기초연구, 화장품 및 신약개발, 조직공학 연구에 활용 가능

국내 연구진이 동물실험을 대체하기 위한 인공장기 개발에 필요한 세포외 박막을 만드는데 성공했다.

포스텍 기계공학과, 미국 텍사스 오스틴대 공동연구팀은 인공장기에 사용할 수 있는 튼튼하고 잘 늘어나는 세포외기질 하이드로겔 박막을 개발했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 생체공학 분야 국제학술지 ‘바이오패브리케이션’에 실렸다.

신약을 개발할 때 새로운 약물의 평가는 사람을 대상으로 한 임상시험 이전에 세포 실험을 거쳐 동물로 하게 된다. 그렇지만 최근 강화되고 있는 동물실험 규제와 종간 차이 등 다양한 이유로 연구자들은 동물실험을 대체할 약물 평가용 인공장기에 눈을 돌리고 있다.

인공장기 제작은 다양한 형태로 이뤄지고 있는데 인공장기를 구성하는 세포를 작은 칩에서 배양하여 몸 밖에서 조직 장벽을 구현하는 기술이 대표적이다. 이렇게 만들어진 세포외기질 박막은 외부 자극에 취약해 배양 시간이 길어지고 실제 장기 움직임을 모사하기가 쉽지 않다.

세포 밖에 존재하는 세포외기질은 세포와 조직 사이의 공간을 채워주며 세포를 보호하는 쿠션 역할을 한다. 인공조직이나 장기를 만들 때도 세포가 잘 자랄 수 있도록 세포외기질이 사용되는데 변형되기 쉽다는 단점이 있다.

연구팀은 세포외기질에 나노섬유를 씌워 인체 조직과 비슷하면서도 튼튼한 세포외기질 박막을 만들었다. 두께가 5㎛(마이크로미터)에 불과한 박막은 투과성이 높아 세포 배양 후 2주가 지나도 안정적 형태를 유지하는 것이 관찰됐다. 신축성이 높아 연동 운동 같은 장기의 반복적 움직임도 따라할 수 있고 세포와 조직 기능도 실제 장기와 비슷한 것이 확인됐다.

김동성 포스텍 기계공학과 교수는 “이번에 개발한 세포외기질 박막은 체내 장기처럼 움직임이 가능한 인공장기를 만들 수 있어 생물 및 의학분야 기초연구, 화장품, 신약개발, 조직공학 등에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.