국립공주대학교 신소재공학부 최종섭 교수는 국제공동연구를 통해 이온투과성 고분자 소재를 이용하며 생체 유사 나노 패턴을 구현하고 이온투과성 나노 기판을 전극과 통합하여 체외에서 뇌혈관 세포의 성장, 증식 및 뇌혈관 장벽의 물리적 견고함을 실시간 측정할 수 있는 센서 개발에 성공하였다.

뇌혈관 장벽은 뇌혈관 내피세포들의 물리·화학·생물학적 결합을 통해 생체 혈관의 장벽을 구성한다. 이를 통해 뇌에 필수적으로 작용하는 생체분자들만 선택적으로 장벽을 통과하여 뇌 기능을 조절한다. 제한적인 투과성을 갖는 뇌혈관 장벽의 특성으로 이를 위한 체외 생체모델을 만드는 데 어려움을 겪고 있다. 특히 뇌혈관질병과 관련 있는 약물을 개발하기 위해 다양한 체외 뇌혈관 장벽 모델을 개발해 왔으나, 아직 어느 체외 모델도 생체 내 기능을 모사하기에는 여전히 부족하다.

최종섭 교수는 “이번 연구 결과는 나노기판 위 세포 배양을 통해 뇌혈관 세포를 신체 내부와 유사하게 모사하고 실시간 전기신호를 통하여 혈관 세포의 성장, 증식, 혈관 세포의 물리적 장벽을 임피던스 또는 저항 기반으로 측정할 수 있는 센서이며, 체외에서 모사하기 힘든뇌혈관 장벽 모델을 실시간 전기신호 분석을 통해 신뢰성 있는 실험 조건을 확립할 수 있으며, 암, 심장 등의 다양한 세포 분석으로 확장될 수 있을 것으로 기대된다.”라고 연구 의의를 설명했다.

이번 연구는 존스홉킨스(Johns Hopkins University), 구미전자정보기술원, 서울삼성의료원과의 학·연·병의 국제 협력 연구 교류를 통해 국제 학술지인 Advanced Healthcare Materials (Impact Factor=10) 10월 11일자에 게재되었다.