도호쿠 대학의 연구 그룹은 초고순도 철은 표면 처리를 실시하지 않고 각종 포유류 배양 세포를 부착, 증식시키는 기질이 되는 것을 밝혔다.새로운 의료 자재, 세포 배양 기질로서의 이용이 기대된다.

 금속 재료는 인공 치근(임플란트), 뼈를 고정하는 플레이트나 볼트, 혈관이나 소화관의 보강·확장용 스텐트 등 널리 의료용 자재로 이용된다.그러나 장기간의 체내 이식으로 용출되는 미량 금속의 유해한 영향, 금속 독성이나 금속 알레르기의 발병, 이식 후 주변 세포나 조직과의 접착성, 적합성의 약점 등 부정적인 면이 있다.

 철은 생체 내에 가장 많이 존재하는 필수 금속 원소 중 하나이지만, 철 이온 과잉은 세포독성이 있어, 부식성이 높은 범용 순철 등은 생체 재료에 사용할 수 없었다.

 연구그룹은 알려진 철의 성질은 다종 다량에 포함되는 불순물 원소로 가려진 성질이라고 깨닫고 30년을 걸어 혁신적 초고순도화 기술을 개발.철 본래의 성질을 추구해 순도 99.9996%±0.0003%의 초고순도 철(ABIKO-iron)을 정련해 예상을 넘는 가소성이나 내식성 등 신기의 특성을 증명해 왔다.

 이번에, AbikoIron의 금속 표면에서의 다양한 포유류 배양 세포의 세포 접착성과 증식 활성, 세포 분화능의 3개의 관점에서 생체 적합성을 조사.그 결과, Abiko-Iron은, 세포 접착성이 우수하고, 금속 표면에서의 세포 증식, 또한, 분화 유도 배지에 배양액을 대체하면 각각 근아세포로부터 근관세포로, 간엽계 줄기세포로부터 골아세포 로의 분화도 유도할 수 있었다.

 또, 각종 유전자 발현의 해석에서도, 생체독성이나 중금속 스트레스 반응 등 네거티브한 유전자 발현을 유도하지 않았다.이것에 의해, 높은 안전성과 생체 적합성을 가진 혁신적인 임플란트재, 플레이트나 볼트재, 스텐트재 등에의 새로운 의료 자재로서의 이용을 기대할 수 있다고 하고 있다.

논문 정보:【Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials】Ultra-high-purity iron is a novel and very compatible biomaterial

대학 저널 온라인 편집부

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