[발표 주제] Fiber-Infused Gel Ink의 3D 프린팅을 통해 심장 세포의 정렬이 유도된 3D 체외심장 모델 개발
Introduction
최수지 박사의 주된 연구 분야는 바이오인터페이스 개발입니다. 주로 생체 의료 기기와 체외 분석 플랫폼을 설계하고 개발하여 인간 생물물리학과 병리생리학을 연구하고 있습니다. 특히, 심장 세포 생물학과 물질의 화학적 및 물리적 특성을 이용한 혁신적인 해결책으로 세포 수준에서의 심장의 구조와 기능을 연구하고 있습니다.
현재 최수지 박사는 서울대학교에서 화학생물공학 박사 졸업 후 하버드에서 박사후연구원으로 재직 중이며, 기능성 재료 분야에 혁신적인 기여를 하고 있습니다. 연구원으로 이룬 성과 중 하나는 Hydrogel 기반의 3D 프린팅 기술을 이용한 체외심장 모델 개발입니다. 이전에는 서울대학교 연구원으로 생체전자 분야 연구에서 신축성 전극의 전자 부품 분야에서 큰 성과를 이루었으며 금속 나노재료와 복합재료를 사용하여 웨어러블 (wearable) 및 이식 가능한 장치를 개발하고 연구하였습니다. 최수지 박사는 3D 프린팅, 랩온어칩 (Lab-on-a-chip) 기술, 생체 의료 기기 개발 등 다양한 분야에 걸쳐 바이오인터페이스 분야에서 혁신적인 연구를 이어가고 있습니다.
연구 소개
Fiber infused gel (FIG) ink를 이용하여 심장조직의 microscale의 세포정렬 구조를 포함하는 centimeter-scale의 3D printing된 심실모델을 개발하는 연구를 하였습니다. FIG ink에는 gelatin fiber와 gelatin/alginate 하이드로젤로 구성되어 있습니다. 여기서 Fiber는 잉크의 유변학적 특성을 향상시키는데 두가지 중요한 역할을 하는데, i), 프린팅 도중 viscosity가 감소하여 extrusion이 가능하게 하는 shear thinning behavior가 일어나게 해주며, ii) 프린팅 이후에 빠른 gelation이 일어나게 하여서 다른 보조 물질 없이 잉크 자체로 3D구조로 프린팅이 가능하게 합니다. 이로인해 프린팅 된 3D구조의 스캐폴드에는 fiber의 정렬이 microscale로 유지되어있고, 세포가 자랄때 fiber의 정렬에 따라 세포가 정렬을 이룬채로 조직을 형성하게 유도합니다. 정렬된 티슈조직으로 형성된 심실 모양에서 정렬방향으로 빠른 신호전달을 일으켜 세포의 동기화된 수축과 이완이 심실의 펌핑작용을 모사 할수 있었습니다.
