가시광선 쪼이자 뼈 재생·접착력 ↑…골 이식재 필요 없는 `하이드로젤` 개발

포스텍, 하이드로젤 '가교'와 뼈 성분 '광물화' 동시에
인체 무해 '가시광선' 활용..골 재생용 하이드로젤 개발
인체에 무해한 가시광선을 이용해 골 이식재 없이 뼈 재생과 접착력을 동시에 구현한 하이드로젤이 개발됐다.

포스텍은 차형준 화학공학과·융합대학원 교수 연구팀이 가시광선으로 가교와 뼈의 주성분의 광물화를 돕는 '골 재생용 주사형 접착 하이드로젤'을 개발했다고 15일 밝혔다.

뼈 결손은 외상, 감염, 선천적 결함 등 여러 원인으로 발생하고, 고령화 추세에 빈도가 점점 증가하고 있다. 뼈 결손을 치료하려면 주로 혈청이나 생체 접착물질을 골 이식재와 결합해 결손 부위를 채우는 방식이 쓰인다. 하지만 기존 주사형 하이드로젤은 체내에서 형태를 유지하기 힘들고, 접착력에도 한계가 있다. 또한 골 이식재를 접착물질과 함께 사용해야 하기에 뼈 재생과 접착력을 동시에 충족하기 어렵다.

연구팀은 인체에 무해한 가시광선을 이용해 하이드로젤의 주요 성분이 연결돼 단단해지는 가교와 하이드로젤 내에서 뼈의 주요 성분인 칼슘, 인산 등 미네랄이 형성되는 광물화가 동시에 일어나는 새로운 시스템을 개발했다.

연구팀은 미역과 같은 해양 갈조류에서 유래하는 천연 다당류와 홍합 접착 단백질, 광반응제 등으로 구성된 주사형 접착 하이드로젤 전구체에 가시광선을 쪼여 가교와 함께 뼈 이식재 역할을 하는 비정질 인산칼슘이 형성돼 뼈 이식재와 접착물질 없이 뼈 재생과 접착력을 도왔다. 이를 대퇴골이 결손된 동물 모델에 적용한 결과, 뼈 재생에 필요한 성분이 효과적으로 전달되는 것을 확인했다.

차형준 포스텍 교수는 "기존 복잡한 뼈 질환 치료법을 대체할 혁신적 대안기술로, 뼈 조직 재생 기술 개발에 기여할 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 생체재료 분야 국제 학술지 '바이오 머티리얼즈' 온라인에 게재됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr