"활성산소 만나면 형태 변화" 원광대·교통대, 관절염 치료 바이오소재 규명
진은정 교수, 형광·전기전도도 변화로 센서·연골 손상 완화 동시 구현
국내외 대학 공동연구진이 골관절염의 병리적 환경에 직접 반응해 연골 손상을 완화하고 질환 상태를 진단할 수 있는 첨단 바이오 소재를 개발했다.
원광대학교 전북바이오융합전문대학원(JABA대학원)은 한국교통대와 사우디아라비아 킹파드석유광물대 연구진과의 국제공동연구를 통해 관절 내 미세환경에 반응해 상태가 변하는 주사형 스마트 하이드로젤을 개발했다고 2일 밝혔다.
이번 연구 논문(논문명: Osteoarthritis-Microenvironment-Triggered Phase Alteration of Injectable Conductive Hydrogel for Attenuating Cartilage Degradation)은 바이오소재 및 의료공학 분야 국제학술지인 '어드밴스드 헬스케어 메터리얼즈'(Advanced Healthcare Materials, IF 11.0) 게재가 확정됐다.
연구에는 진은정 원광대 JABA대학원 교수(교신저자), 이현김·홍요빈 연구원, 박성영 한국교통대 교수(교신저자), 악마드 이르하스 로비사우디 킹파드석유광물대 연구원 등이 참여했다.
퇴행성 관절질환인 골관절염은 진행 과정에서 생성되는 과도한 활성산소(ROS)가 연골세포 기능을 떨어뜨리고 연골기질 분해를 촉진한다. 연구진은 이러한 특성에 착안해 활성산소 농도에 따라 물리적 형태가 바뀌는 주사형 전도성 하이드로젤(HGC-PDA@PD)을 설계했다.
해당 소재는 체온(37℃) 조건에서는 겔(Gel) 형태를 유지하다가, 골관절염 조직 내 활성산소에 노출되면 내부 이셀레나이드(diselenide) 결합이 절단되면서 액상(Sol)으로 전환된다. 이 과정에서 형광과 전기전도도가 함께 변화해 질환 환경을 감지하는 바이오센서 역할과 연골 손상 완화 기능을 동시에 수행한다.
진 교수는 "기술 고도화를 통해 퇴행성 질환의 진단과 치료를 아우르는 융합 연구를 확대하겠다"고 밝혔다.
