서울성모병원·포스텍 교수팀 '3D 세포 프린팅 기술' 개발
심근패치 이식 동물 심장기능 향상...실험 결과 Biomaterials 발표
박훈준 가톨릭의대 교수(서울성모병원 순환기내과)와 조동우 포스텍 교수(기계공학과) 연구팀은 3D 세포프린팅 기법을 이용, 허혈성 심장질환 환자의 심기능 회복을 위한 혈관화된 심근패치를 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.
박·조 교수팀이 개발한 심근패치는 심장줄기세포와 중간엽 줄기세포를 3D 세포프린팅으로 이중 배열하고 내부에 혈관내피성장인자를 집어넣어 세포간 상호작용을 극대화했다.
심근경색 동물실험 결과, 3D 프린팅한 심근패치를 괴사한 심외막 조직에 이식한 결과, 단시간 내에 경색 부위 섬유화가 감소하고, 모세혈관 증가·재형성 방지 등을 통해 줄기세포의 생존률과 분화도를 높임으로써 심장기능이 현저히 향상된다는 사실을 검증했다.
교수팀은 "심근패치로부터 심장줄기세포가 경색부위로 이동, 신생혈관을 생성하고 일부는 심근세포로 분화한 것을 확인했다"면서 "심장유래 세포외기질 바이오잉크는 조직의 미세환경을 구현할 수 있어 줄기세포의 증식·분화·기능 향상에 도움을 줄 수 있다"고 밝혔다.
3D 세포 프린팅 기술은 다양한 세포를 최적의 위치에 원하는 형상으로 배열할 수 있다는 장점이 있다.
세계보건기구(WHO) 자료를 보면 허혈성 심혈관계 질환 유병률은 2009년 성인의 35.3%를 차지하는 매우 흔한 질환이며, 전체 사망원인 중 1위에 손꼽힐 정도로 중증질환.
특히 고령 인구의 증가·사회경제 발전·서구화된 생활습관 변화로 인해 매년 환자 발생률이 증가하고 있다.
하지만 심근경색 후 적극적인 치료에도 5년 생존율이 50%에 미치지 못하고 있다.
박 교수는 또 "전임상(독성 검사 등) 및 임상시험을 통해 안전성과 유효성을 철저히 검증해 난치성 중증 허혈성 심장질환자의 삶의 질 향상과 생명을 연장해 나갈 것"이라며 "미충족 의료 수요를 해소하고, 국민건강과 보건복지 향상에 기여하겠다"고 덧붙였다.
연구결과는 생체재료학회학술지'<Biomaterials>에 게재됐다.
