하이드로젤은 고분자 화합물이 그물망 형식으로 가교된 형태로, 인체 거부반응이 거의 없고 체내에서 생분해 되는 특성이 있어 다양한 의료물질로 활용된다.
한국기초과학지원연구원(KBSI)은 연구장비개발부 김정아 박사팀이 하이드로젤이 내장된 3차원 복합 생체재료칩 제작 공정과 다수 하이드로젤을 동시에 가교하는 새로운 방법을 개발했다고 19일 밝혔다.
연구팀은 하이드로젤을 생체모사용 칩에 내장해 가공, 동결시키는 제작 공정으로 복합 생체재료칩을 개발했다.
하이드로젤이 탑재된 3차원 생체재료 복합칩 제조 및 3차원 세포배양 프로세스. KBSI 이 생체재료칩은 한 달 이상 보관할 수 있고 운송에도 영향을 받지 않아 약물평가 플랫폼으로 활용할 수 있다.
또 복잡한 시료 준비과정과 외부환경 영향 등으로 까다로웠던 3차원 생체모델 제작 어려움도 해결할 수 있어 향후 3차원 복합 생체재료칩 대량생산 및 유통은 물론 일반사용자의 3차원 생체모델 제작도 가능할 전망이다.
아울러 연구팀은 하이드로젤 시료를 동시다발적으로 가교하는 웰플레이트 기반 ‘광(빛)가교 시스템’을 개발했다.
이를 통해 다양한 기계물성을 갖는 약물평가용 생체조직모델 샘플을 제작, 골다공증 약물평가에 적용해 효과를 입증했다.
실제 실험 결과 광가교 시스템으로 만든 시료를 줄기세포가 골세포로 분화하는 단계에서 골다공증 약물치료제를 처리할 때 적용한 결과 반응 양상이 다른 것을 확인했다.
(A)웰플레이트 기반 하이드로젤 광가교장치 사진 (B)장치에 의한 서로 다른 물성을 가진 시료 라이브러리 동시확보 (C)골다공증 약물평가 활용. KBSI 이는 특정 약물의 효능 검증을 위해 생체조직의 다양한 기계적 물성을 고려한 분석 필요성을 입증한 중요한 결과라는 것이 연구팀 설명이다.
김 박사는 “이번 하이드로젤 기반 연구는 미리 제작한 생체칩을 즉석 밥처럼 사용자에게 제공하는 방법이 가능해져 개인 맞춤 약물평가에 활용할 수 있을 것”이라며 “아울러 광가교 시스템으로 약효 평가를 위한 시험모델 제작에도 유용하게 쓰일 것으로 기대한다”고 밝혔다.
