임기택 교수팀, 3D 프린팅과 나노광촉매 기술 융합… 외상성 골손상 치료에 ‘게임체인저’ 기대

강원대학교(총장 정재연) 스마트팜융합바이오시스템공학과 임기택 교수 연구팀이 3D 프린팅 기술과 나노광촉매 소재를 융합한 다기능 생체지지체(bio-scaffold)를 개발했다. 이 기술은 외상성 골결손 치료에서 출혈, 감염, 염증 억제와 골재생까지 동시에 실현할 수 있는 차세대 치료 플랫폼으로, 국제 학술지 Biomaterials(IF 12.8, JCR 상위 3%) 2025년 5월호에 게재되며 세계적으로 주목받고 있다.

임 교수팀은 가시광선에 반응하는 고산화 이차원 그래핀 질화탄소(Ox-gCN)를 알긴산/젤라틴 기반 수화젤에 혼합해 3D 프린팅 복합체 지지체를 제작했다. 이 지지체는 3분 이내 혈액 응고 유도, 10분 내 병원균 95% 사멸(E. coli, S. epidermidis),줄기세포 기반 골세포 분화 촉진, 대식세포 항염증성 M2형 전환 유도 기능을 한다.

이는 단순 조직 지지체를 넘어, 외상 후 골 면역환경(osteoimmune microenvironment)을 최적화할 수 있는 스마트 치료소재로 평가받는다.

항생제 없이도 세균 제거… ROS 활용한 친환경 항균 메커니즘

특히 해당 지지체는 가시광선 조사에 의해 ROS(활성산소종)를 생성, 항생제 없이도 강력한 항균력을 발휘한다. 이 기술은 항생제 내성 문제가 커지는 현재 의료 환경에서 대안적 감염 제어 전략으로 주목받고 있다.

또한, ‘사람 골수유래 중간엽줄기세포(hBMSCs)’의 골세포 분화 및 ‘RAW 264.7’ 대식세포의 항염증 전환을 유도해 면역과 재생의 균형을 정밀하게 조절할 수 있다.

임 교수는 “이번 연구는 기존 골이식재의 한계를 넘는 다기능성과 정밀 제어 능력을 동시에 갖춘 치료 플랫폼으로, 외상성 손상은 물론 암 수술 후 골 재건 등 다양한 임상 분야로 확장될 수 있다”며 “전임상 연구를 거쳐 향후 실제 의료 현장 적용을 목표로 연구를 이어가겠다”고 밝혔다

이번 연구는 가천대학교 김종성 교수팀과의 공동 연구로 수행됐으며, 한국연구재단 기초연구지원사업, 정보통신기획평가원 지역지능화혁신인재양성사업,산림과학연구소 대학중점연구소지원사업 등복수의 기관으로부터 지원받아 진행되었다.

#강원대학교 #3D프린팅생체소재 #나노광촉매기술 #스마트골이식재 #출혈감염염증동시억제 #임기택교수 #Biomaterials게재 #차세대치료플랫폼 #광활성지지체 #정형외과혁신소재