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분당서울대병원 성형외과 허찬영 교수팀의 ‘생체모방 무기 나노입자 기반 골이식재 개발’ 연구가 과학기술정보통신부 산하 한국연구재단이 추진하는 2018년도 바이오·의료기술 개발 사업, 시장연계 미래바이오기술개발 분야의 국책연구과제에 선정됐다. 이번 연구과제 선정으로 5년간 총 24억원의 연구비를 지원 받게 된다.

연구진은 이번 연구를 통해 실제 뼈에 존재하는 무기물의 성분 및 구조를 그대로 모방한 원료 물질(생체모방 무기 나노입자)을 만들어 이를 가지고 정형외과 및 치과 치료에 사용 가능한  골이식재를 개발할 예정이다.

특히, 실제 뼈에 존재하는 물질을 모방해 만든 만큼 기존에 사용되어 온 골재생능이 낮은 골이식재들과는 차별화 된, 높은 골재생 및 빠른 생분해성을 가진 원료 물질이 적용된 골이식재가 개발될 것으로 기대된다.

연구는 분당서울대병원 허찬영 교수팀이 연구과제를 총괄하면서 원료 및 골이식재 개발을 위한 기업을 설립할 예정이다. 분당서울대병원 내 창업보육센터의 창업 1호 기업으로서 센터 내 의료기기 개발 전주기 서비스 플랫폼 및 창업 인프라를 지원받을 계획이다.

골이식재 원료 물질 개발은 서울대학교 화학생물공학부 황석연 교수팀이, 골이식재용 원료 물질의 생산 장비 및 사업화 자문 지원은 시지바이오가, 개발 골이식재의 효능 평가를 위한 전임상시험은 분당서울대병원 치과 윤필영 교수팀이, 특허 확보 방안 및 사업화 전략은 다래전략사업화센터가 참여한다.

전 세계적인 인구 고령화의 가속화로 인해 세계인구의 65세 이상 비율이 8.3%(2015)→11.7%(2030)→16.0%(2050)로 증가함으로써 2040년에는 구성원의 다수가 노인인 시대, 고령 사회로 진입 할 것으로 예상된다.

60세 이상 인구에서 퇴행성 질환으로 인한 정형외과 및 치과 질환 환자가 늘어나 이에 따른 임플란트 식립을 위한 골이식재의 수요 역시 증가할 것으로 보인다.

골이식재는 노화나 외상 등으로 인해 흡수, 손실, 파괴 된 뼈를 재생하기 위해 사용되는 재료로 자가골, 동종골, 이종골, 합성골의 이식재로 분류하고 있다. 하지만 기존의 골이식재들은 낮은 안전성 및 낮은 생체적합성 등 한계점을 갖고 있다.

특히, 합성골 이식재의 경우는 생체모방 기술이 적극적으로 적용되지 않아 낮은 골 재생 유도능·촉진능과 느린 생분해능으로 인한 낮은 생체적합성 등 골 형성을 돕기에는 다소 부족한 면이 있었다. 

기존 골이식재의 문제점과 더불어 국가 역시 65세 이상 노인에 대해선 임플란트 비용의 본인부담금을 30%로 낮춤으로써 이에 따른 골이식재의 수요는 꾸준히 증가할 것으로 예상돼 그에 따른 골이식재 및 원료 개발의 중요성이 부각되고 있는 상황이다.

연구진은 국책연구과제 수행을 통해 생체모방 무기 나노입자의 원료 합성 기술을 기반으로 보다 업그레이드 된 골이식재를 개발하고자 연구를 추진하고 있다. 이와 함께 우수한 원료 기술을 확대 적용해 3D 프린팅 의료기기, 구강조성물(치약), 화장품 등으로 사업 영역을 확장할 계획을 갖고 있다.

연구 책임자인 허찬영 교수는 “뼈에 있는 무기물을 모방해 그 원료를 골이식재에 활용하게 되면 골재생 효능이 높아질 뿐만 아니라 골이식재의 성공적인 상용화를 통해 다양한 의료기기로의 확장 적용이 가능할 것”이라며 “아울러 우수한 기술을 보유하고 있는 임상의 및 기초연구자들이 창업 기업을 설립하고 의료기기 개발의 주체적인 역할을 수행함으로써 바이오산업의 부가가치 창출에도 크게 기여할 수 있게 된다”고 전했다.