오가노이드는 인간 장기 구조와 기능성을 모방하기 위해 설계된 줄기세포 유래 미세조직이다. 현재는 단순했던 오가노이드 구조를 복잡하게 진화시키는 방향으로 관련 기술이 개량되고 있다.

오가노이드의 복잡성 구축 연구는 단순히 세포를 3차원으로 배양하는 초기 단계를 넘어 실제 인체 장기와 구조적·기능적으로 유사한 인체모사시스템을 개발하는 방향으로 빠르게 발전하고 있다. 연구의 핵심은 오가노이드의 생존 능력과 기능성을 극대화하기 위한 세포 복잡성 통합과 미세 환경 재현 기술의 고도화에 집중되고 있다.첫 번째 초점은 기능성 향상을 위한 핵심 구조 통합이다. 오가노이드 크기가 커지면 산소와 영양분 공급이 제한돼 괴사가 발생하는데 이런 미성숙한 기능을 해결하기 위해 생체 필수 구성 요소인 혈관 및 신경계 통합이 가장 활발하게 연구되고 있다.

혈관화는 오가노이드 내에 기능적인 혈관 네트워크를 구축하는 것으로 내피세포를 공동 배양해 혈관망을 자발적으로 형성하게 하거나 혈관 오가노이드와 장기 오가노이드를 따로 만든 후 융합하는 방식으로 이루어진다.

이러한 혈관화는 산소와 영양분 공급을 원활하게 해 오가노이드의 장기 생존 능력을 높이고, 실제 장기에서 일어나는 대사 및 약물 반응을 더욱 정확하게 모사할 수 있도록 한다. 신경계 통합은 오가노이드에 신경세포를 통합해 실제 장기와 신경계 간의 상호작용을 재현한다. 감각 뉴런을 피부 오가노이드에 통합해 온도나 통증에 대한 반응을 연구하거나 서로 다른 뇌 영역 오가노이드를 결합해 복잡한 신경 회로망과 뇌 질환 모델을 구축하는 것이 대표적인 예이다.