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우리 대학 의과대학 강신혁, 김범준 교수와 연세대학교 화공생명공학과 고원건 교수 공동 연구팀이 모낭 재생을 위한 자가치유 하이드로젤 기반의 모듈형 인공 피부 제작 기술을 개발했다. 해당 연구 결과는 국제학술지 Advanced Healthcare Materials에 게재됐다.

현재 탈모는 기존 치료법으로는 기능적인 모낭을 완벽하게 재생하는 데 한계가 있어 임상적으로 큰 난제로 남아 있다. 모낭이 제대로 형성되기 위해서는 특정 공간 내에서 상피와 진피 간의 정밀한 상호작용이 필수적인데, 기존의 조직 공학적 접근법으로는 이러한 복잡한 구조를 재건하기 어려웠다. 이번 연구는 확장 가능성이 높고 임상 적용이 가능한 접근법으로서, 개인 맞춤형 모낭 재생 치료는 물론 새로운 탈모 치료제 후보 물질의 대규모 약리 스크리닝 플랫폼으로 활용할 수 있는 기술을 제시하였다.

연구팀은 'N-카복시에틸 키토산-산화 덱스트란/콜라겐-제니핀'으로 구성된 자가치유(self-healing) 하이드로젤을 활용한 모듈형 조직 공학 전략을 제시했다. 연구팀이 개발한 하이드로젤은 모낭 유도에 최적화된 기계적 강도(약 32kPa)를 지니며, 다세포 모낭 모방 조직을 효과적으로 상향식으로 조립할 수 있는 환경을 제공한다. 연구팀은 진피유두-각질형성세포 스페로이드가 포함된 하이드로젤 모듈과 진피 섬유아세포가 포함된 하이드로젤 모듈을 각각 독립적으로 제작했으며, 이 두 모듈은 자가치유 과정을 통해 수직으로 자연스럽게 융합되어 이중층의 표피-진피 구조물을 형성하게 된다.

연구 결과에 따르면, 이렇게 공간적으로 조직된 구조물은 세포 간 상호작용(EMI)을 촉진하고 모낭 형성 신호를 강화해 체외에서 모낭과 유사한 형태적 변화를 유도하는 데 성공했다. 또한, 임상에서 승인된 탈모 치료제에 대한 약리학적 반응까지 정확히 재현해 냈다. 특히 이중층 구조물을 체내에 이식한 동물 실험 결과, 상처 치유가 가속화될 뿐만 아니라 새로운 모낭 재생(de novo hair follicle regeneration)이 성공적으로 유도되었으며, 이식된 인간 세포가 이 과정에 직접적으로 기여하는 것을 입증했다.

자세한 연구 내용은 9월 14일 자 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈(Advanced Healthcare Materials)’에 게재된 논문을 통해 확인할 수 있다.