나노바코드를 이용해 임플란트 소재 표면 위에서 리간드의 주기성과 배열순서를 정밀하게 제어할 수 있는 나노 코딩을 통한 줄기세포의 부착 및 분화의 조절이 가능한 시스템의 모식도.[고려대학교 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국연구재단은 고려대학교 신소재공학과 강희민·김영근 교수 연구팀이 임플란트 소재 표면에서 세포의 부착과 분화를 조절할 수 있는 ‘생체내 나노코딩 제어 시스템’을 개발했다고 27일 밝혔다.

줄기세포는 주변 환경을 감지하며 그 환경에 맞는 조직 세포로 분화할 수 있다. 이런 특성을 이용하여 뼈, 지방, 근육, 심근, 혈관, 연골 등 다양한 기관 조직 세포로 분화를 유도할 수 있어 재생 의학 및 공학 분야에서 주목받고 있다.

하지만 체내에서 줄기세포의 부착에 대한 조절 뿐만 아니라 분화에 대한 조절이 원활하지 않다는 문제점이 있다.

연구팀은 나노틀과 펄스전기도금을 이용해 제작된 철-금 다층 구조 나노선(나노바코드)을 활용, 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 구성해 다양한 표현형을 가지도록 유도, 나노리간드 주기성이 낮고 배열순서가 끝단에 위치할수록 줄기세포의 부착율과 골세포로의 분화율이 성공적으로 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

연구팀은 “임플란트 소재의 생체내 줄기세포의 제어 가능성을 검증한 데 의의가 있다”면서 “향후 조직 재생치료 분야를 개척해 환자 개개인의 상황에 따른 맞춤형 치료 시스템 구축하는 것이 목표”라고 말했다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 8월 21일자에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com