인체 속에서 녹지만 무해한 금속 나사가 곧 시중에 판매될 전망이다. 손이나 발이 부러졌을 때 이 나사를 넣으면 1~2년 내에 녹아 사라져 나사를 제거하는 2차 수술을 받지 않아도 된다.
한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소 생체재료연구단 김유찬 박사팀은 인체 구성원소를 이용해 제조된 생분해성 마그네슘 합금이 환자에게 장기간 이식돼도 문제가 없다는 것을 최첨단 분석기법을 이용해 과학적으로 증명했다고 13일 밝혔다. 연구 성과는 유앤아이(U&i)에 기술이전 됐으며 지난 6월 식약처 승인을 받았다. 조만간 시중 병원에 유통될 예정이다.
연구진이 개발한 마그네슘 정형외과 임플란트는 아주대학교 병원에서 53개 사례에 이식돼 각각 6개월에서 12개월간 임상시험을 진행했다. 어떤 부작용도 없이 치료를 완료했고 이를 통해 판매허가를 얻었다. 뼈에 이식된 생분해성 마그네슘이 녹으면서 주변골과 유사한 조직을 만들었다. 주변 뼈조직을 형성하는 세포를 불러들여 최종적으로 새로운 뼈인 신생골로 변화시키는 과정을 확인했다.
장기간 임상결과로 치료효과에 대한 과학적인 근거를 바탕으로 인체 안정성과 기능성을 동시에 증명한 결과다. 생분해성 마그네슘 합금이 체내에서 녹는 과정을 보여주는 세계 최초 연구결과다.
연구진은 기존 염색기법과는 다른 빌라누에바(villanueva) 골염색법이라는 새로운 분석기법과 재료연구에 사용되는 전자현미경을 이용했다. 쉽게 관찰할 수 없었던 생체분해성 금속과 인체조직간 계면에서 일어나는 연속적 분해거동을 세포에서 원자 단위까지 계층적 분석으로 밝혀냈다.
골 염색으로 관찰한 생물학적 영역 분석에 그쳤던 기존 연구결과와는 달리 생분해성 금속소재 영역과 그 경계까지의 연속적인 변화거동을 재료분석 기법인 전자현미경을 사용해 동시에 관찰했다. 생분해성 금속이 체내에서 녹으면서 신생골을 형성시켜 골절 치료에 도움을 주는 현상을 시간 흐름에 따라 확인할 수 있었다. 생분해성 금속소재 사용 인식을 전환시켜 많은 영역에 활용될 수 있는 가능성을 제시하고 있다.
김유찬 박사는 “본 기술은 KIST, 유앤아이, 서울아산병원, 아주대병원, 국민대 등 산·학·연·병 컨소시엄을 구성해 기초연구부터 임상결과까지 전 과정을 고찰해 얻어진 융합연구로 의공학 연구에 새로운 모델을 제시한 의미 있는 결과”라며 “다만 재료물성 한계로 수지부와 같은 비교적 응력을 덜 받는 부위에만 사용하고 있고, 향후 강도와 연신율이 향상된 마그네슘 함금개발이 반드시 진행돼야 한다”고 말했다.
이 연구는 KIST 의공학연구소 플래그십 연구사업과 서울시 RNBD사업 지원으로 수행됐다. 연구결과는 세계적 학술지인 미국국립과학원회보(PNAS) 1월 4일자 온라인판에 게재됐다.
송혜영기자 hybrid@etnews.com
