항생·성장물질을 필요한 시기에 순차적으로 방출함으로써 뼈 재생 효과를 높이는 기술이 개발됐다.
연세대학교 치과대학 치주과학교실 차재국 교수와 화공생명공학과 홍진기 교수 공동 연구팀은 '항생물질과 성장물질을 동시에 넣은 인공 뼈를 뼈의 결손 부위에 삽입한 뒤 각 물질이 순차적으로 방출되도록 유도해 뼈의 재생을 도울 수 있다'고 최근 밝혔다. 이 연구 결과는 나노과학기술 분야 국제 학술지 나노 투데이(Nano Today, IF17.4) 2월호(Volume 54)에 'Dual-phase blocks for regeneration of critical-sized bone defects'를 제목으로 게재됐다.
치주질환과 같은 만성염증이나 골다공증 등 뼈 질환을 앓는 환자는 골절을 겪으면 뼈의 재생 속도가 더뎌 회복이 어렵다. 이런 경우 인공 뼈를 이식하기도 하는데, 최근엔 인공 뼈 안에 항생물질과 성장물질을 넣어 자연적인 뼈 재생을 촉진한다. 이때 두 물질의 방출 순서가 뼈 재생 환경의 안정성과 속도에 영향을 미친다. 이식 초기에는 항생물질이 방출돼 수술 부위의 감염을 방지하고, 이후에는 성장물질이 나와 뼈 재생을 본격적으로 촉진해야 하지만, 두 물질의 방출 순서를 미세하고 정확하게 조절할 방법은 지금까진 연구된 바 없었다.

차 교수 연구팀은 인공 단백질 젤라틴을 인공 뼈에 심는 방식을 고안했다. 인공 뼈의 바깥 부분에는 항생물질을, 내부에는 성장물질을 함유한 젤라틴을 각각 붙임으로써 이식 초기에는 바깥 부분에 있는 항생물질이 자연스레 먼저 뼈 조직에 모두 녹아들고, 이후에 내부에 있던 성장물질이 나오게 하는 원리다. 이같은 방식을 광범위한 골 결손(이빨 등)이 있는 성견에게 적용했을 때 이식한 인공 뼈가 체내 생착하고 새로운 뼈를 재생해내는 정도가 기존 대비 2배 이상 향상됐다.

차재국 교수는 “뼈 재생을 안전하게 촉진하기 위해 꼭 필요한 항생물질과 성장물질이 순차적으로 방출되는 기술의 효과를 확인했다”면서 “이번 연구 결과가 뼈 결손부가 큰 암 환자나 뼈 재생 능력이 적은 골다공증, 당뇨 환자에게 도움이 될 것"으로 기대했다.