말초 신경 재생 신경 도관 개발

양희석 교수(대학원 나노바이오의과학과)가 손상된 말초 신경을 재생하는 데 효과적인 ‘그래핀 기반의 전도성 수화젤 신경 도관’을 개발했다. GIST 신소재공학부 이재영 교수 연구팀과의 공동연구로, 양희석 교수와 함께 우리 대학 나노바이오의과학과 이민석 박사, 전진, 임주한, 박시현 대학원생이 참여했다. 연구 논문은 재료과학분야의 권위 있는 학술지 ‘ Advanced Functional Materials (IF=16.836)’에 게재됐다.

말초 신경 손상은 손상 정도에 따라 자가 치유에 한계가 있고 현재 개발된 상업용 신경도관의 경우 치료능력이 낮아 고기능성 신경도관 개발 연구에 대한 관심이 높다. 신경도관 개발의 경우 인체 조직과 유사한 기계적 특성 및 산소, 영양분 등의 투과성과 유연성, 전기적 특성을 가져야 하는데, 연구팀은 이를 위해 전도도가 낮지만 분산이 잘 되는 산화 그래핀 (Graphene oxide)이 함유된 젤라틴 기반 수화젤을 먼저 제조했다. 이후 전도성 향상을 위해 환원 과정을 거친 산화 그래핀 (reduced graphene oxide)을 수화젤 내부에 고르게 분산시켜 신경도관을 제조했다.

연구팀은 제작된 전기 전도성 수화젤이 우수한 기계적, 전기적 특성을 가지고 있어 전도성이 증가할수록 신경 줄기세포의 분화가 향상돼 신경 재생에 도움을 주는 재료임을 확인했으며, 이를 활용한 신경 도관이 손상된 말초신경 재생을 유도한다는 사실을 밝혔다. 또한, 생체 내에서의 신경 재생 효과를 검증하기 위해 쥐의 좌골 신경에 손상을 유도하고 전기 전도성 수화젤 기반의 신경도관을 이식하여, 신경 재생이 기능적, 구조적으로 유의미하게 촉진되는 것을 증명하였다. 특히 현재 사용되는 외과적 수술법인 자가 신경 이식과 유사한 수준의 우수한 신경 재생능력을 확인했다.

양희석 교수는 2013년 우리 대학 대학원 나노바이오의과학과에 임용되어 생체모사공학, 조직공학에 관한 연구와 교육을 펼치고 있다. 이번 연구를 비롯해 최근 5년간 ACS nano (IF=14.588), Biomaterials (IF=10.273), ACS Applied Materials & Interfaces (IF=8.456) 등 34편의 임팩트 높은 논문을 발표했다.