단국대 연구팀, 당뇨병 만성 상처 치료하는 '뿌리는 하이드로겔' 개발 … 치유 속도 2배↑

단국대학교 조직재생공학연구원(ITREN)이 당뇨병 만성 상처를 효과적으로 치료할 수 있는, 뿌리는 형태의 치료제를 개발했다고 7일 밝혔다.

당뇨병 만성 상처는 지속적인 염증과 과도한 활성산소(ROS) 때문에 상처가 쉽게 아물지 않는 난치성 질환이다. 기존엔 상처를 덮어 보호하는 드레싱 중심의 수동적 치료가 대부분으로, 상처 부위에 균일하게 밀착되지 않아 근본적인 상처 개선에 한계가 있었다.

연구팀은 상처 부위에 스프레이 형태의 하이드로겔을 분사해 상처 부위의 미세환경을 조절하는 ‘능동형 재생치료’로 접근했다.

연구팀은 약 4나노미터(㎚, 1㎚는 10억분의 1m) 크기의 초소형 구리 기반 나노자임(Nanozyme·효소 역할의 초미세 물질)을 친환경 공정으로 합성한 뒤, 이를 고분자 하이드로겔과 결합해 스프레이 형태로 구현했다.

이 치료제는 굴곡진 피부에도 균일하게 밀착해 상처 부위의 과도한 ROS를 제거하며 보관 안정성도 높은 게 특징이다.

특히 단순 염증 제거에 그치지 않고 대식세포(면역세포)의 후성유전학적 리모델링(epigenetic remodeling)을 통해 상처가 스스로 회복할 수 있는 환경을 만드는 능동형 재생치료 플랫폼을 제시했다. 쉽게 말해 세균을 제거하고 손상된 조직을 제거하는 대식세포의 초기 ‘전투 모드’를 적절한 시점에 염증을 제거하고 조직 재생을 돕는 ‘복구 모드’로 전환하게끔 유도한다는 얘기다.

개발된 치료제는 동물실험 결과 산화스트레스 억제, 염증 완화, 재생 촉진 작용이 동시에 나타나며 상처 치유 속도가 대조군보다 2배쯤 앞당겨지는 효과를 보였다.

김해원 원장은 “나노물질이 세포의 후성유전 조절에 관여해 면역 반응을 바꿀 수 있다는 점을 밝힘으로써, 나노의학과 재생의학을 연결하는 새로운 치료 설계 원리를 마련했다”며 “향후 다양한 염증성 질환 치료 분야에서 원천기술 개발을 이어가겠다”고 말했다.

이번 연구 성과는 재료과학 분야의 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 지난 5월 12일 게재됐다. ITREN 아말 조지 쿠리안, 박정희 연구원이 공동 제1저자, 김해원 원장이 공동 교신저자로 각각 참여했다.