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사고나 외상 등으로 말초신경이 끊어졌을 때 가장 널리 사용되는 치료법은 환자 본인의 정상 신경을 떼어 손상 부위에 이식하는 ‘자가신경이식’이다. 이는 치료 효과가 우수하지만 이식할 수 있는 신경의 양이 제한적이고 정상 신경을 채취하는 과정에서 또 다른 조직 손상이 발생할 수 있다는 한계가 있다.
이를 대체하기 위해 손상된 신경 사이를 연결하는 인공 신경유도관에 신경 성장 촉진 물질을 넣는 방법 등이 연구돼 왔다. 하지만 외부에서 주입한 성장인자는 체내에서 빠르게 분해돼 효과를 오랫동안 유지하기 어렵다는 문제가 있었다.
이에 단국대 연구팀은 우유의 주요 단백질인 카제인(casein)을 활용한 신경재생 소재를 개발했다. 카제인과 생체적합성 고분자인 PVA(폴리염화비닐)를 기반으로 홍합 접착단백질에서 착안한 DOPA를 적용해 ‘MDP-DOPA 하이드로젤 신경유도관’을 제작했다. 특히 카제인에서 유래한 펩타이드(β-casomorphin 등)가 손상 부위의 면역반응을 조절하고 신경세포의 성장을 돕도록 설계했다.
새로 개발한 신경재생 소재는 염증 반응을 줄이고 신경재생에 유리한 환경을 조성했으며 신경세포의 신경돌기 성장도 촉진했다. 10mm 길이의 좌골신경이 손상된 동물 실험 결과 보행기능과 신경 신호 전달 능력이 향상됐으며 신경 손상으로 인한 근육 위축도 줄었다.
양희석 교수는 “이번 연구 결과는 향후 말초신경 재생뿐 아니라 다양한 조직재생과 차세대 생체 인터페이스 소재로 확장할 수 있을 것”이라고 말했다.
