바이오 잉크로 뼈를 재생시켰다

KIST  송수창 박사팀, 뼈 재생 돕는 바이오 잉크 개발
3D 프린팅 한 인공뼈가 42일간 녹아 사라지면서 뼈 재생

KIST    송수창 박사팀이 바이오 잉크로 인공뼈를 만든뒤 실험쥐 두개골에 붙여놓자 42일만에 새로운 뼈가 재생됐다.   KIST    제공

한국과학기술연구원( KIST ) 생체재료연구단 송수창 박사팀이 뼈 재생을 돕는 바이오 잉크를 최초로 개발했다. 실제 실험쥐 두개골의 일부를 없앤 곳에 이 바이오 잉크로 3D 프린팅해 이식하자 새로운 뼈가 자리 잡았다. 연구진은 이번 연구결과를 바탕으로 피부나 혈관조직을 재생하는 후속연구를 진행 중이다.

이 바이오 잉크로 인공장기를 만들어 보다 안전하고 효과적으로 수술을 할 수 있으며, 장기나 조직이 손상된 환자들에게 효과적인 치료 방법이 돼 의학 분야에서 유용하게 사용될 전망이다.

송수창 박사는 2일 "새롭게 개발한 바이오 잉크를 지난해 ㈜넥스젤바이오텍에 기술이전해 골이식재, 성형필러 등으로 사용하는 제품개발을 진행하고 있다"라고 말했다.

이 바이오 잉크의 특징은 조직의 재생을 돕는 단백질이 들어있으며, 몸 안에서 자연스럽게 녹아 없어진다. 또한 낮은 온도에서는 액체 젤리 형태로 있다가도 상온이나 체온에 가까운 온도에서는 단단하게 굳는다.

우선 연구진은 실험쥐 두개골에 8㎜ 크기로 구멍을 낸 뒤 바이오 잉크로 프린팅해 구멍을 메웠다. 3D 프린팅을 하기 전 바이오 잉크는 15도 이하 온도로 유지해 액체형으로 있다가 25도가 넘어가 체온에 가까운 온도로 올라가면 점점 굳게 된다.

또 이 바이오 잉크는 세포가 없지만 뼈가 재생할 때 세포에서 많이 분비되는 두 종류의 단백질이 들어가 있다. 송수창 박사팀의 김준 연구원은 "이 단백질은 뼈나 주변조직에 신호를 보내 세포들이 분열하면서 새로 생기는 세포가 바이오 잉크로 프린팅 한 인공 뼈로 이동하게 만든다"라고 설명했다.

이와 함께 실험쥐의 두개골 재생 실험에서는 3D 프린팅 한 인공뼈가 있던 자리를 새로운 세포들이 자리 잡는 42일에 걸쳐 서서히 사라져 갔다.

송수창 박사는 "이번에 개발한 바이오 잉크는 부위별 조직 및 장기 맞춤형 바이오 잉크를 제품화할 수 있을 것"이라고 말했다.

한편, 연구진은 이번에 개발한 바이오 잉크를 재료 분야 국제학술지 '스몰( Small )'에 발표했으며, 표지논문으로 선정됐다.

KIST    송수창 박사팀이 개발한 바이오 잉크가 재료 분야 국제학술지 '스몰(  Small   )'의 표지논문으로 선정됐다.   KIST    제공