국내 연구진이 뜻하지 않은 사고로 인체 일부가 절단됐을 때 바느질로 꿰맬 필요 없이, 절단된 신경을 1분 내로 연결할 수 있는 신경 봉합 패치를 개발했다. 밴드처럼 상처 부위를 감아주는 것만으로 신경을 치료할 수 있어 봉합 성공률을 크게 높일 것으로 기대된다.
한국연구재단은 손동희 성균관대 전자전기공학부 교수와 신미경 성균관대 글로벌바이오메디컬공학과 교수, 박종웅 고려대 의과대학 교수 공동 연구진이 실제 피부 구조를 모사해 강력한 조직 접착력을 가진 패치형 신소재를 개발했다고 11일 밝혔다.
교통사고나 산업 현장, 일상생활에서 손가락과 같이 인체 일부가 절단되는 외상성 절단 사고는 계속 발생하고 있다. 이때 절단된 신경을 연결하기 위해 의료진은 머리카락보다 얇은 의료용 봉합사로 신경 외피를 바느질한다. 이런 신경봉합술은 숙련된 의사도 신경 1가닥을 연결하는 데 10분이 걸릴 정도로 정교한 작업이다.
이에 연구진은 밴드처럼 신경을 감아주는 패치를 개발했다. 여러 층으로 이루어진 피부 구조에서 영감을 얻어, 외부는 질기지만 내부로 갈수록 부드러운 조직으로 구성됐다. 패치는 스스로 구조를 복구하는 자가치유고분자와 조직 접착력이 높은 하이드로젤을 사용했다.
연구진은 인체와 유사한 실험 모델을 통해 패치를 사용하면 의사가 아닌 비전문가도 1분이면 신경 봉합이 가능함을 확인했다. 특히 영장류 모델에서 손목 정중 신경을 절단 후 패치를 이용해 성공적으로 봉합했고, 엄지손가락의 움직임이 정상에 가까운 수준으로 회복된 것을 1년에 걸쳐 확인했다. 이어 설치류 모델에서 패치에 신경 재생을 촉진하는 단백질 분자를 추가하면 빠르게 조직이 재생되는 것도 확인했다.
손동희 교수는 “패치의 성능 검증 결과 신경조직 재생과 근육의 기능성 회복 정도가 봉합사를 이용한 방법과 차이가 없음을 확인했다”며 “신경봉합술은 신경 염증이나 종양의 절제, 장기 이식과 같은 수술에도 필요해 의료 현장에서 수술 성공률을 획기적으로 높일 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구 성과는 국제학술지 ’어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’에 지난 1월 26일 온라인 게재됐다.
참고 자료
Advanced Materials(2024), DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202307810