인체 근육조직 모사한 나노-근섬유 '짜잔~'
인체 근육조직 모사한 나노-근섬유 '짜잔~'
  • 함예솔
  • 승인 2018.11.05 12:00
  • 조회수 1826
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살아있는 근세포를 포함한 나노-근섬유가 마치 실제 근육처럼 한방향으로 자라는 기술이 개발돼, 근육의 조직재생 효과가 높아질 것으로 보입니다. 성균관대학교 김근형 교수 연구팀이 살아있는 세포와 전기유체공정에 적합한 바이오잉크를 제작해 나노섬유의 배열을 제어하는데 성공했습니다. 

 

근육 조직도 재생시킬 수 있을까? 출처: fotolia
근육 조직도 재생시킬 수 있을까? 출처: fotolia

인체 병변 부위에 실제 조직과 비슷한 보형물을 넣어 재생효과를 높이려는 조직재생 연구가 활발합니다. 이를 위해 전기장을 유체에 가하는 전기유체공정 및 3D 세포프린팅 공정이 유용하게 사용되고 있습니다. 그러나 근육의 경우에는 세포 형상이 정렬되어야 제 기능을 수행할 수 있는데요. 전기유체공정이나 3D 세포프린팅 공정으로는 세포가 무작위로 성장한다는 한계점을 가지고 있었습니다.

 

전기유체공정 모식도 및 용액에 따른 전기방사성. 출처: 한국연구재단
전기유체공정 모식도 및 용액에 따른 전기방사성. 출처: 한국연구재단

연구팀은 근육세포가 자라는 방향을 제어할 수 있도록 전기유체공정을 한 단계 발전시켰습니다. 생체 친화적인 하이드로겔에 가공성이 우수한 물질을 첨가한 바이오 잉크를 개발하고, 전기장을 가해주었습니다. 그러면 미세한 패턴을 가지고 한 방향으로 자라는 섬유다발이 만들어집니다. 제작된 나노-근섬유는 초기 세포생존률이 90%가 넘어 기존 전기유체공정에서 세포가 사멸되는 문제를 극복했습니다. 또한 3D 세포 프린팅 공정보다 세포배열과 분화 등 세포활동이 3배정도 향상되는 효과도 확인됐습니다.

 

기존 3D세포프린팅 공정과 새롭게 개발된 전기유체공정 비교. 출처: 한국연구재단
기존 3D세포프린팅 공정과 새롭게 개발된 전기유체공정 비교. 출처: 한국연구재단

따라서 제작된 세포나노섬유는 향후 전기유체공정의 높은 가공성과 생체적합성을 이용해 인체의 배열된 조직을 재생하는데 적용할 수 있을 것으로 기대됩니다. 또한, 제작된 세포나노섬유는 세포가 일정한 방향으로 자라게 유도해 근섬유로 분화할 수 있는 골격 및 심장근육 재생에 크게 기여할 수 있을것으로 보입니다.

 

김근형 교수는 "이 연구는 전기유체공정을 이용해 세포가 포함된 나노섬유를 배열시킨 첫 사례"라며 "인체의 배열 조직의 새로운 재생 방법으로 가능성을 제시했다"고 설명했습니다. 이 연구는 재료과학 분야 국제학술지 <Small>에 게재됐습니다.


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