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고분자브러시 패터닝기술로 제작된 세포구상체 칩과 그 조직적 기능 유지 및 장기 생존

전문가 제언: ○ 동물의 일반적인 생리현상은 물론 인체를 대상으로 한 실험이나 관찰을 행하기 위하여 인간과 가까운 동물을 실험대상으로 취하는 것이 구미제국에서는 이미 법적으로 규제되고 있으며, 이러한 규제는 점차 각국으로 확산되고 있다. 더욱이 포스트게놈시대에 이르러 인체의 조직이나 기관의 생리적 현상은 물론 갈수록 방대해져 가는 생체이식 등 생체실험의 경우 사전 예측을 위한 세포수준의 실험의 수는 설혹 동물실험이 가능한 경우라 할지라도 이는 공급이나 비용면에서 큰 문제가 될 뿐만 아니라 이제는 SNPs에 따른 인체 특이적인 실험의 증대 때문에 더 이상 거시적인 동물실험이 적합하지 않은 경지에 이르고 있다.

○ 이 때문에 치료를 위한 인체의 조직이나 장기의 이식을 목적으로 시작된 조직공학에서 동물실험의 대체실험으로 나노바이오텍실험이 응용되기 시작하였으며, 세포수준 더 나아가서 단일분자수준의 측정실험을 행하기 위하여 초미세 조작기술이 융합된 바이오나노기술이 획기적으로 발전하고 있다. 예를 들어 지금까지 NT, IT, BT의 융합기술인 바이오칩은 분석할 시료의 순도를 높여야 하기 때문에 전처리가 필요하였으나, MEMS나 NEMS 기술을 이용한 랩온어칩의 개발이 일부 선진국에서 현재 진행되고 있다. 이제 세포수준에서 단일분자검출(Single-Molecule Detection; SMD) 수준에까지 이르고 있어 생체분자 상호간의 작용기작 뿐만 아니라 생체시스템원리의 규명이 가능해질 전망이다.

○ 이와 같은 초미세 조작에 의해 생체의 실시간 동역학적인 검출 및 조작연구는 조직이나 장기의 배양을 추적하기 위한 기초적인 필수조건이지만, 또한 이들 조직세포의 세포구상체의 증식과 장기적인 생존을 위한 개발은 조직공학의 최종 목표이며, 이러한 연구를 수행하기 위해서는 무엇보다도 자가면역이 일어나지 않고 완전한 조직으로 증식하도록 성장인자나 호르몬과 함께 영양공급을 하며, 아울러 노폐물을 제거할 수 있는 인공혈액과 부대장치가 필요하다. 여러 가지 용도에서 부족한 혈액의 개발역사는 오래되었으나, 아직도 실용화할 수 있는 제품이 없다. 앞으로 SNPs에 따른 맞춤형 인공혈액(대체혈액)의 개발이 인간의 모든 질병이나 사고는 물론 생체조직배양을 위해서도 반드시 이루어야 할 최우선의 국책과제가 되어야 할 것이다.

저자: Hidenori Otsuka, Kazunori Kataoka
자료유형: 학술정보