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제목
생명공학과 조승우 교수 연구팀, 음파를 이용한 치료용 인공 혈관 제작 기술 개발
작성일
2019.02.14
작성자
생명시스템대학
게시글 내용

우리 대학 생명공학과 조승우 교수, 신지수 박사 연구팀과 기계공학과 이형석 교수, 강병준 박사  연구팀이 음파를 이용하여 치료용 혈관 조직을 제작할 수 있는 기술을 개발하였다.



심근경색과 같은 혈관과 관련된 심각한 질환들을 치료하기 위해 줄기세포 등을 이용하여 인공혈관을 제작하는 연구가 활발히 수행되고 있다. 특히, 몸 안에 있는 혈관의 형태를 모사하여 인공 혈관을 제작하기 위해 세포를 특정한 형태로 배열할 수 있는 기술이 각광을 받고 있다. 그러나, 실제 혈관에서는 세포들이 밀집하여 혈액이 새어나가지 않는데 기존 기술을 이용해서는 이와 같이 세포를 밀집하여 배열하는 것이 어려웠다.


공동 연구팀은 음파를 이용하면 세포를 서로 접할 정도로 가까운 간격으로 배열할 수 있다는 점에 착안하고 생체 미세혈관과 유사한 형태로 세포를 배열할 수 있는 음파 장치를 개발하였다. 이를 인간혈관세포와 인간지방줄기세포에 적용하여 인공 혈관을 제작했다.


세포가 무작위로 분포된 인공 혈관 조직체와 비교해서, 세포가 정렬된 인공 혈관 조직체에서는 세포간 접합 및 상호작용이 증진되었고, 혈관성장인자의 분비가 월등하게 향상되었음을 확인하였다. 이는 혈관이 보다 성숙하고 안정적으로 형성될 수 있음을 의미한다.


세포가 정렬된 혈관 조직체를 마우스 모델에 이식했을 때에는 인공 혈관 조직에서 분비된 혈관 형성유도 단백질이 기존 마우스 혈관을 이식된 조직 내로 이끌어오고, 이끌려온 혈관이 인공 조직체 내부 혈관과 연결되어 혈액이 흐르는 것이 관찰되었다. 세포가 무작위로 분포한 조직체를 이식했을 때에는 이와 같은 혈관 통합이 관찰되지 않았다.

세포가 정렬된 인공 혈관 조직체를 마우스 하지 허혈 모델에 이식하였을 때 4주간의 관찰 기간 동안 막혔던 혈액 순환이 회복되었으며 세포가 무작위로 분포한 조직체를 이식한 경우와 비교하여 치료 효과와 회복 속도가 모두 향상되었음을 확인함으로써 세포가 정렬된 인공 조직체의 우수한 치료 효능을 검증하였다.


연구팀은 “본 연구에서 개발한 음파를 이용한 인공 조직 제작 기술을 사용하면 기존 생체모사 기술보다 높은 정밀도로 생체 조직을 체외에서 제작할 수 있다”라며, “본 연구를 토대로 다양한 생체 조직 및 장기를 만들어서 환자에 이식하여 치료하거나, 환자에 적합한 약물을 개발하는 과정에서 약물 테스트 플랫폼으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.


이번 연구는 국제 최상위 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)’에 출판됐다.


 논문 링크: https://www.nature.com/articles/s41467-018-07823-5