수술용 유착방지제 겔화 시간 빠르고 생체적합성·체내 분해능력 우수
국립산림과학원이 순천향의대와 공동으로 개발한 온도 감응성 하이드로겔(hydrogel)은 기존의 필름 형태 유착 방지제를 대체하기 위해 주사 형태로 인체 내 주입이 가능하도록 개발됐다.
유착 방지제는 손상된 장기 및 조직이 수술 후 회복하면서 서로 붙어버리는 현상을 막아주는 의공학 재료로, 대부분 수입에 의존하고 있는데 1×1cm 면적당 10∼30만원이어서 가격 부담이 높았다.
이번에 개발된 유착 방지제는 나무에서 얻을 수 있는 나노셀룰로오스를 활용함으로써 기존 제품보다 높은 가격 경쟁력을 확보하는 것과 동시에 의료비 부담 감소에도 기여할 것으로 기대된다.
참고로 나노셀룰로오스: 지름이 수십 나노미터에 불과한 초극세 섬유의 바이오소재로써 최근 전 세계적으로 전기‧전자재료, 생체의학 재료, 나노복합재료 등에 이용되고 있다.
나노셀룰로오스를 활용한 온도 감응성 하이드로겔은 액체 상태로 장기 사이에 손쉽게 주입하고 인체에 닿는 순간 체온(37℃)에 의해 겔과 같은 고체 상태로 변화되어 조직 손상 부위에 고정된다.
온도에 따라 액체에서 고체로 변화되는 온도 감응성을 갖기 위한 원료로는 키토산이 이용됐으며 나노셀룰로오스 함량이 증가할수록 겔화에 필요한 시간이 감소한다.
이번에 개발된 하이드로겔은 생체적합성 및 동물실험에서 유착 방지 성능이 우수함이 입증됐다.
생체적합성 분석 결과, 세포 생존능과 세포 증식능 시험 모두 키토산/나노셀룰로오스 하이드로겔이 우수하였고, 세포부착능 또한 향상됐다.
흰 쥐에 키토산/나노셀룰로오스 하이드로겔 이식 후 14일, 샘플을 이식하지 않은 대조군에서는 넓은 부위에서 유착이 일어났으나, 키토산/나노셀룰로오스 이식군의 경우 상대적으로 유착 발생이 감소했다.
또한, 하이드로겔의 생분해 거동 평가를 한 결과. 유사체액(PBS/Lysozyme)에 35일까지 침지 시켰을 때, 키토산만으로 만든 하이드로겔보다 생분해성이 우수하여 장기 사이의 유착을 방지하고 장기가 회복된 이후에 체내에서 분해돼야 하는 유착 방지제로서의 기능을 증명했다.
미국의 경우, 복막 및 골반 유착에 의한 의료비가 120억 달러 정도로 경제적 손실이 막대하다.
또한 국내에서는 유착 방지제 개발에 대한 연구가 미미한 실정이며, 현재 임상에 적용되고 있는 조직 유착 방지제의 경우에도 유착 방지 효과가 50∼60%로 미비하다.
연구팀은 나노셀룰로오스가 대량생산이 가능해지면, 가격경쟁력을 갖춘 고효율 유착 방지제의 국내생산이 가능할 것으로 보고 있다.
이번 연구 결과는 영국에서 발행하는 바이오 소재 관련 전문 학술지인 ‘카보하이드레이트 폴리머스(Carbohydrate Polymers)’에 게재됐다.