연세대치과대학 치주과학교실 차재국 교수와 연세대 화공생명공학과 홍진기 교수 연구팀이 항생‧성장물질을 필요한 시기에 순차적으로 방출하여 뼈 재생효과를 높이는 기술을 개발했다.

연구팀은 지난 15일 보도자료를 통해 “항생물질과 성장물질을 동시에 넣은 인공 뼈를 뼈의 결손 부위에 삽입한 후 각 물질이 순차적으로 방출하도록 유도하여 뼈의 재생을 도울 수 있다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 나노과학기술 분야 국제학술지 나노 투데이(Nano Today, IF17.4) 최신호에 게재됐다.

연구팀은 “치주질환과 같은 만성염증이나 골다공증 등의 뼈 질환을 앓는 환자는 골절 시 뼈의 재생 속도가 더디다”며 “이 경우 인공 뼈를 이식하기도 하지만, 최근에는 인공 뼈 안에 항생물질과 성장물질을 넣어 자연적인 뼈 재생을 촉진한다”고 소개했다.

이어 연구팀은 “이때 두 물질의 방출 순서가 뼈 재생 환경의 안정성과 속도에 영향을 미친다”며 “이식 초기에는 항생물질이 방출되어 수술 부위 감염을 방지하고, 이후 성장물질이 나와 뼈 재생을 본격적으로 촉진해야 한다”고 강조했다.

하지만 지금까지는 두 물질의 방출 순서를 미세하고 정확하게 조절하는 방법을 연구한 사례가 없었다.

이에 차재국 교수팀은 인공 단백질 젤라틴을 인공 뼈에 심는 방식을 고안했다. 연구팀은 인공 뼈의 바깥 부분에는 항생물질, 내부에는 성장물질을 함유한 젤라틴을 각각 붙였다. 이 같은 방식은 이식 초기 바깥 부분 항생물질이 자연스럽게 먼저 뼈 조직에 모두 녹아들고, 그 후 내부에 있던 성장물질이 나오게 되는 원리다.

이 방식을 광범위한 골 결손(이빨 등)이 있는 성견(成犬)에게 적용 시 이식한 인공 뼈가 체내 생착하고 새로운 뼈를 재생하는 정도가 기존 대비 2배 이상 향상됐다.

차재국 교수는 “이번 연구로 뼈 재생을 안전하게 촉진하기 위해 필요한 항생물질과 성장물질이 순차적으로 방출되는 기술 효과를 확인했다”며 “연구 결과는 뼈 결손부가 큰 암 환자나 뼈 재생 능력이 적은 골다공증, 당뇨 환자에게 도움이 될 것”이라고 전망했다.