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| 줄기세포나 약물을 조직 표면에 간편히 붙여 전달하는 하이드로젤 테이프를 개발한 조승우·최동훈 교수팀 연구는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머테리얼스(Advanced Functional Materials)’에 9월 2일 게재됐다.(자료출처=어드밴스드 펑셔널 머테리얼스/제공=연세대 조승우 교수팀) |
[아시아뉴스통신=이기종 기자] 한국연구재단(NRF)은 연세대 생명공학과 조승우 교수·신지수 박사와 연세의료원 최동훈 교수팀이 공동으로 줄기세포나 약물을 조직 표면에 간편히 붙여 전달하는 하이드로젤 테이프를 개발했다고 23일 밝혔다.
일반적으로 세포 이식 및 약물 투여는 외과적으로 손상된 조직에 직접 주사하는 방법, 혹은 혈관주사를 통한 방법으로 주로 행해지고 있다.
하지만 이러한 방식은 세포의 낮은 생착률 및 생존률, 약물의 빠른 분해 및 확산으로 인한 짧은 체류 시간 등의 문제점으로 인해 많은 수의 세포와 많은 양의 약물 주입이 필요하거나 주입 빈도가 높아질 수밖에 없다.
또한 기존의 하이드로젤은 물성 및 조직 접착력이 생체 내에서 장기간 유지되기에는 부족한 경우가 많다.
이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 홍합이나 멍게 같은 해양생물의 수중 접착력을 모사한 히알루론산(Hyaluronic acid, HA) 기반 하이드로젤(Tissue-Tape) 을 개발해 기존 주사제 제형에서 붙이는 패치 제형으로 변형, 기능성과 편의성을 크게 향상시켰다.
특히 페놀 유도체 성분에서 비롯된 우수한 접착력과 탄력성, 그리고 하이드로젤 패치 내부에 형성된 나노섬유 구조가 세포의 생착을 돕는 한편 약물전달 효율을 높임으로써 기능성을 크게 개선할 수 있었다.
연구과정을 보면 실제 심근경색 소동물 모델, 랫트(Rat)의 손상된 심장 표면에 히알루론산 하이드로젤 패치를 테이프처럼 붙이고 그 위에 줄기세포를 분사하여 하이드로젤 패치 내부에 흡수되도록 했다.
이어 심박출률 같은 심장기능이 개선되었고 심근비대증이 완화되었으며 심혈관 조직의 재생도 돕는 것을 확인했고 줄기세포 이외의 유용단백질 전달효과도 확인했다.
이후 재생효과가 있어 상처치료에 사용되는 혈관유도성장인자를 탑재한 하이드로젤 패치 테이프를 생쥐의 창상 부위에 적용했고 그 결과 자가치유가 힘들 정도로 컸던 창상 부위가 빠르게 회복되는 것을 확인했다.
이 연구결과에 의하면 개발한 테이프를 이용해 생쥐에서 간, 소장, 위 등 다양한 오가노이드를 원하는 위치에 부착시킬 수 있음을 제시했다.
조승우 교수는 “세포와 약물을 전달하던 기존 방식의 단점을 극복하고 하이드로젤 테이프를 이용해 줄기세포 및 약물을 손쉽고 편리하게 질환 부위에 안전하고 효과적으로 전달하는 방법으로 상용화 가능성이 크다”고 설명했다.
이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 중견연구지원사업 및 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행됐고 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머테리얼스(Advanced Functional Materials)’에 9월 2일 게재됐다.
