3D 바이오 프린팅 기술로 죽은 심장 세포 살려내는 `심근패치` 개발했다

국내 연구진이 3D 바이오 프린팅 기법을 도입해 허혈성 심장질환 환자의 죽은 심장 세포를 재생시키는 새로운 줄기세포 치료 기술을 개발했다.

박훈준 서울성모병원 교수(순환기내과)와 조동우 포스텍 교수(기계공학과) 공동 연구팀은 3D 세포 프린팅 기법을 도입해 허혈성 심장질환 환자의 심장 기능을 되살리는 '심근패치'를 세계 최초로 개발했다고 9일 밝혔다.

연구팀이 개발한 심근패치는 심장에서 유래한 세포외기질을 바이오잉크로 이용해 심장줄기세포와 중간엽 줄기세포를 3D 세포 프린팅으로 이중 배열하고, 내부에 혈관내피성장인자를 넣어 세포 간 상호작용을 극대화한 융합 플랫폼이다. 이 패치는 괴사된 심근조직의 혈관생성을 돕고 이식 후 단시간 내에 주변 혈관 구조와 연결돼 줄기세포의 생존율과 분화도를 높인다고 연구팀은 설명했다.

연구팀이 심근경색에 걸린 동물모델에 이 패치를 이식한 결과, 혈관이 막혀 주변 조직이 딱딱해지는 섬유화 현상이 줄어들고 모세혈관이 늘어나면서 심장 기능을 회복시키는 것으로 나타났다. 또 패치에서 심장줄기세포가 죽은 조직과 세포 부위로 이동해 신생 혈관을 생성하고 일부는 심근세포로 분화하는 것으로 확인됐다.

박훈준 교수는 "전임상과 임상시험을 통해 안전성과 유효성을 철저하게 검증해 난치성 중증 허혈성 심장질환 환자의 삶의 질을 높이고 생명을 연장할 수 있도록 노력하겠다"며 "앞으로 임상 적용이 가능한 줄기세포주를 확립하고 3D 세포 프린팅 기술 등 조직공학기술을 접목해 차세대 줄기세포 치료제 플랫폼을 개발할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '바이오머터리얼스'에 게재됐다.

남도영기자 namdo0@dt.co.kr