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싱가폴 대학교(National University of Singapore) 연구진은 신경 재생을 촉진하기 위해 고분자 나노섬유를 이용하였다. 튜브는 인도 채널로 작용하여 신경 테스트 시료의 45%가 재생되었다.
나노섬유 튜브를 만들기 위해 연구진은 hexafluoroisopropanol에 7wt% poly(L-lactide-co-glycolide) (PLGA 10:90) 용액을 전자스핀(electrospinning)시켰다. 고분자 용액을 주사기에 넣어 12 kV의 전압이 바늘 끝에 가해지도록 하였다. 그 후 시간당 1 ml의 속도로 팁에 고분자가 공급되도록 하였다. 이 때 10 cm 떨어진 알루미늄 수집 그리드(collection grid)는 음의 전압을 유지하도록 하였다.
이로 인한 유체는 고분자 나노섬유를 형성하였고, 연구진은 1.27 mm 직경의 테프론 튜브로 생성된 섬유를 알루미늄 타겟 앞에서 감았다. 이를 통해 1.27 mm 내경을 갖는 나노섬유 튜브를 제조할 수 있었다. 그 후 연구진은 나노섬유 신경-안내 관으로써 튜브를 이용하였다.
구조 성능을 테스트하기 위해 팀은 14 mm 길이의 나노섬유 관을 쥐에 이식하였다. 쥐의 우측 좌골신경을 5~7 mm 길이로 제거한 후, 2 mm 거리로 떨어진 남아있는 두 개의 신경을 관의 끝에 삽입하였다. 한 달이 경과된 후 검사된 11 마리의 쥐 중 5 마리의 신경이 재생되었다는 것을 반사 반응을 통해 알 수 있었다.
연구 결과를 통해 신경관의 투과성이 신경 재생을 지배하는 중요한 인자임이 틀림없다고 T B Bini는 nanotechweb.org에 말했다. 튜브의 투과성은 영양분이 외부 환경에서 관의 내부로 흘러가도록 한다. 이것은 신경 재생에서 중요한 단계이다.
다공성 구조를 가져야 하는 것뿐 아니라 이식된 튜브는 부러지지 않을 만큼 충분히 유동적이어야 하고 외부로부터 유입된 조직을 차단해야 한다. 또한 튜브는 주위 조직에 관의 부착을 방해하는 염증 반응을 유발하지 않아야 한다. 나노섬유는 생물학적으로 분해될 수 있어 시간 경과 후에 신체에서 제거될 필요가 없다.
연구진은 Schwann 세포나 신경 성장 요소를 고분자 나노섬유 튜브에 주입함으로써 신경 재생을 향상시킬 수 있다고 믿고 있다.
현재 연구진은 보다 큰 동물에 실험을 진행하여 다른 조직 재생을 관찰할 계획을 갖고 있다. 기술은 생물기술, 즉 줄기 세포의 분리, 확장, 구별을 위한 기능성 나노섬유 기질 제조에 응용성을 지닌다고 Bini는 말한다.
변형된 전자스핀 기술을 이용하여 다양한 고분자 나노섬유가 제조될 수 있다고 Bini는 말했다. 이차 공정 기술을 이용한 재료 선택과 표면 작용기화를 통해 나노섬유는 재생될 특정 조직, 예를 들어 신경, 혈관, 피부, 뼈, 연골 그리고 간에 맞도록 가공될 수 있다고 그는 첨언했다.
연구진은 결과를 Nanotechnology지에 보고하였다.
한국과학기술정보연구원(KISTI)
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