혈관 포함한 장기…3D 바이오 프린터로 출력한다

국내 연구팀, 관련 기술 개발

▲3D 프린터로 혈관조직이 포함된 뼈조직을 프린트 하고 있다.[사진제공=연구성과실용화진흥원]

[아시아경제 정종오 기자] 3D 바이오 프린터로 혈관을 포함한 장기까지 재생할 수 있는 가능성이 열릴 것으로 기대된다. 바이오 재료를 이용해 3D 프린터로 장기 등을 출력할 수 있는 셈이다.

국내 연구팀이 3D 바이오 프린팅 기술을 이용해 크기가 큰 조직은 물론 장기까지 출력할 수 있는 기술에 대한 논문을 발표했다. 그 동안 조직공학과 재생의학 분야에서 줄기세포를 이용한 손상된 조직, 장기 재생 가능성에 관한 연구는 많이 보고됐는데 재생시킬 수 있는 조직과 장기의 크기가 매우 작아 결손 장기를 회복시키기에는 역부족이었다.

재생하고자 하는 조직의 크기가 커질수록 세포를 먹여 살릴 수 있는 혈관이 골고루 침투해 혈액을 공급해줘야 하는데 혈관이 조직의 깊은 곳까지 침투해 자라는 것이 불가능했기 때문이다.

연구팀은 혈관과 뼈 조직으로 재생이 모두 가능한 치수(치아 내부의 신경과 혈관이 분포된 연조직)유래 줄기세포를 3D 바이오 프린팅 재료로 사용했다. 혈관내피성장인자(Vascular endothelial growth factor, VEGF)와 뼈형성단백질(Bone morphogenietic protein-2, BMP-2)을 각각 혈관과 뼈 조직이 필요한 곳에 세포와 함께 선별적으로 프린팅했다.

대체 장기의 중심부에 혈관이 부족해 세포가 죽는 것을 고려했다. 뼈 조직 중심부에 혈관내피성장인자를 선별적으로 배치시켰다. 혈관이 초기에 빠르게 생성돼 프린팅된 뼈 조직 전체가 체내에서 원활하게 성장할 수 있도록 했다.

포스텍(POSTECH) 기계공학과 조동우 교수, 가톨릭대학교 성바오로병원 치과 이상화 교수, 한국산업기술대학교 기계공학과 심진형 교수팀은 이번 기술을 개발했다. 연구결과는 영국왕립화학회(RSC, Royal Society of Chemistry)가 발간하는 바이오, 의료-소재분야 학술지인 'Journal of Materials Chemistry B'의 7월호 표지논문(Inside front cover paper)으로 실렸다.

조동우 교수는 "세포와 성장인자의 위치를 자유자재로 조절할 수 있는 3D 바이오 프린팅 기술을 이용하면 앞으로 크기가 큰 조직이나 장기의 재생뿐 아니라 뼈, 근육, 혈관 등 다양한 조직으로 이뤄진 복합조직의 재생까지도 가능할 것"이라고 전망했다.

연구성과실용화진흥원이 추진하는 신산업창조프로젝트 사업의 지원을 받아 수행됐다. 신산업창조프로젝트를 추진중인 김판건 기술사업화전문가 단장은 "이번 연구는 3D 프린팅 기술과 의학 분야의 통합으로 혈관이 포함된 장기를 직접 각각의 인체에 맞춰 제작해 낼 수 있다는 점에서 산업적 파급효과가 매우 클 것"이라며 "현재 티엔알바이오팹을 설립해 기술 이전과 실용화 연구가 진행 중"이라고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr