바이오 프린팅을 활용한 인공 장기 제작에서 가장 큰 기술적 도전 과제는 무엇인가요?
장기 이식 부족 문제를 해결할 수 있는 실질적 기술 발전이 진행 중인지 궁금해요. 해외에서 진행 중인 장기 이식 성공 관련 기사들을 보기는 했는데, 우리나라는 어떤가요? 윤리 문제 때문에 실험도 못하는 상황인가요?
복잡한 장기 구조의 재현
인체 장기는 미세혈관 네트워크를 통해 산소와 영양분을 공급받는데, 이를 정확하게 모사하는 것은 매우 어렵습니다. 또한 각 장기는 다양한 종류의 세포로 구성되어 있으며, 이들을 정확한 위치에 배치하여 기능적인 장기를 만드는 것 역시 매우 어려운 일입니다. 특히 세포의 성장과 기능을 조절하는 세포 외 기질을 정확하게 모사하는 것도 중요한 부분이죠.
생체 적합성 재료 개발
프린팅에 사용되는 바이오 잉크는 생체에 무해하고 시간이 지나면 분해되어야 합니다. 그러나 프린팅된 조직은 인체 내에서 기능을 수행하기 위해 충분한 기계적 강도를 가져야 합니다. 또한 바이오 잉크는 프린팅된 세포와의 상호 작용을 통해 세포의 생존과 기능을 촉진해야 합니다.
세포 생존율 유지
프린팅 과정에서 세포가 손상될 수 있으며, 이는 조직의 기능에 영향을 미칠 수 있습니다. 게다가 프린팅된 조직 내부에서 산소 공급이 원활하지 않아 세포가 죽을 수 있고 이식된 인공 장기에 대한 면역 거부 반응을 최소화하는 기술 개발이 필요합니다.
대량 생산 및 품질 관리
무엇보다 다양한 환자에게 적용 가능한 표준화된 제작 공정을 확립해야 합니다. 특히 인공 장기의 품질을 보증하기 위한 엄격한 품질 관리 시스템이 필요합니다.
윤리적, 법적 문제
마지막으로 인간 배아 줄기세포를 이용한 연구에 대한 윤리적 논쟁이 있습니다. 게다가 인공 장기를 개발하기 위한 동물 실험에 대한 윤리적 문제가 제기됩니다. 그렇다보니 새로운 의료 기술에 대한 적절한 규제 체계 마련이 필요합니다.
안녕하세요. 김채원 전문가입니다.
바이오프린팅기술은 장기기관의 모양을 거의비슷하게 본따서 뼈대를 만들 수 있다는 특징은있지만, 뼈대에 세포들이 계획대로 달라붙어 자라게하는것이 어렵습니다.
실제장기가 만들어지거나 재생되는 환경을 모방해야할뿐아니라, 주변장기와의 상호작용이나 호르몬의영향환경까지 고려해야만 목적에맞는 장기제작이 가능하기때문입니다.
프린팅기술은 체외에서 행해지는 기술이기에 이같은 한계점들을 극복하기가 어렵습니다.
안녕하세요. 박창민 수의사입니다. 일단 바이오프린팅은 현재 시간이 너무 오래 걸려 세포의 생존율이 감소합니다. 또한, 오랜 시간 동안 무균 상태를 유지하는 것도 어렵습니다. 감사합니다.
바이오 프린팅을 활용한 인공 장기 제작의 가장 큰 기술적 도전 과제는 혈관 구조 형성, 세포 생존율 유지, 그리고 실제 장기의 기능적 구현입니다. 장기 이식 부족 문제를 해결하기 위한 연구는 세계적으로 활발히 진행 중이며, 해외에서는 간단한 조직 수준에서 일부 성과가 나타나고 있으나, 완전한 장기 이식에는 아직 시간이 필요합니다. 국내에서도 바이오 프린팅 기술 및 인공 장기 연구가 활발하지만, 사람 대상 실험은 윤리적, 법적 규제로 제한되고 있어 동물 실험 위주로 진행되고 있습니다.