(A new type of bone bandage traps naturally produced adenosine close to the break, which promotes and accelerates healing at the site before slowly releasing the adenosine back into the body. Credit: Shyni Varghese, Duke University)
(This graphic shows the healing progress of a fracture in a mouse treated with a new type of bone bandage that traps native adenosine (top), is preloaded with external adenosine (middle), and has no adenosine at all. The sequestered adenosine clearly helps the breaks heal faster to the naked eye up to 14 days, with cross sections of the bones showing more density and vascularization after 21 days. Credit: Shyni Varghese, Duke University)
듀크 대학의 과학자들이 뼈의 치유 및 재생을 돕는 반창고 (bone bandage)를 개발했습니다. 2014년 듀크 대학의 시니 바르게스 교수(Shyni Varghese, professor of biomedical engineering, mechanical engineering and materials science, and orthopedics at Duke)는 인산칼슘 (calcium phosphate)의 뼈의 재생을 돕는 과정을 연구하면서 또 다른 물질인 아데노신 (adenosine)이 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했습니다. 칼슘과 인산은 뼈에 흔한 성분이지만, 아데노신은 그렇지 않기 때문에 흥미로운 발견이었습니다.
이후 연구팀은 아데노신을 국소적으로 방출하는 붕소 화합물을 개발했습니다. 아데노신은 유전 정보를 기록하고 전달하는 것만이 아니라 신호 전달 등 여러 가지 용도로 사용되는 물질이기 때문에 몸 전체에 대량으로 투여하기는 어렵습니다. 따라서 연구팀은 국소적으로 아데노신을 방출하는 밴드를 만들었습니다. 생체 분해 소재를 이용한 밴드는 국소적으로 아데노신 농도를 높인 후 나중에 사라지게 됩니다. 연구팀은 쥐를 이용한 실험에서 이 반창고가 의도대로 뼈의 재생과 회복을 돕는다는 사실을 확인했습니다. 실제 임상에서 사용되기 위해서는 많은 후속 연구가 필요하지만, 재미 있는 연구 결과입니다.
지금 건강하더라도 우리는 언제든지 골절될 위험에 노출되어 있지만, 고령화와 더불어 이 문제가 심각해지고 있습니다. 골다공증이 심한 여성 고령자가 크게 늘어났기 때문입니다. 고령자에서는 뼈가 쉽게 부러지는 것도 문제지만 쉽게 낮지 않는 것이 더 큰 문제입니다. 뼈의 재생과 치유를 촉진하는 효과적인 방법 개발이 필요한 이유입니다.
참고
Yuze Zeng et al, In Vivo Sequestration of Innate Small Molecules to Promote Bone Healing, Advanced Materials (2019). DOI: 10.1002/adma.201906022
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