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.
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.