포스텍, 3D프린팅으로 인공 심장 제작…약물 독성 관찰 가능

국내 한 연구진이 약물 독성을 사전에 관찰할 수 있는 인공 심장을 3차원 프린팅으로 개발했다.

포스텍(포항공대)는 미국 조지아텍 연구팀과 공동으로 바이오하이브리드 3D 프린팅 기술로 약물 심독성을 체외에서 관찰할 수 있는 인공 심장 모델을 프린팅했다고 19일 밝혔다.

포항공대 기계공학과·IT융합공학과 장진아 교수.

이번 연구에는 포항공대 기계공학과·IT융합공학과 장진아 교수, IT융합공학과 통합과정 용의중씨, 시스템생명공학부 통합과정 김동환씨, 기계공학과 정완균 교수, 김기훈 교수, 신소재공학과 정운룡 교수 연구팀과 미국 조지아텍 여운홍 교수·김호중 박사 연구팀이 참여했다.

약물 심독성은 약물 개발 초기 단계에서 주요 걸림돌로 분류된다.

심독성은 항생제 등 치료를 위해 사용한 약물이 심장에 독으로 작용해 심장 기능에 이상을 일으키는 상태를 말한다.

주로 좌심실 수축 능력을 떨어뜨리고 심하면 심부전을 일으키기도 한다.

대부분 인공 심장 모델은 심근 수축 기능 등을 연구하는 데 활용할 수 있지만 생리학적 관련성이 부족해 약물 심독성을 제대로 관찰하기 어려운 실정이다.

연구팀은 지금까지의 인공 심장 모델과 달리 '바이오하이브리드 3D 프린팅' 방법을 도입해 새로운 심장 모델을 만들었다.

약물을 투여하면 실시간이나 지속해서 심장에 어떻게 작용하는지 알 수 있어 급성과 만성 효과를 지속적으로 관찰할 수 있다.

이 기술은 앞으로 효과적인 신약개발에 활용할 수 있다.

연구팀은 상대적으로 적은 양의 전기 판독 데이터로 수축력을 정량적으로 측정할 수 있어 장기간 연속으로 관찰할 수 있는 조직-센서 플랫폼도 제작했다.

장진아(사진) 포항공대 교수는 "이번에 개발한 바이오하이브리드 3D 프린팅 기술이 효과적인 약물 개발 과정을 위한 차세대 조직-센서 플랫폼을 제작할 수 있는 잠재적인 제조 방법이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

한편 이번 연구 결과는 재료공학 분야 권위지인 '어드밴스드 머티리얼스' 최근호에 속표지 논문으로 실렸다.

포항=이영균 기자 lyg0203@segye.com