POSTECH 차형준 교수       홍합의 표면 접착       하이브리드 홍합접착제 fp-151를 이용한 다양한 적용분야에의 선행연구 결과들

홍합을 이용해 일반 접착제부터 의료용 접착제까지 대량으로 만들 수 있는 원천기술이 세계 최초로 개발됐다.

포스텍 화학공학과 차형준(車炯準ㆍ39세) 교수 연구팀은 해양수산부의 해양신물질연구개발사업의 지원으로 홍합의 접착단백질을 활용, 다용도로 활용할 수 있는 하이브리드 접착제의 대량 생산 기술 개발에 성공했다.

차 교수팀은 홍합이 족사(足絲)라는 실 같은 물질로 접착단백질을 분비해 바위에 붙어 있는 원리를 모사(模寫)해 두 가지 이상의 단백질을 이용한 하이브리드 생체 접착소재를 개발했다.

이 연구팀은 홍합의 발에서 분비되는 fp-5 단백질에 접착과 코팅작용을 하는 fp-1 단백질의 반복서열을 도입해 그동안 실용화에 있어 큰 문제점으로 지적됐던 분리정제 과정을 간결화해 대량생산의 길을 여는 한편, fp-5 단백질이 가지는 우수한 접착능력을 유지하는 성과를 거뒀다.

이 연구 결과는 동 연구팀이 지난 2004년 발견한 홍합접착단백질 fp-5 단백질이 실용화되는데 가장 큰 장애요소였던 저농도, 불용성, 저수율 및 분리정제 문제를 모두 해결할 수 있다. 이 하이브리드 접착소재는 현재 40mg을 이용하는 경우 1 cm2의 면적위에 약 10kg의 물체를 접착하여 들어 올릴 수 있는 능력을 가지고 있으며 이 접착능력을 증대시키는 연구도 함께 진행되고 있다.

이 접착소재는 다양한 생체 활성 펩타이드를 도입해 일반 용품에서부터 고부가가치의 의료용 접착제, 약물전달, 세포배양용 고정화 물질까지 다양한 활용이 가능하다.

또 이 물질은, 기존에 의료용 접착제로 널리 쓰이고 있지만 발암 가능성과 독성을 가지고 있는 화학접착제 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate)와는 달리 인체에 안전하게 사용할 수 있으면서도 접착력이 우수해 차세대 의료용 접착제로 각광을 받고 있다.

차형준 교수 연구팀은 이 기술을 국제 PCT 특허로 출원했으며, 이 연구결과는 생체소재 분야의 권위 국제학술지인 ‘바이오머터리얼스(Biomaterials)’의 8월호와 10월호에 게재될 예정이다.

차 교수팀은 이 물질을 이용, 콜로디스 바이오사이언스(Kollodis Bioscience)와 함께 세포 및 조직 배양을 위한 세포접착제의 시작품을 제작하는 한편, 미국과 유럽의 다국적 기업 및 주요 대학 연구소들과 공동으로 그 용도 개발을 다각도로 모색하고 있다. 이외에도 의료용 생체접착제 분야의 개발을 위해 가톨릭의대 연구팀들과 협력연구를 진행하고 있다.

차형준 교수는 “의료용 접착제 시장은 연평균 7.5%가 성장할 뿐 아니라 부가가치가 매우 높은 시장”이라며 “우리나라의 경우 전량 해외 수입에 의존하고 있어 매년 수백억원씩 외화가 빠져나가고 있다”고 지적했다.

그는 또, “홍합의 접착단백질을 활용하면 기존의 물질보다 안전하고 성능이 우수하면서도 가격이 상대적으로 저렴한 생체접착제를 제작할 수 있다”면서 “세포 및 조직배양과 같은 비의료용 접착소재 상용화 착수를 시작으로 의료용 접착제 실용화에 총력을 기울일 예정”이라고 향후 연구계획을 밝혔다.