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구리 기반 나노자임 하이드로겔 치료제 개발
상처 부위에 분사해 조직 재생을 촉진하는 차세대 치료 전략 제시

▲ 조직재생공학연구원
 

조직재생공학연구원(원장 김해원)이 당뇨병 만성 상처를 효과적으로 치료할 수 있는 스프레이형 나노자임 하이드로겔을 개발했다. 

당뇨병 만성 상처는 지속적인 염증과 과도한 활성산소(ROS) 때문에 상처가 쉽게 아물지 않는 대표적인 난치성 질환이다. 기존 치료는 상처를 덮어 보호하는 드레싱 중심의 수동적 치료가 대부분이어서 상처부위에 균일하게 밀착하지 않아 근본적인 상처 환경 개선에는 한계가 있었다.
 

연구팀이 개발한 기술은 상처 부위에 스프레이 형태의 하이드로겔을 분사해 상처 부위의 미세환경을 직접 조절하는 ‘능동형 재생치료’ 전략이다. 약 4나노미터 크기의 초소형 구리 기반 나노자임(Nanozyme)을 친환경 공정으로 합성한 뒤, 이를 고분자 하이드로겔과 결합해 스프레이 형태로 구현했다. 

이 치료제는 굴곡진 피부에도 균일하게 밀착해 상처 부위의 과도한 활성산소를 제거할 뿐만 아니라 보관 안정성도 높은 것이 특징이다.
특히 단순히 염증을 제거하는데 그치지 않고 조직 회복을 돕는 대식세포의 후성유전학적 리모델링(epigenetic remodeling)을 통해 상처 치료를 넘어상처가 스스로 회복할 수 있는 환경을 만드는 능동형 재생치료 플랫폼을 제시했다는 점에서 차별성을 갖는다.  

 

▲ 나노자임 스프레이가 당뇨성 상처의 산화스트레스와 염증을 조절하고, 대식세포의 후성유전 변화를 통해 조직 재생을 촉진하는 개념도
 

동물실험 결과 산화스트레스 억제, 염증 완화, 재생 촉진 작용이 동시에 나타나며 상처 치유 속도가 획기적으로 앞당겨지는 치료 효과를 검증했다. 당뇨성 상처를 가진 쥐 모델에서 산화스트레스 억제, 염증 완화, 재생 촉진 작용을 동시에 나타냈으며, 대조군 대비 약 2배 빠른 상처 치유 효과를 확인했다.

연구를 총괄한 김해원 원장은 “나노물질이 세포의 후성유전 조절에 관여해 면역 반응을 바꿀 수 있다는 점을 새롭게 밝힘으로써, 나노의학과 재생의학을 연결하는 새로운 치료 설계 원리를 마련했다“라며 “향후 당뇨성 만성상처뿐만 아니라 다양한 염증성 질환 치료 분야에서 세계적 수준의 원천기술 개발을 이어가겠다”고 소감을 밝혔다.
 

연구논문은 세계적 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, 2024년 IF=15.7 )’에 게재됐다. 논문명은 「Sprayable nanozyme hydrogel epigenetically remodels inflammation for diabetic wound regeneration」이다.