골형성단백질-2(Bone morphogenetic protein-2, BMP-2)는 골 재생을 촉진하기 위해 널리 사용되고 있다. 그러나 BMP-2는 반감기가 짧고 빠르게 소실되기 때문에 많은 양의 BMP-2가 필요하며, 이로 인해 의도하지 않은 부작용이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 BMP-2-캡슐화 알지네이트 미세구(alginate microbeads, AM)를 사용하여 골 재생을 향상시키고자 하였다. 효소면역분석(enzyme-linked immunosorbent assay) 결과, AM에서 BMP-2가 지속적으로 방출됨이 확인되었다. 골전도(osteoconduction) 및 VEGF와 BMP-2의 이중 전달을 위해 혈관내피세포 성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF) 흡착 아프타머(aptamer) 결합 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite, Apt-HA)를 사용하였다. 생체 내 골 재생 평가를 위해, 이식편을 토끼 경골 근단부 골결손 부위에 이식하였다: (1) Apt-HA + 인산완충식염수(phosphate-buffered saline, PBS), (2) Apt-HA + BMP-2가 없는 AM, (3) Apt-HA + BMP-2, (4) BMP-2로 캡슐화된 Apt-HA + AM. 4주 후, 미세전산화단층촬영(micro-computed tomography, CT), 조직학적 분석 및 골형성정량(histomorphometric) 분석을 수행하여 골 재생을 평가하였다. BMP-2를 함유한 Apt-HA + AM 군은 다른 군들에 비해 피질골 및 해면골 모두에서 유의하게 더 높은 새로운 골 용적(new bone volume)과 골 용적/총 용적(bone volume/total volume, BV/TV)을 보였다. 또한 조직형성정량 분석 결과, BMP-2 AM은 다른 군들보다 유의하게 더 높은 골형성 면적을 나타내어, AM이 지속 방출을 통해 BMP-2를 효율적으로 전달하는 데 사용될 수 있음을 시사하였다. 더불어 BMP-2-캡슐화 Apt-HA + AM의 병합 적용은 골 재생을 효과적으로 촉진할 수 있을 것으로 기대된다.

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