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[시사주간=배성복기자] 한국기계연구원은 대구융합기술연구센터 곽봉섭 박사 연구팀이 3차원 종양을 대량 생산할 수 있는 '미세유체 기반 바이오칩'을 개발했다고 24일 밝혔다.

이번에 곽 박사팀은 액적(Droplet·물방울) 기반의 미세유체 바이오칩을 이용해 신체 내부의 종양과 매우 유사한 3차원 종양을 대량 생산하는데 성공했다.

기존 항암제 개발 연구는 2차원의 암세포를 배양해 이뤄졌지만 실제 체내 종양은 3차원 형태의 복잡한 구조를 가지고 있어 2차원으로는 임상 결과 예측에 어려움이 있었다.

 3차원 종양 세포는 2차원 종양 세포보다 실제 구조가 유사하기 때문에 항암제 유효성 검증에서도 우수한 결과를 보이며 전임상대상 후보물질의 개수를 줄이고 신약 개발에 소요되는 비용과 기간도 단축할 수 있다.

이번 연구에서 곽 박사팀은 3차원 종양의 대량생산을 위해 물과 기름이 서로 섞이지 않는 특성을 이용했다.

연구팀에 따르면 종양 세포가 들어있는 물방울을 유상 용액 입구로 주입하고 세포 용액 입구로 세포가 포함된 배양액을 주입하면 물과 유상 용액이 섞이지 않는 소수성 원리에 의해 액적 생성부에서 암세포를 포함한 물방울이 생산된다.

또 이를 세포 액적 출구를 통해 모아 세포 배양기에서 배양하면 3차원 종양이 형성된다. 크기는 100원 짜리 동전과 비슷하다.

이 방식은 대량 생산이 용이하다는 장점이 있다.  1초당 16~20개의 암세포 물방울을 만들 수 있어 1분 당 1000개 까지 생산이 가능하다.

1000만 개의 암세포를 포함하는 1㎤ 부피 용액이 있으면 24시간 안에 3차원 종양(직경 0.15 ㎜) 1만~3만 개를 만들 수 있다.

이번 연구는 한국연구재단 신진 연구자 지원사업을 통해 진행됐으며 약물전달 분야의 세계적 권위지인 'Journal of Controlled Release'(Impact Factor:7.786) 4월호에 게재됐다.

곽봉섭 선임연구원은 "유방암 환자의 실제 종양을 이용한 임상 연구를 이어갈 것"이라며 "실제 환자에서 추출한 종양을 이용해 3차원 종양을 대량 생산하면 환자 맞춤형 항암치료도 가능한 만큼 치료 효과가 극대화될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. SW

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