면역거부반응 없는 인공장기, 3D프린터로 대량생산 가능할까?

[아이뉴스24 최상국 기자] 포항공대(포스텍)를 중심으로 한 산학연병 공동 연구팀이 모듈형태로 대량생산이 가능한 소프트 인공장기 개발 프로젝트에 도전한다.

포스텍은 정완균 기계공학과 교수가 이끄는 연구팀이 최근 산업통상자원부가 주관하는 2020년 알키미스트 프로젝트 테마 중 하나인 ‘면역거부 없는 소프트 임플란트’의 최종 단계 연구팀으로 선정돼 바이오프린팅 기반 개인 맞춤형 인공장기와 이를 자동화할 수 있는 로봇 시스템 개발에 나선다고 밝혔다.

산업부의 알키미스트 프로젝트는 정부연구개발사업의 혁신·도전성을 높이기 위해 실패 가능성이 높은 초고난도 기술 개발을 연금술사(alchemist)에 비유해 지원하는 사업이다.

지난 2년동안 1·2단계 선행연구 경쟁을 거쳐 최종 연구팀으로 선정된 알키미스트 연구팀은 올해부터 5년간 200억원의 연구비를 지원받게 된다.

2020년 알키미스트 프로젝트의 첫 번째 테마로 선정된 10개 연구주제 중 하나인 ‘면역거부 없는 소프트 임플란트’ 는 뼈·치아·관절 등 하드타입 장기를 제외한 부드러운 장기를 대체·보완할 수 있는 인공장기를 대량생산이 가능한 모듈형태로 개발하는 것으로 목표로 한다. 장기이식 시 발생하는 면역거부 반응 문제가 없는 소프트 임플란트는 소화계·호흡계·내분비계·신장·혈관 임플란트는 물론 모발 이식수술 시 모발대신 사용할 수 있는 모근 임플란트로도 활용할 수 있다.

선정된 연구팀은 포스텍을 주관기관으로 서울아산병원, 서울성모병원, 한양대병원, 고려대·서울과기대·연세대 산학협력단, 울산과기원, 툴젠, 티앤알바이오팹, 셀로이드, 넥스트앤바이오, 뉴로메카, 세라트젠, 에드믹바이오, 제넨바이오 등으로 구성됐다.

포스텍에서는 정완균 교수를 비롯해 인공지능과 로봇, 인공장기 등 각 분야 전문가인 장진아·조동우·김동성·이승철·김기훈 교수가 참여한다. 3D 바이오프린팅으로 간이나 췌장 등 인공장기를 만들 때 필요한 세포와 생체 소재를 비롯해, 모듈 제조와 조립·배양을 위한 기술을 개발할 계획이다.

특히 가느다란 모세혈관을 포함하는 혈관화 된 큰 부피의 간과 췌장 모듈을 제작하는 3D 바이오프린팅 기술 개발을 목표로 한다. 이와 함께 굵은 혈관과 간 혹은 췌장 모듈을 쌓고 접착하여 이식 가능한 수준의 인공장기를 자동으로 조립하는 로봇 시스템을 개발해 인공장기 제작의 효율성을 높일 예정이다. 인공장기를 만드는 세포는 유전자 가위 기술을 도입하여 면역 거부반응을 억제한 유도만능줄기세포로, 이를 활용하여 간, 혈관, 췌도 세포로 분화한 후 프린팅에 사용하게 된다.

포스텍은 그동안 3D 바이오프린팅을 활용한 인공장기 제작 분야에서 탁월한 성과를 내며 학계와 산업계의 주목을 받아왔다. 앞서 인체의 혈관 조직과 같은 인공혈관을 만드는 데 성공했으며, 이러한 인공혈관을 활용해 몸 밖에서 질환을 모사함으로써 맞춤형 치료의 가능성을 열었다.

포스텍은 또한 바이오프린팅 인공장기 제조시설 구축 사업을 유치함으로써 포항시가 바이오프린팅 기반의 인공장기 분야의 메카로 성장할 것으로 기대된다고 밝혔다.