혈액을 이용해 조직을 3차원적으로 재생하다.

(Researchers holding 3D printed PA-blood constructs. Credit: University of Nottingham)

인체 조직은 손상을 복구하는 데 매우 효율적인 시스템을 가지고 있습니다. 손상 부위의 출혈과 감염을 막은 후 조직이 손상된 자리에는 regenerative hematoma (RH)가 생성되는데, 빈자리에 들어간 혈액이 고체화 되는 것이 첫 단계입니다. 이후 여기에 각종 세포들이 모여들어 조직을 재생합니다. 하지만 빈 자리가 큰 경우 제대로 재생되지 못하고 섬유화가 일어나거나 손상이 제대로 복구되지 않습니다.

노팅햄 대학의 알바로 마타 교수(Alvaro Mata, Biomedical Engineering and Biomaterials in the School of Pharmacy and the Department of Chemical and Environmental Engineering at the University of Nottingham)가 이끄는 연구팀은 자연적으로 형성되는 RH를 이용해 조직을 재생하거나 생성하는 바이오 3D 프린팅 기술을 연구했습니다.

바이오 3D 프린터로 생성한 조직은 실제 조직과 비교해서 단순하거나 제 기능을 못하는 경우가 흔합니다. 간단한 피부 조직 조차도 많은 세포가 서로 유기적으로 결합된 복합적 존재이기 때문입니다. 3D 프린터가 아무리 정교하고 해상도가 높아도 각 세포와 구성물을 실제 조직과 비슷한 수준으로 복잡하게 구성하는 일은 쉽지 않습니다.

따라서 연구팀은 생체 세포 및 혈액과 함께 작업하는 생체 협동 (biocooperative) 모델을 생각했습니다. 인체 유래 세포와 함께 환자에서 쉽게 구할 수 있는 혈액을 이용하면 훨씬 진짜에 가까운 조직을 3D 프린터로 출력할 수 있다고 생각한 것입니다.

연구팀은 인체 바이오 3D 프린팅 이전에 우선 동물 모델을 통해 동물의 혈액과 세포를 잉크로 활용한 바이오 3D 프린터로 가능성을 검증했습니다. 출력된 조직은 실제 조직과 비슷하게 재생되어 결손 부위를 막았습니다. (사진) 앞으로 인체에서도 시험할 수 있는 근거를 마련한 셈입니다.

물론 실제로 임상에서 활용하기까지는 많은 과정이 남아 있지만, 인체 자체의 세포와 혈액을 이용해서 조직을 재생한다는 아이디어는 괜찮아 보입니다. 실제 상용화가 가능할지 궁금합니다.

참고

https://phys.org/news/2024-11-scientists-blood-regenerative-materials-paving.html

Soraya Padilla‐Lopategui et al, Biocooperative Regenerative Materials by Harnessing Blood‐Clotting and Peptide Self‐Assembly, Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202407156

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