재료과학 분야 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈' 표지 커버 선정
포스텍 연구팀이 실과 바늘 없이 빛으로 상처를 붙이고 회복을 돕는 발광 패치 기술을 개발했다.
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| ▲ 포스텍 신소재공학과·융합대학원 한세광 교수(왼쪽 사진부터), 포스텍 신소재공학과 김성종 박사, 포스텍 신소재공학과 석사과정 조경주 씨. [포스텍 제공] |
포스텍은 신소재공학과·융합대학원 한세광 교수, 신소재공학과 김성종 박사, 석사과정 조경주 씨 연구팀이 피부의 빛 투과를 높이는 기술과 발광 패치를 결합해 상처 접합과 회복을 돕는 광치료 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.
이번 연구 성과는 재료과학 분야 국제 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈' 표지 커버로 선정됐다.
상처를 꿰매지 않고 빛으로 붙이는 방법이 '광화학적 조직 접합'이다. 빛에 반응하는 물질인 광감작제를 상처에 바르고 빛을 쬐면 피부를 구성하는 단백질인 콜라겐이 이어지며 상처가 붙는다.
그러나 이 과정에서 빛이 사방으로 흩어져 안쪽까지 잘 닿지 못하는 데다 벌어진 상처 양쪽을 단단히 모아 줘야 제대로 붙는 문제가 생긴다.
연구팀은 이를 해결하기 위해 과자나 음료에 쓰이는 식용 색소인 '타르트라진'을 활용했다. 이 물질은 피부 속 빛의 흩어짐을 줄여 녹색빛이 더 깊이 들어가게 한다.
여기에 녹색빛을 받으면 콜라겐을 이어 주는 광감작제 '로즈벵갈'과 두 색소가 뭉치지 않고 피부에 잘 스며들도록 돕는 히알루론산 유도체를 더했다. 그 결과 동물 피부에서 녹색빛 투과량이 두 색소만 사용할 때보다 약 2배 늘었다.
연구팀은 히알루론산 젤에 녹색으로 빛나는 잔광나노입자를 분산해 머리카락 굵기 정도인 76μm 두께의 패치를 만들었다.
패치는 자외선을 받으면 약 535nm의 녹색빛을 내고 자외선을 끈 뒤에도 모아 둔 에너지를 조금씩 내보내며 야광 스티커처럼 한동안 빛난다. 실험에서도 자외선이 꺼진 사이 나온 빛이 콜라겐을 붙이는 데 힘을 보탰다.
두 번째 걸림돌인 상처 틈은 패치가 해결했다. 패치는 상처에 바른 용액을 머금고 피부에 착 달라붙은 뒤 자외선을 쬐는 동안 마르면서 오그라든다.
줄어드는 패치가 상처 양쪽을 끌어당기는 사이 녹색빛이 콜라겐을 이어 붙인다. '당겨서 모으고 빛으로 붙이는' 일이 한 번에 이뤄진다.
동물 실험 결과, 피부를 절개한 상처에 용액을 바르고 패치를 붙인 뒤 자외선을 10분 쬐는 단 한 번의 처치만으로 하루 뒤 상처 부위가 잡아당기는 힘을 견디는 인장강도가 실로 꿰맨 경우보다 높았다.
이 차이는 5일 뒤에도 이어졌다. 회복도 깔끔했다. 상처를 덮는 피부 겉층이 끊김없이 되살아났고 콜라겐은 가지런히 자리 잡았으며 염증과 조직이 지나치게 딱딱해지는 섬유화 관련 지표도 낮게 나타났다.
한세광 교수는 "앞으로 수술 부위나 꿰매기 까다로운 상처에서 기존 봉합술을 보완하는 접착형 광치료 기술로 활용이 기대된다"고 말했다.
KPI뉴스 / 장영태 기자 3678jyt@kpinews.kr
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