[사이언스] 생리활성물질 함유한 고분자 지지체 개발

손상된 골조직의 재생효능 향상... 기존 지지체 대비 6배 증가, 염증반응 20배 감소

특허뉴스 이성용 기자 | 기사입력 2021/12/09 [22:46]

[사이언스] 생리활성물질 함유한 고분자 지지체 개발

손상된 골조직의 재생효능 향상... 기존 지지체 대비 6배 증가, 염증반응 20배 감소

특허뉴스 이성용 기자 | 입력 : 2021/12/09 [22:46]

▲ 골재생 및 혈관재생능이 우수한 나노복합체가 포함된 생분해성 생체활성 지지체 제조 모식도 / 이 연구에서는 골재생을 유도할 수 있는 BMP2와 혈관신생능이 뛰어난 생리활성물질인 PDRN을 이용하여 제작한 나노복합체를 고정화한 생분해성 생체활성 지지체를 개발함으로써, 효과적인 골재생을 촉진하는 전략을 세웠다. 또한 골조직유래 세포외기질 및 수산화마그네슘을 첨가하여 생체적합성, 항염증효과 및 항균작용을 갖는 다기능성 생분해성 고분자 지지체를 통해 생체활성 지지체의 생화학적 및 생물리학적 특성의 시너지 효과에 의하여 골조직 효율을 성공적으로 증대하였다. (그림설명 및 그림 제공 : 차의과학대학교 한동근 교수)   © 특허뉴스

 

 

골조직 재생을 효과적으로 유도할 수 있는 생분해성 고분자 지지체가 제작됐다.

한국연구재단은 차의과학대학교 한동근 교수 연구팀이 골조직 재생을 돕기 위한 생리활성물질을 함유한 생분해성 고분자 지지체를 개발했다고 9일 밝혔다.

 

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

 

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

 

▲ 생체활성 지지체 모식도 / 골분화능과 신생혈관형성능 향상을 위해 제조된 BMP2/PDRN 나노복합체를 이온결합을 통해 생분해성 염증억제 고분자 지지체에 고정하였다. (그림설명 및 그림 제공 : 차의과학대학교 한동근 교수)   © 특허뉴스


연구팀은 연어의 생식세포에서 추출한 DNA 단편혼합물 PDRN(Polydeoxyribonucleotide: 손상된 조직의 회복을 촉진하고 혈관 재생에 효과가 있는 물질)과 골형성 단백질 BMP2(Bone morphogenetic protein 2 : FDA에서 승인된 성장인자로, 척추 불유합, 치조골 재생 등 다양한 골 조직 재생에 가장 많이 사용되고 있다)를 조직재생 촉진 생리활성물질로 채택했다.

 

또 송아지 뼈에서 추출한 세포외기질을 통해 실제 골조직 환경을 모방하는 한편 수산화마그네슘을 첨가하여 고분자 분해산물에 의한 부작용을 최소화하고자 했다. 수산화마그네슘은 무독성 세라믹 입자로, 지지체로 사용된 생분해성 고분자의 산성 분해산물을 중화시켜 주변 조직의 염증이나 괴사를 억제하는 역할을 한다.

 

실제 두개골에 4mm 결손을 발생시킨 쥐에 이같은 생리활성물질을 포함한 생분해성 지지체를 이식하고 8주 후, 새롭게 형성된 골 조직의 부피가 기존 지지체 대비 6배 증가한 것으로 나타났다. 염증반응은 20배 가량 감소하였고 재생된 혈관 수 및 부피가 정상 쥐와 유사한 수준으로 회복되었다는 설명이다.

 

이번 연구의 성과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)’128일 게재됐다.

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