상처 부위에 패치 붙이면, 빛으로 치료 시작
국내 연구팀이 SF영화에서나 볼 수 있는 빛으로 상처를 치료하는 기술 개발에 성공했다.
포스텍(포항공대) 신소재공학과·융합대학원 한세광 교수, 신소재공학과 석사과정 조경주 씨, 김성종 박사 연구팀이 건국대 김혜민 교수 연구팀과 함께 별도의 배터리나 전원 없이 실내등이나 햇빛만으로 상처 봉합과 조직 재생을 동시에 돕는 착용형 패치를 개발했다.
연구는 재료과학 분야 국제 학술지인 '어드밴스드 머터리얼즈' 온라인판에 게재됐다.
특정 파장의 빛을 상처에 쬐면 경계면의 콜라겐이 서로 이어져 실이나 접착제 없이 상처가 봉합되고, 세포 대사와 염증 반응이 조절되면서 새 살이 빠르게 돋는다는 점에서 관련 연구가 활발하게 이뤄지고 있다.
또 빛을 공급하는 방식에 대한 숙제만 해결하면 흉터를 줄일 수 있는데다 몸에 칼을 대지 않아도 되기 때문에 해당 치료에 대한 수요가 더욱 늘 것을 예상된다.
이와관련된 기존 방식인 광 치료 장치는 LED나 레이저, 광섬유, 배터리 같은 외부 전원이 필요하기 때문에 얼굴처럼 눈에 띄는 부위에 오래 붙이기 쉽지 않다는 단점이 있다.
이에 연구팀은 흔히 접하는 실내등이나 햇빛을 활용하는 방법에 주목했다. 핵심은 이러한 일상 속 빛을 치료에 필요한 적색광으로 전환하는 발광 입자 개발이다.
연구팀은 '칼슘-스트론튬 황화물 기반 소재'에 유로퓸과 툴륨을 첨가해 넓은 파장대의 빛을 흡수하는 입자 구조를 만들었다.
이렇게 만들어진 입자가 내뿜는 적색광은 상처 경계면의 콜라겐을 엮어 절개 부위를 봉합하고, 섬유아세포 증식과 세포 이동을 촉진하며 새 살을 돋운다. 봉합과 재생이라는 두 가지 일을 빛 하나로 동시에 해내는 것이다.
연구팀은 이 입자를 신축성이 좋은 실리콘 소재에 고르게 넣어 피부에 밀착되는 패치로 만들었다. 접착층으로 쓰인 하이드로젤 덕분에 피부가 움직여도 잘 붙고, 늘리거나 접어도 발광 성능은 그대로 유지됐다.
절개 상처에 12시간 동안 패치를 붙이는 동물모델 실험결과, 상처가 빠르게 봉합되고 조직 재생이 촉진되는 결과가 나타났다. 원형 상처 역시 기존보다 빠르게 회복됐을뿐 아니라 정상 성인의 얼굴 피부를 대상으로 한 예비 인체 평가에서도 9시간 동안 착용하는 것만으로 피부 탄력 회복이 개선됐다.
한세광 교수는 "이번 연구는 일상에서 쉽게 얻는 빛을 이용해 상처 봉합과 재생을 동시에 유도했다는 점에서 의미가 크다"며 "환자가 병원 밖에서도 수술 후 상처 관리나 피부재생 치료를 손쉽게 할 수 있는 차세대 착용형 광의학 플랫폼을 더 발전시키는 계기가 될 것"이라고 했다.
