‘5월 과학기술자상’에 포항공대 조동우 교수

(사진제공=미래창조과학부)

미래부와 연구재단은 조 교수가 인체 내 손상된 조직ㆍ장기를 재생할 수 있는 3D 프린팅 기술을 개발해 기존 생물ㆍ의학 기반의 조직공학과 재생의학을 기계공학 기반으로 전환시키는데 크게 기여했다고 선정 배경을 설명했다.

조 교수가 개발한 3D 조직ㆍ장기 프린팅 시스템은 수십 센티미터 정도의 제작 크기 및 수십 마이크로미터 수준의 제작 정밀도를 갖는 세계 최고 수준의 바이오 프린팅 시스템이다. 이를 통해 다양한 생체 조직과 세포를 동시에 제작할 수 있다.

조 교수는 3D 전조직체라는 독창적인 개념을 창안했다. 3D 전조직체는 인체 조직ㆍ장기의 복잡한 형상과 내부 구조를 그대로 모사한 것으로, 조직을 재생할 세포들에게 효과적으로 성장인자를 전달하고 산소와 영양분을 원활하게 공급하는 역할을 한다.

3D 프린팅 시스템을 이용해 환자 맞춤형 인공지지체를 제작하는 개념은 임상에 적용됐다. 조 교수는 2014년 6월 서울 성모병원 의료진 등과 함께 눈을 지탱하는 안면골의 뼈가 심하게 함몰되어 복원 성장이 더딘 환자에게 실제 정상 뼈와 일치하는 구조물을 3D 프린터로 제작해 인체에 이식하는 수술을 성공적으로 수행했다.

또 기술 이전을 통해 2015년 2월 삼성서울병원, 2015년 8월 서울 성모병원에서 두 차례 더 안면기형 환자의 안면골 재건을 위한 임상치료에 성공적으로 적용됐다.

조 교수의 연구 성과 중에 주목받는 또 하나는 조직ㆍ장기 맞춤형 바이오 잉크 개발이다. 이는 실제 조직과 같은 성분의 탈세포화된 조직으로 인공조직을 만들 수 있어 국내 재생의학 수준을 한 단계 높인 것으로 평가받고 있다.

조 교수의 3D 조직ㆍ장기 프린팅 기술 관련 연구 결과는 바이오 머테리얼즈(Biomaterials), 액타 바이오 머테리얼리아(Acta Biomaterialia), 바이오패브리케이션(Biofabrication), 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 등 세계적 학술지에 발표됐다.

조 교수는“3D 프린팅으로 줄기세포를 넣어 장기의 최소 기능을 할 수 있는 3차원 세포집합체인 오가노이드(Organoid)를 만드는 연구를 계속 진행하고 있다”며 “이러한 연구결과를 임상에 적용해 재생의학에 기여하고 싶다”고 말했다.