3D 프린팅으로 만든 인공 혈관, 구멍(기공)으로 더 완벽해지다
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POSTECH(포항공과대학교) 기계공학과·IT융합공학과·생명과학과·융합대학원 장진아 교수, IT융합공학과 남효영 연구교수, 원광대 기계공학부 이승재 교수, 기계공학과 정훈진 박사 공동 연구팀은 최첨단 드래깅 3D 프린팅 기술을 이용해 기공(구멍)이 있는 SDV를 만들고, 이를 통해 내피를 형성하는 데 성공했다.이 연구는 국제 학술지인 ‘바이오액티브 머티리얼즈(Bioactive Materials)’에 게재됐다.연구팀은 추가 재료나 장치 없이 기공이 있는 구조체를 제작하면서 기공 크기까지 자유롭게 제어할 수 있는 드래깅 3D 프린팅 기술(Dragging technique)3)을 개발했다.이 기술을 이용해 다공성·다층 구조를 갖는 인공 SDV를 제작하고, 인간 탯줄 정맥 내피 세포(이하 HUVECs)와 인간 대동맥 평활근세포(HAoSMCs)를 천연 고분자 바이오잉크(bio-ink)와 혼합해 내부에 주입했다. 그 결과, HUVECs은 기공을 통해 인공 SDV의 가장 안쪽 층으로 이동해 내피를 형성했으며 이러한 결과는 기공 크기에 따라 달라졌다.연구팀은 인공 SDV 내피 표면의 최대 97.68 ± 0.4%까지 덮는 데 성공했다. 또한, 해당 내피가 혈소판 유착을 방지하는 것까지 확인했다. 추가 공정 없이 기공만으로 스스로 내피를 형성할 수 있는 인공 SDV를 개발한 것이다.장진아 교수는 “첨단 드래깅 3D 프린팅 기술과 HUVECs이 가진 특성을 이용해 자발적인 세포 조립을 유도하는 SDV(Spontaneous cellular assembly SDV, S-SDV)를 제작한 연구는 이번이 처음”이라며 “안정성과 기계적 특성이 보장돼 이식에도 적합할 뿐 아니라 향후 가지(branch)나 곡선(curve) 등 복잡한 모양의 혈관 구조체에서도 내피를 형성하는 데 유용할 것”이라고 전했다.한편, 이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 보건복지부의 범부처 재생의료기술개발사업, 산업통상자원부 및 산업기술평가관리원(KEIT), 한국보건산업진흥원의 보건의료기술 연구개발사업 지원으로 진행됐다.