생체적합 소재를 3D 바이오프린팅, 형태와 기능 모두 복원
영국왕립학회 발간하는 세계적인 학술지 표지논문으로 선정
대체 치료법이 없는 기관 협착과 결손 환자에게 즉시 이식이 가능한 기관 재협착 방지용 ‘3D 튜브형 인공기관’이 개발될 예정이다.
서울대병원 이비인후과 권성근 교수팀은 인체 조직 재생의 가장 큰 장애물이었던 기관 재협착을 방지할 수 있는 인공기관을 개발해 전임상실험에 성공했다고 28일 밝혔다.
이 연구 결과는 영국왕립화학회에서 발간하는 나노소재 분야 국제학술지 ‘나노스케일(Nanoscale)’ 2월호 표지 논문으로 선정됐다.
지금까지 기관을 대체하는 인공장치를 제작해 이식을 시도한 연구는 많았다. 그러나 문합 부위에 재협착이 발생하거나 인공 장치의 부적절한 물리적 강도로 기도 확보와 재생에는 모두 실패했다.
이번에 권 교수팀은 생체적합 생분해성 소재를 3D 바이오프린팅 기술과 전기방사법을 융합해 3D 튜브형 인공기관을 만들었다. 이는 물리적 강도가 기관 조직과 유사하면서 기관조직 재생에 도움이 되는 약물을 안정적으로 전달할 수 있다.
전기방사법: 전기적 반발의 힘을 이용해 나노미터 범위의 초극세 섬유를 생산하는 기술로, 고분자 용액이 들어있는 주사기 바늘과 집진판에 고전압을 걸어 나노섬유를 만든다.
이번 개발품은 3D 바이오프린팅 기술이 결합되면서 기관 형태의 복원뿐만 아니라 재협착을 방지하는 약물을 탑재했다고 연구팀은 전했다. 이로써 기관 내 점막이 재생되어 객담 배출 등의 기도 점막의 기능까지 살아 날 것으로 기대된다.
권성근 교수는 "그동안 주된 실패 원인이었던 문합부 재협착을 예방하는 약물을 탑재한 인공기관 지지체의 제작이 가능함에 따라 난치성 질환인 기관 협착과 결손을 극복할 수 있는 기대를 높일 것”이라고 전망했다.
이 연구는 한국기계연구원 나노융합기계연구본부 나노자연모사연구실 박수아 책임연구원과 함께 공동으로 개발했다. 또한 한국연구재단의 바이오의료기술개발사업(과제명: 환자맞춤형 구강악안면 결손부 재건 3D 프린팅 시스템 및 낙엽 적층 구조를 가지는 지지체 공정 기술 개발)과 보건산업진흥원의 의료기술 기반연구사업(과제명: 난치성 기관협착 치료를 위한 줄기세포 분화 조절 점막 모사 차세대 지지체 개발 및 two stage 이식기법 확립)의 지원으로 진행했다.
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기관 재협착 막는 하이브리드 인공기관 개발 성공
