- 줄기세포의 엑소좀 분비 기전 모사, 근적외선 반응형 마이크로니들 플랫폼 개발

- 만성 당뇨성 창상에 대한 면역재생치료 새 방향 제시 

- 신소재/생체재료 분야 최상위 SCI(E)급 국제학술지 Advanced Materials (IF=26.8) 게재 

△가톨릭대학교 김한영 교수 (교신), 한양대학교 정현도 교수 (교신), 가톨릭대학교 고희경 학생 (제1), 한양대학교 문찬호 학생 (제1)

가톨릭대학교(총장 최준규) 바이오메디컬화학공학과 김한영 교수 연구팀이 한양대학교 정현도 교수 연구팀과 공동으로, 줄기세포의 자극 반응형 엑소좀 분비 기전을 모사한 근적외선(NIR) 반응형 세포모사 마이크로니들 플랫폼을 개발했다.

이번 연구 결과는 세계적 재료과학 분야 권위지 Advanced Materials (IF: 26.8)에 “Mesenchymal Stem Cell-Inspired Microneedle Platform for NIR-Responsive Immunomodulation and Accelerated Chronic Wound Healing”이라는 제목으로 10월 25일 온라인 게재되었다.

만성 당뇨성 창상은 혈류장애, 염증, 세균 감염 등으로 인해 회복이 지연되는 난치성 질환으로, 기존 치료제는 낮은 효율성과 부작용의 한계를 지녔다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 통증이 거의 없는 국소 약물전달 기술인 마이크로니들을 기반으로, 생체 신호에 반응하는 정밀한 치료 플랫폼을 구현했다.

개발된 마이크로니들은 히알루론산(HA) 기반 생분해성 니들층과 맥신(MXene, Ti₃C₂) 기반 광열 반응성 기판층으로 이루어진 이중 구조를 갖는다. 근적외선 조사 시 MXene이 국소적으로 열을 발생시켜 약물 방출 속도와 시점을 정밀하게 제어하며, 동시에 항균 및 감염 억제 효과를 보였다. 니들층에는 줄기세포 유래 나노베지클(NV) 과 연어 정자 유래 DNA(PDRN) 로 구성된 NV–DNA 복합체가 탑재되어 면역조절, 혈관신생, 조직재생을 동시에 유도했다.

연구팀은 당뇨 질환 마우스 모델을 통해 근적외선 조사 후 염증 감소, 혈류 개선, 콜라겐 재형성 등 면역환경 재프로그래밍(immunoreprogramming) 을 통한 상처 치유 촉진 효과를 확인했다.

이는 단순 약물전달을 넘어, 줄기세포의 생리적 분비 기전을 모사해 생체 환경 변화에 반응하는 차세대 맞춤형 세포모사 치료 기술로 평가받고 있다.

김한영 교수는 “줄기세포의 생리적 반응을 공학적으로 구현해 면역조절과 조직재생을 동시에 유도했다”며 “향후 당뇨성 창상뿐 아니라 화상, 혈관질환, 관절염 등 조직재생이 필요한 다양한 질환으로의 확장이 기대된다”고 밝혔다.

△만성 당뇨성 창상 치료를 위한 줄기세포 모사 근적외선(NIR) 반응형 마이크로니들 개요도