[사이언스샷] “상처 치료 30% 빨라진다” 몸에서 녹는 일회용 전자 반창고

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[사이언스샷] “상처 치료 30% 빨라진다” 몸에서 녹는 일회용 전자 반창고

美노스웨스턴대 개발, 전류 흘려 상처 치료
당뇨병성 족부 궤양 치료에 도움
6개월 지나면 전극까지 생분해
[조선비즈]조선비즈 = 이영완 과학전문기자

연구진이 손가락으로 전자 반창고의 전극을 들고 있다. 가운데 꽃 모양의 전극이 상처 부위에서 전기 자극을 주면 세포들이 몰려와 치료한다./미 노스웨스턴대

상처를 30%나 빨리 낫게 해주는 일회용 ‘전자 반창고(electronic bandage)’가 처음으로 개발됐다. 상처 치료 과정을 실시간 추적할 수도 있어 작은 상처가 치명적인 합병증으로 이어지기 쉬운 당뇨병 환자에게 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

 

미국 노스웨스턴대 의공학과의 존 로저스 교수와 의대 외과의 길레르모 아미르 교수, 중앙대 첨단소재공학과의 류한준 교수 연구진은 지난 23일 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴스(Science Advances)’에 “궤양 부위에 전류를 흘려 상처를 낫게 하고, 치료 과정을 추적할 수도 있는 전자 반창고를 개발했다”고 밝혔다.

 

◇전기 자극으로 세포 끌어당겨 상처 치유

로저스 교수는 몸에 달라붙어 건강 상태를 실시간으로 파악할 수 있는 이른바 ‘전자 피부’의 대가이다. 전자 피부는 부드럽고 잘 늘어나는 소재에 전자 회로를 담아 생체 신호를 감지하고 외부로 전송한다.

 

이번 전자 반창고 역시 전자 피부의 일종이다. 전자 반창고는 한쪽은 교통카드처럼 무선 신호를 받아 전기를 발생시키는 장치이고, 반대쪽에는 원형 전극이 달린 형태이다. 가운데 꽃 모양의 전극이 상처 바로 위에 놓이고 주변 건강한 조직에는 원형 전극이 자리 잡는다.

 

아미르 교수는 “상처가 나면 인체의 정상적인 전기 신호가 교란된다”며 “전자 반창고로 전기 자극을 주면 정상 신호를 회복해 상처 부위로 새로운 세포들을 끌어당긴다”고 설명했다. 연구진은 생쥐 실험에서 전자 반창고가 당뇨병으로 인해 다리에 생긴 궤양을 30% 더 빨리 아무는 것을 확인했다고 밝혔다.

 

전자 반창고는 상처 치료 과정을 실시간 추적할 수도 있다. 아미르 교수는 “상처가 나으려면 수분이 많이 필요하고 다 나으면 수분이 마른다”며 “수분에 따라 전류도 달라져 상처가 얼마나 나았는지 알 수 있다”고 설명했다. 상처가 나으면서 수분이 줄면 자연 전류도 감소해 치료가 되고 있음을 알 수 있다는 것이다.

 

당뇨병 환자의 다리에 생긴 궤양에 붙인 전자 반창고. 윗줄 그림에서 왼쪽은 교통카드처럼 무선 신호를 받아 전류를 발생시키는 장치이고, 오른쪽은 상처 부위에 전기자극을 주는 전극이다. 아래 사진은 몰리브데늄 금속으로 만든 실제 전극이다./미 노스웨스턴대

◇당뇨 환자의 합병증 막는 데 큰 도움

연구진은 전자 반창고가 당뇨병 환자에게 큰 도움을 줄 수 있다고 밝혔다. 당뇨병 환자는 미국에서 거의 3000만명에 이른다. 우리나라도 600만명을 넘었다. 그 중 15~25%는 합병증으로 족부 궤양에 걸린다. 작은 상처로도 다리를 절단하거나 심하면 목숨까지 잃을 수 있다.

 

당뇨병 환자의 궤양이 무서운 것은 치료를 제대로 하지 못하기 때문이다. 당뇨병에 걸리면 신경이 손상돼 감각이 약해진다. 상처가 나도 모르고 지나가기 쉽다. 게다가 혈액에 당분이 많아 피가 잘 흐르지 않는다. 자연히 상처를 치료할 세포들도 이동하기 어렵다. 전자 반창고는 이런 당뇨병성 족부 궤양을 빨리 치료할 뿐 아니라 치료 과정도 실시간 추적할 수 있다.

 

특히 이번 전자 반창고는 한 번 붙이면 나중에 따로 처리할 필요가 없는 일회용이다. 연구진은 반도체에 많아 쓰이는 몰리브데넘(원소기호 Mo)이라는 금속으로 전극을 만들었다. 몰리브데넘을 얇게 만들면 시간이 지나면서 인체에서 분해되고 몸 밖으로 배출된다는 것이다. 연구진은 “몰리브데넘이 상처를 치료하는 생분해성 전극으로 쓸 수 있다는 사실을 처음으로 입증했다”며 “6개월이 지나면 대부분 분해되고 장기에 축적되지도 않았다”고 밝혔다.

 

연구진은 앞으로 더 큰 실험동물에서 전자 반창고로 당뇨병성 족부 궤양을 치료하는 실험을 진행할 계획이다. 여기서 성공하면 인체를 대상으로 임상시험을 할 수 있다. 전자 반창고는 합성 약품이나 단백질을 투여하지 않고 인체의 자연스러운 치료과정을 돕기 때문에 규제가 심하지 않을 것이라고 연구진은 밝혔다. 곧 시장에 출시될 수 있다는 의미다.

 

참고자료: Science Advances, DOI : https://doi.org/10.1126/sciadv.ade4687