– 한국교통대·사우디아라비아 킹파드석유광물대와 국제공동연구… 국제학술지 ‘Advanced Healthcare Materials’ 게재 확정 –

원광대학교 전북바이오융합전문대학원(JABA대학원)은 한국교통대학교 및 사우디아라비아 킹파드석유광물대학교(King Fahd University of Petroleum and Minerals) 연구진과의 국제공동연구를 통해 골관절염의 병리적 환경에 반응해 상태가 변화하고 연골 손상을 완화할 수 있는 주사형 스마트 하이드로젤을 개발했다고 밝혔다.

이번 연구는 「Osteoarthritis-Microenvironment-Triggered Phase Alteration of Injectable Conductive Hydrogel for Attenuating Cartilage Degradation」이라는 제목으로 바이오소재 및 의료공학 분야 국제학술지 ‘Advanced Healthcare Materials’(Impact Factor 11.0)에 게재가 확정됐다.

연구에는 원광대 JABA대학원 진은정 교수(교신저자)를 비롯해 원광대 이현김(Ee Hyun Kim)·홍요빈(Yo-Bin Hong) 연구원, 한국교통대 박성영 교수(교신저자)와 Sunu Hangma Subba, Kaustuv Roy 연구원, 사우디아라비아 킹파드석유광물대 Akhmad Irhas Robby 연구원(교신저자) 등이 참여했다.

국내 대학 간 융합연구에 해외 연구기관의 협력을 더해 첨단 바이오소재 기술을 골관절염 치료 연구에 접목했다.

골관절염은 관절연골의 점진적인 손상과 만성 염증을 특징으로 하는 퇴행성 관절질환으로, 질환 진행 과정에서 과도하게 생성되는 활성산소(ROS)가 연골세포의 기능을 저하시키고 연골기질의 분해를 촉진하는 주요 요인으로 작용한다.

연구진은 이러한 골관절염의 특수한 미세환경에 착안해 활성산소 농도가 높아지면 물리적 상태가 변화하는 주사형 전도성 하이드로젤(HGC-PDA@PD)을 개발했다.

이 소재는 체온인 37℃에서 겔(Gel) 형태를 형성하지만, 골관절염 조직에서 증가하는 활성산소에 노출되면 소재 내부의 이셀레나이드(diselenide) 결합이 절단되면서 액상(Sol)으로 전환되는 특징을 갖는다.

이와 함께 형광과 전기전도도도 변화해 골관절염의 병리적 환경을 감지할 수 있는 새로운 바이오센서 소재로 활용될 가능성을 제시했다.

특히 이번 연구의 핵심은 질환의 미세환경을 감지하는 기능과 연골 손상을 완화하는 기능을 하나의 소재에 결합했다는 점이다.

이번 연구는 한국교통대의 기능성 고분자·스마트 하이드로젤 소재 기술과 원광대의 골관절염·연골재생 연구 역량을 바탕으로 사우디아라비아 연구진과의 국제협력을 통해 이뤄졌으며, 원광대 JABA대학원은 첨단 바이오소재와 질환모델 기반 효능평가를 연계한 융합연구를 통해 골관절염 등 퇴행성 질환의 진단·치료 기술 개발 가능성을 확대하고 있다.