고대 이상훈 교수, 연구 논문 네이처 자매지에 게재

바이오 인공장기 개발 새로운 길 열린다

수화젤처럼 매우 약하고 부드러운 물질을 벌집 모양으로 높게 쌓아 올리는 새로운 기술을 개발한 연구 결과가 유명 과학저널 '네이처 커뮤니케이션' 온라인판에 게재됐다.

고려대학교 보건과학대학(학장 김인환) 생체의공학과 이상훈 교수 연구팀은 최근 발표한 ‘점탄성을 지닌 물질로 벌집 모양의 마이크로 구조를 자발적으로 제작하는 기술 (원제: Viscoelastic lithography for fabricating self-organizing soft micro-honeycomb structures with ultra-high aspect ratios)’ 논문에서 새로운 기술이 개발됨을 밝혔다 11일 밝혔다.

이 교수팀은 전 고려대 연구교수 정기석 박사(現 아산병원 의공학연구소)와 함께 본 연구를 진행했다.

벌집 모양 구조는 매우 안정적 일뿐만 아니라 물질을 촘촘히 저장할 수 있어 산업, 공학 분야에서 널리 활용되고 있다. 그러나 부드러운 폴리머 물질로 벌집 모양 구조를 수백 마이크로 크기로 제작하고, 수 마이크로미터 벽의 두께로 만드는 것은 불가능한 것으로 인식돼 왔다.

이 교수팀은 마이크로 칩 위에 액체 상태의 부드러운 물질을 코팅한 다음, 단순하게 주변 공기 압력을 줄이면 스스로 벌집 구조가 만들어 지는 현상을 발견했다. 현상이 일어날 시, 벽의 두께는 최소 1 마이크론(머리카락 굵기의 100분의 1) 전후이고, 그 높이는 1 cm 정도까지 제작 가능하다.

나아가 구조물을 활용해 약물을 최대한 안정적으로 많이 저장해 전달 가능한 약물 전달 장치를 개발했다. 매우 복잡하고 촘촘한 여러 세포들이 쌓여 있는 간(肝) 구조를 모사한 인공간 모델도 제작했다.

이 모델은 간세포와 혈관이 골고루 분산, 연결돼 있는 인공 간 조직을 제작하고, 실제 간 기능인 독성제거와 알부민 등을 분비할 수 있다.

이상훈 교수는 “이번 연구 성과로 기존의 3D 프린팅 기술보다 간단하고 정밀하게 세포를 배양할 수 있어 인공장기 제작 기술로 발전할 수 있을 것”이라며 “비용이나 효율성에 있어 경쟁력을 지닐 뿐 아니라 별다른 부작용 없이 안정적으로 약물을 탑재하고 전달할 수 있어 새로운 수단으로 널리 활용되길 바란다”고 덧붙였다.

한편, 이상훈 교수는 서울대학교를 졸업하고 동대학원에서 석·박사를 취득한 후, 2006년부터 고려대에서 연구에 힘쓰고 있다.

주요 연구 분야는 인공장기(BioMEMS)이며, 지난해 고려대 최우수 연구자상을 비롯해 우수한 연구 성과로 보건복지부장관 표창, 유공자 수상 등 다수의 상을 받은 바 있다.