[한국기술뉴스] 경희대학교 치의예과 권일근 교수 연구팀은 상골 형성과 주변 조직을 동시에 재생하는 골 재생 하이드로겔을 개발했다. 개발된 기술은 경희대학교 산학협력단을 통해 2019년 10월 31일 특허를 출원(출원번호 제1020190138127호)했다. 특허 명칭은 '숙신화 키토산 하이드로겔의 제조방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

질병 또는 외상으로 인해 뼈 조직이 손상되는 경우 골 충진재를 사용하여 신생골을 형성합니다. 현재 상용화된 대부분의 생체소재는 손상된 뼈 조직에 무기질이 침착되는 골전도 기능에 의존하고 있습니다.

일례로 치과 질환과 같이 치조골과 치아조직 등의 유실이 복합적으로 일어나는 경우 단순한 골 충진재로는 수술 부위의 주변 조직을 동반재생할 수 없다는 문제점이 있습니다.

한편 키토산은 게, 새우, 오징어 뼈 등 자연계에 존재하는 키틴을 탈아세틸화하여 얻어지는 물질로서, 독성이 없고, 생체친화성이 우수하여 인공피부, 혈액응고제 등의 개발에 활용되고 있습니다. 그러나 종래의 키토산은 초산과 같은 산성의 수용액을 이용하여 제조되므로 이를 생체 내에 사용할 경우 잔류되어 있는 산에 의해 심각한 세포 손상을 일으킬 수 있다는 문제점이 있습니다.

경희대학교 권일근 교수 연구팀은 숙신화 키토산을 이용해 골 형성과 동시에 주변 조직의 동반재생이 가능한 골 재생 하이드로겔을 발명했습니다.

키토산을 아세트산에 용해하고 교반하여 키토산 용액을 제조합니다. 이후 용액을 원심 분리하고 동결 건조하여 키보산 아세테이트를 만듭니다. 그런 다음 탈이온수에 용해하고 숙신산 무수물에 키토산 용액을 첨가하여 숙신화 키토산을 제조합니다.

본 발명의 숙신화 키토산은 종래의 피리딘 유기용매 대신 아세트산 수용액과 증류수를 사용하기 때문에 합성 및 정제가 간단하고 친환경적이며, 대량생산에 용이합니다. CTS-SUC은 현재 상처치료를 위한 연고 및 화장품 원료로 사용되고 있으며, 이를 활용하여 생체재료의 개발에 응용할 수 있습니다.

골 재생 하이드로겔은 본 발명의 숙신화 키토산에 글루코스-6-포스페이트를 첨가 및 교반하여 제조합니다.

본 발명의 하이드로겔은 3D 프린팅의 재료로 활용이 가능하여 맞춤형 골 지지체 개발이 가능합니다. 연구팀이 실험을 통해 본 조성물이 세포 독성이 없음을 확인하였으며, 친수성 및 세포 증식률, 세포 확산 성능이 뛰어나 생체 소재로 활용이 가능한 것을 확인했습니다.

골 충진재를 탑재한 천연고분자 기반 하이드로젤을 이용하여 골 재생 향상을 위한 플랫폼 개발이 가능할 것으로 기대됩니다.