“스스로 모니터링하고 조절하는 똑똑한 인공조직”

포항공대 장진아 교수팀
‘BHET 플랫폼’ 리뷰 논문
국제생명공학저널에 발표

장진아 교수. /포항공과대학교 제공

포항공과대학교는 장진아 기계공학과·IT융합공학과·융합대학원·생명과학과 교수 연구팀이 ‘전자기술’과 ‘인공조직’을 결합한 ‘바이오하이브리드-공학조직(이하 BHET) 플랫폼’에 대한 리뷰 논문을 국제 생명공학 저널인 ‘트렌드 인 바이오테크놀로지(Trends in Biotechnology)’에 발표했다고 17일 밝혔다.

이번 연구는 용의중 미래IT융합연구원 박사, 김지환 기계공학과 통합과정이 함께했다.

인공조직은 손상되거나 노화로 제 기능을 잃은 조직을 대신해 건강을 회복하는 기술이다. 그러나 기존의 인공조직은 인체의 복잡한 기능을 완벽히 모사하지는 못했다. 특히 조직이 주고받는 전기적 신호를 실시간으로 측정하고 조절하기 어려워 약물 테스트나 질병 연구에 한계가 있었다.

이번 논문에서 포항공대 연구팀은 인공조직과 전자소자를 결합한 BHET 플랫폼을 세 가지 유형으로 분류했다. 첫째 ‘조직-센서 플랫폼(Tissue-sensor platform)‘은 인공조직 내부 전기 신호를 감지해 실시간으로 상태를 분석한다. ‘조직-전기자극 플랫폼(Tissue-electromodulator platform)’은 외부에서 전기 자극을 주어 인공조직 기능을 직접 조절한다. 마지막 ‘조직-자가조절 플랫폼(Tissue-communicator platform)’은 감지와 자극 기능을 결합해 인공조직이 스스로 모니터링하고 조절하는 자율지능형 조직을 구현한다.

BHET 플랫폼의 가장 큰 장점은 단순히 조직의 형태를 흉내 내는 수준을 넘어 인공조직이 스스로 생체 신호를 감지하고 필요한 조치를 실시간으로 수행할 수 있다는 점이다. 

또 전기생리 신호를 기반으로 조직 상태를 지속적으로 모니터링하며 즉각적인 전기 자극을 통해 기능을 조절하거나 회복시키는 피드백 제어도 가능하다.

장진아 교수는 “조직공학에 생체전자 기술을 더하면 보다 기능적이고 지능적인 인공조직을 구현할 수 있다”라며 “AI 기반 분석과 결합하면 인공조직이 스스로 기능을 정밀하게 모니터링하고 조절하는 플랫폼으로 발전할 것”이라고 말했다.

/단정민기자 [e-mail]