동맥경화 환자에 희소식- 사람 혈관도 3D프린터로 찍어 내 옮겨심는 시대 온다

포항공대 장진아 교수 등 공동연구팀 바이오 인공혈관 제작
혈관에서 추출한 생체성분을 바이오 잉크로 만들어 3D프린팅

사람의 혈관도 3D 프린터로 찍어내 이식하는 시대가 올 전망이다. 동맥경화나 심근경색 등 혈관질환으로 고통받는 환자들에게 희소식이다.

포항공대(POSTECH)는 장진아 창의IT융합공학과 교수 연구팀이 미국 앨라배마대, 전남대 의대, 부산대 의대와 공동연구를 통해 혈관 조직에서 추출한 성분으로 만든 바이오잉크를 개발하고, 이를 바탕으로 몸속 혈관과 자연스럽게 융합할 수 있는 3차원 바이오 혈관을 만들었다고 20일 발표했다.

[그래픽 포항공대]

심근경색이나 동맥경화증 환자는 손상되거나 막힌 혈관을 제거하고 새로운 혈관을 이식하는 수술이 필요하다. 지금까지는 합성섬유나 콜라겐으로 만든 인조혈관 또는 환자 본인의 정맥을 사용했지만, 혈액응고ㆍ괴사와 같은 후유증으로 성공적인 이식이 어려웠다.

연구팀은 수술이 필요한 특정 부위 혈관의 디지털 입체지도를 만든 뒤 바이오 잉크를 넣은 3D프린터로 찍어내는 방식으로 인공혈관을 만들었다. 이 혈관을 몸속에 이식하면 건강한 주변 혈관과 융합하면서 이식 부위에 혈액을 비롯한 각종 영양분 등이 활발하게 공급된다. 또 약물이 서서히 방출되는 시스템도 들어 있어 혈관조직 재생을 돕는 약물을 넣어 이식 성공률을 더욱 높일 수 있다. 연구팀은 실험쥐를 이용해 혈관 이식 실험을 했다. 다리 부분 혈관이 막힌 쥐에 바이오 혈관을 이식한 결과, 아무 처리도 하지 않은 그룹에 비해 다리가 썩는 것을 방지하는 효과가 7배 이상에 달하는 것으로 확인됐다.

장진아 교수는 “혈관 조직을 이용한 3D 세포 프린팅 기술을 통해 원하는 모양으로 혈관을 만들 수 있어, 향후 여러 겹의 혈관 벽을 추가해 동맥을 만드는 등 다양한 혈관 이식을 할 수 있게 됐다”며 “연구와 임상을 위한 법령이 만들어지고 연구가 계속된다면 10년쯤 뒤엔 바이오 혈관을 인간에 이식할 수 있게 될 것”이라고 말했다.

이번 연구는 응용소재 분야의 국제 학술지인 어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Material)의 속표지로 선정되기도 했다. 최준호 기자 joonho@joongang.co.kr