3D프린터로 뼈조직 만들어

"큰 조직·장기, 복합조직 재생도 가능"

국내 연구진이 3D 바이오프린터로 혈관이 내외부로 골고루 분포된 뼈조직을 출력하는 데 성공, 크기가 큰 조직이나 장기를 3D 바이오프린팅 기술로 출력할 수 있는 가능성을 열었다.

미래창조과학부 연구성과실용화진흥원은 21일 포스텍(POSTECH) 조동우 교수, 가톨릭대 이상화 교수, 한국산업기술대 심진형 교수 등 신산업창조프로젝트 연구진이 이 연구성과를 영국왕립화학회가 발간하는 바이오·의료 소재 학술지 ‘재료화학저널 B'(Journal of Materials Chemistry B, 7월호 표지논문)에 발표했다고 밝혔다.

연구성과실용화진흥원의 신산업창조프로젝트 포스텍(POSTECH) 조동우 교수, 가톨릭대 이상화 교수, 한국산업기술대 심진형 교수 연구팀의 3D 바이오프린팅 연구를 표지논문으로 게재한 영국왕립화학회의 바이오·의료 소재 학술지 '재료화학저널 B'(Journal of Materials Chemistry B, 7월호).

연구팀의 3D 바이오프린팅 연구를 표지논문으로 게재한 영국왕립화학회의 바이오·의료 소재 학술지 ‘재료화학저널 B'(Journal of Materials Chemistry B, 7월호).

조직공학이나 재생의학에서는 그동안 줄기세포를 이용한 손상된 조직·장기의 재생 가능성 연구가 활발히 진행됐으나 재생할 수 있는 조직·장기의 크기가 매우 작아 결손 장기를 회복시키기에는 역부족이었다.

그 이유는 재생하고자 하는 조직의 크기가 커질수록 안쪽에 있는 세포에 영양분을 공급할 수 있는 혈관이 조직 깊은 곳까지 침투해 자라도록 하기가 어렵기 때문이다.

연구진은 혈관과 뼈조직으로 모두 분화할 수 있는 치수(齒髓) 줄기세포(DPSC)를 재료로 사용해 주변부에는 뼈형성단백질(BMP-2)을, 중심부에는 혈관내피성장인자(VEGF)를 함께 3D 바이오프린팅 방식으로 출력, 대체 장기를 만들었다.

연구진이 만든 대체 장기는 한 변의 길이가 5.6㎜인 정육면체 형태로 중심부에 있는 세포는 혈관으로 산소와 영양분이 공급되지 않으면 살 수 없는 크기이다.

연구진이 DPSC와 BMP-2, VEGF를 함께 사용한 조직과 DPSC만 사용한 조직, DPSC와 BMP-2만 사용한 조직을 만들어 쥐에 이식한 다음 4주간 관찰한 결과 DPSC와 BMP-2, VEGF를 모두 사용해 만든 조직에서는 중심부에 혈관이 만들어지고 주변부에 뼈조직이 형성되는 것으로 확인됐다.

포스텍 조동우 교수는 “이 연구에서처럼 세포 및 성장인자의 위치를 자유자재로 조절할 수 있는 3D 바이오프린팅 기술을 이용하면 앞으로 크기가 큰 조직이나 장기의 재생뿐 아니라 뼈, 근육, 혈관 등 다양한 조직으로 이루어진 복합조직의 재생도 가능할 것”이라고 전망했다.

신산업창조프로젝트 김판건 기술사업화전문가 단장은 “이 연구는 3D 프린팅 기술과 의학분야의 통합으로 혈관이 포함된 장기를 직접 인체에 맞춰 제작한다는 점에서 산업적 파급 효과가 클 것”이라며 “현재 ㈜티엔알바이오팹을 설립, 기술 이전과 실용화 연구를 진행 중”이라고 말했다.

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