인공장기, 이제는 해조류로 만든다…포스텍 연구팀 세포생존율 높은 바이오잉크 개발

포스텍 차형준 교수

포스텍 박사과정 이상민씨

포스텍 최근호 박사

포스텍(포항공대) 화학공학과·융합대학원 차형준 교수, 화학공학과 박사과정 이상민 씨, 최근호 박사 연구팀은 해조류 기반의 천연 탄수화물과 인체에 무해한 가시광선을 이용해 세포 생존율과 해상도가 높은 바이오잉크를 개발했다.

이번 연구는 생체재료 분야 국제학술지인 '카보하이드레이트 폴리머'에 게재됐다.

3D 바이오프린팅은 세포가 들어있는 바이오잉크를 사용해 인공장기나 조직을 제작하는 기술이다.

하지만 현재 사용되는 바이오잉크는 내부에서 세포가 움직일 수 없기 때문에 세포의 생존율이 낮고 인쇄 해상도가 높지 않아 상용화에 어려움이 컸다.

연구팀은 해조류 탄수화물의 일종인 알지네이트의 광가교를 통해 아주 미세한 크기의 마이크로 젤을 만든 뒤 이를 3D 바이오프린팅용 잉크개발로 연결했다. 광가교는 빛에 의해 이뤄지는 분자간 결합형성 반응을 말한다.

마이크로 젤을 이용해 세포의 자유로운 이동과 증식이 가능한 바이오잉크를 제작하는데 성공한 연구팀은 기존 바이오잉크보다 세포 생존률이 무려 4배 이상 향상된 결과를 얻어냈다.

또 마이크로 젤은 일정 시간 힘을 주었을 때 오히려 점도가 낮아지고, 형태가 변형된 후 원래의 형태로 다시 돌아오기 때문에 프린팅 결과물의 해상도가 더욱 향상됐다.

차형준 교수는 "안정적이고 높은 세포 탑재 능력을 지닌 바이오잉크를 실제 3D 바이오프린팅에 적용해 효과적인 인공 조직용 구조체를 만드는데 성공했다"며 "앞으로 후속 연구를 통한 개선과 기술 고도화를 통해 실제 인공장기와 배양육 제작에 다양하게 활용하겠다"고 했다.