생분해성 고분자 지지체 개발..골조직 재생 돕는다

국내 연구팀, 동물 실험에서 골조직 재생 확인

[아이뉴스24 정종오 기자] 골조직 재생을 효과적으로 유도할 수 있는 생분해성 고분자 지지체가 만들어졌다. 동물 실험을 통해 골조직이 재생되는 것을 확인했다.

한국연구재단(이사장 이광복)은 한동근 교수(차의과학대) 연구팀이 골조직 재생을 돕기 위한 생리활성물질을 함유한 생분해성 고분자 지지체를 개발했다고 9일 발표했다.

손상된 골조직이 재생되려면 일정 기간 구조를 유지하며 세포의 성장과 분화를 돕기 위한 지지체가 필요하다. 기존 생분해성 고분자 지지체는 이식 후 주변 조직의 산성도를 낮춰 산성화된 조직의 염증반응을 유발할 수 있다는 것이 숙제로 남아 있었다.

골재생과 혈관재생 능력이 우수한 나노복합체가 포함된 생분해성 생체활성 지지체가 개발됐다. [사진=한국연구재단]

연구팀은 조직재생을 촉진할 수 있는 생리활성물질을 함유한 생분해성 고분자 지지체를 개발함으로써 손상된 골조직의 재생효능을 향상시키는 전략을 세웠다.

연구팀은 연어의 생식세포에서 추출한 DNA 단편혼합물 PDRN과 골형성 단백질 BMP2를 조직재생 촉진 생리활성물질로 채택했다.

PDRN(Polydeoxyribonucleotide)은 손상된 조직의 회복을 촉진하고 혈관 재생에 효과가 있는 물질로 알려져 있다. BMP2(Bone morphogenetic protein2)는 미국 식품의약국( FDA)에서 승인된 성장인자로 척추 불유합, 치조골 재생 등 다양한 골 조직 재생에 가장 많이 사용되고 있다.

송아지 뼈에서 추출한 세포외기질을 통해 실제 골조직 환경을 모방하는 한편 수산화마그네슘을 첨가해 고분자 분해산물에 의한 부작용을 최소화하고자 했다.

수산화마그네슘은 무독성 세라믹 입자이다. 지지체로 사용된 생분해성 고분자의 산성 분해산물을 중화시켜 주변 조직의 염증이나 괴사를 억제하는 역할을 한다.

실제 두개골에 4mm 결손을 발생시킨 쥐에 이 같은 생리활성물질을 포함한 생분해성 지지체를 이식하고 8주 후 새롭게 형성된 골 조직의 부피가 기존 지지체 대비 6배 증가한 것으로 나타났다.

반면 염증반응은 20배 정도 감소했고 재생된 혈관 수와 부피가 정상 쥐와 비슷한 수준으로 회복됐다.

한동근 교수는 “이번에 개발된 생분해성 지지체는 광범위한 골절 환자들에게 쉽게 발생하는 골절 불유합의 확률을 크게 낮출 수 있다”며 “맞춤형 지지체 제작을 통해 골결손, 척추유합술, 치주골 재생 등 다양한 골재생 분야에 적용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

연구 성과(논문명: Advanced PLGA hybrid scaffold with a bioactive PDRN/BMP2 nanocomplex for angiogenesis and bone regeneration using human fetal MSCs)는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 12월 8일자에 실렸다.

/세종=정종오 기자(ikokid@inews24.com)

▶네이버 채널에서 '아이뉴스24'를 구독해주세요.

▶재밌는 아이뉴스TV 영상보기▶아이뉴스24 바로가기

[ⓒ 아이뉴스24 무단전재 및 재배포 금지]