펩타이드 기반 하이드로젤은 조직 및 장기 복구에 대한 가능성을 보여줍니다.

오타와 대학이 이끄는 과학자 팀은 생물학적 정밀성과 자연에서 영감을 얻은 공학을 결합하여 인체의 다양한 손상된 장기와 조직을 빠르게 복구할 수 있는 엄청난 잠재력을 보여주는 젤 같은 소재를 만들어냈습니다.

오타와 대학교 의과대학 부교수인 에밀리오 I. 알라콘 박사가 이끄는 최첨단 연구는 피부 상처를 봉합하고, 손상된 심장 근육에 치료제를 전달하고, 손상된 각막을 복구할 수 있는 펩타이드 하이드로젤을 통해 미래에 수백만 명의 사람들의 삶에 영향을 미칠 수 있습니다.

"저희는 펩타이드를 사용하여 치료 솔루션을 개발합니다. 저희 팀은 자연에서 영감을 얻어 상처 봉합 및 조직 재생을 위한 간단한 솔루션을 개발합니다."라고 오타와 대학교 심장 연구소의 생체공학 및 치료 솔루션(BEaTS) 그룹 책임자이자 과학자인 알라콘 박사는 말합니다. 알라콘 박사는 조직 재생 능력을 가진 신소재 개발에 중점을 둔 선구적인 연구를 진행하고 있습니다.

펩타이드는 생물체에서 발견되는 분자이고, 하이드로젤은 젤과 같은 질감을 지닌 수성 물질로 치료 목적으로 유용한 것으로 입증되었습니다.

에릭 수로넨 박사와 마크 루엘 박사가 공동으로 주도하고 Advanced Functional Materials에 게재된 이 연구에서 사용된 접근법은 매우 독특합니다. 조직 공학 분야에서 연구되는 대부분의 하이드로젤은 동물 유래 단백질 기반이지만, 공동 연구팀이 개발한 생체재료는 특수 펩타이드로 강화되었습니다. 이는 임상 적용 가능성을 높여줍니다.

오타와 대학 의과대학 세포 및 분자의학과 교수이자 오타와 대학 심장연구소 심장외과 연구부문 위원장인 루엘 박사는 이 연구 결과가 혁명적일 수 있다고 믿고 있습니다.

"수천 년의 진화에도 불구하고 상처 치유에 대한 인간의 반응은 여전히 불완전합니다."라고 루엘 박사는 말합니다. "피부 절개부터 눈 부상, 심장마비 후 심장 회복까지 비정상적인 흉터가 생기는 것을 볼 수 있습니다. 알라콘 박사, 수로넨 박사, 그리고 저희 팀은 거의 20년 동안 이 문제에 집중해 왔습니다. 알라콘 박사의 Advanced Functional Materials 논문은 상처 치유, 장기 치유, 그리고 수술 후 기본적인 흉터까지도 훨씬 더 치료적으로 관리하고, 따라서 인체 건강에 최적화할 수 있는 새로운 방법을 제시합니다."

즉각적인 연조직 복구를 위한 합성 펩타이드. Advanced Functional Materials (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

실제로 핵심은 펩타이드 생체재료를 조절할 수 있는 능력입니다. 오타와 대학교 연구팀의 하이드로젤은 맞춤형으로 설계되어 다양한 조직에 사용할 수 있도록 견고한 소재를 제공합니다. 기본적으로, 두 가지 성분으로 구성된 이 조합은 수리가 필요한 신체 부위에 따라 접착력을 높이거나 다른 성분을 줄이도록 조정할 수 있습니다.

"저희 소재가 얼마나 다양한 분야에 적용될 수 있는지에 매우 놀랐습니다."라고 알라콘 박사는 말합니다. "저희 기술은 표적 조직에 따라 맞춤화된 통합 솔루션을 제공합니다."

알라콘 박사는 또한 이러한 연구들은 생체모방 하이드로젤의 치료 효과가 매우 효과적이며, 다른 재생 접근 방식보다 사용이 훨씬 간단하고 비용 효율적임을 시사한다고 언급했습니다.

이 소재는 저렴한 비용과 확장 가능한 형태로 개발되었는데, 이는 많은 대규모 생물의학 응용 분야에 필수적인 특성입니다. 또한 연구팀은 개발 비용과 테스트 시간을 크게 단축하는 신속한 스크리닝 시스템을 개발했습니다.

알라콘 박사는 "비용과 시간을 크게 단축하면 우리 소재의 경제적 타당성이 높아질 뿐만 아니라 임상 사용 가능성도 높아집니다."라고 말했습니다.

연구팀의 다음 단계는 무엇일까요? 인체 시험에 앞서 대동물 실험을 진행할 예정입니다. 지금까지 설치류를 대상으로 심장 및 피부 시험을 진행했고, 각막 연구는 생체 외(ex vivo)에서 진행되었습니다.