이병택·배상호 교수팀, 쥐 이식 1개월간 100% 개통…세계적 학술지 'Bioactive Materials' 게재
관류형 바이오리액터 배양으로 내강 97% 피복…대동물 연구 거쳐 임상 적용 추진
순천향대학교는 이병택 의과대학 재생의학교실 교수와 배상호 순천향대 천안병원 외과 교수 공동 연구팀이 이식 후 혈관조직 재생을 촉진하는 차세대 소구경 인공혈관을 개발했다고 2일 밝혔다.
연구팀은 돼지 심장에서 추출한 탈세포화 세포외기질(cECM)과 생분해성 고분자(PCL), 줄기세포, 관류형 바이오리액터 기술을 다각도로 결합해 코어–쉘(core–shell) 구조의 섬유형 인공혈관을 구현했다. 인공혈관 중심부에는 기계적 안정성을 제공하는 생분해성 고분자를 두고, 외부층에는 세포 부착과 조직 재생을 돕는 심장 유래 세포외기질을 배치했다.
기존 합성 인공혈관은 내피화가 불완전해 장기 개통을 유지하기 어려웠다. 연구팀은 자체 제작한 관류형 바이오리액터에서 골수 유래 중간엽줄기세포를 실제 혈류 환경과 유사하게 2주간 배양해 인공혈관 내강의 97%를 세포로 채우는 데 성공했다. 이를 통해 혈전 형성을 억제하고 혈관내피 특성을 지닌 안정적인 세포층을 형성했다.
사전 내피화 과정을 거친 인공혈관을 쥐의 복부대동맥에 이식한 결과, 1개월간 100%의 개통률이 유지됐다. 내부에서는 97% 이상의 혈관내피 피복과 내피세포 기능 지표(eNOS) 발현이 확인됐으며 염증 반응(M1 대식세포)은 줄고 조직 재생을 돕는 M2 대식세포가 늘어나는 면역 환경 개선 효과도 입증됐다.
이 교수는 "이번 연구는 인공혈관을 단순 대체재가 아닌, 이식 후 숙주 세포의 유입과 혈관조직 재생을 스스로 유도하는 플랫폼으로 확장했다는 데 의미가 있다"며 "향후 대동물 연구와 장기 이식 시험을 거쳐 소아 심장병 수술이나 혈액투석용 혈관 등 실제 임상 현장에 적용 가능한 재생형 인공혈관으로 발전시키겠다"고 강조했다.
이번 연구 결과는 바이오소재 분야 국제학술지인 '바이오액티브 머티리얼스'(Bioactive Materials, IF 23.6) 9월호에 게재됐다.
