신체 절단부위 신경을 밴드처럼 감는 소재가 개발돼 산업재해, 교통사고, 전장 등에서 응급상황 대응력이 획기적으로 개선될 전망이다.
한국연구재단은 성균관대 전자전기공학부 손동희 교수팀과 글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수팀, 고려대 의과대학 박종웅 교수팀이 공동연구로 피부구조를 모사해 강력한 조직 접착력을 갖는 패치형 신소재를 개발했다고 11일 밝혔다.
이를 활용하면 신체 일부가 절단됐을 때 꿰맬 필요 없이 단절된 신경을 1분 내로 연결할 수 있어 봉합 성공률을 크게 높일 수 있을 전망이다.
신경 봉합 패치의 개념도 및 적용과정. 한국연구재단 신체 절단사고 시 피부 괴사를 막고 봉합 성공률을 높이려면 최대한 빠른 시간이 관건이다.
하지만 절단된 신경을 연결하려면 머리카락보다 얇은 의료용 봉합사로 신경 외피를 바느질하는데, 숙련의도 신경 1가닥을 연결하는 데 10분이 걸릴 정도로 정교한 작업을 요한다.
이를 위해 최근 개발된 조직 접착제는 인체 신경조직에 사용하기에는 접착력이 낮은 문제가 있었다.
공동연구팀은 여러 층으로 구성된 피부구조처럼 외부는 질기지만 내부로 갈수록 부드러운 조직으로 구성된 패치를 개발했다.
이 패치의 주요 소재는 외력을 분산시킬 수 있는 자가치유고분자와 우수한 조직 접착력을 갖는 하이드로젤이다.
연구팀은 자가치유고분자의 물성을 조절해 탄성 고분자와 점탄성 고분자, 접착 하이드로젤을 단계적으로 배치, 점탄성 고분자가 응력을 흡수하고 탄성 고분자가 복원력을 부여하는 방식으로 강한 접착력을 구현했다.
신경 봉합 패치의 접착력과 신경 봉합 과정 및 성능. 한국연구재단 이 패치는 밴드처럼 간단히 신경을 감아준다.
실제 연구팀은 인체 유사모델 실험으로 비전문가도 1분이면 신경 봉합이 가능함을 구현했다.
특히 영장류 모델 검증에서 절단된 손목 정중신경을 이 패치로 성공적으로 봉합, 엄지손가락의 움직임이 정상에 가까운 수준으로 회복된 것을 확인했다.
아울러 해당 패치에 신경 재생을 촉진하는 단백질 분자를 추가할 경우 기존 바느질 봉합보다 조직재생을 더 빠르게 유도할 수 있음을 검증했다.
신경 봉합 패치를 이용한 영장류의 신경 봉합 결과. 한국연구재단 손 교수는 “패치 성능검증 결과 신경조직 재생과 근육기능 회복 정도가 봉합사를 이용한 방법과 차이가 없음을 확인했다”며 “신경봉합술은 신경염증이나 종양 절제, 장기이식 등의 수술 성공률을 획기적으로 높일 수 있을 것”이라고 설명했다.
