홍합·말미잘 속 단백질로 지혈제 만들었다

POSTECH·이화여대·가톨릭대 서울성모병원
상처부위 지혈 빨리 되고 염증·괴사도 적어
네이처글루텍에 기술이전 완료

말미잘과 홍합 단백질을 활용한 건조 하이드로젤 메쉬 형태의 흡수성 국소 지혈 드레싱. POSTECH 제공

[파이낸셜뉴스] 포항공과대학교(POSTECH) 화학공학과·융합대학원 차형준 교수팀이 말미잘과 홍합에서 얻은 단백질로 그물망 형태의 하이드로젤 국소 지혈제를 개발했다. 이 지혈제를 쥐의 손상된 간에 2주간 붙여 실험한 결과, 지혈 성능이 뛰어남은 물론 상처 부위의 염증이나 괴사율도 매우 낮았다.

4일 POSTECH에 따르면, 이 지혈제는 이화여대 주계일 교수팀과 가톨릭대 서울성모병원 이종원 교수팀이 함께 연구해 개발했으며, 네이처글루텍에 기술이전을 완료했다.

차형준 교수는 4일 "이번에 개발한 지혈제는 두 해양 생물에서 추출한 단백질 생체 소재만으로도 지혈 효능과 생체 적합성, 생분해성을 모두 갖췄다"고 설명했다.

사고나 응급 수술 중 환자에게 과다 출혈이 발생했을 때, 골든 타임을 지키고, 환자의 생존율을 높이기 위해서는 신속한 지혈이 필요하다. 그러나 피부가 아닌 체내 수중환경에서 사용할 수 있는 지혈제는 선택지가 많지 않다.

현재 체내 출혈을 막는 지혈제로 혈액 흡수와 응고 능력이 우수하고 체내에서도 잘 분해되는 피브린이나 콜라젠 스펀지가 주로 사용되고 있다. 그러나 이 소재들은 상대적으로 고가이며, 바이러스 감염 위험이 크고, 혈액 내에서 조직 접착력도 부족해 출혈 부위에 제대로 붙지 않는다.

연구진은 이전 연구를 통해 홍합 접착 단백질이 출혈을 막는 데 매우 효과적이라는 사실을 밝혀냈다. 여기에 말미잘 실크 단백질이 혈액 스스로 응고하는 과정을 돕는다는 점을 발견하고 두 단백질을 활용하는데 집중했다.

우선 말미잘 실크 단백질로 메쉬 형태의 하이드로젤을 만들었다. 여러 고분자 사슬이 얽혀 그물망 구조를 이루는 하이드로젤은 내부에 수분을 다량 포함할 수 있다.

연구진은 말미잘 실크 단백질을 주성분으로 하는 하이드로젤을 만든 다음 동결 건조해 패치를 제작했다. 또 몸 속과 같은 습윤 환경에서 혈액 응고 능력과 접착력이 우수한 홍합 접착 단백질로 이를 코팅했다.

연구진은 쥐의 손상된 간에 이 지혈제를 붙여 2주간 관찰했다. 그결과, 이 지혈 패치는 혈액 액체 성분인 혈장을 흡수하고, 혈액 성분들의 응집을 촉진해 기존 지혈제보다 빠르게 혈액을 응고시켰다.

또 하이드로젤 패치를 손상된 부위에 부착 후 봉합하고, 2주 뒤 염증 수치를 분석한 결과, 기존 지혈제에 비해 염증 수치가 낮았으며, 조직이 딱딱하게 굳는 섬유화 현상과 괴사가 나타나는 부위도 훨씬 더 작았다.

차 교수는 해양 생물에서 유래한 단백질과 유전자 재설계 기술을 결합해 다양한 의료용 제품을 개발 중이다. 그는 "많은 사람들의 생명을 구하고, 회복을 돕는 흡수성 지혈제로 활용될 수 있도록 후속 연구를 이어가겠다"고 말했다.

한편, 연구진은 이번에 개발한 그물망 형태의 하이드로젤 국소 지혈 드레싱을 화학공학 분야 저명 국제 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 발표했다.

[e-mail] 김만기 기자