절단 신경 밴드로 1분 내 봉합…신경봉합술 대비 빠른 조직 재생

신경 봉합 패치의 봉합 과정 및 성능. 손동희 성균관대 교수 제공

신체 일부가 절단됐을 때 바느질로 꿰맬 필요 없이 절단된 신경을 1분 내로 연결할 수 있는 신경 봉합 패치가 개발됐다. 밴드처럼 감아주기만 하면 돼 봉합 성공률을 높일 전망이다.

한국연구재단은 손동희·신미경 성균관대 교수팀, 박종웅 고려대 교수팀이 공동연구를 통해 실제 피부 구조를 모사해 강력한 조직 접착력을 보유한 패치형 신소재를 개발했다고 11일 밝혔다.

외상성 절단 사고로 끊어진 신경을 연결하려면 머리카락보다 얇은 의료용 봉합사로 신경 외피를 바느질하는 신경봉합술이 요구된다. 피부 괴사를 막고 봉합 성공률을 높이려면 최대한 빠른 봉합술이 필요한데, 숙련된 의사도 신경 한 가닥을 연결하는 데 10분이 걸릴 정도로 정교한 작업이다.

연구팀은 여러 층으로 이뤄진 피부 구조에서 영감을 얻어 외부는 질기지만 내부로 갈수록 부드러운 조직으로 구성된 패치를 개발했다.

패치 주요 소재로는 외력을 분산시킬 수 있는 자가치유고분자와 우수한 조직 접착력을 가지고 있는 하이드로젤을 사용했다.

자가치유고분자 물성을 조절해 탄성 고분자와 점탄성 고분자, 접착 하이드로젤을 단계적으로 배치, 점탄성 고분자가 응력을 흡수하고 탄성 고분자가 복원력을 부여하는 방식으로 강한 접착력을 구현했다.

개발된 패치는 밴드처럼 간단히 신경을 감아주는 방법으로 적용한다. 연구팀은 인체와 유사한 실험 모델을 통해 의사가 아닌 비전문가도 1분이면 신경 봉합이 가능함을 입증했다.

특히 영장류 모델 검증에서 손목 정중 신경을 절단 후 패치를 이용해 성공적으로 봉합했고, 엄지손가락 움직임이 정상에 가까운 수준으로 회복했음을 1년에 걸쳐 확인했다.

또 해당 패치에 신경 재생을 촉진하는 단백질 분자를 추가하면 기존 바느질 봉합술보다 조직재생을 빠르게 유도할 수 있음을 설치류 모델에서 검증했다.

손동희 교수는 “패치 성능 검증 결과 신경조직 재생과 근육의 기능성 회복 정도가 봉합사를 이용한 방법과 차이가 없음을 확인했다”며 “신경봉합술은 신경 염증이나 종양의 절제, 장기 이식 등과 같은 수술에도 필요하므로 의료 현장에서 수술 성공률을 획기적으로 높일 것”이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'에 1월 26일 온라인 개재됐다.

이인희 기자 leeih@etnews.com