국내 연구팀이 원하는 신체조직에 줄기세포를 전달할 수 있는 미세 로봇을 개발했다. 이번 연구성과는 정확한 양의 줄기세포 기반 치료세포를 신체조직 및 장기에 정밀하게 이식할 수 있어 퇴행성 신경계 질환 치료 효율과 안전성을 높일 것으로 기대된다.

줄기세포 이송·이식이 가능한 스케폴드 마이크로 로봇. 왼쪽이 구형(Spherical) 로봇, 오른쪽이 나선형(Helical) 로봇이다.

대구경북과학기술원(DGIST)은 최홍수 로봇공학전공 교수 국제 공동연구팀이 기존 줄기세포 치료 효율을 향상시킬 수 있는 ‘줄기세포 이송 및 이식 가능한 스케폴드 마이크로 로봇’을 개발했다고 9일 밝혔다.

스케폴드는 다공성 구조체로 세포가 붙어 자랄 수 있는 세포 지지체다. 이 스케폴드를 사용하면 체내 전달과정에서 유실량이 많아 치료효율이 떨어지는 줄기세포 치료의 단점을 해결할 수 있다.

이에 따라 연구팀은 구형(Spherical)과 나선형(Helical) 2가지 형태의 스케폴드 마이크로 로봇을 고안했다. 이 로봇은 외부자기장을 이용한 무선제어방식으로 체내에서 세포 유실량을 최소화하면서 줄기세포를 빠르고 정밀하게 이송할 수 있다.

특히 이번 연구는 세계 최초로 마이크로 로봇에 해마신경줄기세포를 직접 배양해 이를 성상교세포, 희소돌기신경교, 뉴런과 같은 원하는 특정세포로 분화시켰다. 연구팀은 이 분화된 줄기세포를 원하는 표적에 정밀하게 전달 및 이식하는 데 성공했다.

연구팀은 이러한 성과를 얻기위해 체내 생리학적 환경을 모사한 미세유체소자 세포배양 시스템인 ‘바디온어칩(Body-on-a-chip; BoC)’ 내에서 마이크로 로봇의 세포이송 및 이식과정을 확인했다.

최흥수 교수는 "기존의 줄기세포 치료 방법으로는 접근하기 어려웠던 알츠하이머와 같은 중추신경계 치료 효율 및 성공률을 높일 수 있을 것으로 기대한다"며 "후속 연구를 진행해 마이크로로봇 기반 정밀치료시스템을 개발하도록 노력하겠다"고 말했다.

한편 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘사이언스(Science)’ 자매지인 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’ 5월 30일자에 실렸다.