高大 전상호 교수팀, 홍합이용 임플란트 자연접착제 개발

홍합접착단백질 활용해 뼈 재생 유도하는 新기술

임플란트 이질감 더욱 줄이고 튼튼하게 지탱 장점

홍합접착단백질-줄기세포-성장인자를 활용한 뼈재생연구 가속화

고려대학교 안암병원 치과 전상호 교수팀이 POSTECH(포항공과대학교) 화학공학과 차형준 교수팀과 공동으로 홍합을 이용해 임플란트 등에 활용할 수 있는 ‘기능성 골이식재 접착제’를 개발했다.

연구팀은 홍합이 강한 파도 등 생물체가 살기 어려운 환경에서도 몸에서 내는 강한 접착력을 가진 단백질을 활용해 바위나 수초표면에 붙어사는 점에 착안해 이번 골이식재 접착제를 개발했다.

개발한 골이식재 접착제는 이식한 부위를 단단히 고정시키는 것은 물론 뼈세포나 주변의 다양한 성장인자들이 이식재에 잘 붙도록 해 새롭게 뼈가 빨리 형성되도록 돕는다.

특수처리된 동물의 뼈를 활용한 이종골 이식재는 임플란트 시술시 치아를 지지하는 뼈인 치조골이 부족할 경우 이를 보강하는 용도로 사용되는데, 기존에는 이식재 이탈을 막고 뼈 형성 세포의 유도를 위하여 접착제 대신 차단막을 주로 사용했다.

특히, 임플란트 시술에는 입 속에 수분이 많아 기존의 점도가 높은 접착제를 사용해도 골이식재를 단단히 지지하거나 이질감을 줄이는데 효과가 미미했다.

하지만 이번에 개발한 골이식재를 활용할 경우 뼈가 없어도 인공적으로 뼈를 만들어 꺼진 잇몸을 되살리고 자연 치아와 다름없는 임플란트 시술이 가능하다. 이질감을 더욱 없애고 튼튼하게 지탱해 음식을 씹는 저작기능과 자연스러운 얼굴 모양을 만드는 데 도움을 줄 것으로 연구진은 기대하고 있다.

무엇보다 극히 소량생산만 가능했던 홍합접착단백질을 분자생명공학기술을 이용해 대량생산이 가능해져 활용폭을 더욱 높였다.

고려대 안암병원 치과 전상호 교수는 “치조골 부족으로 임플란트가 어렵거나 안면에 심한 골결손을 가진 환자의 치료에도 활용할 수 있을 것”이라고 말하고, “이번에 개발한 홍합접착단백질과 함께 줄기세포와 성장인자를 활용한 뼈 재생연구가 더욱 가속화될 것”이라고 강조했다.

POSTECH 차형준 교수는 “이번 연구는 홍합접착단백질의 골이식재 바인더로서의 성공적인 활용가능성을 실제 동물실험을 통해 처음으로 확인한 연구”라며 “현재 치과재료 전문기업인 (주)푸르고에 기술이전이 완료된 상태이며 실용화 연구가 진행 중”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 해양수산부가 추진하고 한국해양과학기술진흥원이 관리하는 해양생명공학사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구결과는 바이오소재 분야의 권위지 ‘Journal of Materials Chemistry B’ 의 표지논문으로 선정됐다.

<그림설명>홍합접착단백질을 활용한 골이식재 접착제의 여러 가지 기능과 매커니즘을 이미지화한 그림. 잘게 부서진 이종골 이식재들을 서로 잡아주어 이식재가 골 결손부에 이식되었을 때 이식부에서 이탈하지 않도록 막고, 이식재 표면에 붙은 홍합접착단백질들이 골 형성과 관련된 세포들을 끌어 모아 이식재 표면에 붙게 해준다. 이어 주변에 다양한 성장인자들을 이식재 표면으로 모아 이식재에 달라붙은 세포들이 잘 성장하고 뼈로 분화할 수 있도록 돕는다.