바이오 프린팅으로 혈관을 만드는 방법

안녕하세요?

그동안 바이오 프린팅으로 인체 조직을 만든다는 이야기는 많이 들어 왔는데, 어떻게 고체로 굳어지기 어려운 살아있는 세포를 어떻게 쌓아 올려서 일정한 형태를 만드는 지 여부가 상당히 의문은 의문이었습니다. 그러던 중에 Newton 2017년 11월호에 싣려 있는 기사를 읽어 보니까, 한가지 방법에 대해서 소개가 되어 있었습니다. 그래서 이번 포스팅에서는 그에 관한 내용을 포스팅 하고자 합니다.

왠 꽃꽂이에 사용되는 침봉이 나왔냐고 하실 건데요. 바로 이 침봉이 Newton의 기사에 소개된 방식에서 핵심이 된느 것이였습니다. 우선 '세포완자'라고 하는 것을 사용하는데, 이 '세포완자'는 세포를 배양하면 형성되는 세포 덩어리를 사용하는 것입니다. 그럼 왜 이런 덩어리 형태의 세포를 어떻게 하느냐는 의문이 드실 건데요, 지금부터 천천히 설명에 들어 가도록 해 보겠습니다.

위 그림을 보시면, 먼저 구멍이 많이 뚫려 있는 얇은 판과, 이 구멍많은 판의 구멍과 어느정도 규격이 맞다고 해야 할까요? 일단 이 구멍이 뚫린 판의 구멍을 통과할 수 있는 규격의 바늘이 많이 박혀 있는 침봉이 준비되어야 합니다. 그리고 구멍이 많이 뚫린 판을 침봉위에 올려서 위 그림에서 묘사되고 있는 것처럼 준비를 하도록 합니다. 기사에 의하면 바늘의 굵기는 0.2mm미만으로 상당히 가늘고, 모두 60개가 준비되어 있다고 합니다. 

다음의 작업은 이 침봉의 바늘에다가 '세포완자'를 하나하나 꽃꽂이를 한다고 해야 할까요? 제가 보기에는 바늘 하나하나에 닭꼬치를 꿰듯이 '세포완자'를 찔러 넣습니다. 이렇게 해서 모양이 갖추어 지면, 아래의 그림과 같이 일종의 튜브 형태라고 해야 할까요? 일정한 모양을 이루게 할 수 있습니다.

위 그림을 보시면 왜 구멍 뚫린 판이 침봉위에 겹쳐져 있었는지 이해가 되실 것입니다. 이 구멍 뚫린 판을 들어 올려서, 침봉에 꿰여진 '세포완자'들을 모두 빼낸다고 합니다. 그것도 튜브 모양을 유지하고 있는 상태로 빼어 낸다고 합니다. 제가 보건데, 어떻게 세포완자들의 모양을 유지하고 있는 상태에서 침봉의 침에서 잘 빼내는 가가 핵심으로 보이며, 이후 튜브의 모양을 유지하고 있는 '세포완자'들을 성숙 시켜서, 하나의 혈관이 되도록 만든다고 합니다.

헷갈릴 수도 있어서 다시 한번 강조를 하는데, 침봉의 바늘에 찔리는 것은 '세포'가 아니라 '덩어리를 이룬 세포들-세포완자'라는 것입니다. 그래서 이 바늘에 세포가 찔려서 터진다고 해야 할까요? 그러는 일은 거의 없고, 대신에 꼬치에 꿰이는 고기완자 처럼 되는 것입닌다. 기사에서는 이런 세포완자들로 이루어진 튜브-주로 혈관을 만드는 것에 촛점을 맞추고 있었습니다.

다만 이 3D 바이오 프린팅 기술의 핵심이라고 할 수가 있는 '세포완자'를 만드는 기술에 대해서는 기사에서는 소개가 되어 있지 않았습니다. 아마 이 부분은 학술 논문을 통해서 더욱 깊이 있게 읽어봐야 알 수 있을 내용이라는 생각이 듭니다. 그리고 이 '침봉'을 사용하는 아이디어는 상당히 특이하지만, 이 방식이 바이오 프린팅의 '전부'는 아닌 '일부'라는 것은 언제나 명심하고 또 명심해야 할 사항이라는 생각이 듭니다.