연구성과

기계 조동우 교수팀, 염증 직접 치료하는 ‘기능성 스텐트’ 3D 프린터로 출력한다

2020-11-09 354

[방사선 식도염 치료 위한 바이오잉크 탑재형 식도 스텐트 개발]

항암치료를 어렵게 하는 것은 치료 과정에서 찾아오는 합병증이다. 대표적인 것으로 방사선 식도염이 있는데, 방사선 치료의 부작용으로 목이 아파서 침을 삼키기 어려워지다 아무것도 먹지 못하고 결국 탈수증상으로 몸 상태가 나빠져 치료를 이어가기 힘들어진다. 하지만 이런 방사선 식도염을 직접적으로 치료할 방법은 아직 없다. POSTECH 연구팀은 3D 프린터를 이용해 체내에서 분해되는 식도 스텐트를 개발해 방사선 식도염 치료의 가능성을 열었다.

기계공학과 조동우 교수, 통합과정 채수훈씨, ㈜ 에드믹바이오 하동헌 박사 연구팀은 방사선 식도염을 직접 치료하기 위해 식도 유래 바이오잉크를 탑재한 생분해성 스텐트*1를 제작하고, 식도염 동물모델을 통해 치료 효능을 검증했다. 이 연구 결과는 생체 재료 분야에서 세계적 권위가 있는 학술지 바이오머티리얼스(Biomaterials)에 최근 게재됐다.

암을 치료하기 위한 다양한 치료법이 개발되고 있지만, 방사선 치료는 여전히 외과적 수술, 항암치료와 더불어 일반적인 치료 방법의 하나다. 방사선 치료 중에 방사성 식도염이 발생하는 경우, 나타나는 증상에 따라 통증을 완화하기 위한 대증요법을 사용하거나, 부어오른 식도를 단순하게 벌려주어 마시거나 먹을 수 있게 해주는 스텐트를 삽입하는 등 치료가 제한돼 있다. 이런 방법은 손상된 조직을 직접적으로 치료하지 못한다.

연구팀은 먼저, 탈세포화 과정을 통해 식도 조직으로부터 세포성분을 제거하고, 세포외기질만을 추출한 바이오잉크를 제작했다. 3D 프린팅 시스템을 이용해 이 바이오잉크를 탑재할 수 있는 아령형 스텐트를 제작했다. 이렇게 개발된 스텐트를 염증이 유발된 동물의 식도에 삽입한 결과, 염증반응을 완화하는 동시에 조직재생을 촉진하는 것으로 확인됐다.

연구를 주도한 조동우 교수는 “적극적인 영양을 제공해야 더 높은 치료 효과를 볼 수 있음에도 통증으로 인해 영양 관리가 어려워지면 그 치료 효과는 반감될 것”이라며, “이번에 개발된 식도 스텐트 삽입술이 임상에 적용된다면, 환자들에게 더욱 향상된 예후는 물론 높은 삶의 질을 제공할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

한편, 이 연구는 한국연구재단이 지원하는 리더연구자지원사업의 일환으로 수행됐으며, 3D 장기칩 및 의료기기를 상용화하는 ㈜에드믹바이오와 함께 공동개발했다.
 


1. 스텐트(stent)
뜻 좁아진 부위를 일정한 부피의 공간으로 확장하고 유지하기 위하여 사용하는, 금속 또는 폴리머로 만든 구조물