포스텍 등 공동연구팀, 신체 기관별 맞춤 의료용 접착제 개발

홍합접착단백질 이용해 만든 패치, 강력한 접착력에다 생분해 시간과 유연성도 조절가능

왼쪽부터 포스텍 차형준 교수, 박사 과정 양장우 씨, 대구경북첨단의료산업진흥재단 신화희 선임연구원, 부경대 송강일 교수.

포스텍(포항공대) 화학공학과·융합대학원 차형준 교수, 화학공학과 박사과정 양장우 씨, 케이메디허브(대구경북첨단의료산업진흥재단) 신화희 선임연구원, 부경대 스마트헬스케어학부 송강일 교수 공동 연구팀은 홍합에서 유래한 접착단백질을 사용해 맞춤형 수중 생체 접착 패치인 'CUBAP'를 개발했다. 의료용 접착제를 신체 기관에 맞게 제작이 가능하다는 점에서 학계의 관심이 크다.

이번 연구는 최근 재료분야 국제 학술지인 '어드밴스드 머티리얼즈' 표지 논문에 선정됐으며, 국내외 특허 출원을 통해 지식재산권도 확보했다.

체내 기관에 발생한 천공 등 상처들은 조직 치료와 재생이 끝날 때까지 벌어진 부분을 잘 봉합해야 한다. 이를 위한 고정 접착제 연구가 활발하게 진행되고 있는 가운데 체내 수중환경에서 강력한 접착력 유지와 적은 부작용 등을 실현하기 위한 해법도 다양하게 나오고 있다.

무엇보다 각 기관의 생물학적 환경을 고려한 접착체의 생분해 시간 등의 특성을 조절하는 것이 매우 중요한 문제로 인식되고 있다.

연구팀은 차형준 교수가 세계 최초로 개발한 홍합접착단백질에 주목했다. 이 단백질로 만든 의료용 접착제는 천연소재로 만들었기에 인체에 안전하고 생체적합성이 높다. 이에 연구팀은 홍합접착단백질과 폴리아크릴산·폴리메타크릴산을 결합해 맞춤형 접착 패치(CUBAP)를 제작했다.

이 패치는 건조한 상태에서는 접착력을 보이지 않았지만 몸 속처럼 습도가 높은 환경에서는 강력한 접착력을 보였다. 여기에 폴리아크릴산·폴리메타크릴산 비율을 조절하면 생분해 시간과 기계적 경도 등도 조절가능하다.

연구팀은 신체 기관별 구조와 생물학적 환경을 고려한 세 종류의 맞춤형 접착 패치를 만들고, 이를 동물모델을 이용한 실제 치료와 이식에 적용했다.

그 결과 심장과 방광 등 운동량이 많은 장기에서도 패치는 높은 접착력을 유지했으며, 근육 재생용 전자소자 이식 실험에서 생분해 시간과 유연성을 자유롭게 조절하는데도 성공했다.

차 교수는 "이번 연구를 통해 개인 맞춤형 의료 애플리케이션의 길을 열었다"며 "다양한 바이오메디컬 분야에서 이 기술이 성공적으로 활용될 수 있도록 후속 연구를 통해 공정을 개선·고도화할 계획"이라고 했다.