[Pick] 화상으로 망가진 피부, '이 인공피부'로 촉각까지 살려냈다

국내 연구진이 화상이나 사고, 피부질환 등으로 신경조직까지 손상된 피부의 재생은 물론 손상된 촉각까지 되살린 인공피부를 개발하는 데 성공했습니다.

18일 정영미 한국과학기술연구원(KIST)은 책임연구원과 연세대 유기준 교수, 성균관대 김태일 교수 공동 연구팀은 인체 이식이 가능하고 촉각 기능을 가진 '스마트 바이오닉 인공피부'를 개발했다고 밝혔습니다.

화상, 피부질환, 외상 등으로 신경조직이 손상되면 정신적, 신체적 고통은 물론 생명 유지 활동에 필수적인 감각인지 기능까지 상실되는데, 이때 자연 치유가 불가능할 정도로 손상 정도가 심각할 경우 인공 피부를 이식하는 수술이 필요합니다.

하지만 현재까지 개발된 인공피부는 피부조직과 유사한 구조와 환경을 갖춰 피부재생을 도울 수는 있어도 환자의 감각을 회복시키지는 못한다는 한계가 있었습니다.

이 같은 단점을 보완해 영구적으로 손상된 촉각을 되살릴 수 있는 인공피부를 국내 연구진이 개발했습니다.

연구진은 우선 인공피부를 만들기 위한 재료로 콜라겐과 피브린(fibrin)을 활용했습니다.

콜라겐과 피브린은 피부의 탄력과 조직의 결합을 책임지는 주요 성분으로, 이것들로 인공피부를 만들어 주변 피부세포의 증식과 분화를 유발해 피부재생을 촉진했습니다.

여기에 유연 압력 센서를 삽입해 피부에 가해지는 미세한 압력변화도 감지할 수 있게 했습니다.

감지된 압력변화는 '전자 촉각 리셉터'를 통해 전기신호로 변환되고, '촉각 신경 인터페이싱 전극'이 이 전기신호를 신경에 전달함으로써 정상적인 피부와 동일한 촉각 기능을 느낄 수 있게 되는 것입니다.

이 같은 방식으로 만들어진 인공피부의 실제 효과는 어떨까.

심각한 피부 손상을 입은 쥐에 연구진이 개발한 인공피부를 이식한 결과, 이식 후 14일 경과 시점에서 인공피부를 이식하지 않은 대조군보다 120% 이상 상처 치료 효과를 보였습니다.

또 사람의 손끝에서 느끼는 압력 범위와 유사한 10~40㎪(킬로파스칼)의 외부 압력을 감지했고, 압력 강도에 따라 쥐의 반응도 달라진다는 점도 확인했습니다.

무엇보다 연구진이 개발한 인공피부는 손상된 피부의 피하 지방층을 따라 직접 신경에 이식하는 방식이기에 감각 전달 및 피부재생에 효과적이라는 점에서 더욱 긍정적입니다.

이로 인해 신경이 손상된 환자도 피부재생 후 촉각을 회복할 수 있어 일상생활에서 자립성을 크게 향상할 수 있으며, 감각기능이 퇴화한 노년층도 위 방법을 통해 감각 기능을 회복할 수 있을 것으로 기대됩니다.

KIST 정영미 박사는 "이번 연구는 생체재료와 전자소자 기술을 결합한 소자, 소재, 재생의학 융합연구의 결과"라며 "상용화를 위해 의료기관, 기업 등과 협업해 추가 임상실험을 진행하고, 온도, 진동, 통증 등 피부조직의 다양한 기능을 재건하는 연구로도 확장할 계획"이라고 밝혔습니다.

본 연구 결과는 국제학술지인 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications) 최신호에서 볼 수 있습니다.

(사진= 한국과학기술연구원 제공)