도쿄대학대학원, 이화학연구소, 홋카이도대학대학원의 연구그룹은 새로운 상분리 현상 "겔·겔상 분리"를 발견하고, 이 현상을 이용하여 세계 최초로 물에 익숙하지 않은 수분 함량 99%의 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 겔의 합성에 성공하였다.새로운 조직 재생 재료로서 의료 분야에서의 응용이 기대된다.
질병이나 노화로 기능을 잃은 조직의 재생에는 세포의 정착·증식용의 기초가 되는 발판이 필요하다.그러나, 생체 유래의 스캐폴드 재료는, 이물 반응이나 감염증의 리스크가 있어, 인공 합성물질 쪽은 생체 친화성이 낮고, 세포가 정착하기 어렵다고 하는 문제가 있었다.
연구그룹은 새로 발견된 '겔·겔상 분리'라는 현상을 이용하여 99%의 물과 1%의 합성 고분자 PEG로 구성된 겔(하이드로겔) 재료를 개발했다. 「겔·겔상 분리」는, 함수율 99%의 균일한 겔이 농후(망목이 조밀)한 겔과 희박(망목이 희소)인 겔의 2상으로 분리하는 현상을 말한다.
지금까지 PEG는 친수성이고 세포 부착성이 부족하다고 여겨져 왔다.그러나, 겔·겔상 분리가 생긴 PEG겔은 스펀지 형상의 구조를 갖고, 물을 99% 포함하지만 기름처럼 물을 연주하는 소수성을 나타냈다.수분량이 많을수록, 겔·겔상 분리의 정도가 현저하고, 물과 익숙해지기 어렵다는 직감에 반한 결과가 얻어졌다.이 물질을 모델 동물의 피하에 이식하는 실험의 결과, 주변으로부터 세포가 유입되어 혈관을 포함하는 지방 조직이 형성되었다.이로 인해, PEG 겔의 조직 재생 스캐폴드 재료로서의 가능성이 단번에 확산되었다.
만성 상처와 당뇨병성 발궤양과 같은 질병은 환자의 삶의 질(QOL)을 현저하게 낮추고 치료비를 증가시킵니다.연구그룹은 이번에 발견한 겔재료의 응용에 의해 이들 질병의 치료방법이 크게 진보될 것으로 보고 있다.
논문 정보:【Nature Materials】Percolation-induced gel–gel phase separation in a dilute polymer network
