미세한 전류 자극이 상처 회복을 돕는다

당뇨의 중요한 합병증 가운데 하나는 바로 당뇨발로 알려진 발 병변으로 처음에는 작은 궤양으로 시작해서 결국 발가락이나 발을 절단하게 되는 상황에까지 이릅니다. 사실 교통 사고를 제외하면 발을 절단하는 가장 큰 이유가 바로 당뇨병입니다.

당뇨 환자에서 생기는 궤양은 일단 잘 낫지 않고 계속 재발하기 때문에 치료가 어렵습니다. 그리고 사실 당뇨 환자 뿐 아니라 고령 환자, 만성 질환자의 상처 역시 쉽게 회복되지 않습니다. 과학자들은 이런 난치성 상처나 궤양, 욕창을 치료하기 위해서 미세한 전류를 사용하는 방법을 연구하고 있습니다. 자기장이 피부 세포의 이동과 증식을 촉진하기 때문입니다. 하지만 미세 전류 치료법은 아직은 초기 단계로 갈길이 먼 상태입니다.

스웨덴 샬머스 공과대학 (Chalmers University of Technology)과 독일 프라이부르크 대학 (University of Freiburg)의 과학자들은 미세 전류를 이용한 상처 치유 촉진에 가장 좋은 조건을 알아내기 위해 인공적인 피부와 상처를 만들어 연구했습니다.

연구팀이 개발한 칩 위의 상처 (wound-on-a-chip)는 레이저 유도 그래핀 (laser-induced graphene (LIG))과 하이드로겔을 이용해서 세포를 배양해 피부처럼 만든 후 상처를 내는 방식으로 개발했습니다. 연구팀은 일반적인 건강한 피부 세포와 당뇨 환자에서 볼 수 있는 케라티노사이트 (keratinocytes) 모델을 이 칩 위의 상처에서 테스트했습니다.

연구 결과 200mv/mm 정도의 낮은 자기장에서 직류 (DC) 전류에 의한 일방향 (unidirectional) 자극이 상처 회복에 효과적인 것으로 나타났습니다. 건강한 피부 모델에서는 전류 자극이 10시간 만에 상처를 모두 닫게 한 반면 자극이 없는 대조군은 36% 정도만 닫혔습니다. 당뇨 모델에서는 12시간 동안 일방향 전류 자극에도 34% 정도 밖에 닫히지 않았는데, 전류 자극이 없으면 12%만 닫힐 정도로 속도가 느렸습니다. 당뇨 환자에서 상처가 잘 낫지 않고 심각한 상태로 금방 진행하는 이유를 보여주는 대목입니다.

아직은 임상에서 널리 쓰이고 있지는 않지만, 앞으로 이런 연구가 지속되면 상처 회복 속도를 획기적으로 높인 전류 자극 스마트 밴드나 치료 시스템이 나오게 될 것으로 기대합니다.

참고

https://newatlas.com/medical/electrical-stimulation-heals-diabetic-wounds-three-times-faster/

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/LC/D2LC01045C

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