카이스트, 모발 이식에 적용 가능한 생체친화적 접착제 개발

- 생체적합성 고분자와 탄닌산을 물에서 조합해 높은 접착력 보이는 신소재 개발

- 가열했다 식히는 열처리 과정 반복해 강도가 높아지는 현상 발견

- 모낭을 옮겨 심는 기존의 모발 이식과 달리 새로운 기술로 활용 기대

카이스트(KAIST) 화학과 서명은 교수와 이해신 교수가 주도한 공동연구팀이 와인의 떫은맛 성분인 탄닌산(tannic acid)과 생체적합성 고분자를 섞어 생체친화적 접착제를 개발에 성공했다.

카이스트 화학과 서명은 교수(왼쪽), 이해신 교수

과일 껍질, 견과류, 카카오 등에 많이 들어 있는 탄닌산은 폴리페놀의 일종이다. 접착력과 코팅력이 강해 다른 물질과 빠르게 결합하며 물에 녹는 고분자와 섞으면 젤리와 같이 끈적이는 작은 액체 방울을 말하는 코아세르베이트(coacervate)가 가라앉는 경우가 생긴다. 

하지만 코아세르베이트는 액체에 가까운 탓에 큰 힘을 버틸 수 없어 접착력 향상하는 데 한계가 있었다. 이에 연구팀은 두 종류의 생체적합성 고분자를 조합해 구조를 설계함으로써 접착력을 높일 수 있는 방법을 찾아냈다. 

연구팀은 나아가 마치 금속을 열처리하듯 온도를 올렸다 내리는 과정을 반복하면 물성이 백 배 이상 더욱 향상되는 것을 관찰했고, 이는 정렬된 미셀들과 탄닌산 사이의 상호작용이 점차 견고해지기 때문임을 알아냈다.

연구팀은 피부 자극이 적고 체내에서 잘 분해되는 소재 특성을 이용, 모발의 끝에 이 접착제를 발라 피부에 심는 동물실험을 통해 모발 이식용 접착제로서 응용 가능성을 보였다. 

탄닌산을 비롯한 폴리페놀의 접착력과 저독성에 주목해 의료용 접착제, 지혈제, 갈변 샴푸 등 다양한 응용 분야를 개척해 온 KAIST 이해신 교수는 모낭을 옮겨심는 기존의 모발 이식 방식이 여러 번 시행하기 어려운 한계를 보완하는 새로운 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대했다.

KAIST 화학과 서명은 교수 연구팀의 박종민 박사(現 한국화학연구원 선임연구원)와 이해신 교수 연구팀의 박은숙 박사가 공동 제1 저자로 연구를 주도하고 KAIST 화학과 김형준 교수 연구팀과 생명화학공학과 최시영 교수 연구팀이 협업한 이번 연구 결과는 국제학술지 '미국화학회지 Au(JACS Au)'에 8월 22일 字로 온라인 게재됐다. 

한편, 이번 연구는 한국연구재단(NRF)의 보호연구사업과 선도연구센터지원사업(멀티스케일 카이랄 구조체 연구센터), 산업통상자원부의 생분해성 바이오 플라스틱 제품화 및 실증사업, 한국화학연구원 기관고유사업의 지원을 받아 진행됐다.

최영훈 기자 탈모인뉴스(www.talmoin.net)