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생체내 나노코딩 제어 시스템의 모식도
[산업일보]
줄기세포는 주변 환경을 감지하며 그 환경에 맞는 조직 세포로 분화할 수 있다. 이런 특성을 이용해 뼈, 지방, 근육, 심근, 혈관, 연골 등 다양한 기관 조직 세포로 분화를 유도할 수 있어 재생 의학 및 공학 분야에서 주목받고 있다.
그러나 체내에서 줄기세포의 부착에 대한 조절 뿐만 아니라 분화에 대한 조절이 원활하지 않다는 문제점이 있다.
이에, 한국연구재단(이사장 노정혜)은 고려대학교 연구팀이 임플란트 소재 표면에서 세포의 부착과 분화를 조절할 수 있는 생체내 나노코딩 제어 시스템을 개발했다고 밝혔다.
연구팀은 나노틀과 펄스전기도금을 이용해 제작된 철-금 다층 구조 나노선(나노바코드)을 활용해 임플란트 소재 표면 위에서 리간드의 주기성과 배열순서를 정밀하게 제어할 수 있는 나노 코딩을 통한 줄기세포의 부착 및 분화의 조절이 가능한 시스템을 개발했다.
나노바코드는 그 마디의 주기성과 배열순서를 다르게 해 다양한 표현형을 가지도록 유도됐고, 나노리간드 주기성이 낮고 배열순서가 끝단에 위치할수록 줄기세포의 부착율과 골세포로의 분화율이 성공적으로 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
나노바코드를 이용한 리간드 주기성과 배열순서의 정밀한 코딩 제어 시스템 개발로 임플란트 소재의 생체내 줄기세포의 제어 가능성을 검증한 데 의의가 있다.
본 연구에서 개발된 나노바코드는 세포 분화를 조절해 원하는 조직의 재생을 통한 다양한 재생치료 적용이 가능할 것으로 기대된다.
또한 상기 나노바코드는 자성적 특성을 보유하고 있기 때문에 추후 연구에서 자기장을 기판에 인가하는 방법으로 가역적인 동적 제어가 가능한 분화조절 연구로의 확장이 가능할 것으로 기대된다.
고안된 나노바코드 기반의 플랫폼은 줄기세포 뿐 아니라 대식세포, 암세포 등에도 적용이 가능할 것으로 예측되며 나노소재 기반 바이오 메디컬 분야에 폭넓은 방향으로 연구가 적용될 수 있으며, 줄기세포 분화를 조절해 원하는 조직의 재생을 통한 다양한 재생치료/의학에 적용이 가능하다.
최근 의학계에서 중요한 이슈로 떠오르고 있는 환자 개개인 맞춤형 치료에 상용화될 가능성도 크다.
