한국화학연구원 김기영 박사와 선문대학교 하미진 교수 공동 연구팀은 인체 지방에서 유래한 줄기세포와 다공성 실리카 나노입자를 결합해
손상된 뼈 조직을 효과적으로 재생하는 기술을 개발했습니다.

줄기세포를 이용한 3차원 세포 집합체는 장기나 조직을 모사하는데 활용돼 왔지만, 내부에 영양과 산소 공급이 부족해 세포가 죽거나 뼈로 고르게 분화되지 못하는 한계가 있었습니다.

연구팀은 줄기세포 표면에 나노입자를 균일하게 부착시켜 세포들이 서로 얽히며 안정적인 구형 구조를 형성하도록 유도했습니다.

이 나노입자는 세포 사이에서 지지대 역할을 하면서 동시에 뼈 형성을 촉진하는 신호물질을 서서히 방출해, 줄기세포가 균일하게 뼈세포로 변하도록 돕습니다.

실험 결과, 새로 개발한 나노입자-줄기세포 집합체는 기존 방식보다 세포 생존율이 높고, 뼈세포로의 분화가 더욱 균일하게 이뤄졌습니다.

특히 쥐의 두개골 결손 부위에 이식한 결과, 6주 만에 손상 부위의 1/3 이상이 새 뼈로 채워져 기존 세포 구조체보다 약 1.3배 높은 재생률을 보였습니다.

이는 골절 환자의 회복 기간을 줄이고, 또 고령화 사회에서 증가하는 골다공증·치매성 골손상 치료에 활용 가능할 것으로 기대됩니다.

연구진은 나아가 뼈뿐 아니라 연골이나 피부 등 다른 조직 재생에도 확장될 수 있을 것으로 보고 있습니다.

이번 연구 결과는 재료 분야 국제학술지, ACS Biomaterials Science & Engineering 8월호에 실렸습니다.

TJB 대전방송