교모세포종(glioblastoma, GBM)의 고유한 특성인 종양의 이질성과 침윤성, 그리고 혈뇌종양장벽(blood-brain tumor barrier, BBTB)의 존재는 GBM에 대한 효과적인 치료 개발에 어려움을 제기한다. 특히 GBM의 경계부위로, GBM 세포가 정상 뇌 조직으로 침윤하는 영역에서는 치료에 대한 저항성이 높다. 이 부위에서 종양 진행을 제어하는 데 어려움이 있음에도 불구하고, GBM의 경계부위는 반드시 연구되어야 하는 핵심 영역으로 남아 있다. 본 연구에서는 GBM 경계부 내에서 BBTB를 모사하는 미세공학적 모델을 보고한다. 이 모델은 정상 성상세포와 새로 진단된 GBM 환자에서 분리한 GBM 세포를 포함하는 3차원 네트워크를 구축하여 BBTB를 모사한다. GBM 세포와 기질 세포 간의 상호작용은 혈관 투과성 증가, 반응성 신경교증(reactive gliosis), 그리고 종양의 침윤성과 진행을 촉진하기 위한 성상세포 행동의 변화를 유발한다. 우리는 BBTB-on-a-chip 모델에서 환자 특이적 종양의 반응을 기존의 화학요법에 대해 평가하고, 이를 임상 결과와 비교함으로써 본 모델이 맞춤형 약물 반응을 예측할 수 있는 능력을 보여주고자 한다. 본 BBTB 모델은 종양과 정상 뇌 조직 간의 상호작용을 살펴보기 위한 맞춤형 도구로서 기능할 수 있으며, 궁극적으로 GBM 치료를 위한 개인화 의학의 스크리닝을 촉진할 수 있을 것이다.

생체의료 전자공학은 진단, 모니터링 및 치료를 위한 고도화된 의료기기의 수요 증가로 인해 상당한 관심을 받고 있다. 3차원(3D) 프린팅, 즉 적층 제조는 이러한 고급 생체의료 기기를 개발하기 위한 매력적인 제작 방법으로 부상하였다. 다용성, 비용 효율성, 신속한 시제품 제작 능력과 같은 고유한 특징은 의료 영상 기술과 결합될 때, 높은 정밀도와 환자 맞춤형 구조를 생성할 수 있게 한다. 3D 프린팅 분야에 대한 광범위한 연구는 착용형 및 이식형 기기뿐 아니라 지지체(scaffold) 또는 플랫폼을 포함한 다양한 생체의료 기기 개발에 초점을 맞추어 왔다. 최근에는 유연성, 전도성, 신장성, 안정성 및 생체적합성으로 알려진 최첨단 전자 소재와 3D 프린팅을 통합함으로써 혁신적인 생체전자(bioelectronic)공학이 개발되었다. 본 종설에서는 3D 프린팅 기술의 최근 발전과 생체전자 소자에서의 응용을 개괄한다. 먼저, 다양한 3D 프린팅 방법과 인쇄 가능한 전자 소재를 설명하면서 각각의 장점과 한계를 강조한다. 이어서, 이러한 기술의 응용을 외과적 안내와 보철부터 건강 모니터링 장치 및 조직공학 지지체에 이르기까지 생의학 연구 전반에 걸쳐 탐색한다. 마지막으로, 본 종설에서는 3D 프린팅된 생체전자 기기의 잠재력을 충분히 활용하기 위한 현재의 과제와 향후 방향성을 논의하며, 개인맞춤형 의료를 전환하는 것을 목표로 한다.