3D 프린팅 기술로 만들어진 인공 기관
현대 의학의 주요 과제 중 하나는 인간 기관의 구조와 기능을 그대로 재현할 수 있는 대체 기관을 개발하는 것입니다. 최근 연구에서는 3D 프린팅 기술과 모듈형 접근 방식을 통해 기능적이고 재생 가능한 인공 기관을 제작하는 데 성공했습니다. 특히, 다양한 탈세포화된 세포외기질 입자(Decellularized Extracellular Matrix Particles, DEPs)를 활용하여 생체 기관의 특성을 재현하는 데 집중했습니다.
탈세포화된 세포외기질의 역할
연구진은 연골 조직에서 유래한 DEPs를 기관 모양의 연골 구조 내에 삽입하여, 연골 세포가 특수한 기질 단백질을 분비하도록 유도했습니다. 결과적으로 자연스러운 콜라겐 축적이 이루어졌고, 이는 충분한 기계적 강도를 제공하여 기관의 환기 기능을 유지할 수 있었습니다.
또한 폐에서 유래한 DEPs는 연골 구조 사이에 배치되어 내피 세포가 빠르게 이동하여 혈관 네트워크를 형성할 수 있도록 도왔습니다. 이뿐만 아니라, 해당 DEPs는 대식세포를 효과적으로 유인하고 적절한 면역 반응을 유도하여 조직 재생에 유리한 환경을 조성했습니다.
동물 모델에서의 성공적인 적용
개발된 인공 기관은 토끼 모델에서 긴 기관 구간 대체 실험에 적용되었습니다. 해당 연구에서 인공 기관은 이질적인 혈관 형성을 통해 충분한 혈류 공급을 확보했고, 실제 생체 기관과 유사한 복합적인 구조와 생리적 기능을 구현했습니다. 또한, 우수한 면역 조절 효과가 확인되어 임상적 적용 가능성을 크게 높였습니다.
의료 분야에서의 새로운 가능성 제시
이번 연구는 3D 프린팅과 생체 공학 기술의 융합을 통해, 기능적이며 생리학적으로 적합한 인공 기관을 제작할 가능성을 제시했습니다. 특히, 다양한 DEPs의 활용은 조직 재생, 면역 조절, 기계적 안정성을 모두 충족시킬 수 있는 점에서 주목받고 있습니다. 이는 기관 재건이 필요한 환자들에게 혁신적인 치료 옵션을 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다.
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