인공장기 현실로?…상처 20% 빨리 낫는 ‘바이오잉크’ 나왔다

인공장기를 제작할 수 있는 고품질 바이오잉크 제조 기술의 연구 결과(논문명 Multi-index-dependent decellularization processes for scalable tissue-specific bioink production)가 세계적인 학술지 ‘Chemical Engineering Journal’ 5월호에 게재되며 재생 의학 분야의 혁신적인 발전을 예고했다.

특히 본 기술은 포스코홀딩스·포스텍·RIST(포항산업과학연구원)가 참여한 오픈랩 과제를 통해 개발됐다는 점에서 우수 산학연 협력 사례로 꼽힌다. 

RIST 공정혁신연구소 엔지니어링솔루션연구그룹 이보람 박사 연구팀과 포스텍 장진아 교수 연구팀(제1저자 김혜진 박사과정생)이 새로 개발한 ‘바이오잉크 생산 자동화 시스템’은 실험실 조건 대비 생산성이 약 50배 높아졌다. 

또한 여러 실시간 물성 분석 장치가 적용돼 제품 품질을 크게 향상했으며, 제품 간 물성 차이를 10% 미만으로 줄여 균질성을 확보했다.

공동 연구팀은 특별한 세제(detergent) 없이 DNA를 98% 이상 제거하면서도 품질의 핵심인 세포외기질(extracellular matrix) 단백질의 85%를 보존하는 데에 성공했으며, 세포 생존율이 90% 이상 지속됨을 확인하여 생체 적합성을 입증했다.

실제 바이오잉크를 패치 형태로 3D 프린팅한 다음 상처가 있는 실험용 쥐에 부착한 결과, 기존 콜라겐 패치보다 상처 치유 속도가 20% 빠르고 2주 후 재상피화가 95%까지 진행되는 탁월한 성능을 보였다.

RIST 이보람 박사와 포스텍 장진아 교수는 이번 산학연 협력 연구로 인공장기 제작에 필요한 바이오잉크 생산에 중요한 진전을 가져왔다며 고급 상처 치유에 활용될 바이오잉크의 잠재적인 응용 가능성이 기대된다고 전했다.

한편, 장진아 교수는 ㈜바이오브릭스를 창업해 바이오잉크 대량 생산 기술을 포스코홀딩스와 RIST로부터 이전받았다. 현재는 세계 최초로 각막 재생 바이오잉크를 개발해 주목받고 있으며, 작년 12월 ‘도전! K-스타트업 2024’에서 대통령상인 대상을 받았다.