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I-Bio 겸임 조동우 교수 <3D 프린팅 기술통한 맞춤형 의료>

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작성자 이주영 작성일19-03-14 13:54 조회107회 댓글0건

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최근 원하는 재료를 이용해 구현하고자 하는 형상을 맞춤 제작하는
‘3D 프린팅(3D Printing)’ 기술이 헬스케어 분야에 적극 도입됨에 따라 맞춤형 의료가 실현되고 있어 주목된다.

 

3D 프린팅이 적용되는 분야는 조직 재건을 돕는 인공 지지체부터, 임플란트, 혈관, 심장 및 뼈 모형 등 다양하다.

 

이들이 현재 가장 활발하게 쓰이고 있는 곳은 의료 현장이다.

 

고대 구로병원은 환자의 뼈를 3D 프린팅 해 수술에 필요한 금속 플레이트를 수술 전 미리 뼈 모양에 맞춰 최소 침습 수술을 가능하게 하고 있으며, 서울아산병원은 환자의 실제 심장과 비슷한 모형을 제작해 수술 시뮬레이션을 하는 데 3D 프린팅 기술을 이용할 계획이다.

 

삼성서울병원은 3D 프린팅 기술을 이용한 구강암 환자의 턱뼈 재건 수술 모델 및 골절제 가이던스를 개발했으며, 국제성모병원은 CTMRI의 데이터를 활용해 3D 프린팅 기술로 환자에게 필요한 맞춤형 의료기기를 제작하는 기술을 개발했다.

 

3D 프린팅 기술의 하이라이트는 환자 본인의 세포를 이용한 맞춤 인공 장기 제작이다. 특히 인공 장기 제작은 다양한 첨단바이오기술과의 융합이 더 큰 시너지를 낼 것으로 전망된다.

 

조동우 포항공대 기계공학과 교수는 과거 기고한 칼럼에서 “3D 프린팅 기술에 환자의 생물학적 특성을 그대로 반영하는 역분화 줄기세포와 유전적 결함을 교정할 수 있는 유전자 편집 기술에 관한 연구 등이 합쳐진다면 더 큰 시너지 효과를 낼 수 있을 것이라고 전한 바 있다.

 

유전자 편집 기술을 이용하면 환자의 줄기세포를 이용해 유전자를 교정한 장기를 체내에 주입할 수 있어 희귀 유전 질환의 새 치료 방안으로 활용될 수 있다는 것이다.

 

또 교정된 줄기세포를 3D 세포 프린팅 기술을 거쳐 체내에서 오랫동안 효능을 유지할 수 있도록 조직화해 체내에 이식하면 그 기능이 배가 될 전망이다.

 

세포를 3D 세포프린터로 출력해 원하는 형상을 구현할 때는 몇 가지 고려 사항이 있다.

 

먼저 바이오잉크의 역할이 중요하다. 바이오잉크는 세포의 기능을 촉진시켜 원하는 조직으로 재생을 유도하기 위한 물질을 말하며, 세포의 생존과 구조 유지를 돕는 데에 매우 중요한 역할을 한다.

 

실제로 인공 조직을 제작했을 때 생체 조직 및 장기로부터 유래한 바이오잉크를 사용하는 것이 다른 재료를 사용할 때 보다 세포의 활성을 크게 향상시킨다는 연구 결과가 발표된 바 있다.

 

뿐만 아니라 손상된 장기를 대체할 수 있는 실제 크기의 인공 장기는 내부 혈관의 재생이 필수적이다. 따라서 세계 곳곳에서는 3D 프린팅 된 인공 조직체 내 혈관의 재생을 유도하기 위한 연구를 활발히 진행 중인 것으로 알려졌다.

 

조 교수는 생체 모사 조직체는 인체 내에 이식해 손상된 조직 및 장기의 기능을 대체할 수 있는 조직공학적 제재로 적용 가능하며, 생체 모사 모델들은 개인에 적합한 치료 방법과 약물의 종류를 선택할 때 기준이 되는 좋은 테스트 툴(Test Tool)로써도 활용이 가능하다고 전망했다.

전세미 기자 | jeonsm@yakup.com  

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