한국연구재단은 성균관대학교의 김근형 교수와 여미지 대학원생 연구팀이 살아있는 세포와 전기유체공정에 적합한 바이오잉크를 제작, 나노섬유 배열을 제어하는데 성공했다고 5일 밝혔다.

인체 병변 부위에 실제 조직과 비슷한 보형물을 넣어 재생효과를 높이려는 조직재생 연구가 활발하다. 이를 위해 전기장을 유체에 가하는 전기유체 공정과 3D세포 프린팅 공정이 유용하게 사용되고 있다.

그러나 근육은 세포 형상이 정렬돼야 제 기능을 수행할 수 있는데 오늘날 전기유체 공정이나 3D세포 프린팅 공정으로는 세포가 무작위로 성장할 수 밖에 없는 한계가 있다.

연구팀은 근육세포가 자라는 방향을 제어할 수 있도록 전기유체공정을 한단계 발전시켰다. 생체 친화적인 하이드로겔에 가공성이 우수한 물질을 첨가한 바이오잉크를 개발하고 전기장을 가해 줬다. 이를 통해 미세한 패턴을 가지고 한 방향으로 자라는 섬유다발이 제작되도록 했다.

제작된 나노-근섬유는 초기 세포생존율이 90%가 넘어 기존 전기유체 공정에서 세포가 사멸되는 문제를 극복해 냈다. 또 3D세포 프린팅 공정보다 세포 배열과 분화 등 세포 활동이 3배 정도 향상되는 효과도 확인됐다.

이번 성과는 근세포가 일렬로 융합되고 배열돼야 근섬유로 분화할 수 있는 골격과 심장근육 재생에 크게 기여할 것으로 기대된다.

김근형 교수는 "이번 연구는 전기유체공정을 이용해 세포가 포함된 나노 섬유를 배열시킨 첫 사례"라며 "인체 배열 조직의 새로운 재생 방법으로 가능성을 제시했다"고 설명했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 기초연구사업(중견연구) 지원으로 수행됐다. 결과는 재료과학 분야 국제학술지 스몰(Small)에 지난달 11일 표지 논문으로 선정되며 게재됐다.