"근육·혈관 동시 재생"…피브린 활용 인공조직 제작 기술 개발

(대전=뉴스1) 이동원 기자 = 한국연구재단의 지원을 받은 울산과학기술원 강주헌 교수팀과 연세대학교 진윤희 교수팀이 환자 혈액에서 추출한 피브린을 활용해 근육과 혈관을 동시에 재생하는 인공 조직 제작 기술 ‘SPARC(스파크)’를 개발했다고 20일 밝혔다.

대용적 근육 손상은 외상이나 암 절제로 근육과 혈관이 함께 파괴돼 자연 회복이 어려우며, 기존 치료는 근육 정렬이나 혈관 형성 중 한쪽 기능에 치중하는 한계가 있다.

연구팀은 혈액 응고 과정에서 생기는 단백질인 ‘피브린’에 주목했다. 피브린은 인체 내에서 만들어지는 단백질 기반 생체 재료로 환자의 혈액에서 직접 얻을 수 있어 면역 거부 반응이 적은 맞춤형 조직 제작 소재다.

연구팀은 미세 유체 채널 내부의 마이크로 기둥 구조를 통해 흐름의 세기, 즉 유체가 흐를 때 물체의 표면에 평행하게 작용하는 힘인‘전단응력’을 조절하는 ‘SPARC’ 플랫폼을 구축했다.

플랫폼 내부에서 전단응력이 높은 곳은 피브린 다발이 조밀하게 정렬돼 근육세포 분화에 적합한 단단한 환경이 만들어졌고, 전단응력이 낮은 곳은 유연한 구조가 형성돼 혈관 세포가 네트워크를 만들기 유리한 환경이 조성됐다.

결과적으로 하나의 구조체 안에서 근육과 혈관이 공간적으로 구분돼 동시에 성장하는 결과를 얻었다.

실제 생쥐 근육 손상 모델에 적용한 결과 제작된 구조체는 숙주 혈관과 성공적으로 연결돼 혈관 재형성을 촉진하고, 근섬유 재생 및 운동 기능 회복 효과를 입증했다.

이번 연구는 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 4월 22일 자 온라인판에 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견·신진·기초연구실 지원사업으로 수행됐다.

강주헌 교수는 “단일 소재인 피브린이 외부 물리적 자극에 의해 정렬되는 특성으로 복합 미세환경을 구현한 독창적인 플랫폼”이라며 “외상성 근육 손상 및 암 절제 후 조직 결손과 같은 난치성 질환 치료에 폭넓게 활용될 것”이라고 말했다.

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