3D 세포 프린팅 기술을 이용해 괴사한 심근세포를 효과적으로 재생할 수 있는 새 줄기세포 치료기술을 국내 연구진이 개발했다.
3D 세포 프린팅이란 인체세포를 포함한 ‘바이오잉크’로 장기·피부·연골·심근조직 등 다양한 인체조직을 재생할 수 있는 기술이다.
9일 박훈준 가톨릭대 서울성모병원 순환기내과 교수와 조동우 포스텍 기계공학과 교수 연구팀은 3D 세포 프린팅 기법을 도입해 세계 최초로 허혈성 심장질환 환자의 심기능을 회복할 수 있는 ‘심근패치’를 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.
협심증, 급성심근경색 등이 대표적인 허혈성 심혈관계 질환으로, 세계보건기구(WHO)보고에 따르면 2009년 기준 성인의 35.3%가 이를 앓고 있다.
전체 사망원인 중 1위를 차지하는 중증질환이지만, 심근경색 후 적극적인 치료를 해도 5년 생존율이 절반에 미치지 못할 만큼 예후가 좋지 않은 상황이다.
▲ 3D 세포프린팅 기반 패치형 심근경색 줄기세포 치료제 개발 예상 모식도 / 서울성모병원 제공
연구팀이 이번에 개발한 심근패치는 심장에서 유래한 '세포외기질 바이오잉크'를 이용해 심장줄기세포와 성체줄기세포 종류인 중간엽줄기세포를 3D 세포프린팅으로 이중 배열하고, 내부에 혈관내피성장인자를 봉입해 세포간 상호작용을 극대화시켜 죽은 심근조직에 혈관이 생성되도록 돕는 융합 플랫폼이다.
심근경색 동물에 대한 전임상실험 결과, 이식한 심근패치가 경색 부위의 섬유화를 감소시키고 모세혈관 증가와 재형성을 방지하는 등 심장기능이 눈에 띄게 향상되는 것으로 나타났다.
이번 연구를 진행한 박훈준 교수는 “임상에 적용할 수 있는 줄기세포주를 확립하고 3D 세포 프린팅 기술 등 조직공학기술을 접목해 차세대 줄기세포 치료제 플랫폼을 개발할 계획”이라고 밝혔다.
한편 이번 연구는 생체재료학회의 국제학술지‘바이오머티리얼즈(Biomaterials)’에 게재됐다.
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