[헬스코리아뉴스 / 전성운] 표면의 나노구조체와 미끄러운 윤활유를 이용해 오염물은 튕겨내고 벌레만 자루 속으로 끌어들이는 ‘벌레잡이통풀’ 표면의 특성을 정형외과용 임플란트 소재에 적용해 감염균 부착을 막는 기술이 개발됐다.
연세대학교 전기전자공학과 서정목 교수, 고려대학교 정형외과 장우영 교수 연구팀이 정형외과용 임플란트 표면에 박테리아나 바이러스, 염증을 유발하는 면역단백질 등의 부착을 막을 수 있는 내구성이 강한 나노유막 코팅 기술 개발에 성공했다.
코팅은 수술 중 생길 수 있는 기계적 손상에도 부착 방지 성능이 자가 치유되는 특성을 보였다. 또, 동물 모델의 체내에서도 코팅기능이 수 주간 유지되는 것으로 나타났다.
표면의 나노구조체에 균일하게 도포된 윤활유 성분이 감염균이나 면역거부인자가 포함된 혈액의 흡착을 막아줘 표면에 잔여물을 남기지 않기 때문이다.
실제 골절토끼모델의 임플란트 삽입 부위를 살펴본 결과 나노유막코팅이 적용된 임플란트에서는 감염이나 염증이 일어나지 않았고, 골절된 부위의 골재생은 감염되지 않은 대조군과 동일하게 효과적으로 이뤄졌다.
골절치료나 인공관절삽입 등에 쓰이는 금속소재 임플란트는 감염이나 염증을 막기 위해 표면에 항생제를 도포하는 방식이 주로 사용된다. 하지만 항생제 내성균에 의한 감염이나 염증과 신경 손상과 같은 약물 부작용, 항생제 자체에 대한 과민반응 등의 부작용에 대한 우려가 여전히 남아 있었다.
이에 수술 전후, 감염균이나 염증유발단백질의 부착을 막기 위한 하이드로겔 기반 표면코팅이 시도되었으나 정형외과용 임플란트 소재는 수술 중 강한 기계적 자극에 노출되는 데다 치료에 몇 주 이상 소요되는 정형외과 수술의 특성상 장기간 코팅 성능을 유지하지 못하는 기술적 어려움이 있었다.
연구팀은 “이 기술을 금속 외 고분자 소재에도 적용할 수 있을 것”이라면서 “비뇨기과용 도뇨관이나 스텐트, 삽입형 의료 전자기기 등으로의 응용 가능성에 대한 후속연구를 진행할 계획”이라고 밝혔다.
한편, 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 29일 자로 게재됐다.
