ECM 기반 심장 재생 미세환경과 장기 기능 평가용 3D 생체신호 인터페이스 연구

ECM-based cardiac regenerative microenvironments and 3D bio-signal interfaces for long-term functional assessment

연구 내용

탈세포화 심장 ECM을 3D 미세환경으로 재구성해 심장 조직 성숙과 화학적 직접 재프로그래밍을 향상시키고, 근육 손상 상태를 장기 EMG로 평가하는 인터페이스를 개발하는 연구

인비보 유사 심장 세포외 미세환경을 재구성하기 위해 3D 심장 ECM과 마이크로플루이딕 칩 기반 관류 배양을 결합하여, 인간 유도만능줄기세포 유래 세포의 구조적 성숙과 기능적 지표를 강화합니다. 또한 섬유아세포를 화학 소분자로 재프로그래밍할 때 탈세포화 심장 ECM 기반 3D 미세환경이 심근 표지 발현, 사코메어 조직화, 전기생리 특성 및 약물 반응을 개선하는지 평가합니다. 더불어 근육 손상 및 약물 치료 반응을 장기적으로 모니터링하기 위해 3D 형태의 연성 액상금속 전극으로 고해상도 EMG 신호를 안정적으로 획득하는 플랫폼을 제시합니다.

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연구 흐름

2022년에는 탈세포화 심장 ECM을 3D 미세환경으로 사용하여 화학적 직접 재프로그래밍에서 전환 효율과 성숙도 한계를 개선하는 연구를 수행했습니다. 이후 2024년에는 관류가 가능한 미세환경을 설계하여 인간 심장 조직을 기능적으로 성숙시키고, 약물 테스트와 질환 모델, 재생 치료 평가로 확장했습니다. 2025년에는 심장·근육 재생 맥락에서 기능 평가가 가능한 장기 EMG 모니터링용 3D 액상금속 전극을 도입하며, 제작-평가-치료 반응 확인까지의 연결성을 강화하는 방향으로 발전했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

관류형 3D 심장 조직 배양 플랫폼
화학적 직접 재프로그래밍 효율 향상 조건
심근 성숙도 평가용 기능 지표 세트
약물 반응성 기반 질환 모델링 시스템
근육 손상 약물 평가용 장기 EMG 모니터링
고해상도 전기생리 신호 획득 인터페이스
웨어러블 근신경 신호 취득 장치
재생치료 전·후 기능 추적 방법
기계적 연성 기반 생체 적합 전극
장기 임상 적용을 고려한 신호 안정성 설계