조직재생 나노 멀티스케일 지지체 개발
손상된 생체조직 재생을 돕기 위한 첨단바이오소재 개발 실마리
□ 복잡한 나노 매트릭스 구조로 얼기설기 얽힌 세포 바깥 환경을 정밀하게 모사한 조직재생 촉진을 위한 지지체가 소개되었다.
ㅇ 한국연구재단(이사장 이광복)은 김장호 교수(전남대학교)와 김명선 교수(전남대학교병원) 연구팀이 손상된 조직의 재생을 위한 나노 멀티스케일 지지체를 개발했다고 밝혔다.
□ 손상된 조직과 장기의 재생을 돕기 위한 생체 내 삽입용 지지체의 개발을 위한 다양한 시도가 이뤄지는 가운데 세포 주변의 복잡한 나노크기의 멀티스케일 미세구조를 유사하게 구현하는 데 한계가 있었다.
□ 이에 연구팀은 일렬로 정렬된 홈과 마루를 갖는 형태의 나노구조에 수십 나노미터에서 수백 나노미터에 이르는 나노기공들을 형성시켜 계층적 지지체를 개발하고자 하였다.
※ 세포외기질 : 세포와 세포 사이의 틈을 메워 물리적으로 조직을 지지하거나 세포를 에워싸서 세포가 튼튼하게 살아가기 위한 환경을 조성하는 생체고분자
□ 생체적합성을 고려한 생분해성 폴리머를 기반으로 리소그래피와 산소 플라즈마 기술을 이용하여 일렬로 정렬된 형태의 나노패턴과 다양한 나노크기의 기공을 만들어 냈다.
□ 산소 플라즈마에 의해 만들어진 계층적 구조들이 친수성을 띄면서 세포와의 친화성을 높인 결과 이 지지체에 세포를 배양할 경우 세포의 부착과 증식, 분화가 촉진되었다.
※ 분화 : 한 세포가 다른 특징을 갖는 세포로 변화하는 과정으로, 세포가 분열 증식하여 성장하는 동안에 구조나 기능이 특수화되는 현상.
□ 나아가 세포의 기능을 조절함과 동시에 쥐 모델을 이용하여 조직재생 효능을 확인하였다.
ㅇ 회전 근개 힘줄이 손상된 쥐 모델의 조직 위에 지지체를 삽입하여 4주 후에 힘줄 및 섬유연골 조직 재생이 향상되는 것을 확인하였다.
ㅇ 또한 두개골이 손상된 쥐 모델의 뼈 조직 위에 지지체를 삽입하고 3주 및 6주 후에 두개골 조직의 재생이 향상되는 것을 확인하였다.
□ 연구팀은 힘줄조직(연조직) 및 골 조직(경조직) 재생촉진의 실마리를 보여준 이 결과가 향후 임플란트나 이식재, 조직재생 치료제, 줄기세포 기반 바이오 의약품 연구 등에 기여할 것으로 기대하고 있다.
ㅇ 현재는 지지체를 동물모델에 삽입하여 얻은 전임상 결과로 실제 임상 적용을 위해서는 대량생산 공정구축과 임상시험을 통해 조직재생 효능을 검증하는 것이 추가로 필요하다.
□ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 재생의학 분야 국제학술지‘엔피제이 리제너레이티브 메디신(npj Regenerative Medicine)’에 9월 9일 게재되었다.
