국내 연구진이 3D프린팅 기술을 이용해 실제와 똑같은 기능을 하는 근육세포를 만드는데 성공했다.

성균관대 바이오메카트로닉스학과 김근형 교수팀은 살아있는 생체 세포와 전기유체공정에 적합한 바이오잉크를 이용해 인공 근육세포를 만들었다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘스몰’ 최신호 표지논문으로 실렸다.

조직재생공학은 인체 내 질병이 발생해 문제가 생긴 조직에 3차원(3D) 지지체를 삽입해 재생효과를 높이는 분야이다. 특히 최근에는 3D프린팅 기술의 발달로 살아있는 세포와 하이드로겔을 혼합한 바이오잉크를 이용한 3D세포프린팅 공정이 사용되고 있다. 세포프린팅 공정은 높은 가공성과 생체적합성이 뛰어나다는 장점이 있지만 세포가 무작위로 성장해 실제 생체에 삽입이 어렵다는 단점이 있다.

이에 연구팀은 근육세포가 자라는 방향을 제어할 수 있도록 하는 전기유체공정을 개발했다. 생체 친화적인 하이드로겔에 가공성이 우수한 폴리에틸렌옥사이드(PEO)라는 물질을 첨가한 바이오잉크를 만들어 전기장을 가해 미세한 패턴을 갖고 한 방향으로 자라는 섬유다발을 만들었다.기존 전기유체공정에서 만들어지는 인공근육세포는 세포가 사멸되는 문제가 있었는데 이번에 개발된 나노근섬유는 초기 세포생존률이 90%를 넘는 것으로 확인됐다. 또 기존 3D세포프린팅 공정보다 세포배열과 분화 등 세포활동이 3배 정도 향상돼 실제와 비슷하게 작동하는 것으로 알려졌다.

김근형 교수는 “이번 연구는 전기유체공정을 이용해 세포가 포함된 나노섬유를 배열시킨 첫 사례로 세포 방향성을 유도하는데 유용한 공정이다”라며 “인체 조직은 다양하게 배열돼 있는데 방향성을 갖춰 조직을 재생하는데 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr