끊어진 말초신경을 재생시켰다

GIST, 멸균처리된 인공 신경연결관 개발
실험쥐 수술해 신경 재생효과 밝혀내
기존 신경연결관보다 인장강도 3배 향상

광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 이재영 교수팀이 개발한 인공 신경연결관과 다양한 형태의 신경연결관을 실험쥐의 말초신경 연결에 적용해본 결과 성능과 효과가 뛰어났다. GIST 제공

[파이낸셜뉴스] 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 이재영 교수팀이 멸균 의료용 신경재생 촉진 삽입기구 '신경연결관'을 개발했다. 이 연결관은 잡아당겨도 끊어지지 않고 견뎌내는 인장강도가 기존 것에 비해 3배 높으며, 늘어나는 탄성률은 1.5배 향상됐다. 이 신경연결관 제조법은 향후 신경연결관 뿐만아니라 보형물과 같은 생체 삽입재료 제작을 위한 새로운 플랫폼으로의 활용할 수 있다.

29일 GIST에 따르면, 연구진이 개발한 신경연결관 제조법은 방사선의 일종인 감마선을 쪼여 만들기 때문에 멸균이 된다.

또 중간 제조과정에서 생기는 발암물질 등 독성물질도 없다.

연구진은 신경연결관을 말초신경이 절단된 실험쥐에 적용해봤다. 그결과, 이 신경연결관은 체내에서 6주 이상 구조적 안정성을 유지했다.

특히 감마선 조사 이중네트워크 하이드로젤 신경연결관은 체내에서 6주 이상 구조적 안정성을 유지하고 남아있었다. 수술 6주, 12주 후 근전도를 통한 전기생리학적 분석, 근육의 퇴화 및 재생 평가, 말초신경의 조직학적 분석을 통해 대조군인 의료용 실리콘 신경연결관과 비교해 크게 증가한 신경재생 효과를 확인했다.

하이드젤 기반 인공 신경연결관은 제작하는 과정에서 독성을 가진 부산물이 발생하며, 추가적 멸균 과정이 필요하고 제작 단계도 복잡하다. 현재 FDA에서 허가받은 신경연결관 제품은 감마선 쪼여 멸균한다. 하지만 이러한 멸균 방식은 재료 고유 특성을 변형시킬 가능성이 있으며, 발암물질을 만들 우려가 있다.

연구진은 감마선을 쪼여 젤라틴 고분자를 결합한 뒤 추가적으로 알긴산의 이온 결합을 통해 '이중네트워크 하이드로젤 신경연결관'을 만들었다. 이 신경연결관은 인장강도가 71.4kPa(킬로파스칼)에 달했으며, 77kPa(킬로파스칼)의 높은 탄성률을 보였다.

연구진은 "단일네트워크 신경연결관 대비 우수한 봉합성, 구부러짐 저항성 및 기계적 특성을 보였다"며, "결과적으로 멸균과 동시에 제작 가능한 이중네트워크 하이드로젤 신경연결관이 말초신경 재생에 적용될 수 있으며 기존 의료용 실리콘 신경연결관보다 효과가 뛰어났다"고 설명했다.

이재영 교수는 "향후 신경연결관 뿐만아니라 보형물과 같은 생체 삽입재료 제작을 위한 새로운 플랫폼으로 활용할 수 있다"고 말했다.

한편, 연구진은 이번에 개발한 이중네트워크 하이드로젤 신경연결관을 생체재료 분야 국제 학술지인 '어드밴스트 헬스케어 머티리얼즈(Advanced Healthcare Materials)'에 지난 2일 발표했다.

[e-mail] 김만기 기자