지스트-전남대병원 "심장외벽에 바르는 심근경색 치료 수화젤 개발"

지스트 신소재공학부 이재영 교수, 이민규 박사과정, 전남대병원 안영근 교수, 김용숙 교수(왼쪽부터)(지스트 제공)/뉴스1

심장에 바를 수 있는 전기전도성·접착성 수화젤 심근 패치 모식도(지스트 제공)/뉴스1

(광주=뉴스1) 조영석 기자 = 국내 연구진이 심장에 발라서 사용할 수 있을 뿐만 아니라 높은 전기전도성과 접착성을 갖춘 '전도성 수화젤 심근패치'를 제작했다.

지스트(GIST·광주과학기술원·총장 임기철)는 신소재공학부 이재영교수 연구팀이 전남대병원 순환기내과 안영근교수 연구팀과 함께 심장에 발라서 심근경색을 치료할 수 있는 '전도성 수화젤 심근 패치'를 제작하는 데 성공했다고 2일 밝혔다.

연구진이 개발한 패치는 침습 없이 안정적으로 심장의 외벽에 접착시킬 수 있을 뿐만 아니라, 높은 전기전도성 덕분에 심근조직 내 전기활성도를 재생시킬 수도 있다.

연구팀은 높은 전기활성도를 구현하기 위해 이차원 전도성 물질 '맥신'을 도입, 천연고분자 산화 덱스트란과 젤라틴을 혼합해서 심장 표면에 전도성 수화젤 심근패치를 만들어내는 동시에 강력한 접착성을 보이도록 설계했다.

연구진이 개발한 심근패치는 용액 혼합 후 5분 내로 수화젤을 형성해 심외벽에 도포할 수 있을 뿐만 아니라 심근조직과 유사한 기계적 특성을 보였다.

또 괴사된 심근의 전기활성도를 높여 재생을 촉진시킬 수 있고 물리적 충격에도 견딜 수 있는 안정적인 접착성을 가졌다.

현재 의료용으로 이용되고 있는 생체용 접착제인 피브린 글루에 비해 심장조직에서 10배 가량 높은 접착성을 보이는 것으로 확인됐다.

특히 수화젤 위에서 배양된 심근세포의 성숙도가 향상되는 등 심근세포에 대해 우수한 생체적합성을 보인데 이어 심근경색 이후 손상된 심장의 기능과 구조 재생에도 효과적이었다.

심근경색이 발생한 실험용 쥐의 심장에 이 심근패치를 접착시켰을 때 2주 후 심실의 섬유화가 줄어들었고 심장 기능이 회복되는 것을 초음파 검사에서 확인할 수 있었다.

심근조직 내 신생혈관과 전기활성도가 증가하고 염증 반응이 감소하는 현상도 나타났다.

이재영 교수는 "기존 심근패치의 한계를 뛰어넘어 심외벽에 손쉽게 도포할 수 있는 전도성 수화젤 심근패치를 제작했다"며 "향후 심근경색을 쉽고 효과적으로 치료할 수 있는 심근패치 플랫폼으로의 활용이 기대된다"고 말했다.

이재영 교수와 전남대병원 안영근 교수, 김용숙 교수가 지도하고 이민규 박사과정생이 수행한 이번 공동 연구는 재료분야 국제학술지인 'ACS Nano'에 지난 6월 20일 게재됐다.