'뼈반창고' 붙여 구멍난 뼈를 빠르게 만들었다

KAIST, 뼈 재생 속도 높이는 소재 개발

한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 홍승범 교수팀이 개발한 뼈 반창고를 구멍난 실험쥐 두개골에 붙인 뒤 6주간의 관찰결과 구멍난 두개골의 상당부분이 재생됐다. 뼈 반창고를 붙인 실험쥐 두개골 사진은 오른쪽 첫번째줄. KAIST 제공

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 홍승범 교수팀이 전남대 융합바이오시스템기계공학과 김장호 교수팀과 함께 뼈를 빠게 재생하게 만드는 소재를 개발했다. 이 소재로 구멍난 실험쥐 두개골에 붙이고 6주뒤 살펴본 결과 유실된 두개골 상당부분이 재생됐다.

25일 KAIST에 따르면, 연구진은 하이드록시아파타이트(HAp)를 활용해 압력을 가했을 때 전기적 신호가 발생하는 생체 모방 지지체를 개발했다.

하이드록시아파타이트(HAp)는 뼈나 치아에서 발견되는 염기성 인산칼슘이다. 생체 친화적인 미네랄 물질이며, 충치를 예방하는 특성이 있어 치약에도 쓰인다.

우선 하이드록시아파타이트(HAp)를 고분자 필름과 결합해 뼈 반창고를 만들었다. 이 뼈 반창고를 실험쥐에게 적용하는 실험을 통해 빠르게 뼈 재생이 이뤄지는 것을 확인했다.

KAIST 신소재공학과 홍승범 교수(오른쪽)와 주소연 박사과정생이 뼈 반창고를 보여주고 있다. KAIST 제공

또, 연구진은 뼈 반창고가 갖고 있는 골 재생 효과의 원인을 다각도로 밝혀냈다. 원자간력 현미경(AFM)으로 지지체의 전기적 특성을 조사했으며, 세포 모양과 세포 골격 단백질 형성에 대한 상세한 표면 특성 평가를 진행했다.

또한, 압전 및 표면적 요소가 성장 인자 발현에 어떤 영향을 미치는지 조사했다.

홍승범 교수는 "이번 연구는 생체 재료 설계에 새로운 방향성을 제시하는 데에 그치지 않고, 압전성과 표면적 특성이 뼈 재생에 미치는 영향을 탐구한 데에 의의가 있다"고 말했다.

한편, 연구진은 이번에 개발한 뼈 반창고를 국제학술지 'ACS 응용 재료 및 인터페이스(ACS Applied Materials & Interfaces)'에 발표했다.

[e-mail] 김만기 기자