순천향대 연구팀, 혈관 재생 돕는 ‘차세대 소구경 인공혈관’ 개발

[충청뉴스 김남숙 기자] 순천향대학교 의과대학 재생의학교실 이병택 교수와 순천향대 천안병원 외과 배상호 교수 공동 연구팀이 이식 후 혈관조직 재생을 촉진하는 차세대 소구경 인공혈관을 개발했다고 2일 밝혔다.

직경 3㎜ 미만의 소구경 합성 인공혈관은 혈전 형성과 불완전한 내피화, 내막 비후 등의 문제로 장기간 개통을 유지하기 어려워 임상 적용에 한계가 있었다. Research 팀은 이를 극복하기 위해 돼지 심장에서 추출한 탈세포화 세포외기질(cECM)과 생분해성 고분자, 줄기세포, 바이오리액터 기술을 융합한 코어–쉘(core–shell) 구조의 섬유형 인공혈관을 제작했다.

연구팀은 기계적 안정성을 확보하기 위해 중심부에는 생분해성 고분자 PCL을 배치하고, 외부층에는 세포 부착과 조직 재생을 돕는 심장 유래 세포외기질을 적용했다. 이어 자체 제작한 관류형 바이오리액터에서 골수 유래 중간엽줄기세포를 실제 혈류와 유사한 환경으로 2주간 배양했다. 그 결과 인공혈관 내강의 약 97%가 세포로 피복됐으며, 혈관내피 특성을 갖는 세포층이 성공적으로 형성됐다.

사전 내피화 과정을 거친 인공혈관을 쥐의 복부대동맥에 이식한 동물실험에서는 1개월간 100%의 개통률을 유지했다. 인공혈관 내부에서는 97% 이상의 혈관내피 피복과 혈관 기능에 관여하는 eNOS 발현이 확인됐으며, 혈관벽을 따라 평활근세포층이 연속적으로 형성됐다. 또한, 염증 반응을 일으키는 M1 대식세포는 감소하고 조직 재생을 유도하는 M2 대식세포는 증가하는 경향을 보였다.

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 세계적 국제학술지 『바이오액티브 머티리얼스(Bioactive Materials, IF 23.6)』 9월호에 게재됐다. 이병택·배상호 교수가 교신저자로, 파하드 박사·최민지 박사·이현용 교수가 공동 제1저자로 참여했다.