3D 프린터로 인공근육 만들었다

왼쪽 사진은 쥐의 측두근 이식 직후 조직 부위의 모습을 보여주며, 중앙의 이식 8주 후 개발된 근육 조직을 이식해 손상 부위가 완벽히 재생 된 모습을 보여주고 있다. 우측의 면역화학적 조직염색 결과 또한 근육 조직 이식 후 8주 후에 완벽히 재생해 섬유화가 거의 없는 모습을 보여준다. 연구재단 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 인체 조직을 3D프린터로 정교하게 출력해 손상되거나 없어진 부위의 근육을 바이오프린팅으로 만들었다. 연구팀이 개발한 근육 조직은 외상에 의한 손상된 근육조직뿐만 아니라 루게릭병과 같은 불치성 근육 손실 질환 치료에도 활용될 수 있을 것으로 보인다.

한국연구재단은 김근형 성균관대학교 교수, 장철호 전남대학교 의과대학 교수 공동 연구팀이 금 나노와이어가 포함된 콜라겐·세포 바이오잉크를 기반으로 근섬유다발을 만들었다고 27일 밝혔다.

연구팀이 만든 인공근육을 길이 3cm, 너비 1cm 가량의 손상이 있는 쥐의 턱관절 근육, 측두근에 이식한 결과 8주 후 이식 부위 조직이 실제 근육처럼 재생됐다.

연구팀은 "근육뿐만 아니라 심장, 인대, 힘줄, 신경 등과 같이 배열된 형태를 보이는 인체의 다양한 조직의 손상 시에도 적용 될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

연구팀은 금 나노와이어를 이용해 콜라겐 바이오잉크 내에 포함된 지방줄기세포가 자라나는 방향을 제어하는 인공근육 제작방식을 제안했다. 원예용 지지대를 따라 식물이 뻗어가는 것처럼 한 방향으로 배열된 금 나노와이어를 따라 지방줄기세포들이 근육세포로 분화해 자라도록 유도한 것이다.

이렇게 만들어진 인공 근육세포는 초기 생존율이 90%를 넘어 대체조직으로서의 가능성을 보여줬다.

핵심은 노즐 이동속도와 잉크 유량, 온도 등 복잡한 조건을 최적화함으로써 유체의 흐름을 제어하고 전기적 신호를 이용해 나노와이어의 배열성을 조절한 데 있다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업 및 자연모사혁신기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 나노레터스에 10월 29일 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자