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중추신경계 손상 후 물혹(낭포성 공동) 생성을 억제하는 신개념의 하이드로젤(hydrogel)이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 조직 재생 유도를 통한 새로운 치료가 가능할 것으로 전망된다.
교통사고나 뇌졸중 등으로 인해 중추신경계가 손상되면 2차적인 신경변성이 일어나 신경조직에 결손이 생기고 물혹이 발생한다. 이는 신경회로 재생을 억제하고 줄기세포 생착을 방해하는 등 회복에 큰 저해요소가 된다.
물혹 생성을 억제하기 위해 다양한 생체재료들이 출시됐지만 고형 물질들은 불규칙한 형태의 손상부위를 효과적으로 메워주지 못했다. 젤 타입 물질들은 조직 내 강도나 지속성의 문제로 인한 기능 수행에 한계가 있었다.
아주대의료원 신경과 김병곤 교수팀은 한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소 송수창 박사팀과 공동으로 면역세포를 젤 내에 머물게 해 물혹의 생성을 억제하는 주입형 하이드로젤 개발에 성공했다고 28일 밝혔다.
연구진은 해당 하이드로젤이 외상 후 발생하는 물혹을 억제, 2차 손상으로부터 신경세포들을 보호하고 재생을 돕는 일이 가능할 것으로 보고 있다.
공동연구팀은 ‘불규칙한 손상부위를 메우기 위한 온도감응성 하이드로젤의 적용’과 ‘조직 내 지속성 문제를 해결하는 빠른 조직 재생효과를 유도하기 위한 면역시스템’이라는 두 가지 측면에서 접근했다.
이들은 상온에서는 액상을 유지하지만 체내서는 증가된 온도로 인해 고형의 젤로 변화하는 온도감응성 폴리포스파젠 하이드로젤이라는 물질을 사용했다.
또한 면역반응을 조절하는 대식세포를 효과적으로 잡아주는 물질(이미다졸(imidazole) 그룹을 하이드로젤에 도입, 하이드로젤 내에 대식세포가 효과적으로 머물게 했다.
생성된 섬유성 세포외기질단백질이 하이드로젤 부위를 채워줌으로써 조직결손을 메우는 시스템을 개발할 수 있었다.
아주의대 김병곤 교수는 “하이드로젤의 조직재생 효과가 실험한 거의 모든 동물에서 재현성 있게 관찰돼 실제 척수손상 환자에서도 효과가 있을 가능성이 크다”고 설명했다.
이어 “현재까지 보고된 어떠한 하이드로젤 보다도 뛰어난 효과를 보인 만큼 임상시험으로 연계되기를 기대한다”고 덧붙였다.
또한 KIST 송수창 박사는 “이 기술은 각종 다른 조직재생 인자들과 함께 사용돼 신경변성 억제를 넘어선 신경재생을 유도하는 시스템으로 적용될 수 있을 것"이라고 강조했다.
한편, 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 진행된 이번 연구의 결과는 국제학술지 ‘Nature Communications’(IF: 12.124) 14일 온라인 판에 게재됐다.
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