전남대, 3D 바이오프린팅 근육 조직 생산 플랫폼 개발… 하루 내 대량 제작 구현

96웰 기반 표준화 공정 적용… 약물 효능·독성 동시 평가 가능

신약 개발 과정은 시간과 비용이 많이 소요되는 대표적인 고비용 연구 분야다. 특히 인체 조직을 모사한 실험 모델을 대량으로 확보하기 어려워, 약물 검증 과정의 속도와 효율성이 제한돼 왔다. 전남대학교 이희경 교수 연구팀은 한국재료연구원 최영진 박사와의 공동연구를 통해, 3D 바이오프린팅 기반 근육 조직을 빠르게 대량 생산할 수 있는 플랫폼을 개발했다. 이번 연구는 신약 개발 실험 구조를 소량 반복 실험에서 대량 스크리닝 기반으로 전환하는 기술이라는 점에서 의미가 있다.

연구팀은 생산 공정에 집중했다. 상용화된 96웰 플레이트에 3D 바이오프린팅 공정을 최적화해, 하루 만에 균일한 성능을 갖는 근육 조직을 대량 제작할 수 있는 ‘간소화 공정’을 구축했다. 이는 기존 복잡한 칩 기반 시스템을 단순화한 구조다. 생산 안정성도 함께 개선됐다. 연구팀은 ‘버섯 모양 앵커’ 구조와 양친매성 코팅 기술을 적용해 근육 조직 형성의 성공률을 높이고, 구조적 안정성을 확보했다. 이는 대량 생산 과정에서 발생할 수 있는 품질 편차를 줄이는 핵심 요소다. 이 플랫폼의 핵심은 실험 효율성이다. 연구팀은 4종의 약물을 다양한 농도로 적용한 실험을 통해, 단 한 번의 실험으로 약물의 독성과 효능을 동시에 평가할 수 있음을 확인했다. 이는 반복 실험을 줄이고, 신약 후보 검증 속도를 크게 높일 수 있는 구조다.

이번 기술은 적용 분야도 명확하다. 루게릭병(ALS), 근이영양증(DMD) 등 근육 질환 치료제 개발에서, 실제 인체와 유사한 근육 조직 모델을 활용한 약물 검증이 가능해질 것으로 기대된다. 이 플랫폼은 기존 실험 인프라와의 호환성도 고려됐다. 96웰 플레이트와 형광 이미징 등 표준화된 장비를 기반으로 설계돼, 자동화 로봇 시스템과 연계가 가능하도록 구성됐다. 이는 연구 확장성과 산업 적용 가능성을 높이는 요소다. 이번 연구는 전남대 출신 임태은 연구자가 학부 졸업연구로 시작해 수행한 성과로, 국제 학술지 Lab-on-a-Chip에 게재됐다.

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