【파이낸셜뉴스 수원=장충식 기자】 국내 연구진이 이산화탄소를 통해 친환경 고분자 소재 플라스틱 PPC를 제조할 수 있는 고활성 촉매를 세계 최초로 개발하는 데 성공했다. 23일 아주대학교는 화학과 장혜영 교수팀이 이산화탄소로부터 친환경 고분자 소재인 PPC(polypropylene carbonate)를 제조할 수 있는 고활성 촉매 개발에 성공했다고 밝혔다. 해당 내용은 '박막형 아연-갈산 촉매를 활용한 이산화탄소 고분자 합성(Ultrathin Zn-Gallate Catalyst: A Remarkable Performer in CO2 and Propylene Oxide Polymerization)'이라는 제목으로 유명 학술지 'ACS 서스테이너블 케미스트리&엔지니어링(ACS Sustainable Chemistry&Engineering)' 2월 온라인판에 부표지 논문(Supplementary Journal Cover)으로 게재됐다. 이번 성과는 교내외 연구진과의 공동 연구를 통해 이루어졌으며, 촉매화학, 무기화학, 고분자화학, 재료화학, 물리학 분야의 융합 연구로 진행됐다. 아주대 이분열 교수(응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과)와 박지용 교수(물리학과·대학원 에너지시스템학과)뿐 아니라 연세대·성균관대 연구진도 참여했다. 장혜영 교수팀이 촉매·고분자 제조를 맡았고, 이분열·박지용 교수팀과 연세대·성균관대 연구팀이 촉매 및 고분자의 분석을 맡았다. 플라스틱 산업은 화석 원료를 기반으로 하기 때문에 원유 추출, 플라스틱 제조, 플라스틱 사용 및 폐기 등의 과정에서 다량의 온실가스를 배출한다. 이에 따라 현 구조의 플라스틱 산업은 지속가능한 발전에 저해가 되며, 이산화탄소 배출로 탄소 중립(Net-Zero) 문제와 충돌하고 있다.  이에 지속 가능한 탄소원인 이산화탄소로부터 플라스틱을 제조하는 기술은 환경과 경제 두 가지 측면에서 주목받고 있다. 이산화탄소로부터 PPC를 제조하는 공정의 핵심은 촉매 기술이기에 그동안 이산화탄소로부터 플라스틱의 원료인 PPC(Polypropylene carbonate)를 제조할 수 있는 다양한 종류의 균일 촉매와 불균일 촉매가 개발돼 왔다. 그러나 독성이 없고 활성과 단가를 모두 만족하여 실제 산업에 적용 가능한 촉매는 그 수가 제한되어 있다. 이 과정에서 아주대 공동 연구팀은 이산화탄소 첨가 비율이 높으면서도 활성이 매우 높은 무독성의 촉매를 세계 최초로 개발하는 데 성공했다. 장혜영 아주대 교수는 "이산화탄소 첨가 비율이 높으면서, 활성도까지 기존의 DMC 촉매 수준 으로 높은(98% 이상) 불균일 촉매를 세계 최초로 보고 했다는데 이번 연구의 의의가 있다"며 "석유화학 기반의 폴리카보네이트 플라스틱 산업을 이산화탄소 활용 친환경 고분자로 대체할 수 있는 혁신적 촉매 기술이 될 것으로 생각한다"고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 'Carbon to X' 사업의 지원을 받아 수행됐다. jjang@fnnews.com 장충식 기자

[파이낸셜뉴스] 간암의 암연관섬유아세포(CAFs)가 면역 단백질인 면역글로불린 A와 결합해 면역반응을 억제한다는 연구결과가 국내 연구진에 의해 발표됐다. 서울성모병원 소화기내과 성필수·간담췌외과 최호중·가톨릭대 의생명건강과학과 박종근 석사과정 연구팀은 간내 축적된 면역글로불린 A가 간세포암 주변 미세환경에 존재하는 암연관섬유아세포에 영향을 줘 면역세포인 T세포의 기능을 약화시키는 기전을 처음으로 규명했다고 18일 밝혔다. 연구팀이 서울성모병원에서 간세포암 치료를 받은 환자의 조직샘플을 분석한 결과, 증가된 면역글로불린 A는 간 내 섬유아세포에 결합하고 이로 인해 섬유아세포가 면역 억제 기능이 증가하는 표현형으로 분화했다. 이는 항종양 면역 반응을 담당하는 T세포 기능 약화로 이어져 간암의 발생 및 면역 치료에 좋지 않은 반응을 유발하게 되는 것을 확인했다. 암연관섬유아세포는 종양 주변을 둘러싸고 있는 섬유아세포로 종양미세환경에서 암의 진행과 전이를 촉진할 뿐 아니라 치료약물의 전달을 방해하고 저항성을 유발해 암 치료를 어렵게 한다. 최근 간세포암의 암연관섬유아세포가 항암제 렌바티닙과 소라페닙 치료의 내성을 유도하며, 여러 표현형이 존재한다는 것이 밝혀졌다. 하지만 유방암, 췌장암 등 여러 암에서 암연관섬유아세포의 역할은 많은 연구 활동으로 알려진 반면, 여전히 간세포암 분야는 부족하다. 간세포암에서 암연관섬유아세포의 형성 기전 및 특성을 규명한 이번 연구로, 이를 제어하는 새로운 면역항암제 치료 전략이 기대되고 있다. 면역글로불린은 림프구에서 분화된 단백질로 세균 바이러스와 같은 외부 물질로부터 우리 몸을 지키기 위해 만들어내는 면역체계이다. 면역글로불린에는 Ig G, Ig M, Ig A, Ig D, Ig E로 5가지 종류다. 면역글로불린 A는 주로 점막 부위에서 분비되어 방어하며 타액, 소화액 등에 존재한다. 우리 몸이 감염에 대항해 만들어지는 항체의 한 종류이지만, 이 외에도 다양한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 간세포암은 원발성 간암으로 간에서 발생하는 악성 종양의 약 90%를 차지한다. 간세포암은 간 전제술, 간이식, 항암요법이 주요 치료법이다. 간암 치료를 위한 면역항암제가 최근 임상에 쓰이면서 기대를 모으고 있지만, 면역항암제와 표적항암제 병합 요법에도 여전히 환자 10명 중 3명은 암이 빠르게 악화된다고 보고되고 있다. 그러므로 간암 면역항암제 치료 효과를 높이는 기전을 찾기 위한 다양한 연구가 시도되고 있다. 성 교수는 “축적된 간내 면역글로불린 A는 면역 억제를 조절하는 새로운 메커니즘이며 간세포암의 발전 및 전이의 핵심 요인일 수 있다"며 "환자의 간암조직을 실제로 이용한 이번연구로, 암연관섬유아세포의 항종양 면역기능 약화 기전이 최초로 규명된 만큼, 간암에서 면역치료 반응률을 높이려면 암연관섬유아세포 제거가 필요하다"고 말했다. camila@fnnews.com 강규민 기자

[파이낸셜뉴스] 동아대학교(총장 이해우)는 김혁순 바이오메디컬학과 공동연구팀이 신규 면역조절세포인 조절 선천성 림프구의 세포 표현형을 발굴, 이를 이용한 염증성 피부질환을 억제하는 세포기반 치료 기전을 제시했다고 5일 밝혔다. 김 교수는 건국대 의과대학 최완수 교수 공동연구팀과 함께 'IL-27로 유도된 PD-L1highSca-1+ 선천성 림프구의 IL-10 분비 의존적 접촉성 과민증 억제 효과'라는 논문을 학술지(Experimental & Molecular Medicine)에 게재했다. 김 교수 공동연구팀은 신규 면역세포인 선천성 림프구(innate lymphoid cell; ILC)에 특정 면역조절 기능을 갖는 세포가 있고 그 세포 표면에 특이적 분자가 높게 발현하는 것에 주목했다. 연구팀은 이 세포를 분리해 염증성 피부질환 동물에 투여할 경우 항염증성 사이토카인(면역세포로부터 분비되는 단백질 면역조절제)인 'IL-10'을 분비, 염증성 면역질환을 억제할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 앞서 연구팀은 항염증성 사이토카인인 IL-10을 분비할 수 있는 선천성 림프구가 존재한다는 것을 지난 2016년 세계 최초로 학계에 보고한 바 있다. 김 교수는 "이번 연구를 통해 염증이나 조절 기능에 양면적 영향을 미치는 IL-27 사이토카인의 면역조절 선천성 림프구 활성화 기전, 면역조절 선천성 림프구의 고유 세포 표현형을 동시에 확인했다"며 "분리된 면역조절 선천성 림프구에 선택적인 IL-27 사이토카인 자극으로 다양한 염증질환에 활용 가능한 선천성 림프구 기반 세포치료제 제작에 활용할 수 있다"고 말했다. 이어 "후속연구로 건선이나 기타 자가면역질환 등의 적응증 규명을 진행하고 있다"며 "염증질환의 만성화 및 재발에 지속가능한 치료 후보로 발전시키겠다"고 말했다. roh12340@fnnews.com 노주섭 기자

[파이낸셜뉴스] 암치료의 중요한 방법 중 하나인 방사선 치료는 암 조직을 효과적으로 파괴하거나 성장을 억제하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 하지만 방사선이 실제로 우리의 세포에 유발하는 돌연변이의 종류와 양에 대한 이해는 아직 미흡한 상태에서 한국의 의과학자들이 이런 공백을 메울 수 있는 연구 결과를 발표해 주목된다. 한국과학기술원(KAIST)은 KAIST 의과학대학원 주영석 교수 연구팀이 동남권원자력의학원 손태건 박사, 서울대학교 의과대학 방사선종양학과 김경수·장지현 교수팀과의 공동연구로 방사선이 인간 및 생쥐의 정상 세포에서 만들어내는 DNA 돌연변이의 특성을 처음으로 명확히 규명해냈다고 15일 밝혔다. 연구진은 실험실에서 방사선을 쬐어 세포에 돌연변이를 유도한 후, 방사선이 만들어낸 돌연변이를 유전체 서열분석 기술을 통해 규명하는 방식으로 방사선이 유발하는 DNA 돌연변이의 양과 패턴을 정밀하게 이해할 수 있게 했다. 연구팀은 방사선이 인체에 미치는 영향을 종합적으로 이해하기 위해 생쥐와 사람의 다양한 장기에서 얻은 세포를 다양한 선량의 방사선에 노출했다. 각각 세포마다 유도된 돌연변이를 정밀하게 검출하기 위해 세포 하나하나를 오가노이드 세포 배양 기술을 응용해 증폭했다. 연구진은 총 200개의 세포 유전체 서열로부터 방사선 피폭량에 비례해 증가하는 특정 패턴의 돌연변이들을 규명하는 데 성공했다. 연구 결과, 1Gy(그레이)의 방사선량은 세포마다 14개 안팎의 돌연변이를 만들어내는 것으로 나타났다. 우리나라 연간 평균 자연방사선 양(3.08mSv)을 감안하면 1Gy는 약 320년의 자연방사선 노출에 해당하는 것이다. 방사선이 만들어내는 변이의 패턴은 다른 원인에 의한 돌연변이와는 달랐다. 주로 짧은 염기 결손과 소수의 염색체 역위(inversion), 전위(translocation) 및 다양한 복잡 구조 변이들로 구성돼 있었다. 방사선은 서로 다른 세포 종류에도 모두 비슷한 정도의 돌연변이를 만들어 내는 것으로 밝혀졌다. 그동안 방사선 치료가 실제로 우리 세포에 유발하는 돌연변이의 종류와 양에 대한 이해가 부족한 상태에서 이번 연구는 중요한 전환점으로 평가된다. 주영석 교수는 "이번 연구는 방사선이 분자 수준에서 세포에 미치는 영향을 명확하게 규명했다"며 "방사선이 우리 세포의 DNA를 얼마나, 어떻게 변화시키는지에 대한 첫 규명"이라고 설명했다. 손태건 박사는 "이번 연구를 기반으로 앞으로도 초저선량과 초고선량 방사선이 인체에 미치는 영향을 연구할 것"이라며 "안전하면서도 효과적인 방사선 치료 기술을 발전시킬 것"이라고 덧붙였다. 연구 결과는 국제 학술지 '셀 지노믹스' 온라인에 실렸다. 이번 연구에는 서울대 유전공학연구소, 영국 케임브리지 줄기세포 연구소, 오스트리아 분자생명공학연구소(IMBA), KAIST 교원창업기업 게놈 인사이트의 연구자들도 참여했다. bsk730@fnnews.com 권병석 기자

국립부경대학교는 이 대학 공업화학전공 조계용 교수와 부산대학교 유기소재시스템공학과 이진홍 교수로 구성된 공동연구팀이 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF) 기반 가교형 바인더 소재를 적용한 고성능 음극 전지를 개발했다고 5일 밝혔다. 연구팀은 이차전지 등 차세대 배터리에 사용되는 실리콘 음극재에 사용되는 삼차원 네트워크의 형태를 갖춘 불소계 고분자 물질 PVDF 기반의 가교형 공중합체 바인더를 개발해 이 같은 성과를 거뒀다. 현재 대표적 전극 재료인 흑연 음극은 이론 용량이 낮아 이를 대신할 높은 용량을 지니는 차세대 전지의 전극 제작을 위해 실리콘이 유망한 음극 재료로 개발되고 있는데, 실리콘 소재는 충·방전 과정에서 부피 변화가 커 상업성이 낮은 한계가 있다. 이런 실리콘 음극의 안정성을 확보하기 위해 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산 등 다양한 소재를 이용한 바인더가 광범위하게 연구되고 있지만 바인더의 선형사슬이 부피 팽창 중에 발생하는 응력에 대한 저항이 낮은 단점이 있다. 연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 전기화학적 안정성이 높고 상용 전극 제조에 널리 사용된 불소계 고분자를 기반으로 삼차원 가교 네트워크를 적용, 실리콘 음극의 안정성을 향상시켜 전극 용량과 사이클 수명을 증가시키는 데 성공했다. 이번 연구 논문의 제1 저자인 권영제 박사과정생은 "불소계 고분자 기반 가교성 공중합체 바인더는 향상된 유변학적인 특성과 더 나은 전해질 친화성을 보여주며, 실리콘 음극을 안정적이고 효과적으로 제작할 수 있게 해준다. 또 실리콘 음극의 입자 분쇄를 완화해 실리콘 음극의 안정성을 확보할 수 있다"고 설명했다. 한편 이번 연구 결과를 담은 논문은 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 최근 게재됐다. 권병석 기자

[파이낸셜뉴스] 국립부경대학교는 이 대학 공업화학전공 조계용 교수와 부산대학교 유기소재시스템공학과 이진홍 교수로 구성된 공동연구팀이 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF) 기반 가교형 바인더 소재를 적용한 고성능 음극 전지를 개발했다고 5일 밝혔다. 연구팀은 이차전지 등 차세대 배터리에 사용되는 실리콘 음극재에 사용되는 삼차원 네트워크의 형태를 갖춘 불소계 고분자 물질 PVDF 기반의 가교형 공중합체 바인더를 개발해 이같은 성과를 거뒀다. 현재 대표적인 전극 재료인 흑연 음극은 이론 용량이 낮아 이를 대신할 높은 용량을 지니는 차세대 전지의 전극 제작을 위해 실리콘이 유망한 음극 재료로 개발되고 있는데, 실리콘 소재는 충·방전 과정에서 부피 변화가 커 상업성이 낮은 한계가 있다. 이런 실리콘 음극의 안정성을 확보하기 위해 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산 등 다양한 소재를 이용한 바인더가 광범위하게 연구되고 있지만, 바인더의 선형사슬이 부피 팽창 중에 발생하는 응력에 대한 저항이 낮은 단점이 있다. 연구팀은 이같은 문제를 해결하기 위해 전기화학적 안정성이 높고 상용 전극 제조에 널리 사용된 불소계 고분자를 기반으로 삼차원 가교 네트워크를 적용, 실리콘 음극의 안정성을 향상시켜 전극 용량과 사이클 수명을 증가시키는 데 성공했다. 이번 연구 논문의 제1 저자인 권영제 박사과정생은 “불소계 고분자 기반 가교성 공중합체 바인더는 향상된 유변학적인 특성과 더 나은 전해질 친화성을 보여주며, 실리콘 음극을 안정적이고 효과적으로 제작할 수 있게 해준다. 또 실리콘 음극의 입자 분쇄를 완화해 실리콘 음극의 안정성을 확보할 수 있다”라고 설명했다. 한편, 이번 연구는 한국연구재단의 우수신진연구 및 산업통상자원부의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과를 담은 논문은 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 최근 게재됐다. bsk730@fnnews.com 권병석 기자

[파이낸셜뉴스] 부산대학교 연구진이 미래 소재 혁신을 가져올 꿈의 물질로 각광 받고 있는 맥신(MXene) 나노입자의 근육 재생 효과를 검증하는 데 성공했다. 부산대는 광메카트로닉스공학과 한동욱·홍석원 교수 연구팀이 융합의과학과 김윤학 교수팀과 공동으로 ‘체적 근육 손실(volumetric muscle loss, VML)’ 치료를 위한 맥신 이식재 개발에 성공했다고 25일 밝혔다. 맥신의 근분화(筋分化) 촉진 기전을 밝힌 이번 연구는 나노 및 마이크로 스케일의 연구와 응용 분야에서 세계적으로 인정받는 국제학술지 '나노-마이크로 레터스' 1월 4일자에 게재됐다. VML은 대규모 외상에 따른 골격근의 20% 이상 손실을 의미한다. 이로 인한 근육 기능 상실과 같은 후유증이 있으며 의학계에서 조직공학 기반의 VML 치료 연구가 활발히 진행 중이다. 이번 연구에 활용된 맥신은 이차원 나노입자로 구성된 물질로, 금속 카바이드나 탄화물을 에칭(etching, 표면을 부식시켜 제거·변형)해 얻어진다. 높은 전기전도성, 높은 열전도성, 우수한 기계적 강도 등의 물성을 갖고 있어 2011년 처음 발견된 이후 다양한 산업 분야에 활용돼 왔다. 최근에는 맥신의 여러 생물학적 특성이 알려지면서 생물·의학 분야에서 효능 연구가 이어지고 있다. 부산대 연구팀은 맥신 나노입자와 콜라겐을 생분해성 의료용 고분자에 혼합해 정렬된 나노섬유 지지체를 제작했으며, 동물실험을 통해 이 지지체가 손상된 근육 조직의 빠른 재생을 촉진한다는 것을 확인했다. 마우스 모델을 이용한 동물실험 결과, 비처치 대조군과 비교해 230% 빠른 근육 재생과 122% 많은 근섬유 재생이 확인됐다. 또 조직학적 분석을 통해 나노섬유 지지체 이식 일주일 후 대부분의 손상된 근육이 재생됐음이 관찰됐다. 이런 결과는 맥신 나노입자에 의해 축적된 칼슘 이온이 근원세포의 생존, 증식, 근관 분화, 그리고 근단백질 합성을 유도하는 신호전달 경로를 촉진시켰기 때문임이 밝혀졌다. 결과적으로 맥신 나노입자는 평소보다 빠른 속도로 많은 양의 근육을 재생시켜 체적 근육 손실을 빠르게 회복할 수 있었다는 게 연구진의 분석이다.  한 교수는 “근육 회복 과정에서 발현된 전체 유전자가 차세대 염기서열분석법을 통해 분석됐다”며 “이번 연구는 맥신 나노입자가 근분화를 촉진하는 분자생물학적 기전을 최초로 밝혔다는 데 의의가 있다”고 설명했다. 이어 “맥신 나노입자가 근육 재생에 대한 유망한 치료법으로 활용될 수 있다는 가능성을 보였으며, 추가 실험 과 공정 최적화를 통해 실제 임상에서도 활용될 수 있는 조직공학 기반 의료기기로 개발할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다. bsk730@fnnews.com 권병석 기자

【파이낸셜뉴스 수원=장충식 기자】 국내 연구진이 인체의 각 조직에 존재하는 내인성 줄기세포를 상처 질환 부위로 유도해 상처를 치료할 수 있는 드레싱제를 개발했다. 아주대학교는 김문석 교수(응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과) 연구팀이 세포의 주화성 이동 사이토카인 유사체(stromal derived factor-1 mimic peptide, SMP)를 유인 물질로 사용해 내인성 줄기세포의 이동을 촉진, 상처를 치료할 수 있는 드레싱제를 개발했다고 11일 밝혔다. 해당 내용은 'SDF-1-모방 펩타이드를 함유한 클릭 가교 히알루론산 지지체에 의한 상처 치유(In-situ wound healing by SDF-1-mimic peptide-loaded click crosslinked hyaluronic acid scaffold)'라는 논문으로 약물 전달 분야 국제 저널인 <저널 오브 컨트롤드 릴리즈(Journal of Controlled Release)> 11월 온라인판에 게재됐다. 이번 연구에는 아주대 대학원 분자과학기술학과 석사과정의 김영훈 학생이 제1저자로 참여했고, 최학수 미국 하버드대학 교수(의과대학)와 아주대 김은하(응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과)·최상돈(생명과학과 ·대학원 분자과학기술학과) 교수 및 고려대 박용두 교수(의과대학 의공학교실)가 공동연구를 수행했다. 약물 전달 및 의료용 소재 개발 기업으로 난치성 질환 치료제를 개발하는 ㈜메디폴리머도 연구에 함께 참여했다. 줄기세포(stem cell)는 인체를 구성하는 세포와 조직의 근간이 되는 세포 유형으로, 반복적으로 분열해 재생산(자기 복제)하거나 특수화된 세포 유형으로 분화할 수 있는 놀라운 능력을 가지고 있다. 이에 기존의 약물과 수술 등의 방법으로는 치료가 어려웠던 여러 질병의 치료와 손상된 조직에 대한 재생 치료 등에 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 줄기세포를 이용한 질환 치료는 엄격한 장치 공정에서의 배양 과정이 필요하여, 실제 환자에게 적용하기 위해서는 높은 비용이 요구된다. 또 질환 치료를 위해서는 다량의 줄기세포가 필요하므로, 배양을 위해 많은 시간이 필요하다. 특히 다른 사람의 줄기세포를 채취해 외부 환경에서 배양하여 환자에게 적용하기 때문에, 타인의 세포를 활용한다는 점에서 심리적 거부감이 존재할 수 있는 치료 방법이기도 하다. 이를 위해 공동 연구팀은 인체에 본래 존재하는 내인성 줄기세포에 주목했다. 내인성 줄기세포는 우리 몸의 각 장기 또는 조직에 이미 존재하며, 우리 몸에서 각 장기 또는 조직에 손상이 발생하면, 손상된 부위에서 발현하는 SDF-1 단백질 또는 substance P 펩타이드 등과 같은 여러 종류의 생리 인자(사이토카인 등 활성인자)를 인식해 손상된 장기나 조직으로 이동시키고 손상된 부위를 치료하는 역할을 이미 내인성 줄기세포가 수행하고 있다. 내인성 줄기세포는 이미 우리 몸에 존재하므로 외부 배양 과정이 필요 없고, 또한 내인성 줄기세포를 질병 및 손상된 조직의 치료에 활용하면 본인 또는 타인의 줄기세포를 외부 배양하는 기존 치료법의 높은 비용과 심리적 거부감 등 여러 문제점을 해결할 수 있다. SDF-1 단백질은 비용이 높고 사용 안정성 등에 문제가 존재하기에, 공동 연구팀은 아주대 최상돈 교수·고려대 박용두 교수팀에서 발굴한 SDF-1-모방 펩타이드가 내인성 줄기세포를 특정 질환 부위로 이동시킨다는 점에 주목했다. 이에 SDF-1-모방 펩타이드 물질을 함유한 드레싱 제형을 제작하고, 손상된 창상에 적용하여 창상의 치료 효과를 검증했다. 연구팀은 드레싱 제형의 제작에 히알루론산 소재를 활용했으며, 히알루론산 소재는 생체 조직의 구성 성분 중의 하나로 생체적합성이 매우 우수하다. 연구팀은 SDF-1 모방 펩타이드 물질을 함유한 히알루론산 드레싱 제형을 완성하고, 이를 진피 부분까지 손상된 창상에 부착했다. 그리고 이 드레싱에서 SDF-1 모방 펩타이드가 창상으로 생성된 생리 물질에 의해서 내인성 줄기세포를 창상으로 이동시킴을 확인했다. 드레싱의 SDF-1 모방 펩타이드 물질이 기존 물질(SDF-1) 대비 2~3배 많은 양의 내인성 줄기세포를 이동시킴을 확인하고, 이동된 내인성 줄기세포가 손상된 피부 표피뿐이 아니라 진피까지 완벽하게 치료하여, 치료 효능이 우수함을 증명했다. 김문석 아주대 교수는 "인체 내 각 장기에 이미 존재하는 내인성 줄기세포를 활용해 창상 재생용 드레싱뿐 아니라, 뼈와 연골 질환 등의 치료 재생을 위한 주사제형으로 연구를 확장해 진행하고 있다"며 "내인성 줄기세포를 활용한 연구를 통해 기존에 활용되던 약물 및 수술, 그리고 높은 비용과 까다로운 과정이 수반되는 줄기세포 치료제의 한계를 극복하고 보다 많은 질병 치료에 기여할 수 있기를 바란다"고 밝혔다. 이번 연구는 한국연구재단 미래소재디스커버리 및 대학중점연구소 사업의 지원을 받아 수행됐다. jjang@fnnews.com 장충식 기자

【파이낸셜뉴스 수원=장충식 기자】 국내 연구진이 단파 적외선 영역에서 광학 성능을 나타내는 새로운 친환경 양자점을 제조하고, 광검출 소자에 이를 적용하는 데 성공했다. 7일 아주대학교는 김상욱 교수(응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과) 연구팀이 InSb 양자점을 염소 이온 표면 처리해 광학 성능을 극대화하고, 이를 소자에 적용하기 위해 무기 리간드 치환 기술과 접목, 높은 성능의 포토다이오드 타입 광검출기 제작에 성공했다고 밝혔다. 이에 따라 기존의 소재를 대체해 자율주행이나 무인 이동체 등 산업·군사·천문 관측용 탐지 장치에 활용 가능한 원천소재가 될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 관련 논문은 '표면 산화를 억제한 1500nm SWIR 광검출기용 콜로이드 InSb 양자점(Colloidal InSb quantum dots for 1500 nm SWIR photodetector with antioxidation of surface)'라는 제목으로 재료공학 분야의 저명 학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science' 12월 온라인판에 게재됐다. 이번 연구에는 김종현 아주대 교수(응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과)와 이행근 한국화학연구원 박사가 함께 참여했다. 단파 적외선은 근적외선 영역보다 긴 파장대의 범위로 파장이 길어 투과성이 좋으며, 특히 가시광·근적외선 영역보다 태양광이나 수분에 의한 간섭이 매우 적다는 장점을 가지고 있다. 단파 적외선은 자율주행이나 무인 이동체 등에서 주변 환경을 인식하기 위한 목적으로 사용되며, 흐리고 안개 낀 날이나 어두운 밤에도 활용이 가능하다. 그러나 단파 적외선의 효율적 감응을 위한 소자의 성능과 가격 등의 측면에서는 한계를 보여 왔다. 기존 단파 적외선 감응 소자의 경우 규소(Si)나 인듐 갈륨 비소(InGaAs)를 기반으로 하나, 이 경우 1100nm 이상의 긴 파장 영역 대에서는 감도가 크게 떨어진다. 두 종류 이상 물질의 주기적 층을 쌓은 초격자 반도체의 경우, 제작 단가가 매우 비싸고 상온에서의 감지 성능이 떨어지는 단점이 있다. 이로 인해 상대적으로 저비용이며 비냉각형 소재인 양자점(Quantum Dot)이 하나의 해결 방안으로서 학계 및 산업계의 관심을 받아왔다. 양자점은 2023 노벨화학상의 영광을 차지한 반도체 나노입자 소재로, 수 나노미터(nm) 크기의 물질이 형태나 조성에 따라 가시광에서 적외선 영역까지 파장 조절이 매우 용이해 다양한 광소자로 연구되고 있다. 특히 황화납(PbS)이나 황화셀레늄(PbSe), 텔루르화 수은(HgTe) 같은 양자점 기반 소재를 이용한 단파 적외선 감응 소자들이 학계에서 최근 연구되어 왔지만, 납과 수은 같은 유독성 중금속을 사용한다는 점에서 산업계에서 널리 적용하기에는 어려움이 존재했다. 이에 따라 아주대 공동 연구팀은 납(Pb)이나 수은(Hg)을 사용하지 않는 InSb 양자점을 주목했다. InSb 양자점은 유해 중금속을 사용하지 않는 양자점으로 알려져 있으나, 표면 산화에 매우 취약해 그 성능을 나타내기가 매우 까다롭다는 단점이 있다. 아주대 연구팀은 합성 단계에서 염소 이온을 첨가해 양자점 표면 산화를 최대한 억제, InSb 양자점의 광학 성능을 극대화하고, 무기리간드 치환 기술을 접목해 안정적으로 소자에 적용 가능한 형태로 가공했다. 연구팀은 이렇게 만든 고밀도의 양자점 필름을 ITO 기판에 코팅해 포토다이오드 타입의 광 검출 소자에 적용했으며, 그 결과 상온의 1370nm와 1520nm 영역에서 각각 11.2%, 6.3%의 외부 양자효율을 달성, 별도의 냉각 장치 없이도 높은 성능이 나타남을 확인했다. 또 연구팀은 합성된 InSb 양자점의 단파 적외선 흡광 성능뿐 아니라 발광 또한 확인, 이를 통해 새로운 광원으로서의 가능성 또한 발견했다. 단파 적외선 발광의 경우 가시광이나 근적외선보다 인체 조직에서의 투과성이 매우 높기에 바이오 이미징에서 더욱 선명한 이미지를 얻을 수 있으며, 수분이나 햇빛 등 외부 환경에 의한 간섭이 적어 사물인터넷(IoT) 분야 등에서 응용이 가능할 것으로 보인다. 김상욱 아주대 교수는 "이번에 개발한 InSb 양자점 제조기술은 납과 수은 같은 유독성 중금속을 활용하지 않은 친환경 기술로, 가격 경쟁력과 효율도 높아 단파 적외선 감응에 사용할 수 있는 산업계의 가장 현실적 대안"이라며 "앞으로 지속적인 추가 연구를 통해 자율주행 등 미래 기술에 응용할 수 있기를 기대한다" 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 나노소재기술개발사업, KIURI 및 기초연구사업 등의 지원을 받아 이루어졌고, 국내 특허 출원이 완료됐다. jjang@fnnews.com 장충식 기자

[파이낸셜뉴스 세종=김원준 기자] 세종충남대학교병원은 신경과 송희정 교수 연구팀이 최근 ‘산소수를 포함하는 뇌전증성 발작 또는 경련의 예방, 개선 또는 치료용 조성물’로 특허를 등록했다고 4일 밝혔다. 연구팀에는 송교수와 함께 충남대학교 의과대학 해부학교실 김동운 교수와 소아청소년과 강준원 교수가 참여했다.  연구팀은 일반적으로 산소가 물에 녹을 수 있는 보통의 농도가 아닌 35%의 고농도로 농축시키는 특수한 공법을 거친 산소수를 이용해 뇌전증 동물모델에서 뛰어난 뇌전증 감소 효과가 있다는 사실을 밝혀냈다.  연구팀은 뇌전증 발작을 조절하기 위해 사용하는 약물은 불가피하게 부작용이 따를 수 밖에 없는 점에 주목했으며, 연구를 통해 뇌전증 약을 전혀 사용하지 않고 고농축 산소수만을 이용해 뇌전증 발작 횟수가 눈에 띄게 감소하는 효과를 확인했다.  이번 연구에서 연구팀은 실험용 쥐를 활용해 세 가지의 뇌전증 동물모델을 제작했고 동물모델에 고농축 산소수를 사용한 결과, 모두에서 경련 횟수와 흥분성 뇌파가 감소한 것을 입증했다. 또 경련의 발생 시기도 늦출 수 있는 것으로 보고했다.  특히 출산 이전의 태아에게 심한 스트레스가 가해지면 뇌전증이 발생하기 쉬운데 세 가지 동물모델을 대상으로 출생 뒤 산소수를 경구로 섭취시킨 결과, 경련 발작이 현저하게 감소하는 것을 확인했다.  송 교수는 "이번 연구에 사용된 산소수는 현재 시판되는 일반 음료수로 제한없이 사용할 수 있고 안전성이 확보된 것"이라면서 "고농도 산소수가 항뇌전증제 또는 뇌전증 예방 목적으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다. kwj5797@fnnews.com 김원준 기자