3차원 전기 및 자기 자극을 이용한 복합 하이드로 겔 조직의 조직 공학 프로젝트

실험실에서 기능성 장기배양, 동물실험 대체 가능성 열려 

 

의학적 연구에 있어 동물 실험은 종종 필수적이다.

실험실에서 기능성 장기를 키울 수 있다면 생물에 대한 검사를 크게 줄이거나 완전히 배제 할 수 있다. 카이저스라우테른 대학의 "3차원 전기 및 자기 자극을 이용한 복합 하이드로 겔 조직의 조직 공학" 프로젝트가 이 접근법을 추구하고 있다.

▲ 실험실에서 장기배양 후 3D 프린더로 제작하면 동물실험을  줄일 수 있다.

완전한 기능을 갖춘 복잡한 조직 및 기관의 조직 공학은 재생 의학에서 도전 과제다.
3D 프린팅 기술을 사용하면 적어도 장기적으로 형태학적으로 유사한 구조를 생성 할 수 있다. 오늘날, 자연 조직과 동일한 특성을 갖는 생체 의학 부품을 만들기 위해, 세포와 생체 물질이 결합 돼 층별로 인쇄할 수 있다.

그러나 인쇄 과정에서 세포가 막대한 스트레스를 받고 과정 중에 많이 살아남지 못한다.
"우리의 프로젝트는 자기장과 전기장의 영향으로 세포 성장에 특히 영향을 미치는 세포 친화적인 접근법을 추구한다."라고 카이저스라우테른 대학 모니카 사우머(Prof. monika Samer)교수가 말했다. 이 프로젝트에는 9개의 실무그룹이 협력하고 있다. 연구진은 마이크로와 나노 성분의 조합이 서로 다른 강도의 복잡한 3차원적 직류-교류 장을 생성하고 세포에 작용할 수있는 MEMS(micro-electro-mechanical system)를 개발할 것이다.

▲ 3D 프린터로 만든 제품들

“우리는 살아있는 세포를 가진 젤라틴 같은 제품인 하이드로 겔을 용기에 넣었다. 세포의 성장을 제어하는 ​​데 사용하는 전기장과 자기장은 자연적으로 발생한다. 우리의 목표는 사용된 신경과 근육 세포, 또는 그들의 선조 세포가 조직학적으로 정확하게 정렬되고 기능성 조직 단위를 형성하도록 함께 성장하는 것을 보장하는 것이다”라고 사우모 교수는 말한다.

“문헌과 우리 자신의 연구에서 우리는 세포 성장에 영향을 미치는 전기장과 자기장의 크기를 알고 있다. 이제 신호 강도와 주파수의 이상적인 조합을 찾아야 한다.”
결국 기능적인 장기를 만들어야 하는 것이다. 장기 조직은 약물 테스트 또는 영양소의 효과를 연구하는 데 사용될 수 있다.
따라서 동물 실험은 줄어들거나 불필요하게 된다. 사우머Saumer 교수는 “우리는 첫 약물 검사가 가능할 수 있도록 5년 안에 준비되어있을 것이다. 제약 부문의 두 회사가 이미 이 프로젝트에 참여하고 있다. “사람이 장기에 병이 걸리거나 장기가 없는 부분에 대체 조직으로 장기를 사용하는 것도 먼 안목으로 가능하다”고 Saumer는 말했다.

출처 : Kaiserslautern University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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