인공장기 인쇄하는 안전한 바이오 잉크

제목	인공장기 인쇄하는 안전한 바이오 잉크
추천 연구 논문	Thermo-Responsive Nanocomposite Bioink with Growth-Factor Holding and its Application to Bone Regeneration (Small volume 19, Issue 9: 2203464 (2023))
선정 이유	3D 바이오 프린팅 기술은 3차원의 인공 조직 구조를 형성하고 조직 재생효과를 증가 시킬 수 있어 지속적으로 활발하게 개발중인 기술이다. 바이오 프린팅 기술에 사용되는 생체재료는 '바이오 잉크’ 라고 부르며, 세포독성을 발생시키는 한계점을 가진다. 따라서, 추가적인 화학적인 가교 과정 없이 높은 해상도로 출력이 가능하면서 조직 재생 유도 효과를 줄 수 있는 새로운 바이오 잉크 개발이 필요하다. 이러한 필요성을 바탕으로 기존의 바이오 잉크에서 주로 사용되는 화학적 광가교과정 없이 온도 조절만 가지고 높은 출력 해상도를 가지고 조직 재생을 유도하는 새로운 온도감응성 바이오 잉크 기술을 개발하였다. 게다가 바이오 잉크에 외부에서 증식 시킨 세포를 포함하지 않아도 높은 생체활성으로 주변 조직으로부터 세포를 유입시키고 유입된 세포와 성장인자로 조직 재생을 유도 시킬 수 있는 바이오 잉크를 개발하였다.
주요 내용	폴리포스파젠 고분자에 소수성 아미노산인 아이소류신, 친수성 폴리에틸렌글라이콜을 결합시켜 양친성 성질을 띤 물질을 만들면, 온도가 증가함에 따라서 소수성결합이 증가해 3차원 네트워크가 형성된다. 따라서 화학적인 가교형성 없이 온도증가만으로 물리적인 특성을 조절하는 특성을 가져 추가적인 가교제를 첨가할 필요가 없어진다. 이러한 온도변화 (5~37도)에서도 물리적 특성을 크게 조절할 수 있는 특성을 이용하여, 추가적인 화학적 가교 과정 없이 3차원 지지체를 높은 해상도로 출력할 수 있다. 또한 뼈 조직 재생과 세포 유입에 큰 영향을 주는 성장인자를 이온성, 소수성 상호작용으로 바이오 잉크에 담지하여 조직 재생을 유도하는 기능을 부여할 수 있다. 따라서, 외부 세포 도입없이 바이오 잉크와 성장인자만으로 주변 세포를 유입시키고, 뼈 조직을 재생할 수 있는 바이오 잉크로 설계하였다.
시사점	기존의 바이오 잉크는 조직 재생 효과를 증가시키기 위해 세포를 도입시켜 제작하는데, 외부에서 다수의 세포를 증식시켜야 하여 시간과 비용적으로 부담이 크다. 게다가 외부 세포를 치료에 이용하는 경우 부작용의 위험이 있다. 따라서 세포를 포함하지 않은 바이오 잉크로 3차원 지지체를 제작 후 이식하고, 바이오 잉크 내로 환자의 자가 세포가 유입되어 조직 재생을 유도 시킬 수 있는 바이오 잉크가 경제적이고 안전할 수 있다.