금 간 뼈, 반창고로 붙인다…신소재 개발

금 간 뼈를 붙여주는 '반창고' 같은 역할을 할 수 있는 신소재를 국내 연구팀에서 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 전남대 융합바이오시스템기계공학과 김장호 교수팀과 함께 하이드록시아파타이트(HAp)의 고유한 골 형성 능력을 활용해 압력을 가하면 전기적 신호가 발생하는 압전(壓電) 생체 모방 지지체를 개발했다고 25일 밝혔다.

하이드록시아파타이트는 뼈나 치아에서 발견되는 염기성 인산칼슘으로, 충치를 예방해 치약에도 쓰이는 미네랄 물질이다.

앞서도 압전 지지체 연구에서 압전성이 뼈 재생을 촉진하고 골 융합을 향상하는 효과를 다양한 고분자 기반 소재에서 확인했다. 그러나 최적의 골조직 재생에 필요한 복잡한 세포 환경을 모사하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 하이드록시아파타이트 고유의 골 형성 능력을 활용해 생체의 골조직 환경을 모방하는 소재를 개발해 새로운 방법을 제시했다.

연구팀은 하이드록시아파타이트를 고분자 필름과 융합하는 제조 공정을 개발해 유연하고 독립적인 지지체를 제조했다. 이는 실험 쥐를 대상으로 한 체외 및 체내 실험에서 뼈 재생을 가속하는 잠재력을 입증했다.

홍승범 교수는 "뼈 재생 속도를 올리는 효과를 통해 '뼈 반창고' 같은 역할을 하는 하이드록시아파타이트 융합 압전성 복합소재를 개발했다"며 "이번 연구는 생체 재료 설계에 새로운 방향성을 제시하는 데 그치지 않고, 압전성과 표면적 특성이 뼈 재생에 미치는 영향을 탐구한 데에 의미가 있다"고 설명했다.

(사진=KAIST 제공)