손상된 연골조직 재생 가능성 제시Bioactive Materials 2025년 4월호 게재
  • ▲ 순천향대학교 의과대학 재생의학교실 이병택 교수.ⓒ순천향대
    ▲ 순천향대학교 의과대학 재생의학교실 이병택 교수.ⓒ순천향대
    순천향대학교는 의과대학 재생의학교실 이병택 교수 연구팀이 차세대 3D 바이오프린팅 기술을 이용해 줄기세포 기반 연골 치료소재를 개발, 손상된 연골 조직을 단일 시술로 재생할 수 있는 가능성을 제시했다고 1일 밝혔다.

    이 교수 연구팀(박사과정 프라야스 차카마, 박성수, 압둘라 알 파하드, 박명기 연구원)은 탈세포화된 돼지 해면골 유래 세포외기질(dECM)에 셀룰로오스 나노섬유(TOCN)와 알지네이트를 조합한 생체활성 단백질 기반 바이오잉크를 활용했다. 

    여기에 성장인자(TGF-β1, FGF-18)와 지방유래 줄기세포(ADSCs)를 탑재해 3D 바이오프린팅 방식의 연골 치료소재를 구현했다.

    이번에 개발된 지지체는 인체 관절 연골의 미세환경을 정밀하게 모사하면서 생리활성과 역학적 기능을 동시에 구현할 수 있도록 설계됐으며, 생체 내 자가 재생을 유도하는 완전 통합형 연골재생 치료 플랫폼으로 주목받고 있다.
  • ▲ 연골재생을 위한 이중 성장 인자가 탑재된 3D 바이오 프린팅 단백질 생체 활성 지지체의 제조 공정 및 동물 이식 평가 시뮬레이션 결과.ⓒ순천향대
    ▲ 연골재생을 위한 이중 성장 인자가 탑재된 3D 바이오 프린팅 단백질 생체 활성 지지체의 제조 공정 및 동물 이식 평가 시뮬레이션 결과.ⓒ순천향대
    연구팀은 토끼 연골 결손 모델을 활용한 전임상 실험을 통해 해당 지지체가 불규칙한 연골 손상 부위에 성공적으로 이식돼 새로운 연골 조직으로 재생되는 과정을 확인했다. 

    조직 병리학적 분석, MRI 영상 분석, 나노인덴테이션 기법 등을 통해 신생 연골의 구조적 완성도와 역학적 특성이 과학적으로 검증됐으며, 이는 퇴행성 관절염 환자를 위한 맞춤형 최소침습 치료 가능성을 보여주는 성과로 평가된다.

    이병택 교수는 “이번에 개발한 지지체는 단순한 조직 회복 보조를 넘어서 손상된 연골 조직의 재생을 유도하는 스마트 치료 시스템”이라며 “고령화 사회에서 급증하는 퇴행성 관절 질환과 인체골 재생 분야에서 높은 상용화 가능성을 지닌다”고 말했다.

    연구팀은 이번 연구 성과를 바탕으로 향후 대동물 실험과 외과적 이식 기술 개발을 이어갈 예정이며, 실제 임상 적용을 목표로 한 치료 플랫폼 연구도 지속 추진할 계획이다.

    한편, 이번 연구 결과는 바이오소재 분야 세계 최고 권위의 학술지 Bioactive Materials(IF 18.0, JCR 상위 1.2%) 2025년 4월호에 게재됐다.