전도성 강화 나노복합체의 제조와 신경 재생으로의 응용

[2025 카모페어]

전기 전도성 기반의 생체 재료는 전기 자극을 통해 줄기세포에 전기적 신호를 전달할 수 있어 세포 증식과 성숙을 조절하는 역할을 수행한다. 최근 다양한 요구에 따라 전도성 고분자-금속 복합체 같은 의료용 생체 재료가 개발되고 있으며 그 중에서도 전도성 고분자인 폴리아닐린과 금속 무기입자인 금 나노입자가 결합한 고분자-금속 복합체는 재생 의학 분야의 응용 소재로 최근 주목받고 있다. 이는 서로의 장점을 극대화하고 단점을 최소화할 수 있다는 점에서 획기적이며 우수한 전도성을 바탕으로 신경재생 연구에 적용될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 사이즈 조절이 가능한 폴리아닐린-금 나노입자 복합체를 제조하고, 궁극적으로 줄기세포에 적용하여 신경 유사 세포로 분화를 유도하는 지 연구하였다. 폴리아닐린과 금 나노입자를 다양한 비율로 결합하여 형태, 크기와 전기전도성을 조사하였다. 이 중에서도 나노복합체를 전도성 강화 나노복합체(CRNc)라고 명명하고 세포로 전달하기 위해 세포독성을 일으키지 않으며 세포 내로 도입이 되는 것을 확인했다. 이때 electroporator를 이용하여 손쉽게 전기 자극을 가하고 3일 후 신경 분화 관련된 유전자들이 발현되는 것을 mRNA와 단백질 수준에서 확인했다. 또한 줄기세포의 neurogenesis가 진행되었음을 신경 돌기 성장을 통해 관찰하였다. 이 결과를 토대로 CRNc가 도입된 줄기세포에 전기 자극을 가하는 방법을 통해 신경 유사 세포로 유도할 수 있다는 사실을 시사하는 바이다.

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