전남대학교(총장 이근배)는 김장호 융합바이오시스템기계공학과 교수팀이 반도체 칩 기술을 활용해 미니장기(오가노이드) 대량생산 플랫폼을 개발했다고 14일 밝혔다.
미니장기는 인체 장기의 구조와 기능을 3차원(3D)으로 재현한 생체모사 모델로 차세대 바이오 기술로 주목받고 있다. 하지만 미니장기 제작에 있어 크기와 구조, 성숙도 등 재현성이 낮고 균일한 품질의 미니장기를 안정적으로 대량 생산하는 데 한계가 있다.
연구팀은 이러한 한계를 반도체 칩 기술로 극복했다. 다양한 마이크로 사이즈의 반도체 칩을 활용해 미니장기 제작 플랫폼을 구축하고 미니장기 형성 초기의 물리적 환경을 정밀하게 제어함으로써 크기와 구조가 균일하고 재현성이 높은 미니장기 대량생산 기술을 확립했다.
연구팀은 이번 기술과 만능줄기세포를 활용해 내이 오가노이드를 제작하였다. 내이는 귀의 가장 깊은 곳에 있는 기관으로 소리를 듣는 청각 기능과 몸의 균형을 잡는 평형 감각 기능을 함께 맡고 있다. 이 기술로 제작한 내이 오가노이드는 균일성과 재현성이 기존 배양 방식보다 약 4배 향상됐으며, 기능성 청각세포의 형성이 증가하고 미세구조와 전기생리학적 기능도 크게 개선했다.
연구팀은 미세유체 기반 혈관 시스템과 결합해 혈관화된 미니장기 구현에도 성공했다.
연구 결과는 세계 최상위 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'에 게재됐다. 박선호 부산대학교 교수팀, 정연훈 정연훈플러스 이비인후과의원 교수팀, 전누리 서울대학교 교수팀, 김경훈 성균관대학교 교수팀이 참여했다.
연구책임자인 김장호 교수는 “반도체 기술은 농생명, 의학 등 다양한 바이오 분야로도 크게 접목될 수 있다”며 “개발한 반도체 칩 미니장기 기술이 산업화가 될 수 있도록 기술을 더욱 고도화 하겠다”고 말했다.
연구는 한국연구재단 중견연구지원사업, 바이오의료기술개발사업, 지역혁신선도연구센터사업, 기초연구실지원사업, 농림식품기술기획평가원(IPET) 농식품 융합기술 연구인력양성사업 및 반려동물 난치성질환 극복 R&D사업, 과학기술사업화진흥원(COMPA), 범부처재생의료기술개발사업(KFRM)의 지원을 받아 수행했다.
전남광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
