나노기술 및 정책 정보

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­ 중국 지린성(吉林省) 창춘시(長春市)에 위치하여 있는 ‘중국과학원(中國科學院)’ 산하 ‘창춘(長春) 응용화학 연구소’ 연구팀은 최근 ‘지능형 바이오 흡수가능 전도(Conductive)성 고분자(Macromolecule) 나노 합성물(Nano Composite)’ 개발에 성공하였을 뿐만 아니라 동 ‘합성물’을 이용하여 ‘전기 자극(Electrical stimulation)으로 특정 방향 유도(Induced)를 통한 조직 재생(Tissue regeneration)’에도 성공하였다.

­ 이번 연구는 중국 ‘국가 과학기술부(MOST)’의 ‘국가 첨단기술 산업화 프로젝트’인 ‘863 계획<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /><?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />’ 과제 비용 지원을 받아 추진되었다고 한다. 중국 ‘국가 과학기술부’는 지난 7월 23일에 중국 내 관련 과학자, 전문가들을 조직하여 ‘창춘 응용화학 연구소’ 연구팀이 수행한 ‘지능형 바이오 흡수가능 전도성 고분자 나노 합성물 및 전기 자극으로 특정 방향 유도를 통한 조직 재생 연구’ 성과에 대한 ‘기술 평가’를 실행하였다.

­ 이번 ‘기술 평가’에 참가한 중국 내 관련 과학자, 전문가들은 ‘창춘 응용화학 연구소’ 연구팀이 달성한 과학연구 성과에 대해 “세계 최초로 ‘바이오 흡수가능 전도성 고분자 공중합체(Copolymer)’ 및 ‘전기 자극 기술’을 결합하여 손상된 뼈를 회복시키는 ‘정형 외과(Orthopedic rehabilitation)’ 분야에 응용한 중대 과학기술 연구성과에 속한다”고 높이 평가하였다.

­ 뼈 손상(Bone defect)이 발생하게 되면 세포 신호 전달과 역학(力學) 전달이 중단되어 조직 새생 능력이 떨어지게 된다고 한다. 전통적인 뼈 회복 재료(예를 들면, 콜라겐(Collagen), 히드록시아파타이트(Hydroxyapatite) 등)는 필요한 신호 전달 능력과 역학 성능이 부족한 상황이라고 한다.

­ 최신 연구결과에 따르면, 폴리아닐린(Polyaniline) 등 전도성 고분자는 일종 신형의 지능형 바이오재료로 활용할 수 있는데 독특한 전기 활동특성 혹은 전도성을 통해 스마트하게 세포 신호 전달과 성장 팩터(Growth factor) 혹은 약물 릴리스(Release) 기능을 발휘할 수 있도록 하여 특정 방향으로 조직 장기를 재생시키고 회복시키도록 유도할 수 있다고 한다.

­ 하지만 전도성 고분자가 의학용 바이오재료로 사용하게 될 경우, 바이오 호환성이 취약하고 분해가 되지 않고 용해성이 떨어지기 때문에 가공하기 어려운 등 단점들이 존재하여 의학 분야에서의 응용에 영향을 끼친다고 한다. 전도성 고분자의 바이오 의학 응용 연구에서 국제적으로는 주로 신경, 심근 조직 회복에 집중하고 있으며 뼈 재생 분야에 응용하는 연구는 매우 적은 편이라고 한다.

­ ‘중국과학원’ 산하 ‘창춘 응용화학 연구소’ 연구팀은 중국 ‘국가 과학기술부’의 ‘863 계획’ 과제 비용 지원 하에 바이오 흡수 가능 전도성 고분자를 통해 히드록시아파타이트(Hydroxyapatite) 나노 복합물과 전기 자극을 통한 특정 방향 유도로 조직을 재생시키는 등 분야에 대한 연구를 실행하였는데 세계 최초로 바이오 흡수 가능 전도성 고분자 공중 합체(Copolymer)와 전기 자극 기술을 결합하여 손상된 뼈 회복에 응용하였다.

­ 연구팀은 이번 연구를 통해 전기 활동특성을 이용하여 스마트하게 뼈를 회복시키는 재료, 골과(骨科) 고정 융합 부품과 전기 자극을 통해 뼈 재생을 강화시키는 등 신기술을 개발하였으며 재료의 바이오 분해성, 역학 성능, 뼈 형성 관련 활동특성과 효과적이고 지속적으로 성장 팩터를 통제하는 유전자 릴리스 등 연구분야에서 중대한 성과를 달성하였다.

­ 연구팀이 이번 연구를 통해 개발한 재료와 부품들은 양호한 바이오 호환성을 보유하고 있으며 중국 정부가 제정한 ‘인체 내에 임플랜테이션(Implantation)하는 재료의 바이오 안정성 요구’에 도달하였다고 한다. 연구팀이 개발한 재료의 세포 부하 능력은 뚜렷이 향상되어 뼈 전도(Conduct)와 유도 활동특성을 보유하고 있기 때문에 뼈 손상을 치유하는 능력과 치유 품질을 뚜렷이 향상시켰다고 한다.

­ ‘중국과학원’ 산하 ‘창춘 응용화학 연구소’ 연구팀은 이번 연구를 실행하는 과정에서 중국 ‘국가 발명 특허’ 14건을 신청하였으며 11편의 학술 논문을 발표하였는데 그 중 5편의 학술 논문은 ‘Biomaterials’, ‘Biomacromolecules’ 등 바이오 재료(Biomaterials) 분야 국제 저명한 학술지에 공식 발표되었다고 한다. 연구팀은 현재 관련 ‘동물 실험’을 완성한 상황이라고 한다. 지금까지 완성된 ‘동물 실험’을 통해 이번 연구성과는 향후 임상응용 전망이 양호할 것이라는 평가를 받고 있다.

출처 : http://www.cas.cn/ky/kyjz/201107/t20110728_3316819.shtml