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2016년 10월 25일 화요일

센서와 통합된 3D 프린팅 미니 장기



(The heart-on-a-chip is entirely 3-D printed with built-in sensors that measure the contractile strength of the tissue, providing scientists with new possibilities for studying the musculature of the heart Credit: Johan Lind, Disease Biophysics Group/Lori K. Sanders, Lewis Lab/Harvard University)


 바이오 3D 프린팅은 종종 장기를 출력할 수 있는 꿈의 기술로 소개되지만, 사실 현재 기술수준은 간이나 폐 같은 장기와는 거리가 먼 상태입니다. 복잡한 고층 빌딩이나 복합건물처럼 인체의 장기는 매우 정교하고 복잡한 구조를 지니고 있어 이를 출력한다는 것은 아직은 시기 상조이기 때문입니다. 


 하지만 그렇다고 해서 인체 세포를 이용한 바이오 3D 프린터 기술이 지금 단계에서 의미가 없는 것은 아닙니다. 환자의 세포를 배양한 미니 인공 조직에서 여러 가지 연구와 약물 테스트를 진행할 수 있다면 사람이 아닌 실험동물을 이용하는 것보다 더 정확한 결과를 얻을 수도 있습니다. 이미 이런 목적의 바이오 3D 프린터 기술 개발도 활발합니다. 


 하버드 대학의 요한 울리크 린드(Johan Ulrik Lind)를 비롯한 연구자들은 저널 네이처 메터리얼에 센서와 통합한 미니 장기인 '칩위의 장기 (Organ on a Chip)'을 선보였습니다. 



(The heart-on-a-chip is made entirely using multi-material 3D printing in a single automated procedure, integrating six custom printing inks at micrometer resolution Credit: Johan Lind, Disease Biophysics Group/Lori K. Sanders (Lewis Lab)/Harvard University)


 이들이 개발한 칩위의 장기는 심장 세포를 이용했기 때문에 칩위의 심장 (heart on a chip)이라고 부를 수 있는 것으로 여러 개의 작은 구획에 센서를 넣고 여기에 3차원적으로 심장세포를 출력하는 것입니다. 물론 심장 세포를 쌓아두기만 하면 조직이 되는 것은 아니기 때문에 이를 유기적으로 연결할 젤리 상태의 접착 물질과 실제 심장 조직과 유사한 조직 구조를 만드는 것이 관건입니다. 


 연구팀은 그들이 만든 칩위의 심장이 특수한 심장질환을 가진 환자의 연구나 혹은 약물 테스트에서 기존의 동물 실험보다 더 나은 결과를 가져올 것으로 기대하고 있습니다. 특히 제작이 간단할 뿐 아니라 다양한 센서와 통합할 수 있어 연구를 더 수월하게 만들 수 있을 것으로 생각됩니다. 


 물론 바이오 3D 프린터 기술의 궁극적인 목표는 피부, 뼈, 연골, 장기 등 인체의 여러 부분을 출력할 수 있는 기술입니다. 다만 당장에는 어려운 일이기도 합니다. 그러나 그 전에도 바이오 3D 프린팅 기술은 인류에게 큰 도움을 줄 수 있을 것입니다. 


 참고 


Instrumented cardiac microphysiological devices via multimaterial three-dimensional printing, nature.com/articles/doi:10.1038/nmat4782 



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