국내 연구진, 3D 프린터로 인공근육 생성…"난치성 근육 질환 치료"

국내 연구진이 3D 프린팅 기술로 이용해 인공 근육을 만드는 데 성공했다. 살아있는 세포 기반의 바이오 잉크를 소재로 3D 프린터에서 신체조직과 장기를 만들어냈다.

한국연구재단은 성균관대 김근형 교수·전남대 의대 장철호 교수 공동 연구팀이 금 나노입자가 포함된 바이오 잉크를 이용해 근섬유 다발을 만들었다고 27일 밝혔다.

금 나노입자가 포함된 콜라겐 바이오잉크를 이용한 근육 조직 제작 모식도. /한국연구재단 제공.

‘바이오프린팅’으로 불리는 이 기술은 실제 살아있는 세포가 포함된 바이오 잉크를 이용해 고유한 해부학적 특징과 생리학적 기능을 가진 조직을 구현할 수 있는 지가 관건이다. 특히 근육 조직의 경우 한 방향으로 배열된 근섬유 다발 형태로 만들어야 한다.

기존 바이오프린팅 기술로는 마이크로미터(㎛·100만분의 1ｍ), 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 단위의 미세한 패턴을 구현할 수 없어 정렬된 근육 조직을 만들기 어려웠다. 이에 연구진은 생체 유래 소재인 콜라겐을 기반으로 한 바이오 잉크에 금 나노입자를 첨가, 세포 배열을 유도하는 데 성공했다.

또 금 나노입자 와이어를 이용해 콜라겐 바이오 잉크 안에 포함된 지방줄기세포의 자라는 방향을 제어했다. 마치 지지대를 따라 식물의 줄기가 뻗어가는 것처럼, 한 방향으로 배열된 4500㎚ 길이 금 나노 와이어를 따라 지방줄기세포들이 근육세포로 분화하도록 유도한 것이다.

이렇게 만들어진 인공 근육을 실험쥐의 손상된 턱 근육에 이식한 결과 8주 후 이식 부위가 실제 근육처럼 재생된 것으로 나타났다. 연구진은 이 결과가 추후 근세포 재생을 통한 난치성 근육질환 치료에 기여할 것으로 기대하고 있다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '나노 레터스'(Nano Letters) 지난달 29일 자에 실렸다.

황민규 기자(durchman@chosunbiz.com)

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