[이런 논문, 저런 책] 홍합 접착 단백질, 임플란트 치료 잇몸뼈 재생에

골 유도 재생술 효과 극대화 하는 임플란트 차폐막 코팅 개발
경북대 융합학부 조윤기 교수팀… 포스텍 차형준 교수팀, 고려대 전상호 교수팀과 공동연구

바닷물 속에서도 바위에 단단하게 붙어 있는 홍합의 특성은 여러 과학자들의 호기심을 자극한 바 있다. 경북대 융합학부 조윤기 교수팀이 홍합의 특성에 주목한 또 하나의 성과를 내놨다. 홍합 접착 단백질을 이용해 잇몸뼈 재생을 앞당길 수 있는 임플란트 차폐막 코팅을 개발한 것이다.

포스텍 화학공학과 차형준 교수팀, 고려대 안암병원 구강악안면외과 전상호 교수팀과 공동연구한 이번 성과는 생물공학·재생의료 분야 최고 권위 학술지인 '바이오엔지니어링 앤 트랜스레이셔널 메디슨(Bioengineering ＆ Translational Medicine)'에 최근 게재됐다.

임플란트 치료에서 중요한 것 중 하나는 잇몸뼈(치조골) 상태다. 뼈가 튼튼하지 않거나, 양이 부족한 경우에는 골 이식이 필요하다. 상태가 매우 안 좋은 경우에는 골 이식을 하더라도 임플란트 식립이 어려울 수 있다.

골 유도 재생술은 뼈가 자라는 공간을 확보하고, 피부 세포 등이 뼈의 결손 부위에 접근하는 것을 차단해 뼈를 자라게 하는 시술이다. 치과 임플란트 영역에서 널리 사용된다. 그러나 골 결손부의 형태에 따라 차폐막(잇몸뼈의 양을 늘리기 위해 사용하는 막)을 통한 세포 차단만으로는 골 재생 속도를 획기적으로 높일 수 없었다. 때문에 골양과 골질이 부족한 환자의 확실한 임플란트 성공과 치료 기간 단축을 보장하기에는 한계점이 있다.

공동연구팀이 개발한 임플란트용 차폐막 코팅은 이런 한계를 메울 수 있을 것으로 기대된다. 세포를 끌어당길 수 있는 RGD(아르기닌, 글리신, 아스파르트산의 아미노산 서열) 서열이 연결된 기능성 홍합 접착 단백질에 착안했다. 비흡수성 차폐막에서 연조직 세포는 차단하는 동시에 줄기세포를 포함한 뼈 전구세포를 끌어당기고 이후 골 형성 단백질(BMP-2)을 지속성 있게 방출할 수 있다는 것이다. 공동연구팀은 설치류의 두개골 결손 모델에서 약 2배 이상 빠른 골 조직 재생 유도를 확인했다고 밝혔다.

조윤기 교수는 "치과뿐 아니라 경조직과 인체 내부의 여러 조직에 적용이 가능해 주변 줄기세포 및 전구세포의 거동을 조절하기 위한 소재로 활용이 가능하다. 조직공학, 재생의료 분야에서 장기 맞춤식으로 줄기세포 거동을 조절할 수 있는 다양한 단백질 기반 바이오소재를 개발하고 있다"고 설명했다.