해조류 성분 바이오잉크로 배양육 만든다

POSTECH 차형준 교수팀, 해조류 속 탄수화물 활용
세포 생존률 4배 이상 높여 인공장기·배양육에 적용

POSTECH 차형준 교수팀이 다시마 등 해조류에 많이 함유된 알지네이트를 활용해 바이오잉크를 만들었다. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 포항공과대학교(POSTECH) 화학공학과·융합대학원 차형준 교수팀이 해조류에서 유래한 천연 탄수화물과 가시광선으로 세포 생존율이 4배 이상 높은 바이오잉크를 개발했다. 이 바이오잉크는 인공장기나 인공조직을 제작하는 기술, 미래 먹거리로 떠오르는 배양육 제조에도 적용할 수 있다.

차형준 교수는 17일 "천연 생체물질을 기반으로 안정적이고 높은 세포 탑재 능력을 지니는 바이오잉크를 실제 3D 바이오프린팅에 적용해 효과적인 인공 조직용 구조체를 제작했다"고 말했다.

현재 사용되는 바이오잉크는 내부에서 세포가 움직일 수 없어 세포 생존율이 낮고 인쇄 해상도가 높지 않다.

연구진은 해조류 탄수화물의 일종인 '알지네이트(alginate)'의 광가교를 통해 아주 미세한 크기의 마이크로 젤을 만들었다. 알지네이트는 다시마 등 해조류에 많이 있는 성분이다. 또 광가교는 다리를 걸치듯 형성되는 결합을 '가교결합'이라고 하는데, 빛에 의해 개시되는 분자 간 공유결합 형성 반응을 '광(光)가교'라고 한다. 이 광가교 알지네이트 마이크로 젤을 이용해 세포의 자유로운 이동과 증식이 가능한 3D 바이오프린팅용 잉크를 개발했다.

이후 새로 개발한 잉크로 3D 바이오프린팅을 진행했다. 그 결과, 마이크로 젤 기반 소재의 빈 공간에 세포를 넣은 바이오잉크는 기존 바이오잉크에 비해 세포 생존율이 4배 이상 크게 향상됐다.

연구진은 "이 마이크로 젤은 일정 시간 동안 힘을 줬을 때 오히려 점도가 낮아지고, 형태가 변형된 후 원래의 형태로 다시 돌아올 수 있어 프린팅 결과물의 해상도와 적층 능력이 높아졌다"고 설명했다.

차형준 교수는 "향후 후속 연구를 통한 개선과 기술 향상을 통해 실제 인공장기와 배양육 제작할때 널리 활용될 것"이라고 전망했다.

한편, POSTECH 화학공학과 이상민 박사과정생과 최근호 박사가 함께 해 새로 개발한 바이오잉크는 생체재료 분야 국제학술지인 '카보하이드레이트 폴리머(Carbohydrate Polymers)'에 발표됐다.

[e-mail] 김만기 기자