KIST, 노후 피부 재생 돕고 손상된 촉각 정보 전달하는 ‘스마트 바이오닉 인공피부’ 개발

화상이나 피부질환 등으로 인해 신경조직까지 손상된 피부의 재생을 돕고 촉각 정보를 감지해 신경에 전달할 수 있는 인공피부가 국내 기술진에 의해 개발되어 생쥐모델 실험에서 효과가 확인되어 주목을 끈다.

한국과학기술연구원(KIST)은 18일 “생체재료연구센터의 정영미 박사와 스핀융합연구단 이현정 박사 연구팀이 연세대 유기준 교수, 성균관대 김태일 교수와 공동으로 인체 이식형 촉각 기능을 가진 ‘스마트 바이오닉 인공피부’를 개발하는 데 성공했다”고 밝혔다. 

연구팀은 “이번에 개발한 스마트 바이오닉 인공피부는 피부재생을 돕는 생체적합성이 높은 소재와 전자소자로 구현된 촉각 전달 시스템이 융합돼 영구적으로 손상된 촉각까지도 복원할 수 있다”고 밝혔다. 이 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications) 최신호에 실렸다.

연구팀은 피부의 주요 성분인 콜라겐과 피브린(fibrin)으로 구성된 하이드로겔로 만든 인공피부에 유연 압력 센서를 삽입해, 인공피부에 가해지는 미세한 압력변화도 감지할 수 있게 했다. 이렇게 만들어진 인공피부는 주변 피부세포의 증식과 분화를 유발해 피부재생을 촉진하고, 촉각 신경 인터페이싱 전극을 신경에 전달하도록 해 준다고 연구팀은 설명했다. 

연구팀은 특히 스마트 바이오닉 인공피부를 심각한 피부 손상을 입은 쥐에 이식한 결과, 14일 경과 시점에 인공피부를 이식하지 않은 대조군보다 피부재생 촉진 효과가 120% 이상 우수한 것으로 나타났다고 밝혔다.

유연 압력 센서는 사람 손끝에서 느끼는 압력 범위와 유사한 10~40㎪(킬로파스칼)의 압력을 감지했으며, 압력 강도에 따라 전기 신호가 조절되고 촉각 신경 인터페이싱 전극에 연결된 좌골신경에 전달돼 쥐의 반응도 달라지는 것으로 확인됐다고 설명했다. 

정영미 박사는 “감각기능이 퇴화한 노년층도 촉각 기능 전자소자를 피하에 직접 삽입하면 감각 기능을 회복할 수 있을 것으로 기대된다”면서 “이 피부의 상용화를 위해 의료기관, 기업 등과 협업해 추가 임상실험을 진행하는 한편 온도나 진동, 통증 등 피부조직의 다양한 기능을 재건하는 연구로도 확장할 계획”이라고 밝혔다.

 이의현 기자 yhlee@viva2080.com