나노기술 및 정책 정보

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● 일본 토호쿠대학교 대학원 연구그룹이 대식세포(macrophage)의 분극과 기능을 제어하여 파골세포 분화 억제로 유도하는 ‘티타늄 나노 스파이크 표면’을 개발

● 연구진은 대식세포를 M1형으로 분극시키는 나노 표면 형태를 치과용 임플란트 경부에 부여함으로써 임플란트 주위에 염증성 골 흡수를 억제하는 면역 환경을 유도하는 전략을 고안

● 알칼리 용액에 침지함으로써 티타늄에 나노 표면 형태를 부여할 수 있는‘티타늄 나노 표면 개질법’을 응용, 처리 조건을 변경하여 특징적인 나노 돌기를 갖는 ‘티타늄 나노 스파이크 표면’을 제작하는 데 성공

● 실험 쥐를 통한 대식세포 균주 및 전(前)파골세포주를 배양 시험 결과 본 티타늄 나노 표면은 나노 스파이크를 통해 물리적 자극을 가하면 대식세포를 M1형으로 분극시키고 둘레에 존재하는 전파골세포의 파골세포 분화에 억제적으로 작용하는 생체분자를 분비시키는 것이 확인

● 본 연구 성과는 치과용 임플란트 표면에 나노형태를 부여함으로써 임플란트 자체가 자연 면역 메커니즘을 조정하는 혁신적인 염증성 골 흡수의 예방 전략의 길을 제시 

● 본 염증성 골 흡수 억제 효과는 약제 첨가나 세포의 유전자 변형 등을 필요로 하지 않기 때문에 의료기기 개발을 위한 법령상 장애물이 비교적 낮을 것으로 예상하며, 향후 염증성 골 흡수를 예방하는 다른 바이오 재료 개발에도 응용될 것으로 기대

※ 용어설명

- 나노스파이크(nanospikes, ナノ突起): 나노미터(nm) 크기의 돌기상(突起狀) 구조물 

※ Acta Biomaterialia 게재(2021.10.18.), “Titanium surface with nanospikes tunes macrophage polarization to produce inhibitory factors for osteoclastogenesis through nanotopographiccues”