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심장 박동처럼 움직이는 나노로봇 나올까




(좌)생체심장조직내 천연나노지지체 (우)연구팀이 개발한 인공나노지지체 및 생체모방 심장조직
인공 심장 조직 한국인 과학자들이 개발


실제 심장 조직을 본뜬 인공 심장 조직을 한국인 과학자들이 개발했다.
미국 존스홉킨스의대 김덕호 씨(박사과정)과 서울대 서갑양 교수팀은 나노바이오 및 의생명공학기술을 결합해 심장질환을 치료하고 고장난 심장을 재생하는 연구에 쓸 수 있는 생체모방 인공 심장조직을 개발했다고 7일 밝혔다. 이 연구는 미국과학원회보(PNAS)에 실렸다.

심장은 한 사람의 일생 동안 39억회 이상(하루 평균 10만회) 뛰며 하루 평균 7500 리터의 혈액을 뿜어낸다. 심장질환은 선진국 사망원인 1위, 우리나라의 질병 사망자수 중 암에 이어 두 번째로 많다. 이 때문에 많은 연구자들이 수십 년 전부터 사람의 심장을 대체할 수 있는 인공심장을 개발하기 위해 노력해 왔지만 아직 부족한 실정이다.

연구팀은 먼저 실제 심장조직 안에 있는 나노섬유다발 구조를 본따 나노지지체(구조물)를 만들었다. 여기에 심장 조직을 재생해 진짜 심장근육과 유사한 근수축, 전기생리 기능을 갖는 인공 심장조직을 개발했다. 또 인공 심장조직의 여러 기능을 나노지지체의 구조를 바꿔 제어할 수 있다는 사실도 밝혀냈다.

김덕호 씨는 “기존의 배양 접시에서 자란 심장 근육 세포는 실제 생명체의 심장과 생리적인 특성이 달라 심장질환 연구모델로 사용하는데 한계가 있었다”고 말했다. 연구팀은 이번에 개발한 인공 심장조직을 이용하여 심장 질환에 대한 새로운 치료법이나 진단 테스트 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또 생체모방로봇 개발에도 응용할 수 있다.





연구팀이 개발한 나노지지체는 미국식품의약안전청(FDA)에서 승인한 폴리에틸렌 글리콜 재료를 사용하여 인체에 이식할 수도 있다.

논문의 제1 저자인 김 연구원은 포스텍 기계공학과에서 학부, 서울대 기계항공공학부에서 석사과정을 마치고 한국과학기술연구원(KIST) 연구원을 거쳐 2005년부터 존스홉킨스의대 박사과정에 재학 중이다. 서갑양 교수는 서울대 기계항공공학부에서 나노바이오 및 생체모방 분야를 연구하고 있다.

 

 

 

 




김상연 동아사이언스 기자 dream@donga.com



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