일요주간 - 분당차병원 정형외과 이순철 교수, 손상된 뼈 재생 돕는 ′차세대 골재생 소재′ 개발

▲ 분당차병원 정형외과 이순철 교수(가운데), 김정인 연구교수(좌측), 차 의과학대학교 박사과정생 시페시흘레 카산드라 논졸라(우측). (사진=차병원 제공)

차 의과학대학교 분당차병원(원장 윤상욱) 정형외과 이순철 교수 연구팀(김정인 연구교수, 차 의과학대학교 박사과정생 시페시흘레 카산드라 논졸라)이 손상된 뼈의 재생을 촉진하는 차세대 생체소재를 개발하고, 젖산이 줄기세포의 뼈세포 분화를 유도하는 새로운 작용 기전을 밝혀 골재생 분야의 새로운 가능성을 제시했다.

31일 분당차병원에 따르면이순철 교수 연구팀은 칼슘과 젖산을 함께 방출하는 젖산칼슘을 활용해 줄기세포의 골분화를 촉진하는 스캐폴드를 개발했다. 식물 유래 성분인 셀룰로오스와 생체적합성 고분자를 기반으로 제작한 스캐폴드 표면에는 줄기세포를 손상 부위로 유도하는 단백질 ‘SDF-1’을 결합했다. 

스캐폴드 내부에서 칼슘과 젖산이 서서히 방출되도록 설계해 손상 부위에 모인 줄기세포가 뼈세포로 분화하고 새로운 뼈를 형성하도록 했다. 연구팀은 특히 젖산이 단순한 대사 부산물이 아니라 세포 표면의 OR5AN1 수용체를 활성화해 골분화를 촉진하는 신호물질이라는 사실을 확인했다. 

동물모델 실험에서는 해당 스캐폴드를 적용한 그룹에서 기존 소재보다 새로운 뼈가 많이 생성됐으며 골조직의 성숙도도 우수한 것으로 나타났다. 이번 연구는 생체재료 분야 국제학술지 ‘Carbohydrate Polymers’에 게재됐으며, BRIC의 ‘한국을 빛낸 사람들(한빛사)’에도 등재됐다. 

정형외과 이순철 교수는 “이번 연구는 뼈를 단순히 지지하는 소재를 개발한 것이 아니라, 손상된 부위에 줄기세포를 모으고 스스로 뼈를 만들도록 유도하는 생체소재를 구현했다는 데 의미가 있다”며 “특히 젖산이 뼈 재생을 촉진하는 새로운 신호물질이라는 점을 밝혀 향후 골절, 골결손, 인공관절 수술 후 골재생 등 다양한 정형외과 치료에 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

일요주간 / 하수은 기자 jlist@naver.com 

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