이제 바이오 3D 프린터로 근육까지 만든다고?!

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­티타늄 흉골, 인공 팔장기 그리고 각막 등 최근 3D 프린터를 이용해 인간의 신체 부위를 인공적으로 제조해내려는 연구가 계속되고 있는데요. 스페인의 생물 나노 공학 연구 기관인 IBEC(Institute for Bioengineering of Catalonia)의 스마트 나노 바이오 연구팀이 3D 바이오 프린팅 기술을 활용해 인간의 근육 조직과 유사한 생물적 요소를 만들어냈습니다. 연구진은 이 근육이 추후 소프트 로봇에 적용되어 활용될 것으로 내다봤습니다.

이 인공 근육 조직이 소프트 로봇에 적용될 경우 기존 로봇 시스템이 갖고 있던 단점인, 유연성, 민감성, 적응성 등의 한계를 극복하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 보입니다. 연구팀이 밝힌 근육 조직 제조 과정을 말씀드리자면, 뼈대 근육의 다핵 섬유인 근관(Myotube)으로 구성된 3D 생물 활성자(3D bioprinting bio-actuator)와 생체 거부 반응이 없는 하이드로겔을 이용해 제작되었으며 근육 기능 측정을 위해 배치된 작은 크기의 기둥 주변에 3D 프린팅되었습니다. 또한, 운동 반응을 평가하기 위해 유전자 발현 분석도 진행되었습니다.

논문의 기고자인 타니아 파티뇨(Tania Patino)에 따르면, 연구팀은 근육 기반 생물 활성자의 적응성 이면의 근본 메커니즘에 대해 보다 많이 알게 되었으며 3D 바이오 프린팅으로 이들을 빠르고 효율적인 방법으로 제작하는 데 성공하고 있다고 언급했습니다.

논문의 수석 저자인 라파엘 메스트레(Rafael Mestre)는 이 연구 결과에 대해, 이 생물학적 시스템을 로봇 장치와 통합하게 되면, 로봇에게 자연계에서 얻은 능력을 제공하고 그들의 성능을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 예상했습니다. 소프트 로봇이 다른 것들을 잡거나 수행하고 걷는 능력을 향상시키는 데 있어서 중요한 열쇠가 될 것으로 예상하는 것입니다. 부가적으로, 비슷한 목적으로 제작되었으나 생물학적 방식이 아닌 아래 영상(예시)과 같이 유기적 인조 물질을 활용한 근육보다 자가 회복, 반응성, 적응성 등의 부분에서 더 뛰어나다고 설명했습니다.

연구팀은 바이오 3D 프린팅 기술이 빠른 속도와 디자인에 제약이 없고 다양한 재료를 사용할 수 있다는 특징을 갖고 있기 때문에 이런 연구에 매우 적합하며 앞으로 이를 활용해 더 나은 연구 결과를 만들어낼 것이라 밝혔습니다. 보다 자세한 내용은 IBEC의 뉴스 페이지Advanced Materials Technologies의 논문 페이지를 참고하세요.

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