판교 테크노 밸리 > 최신 기술 동향 3 차원 프린터 기법 , 배아줄기세포 연구 촉진 기대 ! 등록 일 2013 - 02 - 08 3 차원 프린터 는 디자인 프로그램 으로 만들 어 진 입체 설계도 를 그대로 재현 해 내 는 기계 를 말 한다 . 유리 로 된 비밀 상자 에 , 만들 고자 하 는 새로운 구조물 을 만드 는 것 이 궁 긍적인 목표 인 3 D 프린터 기술 은 매주 혁신 적 인 발전 을 거듭 할 정도 로 급속히 발전 하 고 있 다 . 이러 한 3 D 프린터 기술 은 국제 우주 정거장 에 필요 한 여분 의 부품 에서부터 우리 저녁 식탁 에 올라오 는 소고기 그리고 심지어 는 우리 몸 의 장기 ( organs ) 에 이르 기 까지 다양 한 영역 에 적용 될 수 있 다 . 인체 의 일부 를 만들 겠 다는 근래 의 아이디어 가 공상 과학 소설 속 에서 만 가능 할 것 으로 여겨져 왔 지만 , 최근 연구 진 은 실물 과 똑같 은 생물 공학 적 조직 을 만들 수 있 다고 알려진 인간 배아 줄기 세포 를 이용 한 3 D 프린트 기술 에 대해 보 고 하 고 있 다 . 인간 배아 줄기 세포 는 궁극 적 으로 환자 맞춤 형 장기 를 만들 수 있 는 세포 로 주목 받 고 있 다 . 본 기술 은 생명 공학 분야 의 새로운 돌파구 가 될 것 으로 기대 된다 . 지금 까지 인공 적 인 조직 을 만들 기 위해서 는 인위 적 인 형태 의 구조물 과 동물 세포 를 조합 하 여 이용 할 수 밖 에 없 었 다 . 최근 보고 된 바 와 같이 3 D 프린트 기술 을 접목 한 인간 배아 줄기 세포 연구 는 많 은 장점 을 가져다 줄 것 으로 기대 된다 . 특히 , 일정 한 크기 의 물방울 ( 액적 ) 을 이용 한 세포 연구 는 기존 의 수작업 으로 하 던 작업 에 비해 저렴 하 면서 도 빠르 고 보다 쉬운 연구 를 가능 하 게 해준다 . 줄기세포 를 이용 하 여 특정 세포 형태 로 분화 되 는 방법 을 이용 하 는 본 연구자 들 에 있 어 세포 분포 의 균일성 은 매우 중요 한 변수 가 된다 . 따라서 액적 을 이용 한 세포 분포 는 균일성 을 상당히 높일 수 있 다 . 지금 까지 인간 배아 줄기 세포 는 프린트 기술 에 접목 하 기 에 는 너무 약하 다고 알려져 있 었 지만 , 스코틀랜드 헤리엇 - 와트 대학교 ( Heriot - Watt University ) 와 줄기 세포 기술 관련 회사 인 로슬린 셀 랩 ( Roslin Cellab ) 의 과학자 들 은 인간 배아 줄기 세포 가 다른 형태 의 세포 로 성장 할 수 있 는 능력 을 유지 하 면서 실험 과정 에서 계속 생존 할 수 있 도록 하 는 일정 한 크기 의 액적 ( 줄기세포 를 내포 하 고 있 는 액적 ) 을 생성 하 는 기술 을 개발 하 였 다 . 본 연구 결과 는 바이오 패브 리케 이 션 ( Biofabrication ) 저널 에 화요일 게재 될 것 이 다 . 3 D 프린트 과정 에서 , 잉크젯 프린트 와 유사 한 노즐 은 얇 은 레진 또는 폴리머 층 을 형성 하 고 , 자연 적 으로 굳히 거나 레이저 등 을 조사 하 여 소결 시킴 으로써 특정 구조 를 만들 수 있 다 . 일명 “ 바이오 프린터 ” 는 어떠 한 장기 구조 를 만들 기 위해 일반 적 으로 플라스틱 대신 에 세포 를 사용 한다 . 그러나 본 기술 은 프린터 를 통해 나온 세포 에 손상 을 줄 수 있 는 문제점 이 있 다 . 이러 한 한계 를 극복 하 기 위해 헤리엇 - 와트 대학교 와 로슬린 셀 랩 의 과학자 들 은 마이크 로 밸브 를 열 고 닫 는 방법 을 이용 하 여 공 압 에 의해 작동 하 는 프린터 시스템 을 개발 하 였 다 . 본 시스템 은 노즐 의 직경 , 공 압 , 밸브 의 열림 시간 을 조절 함 으로써 프린터 되 는 세포 의 양 을 정확 하 게 조절 할 수 있 다 . 연 구진 은 과거 에 쥐 배아 줄기 세포 및 다른 형태 의 인간 줄기 세포 를 이용 하 여 프린터 기술 을 개발 했 던 기존 연구자 들 의 노고 를 치하 했 다 . 인간 배아 줄기 세포 가 물리 적 으로 조작 하 기 매우 민감 한 것 은 사실 이 지만 , 다른 인간 줄기 세포 에 비해 특정 세포 형태 를 보다 광범위 하 게 만들 수 있 다는 장점 을 가진다 . 또한 , 쥐 배아 줄기 세포 를 이용 한 것 에 비해 인간 배아 줄기 세포 를 이용 하 면 , 인간 생물학 관점 에서 보다 나 은 모델 연구 를 위한 조직 을 만들 수 있 다 . 사실 인간 배아 줄기 세포 를 이용 하 는 것 은 미국 에서 많 은 논란 을 불러일으켜 왔 다 . 그러나 지난 달인 2013 년 1 월 미국 대법원 은 인간 배아 줄기 세포 연구 에 대한 정부 지원 을 합법화 해 달 라는 미국 국립보건원 ( NIH ) 의 요청 에 대한 거부 를 철회 하 였 다 . 본 판결 은 NIH 의 지원 을 받 는 연구자 들 이 195 개 의 새로운 인간 배아 줄기 세포 에 대한 연구 를 정부 지원 을 받 으면서 지속 할 수 있 게 되 었 다는 것 을 의미 한다 . 스코틀랜드 과학자 들 이 인간 배아 줄기 세포 를 이용 한 3 D 프린터 기술 을 성공 시켰 지만 , 본 기술 을 이용 하 여 3 D 로 프린터 된 장기 를 실제로 인체 에 적용 하 기 까지 는 적어도 몇 십 년 은 걸릴 것 으로 예상 된다 . 일부 연구자 들 이 피부 와 근육 조직 을 연구실 단위 에서 성공 적 으로 만들 수 있 는 것 과 달리 , 간 , 신장 , 심장 과 같 은 고형 기관 들 은 영양분 을 흡수 하 고 노폐물 을 배출 하 는 복잡 한 혈관 구조 를 필요 로 한다 . 최근 펜실베이니아 대학교 의 조직 마이크 로 제작 연구실 ( Tissue Microfabrication Laboratory ) 및 재생 의학 등 을 연구 하 는 웨이크 포레스트 연구소 ( Wake Forest Institute ) 의 연구 진 은 생물 공학 적 기능 을 가진 혈관 을 개발 하 였 는데 , 이 는 향후 3 D 프린트 된 장기 에서 혈류 를 운송 하 는 데 사용 될 것 으로 기대 된다 . 인간 배아 줄기 세포 를 이용 한 3 D 프린터 기술 을 즉시 이용 할 수 있 는 분야 로 는 , 개발 된 약물 의 독성 시험 에 동물 을 이용 하 지 않 고 도 , 아주 정확 하 게 시험 할 수 있 는 조직 샘플 을 만들 수 있 다는 것 이 다 . 본문 출처 : KISTI 미리안 『 글로벌 동향 브리핑 』 사업자 정보 표시 | | | 사업자 등록 번호 : -- | TEL : -- | 사이버 몰의 이용 약관 바로 가 기