골조직 재생 유도하는 생체모방 지지체
골조직 재생 유도하는 생체모방 지지체
  • 이웃집과학자
  • 승인 2023.02.25 17:00
  • 조회수 2019
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

한동근 교수(차의과학대학교) 연구팀이 다공성 골조직 재생을 유도하기 위한 산화아연 나노입자를 도입한 생체모방 지지체를 개발했습니다. 

 

손상된 골조직이 재생되려면 일정기간 동안 구조를 유지하며 세포의 성장과 분화를 돕는 지지체가 필요안데요. 그러나 기존의 생분해성 고분자 지지체는 이식 후 염증 반응을 유발해 이를 억제할 수 있는 기술 개발이 절실했습니다. 또한, 조직 재생의 최적화를 위한 지지체의 생체활성을 높이고, 세포적합성과 기능을 개선하기 위한 전략 마련이 시급했죠. 

 

이에 연구팀은 기존에 개발된 생체모방 지지체에 추가적으로 혈관 및 골 분화를 돕는 산화아연 나노입자를 도입하여 손상된 골조직의 조직 재생능을 향상시키는 전략을 세웠습니다. 

지지체는 혈관형성에 중요한 역할을 하는 산화질소의 방출을 유도하기 위해 산화아연 나노입자를 사용했고, 나노입자의 표면에 1차 골다공증 치료제인 알렌드로네이트과 골형성 단백질 BMP2를 결합시켜 골다공증성 골 재생능을 극대화했는데요. BMP2(Bone morphogenetic protein 2)는 FDA에서 승인된 성장인자로, 척추 불유합, 치조골 재생 등 다양한 골 조직 재생에 가장 많이 사용되고 있습니다. 

골재생 및 혈관재생능이 우수한 산화아연 나노입자를 함유한 생분해성 생체모방 지지체 제조 모식도. 출처 : 한국연구재단
골재생 및 혈관재생능이 우수한 산화아연 나노입자를 함유한 생분해성 생체모방 지지체 제조 모식도. 출처 : 한국연구재단

또한, 송아지 골에서 추출한 무기 성분의 세포외기질과 탈회[1]과정을 통해 추출한 유기 성분의 세포외기질을 일정 비율로 혼합하여 실체 골조직 환경과 지지체가 유사하게 만들었으며, 수산화마그네슘[2]을 첨가해 고분자 분해산물에 의한 부작용을 최소화했습니다. 

[1] 탈회 : 칼슘 등의 광물질을 함유하는 생체 조직에서 킬레이트제 등을 사용하여 광물질을 제거하는 과정.

[2] 수산화마그네슘 : 무독성 세라믹 입자로 산성 분해산물을 중화시켜 주변 조직의 염증이나 괴사를 억제하는 역할을 함.

 

연구팀은 골다공증을 유도한 쥐의 두개골에 4 mm의 결손을 발생시킨 후, 개발한 생체모방 지지체를 이식했습니다. 실험 8주 후 새롭게 형성된 골 조직의 부피가 기존 지지체 대비 7배 이상 증가한 것으로 나타났는데요. 골다공증성 인자의 발현과 혈관형성은 역시 정상 쥐와 유사한 수준으로 회복됐습니다. 

산화아연 나노입자 함유 생체모방 지지체의 골다공증성 쥐 두개골 결손 모델 이식 모식도. 그림설명 및 그림제공: 차의과학대학교 한동근 교수
산화아연 나노입자 함유 생체모방 지지체의 골다공증성 쥐 두개골 결손 모델 이식 모식도. 그림설명 및 그림제공: 차의과학대학교 한동근 교수

이번 연구 결과에 대해 한동근 교수는 “개발된 지지체는 가혹한 골다공증성 환경을 극복하여 골 재생을 촉진할 수 있음을 증명한 것으로, 이를 통해 초고령화 사회의 대표 질환인 골다공증 환자의 골 결손 치료에 활용이 가능할 것으로 보인다”고 밝혔습니다. 

연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 12월 29일 게재됐습니다.

논문명 : Nitric Oxide-Releasing Bioinspired Scaffold for Exquisite Regeneration of Osteoporotic Bone via Regulation of Homeostasis


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 충청남도 보령시 큰오랏3길
  • 법인명 : 이웃집과학자 주식회사
  • 제호 : 이웃집과학자
  • 청소년보호책임자 : 정병진
  • 등록번호 : 보령 바 00002
  • 등록일 : 2016-02-12
  • 발행일 : 2016-02-12
  • 발행인 : 김정환
  • 편집인 : 정병진
  • 이웃집과학자 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2016-2024 이웃집과학자. All rights reserved. mail to contact@scientist.town
ND소프트