조동우·최영진 포스텍 교수팀
국내 연구진이 3D 세포 프린팅과 바이오 잉크를 이용해 인간 근육과 거의 흡사한 '인공 근육'을 만드는 데 성공했다.
포스텍은 조동우 기계공학과 교수(사진)와 최영진 융합생명공학부 통합과정생이 실제 골격근 조직을 이용해 만든 바이오 잉크를 원료로 삼아 3D 세포 프린팅 기술로 인공 근육을 제작했다고 21일 밝혔다.
골격근은 뼈 주위에 위치한 근육으로, 인간의 의지에 따라 전기 신호를 보내 다양한 강도의 힘으로 여러 동작을 할 수 있도록 돕는 역할을 한다. 이런 골격근을 대체하기 위한 인공 근육은 다양한 형태와 크기로 제조할 수 있으면서 원하는 대로 수축과 이완이 이뤄져야 한다.
기존 인공 근육은 미리 제작한 틀에 콜라젠 같은 생체적합성 재료와 세포를 채워 넣은 방법으로 만들어졌다.
하지만 이 방법은 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라, 환자 맞춤형 제작이 어렵다는 단점이 있었다.
특히 근육 재생에 필수적인 세포의 정렬을 조절할 수 없어 실제 근육처럼 세포의 생존을 돕고 근육 섬유를 생성하거나 재생하는 데 한계가 있었다.
연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 기존의 생체적합성 재료 대신 근육 조직에서 세포만 제외한 '세포외기질'을 재료로 사용해 실제 근육 환경과 거의 유사한 성장 조건을 만들었다.
이 바이오 잉크를 재료로 3D 프린터로 제작한 인공 근육은 다른 생체재료를 사용해 만든 근육보다 근육 섬유 생성과 분화, 성숙이 잘 될 뿐 아니라, 전기적 자극을 받았을 때 수축과 이완 운동을 하는 등 근육의 고유 기능도 하는 것으로 나타났다.
조동우 교수는 "실제 근육의 구조와 기능을 매우 흡사하게 모사할 수 있어 근육 질환 치료와 신약 개발 등에 활용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
이 연구결과는 바이오 소재 분야의 국제학술지 '어드밴스드 헬스케어 머터리얼스'에 게재됐다.
남도영기자
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