하이드로겔(Hydrogel) (3) "상처 치료체, 수술 시 생체 적합성 접착제"
- Business News / 문광주 기자 / 2021-09-20 17:10:25
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* 중국 연구원, 하이드로겔 접착제 사용해 단 20초 만에 돼지 심장 박동의 상처 봉합하고 지혈
* 추가 재봉이 필요하지 않고 치료된 상처는 수술 2주 후에 최적으로 봉합돼
* 스위스 Empa의 연구원, 4개의 아크릴 기반 폴리머를 결합한 하이드로겔 개발
* 석고가 장 점막과 밀접하게 연결돼 소화액과 물에 대해 단단하고 안정적으로 밀봉
* 접착 강도는 기존 접착 재료보다 최대 10배 더 높아
이 조합을 솔기에 적용한 다음 자외선을 조사하면 혼합물이 조직에 단단히 부착되는 고탄성 하이드로겔로 중합된다. 돼지를 포함한 초기 테스트에서 이 접착제는 심각한 폐 손상이 발생한 경우 이전의 일반적인 물개보다 더 잘 유지되었다. 경화된 하이드로겔은 치유 과정이 완료될 때까지 상처에 달라붙었다. 그런 다음 물질은 독성 잔류물을 남기지 않고 천천히 분해된다.
뛰는 심장의 상처 봉합
또 다른 솔기 접착제는 특히 빠른 상처 봉합을 보장하는 UV 광선으로 중합된다.
2019년에 발표된 접착제는 세포외 기질 모델을 기반으로 한다. 피부 세포 또는 결합 조직 사이의 강력하고 동시에 탄력 있는 "필링 화합물"은 무엇보다도 콜라겐, 히알루론산 및 물로 구성된다. 그들의 모델을 기반으로 하는 하이드로겔은 부탄아미드와 결합된 히알루론산(HA-NB)뿐만 아니라 특수한 형태의 젤라틴(GelMA)을 사용한다.
이 하이드로겔 접착제는 이미 테스트에서 그 자체로 입증됐다.
이 접착제를 사용해 중국 연구원들은 단 20초 만에 돼지 심장 박동의 상처를 봉합하고 출혈을 멈출 수 있었다. 추가 재봉이 필요하지 않았다. 치료된 상처는 또한 과학자들이 보고한 바와 같이 수술 2주 후에 최적으로 봉합되었다.
부식성 분비물에 강함
소화관의 봉합사는 수술에서 특히 어려운 문제다.
장 내부의 세균 함유 분비물이 복강으로 침투할 수 없도록 단단히 밀봉해야 한다. 그렇지 않으면 생명을 위협하는 감염이 위험이 있다. 동시에 이음매는 상당한 기계적 부하와 공격적인 소화액을 견뎌야 한다. 이는 이전의 단백질 기반 하이드로겔 접착제로 항상 보장되지는 않는다.
이것이 연방 재료 시험 및 연구소 Empa의 연구원들이 4개의 아크릴 기반 폴리머를 결합한 하이드로겔을 개발한 이유다. 네 가지 구성 요소의 서로 다른 특성이 함께 작용하여 석고가 장 점막과 밀접하게 연결되어 소화액과 물에 대해 단단하고 안정적으로 밀봉된다. Empa의 알렉산드르 안티스(Alexandre Anthis)는 "접착 강도는 기존 접착 재료보다 최대 10배 더 높다"고 말했다.
* 중국 연구원, 하이드로겔 접착제 사용해 단 20초 만에 돼지 심장 박동의 상처 봉합하고 지혈
* 추가 재봉이 필요하지 않고 치료된 상처는 수술 2주 후에 최적으로 봉합돼
* 스위스 Empa의 연구원, 4개의 아크릴 기반 폴리머를 결합한 하이드로겔 개발
* 석고가 장 점막과 밀접하게 연결돼 소화액과 물에 대해 단단하고 안정적으로 밀봉
* 접착 강도는 기존 접착 재료보다 최대 10배 더 높아
상처 치료제로서의 하이드로겔
수술 시 생체 적합성 접착제
치유하기 어려운 상처, 심한 출혈 또는 내부 장기의 외과적 봉합:
이러한 개방성 부상의 빠르고 안전한 봉합과 관련해 하이드로겔은 의학에서 점점 더 중요해지고 있다. 상처를 단단히 봉합할 만큼 유연하고 적응력이 높기 때문이다. 이러한 재료는 조직과 매우 밀접하게 연결돼 있어 기계적 응력을 받는 경우도 단단히 접착된다.
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| ▲ 특히 장 수술에서는 이음새가 팽팽하게 유지되는 것이 중요하다. |
기계적 스트레스에도 유지
하이드로겔의 한 적용은 폐나 심장과 같은 움직이는 기관의 상처와 봉합이다.
이들은 정기적으로 팽창하거나 수축하고 이완한다. 따라서 이러한 장기의 봉합사는 강한 기계적 부하에 노출된다. 수술에서 조직 접착제는 기존의 실이나 스테이플에 추가로 사용되며 일반적으로 하이드로겔로 구성된다.
이 솔기 접착제 중 하나는 내인성 단백질인 엘라스틴을 기반으로 한다.
이 조합을 솔기에 적용한 다음 자외선을 조사하면 혼합물이 조직에 단단히 부착되는 고탄성 하이드로겔로 중합된다. 돼지를 포함한 초기 테스트에서 이 접착제는 심각한 폐 손상이 발생한 경우 이전의 일반적인 물개보다 더 잘 유지되었다. 경화된 하이드로겔은 치유 과정이 완료될 때까지 상처에 달라붙었다. 그런 다음 물질은 독성 잔류물을 남기지 않고 천천히 분해된다.
뛰는 심장의 상처 봉합
또 다른 솔기 접착제는 특히 빠른 상처 봉합을 보장하는 UV 광선으로 중합된다.
2019년에 발표된 접착제는 세포외 기질 모델을 기반으로 한다. 피부 세포 또는 결합 조직 사이의 강력하고 동시에 탄력 있는 "필링 화합물"은 무엇보다도 콜라겐, 히알루론산 및 물로 구성된다. 그들의 모델을 기반으로 하는 하이드로겔은 부탄아미드와 결합된 히알루론산(HA-NB)뿐만 아니라 특수한 형태의 젤라틴(GelMA)을 사용한다.
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▲ 하이드로겔의 한 적용은 폐나 심장과 같은 움직이는 기관의 상처와 봉합이다. © vzmaze/ Getty images |
이 하이드로겔 접착제는 이미 테스트에서 그 자체로 입증됐다.
이 접착제를 사용해 중국 연구원들은 단 20초 만에 돼지 심장 박동의 상처를 봉합하고 출혈을 멈출 수 있었다. 추가 재봉이 필요하지 않았다. 치료된 상처는 또한 과학자들이 보고한 바와 같이 수술 2주 후에 최적으로 봉합되었다.
부식성 분비물에 강함
소화관의 봉합사는 수술에서 특히 어려운 문제다.
장 내부의 세균 함유 분비물이 복강으로 침투할 수 없도록 단단히 밀봉해야 한다. 그렇지 않으면 생명을 위협하는 감염이 위험이 있다. 동시에 이음매는 상당한 기계적 부하와 공격적인 소화액을 견뎌야 한다. 이는 이전의 단백질 기반 하이드로겔 접착제로 항상 보장되지는 않는다.
이것이 연방 재료 시험 및 연구소 Empa의 연구원들이 4개의 아크릴 기반 폴리머를 결합한 하이드로겔을 개발한 이유다. 네 가지 구성 요소의 서로 다른 특성이 함께 작용하여 석고가 장 점막과 밀접하게 연결되어 소화액과 물에 대해 단단하고 안정적으로 밀봉된다. Empa의 알렉산드르 안티스(Alexandre Anthis)는 "접착 강도는 기존 접착 재료보다 최대 10배 더 높다"고 말했다.
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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