세균을 이용해서 세균을 잡는 드레싱

 

(A scanning electron microscope image of problematic Pseudomonas aeruginosa bacteria (green) within the connective fibers of human skin at a chronic wound site. Credit: Empa)

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(Pseudomonas aeruginosa bacteria in a chronic wound site before (left) and after application of the dressing. Credit: Empa)

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일반적으로 피부에 생긴 궤양이나 욕창, 당뇨발 같은 만성 병변은 세균 감염을 막기 위해 최선을 다해야 합니다. 따라서 꾸준한 소독과 거즈와 붕대로 상처를 보호하는 드레싱이 중요합니다.

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하지만 MIT와 스위스 재료과학 연구소 (EMPA)의 과학자들은 오히려 세균으로 창상 감염을 막는 역발상 연구를 진행했습니다. 연구팀이 주목한 세균은 락토바실루스 혹은 젖산간균 (lactobacilli) 속에 속하는 유산균입니다.

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보통은 유산균이 풍부한 발효유 등에 많아 식품으로 섭취하는 경우가 많지만, 사실 락토바실루스는 산소내성 혐기성 세균으로 외부 환경에서도 살아갈 수 있습니다. 연구팀은 이미 상업적으로 판매되는 하이드로겔 형태의 상처 보호용 드레싱 소재인 Bio-K+에 (상품명 아쿠아셀 Aquacel)에 락토바실루스 세균을 담은 살이 있는 드레싱 소재를 개발했습니다.

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많은 세균들이 경쟁 관계에 있는 세균을 제거하기 위해 독소를 내뿜거나 혹은 자신에게 유리한 환경을 만드는데, 락토바실루스는 젖산간균이라는 이름답게 산을 분비해 pH를 낮추는데, 이것이 다른 세균이 만드는 생물막 (biofilm)을 파괴합니다.

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세균들은 거친 주변환경에서 살아남기 위해 주변에 분비물을 내어 보호막을 만듭니다. 그렇게 만든 생물막은 항생제나 면역 시스템의 공격으로부터 세균을 보호합니다. 그런데 락토바실루스가 만드는 젖산이 이 생물막을 파괴하는 것입니다.

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하지만 세균과 함께 인체 세포도 파괴하면 실제 환자에서 사용할 수 없는 만큼 연구팀은 인체 피부 조직 일부를 기증받아 효과와 안전성을 검증했습니다. 생물막은 창상 감염의 대표적 세균인 녹농균 (Pseudomonas aeruginosa)을 이용했습니다.

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그 결과 락토바실루스가 적용된 드레싱에서는 세균의 99.999%가 파괴되어 녹농균을 찾아볼 수 없을 정도였습니다. (두 번째 사진) 연구팀은 락토바실루스가 정상 피부 세포를 죽이지 않을 뿐 아니라 상처를 치유하는 섬유아세포 (fibroblast)의 이동을 촉진한다는 사실을 발견했습니다. 상처 회복에 도움이 될 것이라는 점을 시사하는 결과입니다.

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사람을 대상으로 한 임상 시험에서 같은 결과가 나올지 두고봐야 알겠지만, 이이제이라는 점에서 재미 있는 시도 같습니다.

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참고

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https://newatlas.com/medical/probiotic-bacteria-dressing-chronic-wounds/

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https://www.empa.ch/web/s604/wundheilung-mit-probiotika-bakterien

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1286457923000795?via%3Dihub