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포스텍, 3D 세포 프린팅용 바이오잉크 개발 성공

포스텍 연구팀이 3D 프린터를 이용해 인체의 장기를 만들어낼 수 있는 바이오 잉크를 개발하는 데 성공했다.

조동우 포스텍 기계공학과 교수(사진) 연구팀의 박사 후 연구원 팔구니 패티(Falguni Pati), 융합생명공학부 박사과정 장진아 씨와 가톨릭의대 성형외과 이종원 교수, 이비인후과 김성원 교수, 한국산업기술대 기계공학과 심진형 박사, 미국 워싱턴대 김덕호 교수 공동 연구팀은 이번 연구 결과에 따라 실제 조직과 동일한 성분으로 이뤄진 탈세포화된 조직을 이용해 간단한 세포 조직뿐만 아니라 장기 제작까지 가능할 것으로 예상하고 있다.

3D 세포 프린팅 기술은 살아 있는 세포와 생체 적합성 재료를 이용해 실제 조직과 유사한 외형과 구조를 가진 기능성 인공조직을 제작하는 기술로 인공조직을 만들기 위해서는 3D 프린터로 분사할 수 있는 바이오 잉크와 형태를 유지할 수 있도록 하는 생체 적합성 고분자가 필요하다.

종전에는 콜라겐이나 체외유래 재료로 만들어진 하이드로젤을 바이오 잉크로 사용했지만 이 재료는 실제 조직이 가진 복잡하고 다양한 세포외기질을 모사하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 탈세포화된 조직으로 바이오 잉크를 만들고 여기에 재생하고자 하는 조직에 맞는 중간엽 줄기세포를 넣어 3D 세포 프린팅 기술로 인공 조직을 만들었다. 이는 기존 콜라겐을 이용해 제작한 인공 조직에 비해 세포분화가 활발하게 이루어지는 것으로 확인됐다.

이번 연구결과는 3D 세포 프린팅 기술로 단순히 조직 외형을 모사하는 기존 연구를 넘어 장기가 손상돼 재생이 필요한 조직에 최적화된 환경을 제공해 만들고자 하는 목적 조직(target tissue)으로 분화할 수 있도록 하는 데 핵심 요소가 될 것으로 예상되고 있다.

연구를 주도한 조동우 교수는 “이 연구를 바탕으로 각 조직에 적합한 바이오 잉크를 개발하면 간단한 기능을 하는 조직뿐만 아니라 실제 장기도 제작할 수 있을 것이다. 향후에는 이를 임상에 적용해 손상된 장기를 재생하는 데 활용할 수 있을 것이다”라고 전망했다.

한편 이 연구는 미래창조과학부 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업의 지원으로 수행됐으며 국제학술지 <네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)> 6월 2일자 온라인판에 게재됐다.

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