- 서울대·하버드의대 공동연구팀, INSIGHT AI 로봇 바이오프린팅 기술 개발
- 산소 방출·면역조절 바이오잉크로 환자별 상처 부위 현장 직접 인쇄
[뉴스에디션] 서울대학교 치의학대학원 김우진 교수 연구팀이 미국 하버드의대 등과의 국제 공동연구를 통해 당뇨병성 궤양 등 만성 상처를 맞춤형으로 치료하는 AI 로봇 바이오프린팅 기술을 개발했다.
상처 인식부터 맞춤형 인쇄까지 자동화
이번 연구는 지속적인 염증과 산소 부족으로 잘 아물지 않는 당뇨병성 만성 상처의 한계를 극복하기 위해 추진됐다. 기존 치료 방식은 인공 피부 패치를 미리 만들어 붙이거나 산소가 한꺼번에 방출되어 불규칙한 형태의 상처에 정밀하게 대응하기 어려웠다.
연구팀이 개발한 'INSIGHT' 시스템은 AI 비전 기반 로봇 팔에 달린 카메라인 'AI 눈'을 통해 상처의 깊이, 형태, 색을 스스로 인식한다. 분석된 데이터를 바탕으로 로봇이 인쇄 경로를 자동 생성하여 환자의 상처 부위에 바이오잉크를 직접 층층이 쌓아 올린다.
면역 조절과 조직 재생을 돕는 바이오잉크
치료에 사용된 바이오잉크는 다공성 젤라틴 구조체, 과산화칼슘을 함유한 옥수수 단백질(제인) 미세입자, 인간 줄기세포를 결합한 형태다. 세포에 해롭지 않은 낮은 농도의 산소를 수일에 걸쳐 안정적으로 방출하며, 줄기세포가 조직 재생을 돕는 신호물질을 분비하도록 설계됐다.
당뇨병 생쥐 모델을 대상으로 실시한 실험 결과, 대조군에 비해 상처 봉합 속도가 빨라졌으며 새 살 형성과 피부 재생, 혈관 생성이 촉진됐다. 공간전사체 분석을 통해 염증성 세포가 재생성 세포로 전환되며 면역 환경이 회복되는 원리도 입증됐다.
이번 연구 성과는 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'에 게재됐으며, 향후 다양한 난치성 상처 치료 분야로 확대 적용될 전망이다.
[단평] AI 바이오프린팅이 제시한 난치성 질환 치료의 새 지평
이번 연구는 의료용 AI 기술과 생체재료공학이 결합해 난치성 만성 상처 치료의 오랜 한계를 극복한 혁신적 사례다. 기존 치료 방식의 물리적·기능적 한계를 환자 맞춤형 정밀 의료로 전환했다는 점에서 정밀 재생 의학 발전에 크게 기여할 것으로 평가된다.
