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 광 가교 시스템의 블록다이어그램을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 생체 고분자 잉크를 이용한 잉크젯 프린트 과정을 나타낸 모식도이다.
도 4a는 본 발명에서 제조된 생체 조직의 사진이다.
도 4b는 본 발명에서 제조된 생체 조직의 또 다른 사진이다.
1 schematically illustrates a manufacturing process of a biopolymer particle ink composition according to the present invention.
2 shows a block diagram of an optical crosslinking system according to the present invention.
3 is a schematic diagram showing an inkjet printing process using a biopolymer ink according to the present invention.
Figure 4a is a photograph of a living tissue prepared in the present invention.
Figure 4b is another picture of the biological tissue produced in the present invention.

본 발명은 생체 성장 인자 및 케라틴, 콜라겐을 포함하는 생리 식염수 기반이며 생체 적합성이 뛰어나며 높은 산소 투과성과 위 산 등의 인체 환경에서 유해 부산물의 형성을 억제하기 위하여 3차원 프린터 생체 재료 잉크 제조를 위해 생체 적합성 유기-무기 하이브리드 고분자 잉크 및 인체 피부 색소와 유사한 색상을 제공 하기 위한 식용 색소 및 생체 적합성을 가지고 자기 복제가 가능하도록 DNA을 이식할 수 있는 재료를 가지는 잉크를 제조한다. The present invention is based on physiological saline containing biogrowth growth factors and keratin and collagen, and has excellent biocompatibility, high-oxygen permeability, and bio-material for the manufacture of 3D printer biomaterial ink for suppressing formation of harmful by-products in the human environment such as gastric acid. COMPATIBILITY An ink having an organic-inorganic hybrid polymer ink and a food coloring to provide a color similar to a human skin pigment and a material capable of transplanting DNA with biocompatibility and capable of self-replication are prepared.

인체 거부 반응 및 바이러스에 의한 2차 감염을 막기 위하여 3층으로 캡슐화된 생체 고분자 잉크 입자를 형성하였다. 상기 생체 고분자 잉크 입자는 코어층, 미디어층, 쉘층으로 이루어진다. 생체 고분자 잉크 입자를 제조하기 위하여 광 가교에 의한 가역 겔 중합 방법을 사용하였다. 이때 생체 산화-환원제로 주로 사용 되는 천연의 알긴산 나트륨과 키토산을 사용하여 유리 전자 이동에 의한 개환반응(Ring-Open Reaction)을 통하여 중합하였다. In order to prevent human rejection and secondary infection by viruses, biopolymer ink particles encapsulated in three layers were formed. The biopolymer ink particle includes a core layer, a media layer, and a shell layer. In order to prepare biopolymer ink particles, a reversible gel polymerization method using photocrosslinking was used. At this time, natural sodium alginate and chitosan, which are mainly used as biooxidation-reducing agents, were polymerized through a ring-open reaction by free electron transfer.

상기 고분자 입자에서 코어에는 실리콘을 사용하여 생체조직을 형성할 때 내구성이 향상되도록 하였다. 또한 미디어 층은 치료용 생체 재료로도 사용되며, 산소 및 혈액 투과성이 좋은 하이드록시 폴리 에틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트 또는 이소프로필아크릴아미드과 비닐 알코올의 공중합체로 이루어지며 쉘층은 젤러틴, 팩틴, 또는 셀룰로오즈 등의 천연 다당류로 이루어진다. In the polymer particles, the core is used to improve durability when forming a biological tissue using silicon. The media layer is also used as a therapeutic biomaterial and consists of hydroxy polyethylacrylate, ethylmethacrylate or copolymer of isopropylacrylamide and vinyl alcohol with good oxygen and blood permeability. The shell layer is made of gelatin, factin, Or natural polysaccharides such as cellulose.

일반적으로 인공 신체조직의 경우 낮은 산소 투과성으로 인하여 인체 노폐물이 배출 체 내부에 이식할 때 인체 거부 반응이 일어난다. 이를 방지하기 위하여, 나노 포러스 구조를 갖는 고분자 입자를 제조하여야 하는데, 이를 위하여 고분자 입자 형성 시 열 감응형 물질인 이소프로필아크릴아미드로 리간드 치환한다. 또한 온도 상승에 의해 기공의 크기를 조절 하여 땀이나 노폐물을 생체 조직 밖으로 내보내며 유해한 활성 산소의 활동을 억제하기 위하여 포집제로 주로 창상 치료제로 사용되는 폴리비닐피리리돈을 사용하는 것이 바람직하다.
In general, in the case of artificial body tissues, due to low oxygen permeability, the human body rejection reaction occurs when human waste is implanted inside the exhaust body. In order to prevent this, a polymer particle having a nanoporous structure should be prepared. For this purpose, ligand formation is performed by isopropylacrylamide, which is a heat-sensitive material, when the polymer particle is formed. In addition, it is preferable to use polyvinylpyriridone, which is mainly used as a wound treatment agent, to control the size of the pores by the temperature rise to release sweat or wastes out of biological tissues and to suppress harmful active oxygen activity.

광 경화 생체 적합성 조직 재료용 잉크젯 잉크조성물은 인체의 멜라민 색상을 만들기 위해 생리 식염수 기반의 빨강, 파랑, 노랑, 검정 등의 적어도 하나의 식용 색소체를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
The inkjet ink composition for the photocurable biocompatible tissue material is preferably used by selecting at least one food coloring material such as red, blue, yellow, and black based on physiological saline to make melamine color of the human body.

본 발명에서 제조된 잉크 조성물은, 표면 장력이 20 내지 70 dyne/cm; 점도가 5.0 내지 500 cPs; 그리고 pH 5 내지 10인 것이 바람직하며, 표면 장력이 20 내지 50 dyne/cm; 점도가 20.0 내지 50.0 cPs, pH 6 내지 8인 것이 보다 더욱 바람직하다.
The ink composition prepared in the present invention, the surface tension is 20 to 70 dyne / cm; Viscosity is 5.0-500 cPs; And it is preferable that the pH is 5 to 10, the surface tension is 20 to 50 dyne / cm; More preferably, the viscosity is 20.0 to 50.0 cPs and pH 6 to 8.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 잉크 조성물의 제조 공정을 개략적으로 도시한 것이다. 1 schematically illustrates a process for producing an ink composition according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 잉크 조성물의 제조 공정은 식용 색소체를 선택하는 단계(S11); 생체 고분자 잉크 입자를 제조하는 단계(S12); 식용 색소체와 생체 고분자 입자를 혼합한 후 가역 겔을 제조하는 단계(S13); 생리식염수를 이용하여 고분자 입자 분산원액을 제조하는 단계(S14); 생체 고분자 잉크 조성물을 제조하는 단계(S15); 정밀 여과 단계(S16); 광 가교 프린트 단계(S17)를 포함한다. 각 단계에서의 구체적인 공정은 아래와 같다.
Referring to Figure 1, the manufacturing process of the ink composition according to the present invention comprises the steps of selecting the food coloring material (S11); Preparing a biopolymer ink particle (S12); Preparing a reversible gel after mixing the food coloring material and the biopolymer particles (S13); Preparing a polymer particle dispersion stock solution using physiological saline (S14); Preparing a biopolymer ink composition (S15); Microfiltration step (S16); It includes a light crosslinking print step (S17). The specific process in each step is as follows.

1. 식용 색소체 선택 단계(1. Food coloring step ( S11S11 ) )

색소체는 생체 고분자를 형성하고 인체에 적용되기 때문에 식용 색소체를 사용하여야 한다. 식용 색소체는 pH나 온도에 따라 빨강(Red), 노랑(Yellow), 파랑(Blue), 검정(Black)을 띈다. 본 발명에 따른 식용 색소체는 각각의 잉크에 대하여 아래와 같은 천연 물질들을 포함할 수 있다. Since the pigment forms a biopolymer and is applied to the human body, food coloring should be used. Food colorings are red, yellow, blue, and black depending on pH and temperature. The food coloring body according to the present invention may include the following natural materials for each ink.

파랑 blue

치자 청색소, 스피룰리나 청색소Gardenia blue pigment, spirulina blue pigment

빨강Red

안트라퀴논계: 코치닐색소, 칼콘색소, 안토시안닌계:적양배추색소, 자주고구마색소Anthraquinone: Cochinyl, Calcon, Anthocyanin: Red cabbage, Purple sweet potato

노랑yellow

카로티노이드계: 치자 황색소Carotenoids: Gardenia yellow pigment

검정black

오징어 먹물Squid ink

백색White

정제된 이산화티탄
Refined Titanium Dioxide

2. 생체 고분자 입자 제조 단계(2. Biopolymer Particle Manufacturing Step ( S12S12 ))

표준 상태 하(기압 1ATM, 온도 298.16K)에서 하이드록시 에틸아크릴레이트-co-실리콘수지, 하이드록시 에틸메타아크릴레이트-co-실리콘수지, 이소프로필아크릴아미드-co-실리콘수지로 이루어진 군에서 선택된 1종(Mw: 300,000)과, 폴리비닐알코올(Hydroxy value: 99.999%, Mw: 300,000), 젤라틴, 폴리비닐피리리돈(PVP-40, Mw 40,000)을 첨가한다. 상기에서 젤라틴 대신에 팩틴 또는 셀룰로오스를 사용할 수 있다. 상기에서 하이드록시 에틸메타아크릴레이트 대신에 폴리에틸렌 글리콜(Poly Ethylene Glycol), 폴리락티드산(Poly Lactide Acid), 폴리락티드 글리콜라이드(Poly Lactide Glycolide), PLGA(Poly(Lactic-co-Glycolic acid), 폴리카프로락톤(Poly Carprolactone)등을 사용할 수 있다.1 selected from the group consisting of hydroxy ethyl acrylate-co-silicone resin, hydroxy ethyl methacrylate-co-silicone resin and isopropylacrylamide-co-silicone resin under standard conditions (atmospheric pressure 1ATM, temperature 298.16 K). Species (Mw: 300,000), polyvinyl alcohol (Hydroxy value: 99.999%, Mw: 300,000), gelatin, polyvinylpyriridone (PVP-40, Mw 40,000) are added. Instead of gelatin, it is possible to use factin or cellulose. Instead of hydroxyethyl methacrylate, polyethylene glycol (Poly Ethylene Glycol), polylactide acid (Poly Lactide Acid), polylactide glycolide (Poly Lactide Glycolide), PLGA (Poly (Lactic-co-Glycolic acid) Polycarprolactone can be used.

다음으로 광 가교 개시제로서 키토산 및 알긴산 나트륨이 첨가된 0.1N 아세트산 수용액을 첨가한다. 키토산 산화-환원반응을 통하여 발생한 친핵성 유리 전자의 개환반응(Ring-Open Reaction)으로 코어층, 미디어층 및 셀층으로 이루어진 생체 고분자 입자를 제조한다. Next, 0.1N acetic acid aqueous solution to which chitosan and sodium alginate were added as a photocrosslinking initiator is added. A biopolymer particle composed of a core layer, a media layer, and a cell layer is prepared by a ring-open reaction of nucleophilic free electrons generated through a chitosan oxidation-reduction reaction.

상기 생체 고분자 입자에서 코어는 실리콘으로 이루어져서 생체에서 내구성을 향상시킨다. 상기 미디어층은 하이드록시 에틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트 또는 이소프로필아크릴아미드과 비닐알코올의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 이루어진다. 상기 셀층은 젤라틴, 팩틴 및 셀룰로오스로 이루어진 군에서 선택된 1종으로 이루어진다.
In the biopolymer particles, the core is made of silicon to improve durability in the living body. The media layer is at least one selected from the group consisting of hydroxy ethyl acrylate, ethyl methacrylate or a copolymer of isopropyl acrylamide and vinyl alcohol. The cell layer is made of one selected from the group consisting of gelatin, factin and cellulose.

3. 식용 색소와 생체 고분자 잉크 입자 혼합 단계(3. Food coloring and biopolymer ink particle mixing step ( S13S13 ))

상기에서 제조된 생체 고분자 입자와 빨강, 파랑, 노랑 또는 검정의 식용 색소를 혼합하고, 3~4시간 동안 교반하여 블랜드 액을 조성한다. 상기 블랜드 액에 광(자외선: 253nm-50mJ, 가시광선: 473nm, 515nm, 630nm-250mJ, 적외선:1504nm ,2500nm-150mJ)을 가하여 겔 상태의 원액을 제조한다. 겔 상태의 원액을 제조하는 동안 Airproducts사의 99.999999999%의 질소 가스를 사용하여 Degassing과 함께 제조된다.
The biopolymer particles prepared above are mixed with a food pigment of red, blue, yellow or black, and stirred for 3 to 4 hours to form a blend solution. Light (ultraviolet ray: 253nm-50mJ, visible ray: 473nm, 515nm, 630nm-250mJ, infrared ray: 1504nm, 2500nm-150mJ) is added to the blend solution to prepare a gel stock solution. It is prepared with Degassing using 99.999999999% nitrogen gas from Airproducts during the preparation of the gel stock solution.

4. 생체 고분자 입자 가역 겔 분산원액 제조 단계(S14)4. Biopolymer Particle Reversible Gel Dispersion Solution Preparation Step (S14)

상기 생체 고분자 입자 가역겔은 잉크젯 잉크로 구성될 때 프린터 노즐을 통하여 분사될 수 있는 크기를 만들기 위해 먼저 단 분산이 되어야 한다. 상기 생체 고분자 입자 가역겔을 분산시키기 위한 분산 용매로 생체 성장 인자, 케라틴 또는 콜라겐을 포함하는 생리 식염수를 사용하는 것이 바람직하다. The biopolymer particle reversible gel must first be short dispersed to form a size that can be sprayed through a printer nozzle when composed of inkjet ink. As a dispersion solvent for dispersing the biopolymer particle reversible gel, it is preferable to use a physiological saline containing a biological growth factor, keratin or collagen.

상기에서 생체 성장 인자는 TGF-α, TGF-β, PDGF(platelet-derived growth factor), TNF-α(Tumor Necrosis Factor-α), bFGF(Basic fibroblast growth factor), 사이토카인 IL-1, IL-6, 케라틴, 콜라겐, 콜라겐 분해효소(MMP1, MMP2), 세포외 기질인 피브로넥틴(Fibronectin) 및 라미닌(Laminine)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 유럽의 Oeko-Tex Standard 100의 규정에서 제시된 것과 같이 알레르기의 발생이 없고 그리고 발암성이 없는 물질이 선택될 수 있다. 상기 생체 성장인자는 생리식염수 1L 기준으로 3~10mg을 첨가하는 것이 바람직하다.The biological growth factors include TGF-α, TGF-β, platelet-derived growth factor (PDGF), Tumor Necrosis Factor-α (TNF-α), basic fibroblast growth factor (bFGF), cytokine IL-1, IL- 6, keratin, collagen, collagen degrading enzymes (MMP1, MMP2), it is preferable to use at least one selected from the group consisting of extracellular substrates fibronectin (Fibronectin) and laminine (Laminine). In addition, substances that are not allergenic and carcinogenic may be selected, as set out in the European Oeko-Tex Standard 100 regulations. The biological growth factor is preferably added 3 ~ 10mg based on 1L physiological saline.

Piezo electric jet 방식의 헤드뿐만 아니라 Thermal (Bubble) jet방식의 헤드같이 정상 작동 상태에서 고온으로 발생하는 헤드에서도 사용할 수 있는 잉크를 제조하기 위하여 KOH 산 가(Acid number) 50, Amine 산 가(Acid number) 100, 밀도 1.2g/㎤ 인 폴리글리세린지방산에스테르를 생체성장인자가 포함된 생리식염수에 첨가하여 충분히 교반한 후, 생체 고분자 입자 가역겔을 투입하여 천천히 교반한다. 상기에서 식용 색소체 포함 생체 고분자 가역겔 20 내지 40 wt%와, 생체성장인자 포함 생리식염수 60 내지 80wt%를 혼합하는 것이 바람직하다. 상기에서 제조된 점탄성을 가진 유화 용액은 IKA T-50 호모나이저로 5000~7000RPM에서 20분 내지 1시간동안 균일하게 교반하여 분산시켜서 생체 고분자 입자 분산원액을 제조한다. 제조 공정 동안 Airproducts사의 99.999999999%의 질소 가스를 사용하여 Degassing과 함께 제조된다.
KOH acid number (Acid number) 50, Amine acid value (Acid number) Polyglycerol fatty acid ester having a density of 100 g and a density of 1.2 g / cm 3 was added to the physiological saline containing the biogrowth factor and sufficiently stirred. Then, the biopolymer particle reversible gel was added and stirred slowly. In the above, it is preferable to mix 20 to 40 wt% of the biopolymer reversible gel with food coloring matter and 60 to 80 wt% of the physiological saline containing the biogrowth factor. The viscoelastic emulsion prepared above is dispersed in a uniform stirring for 20 minutes to 1 hour at 5000 ~ 7000RPM IKA T-50 homogenizer to prepare a biopolymer particle dispersion stock solution. It is manufactured with Degassing using 99.999999999% nitrogen gas from Airproducts during the manufacturing process.

5. 생체 고분자 입자 조성물 제조 단계(S15)5. Biopolymer Particle Composition Preparation Step (S15)

상기 단계에서 제조된 생체 고분자 입자 분산 원액에 광 경화 반응 화학 물질인 이산화티탄을 첨가한다(2mg/Kg). 이산화티탄은 광 흡수 재료로 사용되며 생체 조직 재생 속도를 촉진시키는 역할을 하여, 하기 정제과정에서 완벽히 분리되어 추출된다.Titanium dioxide, a photocuring reaction chemical, is added to the biopolymer particle dispersion stock solution prepared in the above step (2 mg / Kg). Titanium dioxide is used as a light absorbing material and serves to accelerate the rate of tissue regeneration, and is completely separated and extracted in the following purification process.

또한 생체 고분자 잉크 조성물의 안정성, 분산성 또는 결착성을 향상시키기 위하여 광화학반응 천연물질이 첨가된다. 첨가되는 물질은 표면 장력, 점도, 산화 방지(pH) 및 저장 안정성과 같은 잉크 물성을 향상시키고 동시에 인체 및 환경에 무해하여야 한다. In addition, photochemically reacting natural substances are added to improve the stability, dispersibility, or binding properties of the biopolymer ink composition. The material to be added should improve ink properties such as surface tension, viscosity, antioxidant (pH) and storage stability and at the same time be harmless to humans and the environment.

상기 첨가 물질은 로즈마린, 레티놀, Vitamin A, Vitamin C 등을 포함하는 산화방지용액; 잔탄검, 구아검 등으로 이루어진 점증제; 및 레시틴이나 자당지방산에스테르 등으로 이루어진 유화제를 포함한다. 최종적으로 제조된 생체 고분자 잉크 조성물은 생체 고분자 입자 가역겔 분산원액 20~40wt%; 산화(pH) 방지용액 0.1 내지 1 wt%; 식용 색소체 0.1 내지 1 wt%; 점증제: 0.1 내지 1 wt%; 산화 환원제:0.1 내지 1 wt% ; 유화제 0.5 내지 10 wt%; 및 생체성장인자포함 생리식염수 50~60wt%를 포함한다.The additive material is an antioxidant solution containing rosemarine, retinol, Vitamin A, Vitamin C, etc .; Thickeners consisting of xanthan gum, guar gum and the like; And an emulsifier consisting of lecithin, sucrose fatty acid ester, and the like. Finally, the prepared biopolymer ink composition may contain 20-40 wt% of a biopolymer particle reversible gel dispersion stock solution; 0.1 to 1 wt% of a solution for preventing oxidation (pH); Food coloring matter 0.1 to 1 wt%; Thickener: 0.1 to 1 wt%; Redox agent: 0.1 to 1 wt%; Emulsifier 0.5-10 wt%; And 50-60 wt% of physiological saline including a biogrowth factor.

상기에서 생체성장인자는 프린트 공정에 의해 제조하고자 하는 생체 조직의 종류에 따라서 선택할 수 있다. 구체적으로는 TGF-α, TGF-β, PDGF(platelet-derived growth factor), TNF-α(Tumor Necrosis Factor-α), bFGF(Basic fibroblast growth factor)으로 이루어지 군에서 선택된 1종 이상을 바람직하게 사용할 수 있다.The biogrowth factor may be selected according to the type of biological tissue to be manufactured by the printing process. Specifically, at least one selected from the group consisting of TGF-α, TGF-β, platelet-derived growth factor (PDGF), Tumor Necrosis Factor-α (TNF-α), and basic fibroblast growth factor (bFGF) is preferable. Can be used.

상기 분산원액인 광화학반응물질은 혼합된 후 메카닉 스티러를 이용하여 블랜드하고, 블랜드 공정 동안 Airproducts사의 99.999999999%의 질소 및 헬륨 가스를 사용하여 Degassing과 함께 제조된다. 예를 들어 IKA사의 컴퓨터에 의해 제어가 가능한 가변 조건형 Reaction & Storage Vessel이 사용될 수 있다.
The photoreactant, the dispersion stock solution, is mixed and blended using a mechanical stirrer and prepared with Degassing using 99.999999999% nitrogen and helium gas from Airproducts during the blending process. For example, a variable conditional reaction and storage vessel can be used that is controlled by IKA's computer.

7. 정밀 여과 단계(7. Precision filtration step ( S16S16 ))

제조된 잉크 조성물은 제조 공정 과정에서 발생되거나 혼합된 불순물을 제거하고 일정 수준 이상의 크기를 가지는 입자를 걸러내기 위하여 정밀여과공정을 실시한다. 여과 공정은 Millpore사의 제품을 이용하여 한외여과(1㎛이하), 정밀여과(200㎚이하), 선택적 초정밀 여과(100㎚이하)를 실시하며, 감압(-1ATM) 진공 펌프에 의해 여과도 실시한다. 상기 여과 공정을 통하여 잉크 조성물은 전체적으로 균일하며 안정화된 입자 크기를 가지게 된다.
The prepared ink composition performs a microfiltration process to remove impurities generated or mixed in the manufacturing process and to filter out particles having a predetermined level or more. The filtration process uses ultrafiltration (less than 1 μm), fine filtration (less than 200 nm), selective ultra-precision filtration (less than 100 nm) using Millpore's products, and filtration with a reduced pressure (-1 ATM) vacuum pump. . Through the filtration process, the ink composition has an overall uniform and stabilized particle size.

8. 8. 프린팅Printing 단계( step( S17S17 ))

여과단계가 완료된 잉크조성물을 광가교시스템이 장착된 프린트 시스템을 이용하여 생체조직을 프린트 공정으로 제조할 수 있다. 상기 광가교장치는 예를 들면, GE사의 치료용 원적외선 장치(대역:1500 ~ 2500nm)와 치료용 중 자외선(UV-B) 장치(대역: 200 ~ 305nm)를 사용할 수 있다. 상기 광가교장치는 잉크의 경화 속도를 가속화 한다. 도 2는 본 발명에 따른 광 가교 시스템의 블록다이어그램이다.
The ink composition of which the filtration step is completed may be manufactured by a printing process using a print system equipped with an optical crosslinking system. For example, the optical cross-linking device may use GE's therapeutic far-infrared device (band: 1500-2500 nm) and therapeutic ultraviolet-UV (UV-B) device (band: 200-305 nm). The photocrosslinker accelerates the curing speed of the ink. 2 is a block diagram of an optical crosslinking system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 생체 고분자 잉크의 잉크젯 프린터 모식도이다.3 is a schematic view of an inkjet printer of a biopolymer ink according to the present invention.

도 3을 보면, 본 발명의 잉크 조성물(12)은 광경화장치가 부착된 프린트 시스템의 잉크젯 헤드(11)를 통하여 분사된다. 이때, 사각 유리용기(13) 내부에 생체성장인자를 포함하는 생리식염수(14)를 채우고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(15)을 그 안에 침지하여, 상기 잉크 조성물(12)이 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(15) 위에 프린트 되어서 생체조직(16)을 형성하게 된다.
3, the ink composition 12 of the present invention is ejected through the inkjet head 11 of the printing system to which the photocuring device is attached. At this time, the saline solution 14 including the biogrowth factor is filled in the rectangular glass container 13, and the polyethylene terephthalate film 15 is immersed therein, so that the ink composition 12 is a polyethylene terephthalate film 15. It is printed on the) to form the biological tissue (16).

제조예Manufacturing example -식용 색소체 포함 생체 고분자 입자 중합 및 -Polymeric biopolymer particles including food coloring and 가역겔Reversible Gel 분산원액 제조 Dispersion Stock Preparation

표준 상태 하(기압 1ATM, 온도 298.16K)에서 하이드록시 에틸아크릴레이트/에틸메타아크릴레이트/이소프로필아크릴아미드-co-실리콘 수지 (Mw: 300,000, Sigma-Aldrich사 제조, 128635, I22404) 200g, 폴리비닐알코올 (Hydroxy value: 99.999%, Mw: 300,000) 100g, 젤라틴 50g, 폴리비닐피리리돈(PVP-40, Mw 40,000) 30g을 넣는다. 광 가교 개시제로서 키토산 10g/L 및 알긴산 나트륨 10g/L가 첨가된 0.1N 아세트산 수용액 10g)을 첨가한 후, 친핵성 유리 전자의 개환반응(Ring-Open Rection)을 통하여 생체고분자 입자가 형성된다. 상기 고분자 입자는 코어층, 미디어층 및 쉘층으로 이루어진 3층의 입자형태를 이룬다. 200 g of polyhydroxyethyl acrylate / ethyl methacrylate / isopropylacrylamide-co-silicone resin (Mw: 300,000, manufactured by Sigma-Aldrich, 128635, I22404) under standard conditions (atmospheric pressure 1 ATM, temperature 298.16 K) 100 g of vinyl alcohol (Hydroxy value: 99.999%, Mw: 300,000), 50 g of gelatin, and 30 g of polyvinylpyrilidone (PVP-40, Mw 40,000) are added thereto. After adding 10 g / L of chitosan and 10 g of 0.1N acetic acid solution to which 10 g / L of sodium alginate was added as a photocrosslinking initiator, biopolymer particles are formed through a ring-open reaction of nucleophilic free electrons. The polymer particles form three layers of particles consisting of a core layer, a media layer, and a shell layer.

상기 코어층은 실리콘, 상기 하이드록시 폴리 에틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트 또는 이소프로필아크릴아미드와, 비닐알코올의 공중합체로 이루어지고 상기 쉘층은 젤라틴으로 이루어진다. 상기 고분자 입자가 포함된 혼합물에 빨강, 파랑, 노랑 및 검정 식용 색소로 이루어진 군에서 선택된 1종의 색소를 10g씩 첨가하고 3시간 동안 교반하여 현탁액을 제조한다. 제조된 현탁액에 적외선을 조사하여 겔 상태의 생체고분자입자 가역겔 원액을 제조한다. 제조된 생체고분자입자 가역겔 원액 20~40wt%에 생체 성장인자를 포함하는 생리식염수 60~80wt%를 첨가하여 천천히 교반하면서 분산원액을 제조한다. The core layer is made of a copolymer of silicon, the hydroxy polyethyl acrylate, ethyl methacrylate or isopropyl acrylamide and vinyl alcohol, and the shell layer is made of gelatin. 10 g of one pigment selected from the group consisting of red, blue, yellow and black food colorings are added to the mixture containing the polymer particles and stirred for 3 hours to prepare a suspension. Irradiating the prepared suspension with infrared light to prepare a biopolymer reversible gel stock solution in a gel state. 20 to 40 wt% of the prepared biopolymer particle reversible gel stock solution is added to the physiological saline containing 60 ~ 80wt% containing a growth factor to prepare a dispersion solution while stirring slowly.

상기 생리식염수는 생체 성장 인자(TGF-α, TGF-β, PDGF(platelet-derived growth factor), TNF-α(Tumor Necrosis Factor-α) 및 bFGF(Basic fibroblast growth factor)을 포함하고 있는 Sigma-Aldrich사 제품: W3515) 5mg/L, 케라틴 10mg/L, 콜라겐 20mg/L, 콜라겐 분해효소(MMP1, MMP2) 2mg/L를 첨가하고, 세포외 기질인 피브로넥틴(Fibronectin) 또는 라미닌(Laminnine) 중 1종을 30mg/L을 포함한다. 최종 프린트하고자 하는 생체 조직의 종류에 따라 적절한 생체 성장인자를 선택할 수 있다. 전체 제조 공정 동안에서 Airproducts사의 99.999999999%의 질소 가스를 사용하여 Degassing과 함께 제조한다.
The physiological saline is a Sigma-Aldrich containing biological growth factors (TGF-α, TGF-β, platelet-derived growth factor (PDGF), TNF-α (Tumor Necrosis Factor-α) and bFGF (Basic fibroblast growth factor) Products: W3515) 5mg / L, keratin 10mg / L, collagen 20mg / L, collagen degrading enzymes (MMP1, MMP2) 2mg / L, and one of the extracellular matrix Fibronectin or Laminnine Contains 30 mg / L. An appropriate biogrowth factor may be selected according to the type of living tissue to be finally printed. Manufactured with Degassing using 99.999999999% nitrogen gas from Airproducts during the entire manufacturing process.

실시예Example 1-파랑 식용 색소가 포함된 생체 고분자 입자 잉크조성물 Biopolymer Particle Ink Composition with 1-Blue Food Color

상기 제조예 1에서 파랑 식용색소를 넣어 파랑 생체고분자 입자 분산원액을 제조하였다. 파랑식용색소 포함 생체고분자 입자 분산 원액 300g 비타민 A 10g, 잔탄검 10g, 레티놀 10g, 및 천연레시틴 100g과, 생리식염수 570g(생체 성장 인자로서 PDGF(platelet-derived growth factor) 5mg/L, TNF-α(Tumor Necrosis Factor-α) 5mg/L 및 bFGF(Basic fibroblast growth factor) 5mg/L, 케라틴 10mg/L, 콜라겐 20mg/L, 콜라겐 분해효소(MMP1) 2mg/L, 세포외 기질인 피브로넥틴(Fibronectin) 30mg/L을 포함한다.)을 혼합하여 파랑 생체 고분자 잉크 조성물을 제조하였다.In the Preparation Example 1 was added blue food coloring to prepare a blue biopolymer particle dispersion stock solution. 300 g of biopolymer particle-dispersed undiluted solution containing blue food coloring vitamin 10 g vitamin A, 10 g xanthan gum, 10 g retinol, and 100 g natural lecithin, 570 g saline solution (platelet-derived growth factor (PDGF) 5 mg / L, TNF-α as a growth factor) (Tumor Necrosis Factor-α) 5 mg / L and bFGF (basic fibroblast growth factor) 5 mg / L, keratin 10 mg / L, collagen 20 mg / L, collagen degrading enzyme (MMP1) 2 mg / L, fibronectin, an extracellular matrix And 30 mg / L) to prepare a blue biopolymer ink composition.

제조된 잉크 조성물은 멤버레인 필터를 사용하여 필터링이 되었다. 결과로서 얻어진 잉크는 표면장력 38 dyne/cm; 점도 18.9 cPs; 및 pH 7.1 이 되었다. 제조된 잉크를 카트리지에 주입하고 자외선(광) 경화 장치가 부착된 Epson 사의 Stylus Pro 4800, Hewlett Packard 사의 Designer jet z2100, Canon사의 Canon IPF 600 등의 출력 장비를 이용하여 생체 성장 인자, 케라틴 및 콜라겐이 포함된 생리 식염수가 채워진 A4 면적 및 30mm 높이를 가진 유리 사각 용기에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 넣고, 필름 위에 프린트하여 인체 장기 중 연 조직인 인공 각막을 형성 하였다.
The prepared ink composition was filtered using a member filter. The resulting ink had a surface tension of 38 dyne / cm; Viscosity 18.9 cPs; And pH 7.1. Injecting the ink into the cartridge and using the printing equipment such as Stylus Pro 4800 from Epson, Designer jet z2100 from Hewlett Packard, Canon IPF 600 from Canon, etc. A polyethylene terephthalate film was placed in a glass square container having an A4 area and a 30 mm height filled with physiological saline, and printed on the film to form an artificial cornea, which is a soft tissue of human organs.

실시예Example 2-빨강 식용 색소가 포함된 생체 고분자 입자 잉크조성물 Biopolymer Particle Ink Composition with 2-Red Food Pigment

상기 제조예 1에서 빨강 식용색소를 넣어 빨강 생체고분자 입자 분산원액을 제조하였다. 빨강 식용색소 포함 생체고분자 입자 분산 원액 320g, 비타민 A 10g, 잔탄검 10g, 레티놀 10g, 및 천연레시틴 100g, 생리식염수 550g(생체 성장 인자로서 PDGF(platelet-derived growth factor) 5mg/L, TNF-α(Tumor Necrosis Factor-α) 5mg/L, bFGF(Basic fibroblast growth factor) 5mg/L를 포함하고, 케라틴 10mg/L, 콜라겐 20mg/L, 콜라겐 분해효소(MMP2) 2mg/L와, 세포외 기질인 피브로넥틴(Fibronectin) 30mg/L을 포함한다)을 혼합하여 빨강 생체 고분자 잉크 조성물을 제조하였다. 잉크 조성물은 메카닉 스티러에서 블랜드가 되고 공정 동안 Airproducts사의 99.999999999%의 질소 및 헬륨 가스를 사용하여 Degassing과 함께 제조된다.Red food pigment was added in Preparation Example 1 to prepare a red biopolymer particle dispersion stock solution. 320g of biopolymer particle dispersion containing red food pigment, 10g of vitamin A, 10g of xanthan gum, 10g of retinol, and 100g of natural lecithin, 550g of physiological saline (platelet-derived growth factor (PDGF) 5mg / L, TNF-α) (Tumor Necrosis Factor-α) 5 mg / L, bFGF (Basic fibroblast growth factor) 5 mg / L, keratin 10 mg / L, collagen 20 mg / L, collagen degrading enzyme (MMP2) 2 mg / L and extracellular matrix Fibronectin (including 30 mg / L) was mixed to prepare a red biopolymer ink composition. Ink compositions are blended in a mechanical stirrer and prepared with Degassing using 99.999999999% nitrogen and helium gas from Airproducts during the process.

제조된 잉크 조성물은 멤버레인 필터를 사용하여 필터링이 되었다. 결과로서 얻어진 잉크는 표면장력 39 dyne/cm; 점도 18.6 cPs; 및 pH 7.3 이 되었다. 제조된 잉크를 카트리지에 주입하고 자외선(광) 경화 장치가 부착된 Epson 사의 Stylus Pro 4800, Hewlett Packard 사의 Designer jet z2100, Canon사의 Canon IPF 600 등의 출력 장비를 이용하여 생체 성장 인자, 케라틴 및 콜라겐이 포함된 생리 식염수가 채워진 A4 면적 및 30mm 높이를 가진 유리 사각 용기에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 넣고, 필름 위에 프린트하여 인체 장기 중 연 조직인 인공 피부를 형성 하였다.
The prepared ink composition was filtered using a member filter. The resulting ink had a surface tension of 39 dyne / cm; Viscosity 18.6 cPs; And pH 7.3. Injecting the ink into the cartridge and using the printing equipment such as Stylus Pro 4800 from Epson, Designer jet z2100 from Hewlett Packard, Canon IPF 600 from Canon, etc. A polyethylene terephthalate film was placed in a glass square container having an A4 area and a 30 mm height filled with physiological saline, and printed on the film to form artificial skin, which is a soft tissue of human organs.

실시예Example 3-노랑 식용 색소가 포함된 생체 고분자 입자 잉크 Biopolymer Particle Ink with 3-Yellow Food Coloring

상기 제조예 1에서 노랑 식용색소를 넣어 노랑 생체고분자 입자 분산원액을 제조하였다. 노랑식용색소 포함 생체고분자 입자 분산 원액 310g, 비타민 C 10g, 잔탄검 10g, 레티놀 10g, 및 천연레시틴 100g, 생리식염수 560g(생체 성장 인자로서 PDGF(platelet-derived growth factor) 5mg/L, TNF-α(Tumor Necrosis Factor-α) 5mg/L, bFGF(Basic fibroblast growth factor) 5mg/L와, 케라틴 10mg/L, 콜라겐 20mg/L, 콜라겐 분해효소(MMP2) 2mg/L를 포함하고, 세포외 기질인 피브로넥틴(Fibronectin) 30mg/L을 포함한다)을 혼합하여 노랑 생체 고분자 잉크 조성물을 제조하였다.In Yellow Preparation Example 1, yellow biopolymer particle dispersion stock solution was prepared. Biopolymer particle dispersion containing yellow food coloring 310g, vitamin C 10g, xanthan gum 10g, retinol 10g, and natural lecithin 100g, physiological saline 560g (platelet-derived growth factor (PDGF) 5mg / L, TNF-α as a growth factor) (Tumor Necrosis Factor-α) 5 mg / L, bFGF (basic fibroblast growth factor) 5 mg / L, keratin 10 mg / L, collagen 20 mg / L, collagen degrading enzyme (MMP2) 2 mg / L, and extracellular matrix Fibronectin (including 30 mg / L) was mixed to prepare a yellow biopolymer ink composition.

잉크 조성물은 메카닉 스티러에서 블랜드가 되고 공정 동안 Airproducts사의 99.999999999%의 질소 및 헬륨 가스를 사용하여 Degassing과 함께 제조 된다. 제조된 잉크 조성물은 멤버레인 필터를 사용하여 필터링이 되었다. 결과로서 얻어진 잉크는 표면장력 38 dyne/cm; 점도 18.4 cPs; 및 pH 7.5 이 되었다. 제조된 잉크를 카트리지에 주입하고 자외선(광) 경화 장치가 부착된 Epson 사의 Stylus Pro 4800, Hewlett Packard 사의 Designer jet z2100, Canon사의 Canon IPF 600 등의 출력 장비를 이용하여 생체 성장 인자, 케라틴 및 콜라겐이 포함된 생리 식염수가 채워진 A4 면적 및 30mm 높이를 가진 유리 사각 용기에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 넣고, 필름 위에 인체 장기 중 연 조직인 인공 피부를 형성 하였다.
The ink composition is blended in a mechanical stirrer and prepared with Degassing using 99.999999999% nitrogen and helium gas from Airproducts during the process. The prepared ink composition was filtered using a member filter. The resulting ink had a surface tension of 38 dyne / cm; Viscosity 18.4 cPs; And pH 7.5. Injecting the ink into the cartridge and using the printing equipment such as Stylus Pro 4800 from Epson, Designer jet z2100 from Hewlett Packard, Canon IPF 600 from Canon, and the like, bio-growth factors, keratin and collagen A polyethylene terephthalate film was placed in a glass square container having an A4 area and a 30 mm height filled with physiological saline, and artificial skin, which is a soft tissue of human organs, was formed on the film.

실시예Example 4-검정 식용 색소가 포함된 생체 고분자 입자 잉크 Biopolymer Particle Ink with 4-Black Food Coloring

상기 제조예 1에서 검정 식용색소를 넣어 검정 생체고분자 입자 분산원액을 제조하였다. 검정 식용색소 포함 생체고분자 입자 분산 원액 350g, 비타민 A 10g, 잔탄검 10g, 레티놀 10g, 및 천연레시틴 100g, 생리 식염수 520g(생체 성장 인자ㄹ로서 TGF-α 5mg/L, TGF-β 5mg/L, PDGF(platelet-derived growth factor) 5mg/L를 포함하고, 케라틴 10mg/L, 콜라겐 20mg/L, 세포외 기질인 라미닌(Laminnine) 30mg/L을 포함한다.)를 혼합하여 검정 생체 고분자 잉크 조성물을 제조하였다.To prepare a black biopolymer particle dispersion stock solution was added black food coloring in Preparation Example 1. 350 g of biopolymer particle dispersion containing black food coloring, 10 g of vitamin A, 10 g of xanthan gum, 10 g of retinol, and 100 g of natural lecithin, 520 g of physiological saline (TGF-α 5mg / L as a biological growth factor, TGF-β 5mg / L, The assay biopolymer ink composition was prepared by mixing 5 mg / L of platelet-derived growth factor (PDGF), 10 mg / L of keratin, 20 mg / L of collagen, and 30 mg / L of extracellular matrix (Laminnine). Prepared.

잉크 조성물은 메카닉 스티러에서 블랜드가 되고 공정 동안 Airproducts사의 99.999999999%의 질소 및 헬륨 가스를 사용하여 Degassing과 함께 제조된다.Ink compositions are blended in a mechanical stirrer and prepared with Degassing using 99.999999999% nitrogen and helium gas from Airproducts during the process.

제조된 잉크 조성물은 멤버레인 필터를 사용하여 필터링이 되었다. 결과로서 얻어진 잉크는 표면장력 37 dyne/cm; 점도 18.2 cPs; 및 pH 7.8 이 되었다. 제조된 잉크가 카트리지에 주입되어 광 경화 장치가 부착된 Epson 사의 Stylus Pro 4800, Hewlett Packard 사의 Designer jet z2100, Canon사의 Canon IPF 600 등의 출력 장비를 이용하여 생체 성장 인자, 케라틴 및 콜라겐이 포함된 생리 식염수가 채워진 A4 면적 및 30mm 높이를 가진 유리 사각 용기에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 넣고, 필름 위에 프린트하여 인체 장기 중 경 조직인 인공 뼈를 형성하였다.The prepared ink composition was filtered using a member filter. The resulting ink had a surface tension of 37 dyne / cm; Viscosity 18.2 cPs; And pH 7.8. Physiology containing biogrowth factors, keratin, and collagen was produced using output devices such as Epson's Stylus Pro 4800, Hewlett Packard's Designer jet z2100, and Canon's Canon IPF 600. A polyethylene terephthalate film was placed in a glass square container having an A4 area and a 30 mm height filled with saline, and printed on the film to form artificial bone, which is a hard tissue of human organs.

Claims (4)

식용색소체를 선택하는 단계;
3개의 층으로 이루어진 고분자 입자를 제조하는 단계;
상기 식용색소체와 상기 고분자 입자를 혼합한 후, 광을 조사하여 가역겔을 형성하는 단계;
상기 가역겔과, 생체성장인자를 포함하는 생리식염수를 혼합하여 고분자 입자 분산원액을 제조하는 단계; 및
상기 분산원액과, 비타민 A, 잔탄검, 레티놀 및 천연레시틴과, 생체성장인자를 포함하는 생리식염수를 혼합하는 단계를 포함하는 생체 고분자 잉크젯 잉크조성물의 제조방법.
Selecting an edible chromosome;
Preparing a polymer particle composed of three layers;
Mixing the food coloring material with the polymer particles, and then irradiating light to form a reversible gel;
Preparing a polymer particle dispersion stock solution by mixing the reversible gel and physiological saline containing a biogrowth factor; And
Method of producing a biopolymer inkjet ink composition comprising the step of mixing the dispersion stock, vitamin A, xanthan gum, retinol and natural lecithin, and physiological saline containing a biogrowth factor.
청구항 1에 있어서,
상기 고분자 입자는 실리콘으로 이루어진 코어층,
하이드록시에틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트 및 이소프로필아크릴아마이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 미디어층, 및
젤라틴, 팩틴 및 셀룰로오스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 쉘층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 고분자 잉크젯 잉크조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
The polymer particle is a core layer made of silicon,
A media layer composed of at least one selected from the group consisting of hydroxyethyl acrylate, ethyl methacrylate and isopropyl acrylamide, and
Method for producing a biopolymer inkjet ink composition, characterized in that consisting of a shell layer consisting of one or more selected from the group consisting of gelatin, factin and cellulose.
청구항 1에 있어서,
상기 생체성장인자는 TGF-α, TGF-β, PDGF, TNF-α, bFGF, 사이토카인 IL-1, 사이토카인 IL-6, 케라틴, 콜라겐, 콜라겐 분해효소, 피브로넥틴 및 라미닌으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 생체 고분자 잉크젯 잉크 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,
The biogrowth factor is at least selected from the group consisting of TGF-α, TGF-β, PDGF, TNF-α, bFGF, cytokine IL-1, cytokine IL-6, keratin, collagen, collagenase, fibronectin and laminin A method for producing a biopolymer inkjet ink composition, characterized in that one kind.
청구항 1에서 제조된 생체 고분자 잉크 조성물을 광경화 장치가 부착된 잉크젯 프린터에 장착한 후 생체 조직을 프린터 하는 생체조직 프린트 방법. A method of printing a living tissue after mounting the biopolymer ink composition prepared in claim 1 on an inkjet printer with a photocuring device.
KR1020100109877A 2010-11-05 2010-11-05 Method for Preparing the Bio Polymer Inkjet Ink Composition Based on the Physiological Saline Solution KR101230971B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100109877A KR101230971B1 (en) 2010-11-05 2010-11-05 Method for Preparing the Bio Polymer Inkjet Ink Composition Based on the Physiological Saline Solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100109877A KR101230971B1 (en) 2010-11-05 2010-11-05 Method for Preparing the Bio Polymer Inkjet Ink Composition Based on the Physiological Saline Solution

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120048304A KR20120048304A (en) 2012-05-15
KR101230971B1 true KR101230971B1 (en) 2013-02-07

Family

ID=46266670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100109877A KR101230971B1 (en) 2010-11-05 2010-11-05 Method for Preparing the Bio Polymer Inkjet Ink Composition Based on the Physiological Saline Solution

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101230971B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010055191A (en) * 1999-12-09 2001-07-04 김경중 An edibility ink for inkjet printer
JP2004331832A (en) 2003-05-08 2004-11-25 Ricoh Co Ltd Dna ink composition, printed body of identifying image obtained by using the same, and inkjet recording device
JP2006504819A (en) 2002-11-01 2006-02-09 ノバルティス アクチエンゲゼルシャフト Biocompatible ink and contact lens colored with said ink

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010055191A (en) * 1999-12-09 2001-07-04 김경중 An edibility ink for inkjet printer
JP2006504819A (en) 2002-11-01 2006-02-09 ノバルティス アクチエンゲゼルシャフト Biocompatible ink and contact lens colored with said ink
JP2004331832A (en) 2003-05-08 2004-11-25 Ricoh Co Ltd Dna ink composition, printed body of identifying image obtained by using the same, and inkjet recording device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120048304A (en) 2012-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ramiah et al. Hydrogel-based bioinks for 3D bioprinting in tissue regeneration
Decante et al. Engineering bioinks for 3D bioprinting
Ji et al. Recent advances in bioink design for 3D bioprinting of tissues and organs
US10894895B2 (en) Two-component bioink, 3D biomaterial comprising the same and method for preparing the same
CN108096638B (en) Bio-brick for bio-printing and use thereof
CN108472263B (en) Methods of producing microparticles and porous hydrogels using microfluidics
EP2555751B1 (en) Methods of coating a contact lens
Dadashzadeh et al. A review on biomaterials for ovarian tissue engineering
Persaud et al. 3D bioprinting with live cells
Tripathi et al. 3D bioprinting and its innovative approach for biomedical applications
CN109010925A (en) A kind of preparation method of photo-thermal chemotherapy bone renovating material and tissue engineering bracket
CN101528822A (en) Porous polymeric articles
CN110403731B (en) Tissue engineering bionic liver lobe structure based on living cell 3D printing and preparation method
Panda et al. A focused review on three-dimensional bioprinting technology for artificial organ fabrication
CN110408539B (en) Construction method of bionic vascular network in large-volume tissue engineering tissue organ
HUE031455T2 (en) Bacteriorhodopsin-containing microcapsules and method for producing the same
Armentano et al. Nanostructured biopolymer-based materials for regenerative medicine applications
Budharaju et al. Embedded 3D bioprinting–An emerging strategy to fabricate biomimetic & large vascularized tissue constructs
KR101230971B1 (en) Method for Preparing the Bio Polymer Inkjet Ink Composition Based on the Physiological Saline Solution
Fischer The body printed: How 3-D printing could change the face of modern medicine? And why that future is still so far away
WO2012060492A1 (en) Method for manufacturing biopolymer inkjet ink composition based on saline solution
KR101860484B1 (en) A Cosmetic Composition for Producing an Oxygen
Zohora et al. Inkjet printing: an emerging technology for 3d tissue or organ printing
EP3771547A1 (en) Method for 3d printing of vascularized tissues and organs
Ashraf et al. 3D-Bioprinting: A stepping stone towards enhanced medical approaches

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151215

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170131

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180419

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190121

Year of fee payment: 7