부산-부산대 연구팀 "그래핀, 손상된 뼈 생성에 효과"

벌집 형태 구조를 가진 그래핀 나노복합체가 손상된 뼈의 생성에 효과가 있다는 연구 결과가 나왔다.

부산대 나노과학기술대학 광메카트로닉스공학과 한동욱·홍석원 교수와 치의학전문대학원 보철과학교실 허중보 교수 등 공동연구팀은 그래핀 나노복합체가 손상된 뼈를 빠르게 생성시키는 것을 동물실험으로 확인했다고 4일 발표했다.

그래핀(graphene)은 탄소원자로 만들어진 원자크기의 벌집 형태 구조를 가진 소재다. 두께가 0.2㎚로 육안으로는 확인이 안 될 만큼 매우 얇고 투명하다. 상온에서 구리보다 100배 많은 전류를, 실리콘보다 100배 빨리 전달할 수 있다. 강도는 강철보다 200배 이상이면서도 신축성이 좋아 늘리거나 접어도 전기전도성을 잃지 않아 미래 신소재로 각광받고 있다.

연구팀은 대표적 골재생 인자인 골형성 단백질(BMP)이나 다른 생화학적 골생성 물질이 없어도 뼈가 형성되는지를 연구한 끝에 그래핀이 신생 골 형성에 매우 효과적이라는 사실을 동물실험에서 세계 최초로 입증했다.

연구팀은 골 조직의 대표적인 기질인 하이드록시아파타이트(칼슘과 인으로 구성된 인산칼슘계열 물질)에 신소재 그래핀을 혼합한 나노복합체 성분의 골 이식재를 제작해 두개골의 일부 뼈가 손상된 토끼에게 이식한 뒤 4주간 뼈가 새로 생성되는 과정을 지켜본 결과, 손상 부위의 신생 골 형성이 골 이식재를 사용하지 않은 대조군보다 3배 이상 증가했음을 확인했다.

미래창조과학부와 한국연구재단이 지원하는 원천연구사업(바이오·의료기술개발사업)으로 수행된 이번 연구성과는 세계적 권위의 네이처 출판부에서 발간하는 융합과학 분야의 학술지 사이언티픽 리포트 온라인 판에 최근 실렸다.

연구를 주도한 한동욱 교수는 “지금까지 개발된 골 대체재는 여전히 자연골과는 상당한 차이가 있다”며 “그래핀 복팝체는 기존 소재에 비해 부작용은 적고 효능은 높아 연구가 진척되면 미래 골 이식재로 상용화할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

부산=김태현 기자 hyun@hankyung.com