기존 합성골이식재의 단점을 보완하면서 골재생 효과를 극대화한 옥타칼슘포스페이트(Octacalcium Phosphate, OCP) 기반 인공 뼈 이식재의 우수성이 SCI 저널 게재를 통해 입증됐다.

김석영 교수 연구팀의 관련 연구결과가 최근 SCI 저널 ‘Materials & Design(IF 7.6)’에 게재됐다.

해당 연구에서는 OCP 기반의 새로운 합성골 이식재를 개발, 기존 합성골이식재 대비 빠른 골재생을 유도하는 효과를 입증했다.

현재 임상에서 사용되는 합성골이식재는 주로 하이드록시아파타이트(HA), β-삼인산칼슘(β-TCP), 또는 HA와 β-TCP가 결합된 인산칼슘(BCP) 등의 칼슘인산 기반 소재로 이뤄져 있다. 하지만 이들 소재는 골재생 능력이 동종골과 이종골보다 현저히 떨어지는 한계가 있다.

연구진은 OCP가 생체 내에서 HA로 전환되는 특성을 활용해 골 형성 촉진 효과를 극대화할 수 있다는 점에 주목했다. 그러나 OCP 단독으로는 구조적 안정성이 낮고, 물리적 조작성이 떨어지는 문제가 있어, 이를 보완하기 위해 연구팀은 표면 개질 기술을 적용, 골재생 능력을 향상시키면서도 보다 균일한 물성을 갖춘 새로운 합성골이식재를 개발했다.

연구진은 토끼 두개골 결손 모델을 이용 OCP 골이식재의 우수한 골재생 효과를 입증했다. OCP의 임상 적용 가능성을 확인하기 위해 치조골 내 결손부위 골 이식술을 받은 환자를 대상으로 실험을 진행, 임상 결과 OCP가 이식된 부위의 신생골 형성률이 49.5%로 나타나 기존 골이식재 대비 월등한 골재생 효과를 입증했다.

또 OCP가 골재생을 촉진하는 기전을 확인하기 위한 연구를 통해 골 형성을 유도하는 유전자(CHI3L1, RGCC, GREM1 등)의 발현이 증가한다는 것을 확인했으며, 이는 세포 부착력 증가 및 골조직 내 혈관 신생을 촉진하는 효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 OCP가 기존 합성골이식재 대비 더 빠르게 체내에서 분해되면서도 우수한 골형성 유도 능력을 갖춘 혁신적인 소재임을 시사한다.

연구에서 사용된 OCP 소재는 국내에서는 휴덴스바이오에서 유일하게 식약처 인증을 받은 제품인 ‘BONTREE PLUS’로 출시돼 개원가에서 많은 관심을 받고 있다.

현재 연구진은 주저자인 이원표 교수를 필두로 장기적인 임상 효과를 검증하기 위한 추가 연구를 진행 중이며, 다양한 임상 환경에서 OCP 골이식재의 안전성과 효율성을 검토하고 있다.

교신저자인 김주성 박사는 “기존 합성골이식재의 한계를 극복할 수 있는 혁신적인 대안이 될 것”이라며 “향후 정형외과 및 치과 임플란트뿐만 아니라 재생의학 및 조직공학 분야에서도 폭넓게 활용될 수 있도록 후속 연구를 진행할 계획”이라고 밝혔다.