실제 조직과 비슷하게 기능하게 돕는 3D 프린팅 하이드로겔

(FLight microgels can control cellular arrangement by controlling internal and external microgel architecture. Credit: Small (2025). DOI: 10.1002/smll.202500261. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202500261)

세포와 조직을 3차원적으로 출력하는 바이오 3D 프린팅 기술은 아직 널리 상용화 단계에 이르지는 못했지만, 앞으로 의료 부분에서 혁신을 일으킬 것으로 기대되는 기술 중 하나입니다. 환자 자신의 세포를 이용해서 손상된 부분을 복구하고 교체할 수 있다면 거부 반응이나 면역 억제제 사용 걱정 없이 무제한으로 이식할 조직을 구힐 수 있을 것입니다.

하지만 그전에 넘어야할 산이 많은 게 사실입니다. 단순히 세포를 출력한다고 조직이되진 않습니다. 조직은 복잡한 배선과 장치가 연결된 기계와 마찬가지라서 부품을 모아 놓은다고 해서 엔진이 되지 않는 것처럼 세포들을 모아 놓는다고 해서 조직이 되지 않습니다.

따라서 바이오 3D 프린팅 개발자와 과학자들은 일단 세포가 자랄 수 있는 3차원 환경을 마련해주고 실제와 최대한 비슷한 조직이 자라나게 하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 이 분야에 도전하는 테라사키 생의학 혁신 연구소(Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI))의 존슨 존 박사 (Dr. Johnson John)가 이끄는 연구팀은 세포가 자라날 수 있는 하이드로겔 (hydrogel)을 3차원적으로 출력하는 3D 프린터를 개발했습니다.

이 3D 프린터로 출력한 미세 구조는 세포에게 실제 같이 성장하도록 가이드해줄 수 있습니다. 예를 들어 막대 모양의 하이드로겔을 이용해 근육 세포가 진짜 근육 섬유처럼 자라날 수 있게 해줄 수 있는 것입니다. 이 방법으로 손상된 근육이나 혈관 등 주요 조직을 대체할 수 있다면 환자 치료에 더 큰 도움이 될 것입니다.

물론 현재까지는 초기 개발 단계이지만, 현재 빠른 발전이 이어지는 만큼 앞으로 미래를 기대해 봅니다.

참고

https://phys.org/news/2025-05-3d-hydrogels-cell-growth-functional.html

Akshat Joshi et al, Filamented Light (FLight) Biofabrication of Aligned Fibrillar Structures to Direct 3D Cell Organization Within Microgels, Small (2025). DOI: 10.1002/smll.202500261. onlinelibrary.wiley.com/doi/ab … .1002/smll.202500261

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