연구성과

기계 조동우 교수팀, ‘3D프린터’로 몸속 혈관과 똑같은 혈관 만든다

2017-08-31606

[혈관조직유래바이오잉크로 바이오혈관 제조]

조동우 교수, 장진아 교수, GEGAO 박사과정

심근경색 환자나 동맥경화증 환자는 손상되거나 막힌 혈관을 제거하고 새로운 혈관을 이식하는 수술이 필요하다. 기존에는 합성섬유나 콜라겐으로 만든 인조혈관이나 자기 정맥을 사용했지만 혈액 응고, 괴사와 같은 후유증으로 성공적인 이식이 어려웠다. 인체와 같은 구조의 혈관을 만들 수 있다면 이식 성공률을 높일 것으로 기대돼 세계적으로 활발한 연구가 이뤄지고 있다. 국내 연구진이 혈관에서 추출한 생체 성분으로 3D 프린터를 이용해 우리 인체의 혈관 조직과 같은 바이오 혈관을 만들어 화제다.

기계공학과 조동우 교수 연구팀은 기계공학과 박사과정 그 가오(Ge Gao), 창의IT융합공학과 장진아 교수, 앨라배마대(University  of Alabama) 이준희 박사와 전남대 의대 홍영준 교수, 부산대 의대 권상모 교수와의 공동연구를 통해 혈관 조직 유래 바이오잉크를 개발, 적용해 몸속 혈관과 자연스럽게 융합될 수 있는 3차원 바이오 혈관을 제작했다.

이번 연구는 응용소재 분야 권위지인 어드밴스드 펑셔널 머터리얼스(Advanced Functional Material)의 속표지로 선정되기도 했다.

연구팀은 우리 몸속 혈관에서 추출한 성분을 바탕으로 튜브 형태의 속이 빈 바이오 혈관을 만들어 냈다. 이 혈관을 몸속에 이식하면 건강한 주변 혈관과 융합 하면서 이식 부위에 혈액을 비롯한 각종 영양분 등이 활발하게 공급된다.

또 약물이 서서히 방출되는 시스템도 들어있어 혈관 조직 재생을 돕는 약물을  넣어 이식 성공률을 더욱 높일 것으로 기대된다. 다리 부분 혈관이 막힌 하지 허혈 쥐에 바이오 혈관을 이식한 결과 아무 처리도 하지 않은 그룹에 비해 약 7배 이상 다리 괴사 방지 효과를 보여, 탁월한 효능이 있음을 실험을 통해 확인했다.

연구팀 장진아 교수는 “혈관 조직을 이용한 3D 세포 프린팅 기술을 통해 원하는 모양으로 혈관을 만들 수 있어 향후 여러 겹의 혈관 벽을 추가해 동맥을 만드는 등 다양한 혈관 이식을 가능하게 할 것”이라고 기대감을 밝혔다.

한편 이 연구는 한국연구재단이 지원하는 리더연구자지원사업과 학문후속세대양성사업(대통령포스닥펠로우십), 미래창조과학부 및 정보통신기술진흥센터의 ICT명품인재양성사업, 한국연구재단의 바이오의료기술개발사업 ・ 원천기술개발사업,  보건산업진흥원의 질환극복기술개발사업의 지원을 통해 수행되었다.