권위 있는 생의학 재료 연구 저널(Journal of Biomedical Materials Research)에 발표된 이 연구는 코발트가 첨가된 모네타이트의 뛰어난 특성을 강조한다. 모네타이트는 인간의 뼈 미네랄 구조를 밀접하게 반영하는 인산칼슘 화합물인 모네타이트의 변형으로 생의학 응용 분야에 이상적인 후보이다.

모네타이트가 의학 분야에서의 다용도로 인정받고 있는 동안, 이 화합물에 코발트를 도입하면 잠재적인 응용 분야에서 상당한 도약을 의미한다. 이번 혁신은 뼈 형성에 중요한 과정인 조골세포 분화에서 코발트의 역할을 중심으로 이루어졌다.

IBB-UNESP의 생화학자이자 수석 저자인 윌리안 페르난도 잠부치(Willian Fernando Zambuzzi) 교수는 이번 발견의 획기적인 성격을 강조하면서 다음과 같이 말했다. “처음으로 우리의 데이터는 저산소증(조직 내 낮은 산소 수준)을 기반으로 충분한 증거를 제시했다. 뼈 조직을 재생할 수 있는 잠재력을 지닌 새로운 생체모방 물질을 보유하고 있다.” 이 발견은 임상 이식에 항상 충분한 양과 질이 확보되지 않는 자가골에만 의존하는 한계를 해결한다.

현재 전통적인 이식 절차에는 환자의 뼈 조각을 사용하는 과정이 포함되어 있어 추가 수술, 감염 위험 및 회복 시간 연장으로 이어진다. 코발트가 첨가된 모네타이트의 개발은 정형외과 및 치과 시술에 혁명을 일으키고 환자의 편안함과 결과를 향상시킬 수 있는 유망한 대안을 제시한다.

뼈 생물학 연구의 선도적인 인물인 잠부치 교수는 임상 결과를 발전시키는 데 있어서 이 물질의 중요성을 강조했다. 상파울루 연구 재단(FAPESP)의 지원을 받는 그의 연구 그룹은 뼈 발달의 분자 메커니즘을 밝히고 호환 가능한 생체 재료를 식별하는 데 오랫동안 집중해 왔다.

혈관 성장과 뼈 형성 사이의 관계에 관한 2014년 네이쳐 기사에서 영감을 받아 잠부치 교수는 생물검정 및 세포 역학 연구소를 설립했다. 연구 여정을 통해 저산소증을 유발하고 산소 결핍에 반응하여 혈관 형성을 증가시키는 것으로 알려진 염화코발트를 탐사하게 되었다.

의료 응용 분야의 안전성을 보장하는 코발트 도핑 모네타이트는 의료 기기의 생물학적 평가를 위한 ISO 10993:5 표준에 따라 엄격한 테스트를 거쳐 인체에 사용하기에 안전한지 확인했다. 중개 측면과 잠재적인 적용을 더 잘 이해하기 위해 전임상 모델과 동물 실험을 포함한 추가 연구가 진행 중이다.

연구진은 윤리적 원칙을 강조하면서 3R(동물 수 감소, 가능한 경우 교체, 테스트 방법 개선)을 통해 동물 실험을 최소화하기 위해 최선을 다하고 있다. 잠부치 교수는 동물 실험에서 엄격한 윤리 기준을 유지하면서 인간의 삶을 향상시키는 생체 모방 소재를 생산하기 위한 헌신을 재확인했다.

정형외과 및 치과 시술에 혁명을 가져올 코발트 첨가 모네타이트의 광범위한 잠재적 응용은 뼈 재생 및 임플란트 회복에 대한 흥미로운 전망을 제공한다. 연구자들이 재료의 특성과 인체와의 호환성을 더 깊이 조사함에 따라 뼈 관련 의료 중재의 미래는 환자의 더 빠른 회복과 향상된 결과를 가져올 가능성이 있는 것으로 보인다.

작성자: Impact Lab