연세대 의과대학 성학준·이강석·김요한 교수, 김주은 학생, 의생명과학부 조성우 교수 연구팀은 충남대 김대현 교수와 공동으로 이식형 의료기기 표면에 세균 부착을 막는 차세대 소재를 개발했다고 15일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 스몰(Small, IF 12.1)에 게재됐다.
스텐트, 카테터 등 인체 삽입형 의료기기에서 발생하는 ‘바이오필름(Biofilm)’은 세균이 표면에 군집을 형성해 항생제 침투를 막고 감염·만성염증을 유발한다. 기존에는 항생제 코팅이나 나노 입자 처리 방식이 사용됐지만, 마찰로 인해 코팅이 벗겨지는 한계가 있었다.
연구팀은 약물이나 코팅 없이 소재 자체의 특성을 활용해 항바이오필름 플랫폼을 구현했다. 핵심은 체온에 반응하는 형상기억고분자(Shape Memory Polymer, SMP)다. 이 고분자는 체온에서 반복적인 형상 변형과 회복을 통해 표면 결정 구조를 촘촘히 재배열, 세균 크기(0.5~5㎛)보다 작은 틈을 형성해 세균 부착을 물리적으로 차단한다.
실험 결과, 대장균·황색포도상구균·녹농균 등 주요 세균에서 고분자 표면에 움직임을 가할수록 부착량이 급격히 감소했다. 실제 담도를 고분자 플랫폼으로 교체한 동물 실험에서도 1년간 바이오필름 형성이나 협착 부작용이 관찰되지 않았다.
성학준 교수는 “형상기억고분자의 표면 결정 제어 기술을 통해 항바이오필름 의료기기 소재를 개발했다”며 “삽입형 의료기기에서 반복적으로 제기되는 바이오필름 문제를 해결할 수 있는 새로운 기술로 활용되길 기대한다”고 말했다.
[김민서 기자] als11tj@daum.net
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