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마이크로플루이딕스 3D 프린팅

CADworks3D는 마이크로플루이딕스 및 랩온어칩 연구를 위해 미세 채널과 미세 구조를 고해상도로 구현하는 전문 3D 프린터 및 전용 재료를 제공합니다.
그렇다면 전 세계의 CADworks3D 사용자는 누구이며, 어떤 방식으로, 어떤 목적을 위해 이 제품을 활용하고 있을까요?

진단/바이오센싱


RNA 현장 분리, 땀 분석, 면역분석 등 실시간 진단 플랫폼 중심 


Room-Temperature Roll-to-Roll Additive Manufacturing of PDMS-Based Centrifugal Microfluidic Device for On-Site Isolation of RNA from Whole Blood

(전혈에서 RNA를 현장 분리하기 위한 PDMS 기반 원심 마이크로유체 장치의 상온 롤투롤 적층 제조)

연구기관

성균관대학교 (SKKU), 한국

주요 저자

Trung Hoang, Han Truong, Jiyeon Han 외

연구 목표

기존 PDMS 미세유체 장치 제작의 고비용·저효율 문제를 해결하기 위해, 열·UV 없이 상온에서 동작하는 롤투롤(R2R) 대량 생산 플랫폼 개발. 전혈 150µL에서 현장 RNA 분리 실현.


핵심 성과

세계 최초 상온 R2R PDMS 미세유체 장치 생산 플랫폼 구현. 에너지 소비 및 온실가스 방출 최소화, COVID-19 등 감염병 현장 핵산 진단에 직접 응용 가능.


저널

Materials Today Bio (2023)

사용 모델

PR110 (Legacy)

사용 레진

Master Mold for PDMS

종양학/CTC


순환종양세포 포획·프로파일링, 줄기세포 정량 등 액체 생검 연구


Open-Top Patterned Hydrogel-Laden 3D Glioma Cell Cultures for Creation of Dynamic Chemotactic Gradients to Direct Cell Migration 

(세포 이동을 유도하기 위한 동적 화학유도 구배를 생성하는, 상단이 개방된 패턴화 하이드로겔 기반 3차원 신경교종 세포 배양)

연구기관

University of Virginia (미국) — 공학·의학 공동 연구

주요 저자

Aditya Rane, Steven Tate, Jenna L. Sumey, Qing Zhong, Hui Zong, Benjamin Purow, Steven R. Caliari, Nathan S. Swami

연구 목표

기존 PDMS 폐쇄형 미세유체 시스템의 한계 극복: 얕은 깊이(≤0.1mm)로 표면 접촉 지배, PDMS 성분 침출로 주화성(chemotaxis) 프로파일 교란. 뇌종양(교모세포종) 미세환경을 모사하는 개방형(open-top) 3D 하이드로겔 배양 플랫폼 개발.


핵심 방법 

CADworks3D PR 시리즈로 PDMS 마스터 몰드 제작 → 히알루론산(HA)+GelMA 하이브리드 하이드로겔에 U87 교모세포종 세포 삽입 → 종 방향 채널로 CXCL12 케모카인 동적 기울기 형성(~1mm 깊이 전체에 균일) → AMD3100 저해제 처리로 주화성 이동 억제 검증.


핵심 성과

PDMS 없이 제곱센티미터 면적·밀리미터 깊이 규모의 3D 뇌종양 미세환경 내 동적 화학 기울기 형성 최초 구현. 교모세포종 침윤 억제 약물(chemotaxis 차단제) 스크리닝 플랫폼으로 직접 활용 가능. ACS Biomaterials Science & Engineering 게재 (2024).


저널

ACS Biomaterials Science & Engineering (2024)

사용 모델

PR110 (Legacy)

사용 레진

Master Mold for PDMS, Clear Microfluidic Resin

장기칩/조직공학


폐·뇌 오가노이드, 펌프·모듈 시스템 등 in vitro 생체 모사 


Microfabricated Dynamic Brain Organoid Cocultures to Assess the Effects of Surface Geometry on Assembloid Formation

(표면 기하구조가 어셈블로이드 형성에 미치는 영향을 평가하기 위한 미세가공 동적 뇌 오가노이드 공배양) 

연구기관

McGill University (캐나다) — Christopher Moraes / Thomas M. Durcan 공동 연구그룹

주요 저자

Camille Cassel de Camps, Sabra Rostami, Vanessa Xu, Chen Li, Paula Lépine, Thomas M. Durcan, Christopher Moraes

연구 목표

여러 오가노이드를 융합한 어셈블로이드(assembloid) 형성 과정은 불분명. 두 종류 오가노이드(중뇌+비유도 뇌 오가노이드)를 별도 채널에서 배양하면서 표면 형상을 제어하고, 격벽 제거 후 융합을 관찰하는 동적 미세제작 플랫폼 개발.


핵심 방법 

CADworks3D ProFluidics 285D + Master Mold Resin으로 PDMS 몰드 제작(층 두께 50µm). 분리 가능한 삽입 격벽(삼각형·평면 등 다양한 형상)이 오가노이드 표면 형상을 형성. 격벽 제거 후 오가노이드 융합 시 축삭 돌기 방향, 세포 이동 방향 형광 현미경 정량화. iPSC 유래 오가노이드 사용(맥길 대학 REB 승인).


핵심 성과

중뇌 오가노이드 축삭 돌기가 다른 중뇌 오가노이드 쪽으로 통계적으로 유의하게 편향됨 확인. 오가노이드 표면 형상(평면 vs 삼각형 모서리)이 세포 침투에 영향. 물리적 단서로 신경회로 발달·어셈블로이드 형성 제어 가능성 제시. Biotechnology Journal 게재 (2024).


저널

Biotechnology Journal (2024)

사용 모델

ProFluidics 285D

사용 레진

Master Mold for PDMS

유체역학/미세유체 


모세관 흐름, 입자 분리, 혼합기 등 기초 유체 연구 


Microfluidic Chain Reaction of Structurally Programmed Capillary Flow Events

(구조적으로 프로그래밍된 모세관 흐름 이벤트의 미세유체 연쇄 반응 )

연구기관

McGill University (캐나다) — David Juncker 연구그룹

주요 저자

Mohamed Yafia, Oriol Ymbern, Ayokunle O. Olanrewaju, Azim Parandakh, David Juncker 외

연구 목표

기존 Lab-on-chip은 자동화를 위해 외부 펌프·컴퓨터·연결선이 필수였고, 모세관 미세유체는 최대 8단계 동작만 가능. 외부 장비 없이 칩 구조 자체에 수백 단계 액체 조작 알고리즘을 인코딩하는 "미세유체 연쇄 반응(MCR)" 개념 최초 제안.


핵심 방법 

3D 프린팅 일체형 칩에 모세관 도미노 밸브(CDV) 구조 내장 → 종이 펌프의 자유 에너지로 구동 → 흐름 이벤트가 다음 단계를 조건부로 개시하는 연쇄 구조. 300개 분주 순차 방출, SARS-CoV-2 항체 8단계 자동 ELISA, 트롬빈 생성 연속 서브샘플링 어세이 실연.


핵심 성과

세계 최초 펌프·컴퓨터 없이 300단계 이상 자율 연속 액체 조작 구현. PCR에 빗댄 "MCR" 개념 정립으로 저개발국·현장 진단 Lab-on-chip 패러다임 전환 제시. Nature 게재 (2022). McGill 대학에 특허 등록·라이선스됨.


저널

Nature (2022)

사용 모델

M Series

사용 레진

Clear Microfluidics Resin