연구 성과, 국제 저명 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(IF 17.521)’ 6월호 전면 표지 논문 선정
가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 정현도 교수 연구팀이 조직 재생 촉진 능력을 갖춘 ‘생광물화된 신개념 DNA 나노구조체’를 개발해, 난치 질환으로 꼽히던 당뇨성 창상을 치료하는데 성공했다. 신개념 DNA 나노구조체를 AI 기반의 3D 바이오프린팅 기술에 적용하여 당뇨성 환부 맞춤형 DNA 나노패치를 개발한 것이다.
정현도 교수 연구팀은 연어의 정자와 해조류에서 추출한 조직재생 물질 PDRN에 무기물질 실리카를 해면류처럼 생광물화(Biomineralization, 생명체가 외부에서 유기물과 무기물을 흡수한 후 외부환경에 적응하기 위해 조개처럼 단단한 껍질의 구조물을 만들어내는 생물학적 과정)한 후 새로운 DNA 나노약제로서의 성능을 검증했다.
PDRN은 손상된 세포와 조직의 자가 재생 촉진 능력이 뛰어나 최근 주사제 및 화장품 소재로 널리 사용되고 있으며, 실리카는 콜라겐 합성을 최적화하고 신생 혈관을 형성시키는 기능이 탁월한 것으로 전해졌다. 이에 정현도 교수 연구팀은 두 물질의 강점을 극대화하기 위해 PDRN과 실리카를 생광물화 과정으로 합성한 DNA 나노약제 개발을 시도해 성공했다.
이후 연구팀은 이번에 개발한 생광물화된 신개념 DNA 나노구조체를 조직 재생이 어려워 난치 질환으로 분류되던 당뇨성 창상의 치료제로 활용하기 위해 AI 기반의 3D 바이오프린팅 기술을 적용했다. 신개념 DNA 나노구조체를 바이오잉크로 만든 후 환자의 창상 크기와 깊이에 맞는 드레싱을 맞춤형으로 출력했다. 실험 결과, PDRN에 실리카를 생광물화한 신개념 DNA 나노구조체가 기존 PDRN 보다 월등히 뛰어난 조직재생 효과를 보였다.
가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 정현도 교수는 “이번에 개발한 생광물화된 DNA 나노구조체는 창상용 조직 재생 소재는 물론 골조직 재생 소재, 화장품용 신소재 등에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다”며 “다양한 바이오 첨단재생의약 소재로 응용 가능하도록 후속 연구를 진행할 계획이다”고 말했다.
정현도 교수 연구팀의 이번 연구 성과는 재료과학 및 나노과학 분야에서 세계적 권위를 자랑하는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advenced Science, IF 17.521)’의 6월호 전면 표지 논문으로 선정되며, 우수성을 높이 인정받았다.