자기장 반응하는 생체적합성 바이오잉크 개발
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세포 역학 신호 변환(cellular mechanotransduction)은 기계적 신호를 생화학적 신호로 전환하는 과정을 의미한다. 이 과정은 배아 발달, 조직 복구와 재생 등 다양한 생물학적 분야에서 핵심 역할을 한다. 하지만 기존 3D 바이오프린터는 세포에 물리적 자극을 가해 이러한 과정을 직접적으로 유도하는 데 한계가 있었다.
김 교수 연구팀은 자기장에 반응하는 생체 적합성 바이오잉크를 개발해 이를 해결했다. 이 기술은 자기장 방향을 조절해 바이오잉크 내 자기 입자의 배열을 다양하게 형성시켜 세포의 기계적 신호 감지와 반응을 촉진하는 새로운 기술을 구현한 것이다. 연구팀은 해당 기술을 근육 조직 재생에 적용한 후 동물 모델을 통해 성능을 검증했다.
또 연구팀은 바이오프린터를 활용해 고분자 압출 과정을 제어해 코일 형태의 나노·마이크로파이버 다발 구조체를 정밀하게 제작했다. 다발 구조체는 지방줄기세포의 역학적 신호 변환을 효과적으로 유도해 우수한 골 형성을 유도하는 데 성공했다.