This paper analyzed the anatomical and chemical characteristics of non-woody plant resources such as flax, hemp, and ramie, and reviewed the latest research trends in their applications as tissue engineering and orthopedic medical materials. Non-woody resources offer advantages such as short growth cycles and the potential for low-carbon model implementation. The high-strength bast fibers and porous pith constituting the stems of non-lignified plant resources are utilized for their mechanical structural properties and as scaffolds for cell growth. Notably, composite materials based on non-lignified bast fibers can achieve elastic moduli similar to human cortical bone, thereby resolving the stress shielding phenomenon associated with metallic implants. Furthermore, the core components of non-lignified plant resources—cellulose, hemicellulose, and lignin—possess excellent biocompatibility, antioxidant, and antibacterial properties. This has confirmed their utility across diverse biomedical engineering fields, including bone regeneration scaffolds, customizable 3D bioprinting inks, biodegradable orthopedic fixation devices, and dental barrier membranes.

본 논문은 아마, 헴프, 양마 등의 비목질계 식물 자원의 해부학적∙화학적 특성을 분석하고, 이를 조직공학 및 정형외과용 의료 소재로 응용한 최신 연구 동향을 고찰하였다. 비목질계 자원은 생육 주기가 짧고 저탄소 모델 구현이 가능하다는 장점이 있다. 비목질계 식물 자원의 줄기를 구성하는 고강도 인피섬유와 다공성 속대는 구조의 기계적 특성과 세포 성장을 위한 지지체로 활용된다. 특히, 비목질계 인피 섬유 기반 복합재료는 인체 피질골과 유사한 탄성계수를 구현할 수 있어, 금속 장치가 가지는 응력 차폐 현상을 해결할 수 있다. 또한, 비목질계 식물 자원의 핵심 성분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌은 우수한 생체 적합성, 항산화 및 항균 특성을 가지고 있어, 골 재생 지지체, 맞춤형 3D 바이오 프린팅 잉크, 정형외과용 생분해성 고정 장치 및 치과용 차단막 등 다양한 의공학 분야에 활용되고 있음을 확인하였다.

Keywords: 비목질계(Non-woody), 인피 섬유(Bast fibers), 속대(Hurds), 골조직공학(Bone tissue engineering), 정형외과용 임플란트(Orthopedic implants)