연구성과

기계 조동우·IT융합 장진아 교수팀, “통증은 이제 그만”…인공 조직으로 어깨 되살린다

2022-06-02 387

[POSTECH·美 하버드의대 공동연구팀, 파열된 회전근개 회복 위한 복합 조직 플랫폼 개발]

하루 종일 책상 앞에서 일하는 대부분의 직장인은 몸 이곳저곳이 쑤시기 마련이다. 특히 과거에 주로 나이가 많은 사람들이 겪던 어깨 통증은 최근 젊은 사람들에게서도 적잖게 나타나고 있다. 어깨에 통증이 생기면 몸을 자유롭게 움직이기 어려워 옷을 갈아입기조차 힘들어진다. 통증 때문에 쉽게 잠들지 못하는 것은 물론이다. 특히 회전근개는 나이가 들면서 자연히 파열되는 경우가 흔함에도 회복이 어렵다는 문제가 있었다.

기계공학과 조동우 교수·채수훈 박사, IT융합공학과 장진아 교수·통합과정 용의중 씨 연구팀은 미국 하버드의대 최학수 교수와의 공동연구를 통해 파열된 회전근개를 되살릴 수 있는 복합 조직 플랫폼을 개발했다. 조직 특이적인 세포외기질 기반의 바이오잉크를 3D 바이오프린팅해 만들어지는 이 플랫폼은 회전근개를 구성하는 조직의 복잡한 구조를 그대로 모사할 수 있다.

만성적인 어깨 통증 환자에게 새로운 희망이 될 수 있는 이 연구성과는 국제 학술지 ‘바이오액티브 머터리얼즈(Bioactive materials)’에 최근 게재됐다.

연구팀은 회전근개가 전층파열된 쥐에게 플랫폼을 이식하고 회전근개 조직과 어깨 기능이 회복되는지 관찰했다. 그 결과, 줄기세포가 포함된 이 플랫폼이 파열됐던 회전근개를 재생시키는 것으로 확인됐다.

특히, 몸속 특정 기관을 보여주는 근적외선 생체 이미징 기술을 이용해, 이 과정을 영상화하는 데에도 성공했다. 동물에게 해를 끼치지 않고도 해부학적 변화와 생체 내 재생 과정을 실시간으로 볼 수 있었던 것이다.


이 플랫폼은 실제 인체 조직과 유사한 구성 성분과 미세환경을 제공하기 때문에, 실제 환자에게 적용하면 높은 치료 효과는 물론 어깨 기능 회복도 기대할 수 있다. 특히 회전근개를 재건할 때 자가 조직을 사용하기 어려웠던 환자에게 맞춤형 치료 제품을 제공할 수 있다는 것도 장점이다.

한편, 이 연구는 한국연구재단의 나노원천기술개발사업과 미국 국립 생의학영상·생체공학 연구소(NIBIB)의 연구 지원을 받아 이뤄졌다.