▲ 표면처리된 수산화마그네슘 나노입자는 산성환경에서 Mg2+와 OH-로 해리되어 산성환경을 중화하게 된다. 이러한 수산화마그네슘 나노입자를 대표적인 임플란트인 심혈관용 약물방출스텐트와 신장조직 재생용 스케폴드 제조에 각각 사용하여 동물실험 결과, 생체내에서 염증반응을 크게 억제하였다

우리 몸에 생분해성 임플란트를 이식할 때 발생하는 염증을 획기적으로 억제할 수 있게 되었다.

차의과학대학교 한동근‧박우람 교수와 제프리 허블 교수(미국 시카고대)가 공동연구를 통해 수산화마그네슘 나노입자를 이용하여 생분해성 고분자 임플란트로 인한 염증반응을 대폭 억제하는 기술을 개발했다.

생분해성 고분자는 생체 이식 후 시간이 지남에 따라 자연스럽게 분해되어 사라지는 특성이 있다. 수술 부위 봉합, 조직재생, 약물전달 등 체내 임플란트와 의료기기의 원료로 이용된다.

하지만 이들 고분자가 생체 내에서 분해되면서 산성 물질을 생성하기 때문에 심각한 염증반응이 유발된다는 부작용이 있는데, 지금까지는 이를 억제할 수 있는 특별한 방법이 없었다.

연구팀은 사람이 복용하는 제산제에 이용되는 수산화마그네슘(Mg(OH)2)의 pH 중화 효과에 주목하였고, 이들을 나노입자 형태로 생분해성 고분자 의료기기에 첨가했다.

무독성인 수산화마그네슘 나노입자가 낮은 pH로 산성화된 조직 내 환경을 중화시키므로, 조직세포가 생존하고 염증이 현저히 억제된다. 특히 나노입자를 표면처리하여 뭉쳐지지 않은 개별 크기로 사용하면 그 효과가 크게 증가된다.

관상동맥 약물방출 스텐트와 신장조직 재생용 스케폴드에 수산화마그네슘 나노입자를 적용하자, 염증반응이 90% 이상 감소하였고 임플란트의 생체 적합성이 크게 개선되었다.

*스텐트(stent) : 막히거나 좁아진 혈관이나 도관을 넓혀 흐름을 원활하게 해주는 가는 그물망의 이식물이다. 관상동맥 약물방출 스텐트는 심근경색 치료를 위해 활용된다.

*스케폴드(scaffold) : 다공성을 가지고 있어서 세포가 부착하여 잘 자랄 수 있게 하는 지지체(담체) 역할을 하는 생분해성 고분자 물질이다. 신장조직 재생용 스케폴드는 투석 및 신부전 예방과 치료를 위해 향후 활용될 수 있다.

한동근 교수는 “이 연구는 생분해성 고분자 재료를 이용하는 거의 모든 기존 생체이식 의료기기에 적용할 수 있는 플랫폼 원천핵심기술로서, 사업화되면 관련 의료기기의 수입 대체 및 수출 산업에 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.

국제학술지 ACS 나노(ACS Nano) 5월 29일 자에 게재되었고, 미국과 한국에 관련 특허가 등록되었다. (논문명 : Modified Magnesium Hydroxide Nanoparticles Inhibit the Inflammatory Response to Biodegradable Poly(lactide-co-glycolide) Implants)