왼쪽부터 김종민 연구교수, 장진아 교수. 포스텍 제공

흡연이 인체와 눈 건강에 해롭다는 것은 잘 알려진 사실이다. 통계적으로도 흡연자들에게 안구질환 발생 비율이 높지만 인과관계에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 

포스텍은 기계공학과 조동우 교수·장진아 교수·김종민 연구교수 연구팀이 하이브리드 멤브레인 프린팅 기술을 활용한 인공 눈을 개발해 흡연이 눈 건강에 미치는 영향을 규명하고 연구 결과를 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈’에 게재했다고 6일 밝혔다. 

눈 안의 망막 색소 상피(RPE)는 혈관, 망막, 장벽을 형성할 뿐 아니라 손상되면 시력 저하를 비롯해 심각한 질병으로 이어질 수 있다. 하지만 아직 RPE 손상과 관련된 질병을 치료하기 위한 효과적인 방법은 없다. 

연구팀은 RPE 기저막과 단층 구조를 제작할 수 있는 프린팅 기술을 개발했다. 실제 기저막 조직을 기반으로 만들어진 바이오잉크를 사용해 지금까지 바이오잉크로는 획득할 수 없었던 RPE 기능을 모사하는 데 성공했다. 개발된 ‘인공 눈’은 기존 모델과 비교했을 때 실제 망막 기능을 잘 모사하는 것으로 확인됐다. 

연구팀은 흡연자가 직접 흡연하는 환경을 재현해 흡연이 안구에 미치는 영향을 분석한 결과 인공 눈에서 산화 스트레스를 발견했으며 이로 인해 RPE의 기능들이 망가지는 것을 확인했다. 또 항산화제를 처리한 모델은 미약하지만 흡연으로 인한 RPE 손상을 줄여주는 것으로 나타났다. 

연구팀은 실험을 통해 흡연이 실제 안구 조직에 산화 스트레스를 유발하고 항산화제로는 이러한 악영향을 모두 막는 것이 어렵다는 것을 확인했다. 또 연구팀은 인공 눈이 실제 인체 기능을 모사할 수 있어 약물 효능 검증에도 사용할 수 있을 것으로 내다봤다.  

조동우 교수는 “프린팅 기술에 환자 샘플을 이용한다면 환자의 안구 상황을 재현할 수 있다”며 “개인 맞춤형 약물 개발 플랫폼으로 활용되길 기대한다”고 말했다.

개발된 인공 눈 관련 모식도. 포스텍 제공