미국의 한 대학 연구팀이 살아있는 세포와 3D 프린터를 이용해 '실물 크기의 살아있는' 신체 일부를 복제하는 데 성공했다.

15일(현지시간) NBC에 따르면 노스캐롤라이나주(州) 웨이크포레스트대학 연구팀은 살아있는 세포와 특수젤을 3D 프린터에 주입해 살아있는 실물크기의 귀와 근육, 턱뼈를 복제했다.

앞서 3D 프린터를 이용한 생체조직 연구에서는 우선 제작된 플라스틱 틀에 살아있는 세포를 배양하는 방식이거나, 프린팅됐더라도 조직이 괴사했다. 반면 이번 연구는 새로운 기기와 기술을 사용해 신체조직의 틀과 세포를 동시에 제작한 것이다.

연구에는 폴리머와 살아있는 세포, 필요한 영양소가 한데 섞인 '바이오잉크(bioink)'와 직접 개발한 바이오 맞춤형 프린터 '조직-장기 통합 프린터(Integrated Tissue-Organ Printer)'가 사용됐다.

연구를 이끈 앤서니 아탈라 박사는 "우리는 근육을 복제했고 귀는 아기, 턱뼈는 성인 사이즈로 제작했다. 우리는 모든 종류를 프린팅했다"고 말했다.

그는 연구 초기 혈관이 200미크론(약 0.1㎝)보다 두꺼우면 세포가 영양소를 공급받지 못해 괴사하기 일쑤였다고 어려움을 설명했다. 액체 상태인 세포를 젤라틴 형태로 주입하는 타이밍도 넘어야 할 장벽이었다.

연구팀은 특수젤에 터널 형태의 마이크로 채널과 세포를 층층이 쌓는 방식을 통해 돌파구를 찾았다. 혈관은 복제 후 24시간 이내 자라는데, 마이크로 채널이 이전까지 혈관을 대신해 필요한 영양소를 공급하는 역할을 함으로써 괴사를 막았다.

10년 이상 자가(自家)장기이식을 연구해 온 아탈라 박사는 전투중 신체를 잃은 상이 군인들을 돕기 위해 미군재생의학연구소(AFIRM)의 후원하에 이번 연구를 진행했다.

아탈라 박사는 "12년 전부터 인체 조직을 디자인하는 데 특화된 프린터 개발을 시도해 왔다"며 "ITOP는 실물 크기의 조직 구조를 어떤 모양이든 안정적으로 생산할 수 있다"고 말했다.

ITOP를 사용한 이번 연구 성과는 과학 잡지 네이처바이오테크놀로지에 게재됐다. 연구팀은 간과 폐, 신장 조직 프린팅을 연구중이다.