사진:KIST 연구진이 개발한 3차원(3D) 하이드로젤 주사제재의 구조(왼쪽). 상온에서는 액체 상태였다가 체내(약 36.5도)에서는 젤 형태로 변해 줄기세포를 감싸기 때문에 손실을 막을 수 있고 생리활성물질로 조직 재생치료 효과를 극대화할 수 있다.

국내 연구진이 줄기세포를 몸 속 치료가 필요한 부위에 맞춤형으로 분화시킬 수 있는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KISA) 생체재료연구단 송수창 박사팀은 줄기세포를 '하이드로젤'로 감싸 주사하는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

줄기세포는 세포분열을 통한 증식과 분화과정을 거쳐 자기 자신을 복제하거나 다른 종류의 세포를 생산할 수 있는 특별한 능력을 갖춘 세포다. 이런 능력 때문에 줄기세포는 난치성·퇴행성 질환을 치료하거나 장기를 재생하는 세포치료제 원료로 주목 받고 있다.

기존에 세포치료제로 개발된 줄기세포는 정맥, 복강 등에 주사하거나 치료 부위에 직접 주입하는 식으로 인체 내에 투입됐다. 이렇게 주입된 치료용 줄기세포는 그대로 전신에 퍼져 원하는 질환이나 치료 부위에 대한 효율성이 떨어졌다. 또 줄기세포를 원하는 대로 분화시키기 위한 생리활성물질들을 도입하는 데도 한계가 있었다.

KISA 연구진은 이런 한계를 극복하기 위해 상온에선 액상 형태였다가 체온에서 빠르게 딱딱한 젤 형태로 변하는 하이드로젤로 줄기세포를 감싼 후 주사제로 사용했다.

연구진은 이 하이드로젤에 마치 레고를 조립하듯 다양한 생리활성물질들의 양과 비율을 쉽게 조절해 도입하는 기술을 적용했다. 이를 통해 하이드로젤에 함유된 생리활성물질의 미세한 조절에 따라 중간엽 줄기세포의 골, 연골, 지방조직의 재생을 원하는 대로 이뤄냈다.

송수창 KIST 박사는 "질환의 종류 혹은 크기에 따라 생리활성물질 종루와 투여량의 변화를 줄 수 있다"며 "향후 연구를 통해 환자 맞춤형 조직재생기술 뿐만 아니라 면역치료, 항암치료 등으로 적용 범위가 확장될 것"이라고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지 '바이오머터리얼스'(Biomaterials)와 '어드밴스드사이언스'(Advanced Science) 최신호에 각각 게재됐다.