생체를 모방한 완벽한 나노 구조체 규명을 통한 생체재료 개발

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2009-04-23 09:08

포항--(뉴스와이어)--포항가속기연구소장 이문호 교수와 김가희 박사팀은 포항방사광가속기로『세포막 구조를 모방한 고분자』(일명 ‘브러쉬 고분자’)를 규명하고 나아가 생체적합 특성연구를 통하여 인간의 생체에 적용할 수 있는 새로운 물질을 개발하는데 성공했다고 밝혔다.

이러한 연구성과는 세계적인 재료과학전문지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼스(Advanced Functional Materials)지 온라인판 4월 14일자에 게재되었다.

세포막은 세포내의 물질들을 보호하고 물질간의 출입에 관여하여 세포의 구조 및 기능을 항상 일정하게 유지하는 매우 중요한 역할을 하기 때문에 세계적으로도 이를 모방한 고분자 재료에 대한 연구가 매우 활발하게 진행되고 있다.

그러나, 지금까지 연구가 되어 온 생체 모방 고분자 재료는 그 자체로 불안정한 상태에서 이루어져 세포막의 나노구조체를 완벽하게 재현하지 못하고 있는 상태이다.

이번 연구는 일정한 선 형태를 유지하는 폴리글리콜에 다가 긴 알킬 체인을 붙여서 브러쉬 구조를 만들었고 말단에 인지질을 도입하여 인체 세포막 구조와 유사한 브러쉬 고분자를 합성하는데 성공하였다. 이러한 브러쉬 고분자를 포항방사광가속기의 4C2 스침각 입사 X-선 산란 빔라인을 이용하여 완벽한 나노 구조체를 규명하였다.

1차적으로 브러쉬 고분자위에 혈액 응고에 관여하는 단백질 및 혈소판이 붙지 않음을 확인하였고 나아가, 사람의 내피세포가 잘 흡착하고 성장할 뿐만 아니라 브러쉬 고분자를 쥐의 피하 조직에 삽입하는 실험을 통하여 생체 재료로 활용이 가능함을 입증하였다.

인체에 존재하는 다양한 병원성 균(대장균 등)이 고분자 박막 표면에 접촉만으로도 죽는 현상을 관찰함으로써 항균성이 뛰어나고 인체내에서 2차 감염을 막을 수 있는 우수한 생체 재료로도 활용 될 수 있음을 밝혀내었다.

이번 연구 성과는 단순한 코팅 방법만으로도 세포막 구조의 나노 구조체를 완벽하게 재현한 최초의 연구 결과로 평가된다.

김가희 박사는 “생체 모방 기술은 현재 전 세계적으로 이슈화 되고 있는 가운데 우수한 생체 적합 특성으로 인해 세포막 구조 모방 연구는 활발히 연구되고 있는 분야로써 이번 연구성과를 통해 부작용 없는 인공장기나 의료용 기기의 코팅재료개발에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

웹사이트: http://pal.postech.ac.kr