최초 개발 홍합모티브 ‘수술용 의료접착제’, 수중 접착에 성공

물속에서도 방광, 대장 등 안전한 접합 가능…상용화 땐 7조원 시장 주도

해양수산부가 지난 7월 해양생명체인 홍합을 모티브로 한 ‘의료용 단백질 수중접착제’를 개발한 대 이어 세계 최초로 수중 접착에 성공했다고 16일 밝혔다.

그동안 대장이나 방광 등 내부 장기 수술 후에는 수술용 실로 봉합을 했다. 그러나 실만으로는 완전한 봉합이 어려울 뿐만 아니라 소변이나 소화액 등의 누수로 인한 감염과 재발의 위험이 항상 존재했다.

이러한 수술용 실의 단점을 보완하기 위해 많은 의료용 접착제 연구가 시도돼 왔지만 수중 환경에서 접착력 저하, 접착제의 화학적 성질로 인한 염증반응 문제 등으로 수술용 실을 대체하지는 못하는 실정이다.

이번에 개발한 의료용 수중접착제는 젖은 모래알을 붙여 집을 짓는 갯지렁이에게서 힌트를 얻은 것으로, 인체에 무해하고 접착력이 우수한 기존의 홍합 접착단백질을 수중에서도 사용할 수 있도록 한 것이다.

의료용 수술접착제는 사용이 간편하기 때문에 수술시간이 짧고 빠른 회복이 가능해 수술로 인한 환자의 불편을 줄일 수 있고, 시술자의 숙련도에 따른 차이를 줄여 일정한 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.

홍합 접착단백질 기반 의료용 수중접착제 결합기작 ⓒ해양수산부

연구단은 의료용 수중접착제의 접착력과 지속력을 시험하기 위해 쥐의 방광 조직에 구멍(누공)을 만들어 실험한 결과, 방광의 수축․팽창과 다량의 수분에 노출되었음에도 불구하고 안정적인 접합 상태를 유지하고 있는 것을 확인했다고 전했다.

또 이러한 성과는 바이오소재 분야의 최고 권위 학술지인 ‘바이오머터리얼즈(Biomaterials, IF8.5)에 온라인 게재됐다.

연구단은 이를 이어 10월에는 살아있는 토끼의 방광 실험 등을 통해 의료용 수중접착제의 접착력과 안전성을 확인할 계획이다.

의료용 수중접착제는 다른 내장 장기의 접합에도 활용될 수 있고, 주사를 통해 체내 투입이 용이하기 때문에 인체에 고통을 주지 않는 비침습적 복강경 혹은 로봇수술, 약물전달 등 다양한 활용이 가능할 것으로 기대된다.

의료용 접착제가 활용될 수 있는 조직봉합, 접합시장은 연간 140억 달러, 약 15조 원에 달한다.

이번 기술개발에 주역인 포스텍의 차형준 교수는 “이번에 개발한 홍합 기반 접착제 기술이 상용화에 성공할 경우, 기존의 생체접착제와 물리적 접합이 사용될 수 있는 분야는 모두 대체가 가능해, 약 7조 원의 시장을 우리가 주도해 나갈 수 있을 것”이라고 말했다.

송상근 해수부 해양환경정책관은 “해양은 산업신소재 발굴에 있어 자원 보유량과 다양성이 풍부하고, 해양자원의 제품화 성공률은 육상의 2배 이상으로 그 중요성이 더욱 부각되고 있다.”며 “해양부는 전폭적인 지원을 통해 해양 바이오산업의 경쟁력을 높여갈 것”이라고 강조했다.

한편, 해수부는 해수부는 해양자원을 활용한 고부가가치 산업인 산업신소재 개발의 중요성을 인식하고 2010년부터 해양바이오산업신소재 기술을 개발하는 R&D사업을 수행해오고 있다.

지난 7월 홍합 접착단백질에서 유래한 ‘수술용 순간접착제’ 개발을 발표한 바 있으며, 홍합유래 순간접착제는 염증반응을 일으키지 않고 흉터도 최소화시키는 등 향후 수술용 실을 대체할 수 있을 것으로 내다보고 있다.