신장조직 재생용 스케폴드에서 수산화마그네슘 나노입자의 염증억제 메카니즘(한국연구재단 제공)© News1

국내 연구진이 나노입자를 이용해 우리 몸에 생분해성 임플란트를 이식할 때 발생하는 염증을 억제하는 기술을 개발했다.

한국연구재단은 차의과학대학교 한동근 교수‧박우람 교수 연구팀이 미국 시카고대학교 제프리 허블 교수와 공동 연구를 통해 수산화마그네슘 나노입자를 이용, 생분해성 고분자 임플란트로 인한 염증반응을 대폭 억제하는 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.생분해성 고분자는 생체 이식 후 시간이 지남에 따라 자연스럽게 분해돼 사라지는 특성이 있다. 때문에 수술 부위 봉합, 조직재생, 약물전달 등 체내 임플란트와 의료기기의 원료로 이용된다.

하지만 이들 고분자가 생체 내에서 분해되면서 산성 물질을 생성하기 때문에 심각한 염증반응이 유발된다는 부작용이 있는데 현재까지 이를 억제할 수 있는 특별한 방법이 없었다.

이에 연구팀은 사람이 복용하는 제산제에 이용되는 수산화마그네슘(Mg(OH)2)의 pH 중화 효과에 주목했고, 이들을 나노입자 형태로 생분해성 고분자 의료기기에 첨가했다.무독성인 수산화마그네슘 나노입자가 낮은 pH로 산성화된 조직 내 환경을 중화시키므로, 조직세포가 생존하고 염증이 현저히 억제된다.

특히 나노입자를 표면처리해 뭉쳐지지 않은 개별 크기로 사용하면 그 효과가 크게 증가된다.

연구팀이 관상동맥 약물방출 스텐트(stent)와 신장조직 재생용 스케폴드(scaffold)에 수산화마그네슘 나노입자를 적용하자 염증반응이 90% 이상 감소했고, 임플란트의 생체 적합성이 크게 개선됐다.

스텐트는 막히거나 좁아진 혈관이나 도관을 넓혀 흐름을 원활하게 해주는 가는 그물망의 이식물이다. 관상동맥 약물방출 스텐트는 심근경색 치료를 위해 활용된다.

스케폴드는 다공성을 가지고 있어서 세포가 부착해 잘 자랄 수 있게 하는 지지체(담체) 역할을 하는 생분해성 고분자 물질이다. 신장조직 재생용 스케폴드는 투석 및 신부전 예방과 치료를 위해 향후 활용될 수 있다.

한동근 교수는 “이 기술은 생분해성 고분자 재료를 이용하는 거의 모든 기존 생체이식 의료기기에 적용할 수 있는 플랫폼 원천핵심기술”이라며 “사업화되면 관련 의료기기의 수입 대체 및 수출 산업에 크게 기여할 것”이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부‧한국연구재단 기초연구사업(중견연구) 및 바이오‧의료기술개발사업의 지원으로 수행됐다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘ACS 나노(ACS Nano)’ 지난달 29일자에 게재됐고, 미국과 한국에 관련 특허가 등록됐다.


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