홍합서 배워…뼈와 임플란트 붙이는 생체 접착제 개발 [핵잼 사이언스]

지구에는 만물의 영장을 자처하는 인간도 쉽게 따라올 수 없는 재주를 생명체가 많다. 우리가 흔히 먹는 홍합도 그중 하나다. 언뜻 생각하기에 시원한 국물 맛과 쫄깃한 식감이 일품인 홍합에 무슨 특별한 재주가 있는지 의아할 수 있지만, 과학자들은 한 가지 놀라운 재주에 주목하고 있다. 바로 바닷물 속에서도 순식간에 바위나 다른 물체에 몸을 고정할 수 있는 능력이다.

홍합은 물살이 거센 해안가에서 몸을 바위에 단단히 고정하기 위해 특별한 생체 접착제를 분비한다. 여러 가지 불순물이 섞일 수밖에 없는 환경이고 잠시도 단단히 붙어 있기 힘든 상황이지만, 홍합은 순식간에 바위에 붙어 쉽게 떨어지지 않는다. 가장 중요한 대목은 이런 뛰어난 접착제가 생물에 안전하다는 것이다. 따라서 과학자들은 홍합에서 인체에 안전하고 효과적인 생체 접착제를 개발할 방법을 배우기 위해 노력했다.

독일 프라운호퍼 CMI 연구소의 과학자들은 홍합의 생체 접착제 성분을 활용해 인공관절을 뼈와 조직에 단단히 붙일 방법을 연구했다. 인공관절이 가끔 뼈에 단단히 붙지 않는 경우가 생기기 때문이다. 최악의 경우 어쩔 수 없이 재수술이 필요한 경우가 생긴다. 만약 인공관절이 홍합처럼 조직과 뼈와 단단히 결합한다면 이런 문제도 피할 수 있다.

연구팀은 홍합의 생체 접착제에 흔한 성분인 디하이드로시 페닐알라닌(dihydroxyphenylalanine)을 포함한 여러 가지 물질을 혼합해 생체 접착제를 만들었다. 울퉁불퉁한 표면을 지닌 바위에 쉽게 붙는 홍합처럼 이 생체 접착제 역시 티타늄 인공관절의 곡면에 쉽게 붙어 뼈와 단단히 고정된다.

하지만 연구팀은 이 생체 접착제에 홍합도 흉내 낼 수 없는 독특한 기능을 하나 더 넣었다. 바로 자외선에 반응해 빠르게 굳는 능력이다. 인체에 무해하고 강력한 순간접착제라고 해도 아무 때나 붙으면 수술 중 더 곤란한 상황이 생길 수 있다. 연구팀이 개발한 생체 접착제는 자외선에 반응해 굳기 때문에 더 안전하고 정확하게 수술을 진행할 수 있다.

물론 이 생체 접착제가 의도한 대로 정확히 뼈와 조직에 붙으면서 인체에 무해한지 검증하기 위해서 동물 실험을 포함해 전임상 및 임상 시험이 필요하다. 홍합의 지혜를 인간에게 적용할 수 있을지 후속 연구가 주목된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com