젖은 환경에서 부착성을 유지하는 분말형 수화젤 모식도 / GIST(광주과학기술원)

GIST(광주과학기술원)는 신소재공학부 이재영 교수 연구팀이 근육 재생을 촉진하는 ‘분말형 수화젤’을 개발했다고 11일 밝혔다.

수화젤은 신체 조직과 유사한 기계적 물성 등 여러 유익한 특성으로 재생 연구에 활용되고 있지만 기존의 수화젤은 수분이 있는 환경에서 접착력이 크게 떨어지는 한계가 있었다.

대부분의 생체 조직은 고수분이며 출혈 등이 생겼을 때 이런 환경에서 접착성을 유지할 수 있는 수화젤 개발이 필요한 상황이었다.

GIST 연구팀은 고수분 환경에서도 우수한 접착성을 가진 탓에 손상된 근육 조직에 뿌려 사용할 수 있는‘분말형 수화젤’를 개발하는데 성공했다.

생체친화적인 천연고분자 산화 덱스트란과 젤라틴을 혼합한 후 크기가 300 ㎛이하의 입자로 분쇄해 고수분 환경에서도 빠르고 높은 접착력을 갖도록 설계했다.

이 수화젤은 손상된 근육 조직 표면의 혈액 및 체액을 흡수해 자발적으로 수화젤을 형성하며 다양한 분자 상호작용을 통해 조직과 강하게 접착하는 특성을 보인다.

용매 및 체액의 흡수 이후, 도포 부위에서 5분 내로 수화젤을 형성할 뿐만 아니라 신체조직과 유사한 기계적 특성을 보였고 손상된 근육의 재생을 촉진시켰다.

물리적 충격에도 충분히 견딜 수 있는 안정적인 접착성을 가졌다. 손상 초기에 우수한 지혈 효과와 손상된 근육 부위의 골격근 회복에도 효과적인 것으로 확인됐다.

이 수화젤은 피부조직에서 10 kPa의 접착성을 나타내며 현재 의료용으로 이용되는 생체용 접착제인 피브린글루(2 kPa)와 비교했을 때 5배 가량 높은 접착성을 보였다.

습한 환경이나 물속에서도 안정적으로 우수한 접착성을 유지하며 근육세포 및 혈액에 대해서 우수한 생체 적합성을 확인했다.

GIST 신소재공학부 이재영 교수가 지도하고 이민규 박사, 서다운 박사과정생이 수행한 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 나노 및 소재 기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

생체 재료 분야 상위 1% 논문인 ‘바이오액티브 머티리얼스(Bioactive Materials)’ 지난달 14일 게재됐다.

이재영 교수는 “기존 수화젤 치료의 한계를 뛰어넘어 수분이 있는 환경에서도 손쉽게 도포가 가능하고 강하고 안정적인 접착성을 나타내는 분말형 수화젤을 제작했다”며 “신체 조직과 유사한 기계적 성질을 가져 조직 공학용 지지체(스캐폴드), 조직재생 등 여러 가지 생체재료 분야에 응용될 것으로 기대된다”고 말했다.

안티에이징뉴스 박원빈 기자 wbpark@medichacha.co.kr 박원빈 기자의 기사 더보기

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