“물속에서도 착!”⋯홍합 원리로 근육·신경 되살리는 ‘전도성 접착제’ 개발

차형준 교수. /포스텍 제공

혈액과 체액이 흐르는 인체 내부에서도 조직과 전자소자를 단단히 고정하고 전기 신호까지 안정적으로 전달할 수 있는 ‘꿈의 생체 접착제’가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

포항공과대학교(이하 포스텍) 차형준 교수팀과 국립부경대 연구팀은 홍합의 강력한 수중 접착 원리를 응용해 습한 체내 환경에서도 조직 재생과 신호 전달을 돕는 전도성 생체 접착제를 개발했다고 22일 밝혔다. 

우리 몸속은 바닷속처럼 수분이 가득해 일반적인 접착제로는 조직이나 기기를 고정하기 어렵다. 특히 심박 측정기나 뇌 자극 장치 같은 이식형 전자소자를 부착할 때 기존 접착제는 조직 접착력이 약하거나 전기 전도성이 떨어져 신호 전달에 한계를 보여왔다.

연구팀은 물과 섞이지 않는 ‘불섞임성(immiscible)’과 ‘전도성’을 동시에 갖춘 액상 단백질 기반 접착제를 개발해 이 문제를 해결했다.

이 접착제는 체액 속에서도 씻겨 나가지 않고 타깃 지점에 머물며 전기 자극을 가하면 수 초 내에 젤(gel) 형태로 굳어지는 ‘전기 가교’ 기술이 적용됐다.

성능은 실험을 통해 입증됐다. 연구팀이 절단된 근육 조직에 이 접착제를 도포하자 별도의 실로 꿰매는 봉합 과정 없이도 끊어졌던 신경과 근육 간 전기 신호가 복원됐다. 단순히 붙어있는 것을 넘어 근육 재생이 촉진됐으며 운동 기능 또한 즉각적으로 회복되는 결과가 나타났다.

의료용 기기 이식에서도 탁월한 성과를 보였다. 독성 우려가 있는 화학 접착제나 봉합사 없이도 장기 표면에 전자소자를 견고하게 밀착시켰다. 이 과정에서 장기와 소자 사이의 전기 저항이 획기적으로 낮아져 장기간 안정적인 생체 신호 모니터링이 가능해졌다.

차형준 교수는 “단순히 잘 붙는 접착제를 넘어 체내 환경에서 생체 신호를 안정적으로 전달할 수 있는 새로운 소재 기술을 제시했다”며 “신경 재생 치료는 물론 차세대 이식형 생체 전자소자의 핵심 소재로서 재활의학과 헬스케어 분야에 크게 기여할 것”이라고 강조했다.

/단정민기자 [e-mail]