세포가 성장하기 위한 발판이 되는것으로, 잃어버린 조직의 재생에 도움이되는 생체 재료를 캐나다의 맥길 대학 등의 연구팀이 개발했다.
이 생체 재료는, 충분한 강도를 가지고 있기 때문에 성대나 심장 등의 근조직에도 사용할 수 있는데다, 연구용 폐의 작성에 응용함으로써 신종 코로나 바이러스 감염증의 치료법의 개발에도 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.
과거의 연구에 의해, 3D 프린터나 장기의 주위의 환경을 재현하는 특수한 겔로 장기 등의 체조직을 재생하는 기술이 등장하고 있다. 그러나, 끊임없이 혈액을 순환시키는 펌프인 심장이나, 늘어나게 몸을 움직이는 힘을 발휘하는 근육, 미묘한 진동에의해 다양한 음성을 발하는 성대 등의 움직이는 조직에는, "소재의 강도가 불 충분하고 재생 도중의 조직이 망가져 버린다"라고 하는 과제가 있었다.
이번에, 맥길 대학의 Luc Mongeau 교수 등의 연구팀이 개발한 하이드로겔은, 살아있는 세포가 성정하기 위한 공간이 되는 생체 재료로, 체내에 넣어지면 안정된 다공질 구조를 형성하고, 거기에 상처난 장기 등이 재생하는 것을 지원한다. 게다가, 종래의 하이드로겔과는 달리 강도가 뛰어나기 때문에, 성대 등이 움직이는 조직의 재생에도 도움이 된다는 것.
다음은, 이 소재를 사용한 성대의 재생 이미지이다. 성대에 종양 등의 병변이 보이면, 수술로 환부를 절개하여 병리 조직을 적출한다. 그리고 적출 수술을 실시한 후의 틈새에 이번에 개발된 하이드로겔을 주입함으로써 성대를 재생하는 것이 가능하다는 것이 이번에 개발된 생체 재료인 "다공질 더블 네트워크 하이드로겔(porous double-network hydrogel：PDN)"의 특징이다.
논문의 공동 저자인 맥길 대학의 Guangyu Bao 씨는 "손상된 심장의 회복을 목표로 하는 사람들은 종종 심각한 문제에 직면하게 된다. 그 이유는 치료가 어렵기 때문입니다. 이것은 성대에서도 마찬가지입니다. 이 문제에 대응 가능한 충분한 강도를 가진것은, 지금까지 없었습니다"라고...
연구팀은, 이번에 개발 된 PDN의 강도를 확인하기 위해 인간의 성대에 걸리는 부하를 시뮬레이션하는 기계를 개발. 초당 120회, 합계로 600만회 이상의 진동을 가해 보았다. 그 결과, 종래의 하이드로겔(위)은 진동을 견디지 못하고 허물어져 버렸지만, PDN(아래)은 온전한 상태였다고 한다.
연구팀에 따르면, 이 PDN은 재생 기술 외에, 지금까지는 실험실 내에서 만들 수 밖에 없었던 생체 조직을 이용한 치료법의 연구 개발 등 다양한 용도에 응용할 수 있을 가능성이 있다고 하고, 연구팀은 앞으로 신종 코로나 바이러스 감염증의 치료제의 테스트에 사용하는 폐를 PDN으로 만들 예정이다.