포스텍 연구진, 세포외기질 하이드로겔 박막 개발

동물실험 대체할 약물 평가용 인공장기 개발 탄력

포스텍 김동성 교수

포스텍 홍현준 박사

포스텍 윤재승씨

텍사스주립대 김현중 교수

신약개발 과정에서 반드시 필요한 동물실험을 대체할 약물 평가용 인공장기 개발이 국내 연구진에 의해 속도를 내고 있다.

포스텍(포항공대)기계공학과 김동성 교수·통합과정 윤재승 씨·홍현준 박사 연구팀은 텍사스주립대학교 김현중 교수 연구팀과 공동으로 튼튼하고 잘 늘어나는 세포외기질 하이드로겔 박막을 개발했다고 국제 학술지 '바이오패브리케이션'에 최근 실었다.

세포 밖에 존재하는 세포외기질은 세포와 조직 사이의 공간을 채워주며 세포를 보호하는 '쿠션' 역할을 한다.

때문에 인공조직이나 장기를 만들 때도 그 속의 세포가 잘 자랄 수 있도록 세포외기질을 사용한다.

하지만 이 세포외기질 박막은 변형되기 쉬워 장기가 만들어내는 움직임을 구현하기 어렵다는 치명적인 단점을 갖고 있다.

이에 연구팀은 기존 세포외기질에 나노섬유를 덧씌워, 인체의 기저막과 비슷하면서도 튼튼한 세포외기질 박막을 만들었다. 두께가 5마이크로미터(μm, 1μm=100만분의 1m)에 불과한 이 박막은 투과성이 높은데다 세포 배양 후 2주가 지나도 안정적인 형태를 유지하는 것으로 확인됐다. 특히 신축성이 높아 연동 운동 등 장기의 반복적인 움직임을 따라할 수 있으며, 세포와 조직 기능 또한 실제 장기와 비슷한 것으로 나타났다.

연구팀은 이번에 개발한 세포외기질 박막의 경우 체내 장기처럼 움직임이 가능한 정교한 인공장기 구축을 도울 수 있기 때문에 앞으로 기초연구나 화장품 및 신약 개발, 조직 공학 등에 활용될 수 있을 것으로 내다봤다.