[과학을 품다] 줄기세포·약물, 파스처럼 붙여 전달한다
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[과학을 품다] 줄기세포·약물, 파스처럼 붙여 전달한다
  • 정종오 기자
  • 승인 2019.09.18 12:00
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조직과 접착력 높인 티슈 테이프, 줄기세포 생착 돕고 약물전달효율 높여
국내 연구팀이 히알루론산 기반 패치형 하이드로젤 테이프를 개발했다.[사진=한국연구재단]
국내 연구팀이 히알루론산 기반 패치형 하이드로젤 테이프를 개발했다.[사진=한국연구재단]

줄기세포와 약물을 조직 표면에 파스처럼 붙여 전달하는 방법이 개발됐다. 연세대 조승우·신지수 박사와 연세의료원 최동훈 교수 연구팀은 18일 줄기세포나 약물을 조직 표면에 간편히 붙여 전달하는 하이드로젤 테이프를 개발했다고 발표했다. 개발된 테이프는 동결건조된 것으로 별도 처리 없이 기성품처럼 간편하게 사용할 수 있다.

하이드로젤이란 수분 함유량이 90% 이상이며 젤리와 같은 특성을 보인 것으로 미용을 위한 팩이나 콘택트렌즈, 상처 치유를 위한 드레싱 등에 널리 쓰인다. 이식하거나 주사하는 대신 테이프처럼 붙이는 방식으로 줄기세포 등을 전달하면 조직에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 사용자 편의성을 크게 높일 수 있다.

연구팀은 홍합이나 멍게 같은 해양생물의 수중 접착력을 모사한 히알루론산 기반 하이드로젤을 기존 주사제 제형에서 붙이는 패치 제형으로 변형, 기능성과 편의성을 크게 향상시켰다. 페놀 유도체 성분에서 비롯된 우수한 접착력과 탄력성, 하이드로젤 패치 내부에 형성된 나노섬유 구조가 세포의 생착을 돕는 한편 약물전달 효율을 높임으로써 기능성을 크게 개선할 수 있었다.

실제 심근경색 소동물 모델, 랫트(Rat)의 손상된 심장 표면에 히알루론산 하이드로젤 패치를 테이프처럼 붙이고 그 위에 줄기세포를 분사해 하이드로젤 패치 내부에 흡수되도록 했다. 그 결과 심박출률 같은 심장 기능이 개선됐고 심근비대증이 완화됐다. 심혈관 조직의 재생도 돕는 것을 확인했다.

줄기세포 이외의 유용 단백질 전달 효과도 확인했다. 재생 효과가 있어 상처 치료에 사용되는 혈관유도성장인자를 탑재한 하이드로젤 패치 테이프를 생쥐의 창상 부위에 적용했다. 자가치유가 힘들 정도로 컸던 창상 부위가 빠르게 회복되는 것을 확인했다. 약물 스크리닝이나 질병 모델링 분야에서 주목받는 미니 장기, 오가노이드(장기 유사체)는 차세대 세포치료제로도 기대를 모으고 있는데 마땅한 이식기술이 없는 실정이다. 연구팀은 개발한 테이프를 이용해 생쥐에서 간, 소장, 위 등 다양한 오가노이드를 원하는 위치에 부착시킬 수 있음을 보였다.

조승우 교수는 “세포와 약물을 전달하던 기존 방식의 단점을 극복한 것”이라며 “하이드로젤 테이프를 이용해 줄기세포와 약물을 손쉽고 편리하게 질환 부위에 안전하고 효과적으로 전달하는 방법으로 상용화 가능성이 크다”고 설명했다. 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머테리얼스(Advanced Functional Materials)’에 9월 2일자(논문명:Tissue Tape-Phenolic Hyaluronic Acid Hydrogel Patches for Off-the-Shelf Therapy)에 실렸다.

정종오 기자  science@greened.kr

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