일본 간사이대학과 제조기술 확보…가톨릭의대 자체 개발 시스템 추진
이식 후 거부반응을 최소화한 새로운 형태의 골(骨) 이식 소재가 개발된다.
전흥재 가톨릭대학교 의과대학 의생명과학교실 교수<사진>가 산업통상자원부 주관 ‘2022년 바이오산업기술개발사업’에 선정돼 향후 4년간 총 40억원 규모의 연구비를 지원받아 ‘포스포릴콜린 쌍극성 물질과 나노 칼슘 실리카 바이오 글라스 기반 골 이식재 제품 개발’에 대한 연구를 추진한다.
전흥재 교수의 이번 골(骨) 이식 소재 개발은 기존 골 이식재의 한계점을 보완할 소재로 주목받고 있는 ‘바이오 글라스’를 기반으로 하고 있으며, 인체 조직과 결합해 골 형성을 촉진하기 때문에 이식과정에서 거부반응을 보이지 않는 것이 특징이다.
또 구성 성분과 조성비에 따라 다양한 특성을 나타내 의료 환경이나 환자의 요구에 따라 변형이 가능하다는 장점도 갖고 있다.
결손된 골을 보전하는 방법인 자가골 이식과 동종골 이식은 공급량이 한정적이고 환부나 환자의 상태, 공급자의 상태에 따라 이식 가능 여부가 판단된다는 단점이 있었으며, 인공소재 이식의 경우도 많이 활용되지만 기본적으로 체내에서 이물질로 인식돼 안정성이 높지 않았다.
골 이식술 후 골 이식재 표면으로 형성되는 ‘바이오필름(미생물막)’은 세균감염으로 인한 합병증을 유발하는 대부분의 원인이 된다. 이에 대한 해결책으로 방오성(더러워지는 것을 막는 성질)과 항균성을 지닌 쌍극성 고분자 물질연구가 점진적으로 증가하고 있으며, 그 중에서도 2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholine(MPC, 쌍극성 포스포릴콜린)이 각광받는 추세다.
MPC는 인체의 세포막과 비슷한 분자구조를 가져 인체 조직에서 생체 거부반응이 매우 적게 나타나며 세균에 의한 바이오필름의 증착을 원천적으로 봉쇄하는 역할을 한다. 때문에 콘텍트렌즈, 카테터, 스텐터, 인공 고관절 등 다양한 의료기기에 사용되고 있다.
전흥재 교수는 이번 연구 과제를 통해 일본 간사이대학과의 협력으로 MPC-F(표면 코팅을 위한 관능기(Functional group)가 도입된 MPC) 제조기술을 확보하고, 세포/조직공학연구소 양대혁 교수와 함께 가톨릭대 의과대학에서 자체 개발 시스템을 갖출 계획이다.
이는 한국세라믹기술원에서 제조한 나노 칼슘 실리카 바이오 글라스에 접목시켜 차세대 골 이식재로 개발된다.
이렇게 개발된 골 이식재는 신경외과 및 치과계열 질환에 적용하기 위해 은평성모병원 신경외과 박해관, 홍재택 교수팀 및 서울성모병원 치과 박준범 교수와의 공동연구를 통해 각 부위별 골 결손 동물모델을 확립하고 생물학적 안전성 및 유효성을 평가할 계획이다. 최종 제품의 허가 및 사업화는 ㈜리뉴메디칼에서 맡는다.
연구책임자인 전흥재 교수는 “고령화 사회인 인구구조와 기대수명의 상승을 고려하면 골 질환 치료제의 수요는 지속적으로 상승할 전망”이라며 “이번 연구 과제를 통해 새로운 형태의 골 이식 소재를 개발, 활용분야를 인체 조직의 재생, 대체 등을 위한 의료기기까지로 넓혀나가 국내 바이오산업의 경쟁력 향상에 기여하겠다”고 밝혔다.
