조동우(기계) 교수 연구팀은 조직 세포 재생에 있어 생체와 가장 유사한 미세 환경을 제공하는 재료인 ‘탈세포화된 세포외기질(decellularized extracellular matrix, dECM)’을 바이오잉크로 사용해 3차원 세포 프린팅 구조체를 제작하는 연구를 수행했다. 본 성과는 나노과학 분야의 세계적 학술지 <Nature Comm- unications>의 4월호를 통해 발표됐다.
연구팀의 dECM 바이오잉크는 프린팅에 적합한 유변학적 특성을 지니도록 디자인돼, 원하는 크기 및 형상을 가지는 구조체를 제작하기에 용이하며 다양한 종류의 3차원 구조체를 제작할 수 있다. 재료의 세포 적합성이 매우 우수하여 14일간의 배양 실험에서 95% 이상의 생존률을 보였고, 분사 시 가해지는 전단응력 또한 세포 생존률에 전혀 문제가 되지 않았다.
또한 dECM 바이오잉크는 재생하고자 하는 조직에 특이적으로 높은 분화율 및 기능을 보였다. 본 연구에서는 대표적으로 심장, 연골, 지방에서 추출한 dECM 바이오잉크에 근육아세포(심장유래 dECM), 줄기세포(연골 및 지방유래 dECM)를 봉입해 3차원 세포 프린팅 구조체를 제작했다. 줄기세포는 각각의 dECM 바이오잉크에 봉입했을 때 일반 콜라젠 바이오잉크에 봉입되었을 때에 비해 높은 분화율을 보였으며, 근육아세포 또한 심장 dECM 바이오잉크에 봉입되었을 때 더욱 높은 근육 분화 마커의 발현을 보였다.