3D프린터로 연골 제작에 성공, 퇴행성관절염 치료 기대

스웨덴 연구팀이 3D 바이오 프린터로 줄기세포를 찍어 완전한 연골을 제작하는 데 성공했다고 사이언스 데일리 등이 29일(현지시간) 보도했다. 퇴행성 관절염 치료에 획기적 전기를 가져올 것으로 기대된다.

스웨덴 예테보리 대학 살그렌스카 아카데미의 스티나 시몬손 세포생물학 교수 연구팀은 환자의 무릎에서 채취한 연골세포를 원시 세포인 유도만능줄기세포(iPS)로 되돌린 다음 연골 구조물에 넣어 3D 바이오 프린터로 찍어낸 후 줄기세포를 연골세포로 분화시켜 완벽한 연골조직을 만들어 내는 데 성공했다. 이렇게 만들어진 연골은 성분과 구조 등 모든 면에서 자연 연골과 차이가 없었다고 시몬손 교수는 밝혔다.

연구팀은 무릎 수술을 받은 환자로부터 연골세포를 채취, 특정 유전자를 삽입하는 방법으로 배아줄기세포와 유사한 만능 줄기세포로 역분화시킨 뒤 이 줄기세포를 증식시켜 나노섬유화 셀룰로스(nanofibrillated cellulose) 캡슐에 넣은 다음 3D 바이오 프린터를 이용, 연골 구조물로 찍어냈다. 연구팀은 줄기세포 하나하나를 나노 셀룰로스 캡슐에 넣음으로써 3D 프린팅 과정에서 살아남게 할 수 있었다고 시몬손 박사는 밝혔다.

연구팀은 이렇게 제작된 연골조직을 정형외과 전문의들에게 보여주었고, 자연 연골과 차이가 없다는 평가를 받았다. 이 연골조직은 자연 연골에 들어있는 제2형 콜라겐을 지니고 있었고 현미경 관찰에서는 자연 연골과 구조가 정확히 일치하는 것으로 밝혀졌다.

이렇게 만들어진 인공 연골은 관절 연골이 닳아 발생하는 퇴행성 관절염 치료에 쓰일 수 있을 전망이다. 다만 3D 프린팅 과정에서 사용된 셀루로스가 인체에는 최적이 아닐 수도 있어 분해-흡수되고 순수한 연골만 남게 할 수 있는 다른 물질을 물색할 필요가 있다고 시몬손 박사는 덧붙였다.



이 연구결과는 영국의 과학전문지 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports) 최신호에 발표됐다.

심현희 기자