포스텍, 말미잘 실크 단백질을 활용해 인공 귀·코 만든다

포스텍 차형준 교수

포스텍 조동우 교수

말미잘 실크 단백질을 활용해 인공 귀나 코를 만드는 기술이 개발됐다.

포스텍 화학공학과 차형준 교수, 박사과정 박태윤·양윤정 연구교수팀은 기계공학과 조동우 교수, 박사과정 하동헌 씨 팀과 공동으로 말미잘 실크 단백질 소재를 활용해 원하는 형태의 인공 생체 구조체를 3차원으로 인쇄하는 기술을 개발했다고 국제학술지 바이오패브리케이션에 게재했다.

개발에 앞서 연구팀은 합성 고분자와 천연 고분자의 장단점에 주목했다. 합성 고분자는 뛰어난 물성을 가지지만 생체 이식 시 생체적합성이 크게 부족하다. 반면 천연 고분자는 생체적합성은 뛰어나지만, 물성이 크게 떨어져 3차원 구조체로 제작하기 어렵다.

이에 연구팀은 우선 말미잘 속에 실크 성질의 단백질을 모방해 만든 '말미잘 실크 단백질'을 기반으로 3D 프린팅 소재를 만들었다. 말미잘 실크 단백질은 광가교(빛을 이용해 서로 다른 고분자 사이 결합을 형성하는 법)를 통해 높은 물리적 안정성을 갖출 수 있도록 도왔다. 이어 이 단백질을 압축 분사해 200∼1천㎛(마이크로미터) 굵기로 다양한 형상의 인공 귀나 코, 혈관을 정교하게 인쇄했다.

이 구조체는 물성이 우수하다고 알려진 누에고치 실크 단백질 기반의 구조체보다 4배 이상 높은 탄성력을 지니고 있을 뿐만 아니라 더 우수한 생체적합성도 갖는 것으로 나타났다.

이 소재는 다양한 종류 세포와 높은 친화도를 보여 앞으로 뼈와 연골 등 다양한 신체조직 부위 이식 및 치료에 활용할 수 있을 것으로 전망된다.

연구를 주도한 차 교수는 "말미잘 실크 단백질의 우수한 물성과 생체적합성에서 착안해 개발된 3D 프린팅 소재는 복잡한 3차원 구조체를 빠르고 정교하게 인쇄할 수 있어 이식이 필요한 다양한 인공 생체 조직을 성공적으로 만들 수 있다"고 했다.