원광대학교는 최근 진은정 JABA대학원 첨단바이오소재학과 교수 연구팀이 저산소 환경에 반응해 기계적·전기적 특성을 변화시키고 근육 재생을 유도하는 '저산소 반응성 고분자 점-하이드로겔'(HS-PD hydrogel)을 개발했다고 23일 밝혔다.
진 교수팀이 개발한 HS-PD 하이드로겔은 허혈성 환경에서 과잉 생성된 활성산소(ROS)에 의해 디셀렌이드 결합이 절단되며 형광 신호가 활성화된다. 이 과정에서 전기전도성과 기계적 강도가 향상되고, 산소 농도에 따라 색상이 변화해 허혈 상태를 맨눈으로 확인할 수 있다.
동물 실험 결과, 근육 위축 관련 유전자(MuRF-1, SOD2, Hif-1α) 발현이 억제됐다. 염증 반응성 또한 감소했으며 근섬유 크기가 증가하는 등 근육 재생 효과를 보였다. 진단과 치료 기능이 통합된 바이오 소재 플랫폼으로서의 가능성도 입증된 셈이다.
뿐만 아니라 스마트폰과 연동해 실시간 모니터링이 가능하다. 웨어러블 바이오센서, 스마트 재활 시스템 등 차세대 바이오헬스 기술로의 확장이 기대된다.
진 교수는 "생체 환경에 자율적으로 반응하는 차세대 바이오 소재의 가능성을 인정받았다"며 "근육 재생을 넘어 심혈관계, 신경계 등 다양한 질환 치료 플랫폼으로 확장할 수 있을 것"이라고 전망했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단(NRF)과 산업부의 '알키미스트 프로젝트'의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 'Advanced Functional Materials'(IF=19.0)에 게재될 예정이다.
