근육이나 신경 손상 초기에 조직 재생을 돕는 보형물 신소재가 개발됐다.
과학기술정보통신부 직할 기관인 기초과학연구원(IBS) 뇌과학이미징연구단은 손상된 조직의 기능을 대체할 수 있는 주사 주입형 바이오 신소재를 개발했다고 2일 발표했다. 연구성과는 세계 3대 학술지 네이처 온라인판에 실렸다.
신경과 근육은 손상 초기에 적절한 치료를 받지 못하면 만성 장애가 유발될 수 있다. 장애가 발생한 뒤에는 보행 보조 로봇 등 체외 장치와 인체를 연결해 재활을 돕는 방법을 쓴다.
IBS 뇌과학이미징연구단은 피부 미용 필러로 쓰이는 히알루론산 소재를 기반으로 부드러운 하이드로젤을 만들었다. 여기에 금 나노입자를 투입해 전기 저항을 낮췄다. 이어 기계적 안전성을 높인 다음 필러처럼 주사로 국소적 손상 부위에 주입할 수 있게 설계했다.
연구팀은 손상된 근육과 신경에 이 보형물을 주입하면 손상 조직 표면에 보형물이 밀착하는 것을 동물 실험으로 확인했다. 이 보형물은 주변 건강한 조직에서 발생하는 전기생리학적 신호를 성공적으로 전달했다.
연구팀은 나아가 근육 재생 및 재활 효과를 확인했다. 개발한 전도성 하이드로젤을 조직 손상 부위에 채우는 것만으로 재생 효과가 나타났다고 했다. 연구팀에 따르면 조직이 손상돼 잘 걷지 못하던 쥐가 3일만에 로봇 보조를 받아 정상 보행이 가능해졌다.
IBS 연구단 소속 신미경 성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 부교수는 "재활훈련이 요구되는 심각한 근육 손상에 쉽게 적용할 수 있는 전기 전도성 보형물을 구현했다"며 "뇌, 심장 등 다양한 장기에 적용할 수 있을 것"이라고 말했다. 연구단은 이 기술이 임상에서 최소침습 시술로 이어질 수 있게 후속 연구를 진행 중이다.
네이처에 실린 이번 논문은 신 부교수와 손동희 성균관대 전자전기공학부 부교수가 공동 교신저자로, 진수빈 최희원 성균관대 석·박사통합과정 연구원이 제1저자로 참여했다.
이해성 기자 ihs@hankyung.com
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