포스텍-부경대, 체내 손상된 근육.신경 재생 돕는 접착제 개발

이식형 의료기기 안정성 높여
봉합 없이 근육 재생 촉진도

생체 전기신호 매개를 위한 전기 자극 기반 현장 가교형 전도성 생체접착제.

포스텍·국립부경대 연구팀이 체액으로 가득차 있는 체내에서 조직과 전자소자(biolectronics)를 단단히 붙이면서 전기신호를 안정적으로 전달하는 전도성 생체접착제를 개발했다.

홍합이 바닷속 바위에 강하게 달라붙는 원리에서 착안한 이 접착제는 손상된 근육·신경의 재생을 돕고, 이식형 의료기기의 안정성을 높일 새로운 해법으로 주목받고 있다.

몸속은 마치 수중 환경처럼 혈액과 체액으로 가득 차 있다. 이러한 조건에서는 무엇이든 쉽게 떨어질 수밖에 없다. 특히 손상된 근육이나 신경을 연결하거나, 심박 측정기나 뇌 자극 장치 같은 이식형 의료기기를 장기에 부착할 때 한계가 두드러진다. 그런데 기존의 접착제는 습윤환경 조직접착력이 약하고 전기가 잘 통하지 않아 조직이나 전자소자를 장기간 안정적으로 고정하며 신호를 전달하기 어려웠다.

연구팀은 물과 섞이지 않는 '불섞임성'과 전도성을 동시에 갖춘 액상 단백질 기반 생체접착제를 개발했다. 여기에 전기 자극으로 단백질을 손쉽게 가교하는 기술을 더했다. 전기 자극을 받으면 이 접착제는 수 초 내에 젤 상태로 굳어지며, 원하는 위치에 정확하게 고정된다.

그 성과는 실험에서 분명히 드러났다. '조직-조직' 인터페이스 실험에서 절단된 근육 조직에 개발한 접착제를 적용하자, 끊어졌던 신경과 근육 간 전기신호가 복원됐다. 별도의 봉합 없이도 근육 재생이 촉진됐고, 운동 기능 역시 즉각적으로 회복됐다.

'조직-전자소자' 인터페이스에서도 성과가 확인됐다. 의료용 기기를 이식할 때 이 접착제를 사용하면 조직을 꿰매는 봉합사나 독성이 우려되는 화학 접착제 없이도 장기 표면에 소자를 견고하게 부착할 수 있다. 그 결과 장기와 전자소자 간 전기 저항이 낮아져 장기간 안정적인 생체 신호 모니터링이 가능해졌다.

차형준 포스텍 교수는 "연구는 단순히 잘 붙는 접착제를 넘어 체내 환경에서도 생체 신호를 안정적으로 전달할 수 있는 새로운 생체소재 기술을 제시했다"며 "신경 재생 치료는 물론 차세대 이식형 생체 전자소자를 위한 전도성 생체접착소재로써 재활의학과 헬스케어 분야에 크게 기여할 것"이라고 밝혔다.

포스텍 화학공학과·융합대학원 차형준 교수, 화학공학과 박사과정 우현택 씨, 윤진영 박사, 국립부경대 휴먼바이오융합전공 송강일 교수 연구팀이 수행한 연구는 생체소재 분야 국제학술지 '바이오머티리얼즈(Biomaterials)' 온라인판에 최근 게재됐다.


포항=김규동 기자 korea808080@