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진짜 같은 혈관을 출력하는 바이오 3D 프린팅 기술


(Bioprinting research from the lab of Rice University bioengineer Jordan Miller featured a visually stunning proof-of-principle -- a scale-model of a lung-mimicking air sac with airways and blood vessels that never touch yet still provide oxygen to red blood cells. Credit: Jordan Miller/Rice University)


(Experiments performed by Rice University and University of Washington researchers explored whether liver cells called hepatocytes would function normally if they were incorporated into a bioprinted implant and surgically implanted in mice for 14 days. Credit: Jordan Miller/Rice University)


 바이오 3D 프린팅 기술이 중요한 한계점을 극복해 인공 장기 실현에 가까이 다가갈 수 있게 됐습니다. 라이스 대학의 조던 밀러와 워싱턴 대학의 켈리 스티븐스 (Jordan Miller of Rice University and Kelly Stevens of the University of Washington (UW)) 및 여러 동료 과학자들은 인공 장기 출력에서 가장 어려운 부분이었던 혈관을 만들어내는데 성공했습니다. 


 우리의 장기는 자동차처럼 여러 부속품들이 정확한 위치에 들어가 맞는 역할을 해야 제대로 작동할 수 있습니다. 단순히 부품들을 쌓아 두는 것 만으로는 자동차나 항공기가 될 수 없을 것입니다. 단순히 간 세포를 배양한다고 간이 될 수 없는 이유입니다. 특히 문제가 되는 부분은 인체 조직에서 필수적인 복잡한 혈관 네트워크를 배양으로는 만들 수 없다는 것입니다.


 연구팀은 stereolithography apparatus for tissue engineering (SLATE)라는 새로운 기술을 사용해 이 문제를 극복했습니다. 바이오 하이드로겔을 10-50 마이크로미터 해상도로 얇게 출력한 후 블루 라이트를 이용해 단단하게 만들고 남는 부분은 제거하는 방식으로 적층해 이 문제를 해결했습니다. 이렇게 만들어진 인공 혈관에 간 세포를 배양한 결과 성공적으로 자라는 것을 확인할 수 있었습니다. 연구팀은 인공 폐 모델에서도 같은 가능성을 확인했습니다. (사진과 영상) 




(동영상)


 물론 실제 임상에서 사용할 수 있는 수준까지 발전하려면 아직 많은 연구가 필요합니다. 현재는 쥐를 이용한 동물 실험을 진행한 상태지만 10-20년 후엔 사람에게도 적용 가능한 기술로 발전하기를 희망합니다. 


 참고 


B. Grigoryan el al., "Multivascular networks and functional intravascular topologies within biocompatible hydrogels," Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aav9750



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