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최근 중국 심천에 위치한 중국과학원 선진기술연구원의 위학봉 (喻学锋) 연구팀과 무한대학 치과대학교수 장옥봉(张玉峰) 연구팀은 공동으로 검은 인과 염화스트론튬이 들어있는 약물 제어 방출 시스템을 개발하여 쥐의 대퇴골 결함을 효과적으로 치료했다. 이 연구 결과는 생체 내 뼈 재생을 위한 검은 인을 기반으로 한 근적외선 광 자극발 약물 전달 시스템(Near-Infrared Light-Triggered Drug Delivery System Based on Black Phosphorus for in vivo Bone Regeneration) 이라는 제목으로 Biomaterials저널에 발표되었으며 이 논문의 공동 제 1저자는 선진기술연구원의 방문 연구원인 왕욱죽(王旭竹)과 무한대학의 Shao Jundong(邵俊东) 연구원이다. 종양, 외상 등으로 인한 뼈의 결손 문제는 항상 임상의사에게 커다란 도전이었다. 현재 중국내외의 학자들은 주로 골 결손을 효과적으로 치료할 수 있는 뼈 대체 물질을 찾고 있다. 스트론튬 원소는 골 재생을 효과적으로 촉진할 수 있는 미량 원소이며, 골 대체 재료인 스트론튬 복합체 하이드록시 아파타이트, 바이오 글라스 등이 골 결손을 잘 치료할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 그러나 이 골 대체 물질 가운데서 유효 세슘 이온 방출 농도는 정확하게 제어 할 수가 어려웠다.최근, 약물 방출을 제어하기 위해 전기장, 자기장, 초음파 등 다양한 외부 자극을 사용하는 방안이 광범위하게 연구되고 있다. 그 가운데서, 적외선은 조직 투과 능력이 있어서 원격으로 그리고 정확하게 약물 방출을 통제 할 수 있다. 고효율의 광열 변환 물질로서 검은 인은 생체 적합성과 생분해성으로 인해 최근 몇 년간 생물 의학 분야에서 많은 주목을 받고 있다. 이 연구에서 팀은 검은 인과 염화 스트론튬이 들어있는 유산고분자 (PLGA) 마이크로 비드를 준비하고 쥐의 대퇴부 결함 모델에 이식했다. 검은 인의 빛과 열 사이의 변환 기능으로 인해서, 적외선 빛을 비추게 되면 PLGA (55 ℃)의 유리 전이 온도를 초과하여 온도 상승을 일으켜 PLGA 미세구의 파열을 초래하여 스트론튬 이온의 방출을 제어할 수 있다. 방사선 조사 시간과 위치를 조정함으로써 최적의 시간과 공간에서 스트론튬 이온을 방출 할 수 있으며 최적의 약물 효과를 얻을 수 있으므로 쥐의 대퇴골 뼈 결함을 효과적으로 치료할 수 있게 되었다. 이 검은 인 기반의 약물 전달 시스템은 뼈 조직 재생뿐만 아니라 정확한 약물 제어 방출이 필요한 다양한 치료 시스템에도 사용할 수 있습니다. 이 연구는 중국 자연 과학 기금과 광동성 인재 계획 프로그램 (Guangdong Talents Program)의 지원을 받았다. |
