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혈관과 뼈 동시에 3D프린터로 출력

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혈관과 뼈 동시에 3D프린터로 출력

2015.07.21 18:00
조동우 포스텍 교수와 이상화 가톨릭대 교수, 심진형 한국산업기술대 교수(왼쪽부터) - 연구성과실용화진흥원 제공
조동우 포스텍 교수, 이상화 가톨릭대 교수, 심진형 한국산업기술대 교수(왼쪽부터 순서대로). - 연구성과실용화진흥원 제공

국내 연구진이 심장이나 간 같은 장기까지 3D프린터로 출력하는 기반을 마련했다.

 

조동우 포스텍 기계공학과 교수팀과 이상화 가톨릭대 성바오로병원 치과 교수팀, 심진형 한국산업기술대 기계공학과 교수팀은 3D프린터로 내·외부에 혈관이 골고루 분포된 뼈 조직을 만드는 데 성공하고 영국왕립학회에서 발행하는 국제학술지 ‘재료화학저널B(Journal of Materials Chemistry B)’ 21일자에 발표했다.

 

그 동안 줄기세포를 이용해 손상된 인체 조직을 재생하려는 연구가 다양하게 이뤄졌지만 재생시킬 수 있는 조직의 크기가 매우 작다는 한계가 있었다. 심장이나 간처럼 큰 조직은 세포에 영양분을 공급하는 혈관이 장기 내부 깊숙한 곳까지 골고루 분포해야 하는데 이렇게 만들기가 쉽지 않기 때문이다.

 

연구진은 출력하려는 조직의 구조 형성을 돕는 지지체를 3D프린터로 출력하는 동시에 뼈와 혈관으로 모두 분화할 수 있는 치수줄기세포를 심는 방식으로 뼈 조직을 만들었다. 치수줄기세포는 신경과 혈관이 많이 분포한 치아 뿌리 부분에서 추출한 줄기세포다. 특히 조직을 만들 때 중심부에 집중적으로 혈관 생성을 돕는 성장인자를 투입했다.

 

연구진의 연구성과는 재료화학저널B 21일자 속표지논문으로 선정됐다. - 연구성과실용화진흥원 제공
3D프린터로 혈관과 뼈를 동시에 프린팅한 기술은 ‘재료화학저널B’ 21일자 속표지논문으로 선정됐다. - 연구성과실용화진흥원 제공

3D프린터로 출력한 세포 단계의 뼈 조직을 실험 쥐의 등에 이식한 결과 혈관이 조직 내부와 외부에 골고루 생성됐으며 뼈가 4주 동안 안정적으로 성장했다. 큰 조직을 만들 때 내부에 혈관이 잘 생기지 않아 조직이 괴사하는 문제가 해결된 셈이다.

 

심 교수는 “향후 뼈를 비롯한 인체 장기를 3D프린터로 출력할 수 있는 기반을 마련한 것”이라며 “3D프린터로 잇몸 뼈를 만드는 연구를 계획하고 있으며 최종적으로는 팔과 다리뼈까지 만드는 것이 목표”라고 말했다.

 

이번 연구는 연구성과실용화진흥원이 추진 중인 ‘신산업창조프로젝트’ 지원으로 이뤄졌다.

 

 

 

 

 

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