신용 교수팀, 치아 씨앗 점액을 활용한 하이드로필름 개발

콜라겐 생성 능력 높여 단시간에 상처 치료 가능, 흉터의 가시성 감소 기대

나노 분야 국제 저명 학술지 ‘Advanced Healthcare Materials’ 게재

[사진. (왼쪽부터) 교진(Zhen Qiao) 연구원, 짱커룬(Kelun Zhang) 연구원, 박창욱 교수, 신용 교수]

생명시스템대학 생명공학과 신용 교수, 의과대학 피부과 박창욱 교수 공동 연구팀이 식물 기반 치아 씨앗 점액(Chia Seed Mucilage)을 활용한 창상 치료 기술인 하이드로필름을 개발했다. 연구 성과는 나노 분야 세계적 학술지인 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈(Advanced Healthcare Materials, IF 10)’에 11월 7일 게재됐다.

인간의 피부는 외부 자극에 대한 주요 보호 장벽으로, 종종 부상과 만성 질병 등으로 인해 궤양과 같은 만성 상처가 생긴다. 따라서 상처 관리는 중요한 의료 과제 중 하나이다. 기존의 상처 치료 방법으로는 주로 붕대를 사용하는 건조 치료 방법과 하이드로겔 기반의 습윤 상처 치료 방법이 있다. 그러나 건조 치료 방법은 붕대를 교체할 때 통증과 추가 손상이 생길 수 있으며, 다당류 기반의 하이드로겔은 기계적 특성, 수분 균형 및 잠재적 오염 면에서 여전히 해결해야 할 문제점을 갖고 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 신용 교수 연구팀은 식물 기반의 치아 씨앗 점액을 사용해 새로운 CSMP(Chia Seed Mucilage+Polyvinyl Alcohol) 하이드로필름을 개발했다. 치아 씨앗은 건강식품으로 널리 사용되고 있으며, 풍부한 다당류를 함유해 그외 다양한 분야에서도 활용되고 있다.

연구 결과에 따르면, 치아 씨앗 점액과 합성 고분자(PVA)의 결합은 수분 흡수, 항균 특성 및 생체 적합성과 같은 우수한 특성을 갖는 하이드로필름을 생성한다. 이 하이드로필름은 상처의 회복 과정을 쉽게 관찰할 수 있는 투명한 형태를 가지며, 상처 부위에 직접 부착되는 접착 능력이 있어 추가적인 접착제가 필요 없다.

특히, 상처 부위에 CSMP 하이드로필름을 사용하면 콜라겐 생성 능력이 높아져 상처 치료를 가속화하고 피부의 인장 강도를 향상시키며, 흉터의 가시성을 줄일 수 있다. 또한 높은 습윤 능력과 항균 활성은 상처의 효과적인 관리를 도와주며, 효율적인 비용으로 맞춤형 제작이 가능하다는 장점도 있다.

더 나아가 연구팀은 상처 치료와 관련된 여러 유전자와 단백질의 발현 레벨을 관찰했다. 그 결과, CSMP 하이드로필름은 상처 치료 과정의 여러 단계에서 효과적으로 작용하며, 상처 치료 초기와 중간 단계에서 높은 반응을 보이는 것을 발견했다.

[그림. 본 연구에서는 식물 기반의 치아 씨앗 점액과 폴리비닐알코올 혼합물에 소르비톨, 글리세린 및 UV 교차 결합을 통해 강화된 CSMP 하이드로필름을 개발했다. 이는 기존 상업화된 제품보다 상처 치료에 대한 우수한 생체 적합성, 항균 능력 및 콜라겐 생성 효과 등을 가진다.]

신용 교수는 “이번 연구를 통해 CSMP를 이용한 하이드로필름 개발과 치료 효과를 동시에 확인했다.”며, ”추후 CSMP를 활용한 연고제를 비롯해 다양한 종류의 상처 치료 및 회복 제품으로 확대가 가능하다.”고 말했다.

박창욱 교수는 “최근 욕창 등 난치성 피부 궤양의 환자 수가 급증하면서 피부 창상 치료제에 대한 수요가 높아지고 있다.”며, “CSMP 하이드로필름은 새로운 창상 치료제로서 기존 치료의 문제점을 극복하는 데 기여할 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 보건복지부와 한국연구재단 중견연구자사업 및 한국보건산업진흥원 질병진단 및 치료 사업의 지원으로 수행했으며, 교진(Zhen Qiao) 박사과정생(공동 제1저자), 짱커룬(Kelun Zhang) 박사(공동 제1저자), 박창욱 교수(교신저자), 신용 교수(교신저자)가 참여했다.

논문정보

● 논문제목: CSMP, A Self-Assembled Plant Polysaccharide-based Hydrofilm for Enhanced Wound Healing

● 논문주소: https://doi.org/10.1002/adhm.202303244