국내 연구진이 종이접기를 통해 손상이 발생된 생체 조직과 유사한 모양의 생체 이식용 지지체를 제작하는 기술을 개발했다.

서울대 화학생물공학부 Nathaniel S. Hwang(황석연) 교수, 한국과학기술원 생명화학공학과 임성갑 교수, 서울대병원 이비인후과 권성근 교수팀이 종이 접기를 이용해 생체 조직 모방 지지체를 제작, 이를 이용한 토끼 기도 연골 조직 재생에 성공했다고 30일 밝혔다.

이번 연구로 생체 이식용 재료를 간단하고 빠르게 조직의 모양으로 성형하고 손상된 조직 재생에 적용할 수 있는 새로운 가능성이 제시됐다.

연구팀은 먼저 성형성이 낮은 기존의 지지체 재료들의 단점을 극복하기 위해 종이 접기와 같은 단순한 방법을 생체 조직 재생에 도입했다.

이후 삼차원 구조의 복잡한 형태의 생체 조직 형태를 종이 접기 기술을 활용해 간단하고 빠르게 만들 수 있게 하여 실제 조직의 모양을 모사하는 것이 가능하게 했다.

개시제를 이용한 화학 증착 공정 (iCVD)를 통하여 기계적 물성이 낮은 생체 재료들이 종이와 강한 결합을 유도할 수 있는 고분자를 코팅함으로써, 모양이 만들어진 종이 지지체에 세포와 생체 재료 박막을 안정적으로 형성할 수 있게 했다.

이를 통해 생체 내 조직에 손상이 발생되었을 때, 손상 조직과 유사한 모양의 지지체에 세포와 생체 재료를 함께 이식 할 수 있는 기술을 확보했다.

연구팀은 새로이 고안된 기술의 생체 적용 가능성을 확인하기 위해 토끼의 기관을 절제해 내고 결손 부위를 종이 지지체로 대체하는 실험을 진행했으며, 이식된 종이 지지체 표면에 연골 조직이 재생되면서 기도의 골격이 유지되었고 기도 내 염증 반응도 관찰되지 않았다.

권성근 교수는 “기존에 개발됐던 합성 기관지지체와 비교해 매우 탁월한 생체 적합성을 보였다”며 “생체 내 존재하는 수분에 의해 종이 지지체의 물성 강도가 약화돼어 기도 협착이 발생하지 않을까 우려했던 점도 관찰되지 않아 향후 매우 유망한 기관 지지체가 될 수 있을 것”이라고 평가했다.

공동 연구팀의 서울대 황석연 교수는“이번에 개발한 종이 접기를 이용한 조직 공학 기술은 어떤 복잡한 모양이라도 쉽고 간단하게 지지체를 만들 수 있다”며 “다양한 세포를 다양한 조직에 이식 할 수 있어 그 동안 제기되었던 생체 이식용 지지체의 단점들을 극복 할 수 있을 것”이라고 설명했다.

이번 연구는 세계적인 학술지인 Proceedings of National Academy of Sciences(미국국립과학원회보) 11월 30일 온라인판에 게재됐고,‘이주의 하이라이트’에 선정됐다.

이번 연구는 미래창조과학부, 보건복지부의 지원을 받아 진행됐다.