부산대 연구팀은 나노복합체 '그래핀'이 뼈의 결손된 부위를 치료하는 데 3배 이상 향상된 효과를 나타낸다는 사실을 동물실험을 통해 입증했다고 4일 밝혔다.  왼쪽부터 부산대 연구팀 한동욱 교수, 허중보 교수, 홍석원 교수. (부산대 제공)© News1

부산대는 손상된 뼈를 치료하는 데 '그래핀' 나노복합체가 3배 이상 향상된 효과를 나타낸다는 연구를 세계 최초로 동물 실험을 통해 입증했다고 4일 밝혔다. 

나노과학기술대학 광메카트로닉스공학과 한동욱·홍석원 교수와 치의학전문대학원 보철과학교실 허중보 교수 등 공동연구팀은 최근 '환원 그래핀 산화물(reduced graphene oxide)'과 치과용 세라믹 재료로 흔히 사용되는 '하이드록시아파타이트'의 나노복합체가 뼈의 결손부위에서 새로운 골 형성을 3배 이상 향상시킨다는 연구결과를 동물 실험을 통해 확인했다. 

차세대 신소재인 '그래핀'의 골세포 분화 촉진에 대한 기존 연구는 있었지만 임상 환자 대상 실험 전 단계인 동물 실험을 통해 그래핀에 실제로 골유도 기능이 있다는 사실을 확인한 연구는 이번이 처음이다. 

이번 연구성과는 네이처(Nature Publishing Group)지에서 발간하는 융합과학분야의 학술지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports, IF=5.58) 온라인 판에 게재됐다. 

연구팀은 골 조직에서 칼슘과 인으로 구성된 인산 칼슘 계열에 해당하는 '하이드록시아파타이트'에 신소재 '그래핀'을 혼합한 나노 복합체 성분의 골 이식재를 제작했다. 

이들은 이식재를 두개골의 일부 뼈가 손상된 토끼에 이식한 뒤 4주간 새로 생성되는 과정을 연구한 결과 두 소재의 시너지 효과로 손상 부위의 신생 골 형성이 골 이식재를 사용하지 않은 대조군 보다 3배 이상 증가한 수치를 확인했다. 

이번 연구는 골재생 효능이 향상된 뼈 결손부위 맞춤형 골 이식재 개발과 치과 임플란트 코팅 소재 개발의 토대를 마련한 것으로 평가받고 있다. 

또 그래핀 나노복합체가 어떠한 골유도 인자도 없는 조건에서 골 결손부 맞춤형 골 이식재 역할을 할 수 있다는 사실을 세포실험 단계에서 동물실험 단계까지 확장한 최초의 연구로 기록됐다. 

한동욱 교수는 "지금까지 뼈의 결손 부위의 대체 소재를 위해 다양한 합성 골 이식재가 개발돼 임상에 적용돼 왔으나 자연골과는 상당한 차이가 있는 상태였다"면서 "이번 연구를 통해 부작용은 최소화 하고 효능을 극대화한 미래융합 골이식재 상용화에 공헌할 수 있는 발판이 마련될 것으로 기대하고 있다"고 밝혔다. 

부산대 연구팀은 나노복합체 '그래핀'이 뼈의 결손된 부위를 치료하는 데 3배 이상 향상된 효과를 나타낸다는 사실을 동물실험을 통해 입증했다고 4일 밝혔다. 나노복합체 투입시 골 이식재 간 신생 골 형성 비교 그래프. (부산대 제공)© News1