상처 치유 지지체, 기공 스스로 91% 확대…쥐 실험서 치유 촉진

환부를 덮은 거즈를 떼어낼 때 새로 돋은 살이 함께 뜯겨 나가고 상처가 다시 벌어지는 경험은 상처 치료를 받아본 사람이라면 누구나 겪는 고통이다. 이런 문제를 해결할 수 있는, 스스로 구조를 바꾸는 상처 치유용 지지체가 개발됐다.

28일 국제 학술지 저널 오브 펑셔널 바이오머티리얼스(J Funct Biomater)에 따르면 크레테 메디컬(Krete Medical) 등 연구팀은 세 가지 성분을 섞은 전기방사 지지체를 설계해 상처 치유를 돕는 연구 결과를 발표했다.

이 지지체의 핵심은 세 가지 소재가 서로 다른 속도로 분해되도록 설계한 점이다. 한 성분은 물에 닿으면 바로 녹아 지지체가 피부에 친화적으로 밀착하게 하고, 다른 성분은 며칠 안에 가수분해로 끊어지며 섬유 사이 공간을 점차 넓힌다. 나머지 한 성분은 가장 느리게 분해되며 앞선 두 성분이 역할을 마칠 때까지 전체 구조를 지탱한다.

이는 임시 무대를 세우는 것과 비슷하다. 일부 지지 기둥은 며칠 뒤 철거해 공간을 비워주고, 굵은 기둥 몇 개는 공연이 끝날 때까지 버티다가 마지막에 철수하는 방식이다. 소재가 저절로 무너지기를 기다리는 것이 아니라 조직이 자라는 리듬에 맞춰 능동적으로 구조를 바꾸는 셈이다.

실험 결과도 이런 설계를 뒷받침했다. 체외 배양 7일째 지지체의 최대 기공 크기는 80.4마이크로미터에서 153.6마이크로미터로 91% 커졌다. 이는 섬유아세포가 자유롭게 이동할 수 있다고 알려진 100~200마이크로미터 구간에 들어서는 크기다.

연구팀은 사전 분해 대조 실험으로 기공 확대의 효과를 확인했다. 세포가 없는 배양액에 지지체를 7일간 담가 기공을 충분히 넓힌 뒤 섬유아세포를 접종하자, 세포는 첫날부터 펼쳐졌다. 반면 새 지지체에 배양한 세포는 같은 상태에 이르는 데 3일이 걸렸다. 세포가 배양액에 적응한 결과가 아니라 기공이 커진 것이 세포 신장을 이끌었다는 뜻이다.

동물 실험에서는 더 뚜렷한 차이가 나타났다. 쥐 등 부위의 전층 피부 결손 모델에서 지지체를 적용한 그룹의 상처 치유율은 7일째부터 바셀린 거즈 그룹을 앞서기 시작해 14일째 격차가 가장 컸고, 21일째에도 유의미한 우위를 유지했다.

28일째에는 두 그룹 모두 육안으로는 거의 회복됐지만, 현미경으로 확인한 콜라겐 정량에서 차이가 드러났다. 지지체 그룹의 콜라겐 면적 비율은 45.4%로 유지된 반면 대조군은 30.6%에 그쳤다. 초기에 유리한 환경을 제공한 것이 새로 형성된 콜라겐 조직이 후기 재형성 과정을 더 잘 견디게 한 것으로 보인다.

안전성도 확인됐다. 이물 거대세포나 섬유 피막은 관찰되지 않았고, 7일째 지지체 그룹의 염증 점수는 오히려 더 낮았다. 이후 두 그룹은 비슷한 수준을 보였다. 동물의 체중 증가도 정상적이었고 독성 징후는 나타나지 않았다.

이 지지체의 설계 원리는 단순하다. 한 가지 소재가 처음부터 끝까지 모든 역할을 맡기보다, 시점별 요구를 나눠 여러 성분이 차례로 임무를 이어받게 하는 것이다. 이 구조를 적용한 제품은 이미 미국 식품의약국(FDA) 510(k) 허가를 받았다.

연구팀은 향후 당뇨병성 족부 궤양과 화상 등 다양한 유형의 상처에서 이 지지체가 어떤 성과를 낼지 주목할 필요가 있다고 밝혔다. 상처 치료 때마다 반복되던 고통스러운 경험이 머지않아 과거의 일이 될 수 있을지 관심이 모인다.