이식된 조직에서 혈관 생성돼

 

실용화 되면 ‘황금알을 낳는 거위’

 

그린스보로 지역 거주 한국인 과학자 대거 참여

 - 이상진, 고인갑, 제임스 유 박사 등

 

미군재생의학연구소(AFIRM) 후원하에 연구 진행

미국에서만 12만명이 신체 이식 대기 중

 

사진: 3D 프린터를 이용해 '실물 크기의 살아있는' 신체 일부를 제작하는 데 성공한 웨이크 포리스트 대학 연구팀. 연구팀 5명 중 한명만 제외하고 한국인 4명이 포함되어 한국인 과학자가 미 연구분야에서 중요한 역할을 하고 있음을 보여주고 있다. (좌로부터) 강현욱, 이상진, 고인갑, 제임스 유 박사.

 

노스 캐롤라이나 윈스턴-셀럼 소재 웨이크 포리스트 대학 연구팀이 살아있는 세포와 3D 프린터를 이용해 '실물 크기의 살아있는' 신체 일부를 제작하는 데 성공했다.

 

 

지난 2월 15일 NBC 등 미 주요 언론들은 일제히 웨이크 포리스트 대학 연구팀이 살아있는 세포와 특수젤을 3D 프린터에 주입해 살아있는 실물크기의 귀와 근육, 턱뼈를 제작했다고 보도했다.

 

3D 프린터를 이용한 생체조직 선행연구에서는 우선 제작된 플라스틱 틀에 살아있는 세포를 배양하는 방식이거나 프린팅됐더라도 조직이 괴사했다. 반면 이번 연구는 새로운 기기와 기술을 사용해 신체조직의 틀과 세포를 동시에 제작한 것이다.

 

연구에는 폴리머와 살아있는 세포, 필요한 영양소가 한데 섞인 '바이오잉크'와 직접 개발한 바이오 맞춤형 프린터 '조직-장기 통합 프린터'가 사용됐다.

 

연구를 이끈 웨이크 포리스트 의과대학 재생의학연구소(WFIRM) 소장 앤서니 아탈라 박사는 "우리는 근육을 복제했고 귀는 아기, 턱뼈는 성인 사이즈로 제작했다. 우리는 모든 종류를 프린팅했다"고 말했다.

<웨이크포리스트 대학 재생의학연구소에서 실험 중인 설영준 박사.>

10년 이상 자가 장기이식을 연구해 온 아탈라 박사는 전투중 신체를 잃은 상이 군인들을 돕기 위해 미군재생의학연구소(AFIRM)의 후원하에 이번 연구를 진행했다. 미국에서는 현재 12만명이 신체 조직 이식을 기다리고 있다.

 

아탈라 박사는 "12년 전부터 인체 조직을 디자인하는 데 특화된 프린터 개발을 시도해 왔다"며 이번 제작에 사용된 ‘생체조직프린터(ITOP; Integrated Tissue-Organ Printer)’는 실물 크기의 조직 구조를 어떤 모양이든 안정적으로 생산할 수 있다"고 말했다. ITOP를 사용한 이번 연구 성과는 지난 2월 14일자 과학 잡지 네이처바이오테크놀로지에 게재됐다.

 

 연구팀은 간과 폐, 신장 조직 프린팅을 연구 중이다.

 

이번 연구에는 한국인 과학자 4명이 포함되어 있어 미 자연과학연구 분야에 한국인들의 위상을 다시 한번 높여 주었다. 강현욱, 이상진, 고인갑, 제임스 유 박사 등이 그들이다.

 

모두 웨이크 포리스트 대학 재생의학연구소에서 연구하고 있다. 이상진(Sang Jin Lee, Associate Professor) 박사는 한양대에서 화학공학 박사 학위를 받았다. 하바드 의대 조직공학 및 세포치료 연구소에서 박사후 연구원으로 일한 뒤 웨이크 포리스트 의과대학 재생의학연구소(WFIRM)로 와 현재 패컬티 멤버로 재직하고 있다.

 

고인갑(In Kap Ko, Assistant Professor) 박사도 WFIRM에서 현재 패컬티 멤버로 재직하고 있다. . 제임스 유(James J. Yoo, M.D.,Professor) 박사는 외과의사이기도 하다. 그는 WFIRM의 부소장과 수석 과학연구부장을 겸하고 있으며 현재 패컬티 멤버로 재직하고 있다. 1984년에 일리노이 대학에서 생물학을 전공했다.

 

이번 논문의 첫번째 저자로 이름을 올린 강현욱(Hyun Wook Kang) 박사는 2009년 포항공대에서 박사 학위를 받은 뒤, WFIRM에 펠로우 연구원으로 도미했고, 2013년에 패컬티 멤버로 조인하였다. 2015년 2월부터 울산국립과학기술대학교 생명공학대학원 조교수로 재직중이다.

 

한편 아탈라 박사 등 연구팀은 3D 프린터로 제작한 신체 조직을 생쥐에 이식하여 그 진행 과정을 관찰해 왔는데 지난 2월 26일 관찰 결과 이식된 조직에서 혈관이 형성되는 것을 보고 기념비적인 성과가 이루어지고 있다고 말했다.

 

이번 재생의학기술은 신체가 스스로 재생하고 복권하는 기능을 활용했다. 이 과정에서 거부 반응을 최소화 했다. 이 연구의 최종 목표는 인간의 세포를 추출하여 손상된 신체 일부 기관 등을 만드는 것이다. 아탈라 박사는 곧 미 식품의약청FDA에 임상실험을 요청 할 것이며 임상실험 대상자는 제한된 숫자에 한할 것이라고 말했다.

 

이러한 재생의학연구는 미 국방부가 재정적 후원을 하고 있다. 웨이크포리스트 대학의 WFIRM팀은 $2000만을 받았다. 3D 프린터를 이용한 신체 제작 소식을 들은 런던대학의 의사인 마틴 버샬 박사는 “그들은 황금알을 낳는 거위를 만들어 내는데 성공했다” 라고 그 의의를 말했다.

 

 

• 글쓴날 : [2016-03-04 11:13:03.0]

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