관절 전문 연세사랑병원은 인공관절 PNK를 개발한 ㈜스카이브 연구진과 공동 연구를 통해 연골 재생을 위한 카르토제닌(Kartogenin)이 탑재된 ‘PLGA 미세구체’의 약물 방출에 대한 발견과 실험 결과를 11일 소개했다.
연세사랑병원에 따르면, 해당 논문은 ‘카르토제닌이 탑재된 PLGA 마이크로스피어의 준비 및 약물 방출 프로파일에 대한 연구(Preparation of Kartogenin-loaded PLGA Microspheres and a Study of Their Drug Release Profiles)’라는 제목으로 조직공학 분야 국제학술지 ‘소재 프런티어(Frontiers in Materials)’ 최근호에 게재됐다.
카르토제닌은 관절의 손상된 연골을 재생시킬 수 있는 물질이다. 연골에 있는 중간엽줄기세포의 활동을 촉발해 연골세포가 생성되게 해 손상된 연골이 다시 자라나는 것으로 알려졌다.
생분해성 고분자 ‘PLGA(polylactide-co-glycolide‧폴리산)’는 생분해능을 가진 생체재료로서 널리 이용되고 있다. 여기에 약물을 방출하는 데 사용되는 생분해성 ‘미세(마이크로입자) 구슬’ 약물 운반체를 접목한 것이 PLGA 미세구체다.
연구는 중간엽 줄기세포의 연골분화 유도제이자 연골 재생의 핵심인 ‘카르토제닌’을 이용한 치료법을 중심으로 진행됐다. 기존 연구에서는 미세구체 제조의 구체적 특성에 대한 자료가 부족했지만, 이번 연구에서는 다양한 조성의 PLGA 미세구체에 카르토제닌을 탑재해 입자 크기, 크기 분포, 캡슐화 효율, 약물 로딩 및 방출 프로파일을 종합적으로 특성화했다.
연구에서는 중합체, 약물, 용매 비율 및 계면활성제 사용을 변수로 적용해 특히 계면활성제가 입자에 미치는 영향을 조사했다. 연구 결과 입자의 평균 직경은 16.0–31.7 μm로 나타났으며 계면활성제 도입에 따라 입자의 형태가 고체에서 다공성 표면 구조로 변화했다.
카르토제닌의 누적 방출은 28일째 53.8%에서 80.9%까지 다양하게 나타났으며 방출 프로파일은 주로 Korsmeyer-Peppas 모델을 따랐다. 이런 결과는 연골 조직 공학에서 치료 효율을 최적화하고 부작용을 최소화하기 위해 ‘카르토제닌’ 방출 동역학을 조절하는 기초적인 틀을 제공한다.
고용곤 연세사랑병원 병원장은 “이번 성과는 환자 중심의 혁신적 접근법과 최첨단 기술의 융합을 통해 얻은 결과”라며 “미래 의료 기술 발전을 선도하며 글로벌 헬스케어 시장에서의 경쟁력을 더욱 강화해 나갈 것”이라고 밝혔다. [김영준 마켓뉴스 기자]
