[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 살아있는 근세포를 포함한 나노-근섬유가 마치 실제 근육처럼 한 방향으로 자라는 기술이 개발돼 근육의 조직재생 효과가 높아졌다. 

5일 한국연구재단에 따르면 성균관대 바이오메카트로닉스학과 김근형 교수 연구팀은 살아있는 세포와 전기유체공정에 적합한 바이오잉크를 제작해 나노 섬유의 배열을 제어하는 데 성공했다. 

연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 스몰(Small) 표지논문으로 지난달 11일 실렸다. 

(그림) 전기유체공정 모식도 및 용액에 따른 전기방사성 : 좌측 그림은 전기유체공정을 나타내며 평행하게 배열된 전극으로 인해 섬유가 배열되는 모습과 제작된 세포담지 섬유다발을 보여준다. 우측 그림은 순수 알지네이트(대조군)와 알지네이트/폴리에틸렌옥사이드(개발된 바이오잉크)가 전기유체공정으로 제작되었을 때 모습을 비교해 보여준다. [자료=한국연구재단]

인체 병변 부위에 실제 조직과 비슷한 보형물을 넣어 재생 효과를 높이려는 조직재생 연구가 활발하다. 이를 위해 전기장을 유체에 가하는 전기유체공정 및 3D 세포프린팅 공정이 유용하게 사용되고 있다. 

하지만 근육의 경우에는 세포 형상이 정렬돼야 제 기능을 수행할 수 있다. 또 전기유체공정이나 3D 세포프린팅 공정으로는 세포가 무작위로 성장할 수밖에 없는 한계가 있다. 

이에 연구팀은 근육세포가 자라는 방향을 제어할 수 있도록 전기유체공정을 한 단계 발전시켰다. 생체 친화적인 하이드로겔에 가공성이 우수한 물질을 첨가한 바이오잉크를 개발해 전기장을 가했다. 그러면 미세한 패턴을 갖고 한 방향으로 자라는 섬유다발이 제작된다. 

제작된 나노-근섬유는 초기 세포생존율이 90%가 넘어 기존 전기유체공정에서 세포가 사멸되는 문제를 극복했다. 또 3D 세포프린팅 공정보다 세포배열과 분화 등 세포활동이 3배 정도 향상되는 효과도 확인됐다. 

김근형 교수는 “이번 연구는 전기유체공정을 이용해 세포가 포함된 나노섬유를 배열시킨 첫 사례”라며 “인체의 배열 조직의 새로운 재생 방법으로 가능성을 제시했다”고 연구의의를 밝혔다. 

kimys@newspim.com