"부작용 없이 뼈 신속 재생"…악성 노인골절 치료 희망 생겼다

한동근 차의과대 교수팀 염증없는 생분해성 고분자 지지체 개발

생분해성 고분자 지지체 모식도.

[아시아경제 김봉수 기자] 국내 연구진이 염증 등 부작용 없이 뼈 조직을 효과적으로 재생하도록 돕는 '생분해성 고분자 지지체'를 개발했다. 잘 붙지 않는 노인들의 골절을 치료하거나 척추·치조골 재생 등에 효과적으로 사용될 수 있어 주목된다.

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

상된 골조직이 재생되려면 일정 기간 구조를 유지하며 세포의 성장과 분화를 돕기 위한 지지체가 필요하다. 기존에도 뼈 재생을 촉진하는 생분해성 고분자 지지체가 개발돼 있다. 문제는 이식 후 주변 조직의 산성도를 낮추어 산성화된 조직의 염증반응을 유발할 수 있다는 것이다.

연구팀은 조직재생을 촉진할 수 있는 생리활성물질을 함유한 생분해성 고분자 지지체를 개발함으로써 손상된 골조직의 재생효능을 향상시키는 전략을 세웠다. 연어의 생식세포에서 추출한 DNA 단편혼합물 PDRN과 골형성 단백질 BMP2를 조직재생 촉진 생리활성물질로 채택했다. 또 송아지 뼈에서 추출한 세포외기질을 통해 실제 골조직 환경을 모방하는 한편 수산화마그네슘을 첨가해 고분자 분해산물에 의한 부작용을 최소화했다. 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. 염증 반응은 20배 가량 감소하였고 재생된 혈관 수 및 부피가 정상 쥐와 유사한 수준으로 회복됐다.

연구팀은 "척추 손상환자, 요추협착증, 요추 수핵탈출증 환자를 대상으로 하는 기존 척추 유합술(spinal fusion) 대체 지지체는 물론 골 결손, 치조골 재건 등과 같은 골 조직 재생이 필요한 정형외과/척추 재생의료기기 제작 기술로 활용될 수 있을 것"이라며 "실용화를 위해서는 무독성 지지체의 제조 및 제조과정의 최적화를 진행해야 하며, 대동물 비임상시험 및 임상시험으로 안전성 및 유효성을 평가해야 한다"고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 지난 8일 게재됐다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr