고려대학교 안암병원 정형외과 장우영 교수, 고려대학교 의과대학 황장선 연구교수, 한국과학기술연구원(KIST) 류진 박사 공동연구팀은 상처 수분과 만나면 즉시 젤로 변하는 분말형 재생 하이드로겔을 개발했다. 연구 결과는 국제학술지 'Chemical Engineering Journal'에 실렸다.
◇ 뿌리는 순간 상처에 밀착하는 젤
개발된 소재는 평소 분말 상태로 보관되다가 상처 부위의 삼출액이나 수분과 접하는 즉시 젤로 변한다. 별도 준비 없이 상처에 직접 뿌릴 수 있으며 스프레이 방식으로 막힘 없이 분사된다. 젤이 형성된 뒤에는 굴곡지거나 깊이가 다른 상처 표면에 고르게 밀착해 보호막을 만든다. 움직임이 있는 환경에서도 접착력이 유지됐고, 필요할 때 비교적 깨끗하게 제거되는 특성도 확인됐다.
소재는 키토산과 폴리아크릴산을 기반으로 하며, 사람 태반 유래 탈세포 세포외기질을 결합했다. 키토산은 항균·지혈 특성을 지닌 생체친화성 물질이고, 폴리아크릴산은 수분을 잘 흡수하고 조직 표면과 상호작용하는 고분자 소재다. 두 물질이 수분을 만나면 빠르게 젤을 형성하고 상처 표면에 안정적으로 달라붙는다.
◇ 출산 후 버려지는 태반에서 꺼낸 재생 성분
태반 유래 탈세포 세포외기질은 출산 후 대부분 폐기되는 태반 조직에서 세포 성분을 제거하고 조직 재생에 필요한 단백질과 구조 성분만 남긴 생체소재다. 세포가 붙고 자라도록 돕는 지지대 역할을 하며, 혈관 형성과 조직 회복에 관여하는 다양한 성분을 담고 있어 재생의학 분야에서 활용 가치가 높은 것으로 알려져 있다.
◇ 항균 효과·지혈·염증 조절 복합 기능 확인
연구팀은 소재의 기능을 단계적으로 검증했다. 대장균과 황색포도상구균을 이용한 실험에서 대장균 생존율은 1% 미만, 황색포도상구균 생존율은 10% 미만으로 낮아졌다. 사람 피부 섬유아세포와 혈액 실험에서는 세포 생존율과 혈액 적합성이 안정적으로 유지됐다.
지혈 효과도 뚜렷했다. 하이드로겔 적용 시 혈액 응고는 약 2분 만에 관찰됐다. 아무 처치 없는 경우 약 7분이 걸린 것과 비교된다. 출혈량도 약 79% 줄었다. 면역세포 실험에서는 염증 유발 반응이 줄고 조직 회복을 돕는 M2 대식세포 반응이 늘었다. 당뇨병성 상처처럼 염증이 오래 지속되는 환경에서 회복에 유리한 조건을 만들 수 있다는 의미다.
◇ 당뇨 상처 모델서 빠른 회복...임상 검증은 과제
정상 모델과 당뇨병성 상처 모델 모두에서 하이드로겔 적용군이 자연치유군보다 상처 면적이 더 빠르게 줄었고, 조직검사에서 표피 재생과 콜라겐 형성도 더 뚜렷하게 나타났다. 다만 이번 연구는 전임상 단계의 결과로, 실제 임상 적용을 위해서는 기존 치료법과의 비교 연구, 소재 안정성, 사용 편의성에 대한 추가 검증이 필요하다.
황장선 연구교수는 "상처 수분을 이용해 현장에서 바로 젤을 형성하는 방식은 당뇨발처럼 형태가 불규칙하고 관리가 어려운 상처에 유용하게 활용될 가능성이 있다"며 "소재 안정성과 치료 효과를 추가로 검증하는 후속 연구를 이어갈 계획"이라고 말했다.
송소라 헬스인뉴스 기자 press@healthinnews.kr
송소라 기자
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