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손상된 근육에 뿌려 재생 촉진 분말형 수화젤 개발

뛰어난 접착성 및 치료 후 손실된 근육 기능 2배로 회복 확인 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 이재영 교수 연구팀

손상된 근육에 뿌려 재생 촉진 분말형 수화젤 개발

광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 신소재공학부 이재영 교수 연구팀이 근육 재생을 촉진할 수 있는 ‘분말형 수화젤’을 개발했다고 밝혔다. 가루 형태로 물이나 체액과 닿았을 때 수화젤을 형성한다. 보관 및 운반에 용이하며, 특히 고수분 환경에서도 강한 접착력을 유지하는 것이 장점이다. ▲(왼쪽부터) 신소재공학부 이재영 교수, 이민규 박사, 서다운 박사과정생 충돌, 낙상 등에 따른 외상성 사고는 근육 손실(Volumetric muscle loss, VML)을 초래하는데 체중의 약 30~40%를 차지하는 골격근은 주로 신체에서 움직임과 힘 생성을 담당하는 조직으로, 한번 손실이 일어나면 기능 및 장기간 장애로 이어질 수 있어 주의가 필요하다. 현재 골격근 손실을 위한 임상 치료로 자가 근육 피판 이식술이 주로 진행되고 있지만 복잡한 수술 절차, 제한된 부위에만 사용가능할 뿐 아니라 불완전한 기능 회복과 같은 부작용이 있어 생체재료 기반의 새로운 연구가 시급하다. 수화젤은 신체 조직과 유사한 기계적 물성 등 여러 유익한 특성으로 재생 연구에 활용되고 있다. 하지만 기존의 수화젤은 수분이 있는 환경에서 접착력이 크게 떨어지는 한계가 있다. 대부분의 생체 조직은 고수분이며, 출혈 등이 생겼을 때 이러한 환경에서 접착성을 유지할 수 있는 수화젤 개발이 필요하다. 연구팀은 고수분 환경에서도 우수한 접착성을 가진 손상된 근육 조직에 뿌려 사용할 수 있는‘분말형 수화젤’을 제작하는데 성공했다. 생체친화적인 천연고분자 산화 덱스트란과 젤라틴을 혼합한 후, 크기가 300 ㎛이하의 입자로 분쇄하여 고수분 환경에서도 빠르고 높은 접착력을 갖도록 설계했다. 이 수화젤은 손상된 근육 조직 표면의 혈액 및 체액을 흡수하여 자발적으로 수화젤을 형성하며, 다양한 분자 상호작용을 통해 조직과 강하게 접착하는 특성을 보인다. 용매 및 체액의 흡수 이후, 도포 부위에서 5분 내로 수화젤을 형성할 뿐만 아니라 신체조직과 유사한 기계적 특성을 보였고 손상된 근육의 재생을 촉진시켰으며 물리적 충격에도 충분히 견딜 수 있는 안정적인 접착성을 가졌다. 뿐만 아니라 손상 초기에 우수한 지혈 효과와 손상된 근육 부위의 골격근 회복에도 효과적인 것으로 확인하였다. 이 수화젤은 피부조직에서 10 kPa의 접착성을 나타내며 현재 의료용으로 이용되는 생체용 접착제인 피브린글루(2 kPa)와 비교했을 때, 5배 가량 높은 접착성을 보였다. 또한 습한 환경이나 물속에서도 안정적으로 우수한 접착성을 유지하며, 근육세포 및 혈액에 대해서 우수한 생체적합성을 확인했다. 따라서 이 분말형 수화젤은 강한 지혈 효과 및 근육 손실 이후 손상된 골격근의 기능과 구조를 재생하는데 효과적이라고 연구팀은 설명했다. 골격근 재생은 빠른 혈액의 흡수 및 응고, 강력한 조직 접착력, 손상된 근육의 물리적 보호를 가능하게 하는 지혈 물질이 필요하다. 연구팀이 개발한 ‘분말형 수화젤’의 지혈 효과는 아무런 조치를 하지 않은 그룹에 비해 15배, 피브린글루에 비해 5배 정도 효과적인 것을 확인하였다. 골격근 손실이 발생한 실험용 쥐의 손상된 근육 부위에 이 분말형 수화젤을 도포했을 때, 3주 후 근육의 섬유화*가 줄어들었으며 근육 조직 내 신생혈관이 증가하고 염증 반응이 감소했다. 결과적으로, 피브린글루로 치료한 그룹보다 근육 조직의 2배 정도 근력이 회복되는 것을 확인할 수 있었다. * 섬유화(Fibrosis): 섬유성 결합조직이 과도하게 축적되는 현상으로, 섬유화된 근육 조직의 경우 근육이 경직 및 강직되며, 근육의 수축 능력이 저하되어 근력 손실이 일어나게 된다. 이재영 교수는 “기존 수화젤 치료의 한계를 뛰어넘어 수분이 있는 환경에서도 손쉽게 도포 가능하고 강하고 안정적인 접착성을 나타내는 분말형 수화젤을 제작했다”며 “신체 조직과 유사한 기계적 성질을 가져 조직 공학용 지지체(스캐폴드), 조직재생 등 여러 가지 생체재료 분야에 응용될 것으로 기대된다”고 말했다. GIST 신소재공학부 이재영 교수가 지도하고 이민규 박사, 서다운 박사과정생이 수행한 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 나노 및 소재 기술개발사업의 지원을 받아 수행되었으며, 생체 재료 분야 상위 1% 논문인 ‘바이오액티브 머티리얼스(Bioactive Materials)’에 2024년 6월 14일 게재됐다. ◈사진〕 가루형 수화젤의 실제 모습 및 사용 과정


인공와우 이식 수술' 10대~30대 난청환자에게도 효과적

‘청력 상실 시기 늦고 수술 전 환자 발음 명료할수록 수술 예후 좋다 분당서울대병원 이비인후과 최병윤 교수 연구팀

인공와우 이식 수술' 10대~30대 난청환자에게도 효과적

분당서울대병원(원장 송정한) 이비인후과 최병윤 교수 연구팀(교신저자: 최병윤 교수, 1저자: 세종 충남대병원 이비인후과 최고운 교수)이 인공와우 이식 수술이 10대에서 30대 사이의 환자에게도 효과적이며 청력 손실의 발생 시기와 수술 전 발음 명료도가 중요한 수술 예후 요인으로 작용함을 확인하였다. 인공와우 수술은 내이에 위치한 달팽이관에 전극을 심어 소리를 전기신호로 변환하는 원리를 이용하여 보청기를 사용해도 도움을 받지 못하는 고도 이상의 난청 환자에게 시행한다. 달팽이관 내에 삽입되는 전극, 피부 밑에 심는 내부 장치와 외부장치인 ‘어음(語音,말하는 소리) 처리기’로 구성되며 내부 장치와 외부장치는 두피를 사이에 두고 서로 자석의 힘으로 부착된다. ▲ 최 병윤 교수 수술 후 외부 소리가 어음처리기를 통해 내부 장치에 전달되고, 전달된 소리는 전기 신호로 바뀌어 달팽이관 신경을 거쳐 뇌에 도달한다. 인공 와우 수술은 보청기로도 재활이 힘든 심한 청력 손실을 겪는 환자들에게 청각을 회복시킬 수 있는 유일하면서도 안전한 재활 방법이다. 주로 유아기와 노인층에서 많이 시행되기 때문에 그만큼 관련 연구도 꾸준히 이뤄져왔다. 그러나 인공와우 수술을 받은 10대에서 30대 환자들의 난청의 원인과 결과에 대해서는 보고된 문헌이 많지 않은 실정이다. 이에 분당서울대병원 최병윤 교수 연구팀은 2018년부터 2022년까지 분당서울대학교병 원에서 인공와우 수술을 받은 421명 환자 중, 10대에서 30대 사이에 생애 첫 인공와우 수술을 받은 환자 63명을 대상으로 후향적 연구를 실시했다. 먼저 연구팀은 대상 환자 63명 중 61명의 구강 점막 세포 또는 혈액에서 추출한 DNA 샘플로 분자 유전학적 검사를 실시해 청력 손실의 원인을 조사했다. 65.2%(40명)에서 청력 손실의 유전적 원인이 규명되었으며 이 중 1/3 이상이 전정수도관확장증(EVA)로 잘 알려진 DFNB4로 나타났다. 유전자 돌연변이로 인한 난청에는 DFNB1, DFNB4, DFNA 등 다양한 유형이 있는데, DFNB4는 청력 조절 단백질을 생성하는 유전자의 기능이 저하되어 난청이 발생하는 것으로 알려져 있다. 보통 전정수도관확장증 환자는 소아 연령대에서 인공와우 수술을 받는 것으로 알려져 있었으나 이번 연구를 통해 10대에서 30대 사이의 연령대에서도 인공와우 수술을 받는 다는 것을 확인했다. 이는 해당 연령대에 고심도 난청으로 인공와우 수술을 받기 위해 병원을 방문한 난청 환자의 경우 전정수도관확장증을 의심해 봐야 한다는 것을 시사한다. 또한 최병윤 교수 연구팀은 인공와우 수술 후 3개월 이상의 환자에서 청능 평가를 실시했고 63명 환자 모두 평균 문장 이해 점수가 80%로 높은 수치를 기록했다. 특히 청능을 평가할 때 환자의 나이, 청력 손실 발생 시기, 청력 상실 기간, 수술 전 발음의 명료도와의 상관관계를 파악하기 위해 단변량 단순 선형 회귀 분석 및 다중 선형 회귀 분석을 실시했다. 회귀 분석을 수행한 결과, 청력을 상실한 기간이 길어도 수술 효과가 좋았으며 청력 손실 발생 시기가 늦을수록 더욱 유리하다는 것을 확인했다. 또, 청력 손실 발생 시기와 수술 전 발음의 명료도가 수술 결과에 중요한 영향을 미친다는 사실을 확인했다. 청력 손실 발생 시기가 늦을수록, 수술 전 환자의 발음이 명료할수록 수술 예후가 좋은 것으로 나타났다. 최병윤 교수는 “그 동안 여러 연구의 관심에서 다소 소외되었던, 10대에서 30대에 인공와우 수술을 받게 되는 난청 환자의 난청의 원인과 수술 예후인자를 밝혀낸 것이 본 연구의 큰 의의라고 말할 수 있다. 특히 이 연령대의 난청 환자들은 수술을 선뜻 결정하지 못하고 망설이는 경우가 많은데 이들에게 수술 결과와 결과를 예측할 수 있는 예후 인자를 제공하는 것은 매우 큰 동기 부여가 될 수 있다”고 말했다. 최 교수는 인공와우 수술을 1300례 이상 시행해 온 세계적인 이비인후과 권위자이자 청각재활 전문가로 다양한 연령대의 청각 손실 환자들에게 청력 손실의 유전적 원인을 규명하고 이를 바탕으로 맞춤형 치료를 제공함으로써 환자들의 삶의 질을 크게 향상시키고 있다. 이번 연구 결과는 저명한 국제학술지 ‘국제 이비인후과 저널( European Archives of Otorhinolaryngology )’에 게재됐다. 논문명은 ‘Clinical characteristics and hearing loss etiology of cochlear implantees undergoing surgery in their teens, 20s, and 30s’다.



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우리 아이 첫 교정치료, 도움되는 좋은 정보
초등학생 자녀를 둔 40대 주부 A씨는 요즘 고민이 많다. 자녀의 유치가 빠지고 영구치가 나기 시작하면서, 앞니가 벌어지는 등 치열이 고르지 못한 것을 발견했기 때문. 당장 자녀의 치아교정 상담을 받아볼까 싶다가도 인터넷에서 찾아본 내용들이 천차만별인지라 헷갈리기만 하다. 오늘은 관악서울대치과병원 이미영 교수(치과교정과 전문의)와 함께 자녀의 교정치료를 위해 참고하면 좋은 정보를 알아본다. 6~7세가 되는 시기에는 유치가 빠지고 영구치 맹출이 시작된다. 이때 자녀의 앞니가 가지런하지 못하거나 치아 사이가 벌어지는 것 때문에, 걱정스러운 마음으로 치과를 찾는 보호자들이 많다. 이 시기는 ‘미운 오리 새끼 단계’라고 불리는 시기로, 앞니 사이가 약간 벌어져 있거나 치아 배열이 고르지 않은 정도는 모두 정상으로 간주한다. ▲ 이 미영 교수 [사진1] 윗 앞니 사이가 벌어져 있는 모습 이미영 교수는 “그러나, 윗턱과 아래턱이 균형 있게 성장하지 않았거나 윗턱의 폭이 좁은 경우 등은 빠른 시기에 치료를 시작하는 것이 좋다”라며, “개별 치아의 배열이 목표인 성인 치아교정과는 달리, 치아를 담고 있는 그릇인 턱을 교정하는 것은 성장기 어린이들에게 효과적이다”라고 조언했


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뇌졸종 선별 AI 솔루션 ‘Heuron StroCare Suite™’ 모바일앱 출시
‘ 뇌신경 질환 전문 의료 인공지능(AI) 기업 ㈜휴런(대표 신동훈)이 비조영 CT기반 응급 뇌졸중 선별 인공지능 솔루션 ‘Heuron StroCare Suite™’의 모바일 어플리케이션을 출시했다 휴런 스트로케어 스위트는 비조영CT만으로 뇌졸중을 분석하고 응급 환자를 분류해 의료진의 진단을 보조하는 솔루션으로, 최근 보건복지부 혁신의료기술로 지정됐다. 휴런 연구에 따르면 휴런 스트로케어 스위트를 사용하지 않았을 때는 CT촬영부터 뇌졸중팀 치료 시작까지 평균 약 26분이 소요되지만 솔루션을 사용하면 소요 시간이 15분으로 40% 가량 감소한다. 휴런은 이번 스트로케어 스위트 모바일앱 도입을 통해 비조영CT 분석이 끝나는 즉시 응급 환자 발생 여부를 담당 의료진에게 알려 치료 시작 시간을 한 단계 더 단축시킨다는 계획이다. 의료진은 앱에서 알람을 받은 즉시 스마트폰이나 태블릿PC를 통해 분석 결과를 확인할 수 있을 뿐만 아니라 채팅 기능을 통해 고화질의 분석 영상을 다른 의료진들과 공유하거나 의견을 나눌 수 있다. 신동훈 휴런 대표는 “모바일앱을 활용하면 의료진이 어디에서 무엇을 하고 있든지 분석이 끝나는 즉시 그 결과를 확인할 수 있다”며 “시간과 공간의 제

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"수련병원들 전문의 위주의 진료로 전환을 "
의대 정원 증원 발표로 촉발된 의료계 현안과 관련하여 정부가 제도 개선을 포함한 특단의 조치로 병원들이 겪고 있는 극심한 경영난 해소를 위해 보다 적극적인 지원이 필요하다는 의견이 나왔다 서울시병원회가 7월 9일 개최한 제6차 정기이사회에 이어 속개된 토론에서 병원장들은 장기간에 걸친 전문의 단독 진료로 인해 대다수 전문의의 진료역량이 한계점에 도달해 있다는 데 의견을 모으면서 이른 시일 내에 정부가 제도 개선을 포함한 특단의 조치로 병원들이 겪고 있는 극심한 경영난 해소를 위한 보다 적극적인 지원이 필요하다는 의견을 제시했다. 이 토론에 앞서 고도일 서울시병원회장은 "현 의료사태가 의료계 전체에 엄청난 시련이 되고 있지만 그렇다고 해서 우리 병원들이 그저 좌절만 하고 있을 수만은 없다"면서 "이번 의료사태를 계기로 우리 의료계가 새로운 전기를 마련하는 기회로 삼아야 한다"강조했다.. 병원장들은 "병원 생존에 앞서 더욱 중요한 문제는 환자들에게 차질 없는 진료를 제공하는 것"이라면서 "의료사태 이후 한동안 전문의들만으로는 환자 진료에 차질이 적지 않아 이 문제를 극복하기 위해 PA 간호사들의 수를 늘려 진료 차질을 최소화하고 있으며, 앞으로AI 등을 적극적으


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