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투자정보
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| 작성자 |
masuri |
등 록 일 |
2023-05-13 |
| 제 목 |
인공장기 개발 성과 |
조회수: 5 |
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국내 연구진이 인공장기를 개발, 상용화 기대감을 높이고 있다.
7일 업계에 따르면 국내 연구진이 약물 반응을 미리 알아볼 수 있는 인공신장 및 혈전 예방 기능을 갖춘 인공 혈관을 개발하는데 성공했다.
포항공대(포스텍) 기계공학과 조동우·장진아 교수 연구팀은 사구체 혈관세포와 지족세포층, 사구체기적막층을 포함한 사구체 미세혈관 칩(인공신장)을 개발했다.
신장은 체내 대사 과정에서 생긴 노폐물 등을 소변으로 배설함으로써 우리 몸의 항상성을 유지하는 기관이고 약물에 대한 독성을 가장 먼저 일으키는 기관이기도 하다.
이 때문에 많은 연구진은 특정 약물이 환자에게 얼마나 독성을 일으킬지 확인하기 위한 인공장기 개발을 시도하고 있다.
그러나 인공신장을 만드는 일은 워낙 복잡한 일이어서 그동안 개발이 쉽지 않았다.
신장의 기능·구조적 기본 단위인 네프론의 구성 요소인 사구체는 지족세포와 기저막 단백질 등 여러 상호작용이 필요하고 미세 단위로 일어나 모사하기 어렵기 때문이다.
연구팀은 단일화된 가공 기법으로 사구체 혈관세포와 지족세포층, 사구체기적막층 등을 포함한 사구체 미세혈관 칩을 제작하는 데 성공했다.
이 칩은 사구체 모사에 중요한 단백질 생성과 선택적 여과 기능을 갖췄다.
연구팀은 이 칩을 통해 아드리아마이신과 고혈당 등에 따른 손상 반응도 평가했다.
조동우 교수는 "신독성 평가에 무한한 잠재력을 지닌 신장 사구체 단위를 모사하는 데 성공했다"며 "사구체 질환 모델링에 적용함으로써 약물 독성을 미리 확인하고 개인 맞춤 치료법에도 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구 성과는 최근 국제 학술지 '바이오패브리케이션(Biofbrication)'에 실렸다.
국내 연구진이 곤충의 피부 구조를 모방해 혈전을 예방하는 인공 혈관을 개발했다.
기존 혈전 예방·치료법 보다 부작용이 작고 안정성이 높은 방식으로, 의료기기와 의료 소재에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
고려대학교 바이오의공학부 최연호 교수는 고려대 안암병원 흉부외과 정재승 교수와 함께 곤충의 표면 구조를 모방해 혈액을 밀어내 혈전이 만들어지는 것을 막을 수 있는 인공 혈관을 개발했다..
곤충의 한 종인 톡토기는 낙엽이나 썩은 나무 밑, 물, 늪에서 살아 간다.
폐가 아닌 피부로 호흡을 하는 톡토기는 습한 환경에서 호흡을 방해하는 물과 기름 성분을 피부 밖으로 밀어내기 위해 독특한 피부 구조를 갖는다.
톡토기의 독특한 피부 구조를 모방해 인공 혈관에 적용하면 물과 기름 성분으로 이뤄진 혈액을 관 내부로 밀어내면서 혈전의 생성을 막을 수 있을 것으로 기대됐다.
혈전은 혈관 안에서 혈액이 굳어 덩어리가 되는 현상을 말한다. 혈전으로 혈관이 막히면 두통, 호흡 곤란, 급성 통증 같은 증상이 나타나고 심하면 숨지기까지 한다.
곤충의 피부를 모사해 혈전을 막는 방법은 혈액 응고 지연제를 쓰는 기존 방식보다 부작용이 적고, 화학 물질을 이용하는 방식보다 안전성이 높다는 장점이 있다.
그러나 곤충의 미세 구조를 혈관으로 구현하기 어려워 이를 활용하려는 시도는 많지 않았다.
연구진은 반도체 제작 같은 미세 구조 제작에 활용되는 나노 입자 구조 제작법과 포토리소그래피(photolithography)를 융합해 유연한 고분자 재료로 톡토기의 피부 표면 구조를 모방하는 데 성공했다.
연구진은 이중 재진입구조(double re-entrant structure) 형태로 톡토기의 피부 구조를 모방했다.
이중 재진입구조는 물과 기름 모두를 밀어낼 수 있는 형태로, 표면이 휘어진 경우에서도 특성이 유지돼 혈관 형태로도 만들 수 있다.
이렇게 개발한 구조 기반 항응고성 혈액 도관은 미세 구조가 바뀌더라도 물과 기름을 밀어내는 효과가 떨어지지 않았고 기름과 물의 복합물인 혈액도 잔여물이 남지 않고 빠르게 흘러가는 특징을 보였다.
동물 실험에서도 도관의 표면에 부착된 혈전은 기존보다 99% 이상, 혈류 속도 감소와 혈전 형성에 관여하는 혈소판 감소도 각각 80%, 60% 이상 개선되는 것으로 나타났다.
연구진은 "이렇게 개발한 표면의 특성을 이용하여 의료용 패치, 혈관 운송용 튜브, 피막형 스텐트 막처럼 다양한 의료기기와 의료 소재의 표면 특성을 개선할 수 있다"며 "태양광 패널, 선박의 표면 같은 분야에도 응용할 수 있을 것"이라고 말했다. |
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