인공장기 3D 바이오프린팅 기술이 생체

Question

안녕하세요!

인공장기 3D 바이오프린팅 기술이 생체 적합성 세포 바이오링크를 활용해 장기 구조를 제작하는 메커니즘은 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 질문하신 기술은 쉽게 말하면 살아 있는 세포를 잉크처럼 사용해 원하는 장기의 3차원 구조를 한 층씩 쌓아 올리는 기술이라고 보시면 됩니다. 여기서 사용하는 것이 바이오잉크인데요, 바이오잉크는 일반적인 3D 프린터의 플라스틱 잉크와 달리 세포가 살아갈 수 있는 생체적합성 물질과 세포를 섞은 재료입니다. 예를 들어 콜라겐, 젤라틴, 알지네이트, 하이드로젤 등이 사용될 수 있으며, 여기에 줄기세포나 조직에서 얻은 세포 등을 포함시킬 수 있습니다.

전체적인 과정은 먼저 환자의 세포를 확보하는 것에서 시작합니다. 환자 자신의 세포를 줄기세포 등으로 유도하거나 필요한 세포 유형으로 분화시킨 뒤 바이오잉크에 섞습니다. 이렇게 하면 면역거부반응을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그다음 CT나 MRI 등을 이용해 제작하고자 하는 장기의 3차원 구조와 형태를 디지털 데이터로 만듭니다. 3D 바이오프린터는 이 설계도를 바탕으로 바이오잉크를 아주 얇은 층으로 정밀하게 쌓습니다. 일반적인 3D 프린터가 플라스틱을 녹여 적층하는 것과 비슷하지만, 바이오프린팅에서는 세포가 손상되지 않도록 부드러운 조건에서 세포가 포함된 재료를 압출하거나 분사하는 것이 중요합니다. 예를 들어 간을 만든다고 하면 단순히 간 모양의 덩어리를 만드는 것으로 끝나는 것이 아닌데요, 간세포뿐만 아니라 혈관을 구성하는 세포와 다양한 지지세포가 실제 조직에서처럼 적절한 위치와 구조를 갖도록 배치해야 합니다. 프린팅이 완료되면 배양액과 성장인자 등을 공급하면서 세포가 서로 연결되고 증식하도록 유도합니다. 특히 가장 어려운 부분이 혈관 네트워크를 만드는 것입니다. 장기가 커지면 내부 세포까지 산소와 영양분을 공급해야 하기 때문입니다. 따라서 단순히 세포를 많이 쌓는 것이 아니라 미세한 혈관 구조까지 구현해야 실제 장기와 비슷한 기능을 기대할 수 있습니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

3D 바이오프린팅은 살아 있는 세포와 하이드로겔, 생체재료를 섞은 바이오잉크를 층층이 정밀하게 출력 해 장기의 형태와 세포 배치를 재현하는 기술입니다 .출력 뒤에는 세포가 증식, 분화하고 조직이 성숙하면서 기능을 갖추도록 배양합니다 .특히 혈관망을 만들어 산소와 영양분을 공급하는 것이 실제 장기 제작의 핵심 난제입니다.