한국과학기술원(KAIST) 연구진이 쥐에게 새로운 '뼈붕대'를 사용해 뼈 재생에 획기적인 성과를 거뒀다. 연구팀은 뼈에서 자연적으로 발생하는 광물인 수산화인회석(HAp)의 성장 촉진 특성과 압전 프레임워크를 결합한 자립형 생체 모방 지지체를 만들었다.

뼈와 같은 압전 재료는 기계적 응력에 반응하여 전하를 생성하여 뼈 복구 과정에서 중요한 역할을 한다. 혁신적인 접근 방식에는 고분자 필름인 폴리비닐리덴-코-트리플루오로에틸렌(P(VDF-TrFE))의 압전 프레임워크 내에 HAp를 통합하여 독립적인 지지체를 만드는 것이 포함된다. 이 지지체는 압력이 가해지면 전기 신호를 생성하여 이전 연구와 차별화되고 뼈 재생을 위한 다용도 플랫폼을 제공한다.

HAp 유무에 따른 지지체의 시험관 내 비교에서는 HAp 지지체에서 더 높은 세포 부착, 증식 및 골형성이 나타났다. 그런 다음 연구자들은 두개골 뼈에 결함이 있는 쥐를 대상으로 HAp/P(VDF-TrFE) 지지체를 테스트한 결과 대조군에 비해 뼈 재생이 크게 향상되었다. 지지체는 6주 동안 변형 없이 유지되었으며, 감염이나 염증 반응을 포함한 부작용은 관찰되지 않았다.

논문 교신저자인 홍승범 연구원은 “'뼈 붕대' 역할을 하여 뼈 재생을 촉진할 수 있는 HAp 기반 압전 복합재료를 개발했다”며 연구의 의의를 강조했다. 이번 연구는 생체재료 설계의 새로운 방향을 제시했을 뿐만 아니라, 압전성과 표면 특성이 뼈 재생에 미치는 영향을 탐구했다는 점에서도 의의가 있습니다.”

작성자: Impact Lab