과학자들은 혈액을 재생 가능한 재료로 변환하여 개인화된 혈액 기반 3D 인쇄 임플란트의 길을 열었습니다.

과학자들은 혈액을 기반으로 한 새로운 '생체협동' 소재를 개발했는데, 이는 뼈를 성공적으로 복구하는 데 효과가 있는 것으로 나타났으며, 부상과 질병을 치료하는 효과적인 치료법으로 사용될 수 있는 개인화된 재생 혈액 제품의 길을 열었습니다.

노팅엄 대학 약학과 및 화학공학과의 연구자들은 조직의 자연적 치유 과정에서 일어나는 주요 과정을 안내할 수 있는 펩타이드 분자를 사용하여 조직 재생을 향상시키는 생체 소재를 만들어냈습니다.

해당 연구는 오늘 Advanced Materials 에 게재되었습니다.

우리 신체 조직의 대부분은 작은 크기라면 파열이나 골절을 놀라울 정도로 효과적으로 재생하도록 진화했습니다.

이 치유 과정은 매우 복잡합니다. 초기 단계는 고체 재생 혈종(RH)을 형성하는 액체 혈액에 의존하는데, 이는 핵심 세포, 거대 분자, 재생을 조정하는 요인으로 구성된 풍부하고 살아있는 미세 환경입니다.

연구팀은 합성 펩타이드를 환자에게서 채취한 전혈에 섞어 자연 치유 과정의 핵심 분자, 세포, 메커니즘을 활용하는 소재를 만드는 자가 조립 방법을 개발했습니다.

이런 방식으로 자연적인 습도를 모방할 뿐만 아니라 구조적, 기능적 특성을 향상시킬 수 있는 재생 소재를 설계하는 것이 가능해졌습니다.

이러한 소재는 정상적인 혈소판 행동, 성장 인자 생성, 치유에 중요한 관련 세포 모집 등 자연적 RH의 정상적인 기능을 유지하면서 쉽게 조립, 조작, 심지어 3D로 인쇄할 수도 있습니다.

연구팀은 이 방법을 통해 동물의 혈액을 이용해 동물 모델에서 뼈를 성공적으로 복구할 수 있는 능력을 보였습니다.

노팅엄 대학교 약학부와 화학 및 환경 공학과의 생체공학 및 생체재료 교수이자 이 연구를 이끈 알바로 마타는 "수년간 과학자들은 자연 재생 환경을 재현하기 위해 합성적 접근 방식을 모색해 왔지만, 이는 본질적으로 복잡하기 때문에 어려운 것으로 판명되었습니다. 여기서 우리는 생물학을 재현하는 대신 생물학을 이용하는 접근 방식을 취했습니다. 이 "생물 협력적" 접근 방식은 자연 치유 과정의 메커니즘을 활용하고 향상시켜 재생 재료를 개발할 수 있는 기회를 열어줍니다. 다시 말해, 우리의 접근 방식은 재생 재료를 설계하기 위한 제작 단계로 진화시킨 재생 메커니즘을 사용하는 것을 목표로 합니다."라고 말했습니다.

노팅엄 대학교 공학부의 코시모 리고리오 박사는 이 연구의 공동 저자로, "사람들의 혈액을 재생성이 높은 임플란트로 쉽고 안전하게 전환할 수 있는 가능성은 정말 흥미롭습니다. 혈액은 사실상 무료이며 환자로부터 비교적 많은 양으로 쉽게 얻을 수 있습니다. 우리의 목표는 임상 환경에서 쉽게 접근하고 사용할 수 있는 툴킷을 구축하여 환자의 혈액을 풍부하고 접근 가능하며 조정 가능한 재생 임플란트로 빠르고 안전하게 전환하는 것입니다."라고 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/11/241115124845.htm