홍합과 연잎이 만나 몸속에 넣을 수 있는 초발수 표면으로 탄생

포스텍 연구진이 개발한 초발수표면은 혈관 삽입관·패치 등으로 활용

포스텍 차형준 교수

포스텍 용기중 교수

홍합과 연잎 연구에 있어 두 권위자가 만나 몸 속에 넣을 수 있는 초발수 표면을 만들어 내는 데 성공했다.

초발수 표면은 항혈전이나 항박테리아 특성이 유지되는 혈관 삽입관이나 상처 봉합 패치를 만드는 데 활용할 수 있다.

포스텍(포항공대)은 화학공학과 차형준 교수, 박사과정 박태윤 씨 팀과 용기중 교수, 박사과정 한기덕 씨 팀은 공동연구로 홍합 접착 단백질을 이용한 고강도 초발수 표면을 제작하는 데 성공했다고 14일 밝혔다.

이번 연구는 응용소재 분야 세계적 권위지인 '미국화학회 응용재료 및 계면(ACS)' 최근 온라인판을 통해 게재했다.

연구팀은 이 기술을 혈관 안에 집어넣는 관 '카테터'와 특정 성분을 담은 부착제인 '패치'에 적용해 항혈전(anti-thrombosis)과 항박테리아 특성이 유지되는 결과도 얻었다.

초발수 표면은 빗방울이나 이슬에도 잎이 젖지 않는 연잎의 구조를 모방해 만들었다.

하지만 내구성이 약해 실용화에 한계가 있고, 만약 내구성 강화를 위해 접착 물질을 활용하더라도 인체에 해로워 사용할 수 없다는 것.

연구팀은 이 같은 초발수 표면 한계를 홍합 접착단백질 기술을 통해 해결했다.

바닷물 속 바위 등에 강력하게 부착해 살아가는 홍합의 특성을 이용해 물속에서도 우수한 접착력을 지니는 홍합 접착제를 만들었다. 홍합 접착제는 독성이 없어 인체에 안전하게 사용할 수 있는 데다 물속에서도 안정적인 접착이 가능하다.

연구팀은 두 기술을 합쳐 홍합 접착제를 코팅 처리해 몸속에서 사용하는 카테터와 패치에 적용, 초발수 표면을 만들었다.

그 결과 카테터에서는 항혈전 특성이, 패치에서는 혈액 내 접착력이 유지되면서 상처 봉합과 더불어 장기 유착과 박테리아 형성이 억제되는 것을 확인했다.

실제 돼지 피부 적용 실험에서도 항박테리아 특성이 안정적으로 유지됐다.

홍합접착제 연구를 이끈 차 교수는 "우리나라 원천소재인 홍합 접착 단백질을 이용해 세계에서 처음으로 초발수 표면 제작에 적용 가능성을 확인했다"며 "의료기구의 생체 내 이식 후 유착 방지용 소재나 항혈전 특성이 필수인 의료용 소재 개발에 활용할 수 있을 것으로 본다"고 말했다.

용 교수는 "연잎 기술을 의료 분야로 확대했다는데 의미가 크다"고 했다.