포스텍·전남대 공동연구팀, 3D프린팅 폐색기 개발…동물실험 정확도 높여

동물 희생 줄이면서 정확한 결과 도출

포스텍 장진아 교수
포스텍 장진아 교수
전남대 홍영준 교수
전남대 홍영준 교수

포스텍(포항공대·총장 김무환) IT융합공학과·기계공학과 장진아 교수, 통합과정 정승만 씨 연구팀이 전남대학교 의과대학 순환기내과 홍영준 교수, 김한별 씨 연구팀과 공동으로 돼지 심근경색을 유도하는데 적용할 수 있는 맞춤형 3D 프린팅 폐색기를 제작하는데 성공했다.

연구성과는 최근 바이오가공 분야의 권위 있는 과학 저널인 '바이오 디자인 앤 메뉴팩터링'에 게재됐다.

돼지는 심장 등 장기구조가 인간과 매우 비슷해 새로운 약이나 의료기기를 사람에게 적용하기 앞서 동물실험용으로 많이 쓰인다. 하지만 개체간 다양성으로 인해 결과가 일정하지 않아 반복실험을 진행하는 등 돼지수가 많아야 하는 어려움이 있었다.

연구팀은 우선 동물실험으로 쓰이는 돼지수를 줄이면서 정확성을 높이기 위해 3D 프린팅 기술을 도입했다. 돼지 모델에 혈관 조영술을 실시해 관상동맥의 크기를 확인하고 이를 기반으로 실제 동맥경화로 인해 약 20%가량 좁아진 공극을 갖는 맞춤형 폐색기를 개발했다.

이번에 개발된 3D 프린팅 폐색기는 중앙 모공을 통해 연속적인 혈류를 제공할 수 있어 심근경색 유도에 효율적이며, 최대 28일의 높은 생존율(88%)을 보였다. 또 기존의 대표적인 폐쇄 가슴 방법(생존율 50%)과 비교해도 매우 높은 생존율을 보이는데다 만성 심부전 등 다른 허혈성 심혈관 질환에도 적용할 수 있다는 결과를 얻었다.

장진아 교수는 "줄기세포의 안전성 및 유효성을 평가하기 위해서는 신뢰도 높은 대동물 실험이 필수적"이라며 "3D 프린팅 폐색기를 활용해 실험자들이 더 정확하고 편리한 방법으로 질환동물모델을 구현할 수 있을 것으로 보인다"고 했다.

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