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국내 연구팀이 3D 프린팅 기술을 이용해 뼈 조직까지 만들 수 있는 기술을 처음으로 개발했다.
가톨릭대학교 성바오로병원은 치과 이상화 교수는 혈관조직이 내·외부로 분포된 뼈 조직을 3D 프린팅 기술을 이용해 출력하는데 성공했다고 20일 밝혔다.
여의도성모병원 임상의학연구소 연구비 지원으로 수행된 이번 연구를 위해 이 교수는 포스텍 기계공학과 조동우 교수, 한국산업기술대학교 기계공학과 심진형 교수와 함께 팀을 이뤘다.
그동안 조직공학 및 재생의학 분야에서 줄기세포를 이용한 손상된 조직 및 장기 재생 가능성에 관한 연구는 많이 보고됐다.
하지만 재생시킬 수 있는 조직 및 장기의 크기는 매우 작아 대체적의 결손 장기를 회복시키기에는 역부족이었다.
재생하고자 하는 조직의 크기가 커질수록 세포를 먹여 살릴 수 있는 혈관 또한 골고루 침투해 혈액을 공급해야 하는데, 혈관이 조직의 깊은 곳까지 침투해 자라는 것이 불가능했기 때문이다.
연구진은 혈관과 뼈 조직으로 재생이 모두 가능한 치수유래 줄기세포를 3D 바이오 프린팅 재료로 사용했다.
이어 혈관 내피성장인자 (Vascular endothelial growth factor, VEGF)와 형성단백질 (Bone morphogenietic protein-2, BMP-2)을 각각 혈관과 뼈 조직이 필요한 곳에 세포와 함께 선별적으로 프린팅했다.
특히 대체적 장기의 중심부에 혈관이 부족해 세포가 괴사하는 것을 고려, 뼈 조직 중심부에 혈관내피성장인자를 선별적으로 위치시켰다.
이를 통해 혈관이 초기에 빠르게 생성돼 프린팅된 뼈 조직 전체가 체내에서 원활하게 성장할 수 있도록 했다.
이상화 교수는 “3D 프린팅 기술이 안정적으로 임상 적용될 수 있도록, 지속적으로 연구를 진행할 계획”이라고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 영국왕립화학회 (RSC, Royal Society of Chemistry)가 발간하는 바이오, 의료-소재분야 학술지인 ‘Journal of Materials Chemistry B(I.F.4.7)’에 7월호 표지논문(Inside front cover paper)으로 게재됐다. |
