김근형 성균관대 교수팀, 세포자극 유도 바이오프린팅 기술 개발

[캠퍼스人+스토리]
자기장 반응하는 생체적합성 바이오잉크 개발

김근형(맨 왼쪽) 성균관대 의학과 교수 연구팀. /성균관대

성균관대학교는 김근형 의학과 교수 연구팀이 세포 자극을 유도해 골격근 조직 재생을 효과적으로 촉진할 수 있는 바이오프린팅 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

세포 역학 신호 변환(cellular mechanotransduction)은 기계적 신호를 생화학적 신호로 전환하는 과정을 의미한다. 이 과정은 배아 발달, 조직 복구와 재생 등 다양한 생물학적 분야에서 핵심 역할을 한다. 하지만 기존 3D 바이오프린터는 세포에 물리적 자극을 가해 이러한 과정을 직접적으로 유도하는 데 한계가 있었다.

김 교수 연구팀은 자기장에 반응하는 생체 적합성 바이오잉크를 개발해 이를 해결했다. 이 기술은 자기장 방향을 조절해 바이오잉크 내 자기 입자의 배열을 다양하게 형성시켜 세포의 기계적 신호 감지와 반응을 촉진하는 새로운 기술을 구현한 것이다. 연구팀은 해당 기술을 근육 조직 재생에 적용한 후 동물 모델을 통해 성능을 검증했다.

또 연구팀은 바이오프린터를 활용해 고분자 압출 과정을 제어해 코일 형태의 나노·마이크로파이버 다발 구조체를 정밀하게 제작했다. 다발 구조체는 지방줄기세포의 역학적 신호 변환을 효과적으로 유도해 우수한 골 형성을 유도하는 데 성공했다.

한편 연구팀의 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단·질병관리청의 지원으로 수행됐다.