성균관대 연구팀, 근조직·치은조직 재생 신기술 개발

세포 정렬 유도 다공성 세포블럭 활용

[이데일리 김응열 기자] 성균관대는 의과대학 정밀의학교실의 김근형 교수 연구팀이 세포 정렬을 유도하는 다공성 세포블럭을 활용해 근조직과 치은조직을 효과적으로 재생할 수 있는 신개념 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

(왼쪽부터)성균관대 의학과 김근형 교수, 김원진 박사, 구영원 박사, 허가은 석사과정생. (사진=성균관대)

연구팀은 실크 피브로인(silk fibroin)과 콜라겐을 혼합한 복합 바이오잉크를 개발하고 정밀 섬유 제작 공정과 다공성 구조 생성 기술을 결합해 비등방성(anisotropic) 세포 배열형 구조체를 구현했다. 이 구조체는 인체 근육의 배열을 모사해 줄기세포가 자연스럽게 정렬되도록 유도하며 물리적 스트레칭 등 기계적 자극을 통해 근분화 유전자의 발현을 활성화시켰다.

연구팀은 해당 기술을 마우스 대량 근손실(volumetric muscle loss) 모델에 적용한 결과 기능적 근육 재생이 성공적으로 이루어진 사실을 확인했다. 기존 조직공학적 접근보다 높은 재건 효율을 보였다.

또 오메가-3 지방산(EPA, DHA 등)을 포함한 콜라겐 기반 기능성 바이오잉크를 개발하고 전단응력 기반의 세포 배열 유도형 바이오프린팅 공정을 확립했다. 이 공정을 통해 줄기세포가 포함된 치은조직 구조체를 제작했으며 동물모델 실험에서 혈관 형성과 조직 재생을 관찰했다.

성균관대는 해당 기술이 향후 구강 조직 재생용 이식재로 상용화할 수 있는 가능성을 시사한 것이라고 설명했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부, 한국연구재단, 질병관리청, BK21 FOUR 사업의 지원을 받아 수행됐다.