[사이테크+] '자가발전' 생체흡수성 수술용 봉합사 개발…"치유속도 50%↑"

中 연구팀 "움직일 때 전하 생성-상처 부위 전기 자극, 치유 효과 높여"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 상처나 수술 부위를 꿰맬 때 사용하면 자체적으로 전기를 생산해 상처 부위를 자극, 상처가 일반 봉합사를 사용할 때보다 50% 더 빠르게 낫게 해주는 생체흡수성 수술용 봉합사가 개발됐다.

생체흡수성 전기자극 봉합사(BioES-suture) 치료 [Zhouquan Sun and Chengyi Hou 제공. 재판매 및 DB 금지]

중국 상하이 둥화대 왕훙즈 교수팀은 9일 과학 저널 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)에서 인체에 적합한 생분해성 고분자와 마그네슘(Mg)으로 수술용 전기자극 봉합사(BioES-suture)를 개발, 쥐 실험에서 효과를 확인했다고 밝혔다.

부상이나 수술로 생긴 상처는 회복되는 동안 피부가 고정되도록 봉합사로 치료하는 게 일반적이다. 봉합사는 의료 인력이 비교적 쉽게 사용할 수 있고 감염 예방 효과도 있지만 봉합 부위가 움직일 경우 치유가 늦어지는 문제가 있을 수 있다.

최근에는 상처나 봉합 부위에 전기 자극을 가하면 상처 치유 속도가 빨라진다는 연구 결과가 제시되고 있지만, 기존 기술은 외부 배터리가 필요하고 부피가 크며 비싸다는 한계가 있었다.

연구팀은 이 연구에서 인체에 적합하고 몸 안에서 분해돼 흡수되는 고분자인 폴리락틱코클리콜산(PLGA)와 폴리카프로락톤(PCL), 마그네슘으로 다층 동축 구조(multi-layer coaxial structure)의 전기자극 봉합사를 만들었다.

생체흡수성 전기자극 봉합사(BioES-seture) 구조 연구팀은 인체에 적합하고 몸 안에서 분해돼 흡수되는 고분자인 폴리락틱코클리콜산(PLGA)와 폴리카프로락톤(PCL), 마그네슘으로 다층 동축 구조(multi-layer coaxial structure)의 전기자극 봉합사를 만들었다. [Zhouquan Sun and Chengyi Hou 제공. 재판매 및 DB 금지]

이 봉합사로 상처를 꿰매면 피부가 움직일 때마다 실이 늘어나고 줄면서 전하가 생성돼 상처 부위에 자동으로 전기자극이 가해진다.

연구팀이 쥐의 뒷다리에 상처를 내고 이 전기자극 봉합사로 꿰맨 뒤 관찰한 결과 상처 치유 속도가 일반 봉합사를 사용한 경우보다 50% 빠른 것으로 나타났다.

봉합 시점의 상처 면적이 원래 상처의 69% 수준이었으나 전기자극 봉합사로 봉합하고 24시간이 지난 뒤에는 10.8% 수준으로 줄어든 반면 일반 봉합사를 사용한 대조군은 상처 면적이 원래의 32.6%로 줄어드는 데 그쳤다.

연구팀은 전기자극 봉합사 그룹은 대조군보다 결합 조직 형성을 돕는 섬유아세포가 상처 부위로 더 빨리 이동해 치유가 촉진됐다며 전기자극 봉합사를 사용한 쥐는 상처 재생 속도가 빨라져 10일 후 거의 완치에 도달했다고 말했다.

또 전기자극 봉합사를 사용한 경우에는 매일 상처를 소독하지 않아도 상처 부위의 박테리아 수가 낮게 유지돼 감염을 줄여주는 항균 효과도 있는 것으로 나타났다.

연구팀은 이 전기자극 봉합사가 인체에도 효과가 있는지 평가하기 위해서는 임상 시험이 필요하다며 안전성과 효과가 확인되면 기존 봉합사를 대체할 수 있는 안전하고 효과적이며 비용 효율적인 대안이 될 수 있을 것이라고 말했다.

◆ 출처 : Nature Communications, Hongzhi Wang et al., 'A bioabsorbable mechanoelectric fiber as electrical stimulation suture', https://www.nature.com/articles/s41467-024-52354-x

scitech@yna.co.kr

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