비눗방울에서 착안한 '인공 폐'…24만번 호흡 재현 작성일 08-18 28 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="9wQajl2uL7"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="8efd551177a9f1d5d41817bc3ba1ca6d334707c3c3ac58ade5b7ad2fe2f6769d" dmcf-pid="2rxNASV7eu" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="AI 생성이미지" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/18/dongascience/20260818141709041aipj.png" data-org-width="680" dmcf-mid="KxTHZbkLdz" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/18/dongascience/20260818141709041aipj.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> AI 생성이미지 </figcaption> </figure> <p contents-hash="bd9b2637dca5e3b61ebbe0792881d2273a2d53200d798e879af1137c260e3d80" dmcf-pid="VmMjcvfzeU" dmcf-ptype="general">비눗방울의 얇은 막에서 착안한 ‘인공 폐’가 개발됐다. 24만번 호흡에도 안정적으로 작동했다. </p> <p contents-hash="2520598502a7176e13c757963d3bd97a714d3bcc6c3453ab1dfa9705a5e6a70e" dmcf-pid="fsRAkT4qnp" dmcf-ptype="general">포스텍은 정성준 신소재공학과·IT융합공학과 교수 연구팀이 폐 속에 있는 공기주머니인 폐포 움직임을 재현하고 폐 세포 반응을 관찰할 수 있는 초박막 인공 폐를 개발했다고 18일 밝혔다. </p> <p contents-hash="c75a43246d5086ff2686525762f1412483957471e2acb0e70459ec0d9cf1da71" dmcf-pid="4OecEy8BL0" dmcf-ptype="general">사람의 폐는 하루에도 수천 번 움직인다. 숨을 들이마시면 폐가 부풀고 내쉬면 줄어든다. 폐 안쪽에 있는 작은 공기주머니인 폐포가 공기를 주고받는 역할을 한다. 폐포는 폐 세포의 성장과 기능에 영향을 주고 염증이나 질병이 진행되는 과정에 영향을 미친다. </p> <p contents-hash="c5f96334a37ad6d4938edc2dcc1db1c11891d6fd076a4b2c0ed75b994f1f0f49" dmcf-pid="8IdkDW6bR3" dmcf-ptype="general">폐포의 움직임을 실험실 환경에서 재현하면 폐 질환의 원인을 밝히고 치료제 효과를 확인하는 데 도움이 된다. 문제는 실험실에서 폐 세포는 평평하고 고정된 바닥에서 배양하기 때문에 폐의 움직임을 제대로 구현하지 못한다는 점이다. </p> <p contents-hash="811d93becf0e031a89357b51ea827dde19d6a9050939d08bba2c2b897d3455b9" dmcf-pid="6CJEwYPKJF" dmcf-ptype="general">최근에는 칩 안에 폐의 구조와 움직임을 구현한 ‘폐-칩(lung-on-a-chip)’ 기술이 개발됐다. 폐-칩은 대부분 단단한 플라스틱 소재(PDMS1)를 사용해 만들기 때문에 실제 폐 조직의 특성을 재현하는 데 한계가 있다. 말랑한 하이드로젤 소재를 사용하면 얇게 만들었을 때 쉽게 찢어지는 문제가 있다. </p> <p contents-hash="292e29ec3f5a4840efb87f2130a8863f582b37cbe8d7d86353c32ebfa58f2306" dmcf-pid="PhiDrGQ9dt" dmcf-ptype="general">연구팀은 하이드로젤 소재의 한계를 극복하는 방법을 비눗방울에서 찾았다. 얇은 막을 만들면서도 쉽게 터지지 않고 자유롭게 움직이는 비눗방울 특성을 하이드로젤에 적용했다. 원하는 모양의 틀을 하이드로젤 용액에 담갔다가 꺼내는 방식으로 틀 표면에 매우 얇은 막을 만들었다. 이렇게 만든 초박막은 실제 폐포처럼 부드럽고 유연하며 반복적인 움직임을 견뎠다. </p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="0cf969436870452177940c3e7f24e12a6b21d31f9763a4c1137805c77ccb1e79" dmcf-pid="QlnwmHx2R1" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="비눗방울 막에서 영감을 얻어 폐포 움직임을 인공적으로 구현한 3차원 폐 모델 이미지. 포스텍 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/18/dongascience/20260818140811918vpeo.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="Bjv8gIb0ih" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/18/dongascience/20260818140811918vpeo.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 비눗방울 막에서 영감을 얻어 폐포 움직임을 인공적으로 구현한 3차원 폐 모델 이미지. 포스텍 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="ce411e180e5b1b00b94715bf37d3d14476f13dd8bd8a017eaac8b610a5ec7316" dmcf-pid="xSLrsXMVi5" dmcf-ptype="general">연구팀은 초박막에 사람이 숨 쉬는 원리도 적용했다. 숨을 들이마실 때 횡격막이 아래로 움직이면 폐 안의 압력이 낮아지고 바깥 공기가 들어온다. 연구팀은 폐처럼 압력 변화를 반복적으로 만들어 내는 ‘호흡 구동 시스템’을 개발해 초박막에 적용했다. 적용 결과 초박막은 실제 폐처럼 늘었다 줄어들었다. 약 24만 번의 호흡에도 안정적으로 작동했다.</p> <p contents-hash="738a96ce138e2d0df9afa2c67cbcc6b4c413f7dc62c7d378d809ed8efe0235d4" dmcf-pid="y61b9JWIeZ" dmcf-ptype="general">인공 폐 내부도 실제 폐와 비슷하게 제작됐다. 연구팀은 3D 바이오프린팅 기술을 이용해 ‘혈관세포층’, ‘기저막층’, ‘상피세포층’을 차례로 쌓아 폐포와 유사한 3층 구조를 구현했다. </p> <p contents-hash="aeebc731301558b2b49b0f069ab8c3c0388cafdd305205d3f5d02070ae9f44b7" dmcf-pid="WPtK2iYCnX" dmcf-ptype="general">연구팀은 인공 폐를 이용해 인플루엔자 바이러스 감염 실험을 진행했다. 이를 통해 호흡 운동에 따라 폐의 염증 반응과 바이러스 대응 반응이 달라진다는 사실을 새롭게 밝혀냈다. </p> <p contents-hash="718e3f00c6530934b6bbc93038d0bdc33879a56f5d6d17963c5b52fdfad90521" dmcf-pid="Yby0U6IkeH" dmcf-ptype="general">정 교수는 "숨 쉬는 인공 폐는 호흡의 빠르기와 깊이를 자유롭게 조절할 수 있어 정상적인 폐부터 여러 질병 상태까지 재현할 수 있다“며 ”이번 연구는 신약 개발과 폐 질환 연구 판도를 바꿀 것"이라고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 게재됐다. </p> <p contents-hash="75deef5f67ebb7cc91dc05b46ba3446db00e4c061d87a709ef23b45d1110a2b2" dmcf-pid="GKWpuPCEnG" dmcf-ptype="general"><참고 자료><br> doi.org/10.1002/adma.74372</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="90dffda32c6201ab8697ca38d1e240a9c7bb2f535be9d1afd7b1a5fbf8f22898" dmcf-pid="H9YU7QhDJY" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 정성준 포스텍 교수, 김광명 시스템생명공학부 통합과정생, 이윤지 샌소재공학과 박사. 포스텍 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/18/dongascience/20260818140810467wjgf.png" data-org-width="617" dmcf-mid="q18OZbkLMl" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/18/dongascience/20260818140810467wjgf.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 정성준 포스텍 교수, 김광명 시스템생명공학부 통합과정생, 이윤지 샌소재공학과 박사. 포스텍 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="64d951e72367a280c1a9582b55e0b289c803c7e201b0d3915011a1f8495030d9" dmcf-pid="X2GuzxlwMW" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 크래프톤, 배틀그라운드 인도 공략 전방위 확대...'라이트' 버전으로 15억 시장 노린다 08-18 다음 독파모 2차 통과한 SKT “A.X K2 산업 확산…국내 AI 생태계 함께 쓰는 결과물 만들 것” 08-18 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
