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세계 각국은 심혈관 질환과 퇴행성질환, 당뇨 같은 만성질환 치료제를 만들기 위해 막대한 비용을 투자하고 있지만 큰 성과를 거두지 못하고 있다. 병에 걸려 조직과 장기가 망가져 아픈 환자가 이식을 기다리다 결국 숨지는 경우도 있다. 수많은 제품이 실험실에서 개발되고 생산되어 나오지만 사람의 부품 격에 해당하는 장기를 대체하는 연구는 아직 갈 길이 멀다.
 

장진아 포스텍 창의IT융합공학과 교수가 이끄는 3D 바이오프린팅 및 중개의학 연구실은 인체 조직과 장기를 대체할 기능성 조직을 만드는 연구를 진행하고 있다. 최신 바이오 가공기술인 세포나 생체재료를 출력하는 3D 프린터를 조직공학, 줄기세포공학, 정보통신(IT)기술에 접목해 난치성 질환을 극복하는 혁신적 의료기술을 개발하고 있다.

장진아 포스텍 창의IT융합공학과 교수

연구실은 인체 장기를 대체하는 인공장기를 개발한다는 궁극적 목표에 맞춰 한 걸음씩 나아가고 있다. 장기 기능을 보완하고 치료에 활용할 생체소재를 만드는 것도 그중 하나다. 연구실은 심근경색과 심혈관을 치료하는 줄기세포 바이오잉크 심장패치를 개발해 지난해 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표했다. 심장질환은 줄기세포를 주사하는 치료법이 쓰였는데 패치 형태로 더 많은 줄기세포를 아픈 부위에 직접 붙일 수 있도록 했다.

몸 밖에서 장기와 비슷한 환경을 구현하면 다양한 응용연구를 수행할 수 있는 것도 장점이다. 약물을 시험하는 자그마한 조직을 개발하거나 환자 각각의 조직을 그대로 구현해 환자에 맞는 질병의 원인을 탐구하는 플랫폼을 개발하기도 한다. 항암제와 같은 약물의 효능을 동물실험 대신 인체와 똑같은 조직으로 분석하는 일도 가능하다. 혈관을 풍부하게 자라나게 하는 환경을 생체소재로 만들어 연구에 활용하기도 한다.

바이오가공기술 연구실은 인체 조직이나 장기를 대체할 수 있는 기능성 조직을 만드는 연구를 진행하고 있다.

바이오가공기술 연구실은 바이오 프린팅 연구에 필요한 가장 최적의 환경을 갖추고 있다. 미래 의료산업에 직접 적용할 기술을 연구하면서 인공장기 생산으로 나아가는 길을 닦고 있다. 현재는 엄지손톱만한 크기의 장기를 만드는 정도에 머물고 있다. 하지만 10년 후면 실험실에서 나온 장기가 환자의 몸 속에서 살아있는 장기를 대체할 날이 올 것이라는 기대감이 점점 커지고 있다.  
 

포스텍  3D 바이오프린팅 및 중개의학 연구실 보러가기 https://youtu.be/ED5z7ux47l8

※대학 연구실은 인류의 미래에 어떤 일들이 펼쳐질지 엿볼 수 있는 창문입니다. 인류 지식의 지평을 넓히는 연구부터 실제 인간의 삶을 편하게 하는 기술 개발까지 다양한 모험과 도전이 펼쳐지고 있습니다.  오늘도 연구실마다 교수와 연구원, 학생들이 머리를 맞대고 열정을 펼치고 있습니다.  연구자 한 명 한 명은 모두 하나하나의 학문입니다.  동아사이언스는 210개에 이르는 연구실을 보유한 포스텍과 함께 누구나 쉽게 연구를 이해할 수 있도록 2분 분량의 연구실 다큐멘터리, 랩큐멘터리를 매주 화요일과 목요일 소개합니다.