전상호 고려대 안암병원 치과 교수는 차형준 포스텍 교수와 접착력·내수성·안정성이 높아 골재생 효과가 우수한 뼈 접합제를 개발했다고 27일 밝혔다.

전 교수팀은 기존에 개발된 강력한 홍합 접착단백질에 바다갯지렁이가 단백질과 바닷물만으로 견고한 모래집을 만드는 원리를 결합해 기존 홍합 접착단백질을 내수성 뼈접합제로 업그레이드했다. 이 접합제는 혈액 내에서 내수성, 지속력, 기계적 물성 및 접착 강도 등이 기존 제제보다 우수했다.

연구팀은 이번에 개발한 뼈 접합제, 식염수, 기존 뼈 접합제로 사용되고 있는 카복시메틸셀룰로스 등으로 뼈 입자를 응집해 혈액에 노출시켜 혈액에 대한 내수성과 접착 지속력을 확인했다. 연구 결과 식염수와 홍합 접착단백질만 사용하면 쉽게 뼈입자가 와해됐다. 카복시메틸셀룰로스를 사용하면 초기 결합력은 우수했지만 일정시간 이후 뼈 입자가 서서히 붕괴됐다. 반면 새로 개발한 접합제는 응집된 초기 형태를 그대로 유지하면서 혈액에 대한 높은 내수성을 보였다. 결합된 상태가 1주일 이상 유지돼 지속성도 높은 것으로 나타났다.

뼈 재생능력은 기존 접합제보다 1.5~3.6배 높았다. 쥐 실험군을 대상으로 뼈가 손실된 부위에 뼈입자를 이식해 재생능력을 실험한 결과 뼈 입자 주변에서 골 형성이 유도돼 원래 형태로 빠르게 재생됐다. 아울러 대조군에 비해 최대 압축강도, 압축계수, 압축인성 등에서 3~5.5배 높았다. 이는 새 접합제를 구성하는 홍합 접착단백질과 히알루론산이 뼈 입자 사이에서 외부 충격에 대한 완충 작용을 한 결과다.

전 교수는 “새로운 뼈 접합제는 뼈 이식재 접합뿐만 아니라 분쇄골절처럼 뼈 조각이 파편화돼 고정수술이 어려운 환자에게 활용 가능하다”며 “내수성과 접착력이 높아 다량의 출혈이 발생하는 부위나 강한 하중을 견뎌야 하는 머리뼈, 턱뼈 등에도 사용할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 의료용 바이오소재 분야 저명 국제학술지인 ‘어드밴스드 헬스케어 머터리얼즈(Advanced Healthcare Materials)’ 온라인판에 게재됐다.