CaHA 제제 농도 높아질수록 더 많은 섬유아세포 자극, 콜라겐 생성 증가
환자 및 조직 특성에 맞는 희석으로 CaHA-섬유아세포 접촉 늘려야
[메디칼업저버 배다현 기자] 생분해성 바이오스티뮬레이터인 칼슘 하이드록실아파타이트(CaHA) 제제와 섬유아세포의 직접 접촉이 콜라겐 생성을 유도하며, CaHA 희석 농도가 높아질수록 더 많은 섬유아세포를 활성화시킨다는 연구 결과가 나왔다.
CaHA 제제는 광범위한 피부 조직 구조 재생 효과로 최근 재생 에스테틱 시장에서 주목받는 성분이다. 1형 콜라겐과 3형 콜라겐, 엘라스틴, 프로테오글리칸을 생성하고 신생혈관을 재생해 노화로 손상된 피부의 구조적, 기능을 회복시킨다.
이전 연구에 따르면 CaHA 제제 주사 1주 후에 섬유아세포가 CaHA 제제 미세구를 둘러싸고, 이러한 미세구체가 섬유아세포에 의한 콜라겐 생성을 촉진하는 것으로 알려졌다. 시술 후 3형 콜라겐이 즉각적으로 생성되고, 시간이 지나면 1형 콜라겐이 증가한다.
임상에서 CaHA 제제는 일반적으로 식염수 및 리도카인과 1:1 또는 1:2로 희석해 사용한다. CaHA 제제를 다양한 농도로 희석해 사용한 연구에서 90일째 3형 콜라겐이 1형 콜라겐으로 가장 많이 대체된 희석 비율은 1:1이었다.
그러나 섬유아세포의 최적 자극을 위한 CaHA 제제 농도와 희석, 확산의 역할은 아직 밝혀지지 않았다.
이에 독일 멀츠에스테틱스 Bartosch Nowag 박사와 스페인 오션 클리닉 Gabriela Casabona 박사 공동연구팀은 비임상 연구를 통해 CaHA 제제 희석 농도가 미세구 분포와 섬유아세포 활성화에 미치는 영향을 조사하고자 했다. 이번 연구 결과는 올해 2월 Journal of Cosmetic Dermatology에 게재됐다.
CaHA 희석률 높을수록 피부 내 확산 폭·깊이 증가
연구는 생체 외(Ex vivo) 연구와 시험관 내(In vitro) 연구 두 가지 방식으로 진행됐다.
생체 외 연구에서는 1:1로 희석된 CaHA 제제와 1:2로 희석된 CaHA제제를 환자의 복부 조직에 피하주사하고 이를 채취해 평가했다.
시험관 내 연구에서는 CaHA 제제 농도 1.5mg/mL, 3.0mg/mL, 4.5mg/mL에서 배양 24시간 및 72시간 후 섬유아세포의 콜라겐 유형III(COLIII)과 유형I(COLI)의 발현을 평가했다.
생체 외 연구 결과, CaHA 제제 희석률이 높을수록 피부 내 확산 폭과 깊이는 더 증가한 것으로 나타났다.
희석된 CaHA 제제를 피하주사한 피부 생검 표본을 조사한 결과, CaHA 제제 희석률이 높을수록 CaHA 제제 입자가 더 많이 분산되고 결과적으로 조직 면적 당 입자 농도가 감소했다. 1:2 희석의 생검 표본에서 검출된 입자 수는 1:1 희석에서 검출된 입자 수의 약 절반이었다.
시험관 내 연구 결과에서는 CaHA 제제 미세구를 이용한 생체자극이 콜라겐 생성을 유도하는 핵심 요소임이 입증됐다. 4.5mg/mL CaHA 제제에서 24시간 배양한 섬유아세포의 평균 COLIII 발현은 123% 증가했다(p<0.001). COLI 합성은 배양 24시간까지는 변하지 않았지만 72시간 후에는 124%까지 증가했다(p<0.001).
CaHA 제제와 직접 접촉한 섬유아세포만이 COLIII 생산을 증가시킨 것으로 나타났다. CaHA 제제 미세구와 직접 접촉하지 않은 섬유아세포는 자극받지 않은 섬유아세포와 동일한 COLIII 발현 수준을 보였다. COLIII 고발현 세포에서 COLIII의 평균 증가량은 자극되지 않은 세포에 비해 평균 1.7배 더 컸다.
COLIII 생산은 CaHA 제제 농도가 높아질수록 증가했다. 1.5mg/mL에서는 COLIII 고발현 세포가 9.7% 증가했으며, 3.0mg/mL에서는 14.2%, 4.5mg/mL에서는 23.7% 증가했다.
그러나 각 세포당 생산된 COLIII은 농도와 관계 없이 동일한 수준이었다. 이에 연구팀은 세포 수준에서 COLIII 생산이 증가한 것이 아니라, 고농도에서 CaHA 제제 미세구에 의해 더 많은 섬유아세포가 활성화된 것으로 분석했다.
연구팀은 “콜라겐 형성에는 섬유아세포와 CaHA 제제 사이의 직접 접촉이 필요하다”며 “표적 희석으로 생체 내에서 이러한 접촉을 개선시킬 수 있다. 이러한 발견은 특정 신체 부위에 CaHA 제제 주입을 위한 표준화된 희석 계획을 개발할 수 있다는 점에서 중요하다”고 밝혔다.
이어 “이번 연구 결과를 바탕으로 환자 및 조직 특성에 따른 맞춤형 치료 프로토콜을 가능하게 하고 결과와 안전성을 최적화하기 위한 추가 연구가 필요하다”며 “입자의 분포와 그에 따른 섬유아세포와의 접촉 입자 수가 CaHA 제제에 의한 콜라겐 자극 유도에서 가장 중요한 요소”라고 강조했다.