한림대학교 의학과 박찬흠 교수 (한림대의료원 이비인후과, 한림대의대 나노바이오재생의학연구소)가 이끄는 연구팀이 SCI급 국제학술지인 ‘Nano Letters’ (IF: 11.238, 상위 7%)와 ‘Biomaterials’ (IF: 10.317, 상위 1%)에 지난 2월과 8월에 걸쳐 세 편의 논문을 게재하는 쾌거를 이뤘다.
3차원 바이오프린팅은 세포를 포함하는 3차원 프린팅이 가능한 재료(바이오잉크)를 이용해 환자맞춤형 이식물을 제작하거나 장기칩 (Organ-on-a-chip)개발과 같은 4차 산업의 토대가 되는 메인 기술이다.
박 교수팀은 지난 2018년 Nature Communications에 실크기반의 바이오잉크 개발 내용을 발표한 이후 진보적인 연구를 통해 실크 바이오잉크의 응용 범위를 확대했다.
실크 바이오잉크를 광조형 방식의 프린팅 기법을 통해 실제 기관(trachea)과 매우 유사한 구조체를 제작해 토끼의 손상된 기관에 이식한 후 우수한 생체적합성과 기관 재생 결과를 확인했다.
이 결과를 지난 2월 생체재료의 세계 권위지 ‘Biomaterials’에 발표했다.
8월에는 같은 저널에 4차원 바이오프린팅에 관한 연구 결과를 게재했다.
실크 바이오잉크로 3차원 프린팅 해 2차원적인 구조체를 출력한 후, 특정 자극을 기반으로 시간에 따라 원하는 모양으로 3차원적 조립이 되는, 이른바 4차원 바이오프린팅 기법을 이용해 기관을 제작 했고 토끼의 손상된 기관에 이식을 했다.
이 기술로 꽃, 파리지옥과 같은 복잡한 모양도 만들 수 있어 기존의 프린팅 기법의 한계를 극복할 수 있을 것으로 보인다.
또 박 교수팀은 신경세포를 배양하기 위한 구조체 제작을 위해 전도성을 갖는 그래핀 옥사이드를 실크와 결합시켜 전기전도성, 생체적합성, 프린팅성을 갖는 바이오잉크를 개발했다.
내용은 나노분야의 세계 권위지인 ‘Nano Letters’ 올해 8월호에 게재됐다.
개발된 바이오잉크는 신경세포의 활성화를 촉진했고 높은 전기전도성을 보여 앞으로 중추신경, 후각신경, 시신경, 말초신경재생 등 다양한 신경재생용 재료로 활용될 수 있을 것으로 보인다.
박찬흠 교수는 이로써 BRIC의 한국을 빛낸 사람들에 3회 이상 등록 됐으며 현재 실크를 포함한 여러 천연재료를 활용해 줄기세포 전달체, 후두재생용 지지체, 지혈제, 인공피부, 혈관 기반 암전이 플랫폼 개발은 물론, 버려지는 편도에서 줄기세포를 얻어 그 활용에도 주력하고 있다.
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