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성과명생리활성물질 함유한 고분자 지지체 개발

Advanced PLGA hybrid scaffold with a bioactive PDRN/BMP2 nanocomplex for angiogenesis and bone regeneration using human fetal MSCs(Science Advances (IF: 14.136, 2020년 기준))

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지원사업
기초연구사업(중견연구)
지원 기관
과학기술정보통신부
연구 기관
차의과대학교
연구자
한동근, 김다슬, 이준규
발표일
2021-12-08
조회수
124

생리활성물질 함유한 고분자 지지체 개발


두개골 부위 결손 가진 쥐 모델에서의 골조직 재생 효과 확인



개요

한동근 교수(차의과학대학교) 연구팀이 골조직 재생을 돕기 위한 생리활성물질을 함유한 생분해성 고분자 지지체를 개발했다고 밝혔다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업(중견연구) 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 12월 8일 게재되었다.


연구 내용

골조직 재생 효능을 증대시키기 위하여 기존에 개발된 항염증 효능이 우수한 생분해성 지지체에 추가적으로 혈관 및 골 분화를 돕는 생리활성물질을 도입하여 효과적인 조직재생을 유도하는 전략을 세웠다. 재생을 유도할 수 있는 생리활성물질로는 DNA 단편 혼합물인 PDRN과 골 재생을 위한 성장인자인 BMP2을 선택하였고 PDRN은 아데노신 A2A 수용체에 선택적으로 작용하여 항염증, 성장인자 촉진, 혈관 생성 등을 일으켜 새로운 재생유도물질로 각광받고 있다. BMP2은 가장 강력한 뼈 성장인자로, 중간엽줄기세포(MSC)와 골 전구세포 (osteoprogenitor cell)의 분화를 촉진하기 때문에 가장 많이 사용되고 있다. 이 두 가지 물질을 나노복합체(nanocomplex) 형태로 제작하여 생분해성 지지체에 함유함으로써 혈관재생과 골재생 두 가지 모두를 촉진하는 형태로 재생 효능을 향상하고자 하였고, 생분해성 고분자의 분해산물에 의한 부작용을 최소화하기 위하여 제산제나 연하제 등에 이용되는 무독성 수산화마그네슘 입자를 도입하여 지지체 이식 주변 조직의 괴사 및 염증 반응을 저해하고자 하였다.
생리활성물질, 세포외기질 및 수산화마그네슘이 함유된 생분해성 지지체를 제조하여 쥐의 두개골에 결손을 발생시키고 해당 부분에 이식하였다. 이식부위의 골밀도가 골결손 모델에 비하여 현저히 증가하였으며, 특히 신생혈관형성이 정상군 생쥐와 유사한 수준으로 회복되었다.


기대 효과

광범위한 골절 환자들에게 쉽게 발생하는 골절 불유합의 확률을 크게 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 맞춤형 지지체 제작을 통해 골결손, 척추유합술, 치주골 재생 등 다양한 골재생 분야에 적용 가능할 것으로 기대된다.


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