우리에게 익숙한 종이접기를 통해 손상이 발생된 생체조직과 유사한 모양의 생체 이식용 지지체를 제작하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
서울대학교 화학생물공학부 Nathaniel S. Hwang(황석연) 교수(김수환 박사과정), 한국과학기술원 생명화학공학과 임성갑 교수(이학래·유승정 박사과정), 서울대병원 이비인후과 권성근 교수의 공동 연구팀은 종이접기를 이용해 생체조직 모방 지지체를 제작했고 이를 이용한 토끼기도 연골조직 재생에 성공했다고 11월30일 밝혔다.
공동 연구팀은 먼저 성형성이 낮은 기존의지지체 재료들의 단점을 극복하기 위해 종이접기와 같은 단순한 방법을생체 조직재생에 도입했다.
삼차원 구조의 복잡한 형태의 생체조직 형태를 종이접기 기술을 활용해 간단하고 빠르게 만들 수 있게 해 실제 조직의 모양을 모사하는 것이 가능하게 했다.
개시제를 이용한 화학 증착 공정(iCVD)를 통해 기계적 물성이 낮은 생체 재료들이 종이와 강한 결합을 유도할 수 있는 고분자를 코팅함으로써 모양이 만들어진 종이 지지체에 세포와 생체재료 박막을 안정적으로 형성할 수 있게 했다.
이를 통해 생체 내 조직에 손상이 발생됐을 때 손상조직과 유사한 모양의 지지체에 세포와 생체재료를 함께 이식할 수 있는 기술을 확보했다.
공동 연구팀은 새로이 고안된 기술의 생체적용 가능성을 확인하기 위해 토끼의 기관을 절제해 내고 결손부위를 종이 지지체로 대체하는 실험을 진행했으며 이식된 종이 지지체 표면에 연골조직이 재생되면서 기도의 골격이 유지됐고 기도 내 염증반응도 관찰되지 않았다.
서울대병원 권성근 교수는 “기존에 개발됐던 합성 기관지지체와 비교해 매우 탁월한 생체 적합성을 보였고 생체 내 존재하는 수분에 의해 종이 지지체의 물성강도가 약화되어 기도협착이 발생하지 않을까 우려했던 점도 관찰되지 않아서 향후 매우 유망한 기관 지지체가 될 수 있을 것”이라고 평가했다.
공동 연구팀의 서울대 황석연 교수는 “이번에 개발한 종이접기를 이용한 조직공학기술은 어떤 복잡한 모양이라도 쉽고 간단하게 지지체를 만들 수 있으며 다양한 세포를 다양한 조직에 이식할 수 있어 그 동안 제기되었던 생체 이식용 지지체의 단점들을 극복 할 수 있을 것”이라고 설명했다.
이번 연구 성과는 세계적인 학술지인 'Proceedings of National Academy of Sciences'(미국국립과학원회보) 11월30일 온라인판에 게재됐으며 '이주의 하이라이트'에 선정됐다.
이번 연구는 미래창조과학부, 보건복지부 지원을 받아 진행됐다.
