서정목 교수팀, 인체에 안정적으로 부착 가능한 지혈 패치 개발

자가 치유, 고인성, 비팽창 특성을 갖는 다기능성 지혈 하이드로겔 패치

10초 내 완전 지혈 성능 확인

[사진 1. (왼쪽부터) 서정목 교수, 김태영 연구원, 박재규 연구원]

공과대학 전기전자공학과 서정목 교수 연구팀은 굴곡진 인체에 매끄럽게 부착할 수 있는 유연성과 자가 치유 능력, 고인성(高靭性) 특징을 갖는 다기능성 지혈 하이드로겔 패치를 개발했다.

연구 결과는 생체 재료 분야 최상위 학술지인 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science, IF=15.1, JCR 상위 6.9%)’에 9월 14일 게재됐다. 

지혈 패치는 다양한 상황에서 출혈을 제어하고 피해를 최소화하기 위해 사용된다. 가벼운 상처를 동반한 일상적인 상황에서의 출혈부터, 자동차 사고 및 전쟁 등 긴급한 조치가 필요한 환경까지 다양하게 사용될 수 있어 지혈 패치의 필요성이 대두되고 있다.

그러나 현재 상용화된 지혈 패치의 경우, 사람의 피부 조직보다 물리적으로 단단한 물질로 만들어져 부드럽고 굴곡진 형태의 인체 조직에 완전한 접착이 어려웠다.

이러한 문제를 해결하기 위해 그동안 많은 연구자들이 생체 조직 수준의 부드러움을 지닌 하이드로겔 소재를 패치 형태로 제작하려는 시도를 해 왔다. 하지만 하이드로겔 소재 대부분은 기계적 충격에 약해 사용 중에 물리적으로 파손될 수 있고, 높은 팽윤(Swelling) 현상을 보이기 때문에 삽입 도중 우리 몸의 수분이 하이드로겔에 침투돼 성능이 저하되는 문제로 이어지곤 했다.

이에 서정목 교수는 우리 대학교 조승우, 김자영 교수, 한양대 이준석 교수 연구팀과 함께 식물에서 흔히 발견되는 천연 폴리페놀 화합물인 ‘탄닌산(Tannic Acid)’을 기반으로 부드러움은 유지하면서도 자가 치유가 가능하며, 고인성, 비(非)팽창 특성을 가진 지혈 하이드로겔 패치를 개발했다.

[사진 2. 다양한 성능을 지닌 지혈 하이드로겔 패치 기술 모식도]

서정목 교수는 “해당 지혈 패치 연구 결과는 하이드로겔 소재가 우리 몸에 안정적으로 부착되며, 비팽창 특성이 있기에 장기간 사용할 수 있다.”며, “기존 문제를 해결함과 동시에 생체 재료 분야에 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대된다.”고 연구의 의의를 밝혔다.

본 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 중견연구자지원사업, 바이오·의료기술개발사업과 우리 대학교 연구처의 지원을 받아 수행됐다.

[사진 3. (왼쪽) 하이드로겔 자가 치유 능력 및 생체 조직 부착 능력 평가. (오른쪽) 소동물 실험을 통한 하이드로겔 지혈 능력 평가]

논문정보

● 논문제목: A Mechanically Resilient and Tissue-Conformable Hydrogel with Hemostatic and Antibacterial Capabilities for Wound Care

● 논문주소: https://doi.org/10.1002/advs.202303651