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2020년 3월 2일 월요일

홍합에서 영감을 얻은 강력한 생체 접착제


(Inspired by Mother Nature: Sea mussels resist the stormiest surf with ease. They hold on to the surface with protein threads. Empa researchers are using this property for a novel tissue glue for wound treatment. Credit: Pixabay)


 과학자들이 홍합에서 인체 장기를 붙일 수 있는 강력 접착제의 힌트를 발견했습니다. 손상된 인체 조직은 자연적으로 치유되지만, 잘려나간 부분은 서로 잘 붙지 않으면 하나의 조직처럼 붙지 않습니다. 따라서 수술용 봉합사나 철사를 이용해 벌어지지 않도록 잘 붙여야 합니다. 그래도 종종 충분치 않은 상황이 생길 수 있는데, 특히 강한 압력을 받는 심장 같은 장기가 그렇습니다. 조직을 순간적으로 붙일 수 있는 강력 접착제가 있다면 큰 도움이 될 것입니다. 


 스위스 연방 소재 과학기술 연구소 (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology , Empa,독일어 Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt의 약자)의 클라우디오 톤첼리 (Claudio Toncelli)가 이끄는 연구팀은 홍합의 접착 단백질에 주목했습니다. 홍합은 암석은 물론 선박이나 심지어 생물 표면에 단단히 붙어서 강한 파도를 이겨냅니다. 그 비결은 mfp-3와 mfp-6 라는 두 가지 단백질이 서로 사슬처럼 붙어 표면에 홍합을 단단히 고정하기 때문입니다. 


 연구팀은 이 단백질이 인체에 가장 흔한 결합 물질 중 하나인 콜라겐보다 훨씬 유용한 접착제가 될 수 있다는 것을 발견했습니다. 콜라겐을 이용한 젤라틴은 생체 적합도는 매우 높지만, 상온에서 액체 상태 접착력을 유지하기 어려운 반면 mfp-3/ mfp-6를 이용한 폴리머는 상온에서는 물론 액체와 접촉한 상태에서도 조직 접착력이 매우 뛰어난 것으로 나타났습니다. 홍합이 거친 파도와 밀물 썰물에도 단단히 붙어 있을 수 있는데는 그럴 만한 이유가 있었던 셈입니다. 


 연구팀은 이 홍합 단백질 기반 접착 물질이 실제 임상에서도 활용될 수 있기를 기대하고 있습니다. 인체에서 부작용 없이 조직을 붙일 수 있다면 정교하게 봉합하는 대신 바늘 자국 없이 피부나 조직을 붙일 수 있어 여러 모로 쓰임새가 많을 것입니다. 물론 인체에서 문제를 일으키지 않고 상처를 잘 봉합하는지가 관건이지만, 흥미로운 도전임에는 분명합니다. 


 참고 


Kongchang Wei et al. Mussel-Inspired Injectable Hydrogel Adhesive Formed under Mild Conditions Features Near-Native Tissue Properties, ACS Applied Materials & Interfaces (2019). DOI: 10.1021/acsami.9b16465



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