상처 치유 30% 빠르게…DARPA 전기 밴드

소형 전극을 상처에 대고 전기장을 발생시켜 최대 30% 빠르게 상처를 치유하는 창상 피복재를 국방고등연구계획국(DARPA) 자금 지원을 받은 연구팀이 개발했다. 이 전기 밴드는 그 중에서도 당뇨병이나 동맥경화로 상처 치유가 느린 사람의 만성 창상에 높은 효과를 발휘할 것으로 기대된다.

만성 창상은 경우에 따라 수개월도 치유되지 않는 만성적인 상처로 치유되더라도 재발하는 경우가 많아 사지 절단이나 사망 위험으로 이어질 수 있는 심각한 건강 문제다.

인공피부 등을 이용한 기존 만성 창상 치료법은 상당한 고가이며 완전히 치유될 확률은 고작 50% 정도임에도 불구하고 한 곳당 1,000달러 이상, 경우에 따라서는 2만 달러에 달하는 비용이 든다.

과거에는 상처에 전기적 자극을 주면 상처 치유에 효과적인 세포 증식과 세포 이동이 촉진된다는 연구 결과가 보고됐지만 이를 위해서는 대규모 기기와 매일 수 시간 가료가 필요해 실용화 전망이 서지 않았다.

이에 노스캐롤라이나 주립대학 연구팀은 소형 전극과 배터리를 갖춘 일회용 밴드인 WPED(water-powered, electronics-free dressings) 그러니까 수력식 전자기기 불필요 창상 피복재를 개발했다.

연구팀에 따르면 WPED는 개인화된 창상 피복재로 상처 치유를 가속화하는 걸 목적으로 한 DARPA 프로젝트 연구에서 파생된 것이라고 한다. 연구팀은 이 공동 프로젝트를 통해 물을 추가하는 것만으로 전기 자극을 줄 수 있는 경량 밴드가 대조군보다 빠르게 상처를 치유시키고 더 고가이며 대규모인 치료법과 비슷한 속도로 상처를 치료했다는 게 입증됐다고 말했다.

먼저 WPED를 환부에 대면 전극이 상처에 접촉한다. 그리고 다른 한 면에 장착된 소형 생체 적합성 배터리에 물을 한 방울 떨어뜨리면 수 시간 동안 전기장이 생성되어 상처를 치유하는 구조다.

연구팀이 부상 후 쥐에게 WPED로 치료를 시행한 결과 시판 밴드보다 30% 빠르게 치유되는 게 확인됐다.

전극과 배터리를 탑재하고 있음에도 불구하고 WPED는 시판 밴드보다 20% 무거울 뿐이며 발가락 등 굴곡 면에도 제대로 부착할 수 있는 유연성을 갖추고 있다고 한다. 또 장당 몇 달러로 저렴하고 착용하면서 평소대로 생활할 수 있어 환자의 신체적 및 경제적 부담도 최소화된다.

연구팀은 더 나아가 상처가 깊고 창상면이 복잡한 경우에도 대응할 수 있도록 종이 공예에서 착안한 3차원 변형 가능한 전극을 가진 WPED도 개발하고 있다.

연구팀은 전극 유연성은 매우 중요하다며 이유는 효과적으로 전기장을 가하려면 전극이 환자 상처 주변과 중심부 모두에 접촉해야 하기 때문이라고 밝혔다. 또 이런 상처는 깊거나 상처 모양이 비대칭적이기 때문에 다양한 창상면에 적용할 수 있는 전극이 필요하다고 말했다.

연구팀은 현재 WPED 실용화를 위한 임상 시험을 실시하기 위해 추가 테스트를 진행하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.