접착제로 모발 이식 쉽게 여러번 할 수 있게 된다

KAIST, 생체적합성 높은 강력 의료용 접착제 개발

모발 이식을 여러 번 할 수 있게 해 주는 생체친화적 접착제가 개발됐다.

KAIST(총장 이광형)는 화학과 서명은 교수와 이해신 교수 공동연구팀이 탄닌산과 생체적합성 고분자를 섞어 생체친화적 접착제를 개발했다고 21일 밝혔다.

탄닌산은 폴리페놀의 일종으로 과일 껍질이나 견과류 등에 많다. 접착력과 코팅력이 강해 다른 물질과 빠르게 결합한다. 와인을 마시면 떫은 맛이 느껴지는 것도 탄닌산이 혀에 붙기 때문이다.

물에 녹는 고분자와 탄닌산을 섞으면 젤리 같이 끈적이는 작은 액체 방울을 말하는 코아세르베이트(coacervate)가 가라앉는 경우가 생긴다. 이를 독성이 낮은 의료용 접착제로 응용할 수 있다. 그러나 코아세르베이트는 근본적으로 액체에 가까워 큰 힘을 버틸 수 없어 접착력 향상에 한계가 있었다.

생분해성 접착제 원리 (자료=KAIST)

연구팀은 물에 잘 녹는 폴리에틸렌글리콜(PEG)과 물에 녹지 않는 폴리락틱산(PLA) 등 두 가지 생체적합성 고분자를 연결해 블록 공중합체를 만들었다. 이것을 물에 넣자 물에 녹지 않는 PLA 블록이 뭉쳐 콜로이드 입자의 일종인 미셀(micelle)을 만들고 PEG 블록이 그 표면을 감쌌다.

미셀과 탄닌산이 섞여 만들어지는 코아세르베이트는 단단한 PLA 성분 덕분에 고체처럼 거동했다.  탄성 계수(elastic modulus)가 PEG보다 천 배 넘게 향상돼 접착할 때 훨씬 강한 힘도 버틸 수 있다.

또 연구팀은 금속을 열처리하듯 온도를 올렸다 내리는 과정을 반복하면 물성이 백 배 이상 더욱 향상됨을 관찰했다. 피부 자극이 적고 몸 안에서 잘 분해되면서 접착력이 강한 접착제를 만든 것이다.

모낭을 포함하는 모발을 이식하는 기존의 모발 이식 방식(왼쪽) 대비 생분해성 접착제를 이용한 모발 이식 방식(오른쪽)의 개요. 동물 실험에서도 모발이 견고하게 이식된 것을 볼 수 있다. (자료=KAIST)

이 접착제를 모발 이식용 접착제로 응용할 수 있을 것으로 연구진은 기대했다. 현재 모발 이식은 머리카락이 생겨나는 모낭까지 통째로 옮겨 심는 방식이라 여러 번 시행하기 어렵다.

반면 연구팀이 이번에 개발한 접착제를 쓰면, 모발 끝 부분에만 접착제를 발라 피하주사를 통해 견고하게 이식할 수 있어 반복 시술이 가능하다.

이 연구는 학술지 '미국화학회지 Au (JACS Au)'에 최근 게재됐다. 한국연구재단의 보호연구사업과 선도연구센터지원사업(멀티스케일 카이랄 구조체 연구센터), 산업통상자원부 생분해성 바이오 플라스틱 제품화 및 실증사업, 한국화학연구원 기관고유사업의 지원을 받아 진행됐다.