헤파린이 결합된 주사 가능한 피브린 젤의 제조방법 및 적용

Abstract

본 연구에서는 최근 조직공학을 이용한 다양한 조직 재생에 사용 되는 생체재료를 개발 함으로써 보다 효과적인 조직 재생 방법을 제시하고자 한다. 포유류의 혈장으로부터 유래한 천연 고분자인 피브리노겐을 개질 하여 성장인자의 전달체로 사용하여 인체내에서의 조직 대체물을 만드는 것을 목표로 하였다. 피브린에 존재하는 아민기와 헤파린의 카르복실기를 공유 결합하여 헤파린이 결합된 피브리노겐을 제조하였다. 헤파린이 결합된 피브리노겐을 이용하여 헤파린과 성장인자를 이온 결합하여 보다 오랜 시간 동안 성장인자의 방출을 가능하도록 하였다. 성장인자를 포함하는 헤파린이 결합된 피브리노겐은 트롬빈/칼슘이온에 의하여 간단히 응괴 될 수 있다. 본 연구는 제조된 성장인자를 포함하는 헤파린이 결합된 피브린 젤을 제조하여 주사 가능하도록 하였다. 기존의 성장인자의 전달체로 사용되었던 지지체는 주사 가능하지 않기 때문에 이식 시에 많은 부위의 절개를 해야 하는 단점을 가졌다. 하지만 주사 가능한 성장인자를 포함한 피브린 젤은 국소 부위에서 응괴되며 헤파린과 결합 가능한 성장인자들을 전달 가능하게 하였다. 특히 골 형성 단백질을 이용하여 쥐의 대퇴부 근육층에 이식하여 이소성 골 재생을 확인하였다. 또한 토끼의 연골을 재거한 후 천공술을 통하여 자가 골수 줄기세포를 이용하여 골형성 단백질-2를 헤파린이 결합된 피브린 젤과 함께 전달함으로써 손상된 연골을 보다 효과적으로 재생하였다. 혈관 생성과 세포의 성장에 도움을 주는 섬유아세포 성장인자를 이용하여 면역 결핍 쥐의 대퇴동맥을 제거한 동물 모델에서의 신생혈관을 재생하였으며, 사람의 혈액에서 분리한 혈소판이 풍부한 혈장에 포함된 성장인자의 헤파린이 결합된 피브린 젤을 이용하여 면역 결핍 쥐의 피부 결손 모델을 이용한 실험에서의 단시간에 피부 재생 효과를 확인하였다. 헤파린이 결합된 피브린 젤은 다양한 성장인자를 장기간 방출하여 다양한 조직 재생이 가능함을 확인 하였으며, 이는 미분화 된 줄기 세포를 이용한 다양한 조직 재생에서 큰 효과가 있을 것이다. 또한 헤파린이 결합된 피브린 젤은 임상 적용이 가능할 것이다.