쉽고 빠르게 인공 근육 만든다…근골격계 질병 연구 돌파구 마련

KAIST, 3차원 인공 근육 조직 최적화 제작법 개발

한국과학기술원(KAIST) 기계공학과의 전성윤, 심기동 교수 연구진이 체외 3차원 환경에서 골격근 조직을 제작하는 바이오 미세유체시스템(Biomicrofluidic system)을 개발했다./pixabay

국내 연구진이 인체의 상당 부분을 차지하는 골격근을 안정적으로 제작할 수 있는 첨단 바이오 제조 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST) 기계공학과의 전성윤, 심기동 교수 연구진은 체외 3차원 환경에서 골격근 조직을 제작하는 바이오 미세유체시스템(Biomicrofluidic system)을 개발했다고 27일 밝혔다. 바이오 미세유체시스템은 반도체 회로 제조 등에 사용되는 ㎛(마이크로미터, 100만분의 1m) 단위의 시스템으로, 세포나 생체조직 배양, 생성, 제어에 활용된다.

연구진은 자체 개발한 미세유체시스템을 사용해 골격근 조직 배양에 있어 큰 비중을 차지하는 하이드로겔의 구성 성분, 겔화 시간, 세포의 농도를 조절했다. 그 결과 다양한 조건에서 3차원 근육 밴드를 제작할 수 있었다.

이어 제작한 골격근 조직에 대해 근육의 수축력과 반응 속도를 측정하고, 조직 형태, 기계적 특성, 골격근 성장, 분화와 관련된 유전자 발현 비교를 포함한 다양한 분석을 진행했다. 이를 바탕으로 견고한 골격근 조직을 제작할 수 있는 최적의 제작법을 확립했다.

전성윤 교수는 “이번 연구로 기존의 균일하지 못한 배양 방식에 가이드라인을 제시하고, 치료 응용이나 질병 모델링을 위한 조직 공학 최적화를 위한 필수 인사이트를 제공했다”며 “향후 골격근뿐 아니라 심장이나 골수와 같은 인공 생체 조직 제작에 도움을 주고, 노화나 우주 미세중력 등에 의한 근감소증을 비롯한 여러 근골격계 질병 연구에 활용될 것을 기대한다”고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced functional materials)’에 지난 10월 7일 게재됐다.

참고 자료

Advanced functional materials(2024), DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202410872

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