바이오 프린팅: 살아있는 세포를 3D 프린터 안에 (KISTI)

해상도가 높은 바이오 프린팅(bioprinting) 과정이 개발되었다: 마이크로미터 정확도로 인쇄된 3D 매질에 세포들을 넣을 수 있다. 정교한 3D 골격에 세포를 넣어서 조직 성장과 세포들의 거동을 조절하고 조사할 수 있다.

그 연구자들에 따르면, 세포의 거동은 환경의 기계적, 화학적, 기하학적 성질에 크게 의존한다. 세포가 들어가는 구조는 영양소를 통과시켜서 세포들이 살아남아서 증식할 수 있어야 한다. 또 그 구조가 단단한지 유연한지, 안정적인지 시간이 지남에 따라서 분해되는지도 중요하다.

“바이오 프린팅”은 구조를 만드는 중에 살아있는 세포들을 직접 3D 구조 안에 넣는 기술이다. 살아있는 세포를 이용하는 바이오 프린팅을 위해서, 레이저 광선을 조사한 곳이 정확하게 고체화되는 겔(gels)이나 액체인 특별한 “바이오 잉크(bio ink)”가 필요하다. 이 물질은 세포에 해를 주지 않아야 하고, 전체 과정이 매우 빨리 이루어져야 한다.

그 연구자들은 2-광자 중합반응(two-photon polymerization)을 이용해서 인쇄 구조의 해상도를 높였다. 이 반응은 매우 높은 강도의 레이저 광선을 이용해서, 분자가 두 개의 광자를 동시에 흡수했을 때에만 개시될 수 있다. 이 지점에서 그 물질이 단단해지고 다른 부분은 액체 상태로 남아서, 매우 정교한 구조를 만드는데 적합하다.

그 연구자들은 인쇄 속도를 초당 일 미터 이상으로 높여서, 세포들이 살아남아 발달할 가능성도 높였다. 이 방법은 세포의 환경에 적용할 수 있는 많은 가능성을 제공한다. 이 3D 골격을 이용해서, 세포의 거동을 더 정확하게 조사할 수 있을 것이다. 줄기세포을 이용한다면, 이런 식으로 맞춤 제작 조직을 만드는 것도 가능하다.