절단된 신경, 꿰매지 않고 1분 내 `봉합 치료`…피부 모사한 `신경봉합 패치`

손동희 성균관대 교수팀, 패치형 신소재 개발
3중 구조로 강한 접착력..밴드처럼 감으면 봉합

성균관대학교는 절단된 인체 신경을 1분 이내 봉합할 수 있는 '신경 봉합 패치'를 개발했다. 사진은 신경 봉합 패치의 개념도와 적용 과정

뜻하지 않는 사고로 절단된 인체 신경을 1분 이내 봉합할 수 있는 패치가 나왔다. 밴드처럼 감아주면 절단 부위를 봉합해 접합 수술의 성공률과 환자의 재활률을 획기적으로 높이는 데 기여할 수 있다.

한국연구재단은 손동희·신미경 성균관대 교수 연구팀이 박종웅 고려대 의대 교수팀과 공동으로 실제 피부 구조를 모사해 강력한 조직 접착력을 보유한 '신경 봉합 패치' 소재를 개발했다고 11일 밝혔다.

교통사고나 산업 현장, 일상 생활에서 부주의로 인해 손가락 등 인체 일부가 절단되는 외상성 사고는 지속적으로 발생하고 있다. 절단된 신경은 머리카락보다 얇은 의료용 봉합사로 신경 외피를 바느질처럼 꿰매 봉합한다. 이런 신경봉합술은 숙련된 의사도 신경 1가닥 연결하는데 10분 가량이 걸리는 정교한 작업이다. 또한 피부 괴사를 막고 봉합 성공률을 높이려면 최대한 빠른 봉합술이 필요하다.

최근 개발된 조직 접착제는 인체 신경조직에 사용하기에 접착력이 낮아 신경봉합술은 여전히 1990년대 방식에 머물러 있다.

연구팀은 외력을 분산시키는 자가치유 고분자와 우수한 조직 접착력을 갖는 하이드로젤을 봉합 패치 소재로 사용했다. 자가치유 고분자의 물성을 조절해 탄성 고분자와 점탄성 고분자, 접착 하이드로젤을 단계적으로 배치해 점탄성 고분자는 응력을 흡수하고, 탄성 고분자는 복원력을 부여하는 방식으로 강한 접착력을 구현했다.

여러 층으로 이뤄진 사람의 피부 구조처럼 외부는 질기지만, 내부는 갈수록 부드러운 조직으로 패치를 만든 것이다. 이 패치는 밴드처럼 간단히 신경을 감아 봉합할 수 있는데, 실험동물 모델을 통해 의사가 아닌 비전문가도 1분이면 신경 봉합이 가능함을 입증했다.

특히 영장류 모델에서 손목 정중 신경을 절단 후 패치를 이용해 성공적으로 봉합했고, 엄지손가락 움직임이 정상에 가가운 수준으로 회복됐음을 1년에 걸쳐 확인했다고 연구팀은 설명했다.

손동희 성균관대 교수는 "신경조직 재생과 근육의 기능성 회복 정도가 봉합사를 이용한 방법과 차이가 없음을 확인했다"며 "외상으로 인한 손상 조직의 봉합뿐 아니라 종양 절제, 장기 이식 수술 후 신경 연결 등 다양하게 적용할 수 있고, 향후에는 신경과 유사한 원통형 장기나 조직 봉합에도 사용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(지난 1월 26일자)' 온라인에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr