연합뉴스 보도자료

포항공과대학교 지능생산시스템연구실 '조동우 교수'

최근 '3D 프린팅 기술'이 날로 발전하면서 '다양한 활용'이 기대되고 있는 상황이다 3D 프린팅 기술을 활용한 '뼈'와 '연골', '귀', '근육', '간', '심장' 같은 조직을 인공적으로 제작하는 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 이런 분위기 속에 3D 프린팅 기술을 다양한 '의료 바이오 분야'에 적용해 연구를 진행하고 있는 기관이 있어 화제를 모으고 있다. 바로 '포항공과대학교 지능생산시스템연구실(이하 '지능생산시스템연구실')'이 그 주인공이다.

지난 2010년 한국연구재단의 지원을 받아 '쾌속조형기반 장기·조직 프린팅 연구단'을 출범한 지능생산시스템연구실(교수: 조동우, 사진)은 3D 프린팅 기술을 이용하여 '내부'와 '외부'에 다양한 형상을 지닌 '3차원 구조물'을 제작할 때 세포를 직접 프린팅할 수 있는 기술을 개발하면서 이를 통해 조직을 인공적으로 제작하는 연구에 응용해오고 있다. 그래서 '기계공학'뿐만 아니라 '생명공학'과 '생체 재료' 등을 전공한 다양한 분야의 박사 후 과정 연구원들과 학생들로 구성된 것이 특징이다. 이에 여러 병원의 많은 임상의와 함께 다학제 간 연구를 진행해오고 있다. 지능생산시스템연구실의 조동우 교수는 "기존에는 충족하기 어려웠던 '의료적 수요'를 발굴하고 이에 부응하고자 노력하고 있다"며 "기계공학 기반의 조직공학 연구의 '임상적용'이라는 뚜렷한 목표를 가지고 연구를 진행하게 되었다"고 설명했다.

3D 프린팅 기술을 이용하면 '외부 형상'과 '내부 구조'를 자유롭게 제어할 수 있다. 그렇게 되면 '인공 장기'를 제작할 때 3D 프린팅 기술이 우리 몸의 '다양한 장기'와 '조직'의 복잡한 모습을 효과적으로 재현할 수 있을 것이라는 기대에서 착안한 것이다. 이를 통해 '초정밀 3D 프린팅 기술'과 우리 몸에 넣어도 안전한 '생체 친화성 고분자'를 이용해 조직 재생용 '인공 지지체'를 제작하는 연구를 본격적으로 시작하였고 현재는 이러한 기술들을 더욱 발전시켜 살아 있는 세포까지도 함께 프린팅 할 수 있는 기술을 개발했다.

뿐만 아니라 지능생산시스템연구실은 다양한 종류의 '생체 재료'와 '세포'를 이용해 적재적소에 프린팅 할 수 있는 기술을 연구하고자 다종의 재료를 3D 프린팅 할 수 있는 프린터를 직접 개발하였다. 그래서 현재는 이 플랫폼을 바탕으로 제작하고자 하는 '장기의 종류'에 따라 특성에 맞추어 '3D 세포 프린팅 연구'를 진행해오고 있다.

최근에는 각종 조직과 기관의 3D 프린팅을 위해 '최적의 바이오잉크'를 발굴하기 위한 노력을 기울이고 있다. 조동우 교수는 "'3D 세포 프린팅 기술'을 이용하여 인공 조직을 만들기 위해서는 외부환경으로부터 세포를 보호하고 세포 주변의 미세 환경을 원래 조직과 유사하게 구현할 수 있는 재료의 개발이 필요하다"며 "일반적으로 세포 프린팅에 사용되어 온 '자연 유래 재료들'은 실제 인체 조직이 가진 복잡하고 다양한 성분의 미세 환경을 구현하는데 한계가 있었다"고 설명했다. 그래서 지능생산시스템연구실은 실제 세포의 미세 환경을 가장 유사하게 구현할 수 있는 탈세포화 된 조직을 바이오잉크로 제작하여 세계 처음으로 세포프린팅 연구에 적용하였다. 이런 세계 처음으로 시도된 '본 연구의 우수성'을 인정받아 최근 '심장'과 '지방', '연골 조직'에서 추출한 재료를 사용하여 각 조직으로의 분화 및 성장이 촉진되었음을 검증한 연구 결과를 'Nature Communications'지에 게재한 바 있다. 그리고 3D 세포 프린팅 기술을 이용한 조직재생 연구를 기반으로 인체의 물질 대사와 면역 체계를 모방할 수 있는 생체모방 장기칩(Organ on a Chip)을 개발하는 연구도 진행하고 있다. 조동우 교수는 "이러한 장기칩은 개발이 성공한다면, '신약개발'과 '동물실험', '질병진단' 등 다양한 분야에 응용이 가능할 것"이라고 전했다.

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출처 : 스포츠동아라이프 보도자료