음파 이용 치료용 인공혈관 제작기술 개발

연세대 이형석-조승우 교수, 생체조직을 체외에서 모사 가능

▲세포가 정렬된 조직을 이식하면 정렬되지 않은 조직을 이식했을 때보다 다리의 손상이 현저히 감소했으며 혈류 공급이 빠르게 회복되는 효과를 보였다 ⓒ한국연구재단

연세대 이형석, 조승우 교수 공동 연구팀이 음파를 이용한 혈관질환 치료용 인공혈관 제작 기술을 개발해 치료에 도움을 줄 것으로 기대된다.

혈관이 제 기능을 하지 못하고 산소‧영양분‧노폐물 등을 전달하지 못하면 심근경색, 말초혈관질환 등 심각한 질환을 초래한다.

최근 줄기세포로 제작한 인공혈관 연구에서 불규칙적으로 형성되는 줄기세포는 실제 혈관처럼 특정 형상으로 배열되기 어려운 한계를 보여왔다.

▲세포가 혼합된 세포 지지체 용액을 장치에 주입하고, 음파를 인가해 세포를 정렬한 다음 지지체를 경화시킨 후 추출함으로써 인공혈관 조직을 제작할 수 있다 ⓒ한국연구재단

연구팀은 이러한 문제점을 해결하기 위해 음파를 이용해 실제 혈관의 3차원 구조를 정밀하게 모사한 인공혈관을 제작하는데 성공했다.

음파를 가해주면 줄기세포가 정렬되면서 세포 간 접합과 상호작용의 향상되고, 혈관 형성을 유도하는 단백질의 분비도 왕성해졌다.

혈관질환 동물모델에 인공혈관을 이식한 결과 혈류가 흐르지 않던 다리 조직이 더 빠르게 회복되는 효과도 나타났다.

또한 음파 장치를 통해 정렬된 인공혈관은 이식된 지 4주 만에 주변 혈관과 통합돼 빠른 혈류 흐름으로 회복도 빨라졌다.

▲ 이형석 교수 ⓒ한국연구재단

이형석 교수는 “음파를 이용한 인공혈관 제작기술은 기존의 생체모사 기술보다 높은 공간 해상도로 생체조직을 체외에서 모사할 수 있다”라고 소개했다.

조승우 교수는 “이 기술을 이용하면 다양한 조직 및 장기를 환자에 이식하여 치료하거나 환자에 적합한 약물을 테스트하는 플랫폼으로 활용할 수 있다”고 설명했다.

이 연구 성과는 세계적인 과학 전문지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 지난해 12월 20일 게재되었다.