KAIST '뼈 반창고' 신소재 개발…뼈 재생 가속 효과

향상된 뼈 재생 메커니즘의 도식적 표현 및 하이드록시아파타이트 융합 P(VDF-TrFE) 지지체의 제조 방법.(KAIST 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 뼈 반창고 신소재를 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 전남대 융합바이오시스템기계공학과 김장호 교수 연구팀과 하이드록시아파타이트(HAp)의 고유한 골 형성 능력을 활용해 압력을 가했을 때 전기적 신호가 발생하는 생체 모방 지지체를 개발했다고 25일 밝혔다.

HAp는 뼈나 치아에서 발견되는 염기성 인산칼슘으로 생체 친화적인 특징이 있으며, 충치를 예방하는 특성이 있어 치약에도 쓰이는 미네랄 물질이다.

앞서 압전 지지체 관련 연구들은 압전성이 뼈 재생을 촉진하고 골 융합을 향상하는 효과를 다양한 고분자 기반 소재에서 확인했으나, 최적의 골조직 재생에 필요한 복잡한 세포 환경을 모사하는 데 한계가 있었다.

이에 연구팀은 HAp 고유의 골 형성 능력을 활용해 생체의 골조직 환경을 모방하는 소재를 개발하는 새로운 방법을 제시했다.

연구팀은 HAp를 고분자 필름과 융합하는 제조 공정을 개발했다.

또 이 공정으로 제작된 유연하고 독립적인 지지체는 실험 쥐를 대상으로 한 체외 및 체내 실험에서 뼈 재생을 가속하는 놀라운 잠재력을 입증했다.

KAIST 신소재공학과 주소연 박사과정생(왼쪽)과 홍승범 교수가 기념촬영을 하고 있다.(KAIST 제공)/뉴스1

홍승범 교수는 "뼈의 재생 속도를 가속화 하는 효과를 통해 '뼈 반창고' 같은 역할을 하는 HAp 융합 압전성 복합소재를 개발했다ˮ며 "이번 연구는 생체 재료 설계에 새로운 방향성을 제시하는 데에 그치지 않고 압전성과 표면적 특성이 뼈 재생에 미치는 영향을 탐구한 데에 의의가 있다"고 말했다.

KAIST 신소재공학과 주소연 박사과정 학생, 김소연 석사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 KAIST 연구진흥팀, KUSTAR-KAIST 공동연구센터, KAIST의 글로벌 특이점 사업과 정부의 재원으로 한국연구재단 기초연구사업 지원을 받아 수행됐다.

이번 연구 성과는 국제학술지 'ACS 응용재료 및 인터페이스'에 지난 4일 게재됐다.

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