연골 부상으로 고통 받는 운동선수, 관절염 투병중인 노인에게 3-D 프린팅 기술이 희망이 될 전망이다. 최근 3-D 바이오프린팅 기술로 생체 조직이 포함된 연골 조직을 만드는 방법을 개발해 이를 실험쥐에 성공적으로 이식한 사례가 보고됐다. 연구팀은 이제 손상된 코, 귀, 무릎의 연골을 이식할 것을 기대하고 있다.
스웨덴 왕립기술원(KTH)의 왈렌버그 목재과학센터(Wallenberg Wood Science Center) 연구팀은 '미국화학학회'(American Chemical Society) 연례회의 및 박람회에서 이번 연구를 발표했다.
연구를 이끈 폴 가텐홀름 박사는 “상처나 암 조직으로 인한 연골 손상을 치료하는 성형외과 전문의와 함께 작업하는 것에 주목하고 있다”며 “귀나 코의 복구수술은 아직 어렵지만 3-D 프린터와 환자 자가 세포로 만든 바이오 잉크로 문제를 해결할 수 있을 것”이라고 말했다. 그는 “3차원 바이오프린트 기술은 재생 의학 분야에서 혁명을 불러일으킬 것”이라며 기대감을 전했다.
연구팀은 인쇄 후에도 형상을 그대로 유지하는 생체 세포 잉크를 개발했는데, 지금까지 프린트된 물체는 형상 유지에 어려움을 겪었다. 이에 연구팀은 새로운 바이오잉크를 만들기 위해서 연골 구축 세포인 갈색 조류와 인간의 연골 조직 세포의 역할을 하는 미세 셀룰로오스 소섬유를 섞었다. 연구팀은 이 혼합물로 인쇄 후에도 귀 모양 등 특정 모양으로 그 형태를 유지하는 생체 세포를 인쇄할 수 있었다.
인쇄 된 세포는 실험실 접시 위에서 영양분과 성장인자를 추가해 연골을 생성해 냈다. 연구팀은 이후 조직 샘플을 실험쥐에 이식한 결과 쥐에 이식된 세포는 계속해 살아남아 연골을 생산했다. 연구팀은 “이 기술이 인간에게 직접적으로 사용될 수 있도록 연구에 박차를 가하고 있다”고 밝혔다. 이 내용은 미국의과학논문소개지 ‘유레칼러트’에 17일 소개됐다.
