AI 로봇 바이오프린팅 기술, 당뇨병성 만성 상처 치료의 새 지평 열다
노형석 기자
작성일 2026-08-14 08:22
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이번 연구는 스스로 산소를 방출하고 면역 반응을 조절하는 ‘면역반응성 바이오잉크’를 AI가 상처를 인식해 현장에서 직접 인쇄하는 로봇 시스템과 결합한 것이 특징이다. 연구 결과는 생체재료공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 게재되었다.
당뇨병성 만성 상처는 지속적인 염증, 산소 부족, 면역 기능 이상으로 치료가 어려운 질환으로 알려져 있다. 특히 상처 부위의 면역세포가 염증 상태(M1)에서 조직 재생 상태(M2)로 전환되지 못하는 것이 치유를 가로막는 주요 원인으로 지목된다.
연구팀이 개발한 바이오잉크는 다공성 젤라틴 기반 구조체, 옥수수 단백질(제인)로 감싼 미세입자, 인간 줄기세포를 포함하고 있다. 이 바이오잉크는 필요한 만큼 산소를 서서히 방출하며, 줄기세포는 혈관 생성과 조직 재생을 돕는 신호물질을 분비한다. 이는 수일에 걸쳐 안정적으로 산소를 공급하며, 세포에 해롭지 않은 낮은 농도로 재생 신호를 자극한다.
또한, 연구팀은 ‘INSIGHT’라 명명된 AI 비전 기반 로봇 프린팅 시스템을 적용했다. 이 로봇은 상처의 깊이, 형태, 색을 인식하여 상처마다 다른 인쇄 경로를 자동으로 생성하고, 실시간 영상 피드백을 통해 바이오잉크를 상처 모양에 맞게 정밀하게 인쇄한다. 이는 환자 맞춤형 치료의 새로운 가능성을 제시한다.
당뇨병 생쥐 모델 실험에서 해당 기술은 대조군 대비 상처 봉합 속도를 크게 단축시켰으며, 새 살 형성 및 피부 재생, 혈관 생성을 촉진하는 효과를 보였다. 공간전사체 분석을 통해 염증성 대식세포가 재생성 대식세포로 전환되는 과정이 조직 회복 부위를 따라 공간적으로 일어나며, 소재가 상처의 면역 환경을 치유에 유리하게 재편한다는 사실이 입증되었다.
연구팀은 지능형 소재 설계, 산소 조절, 줄기세포 기반 면역 조절, AI 적응형 로봇 프린팅을 결합하여 환자 맞춤형 정밀 재생 치료의 청사진을 제시했으며, 향후 당뇨병성 상처뿐 아니라 다양한 난치성 상처로의 확대 적용을 기대하고 있다.
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