손상된 생체조직·장기 재생하는 바이오소재 개발된다

조직재생 나노 멀티스케일 지지체 개발

기사입력 2021-10-14 06:00     최종수정 2021-10-14 06:39 프린트하기 메일보내기 스크랩하기 목록보기   폰트크게 폰트작게

세포 바깥 환경을 정밀하게 모사한 조직재생 촉진을 위한 지지체가 개발되 관심이 모이고 있다.

김장호 전남대학교 교수)와 김명선 전남대학교병원 교수 연구팀은 손상된 조직의 재생을 위한 나노 멀티스케일 지지체를 개발했다고 전했다.

지금까지 손상된 조직과 장기의 재생을 위한 생체 내 삽입용 지지체의 개발을 위한 다양한 시도가 이루어졌지만, 세포 주변의 복잡한 나노크기의 멀티스케일 미세구조를 유사하게 구현하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 생체적합성을 고려한 생분해성 폴리머를 기반으로 리소그래피와 산소 플라즈마 기술을 이용하여 일렬로 정렬된 형태의 나노패턴과 다양한 나노크기의 기공을 만드는데 성공했다.

이에 연구팀은 산소 플라즈마에 의해 만들어진 계층적 구조들이 친수성을 띄면서 세포와의 친화성을 높인 결과 이 지지체에 세포를 배양할 경우 세포의 부착과 증식, 분화가 촉진되는 것을 확인했다고 전했다.

이 지지체에 세포를 배양하였을 때 접착과 증식이 향상되었을 뿐만 아니라 골 형성 미네랄 발현도 촉진시킬 수 있는 것으로 나타났다.

쥐 모델을 이용하여 조직재생 효능을 확인한 결과, 회전 근개 힘줄이 손상된 쥐 모델의 조직 위에 지지체를 삽입하여  4주 후에 힘줄 및 섬유연골 조직 재생이 향상되었다.

본래의 힘줄 조직과 유사한 콜라겐 배열과 밀도로 재생되었다▲ 본래의 힘줄 조직과 유사한 콜라겐 배열과 밀도로 재생되었다

또한 두개골이 손상된 쥐 모델의 뼈 조직 위에 지지체를 삽입하고  3주 및 6주 후에 두개골 조직의 재생이 향상되는 것이 확인됐다.

나노 멀티스케일 지지체를 이용하여 재생된 뼈 조직은 대조군들에 비해 뼈 조직 형성이 촉진된다는 것을 확인했다▲ 나노 멀티스케일 지지체를 이용하여 재생된 뼈 조직은 대조군들에 비해 뼈 조직 형성이 촉진된다는 것을 확인했다

연구팀은 힘줄조직(연조직) 및 골 조직(경조직) 재생촉진의 실마리를 보여준 이 결과가 향후 임플란트나 이식재, 조직재생 치료제, 줄기세포 기반 바이오 의약품 연구 등에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

하지만, 지지체를 동물모델에 삽입하여 얻은 전임상 결과로 실제 임상 적용을 위해서는 대량생산 공정구축과 임상시험을 통해 조직재생 효능을 검증하는 것이 추가로 필요한 상황이다.

연구팀은 "나노 멀티스케일 지지체를 이용하여 세포의 기능과 힘줄 및 골 조직재생에 미치는 영향을 중점적으로 했다"며 "이를 토대로 줄기세포의 기능을 향상시키고 특정 세포로의 효율적인 분화를 조절하는 지지체로서 줄기세포와 결합하여 개인맞춤형 줄기세포 조직재생 치료제 개발을 위한 연구로 확장할 계획이다"고 전했다.
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