뼈가 부러진 곳에 주입하면 줄기세포를 자극해서 단단하게 붙게 만드는 생체 주입형 하이드로겔이 개발됐다.

이 하이드로겔은 시간에 따라 경화돼서 줄기세포와 연계한 다양한 치료 분야에 활용할 수 있을 전망이다.

가톨릭대학교 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 합성생물학사업단장 구희범 교수(교신저자‧가톨릭대학교 의과대학 의생명과학교실), 박지선 박사(공동 제1저자), 천서영 연구원(공동 제1저자) 연구팀은 최근 생체에 주사가 가능한 하이드로겔을 개발해서 인간 중간엽 줄기세포(hMSC)의 골 생성 분화와 뼈 재생 촉진을 확인했다고 13일 발표했다.

이 연구 결과는 최근 국제 학술지 ‘Advanced Science’ 4월호에 게재됐다.

보통 하이드로겔은 환자의 빠른 회복을 위해 수술이 필요 없는 주사형 물질로 많이 선호된다. 하지만 하이드로겔을 주사기로 주입하면 생체 내에서 원하는 만큼 견고하게 만들기 어려웠다.

이번에 개발한 주사형 하이드로겔은 페닐보론산과 스퍼미딘이 결합된 히알루론산을 기반으로 했다. 때문에 시간에 따라 경화돼서 중간엽 줄기세포 분화와 움직임을 조절, 골재생 분야에 응용 가능한 것으로 확인됐다.

하이드로겔은 생체 내로 주입된 후 시간에 따라 가역적인 가교결합이 체내에서 더 많이 이뤄지며, 안정화되고 더 단단한 특성을 갖게 된다. 가교결합은 사슬 모양의 고분자 사이를 화학 결합을 통해 연결시키는 화학반응이다.

연구팀에 따르면 하이드로겔과 생체 내로 주입된 중간엽 줄기세포는 하이드로겔 특성에 의해 증식과 분화에 영향을 받고, 뼈 같은 단단한 조직의 세포 치료제로 사용할 수 있다.

연구팀은 이번에 개발한 하이드로겔을 넙다리뼈(대퇴골) 결함 쥐에게 테스트한 결과 빠른 뼈 재생과 완전한 회복을 확인했다.

구희범 교수는 “이번 연구는 생체주입형 하이드로겔의 강도를 생체 내에서 더욱 증가시킬 수 있다는 것을 보여주는 연구”라며 “향후 다양한 줄기세포 치료 분야에 응용될 것”이라고 예상했다.

조승빈 기자 다른기사 보기