POSTECH(총장 김무환)은 정성준 신소재공학과, 유주연 생명과학과 교수, 강다윤 통합과정생이 인공 폐 모델을 3D 프린트로 만드는 데 성공했다고 밝혔다.

폐포는 얇은 상피 세포층으로 이뤄졌다. 산소와 이산화탄소가 이동하는 폐포막은 '상피층, 기저막, 내피 모세혈관층' 3층 구조로 기체가 쉽게 이동할 수 있도록 매우 얇은 두께를 가졌다. 

연구팀은 '드롭-온-디맨드' 방식의 고정밀 잉크젯 프린팅을 이용했다. 폐포 세포를 고해상도로 적층해 약 10마이크로미터(μm)의 얇은 두께를 갖는 3층 폐포 장벽 모델을 재현해냈다. 

또한 인공적으로 만든 폐포 장벽 모델에 바이러스 감염도나 항바이러스 반응 측면에서 실제 조직 수준의 생리학적 반응이 유사하게 나타났다. 이 모델을 인플루엔자 바이러스 감염 모델로 사용했을 때, 바이러스의 자가 증식과 항바이러스 반응이 나타나는 것으로 관찰됐다.

정성준 교수는 "바이오 프린팅을 이용해 세포를 프린팅하고, 조직을 제작하고 있지만, 약 10 μm 두께의 3층 구조를 가진 폐포의 장벽을 모사한 것은 세계 최초"라며 "인공 폐포를 바이러스에 감염시켜 생리학적 항바이러스 반응을 관찰한 사례 역시 처음"이라고 밝혔다.

이어 "이번에 제작된 인공 조직은 환자 맞춤형 질병 모델 제작뿐 아니라 대량생산과 품질 관리가 가능해 신종 코로나 바이러스 감염증을 비롯한 전염성 호흡기 바이러스에 대응할 수 있는 치료 약물 및 백신 유효성 평가용 초기 플랫폼으로 활용할 수 있다"고 덧붙였다.