젓가락 기술은 가라…3D 프린터로 만든 ‘혈관 있는 뼈’

포항공대 등 국내 연구진 개발
쥐 실험에서 신생혈관 생성 관찰
인체 조직·장기 재생 가능성 높여

국내 연구진이 3차원(3D) 프린터로 핏줄이 들어 있는 뼈조직을 출력하는 기술을 개발했다. 인공조직으로 동물실험을 대체하거나 궁극적으로 인체 조직과 장기를 재생할 길이 열릴 가능성이 커졌다.

포항공대 기계공학과 조동우 교수와 가톨릭대 성바오로병원 치과 이상화 교수, 한국산업기술대 기계공학과 심진형 교수 공동연구팀은 21일 “혈관조직이 안팎에 골고루 분포된 뼈조직을 3D 프린팅 기술을 이용해 출력한 뒤 실험쥐 등에 이식해 잘 자라는 것을 확인했다”고 밝혔다. 연구 성과는 영국왕립화학회가 펴내는 바이오·의료 소재 분야 권위지인 <저널 오브 머티리얼스 케미스트리 B> 7월호 속표지논문으로 실렸다.

연구팀은 3D 프린터 재료로 발치한 치아 끝에 딸려나오는 연조직인 ‘치수’를 사용했다. 치수에 들어 있는 줄기세포는 혈관이나 뼈조직 양쪽으로 재생이 가능하다. 치수 세포로 뼈 모양을 만들 때 겉에는 뼈형성단백질(BMP-2)을 느린 속도로, 안쪽에는 혈관내피성장인자(VEGF) 단백질을 빠른 속도로 프린팅했다. 프린터로 만든 뼈조직을 실험쥐 등에 이식한 지 한달 만에 뼛속의 산소가 모자라는 곳에서 모세혈관이 자라고 아예 신생혈관이 생성되는 현상이 관찰됐다.

그동안 연구자들이 줄기세포로 조직·장기를 만들거나 3D로 인공뼈를 프린트하는 방법을 연구해왔지만 혈관이 조직 깊숙이까지 자라게 하는 데 어려움을 겪어왔다. 연구팀의 기술을 적용하면 발치할 때 자신의 치수를 보관해뒀다 나중에 뼈조직을 재생하는 데 사용할 수 있다. 다른 종류의 뼈조직으로도 재생할 수 있으리라고 연구팀은 기대하고 있다.

논문 제1저자인 심진형 교수는 “인체에 적용하려면 오랜 연구가 필요하겠지만 인공 뼈조직을 만들어 골다공증 약물검사 등 동물실험을 대체하는 방법으로는 이른 시일 안에 실용화할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구팀을 지원한 미래창조과학부 연구성과실용화진흥원은 바이오벤처 (주)티엔알바이오팹을 설립해 기술을 이전하고 실용화 연구를 진행하고 있다.

이근영 선임기자 [e-mail]