성균관대학교 의학과 김근형 교수 연구팀이 휴대가 가능하며 빠르고 효과적인 방식으로 근육세포재생이 가능한 휴대용 바이오-건(Bio-Gun)을 개발했다.

과도한 근육 손실(volumetric muscle loss, VML)은 인간의 일반적인 재생 능력으로는 완전한 재생이 불가능하며 근육 기능 상실과 같은 후유증이 존재한다.

이를 치료하기 위해 세포가 포함된 바이오 프린팅 공정이 있지만 복잡한 공정 때문에 많은 시간이 필요하고, 공정조건을 정립해야 하므로 쉽게 사용할 수 없으며 위급한 현장 상황에 즉각적으로 적용할 수 없다는 문제점이 존재한다.

이에 연구팀은 Gel-Ma 바이오잉크를 다공성 바이오-폼(Bio-form) 제작이 가능한 바이오-건을 사용해 세포구조체를 제작했다.

바이오-건은 휴대가 가능한 크기로 제작돼 사용자가 손쉽게 해당 시스템을 이동시킬 수 있으며 건의 손잡이를 누르는 것만으로 세포가 포함된 바이오-폼 제작이 가능하므로 누구나 사용할 수 있다는 장점이 있다.

또한 연구팀은 제작된 바이오-폼이 뛰어난 세포 성장 및 근-분화능을 보이는 것을 확인했다.

제작된 바이오-폼은 동물 근육 손상 모델에 적용돼 근육 조직 재생, 근 기능 회복 효능을 검증하는 데 사용됐다. 

바이오-폼 구조는 기존의 바이오프린팅 방식을 통해 제작된 세포구조체에 비교해 뛰어난 근육 조직 재생을 보였으며 운동성 측정을 통해 근육 기능 회복에 관해서도 더 뛰어난 결과를 보이는 것으로 확인됐다.

김근형 교수는 “휴대용 바이오-건을 활용해 제작된 바이오-폼이 근육의 재생에 효과적임을 보였으며 바이오-폼의 다공성 구조를 변형시키거나 바이오 세라믹 등의 소재를 추가하여 다양한 복합 조직의 재생에도 활용할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

산업통상자원부 한국산업기술평가관리원 바이오산업핵심기술개발사업과 성균관대와 교육부, 한국연구재단의 4단계 두뇌한국21 사업의 지원으로 수행한 이번 연구결과는 조직재생 공학 국제 학술지 'npj Regenerative Medicine(IF: 14.4)'에 게재됐다.