나노입자로 '생분해성 임플란트' 염증 억제
나노입자로 '생분해성 임플란트' 염증 억제
  • 송승현
  • 승인 2018.06.20 21:00
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우리 몸에 생분해성 임플란트를 이식할 때 발생하는 염증을 획기적으로 억제할 수 있게 되었습니다. 한동근 교수박우람 교수(차의과학대학교), 제프리 허블 교수(미국 시카고대학교)가 공동연구를 통해 수산화마그네슘 나노입자를 이용하여 생분해성 고분자 임플란트로 인한 염증반응을 대폭 억제하는 기술을 개발했다고 한국연구재단은 밝혔습니다.

 

생분해성 고분자는 생체 이식 후 시간이 지남에 따라 자연스럽게 분해되어 사라지는 특성이 있습니다다. 수술 부위 봉합, 조직재생, 약물전달 등 체내 임플란트와 의료기기의 원료로 이용되죠.

 

수산화마그네슘의 표면처리를 통한 나노입자 형성. 출처: 한국연구재단

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

 

표면처리된 수산화마그네슘 나노입자의 제조와 생체 임플란트에 적용. 출처: 한국연구재단

연구팀은 사람이 복용하는 제산제에 이용되는 수산화마그네슘(Mg(OH)2)의 pH 중화 효과에 주목하였고, 이들을 나노입자 형태로 생분해성 고분자 의료기기에 첨가했습니다.

 

생분해성 임플란트에서 수산화마그네슘 나노입자의 염증억제 메카니즘. 출처: 한국연구재단

무독성인 수산화마그네슘 나노입자가 낮은 pH로 산성화된 조직 내 환경을 중화시키므로, 조직세포가 생존하고 염증이 현저히 억제됩니다. 특히 나노입자를 표면처리하여 뭉쳐지지 않은 개별 크기로 사용하면 그 효과가 크게 증가되죠.

 

관상동맥용 약물방출스텐트에서 수산화마그네슘 나노입자의 염증억제 메카니즘. 출처: 한국연구재단

관상동맥 약물방출 스텐트와 신장조직 재생용 스케폴드에 수산화마그네슘 나노입자를 적용하자, 염증반응이 90% 이상 감소하였고 임플란트의 생체 적합성이 크게 개선됐다고 하네요.

 

신장조직 재생용 스케폴드에서 수산화마그네슘 나노입자의 염증억제 메카니즘. 출처: 한국연구재단

한동근 교수는 "이 연구는 생분해성 고분자 재료를 이용하는 거의 모든 기존 생체이식 의료기기에 적용할 수 있는 플랫폼 원천핵심기술로서, 사업화되면 관련 의료기기의 수입 대체 및 수출 산업에 크게 기여할 것"이라고 연구의 의의를 밝혔습니다.

 

수산화마그네슘 나노입자를 함유한 약물방출스텐트(DES)와 신장조직 재생용 스케폴드를 동물모델에 이식 후 생물학적 특성 분석결과. 출처: 한국연구재단

이 연구는 과학기술정보통신부한국연구재단 기초연구사업(중견연구) 및 바이오의료기술개발사업의 지원으로 수행되었습니다. 국제학술지 ACS 나노(ACS Nano) 5월 29일 자에 게재되었고, 미국과 한국에 관련 특허가 등록되었다고 합니다. 

 
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