(왼쪽부터) 파하드 박사, 최민지 박사, 이현용 교수, 배상호 교수, 이병택 교수

ㅣ국제학술지 〈Bioactive Materials〉 게재…심혈관 수술 적용 가능성 제시

순천향대학교(총장 송병국)는 의과대학 재생의학교실 이병택 교수와 순천향대학교 천안병원 외과 배상호 교수 공동 연구팀이 이식 후 혈관조직 재생을 촉진하는 차세대 소구경 인공혈관을 개발했다고 2일 밝혔다.

자체 제작한 관류형 바이오리액터에서 골수 유래 중간엽줄기세포를 실제 혈류와 유사한 환경으로 2주간 배양한 결과, 인공혈관 내강의 약 97%가 세포로 피복됐다. 혈관내피 관련 지표와 혈관신생 유전자, 신호전달 경로도 활성화돼 혈관내피 특성을 갖는 세포층이 형성된 것으로 확인됐다.

사전 내피화한 인공혈관을 쥐의 복부대동맥에 이식한 실험에서는 1개월 동안 100%의 개통률을 유지했다. 인공혈관 내부에서는 97% 이상의 혈관내피 피복과 혈관 기능에 관여하는 eNOS의 발현이 확인됐으며, 혈관벽에서는 평활근세포층이 연속적으로 형성됐다. 염증 반응을 일으키는 M1 대식세포는 감소하고 조직재생과 관련된 M2 대식세포는 증가하는 경향도 나타났다.

이병택 교수는 “이번 연구는 인공혈관을 이식 후 숙주 세포의 유입과 혈관조직 재생을 유도하는 플랫폼으로 개발했다는 데 의미가 있다”며 “장기 이식시험과 대동물 연구를 통해 안전성과 유효성을 검증하고, 심장병 환아의 폰탄수술이나 혈액투석용 혈관 접근로 등 계획된 수술에 적용할 수 있는 재생형 소구경 인공혈관으로 발전시키겠다”고 말했다.

이번 연구 결과는 바이오소재 분야 국제학술지 〈바이오액티브 머티리얼스(Bioactive Materials〉( IF 23.6) 9월호에 게재됐다. 이병택 교수와 배상호 교수가 교신저자로, 파하드 박사와 최민지 박사, 이현용 교수가 공동 제1저자로 참여했다.

 심장 유래 세포외기질(cECM)을 적용한 코어–쉘 PCL/cECM 인공혈관의 제작 및 생체 내 혈관재생 평가 과정. 동축 전기방사 기술로 코어–쉘 구조의 인공혈관을 제작한 뒤 골수 유래 중간엽줄기세포(rBMSC)를 파종하고, 관류형 바이오리액터에서 동적 배양해 혈관내피세포 유사층을 형성했다. 이후 사전 내피화된 인공혈관을 쥐의 복부대동맥에 이식해 개통성, 혈관내피 형성, 평활근 재생 및 조직 리모델링을 평가했다.