3D프린팅 미세유체 장치, 난관의 한 부위에서 살아 있는 세포를 얻는 방법

안녕하세요. 3D프린팅·CNC·다양한 소재 전문 플랫폼 기업 아이컨택입니다.

난관 조직에서 원하는 부위의 세포를 살아 있는 상태로 얻으려면 어떻게 해야 할까? MIT와 존스홉킨스대학교 공동 연구진은 3D프린팅 미세유체 장치를 조직에 밀착시키고, 작은 통로로 액체를 흘려 세포를 떼어냈다.

미세유체 장치는 좁은 통로 안의 액체 흐름을 다루는 장치다. 이 연구에서는 흐름이 닿는 부위를 좁혀, 절제한 난관의 특정 위치에서 세포를 채취하는 데 썼다.

AI 개념 이미지: 3D프린팅 미세유체 장치를 난관 조직에 밀착해 특정 부위의 세포를 채취하는 과정을 보여준다. 실제 장비 사진은 아니다.

기존 난관 조직 검사와 무엇이 다른가

가장 흔한 난소암 유형인 고등급 장액성 난소암은 상당수가 난관에서 시작한다. 난관의 전구 병변은 현미경으로 봐야 할 만큼 작고 채취하기도 어려워, 그곳에서 질병을 발견하기가 쉽지 않다.

기존 병리 검사에서는 수술로 제거한 난관을 화학 보존액에 넣고 얇은 절편으로 자른다. 병리 전문의는 절편을 현미경으로 살펴 암이나 암 전 단계의 부위를 찾는다.

보존액은 조직의 형태를 유지하지만, 처리된 세포는 살아 있지 않아 배양할 수 없다. 이번 장치는 조직의 특정 부위에서 살아 있는 세포를 얻어 배양할 수 있는지 살피는 데 쓰였다.

장치의 작은 통로를 조직 표면에 대면 첫 번째 주사기가 진공을 만들어 맞닿은 부분을 밀봉한다. 이 밀봉으로 액체가 새지 않고 조직의 작은 영역을 지나가게 된다.

두 번째 주사기는 통로 안으로 액체를 밀어 넣는다. 흐르는 액체가 조직 표면과 나란한 방향으로 힘을 가하면서, 그 부위의 살아 있는 세포를 부드럽게 떼어낸다.

표면을 따라 작용하는 이 힘을 전단 응력이라고 한다. 손바닥으로 표면을 누르는 힘보다, 표면을 따라 미는 힘을 떠올리면 가깝다. 연구진은 조직에 가하는 전단 응력을 조절할 수 있다고 보고했다.

연구진은 신선한 사람 난관 시료에서 장치를 시험했다. 막 절제한 조직의 특정 부위에서 회수한 살아 있는 세포를 배양과 검사에 사용했고, 실험을 마친 시료는 기존 병리 검사를 위해 다시 보냈다.

다른 채취 절차와 비교했을 때, 이 방식으로 얻은 세포는 살아 있었으며 기존 방식으로 떼어낸 세포보다 배양에서 훨씬 잘 자랐다. 채취 직후의 생존 여부뿐 아니라, 이후 키울 수 있는지도 확인한 결과다.

연구진은 난관에서 얻은 세포로 오가노이드도 만들었다. 오가노이드는 세포를 키워 조직의 일부 특징을 재현한 작은 입체 구조다. 연구진은 이를 검사와 질병 모델링, 향후 환자별 치료법 개발에 활용할 가능성을 제시했다.

여기서 확인된 채취는 환자 몸에서 이미 제거한 조직을 대상으로 한다. 연구진도 초기 사용 대상으로 절제 조직을 계획하며, 몸속에서 직접 시료를 채취해 검사와 조기 발견에 쓰는 것은 향후 용도로 제시했다.

아이컨택은 같은 절제 난관에서 병리 검사와 세포 배양을 모두 계획한다면, 보존액으로 처리하기 전 원하는 부위에서 배양용 세포를 얻는 순서를 살펴볼 만하다고 본다. 보존액 처리 후에는 세포를 배양할 수 없기 때문이다.