[Best R&D Group] 포항공대 지능생산시스템연구실 조동우 교수
[Best R&D Group] 포항공대 지능생산시스템연구실 조동우 교수
  • 임성희 기자
  • 승인 2014.12.04 15:58
  • 댓글 0
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[이슈메이커=임성희 기자]



3D 세포 프린팅 기술을 리드하는 세계적인 연구실 

머리끝부터 발끝까지 인체의 모든 부분 재생할 수 있는 연구진행

 
SF영화에서나 볼 수 있었던 3D 프린트를 이용해 인체를 만들고, 필요한 장기를 만드는 장면이 이젠 현실이 됐다. 3D 세포 프린팅 기술의 세계적인 권위자인 포항공대의 조동우 교수는 최근 사람의 광대뼈를 3D 프린팅 기술로 제작, 이식해 재생시키는 임상실험을 성공적으로 수행하며 많은 주목을 받았다. 꿈의 3D 세포 프린팅 기술이 그의 손에서 시작됐고 앞으로 어떤 결과를 맺을지 귀추가 주목된다.




3D 프린팅 가공 기술과 조직 공학의 접목

기계공학 전공인 조동우 교수와 조직 공학의 만남은 천운이었나 보다. 1986년 포항공대 부임이후 지능생산시스템연구실을 운영하던 그는 “외부 형상과 내부 구조를 자유롭게 제어할 수 있는 3D 프린팅 기술은 조직 공학 분야에서 필요로 하는 인공지지체의 제작에 있어서 새로운 패러다임을 열 수 있을 거라 생각 했습니다”라며 “2000년도 초반 3D 프린팅 가공 기술을 조직 공학에 적용하는 것에 관심을 갖기 시작했고, 국가지정연구실 과제를 시작하면서부터, 3D 프린팅 기반 초정밀 3차원 인공지지체 제작 시스템을 개발했습니다”라며 그의 연구의 시작을 알렸다. 하지만 실제 조직/장기를 효과적으로 재생시키기 위해 더욱 발전된 기술이 필요함을 느낀 조 교수는 3차원 세포 프린팅 기술을 개발하기에 이른다. 그는 “인체 내 조직의 미세 환경을 그대로 모사해주는 바이오잉크를 개발했고, 이와 함께 세포를 생체 재료와 함께 프린팅 함으로써 원하는 조직/장기의 형상과 내부 환경을 그대로 모사한 살아있는 구조물을 제작할 수 있게 되었습니다”라고 말했다. 조 교수는 아직도 장기 기증을 제때 받지 못해 고통 받고 죽어가는 환자들이 매우 많다고 안타까움을 전하며 이러한 부분이 연구를 진행함에 있어 강한 동기부여가 됐다고 덧붙였다.

 

 

세계 최초, 환자 맞춤형 3D 프린팅 제재 임상 적용 성공

조동우 교수는 서울 성모병원 성형외과 이종원 교수, 티앤알바이오팹(주)와 3D프린팅 기술로 만든 인공광대뼈의 인체 이식 프로젝트를 성공리에 수행했다. 그는 “국내에서는 물론이고 세계적으로도 진정한 의미의 환자 맞춤형 3D 프린팅 제재를 임상에 적용한 첫 사례입니다”라며 “이번 사례는 3D 프린팅 된 생분해성 구조체의 임상 적용이라는 높은 진입 장벽을 넘어 3D 프린터의 임상 적용에 대한 초석을 닦았다고 볼 수 있습니다. 하지만 이번 뼈 재생 구조물은 시작에 불과할 것입니다. 뼈뿐만 아니라 미래에는 연골, 간, 심장 그리고 눈 등 매우 다양한 조직의 3D 프린팅이 시도될 것이고, 장기이식이 필요한 많은 환자들에게 장기를 제작해 줄 수 있는 날이 올 것을 기대해 봅니다”라고 밝혔다. 이번 성공으로 향후 3D 프린팅으로 환자 맞춤형의 구조체를 빠르고 저렴하게, 고품질로 제작해 제공함으로써 환자들의 삶의 질을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 보인다. 



▲조동우 교수는 우수하고 열정적인 학생들과 함께해서 행복하다며 그들과 함께 행복한 연구를 계속하고 싶다는 바람을 전했다.


인간 삶의 질 향상을 위해 노력하는 연구실 

연구실은 3D 프린터로 뼈, 연골, 심장, 간, 귀, 코, 기도/기관, 지방 등 우리 신체의 각종 부위를 인공적으로 만들고 재생시키기 위한 방법을 연구해 왔고, 여러 연구 결과들을 저명한 학술지에 소개해 왔다. 최근에는 각종 조직과 기관의 3D 프린팅을 위해 최적의 바이오잉크를 발굴하는데 노력을 기울이고 있으며 3D 프린터를 이용한 조직재생 연구를 기반으로, 인체의 물질 대사와 면역 체계를 모방할 수 있는 생체모방 장기칩(Organ-on-a-Chip)을 개발하는 연구도 진행하고 있다. 또한 몸에 넣어도 안전한 생분해성 합성고분자 재료를 프린팅 해 국소 부위 약물전달을 위한 구조체를 제작하거나, 혈관 또는 식도용 생분해성 스텐트를 제작하기 위한 연구도 진행 중이다. 조 교수는 ‘네르구이 스텐트’를 언급하며 “네르구이는 선천적으로 코와 콧구멍이 없이 태어난 몽골 소년으로, 한국의 나눔 의료 사업의 일환으로 이 아이에게 정상적으로 기능을 하는 코와 콧구멍을 만들어 주기위해 이 스텐트를 제작하게 되었습니다.”라며 3D 프린터로 제작한 인공 기관을 이식한 최초의 성공적인 사례였고, ‘네르구이 스텐트’라고 이름 지은 후 특허를 출원했으며 국제 유명 임상 저널에 학술적 성과를 소개할 계획이라고 밝혔다.




“우수하고 열정적인 학생들과 함께함이 행복해”

“우리 학생들은 세계적으로 가장 우수하면서도 열심히 합니다. 또한 동기부여가 뚜렷합니다”라고 학생들을 칭찬한 조동우 교수는 “조직공학 분야는 학제간의 공동연구가 매우 중요하므로, 진취적이고, 열정적인 사람, 기회가 왔을 때 잡을 수 있도록 항상 준비된 사람이 되는 것이 연구자로서 갖추어야 할 덕목”임을 학생들에게 강조한다고 전했다. 마지막으로 그는 “수술 후 환자가 큰 만족감을 느낄 수 있는 바로 그런 기술을 완성하는 것이 궁극적인 목표”라고 밝히며 “지금 저의 연구 성과의 모든 것은, 포항공대라는 이름과 우수하고 열정적인 학생들이 있었기에 가능했습니다. 앞으로도 저의 퇴임 시까지 계속 그럴 수 있기를 바랍니다.”라고 그의 마음을 전했다. 세계적인 연구로 눈코 뜰 새 없이 바쁜 나날을 지내는 조동우 교수를 소개할 수 있는 기회가 기자에게 주어져서 기쁘다. 지금도 빛이 나는 그의 연구지만 앞으로 더 눈부시도록 빛날 조동우 교수의 연구 성과를 기대해본다.




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