부작용 없고 세포재생까지 돕는 임플란트, 혈관확장 스탠트 기술 개발

부작용 없는 혈관 스텐트 기술 개발됐다

막힌 혈관을 확장하는 스텐트나 치아, 뼈를 대체하는 임플란트 같은 체내 삽입형 의료소재는 최근 다양하게 사용되고 있지만 삽입 부위에 염증이 생기거나 혈전을 유발시켜 오랜 시간 사용하기 어렵게 만드는 경우가 많다.

한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구센터, 차의과학대 의생명과학과 공동연구팀은 체내 삽입형 의료소재 표면에 세포와 비슷한 물질을 결합시켜 이 같은 문제들을 해결할 수 있는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 실렸다.

연구팀은 소재 표면이나 생체물질과 쉽게 결합되는 폴리도파민이라는 화합물과 피브로넥틴이라는 고분자량 당단백질을 코팅한 뒤 위에 세포를 배양했다. 배양된 세포는 조직 형태변화와 세포분화, 항상성 등을 조절하는 세포외기질 같은 세포 주변환경 구성물질을 만들게 된다. 세포외기질은 세포와 친화력이 높아 어떤 환경에서도 세포의 부착과 생존이 가능해 필요한 세포를 치료부위에 전달하고 의료소재와 신체조직간 부작용도 줄이는 역할을 할 수 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 의료소재 위에 코팅한 생체물질 중 세포외기질만 남겨놓고 배양세포를 제거해 치료목적으로 필요한 세포를 부착할 수 있는 공간을 만들었다.

세포외기질이 강하게 결합된 소재 구조 모식도 - 금속 표면에 고정된 폴리도파민에 의해 피브로넥틴이 균일하고 견고하게 코팅되고 피브로넥틴의 콜라겐 및 당단백질 결합 부위를 통해 세포 유래 세포외기질이 강하게 결합된 표면을 제조할 수 있다.KIST 제공

연구팀은 이번에 개발한 기술을 막힌 혈관을 확장할 때 사용하는 스텐트 표면에 적용했다. 보통 스텐트는 물리적으로 막힌 혈관을 확장시키는 것이기 때문에 시술 부위 혈관에 상처가 생겨 염증이 유발되고 그로 인한 혈전이 생겨 다시 혈관이 막히는 부작용이 발생하곤 했다. 연구팀이 개발한 소재에 혈관을 재생할 수 있는 일종의 줄기세포인 혈관전구세포를 탑재해 심혈관질환을 앓도록 한 토끼에게 시술한 결과 혈관 확장은 물론 손상된 혈관 내벽을 재생해 스텐트 시술에서 발생할 수 있는 부작용을 획기적으로 줄일 수 있다는 것을 확인했다.

연구를 이끈 정윤기 KIST 박사는 “이번 기술은 신체 내에 삽입하는 다양한 소재에 적용이 가능해 스텐트 뿐만 아니라 장기간 이식이 필요한 임플란트, 체내삽입형 진단기기나 치료기기에도 폭넓게 사용될 수 있을 것으로 본다”고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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