스웨덴 연구팀이 전도성 플라스틱을 이용해 실제 심장근육세포의 전기 신호를 모방한 '인공 심장근육세포'를 세계 최초로 개발했다.
스웨덴 린셰핑대 연구팀은 3일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 유기 전자 기술을 기반으로 심장근육세포의 이온 신호 전달 과정을 재현하는 데 성공했다는 연구 결과를 발표했다.
인간의 심장은 칼륨, 나트륨, 칼슘 이온이 세포 안팎을 오가며 전기 신호인 '활동 전위'를 일으켜 쉼 없이 박동한다. 하지만 기존 전자 기술로는 다른 이온 채널보다 상대적으로 느리게 작동하는 칼슘 이온 채널의 특성을 모방하기 어려웠다.
연구팀은 이온과 전자를 모두 운반할 수 있는 유기 전자 소재, 즉 전도성 플라스틱을 활용해 이 문제를 해결했다. 이를 통해 실제 생체 세포와 유사한 방식으로 소통하는 인공 심장근육세포를 구현했다.
연구를 이끈 시모네 파비아노 린셰핑대 재료과학과 교수는 "단순히 생체 신호를 모방하는 것을 넘어, 이 신호들을 효과적으로 만드는 핵심 원리를 활용하고자 한다"고 설명했다.
이번 연구는 향후 초소형 인공 심박동기나 근육을 활성화하는 이식 장치, 심장 기능 이상을 조기에 감지하는 센서 개발의 토대가 될 수 있다.
연구팀은 인공 세포가 실제 생체 세포와 신호를 주고받는 기술을 다음 과제로 꼽았다. 제1 저자인 다체 가오 박사는 "인공 세포가 생체 세포 사이의 다리 역할을 할 수 있게 되면, 생의학적 응용에 훨씬 더 가까워질 것"이라고 밝혔다.