티앤알바이오팹, 세포 블록 조립형 인공장기 제작 기술 구현

3D 바이오프린팅된 세포 블록의 조립 개념 및 이를 활용해 형성한 '혈관망을 포함하는 간 조직' 이미지. ⓒ 티앤알바이오팹

[프라임경제] 재생의료 전문 기업 티앤알바이오팹(246710)이 세포 블록을 조립하는 방식의 차세대 인공장기 제작 기술을 구현하며 3D 바이오프린팅 분야에서 기술적 진일보를 이어가고 있다.

티앤알바이오팹은 최근 한국공학대학교 연구진과 함께 혈관을 포함한 세포 블록(OBB)을 3D로 제작하고, 이를 조립해 인공장기를 구현하는 플랫폼 기술을 생체 재료 분야 국제학술지 '머터리얼즈 투데이 바이오(Materials Today Bio, IF: 10.2)'에 게재했다고 28일 밝혔다. 

블록 단위로 장기를 확장할 수 있는 이번 플랫폼은 기존 인공장기 제작 기술의 구조적·기능적 한계를 개선한 새로운 접근법으로 평가된다.

해당 연구의 핵심은 모세혈관이 설계된 '3D 세포 블록'을 먼저 제작한 뒤, 이를 조립해 더 큰 조직으로 확장하는 새로운 인공장기 제작 방식이다. 각각의 세포 블록은 혈관과 세포가 살아 있는 최소 단위 장기 역할을 수행하며, 여러 블록을 조립할 경우 실제 장기와 유사한 크기와 다층 구조, 복합적인 혈관망을 갖춘 조직으로 확장될 수 있다는 점이 특징이다.

이같은 접근은 인공장기 연구가 오랫동안 해결하지 못했던 혈관망 구현 문제를 정면으로 겨냥한다. 세포의 생존과 기능 유지를 위해서는 조직 내부 깊숙한 영역까지 산소와 영양분을 공급할 수 있는 혈관 구조가 필수적이지만, 이를 정밀하게 구현하는 데에는 기술적 한계가 존재해 왔다.

티앤알바이오팹은 이러한 한계를 극복하기 위해 '사전 설정 압출(Preset Extrusion)' 기반의 정밀 바이오프린팅 기술을 지속적으로 고도화해 왔다. 해당 기술은 세포가 자리 잡을 공간과 함께 머리카락 굵기의 극미세 모세혈관까지 3차원 구조 내부에 정밀하게 배치할 수 있는 고난도 공정으로, 인공 조직의 구조적 완성도를 높이는 핵심 기반 기술로 평가된다.

회사는 이번 연구를 통해 인공장기를 구성하는 세포 블록의 기계적 안정성과 생물학적 기능 유지 여부도 함께 검증했다. 생체적합 가교제를 활용해 세포 블록의 강도를 향상함으로써 구조적 안정성을 확보했으며, 혈관 내피세포가 정상적으로 생존하고 장벽 기능이 유지되는 점도 실험을 통해 입증했다.

이러한 결과는 티앤알바이오팹의 기술이 정밀한 구조 설계 수준을 넘어 실제 조직으로 기능하기 위한 물리적·생물학적 조건을 동시에 충족함을 보여준다.

심진형 티앤알바이오팹 이사(CTO)는 "이번 연구는 초정밀 바이오프린팅 기술이 인공장기 제작의 새로운 가능성을 제시한 사례"라며 "혈관이 사전에 설계된 세포 블록을 조립하는 방식은 향후 인공장기를 보다 안정적이고 실제 장기에 가깝게 구현하는 핵심 기술이 될 것"이라고 말했다.

이어 "동물실험 대체용 오가노이드 개발에서도 혈관 구조를 포함한 장기유사체가 단순 오가노이드 대비 약물 독성 및 안전성 평가 등의 정확도를 높이는 데 효율적인 대안이 될 것으로 보고 있다"고 덧붙였다.