국내 연구진이 해조류에서 유래한 천연 탄수화물로 바이오잉크를 개발했다.

세포가 들어있는 바이오잉크는 3D 바이오프린팅 기술을 활용해 인공장기나 조직을 만들 수 있고 배양육 제조에도 적용할 수 있어 푸드테크 분야에서도 주목하고 있다.

POSTECH(포항공과대학교) 화학공학과 · 융합대학원 차형준 교수, 화학공학과 박사과정 이상민 씨, 최근호 박사 연구팀은 해조류에서 유래한 천연 탄수화물과 인체에 무해한 가시광선을 이용하여 세포 생존율과 해상도가 높은 바이오잉크를 개발했다고 발표했다.

연구팀은 해조류 탄수화물의 일종인 알지네이트(alginate)의 광가교를 통해 아주 미세한 크기의 마이크로 젤을 만들었고 이 광가교 알지네이트 마이크로 젤을 이용해 세포의 자유로운 이동과 증식이 가능한 3D 바이오프린팅용 잉크를 개발했다. 

이어, 연구팀은 새로 개발한 잉크를 사용하여 3D 바이오프린팅을 진행했다.

그 결과, 마이크로 젤 기반 소재의 빈 공간에 세포를 탑재한 바이오잉크는 기존 바이오잉크에 비해 세포 생존율이 4배 이상 크게 향상되었다.

또, 마이크로 젤은 일정 시간 동안 힘을 주었을 때 오히려 점도가 낮아지고, 형태가 변형된 후 원래의 형태로 다시 돌아올 수 있어 프린팅 결과물의 해상도와 적층 능력을 높여주었다.

차형준 교수는 “천연 생체물질을 기반으로 안정적이고 높은 세포 탑재 능력을 지니는 바이오잉크를 실제 3D 바이오프린팅에 적용하여 효과적인 인공 조직용 구조체를 제작했다“며, ”향후 후속 연구를 통한 개선과 기술 고도화를 통해 실제 인공장기와 배양육 제작 시 널리 활용될 것“이라는 기대를 밝혔다.

포스코홀딩스의 ‘창의혁신과제’, 농림축산식품부의 ‘고부가 가치식품기술개발사업’ 지원으로 수행한 이번 연구는 생체재료 분야 국제학술지인 ‘Carbohydrate Polymers’에 게재됐다.