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"빛만 비췄을 뿐인데"…물 속에서도 배터리 없이 움직이는 로봇 광근육 개발

한-미 연구진이 대기 중에서는 물론, 물속에서도 배터리 없이 반복 작동하는 소프트 로봇용 광근육을 개발했다. 한국화학연구원 김현 박사와 부산대학교 이하범 교수, 미국 텍사스 A&M대 테일러 웨어 교수 공동 연구팀은 빛으로 움직이는 '결정성 액정 탄성체(AC-LCE)' 소재를 기반으로 인공 근육을 구현했다고 2일 밝혔다. 이 소재는 자외선과 가시광선에 반응해 수축·이완하는 특성이 있다. 작동 후에도 일정 시간 변형 상태를 유지하는 '구동 자물쇠' 기능도 갖췄다. 이 때문에 별도 배터리나 기계 장치 없이도 물속에서 반복 동작이 가능하다. 연구팀은 이 인공 근육을 스프링 구조로 제작해 실험한 결과, 기존 광화학 기반 인공 근육 대비 작동 거리 3배, 구동력 2배 이상 향상된 성능을 입증했다. 포유류 근육보다도 강한 힘을 냈다. 특정 구조 설계를 통해 동작 방향도 자유롭게 제어 가능하다. 로봇 손이나 몸통에 장착해 물체를 쥐거나 물속을 자율 이동하는 등의 복잡한 동작도 구현했다. 이 연구는 차세대 수중 소프트 로봇뿐만 아니라 의료, 국방, 극한 환경용 장치 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. 김현 박사는 "배터리, 기계장치, 와이어, 펌프 등 어떠한 연결 없이도 빛 만으로 100회 이상 반복 조작했다"며 "오는 2030년 실용화를 목표로 한다"고 말했다. 화학연 이영국 원장은 “수중 환경에서 별도 전원이나 기계장치 연결 없이 작동하는 차세대 소프트 로봇 소재 기술을 제시했다는데 의미가 있다”며 "향후 첨단 로봇, 헬스케어 기기 등 다양한 분야에서 혁신적인 응용이 가능할 것"으로 기대했다. 논문은 2025년 2월 국제 학술지 스몰(Small)에 후면 표지 논문으로 게재됐다. 연구는 과기정통부와 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행됐다.

2025.05.04 12:00박희범

[1분건강] 설 연휴 부모님 건강 위협 '근감소증' 무엇

설 연휴를 맞아 부모님의 근감소증(Sarcopenia)에 주의를 기울여야겠다 근감소증은 근육의 감소를 넘어 신체 활동성과 독립적인 생활 유지에 직접적인 영향을 미치는 질환이다. 근감소증은 노화로 인한 근육량과 근력의 감소 상태를 의미한다. 근육량은 일반적으로 30대 후반부터 줄기 시작하며 50대 이후 매년 1%~2%씩 감소하고 70대에는 감소 속도가 급격히 빨라져 신체 기능 저하와 삶의 질 악화를 초래할 수 있다. 근감소증 환자는 걸음걸이가 느려지고 근지구력이 약해져 일상생활 수행이 어려워지며, 다른 사람의 도움을 자주 필요로 하는 경우가 많아진다. 또 골다공증·낙상·골절의 위험이 증가하며 근육의 혈액 순환과 호르몬 조절 기능이 약화해 기초대사량 감소를 초래한다. 이에 따라 만성질환 관리가 어려워지고 당뇨병과 심혈관질환 악화로 이어질 가능성이 높다. 근감소증의 발생 원인은 다양하다. 운동 부족과 영양결핍은 근감소증의 주요 원인으로 꼽힌다. 노화로 인한 호르몬 변화와 단백질 합성 능력 저하, 신체 활동 부족, 불균형한 영양 섭취 등이 영향을 미친다. 당뇨병·감염병·암 등 같은 급만성 질환 등이 복합적으로 작용한다. 이로 인해 발생하는 근감소증은 여러 질환의 경과와 회복, 관리 등에 악영향을 미친다. 근감소증의 자가 진단법으로는 걷기 속도 측정, 악력 측정, 의자에 앉았다 일어나기 테스트 등이 있다. 일단 4m를 걷는 데 5초 이상 걸리면 근감소증을 의심할 수 있다. 악력을 측정해 남성의 경우 26kg, 여성의 경우 18kg 미만일 때 근감소증 위험이 크다. 의자에서 일어나 앉기를 30초 동안 10회 이상 하지 못한다면 근감소증의 위험이 있을 수 있다. 근감소증은 적절 예방과 관리로 발생 시기를 늦추고 극복할 수 있다. 의학적으로는 원인이 될 만한 약물 복용 여부, 질환 여부를 확인해야 하며, 골다공증, 낙상, 연하장애 등도 함께 관리해야 한다. 근감소증 예방을 위해서는 꾸준한 운동이 요구된다. 운동은 근육량과 근력을 유지하고 낙상 위험을 줄이는 데 중요한 역할을 한다. 특히 저항 운동과 유산소운동, 균형 운동을 병행하는 것이 효과적이다. 영양 관리도 필요하다. 근육 생성을 위해 단백질을 필수로 섭취해야 하며 체중 1kg당 최소 1.2~1.5g의 단백질을 섭취해야 한다. 매 끼니 고기·생선·두부·달걀 등 단백질이 풍부한 식품을 섭취하고, 필요시 단백질 보충제도 먹자. 최근 노년층에게 인기를 끌고 있는 산양 단백질은 소화가 잘되고 알레르기 유발 가능성이 적어 노년층에게 적합한 단백질 보충제로 평가받고 있다. 콩·퀴노아·견과류 등 식물 단백질도 아미노산이 풍부해 근육 생성에 유익하다. 비타민D·칼슘·마그네슘 등이 풍부한 음식을 섭취하거나 보충제를 복용해 근육과 뼈 건강을 유지하고 탈수 방지를 위해 수분을 충분히 섭취하는 것도 중요하다. 수면은 신체 회복과 근육 생성에 매우 중요하다. 하루 7~8시간 정도 충분히 자고, 규칙적인 수면 습관을 유지하자. 취미 생활이나 지역사회 활동 등에 참여해 활발한 사회적 관계를 유지하는 것도 정신 건강과 삶의 만족도를 높이는 데 도움이 된다. 박영민 국민건강보험 일산병원 가정의학과 교수는 “근감소증은 나이가 들면서 자연스럽게 발생하는 질환이지만 적절한 예방과 관리로 충분히 발생 시기를 늦추고 극복할 수 있다”라며 “꾸준한 운동과 균형 잡힌 영양 섭취, 규칙적인 생활 습관을 유지한다면 근감소증을 예방하고 건강하고 활기찬 노년을 보낼 수 있다”라고 조언했다.

2025.01.27 09:00김양균

다이소, '홈 트레이닝용품 기획전' 진행

균일가 생활용품점 아성다이소가 '홈 트레이닝용품 기획전'을 진행한다고 16일 밝혔다. 이번 기획전은 집 안에서 운동하고 싶은 고객들을 위한 상품으로 구성해, 근력운동용품, 스트레칭용품, 마사지용품 등 총 20여 종을 선보인다. 먼저, 방에서도 가볍게 근육을 키울 수 있는 근력운동용품을 마련했다. 운동 부위를 선택할 수 있는 '접이식 푸쉬업보드'는 어깨나 등, 가슴 등 상체 운동에 제격으로 색상에 맞춰 손잡이를 꽂으면 원하는 부위에 자극이 가능하다. 손잡이를 보드에 넣을 수 있어 보관과 휴대성을 높였다. 안정적이고 편안한 그립감의 '강도조절 악력기'는 동그란 다이얼을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 돌리면 10~60kg으로 강도를 조절할 수 있다. 운동 초보자부터 상급자까지 집뿐만 아니라 사무실이나 독서실 등 어디서나 활용할 수 있다. 다양하고 화사한 색감의 '육각 아령'은 1~3kg으로 다양하게 마련했다. 스트레칭용품도 준비했다. 밴드를 짧게 잡을수록 강력한 운동 효과를 느껴볼 수 있는 '라텍스밴드'는 옆구리, 등, 복부 등 전신 근력 운동이 가능하다. 스트레칭이나 헬스, 요가, 필라테스 등에 모두 활용할 수 있다. 두께는 초보자들에게 추천하는 0.25mm부터 상급자들을 위한 0.65mm까지 다양하게 준비했다. 근육 마사지에 좋은 '돌기 폼롤러'는 울퉁불퉁한 돌기로 목, 어깨, 옆구리 등 원하는 부위를 섬세하게 마사지할 수 있다. 약 30cm 길이로 휴대와 보관이 편리하다. 기분 좋은 감촉을 선사하는 부드러운 원단의 '공기 주입식 스트레칭 쿠션'은 펌프나 입으로 공기를 주입하여 사용하는 상품으로, 목이나 등, 허리 등을 부드럽게 이완할 때 추천한다. 뻐근한 근육들을 시원하게 풀어주는 마사지용품도 선보인다. 지친 발의 피로를 풀어주는 '발 마사지 롤러'는 앉아서 가볍게 밟고 데굴데굴 굴려주기만 하면 되는 가볍고 유연한 재질의 상품이다. 가운데 작은 돌기가 발바닥 안쪽을 부드럽게 자극해 주고 양 끝의 큰 돌기들은 발 바깥쪽과 함께 발등을 시원하게 풀어준다. 발 외에도 종아리나 팔 등에도 활용할 수 있다. 강한 자극을 선사하는 '땅콩 마사지볼 하드 타입'은 발바닥이나 목 등 국소 부위에 사용하기 좋은 크기로, 헬스장이나 요가실, 집 등 실내에서 운동할 때 추천한다. 손잡이가 달려 잡기 편안한 '미니 마사지 롤러'는 유연한 재질의 플라스틱 돌기들을 통해 부드러운 자극이 전해진다. 동시에 개운한 지압 효과도 느껴볼 수 있다. 이 외에도 집에서 유연함을 기르기 위한 요가용품도 마련했다. 색채와 패턴이 각기 다른 양면의 'TPE 투톤 요가매트'는 쉽게 밀리지 않아 안정감 있는 TPE 소재로, 서서 균형 잡는 운동을 할 때 추천한다. 편안하고 안정적인 자세를 위한 '발목 요가양말'은 요가, 필라테스 등 실내 운동 시 신기 좋다. 땀 흡수와 배출을 도와주는 면 혼방 재질로 약 220~250mm인 발 사이즈에게 착용을 권한다. 아성다이소 관계자는 “건강한 삶을 위해 운동에 관심을 두는 분들이 늘어나고 있다”라며 “앞으로도 다이소는 건강한 삶을 응원하는 다양한 상품을 계속 선보일 계획”이라고 전했다.

2025.01.16 10:46안희정

[1분건강] 러닝 잘못하면 무릎 나갑니다

건강에 좋다고 알려진 달리기로 인해 무릎 등 관절 부상을 불러올 수 있어 주의를 기울여야 한다. 러닝은 최근 건강에 관심이 많은 2040 사이에서 인기가 높은 운동 중 하나다. 특별한 장비 없이 쉽게 할 수 있어 쉽게 할 수 있기 때문이다. 국내 러닝 인구는 스포츠 업계 추산 1천만 명을 웃돌 것으로 추정된다. 하지만 무릎과 발목 등에 하중이 실리는 것을 고려하지 않고 무리한 운동을 강행하다 다치는 경우가 많다. 러닝 시 무릎에는 체중의 3배~4배에 달하는 하중이 가해진다. 건강보험심사평가원에 따르면 지난해 러닝으로 인한 대표적 부상인 '슬개골 연골연화증'으로 병원을 찾은 이들 중 20세부터 40세 사이 환자는 전체 환자 수의 약 35%에 달했다. '러너스니(Runner's Knee)'는 마라톤 및 조깅 등 달릴 때 일어나기 쉬운 무릎 부상을 통칭하는 용어다. 반복적 충격과 부하가 가해지는 달리기는 근골격계 자체에 많은 부담을 주는 운동으로, 특히 무릎 관절의 경우 과도한 부하를 주어 다치기도 쉽다. 2020년 스포츠 안전사고 실태조사에 따르면 무릎은 생활스포츠 부상 부위 중 두 번째로 많은 20.5%로 집계됐다. 특히 슬개골 연골연화증은 러너스니의 대표 질환 중 하나다. 주로 무릎을 심하게 부딪치거나 골절, 탈구 등을 겪을 때 나타나지만, 외상이 없더라도 과도하고 무리한 운동 시 발병할 수 있어 활동량이 많은 젊은 연령층이 겪기 쉽다. 대개 무릎 앞쪽 슬개골 주위에 둔한 통증이 나타나며, 계단을 오르내리거나 쪼그려 앉을 때, 한 자세로 오래 앉아 있을 때 증상이 악화하기 쉽다. 자칫 퇴행성 관절염을 유발할 수 있으므로 통증이 심하면 병원을 찾아 진료받는 것이 권장된다. 무릎의 외측 부위에 통증이 나타나는 '장경인대 증후군'도 과도한 러닝 시 발생하기 쉬운 질환이다. 무릎 외측에 위치하는 장경인대와 대퇴골 외측부 사이에서 일어나는 마찰 탓에 염증 반응이 일어나는 것이 통증의 주원인이다. 갑작스럽고 과도한 강도로 운동을 할 때 나타나기 쉽다. 좌우로 경사진 길이나 오르막길이나 내리막길을 달리는 것 역시 원인이 된다. 대부분은 1달~2달 간의 휴식 및 진통소염제 복용, 물리치료 등으로 증상이 호전되나, 효과가 없으면 수술적 치료도 고려된다. 이러한 러닝 시 부상은 고령층의 무릎 관절염과 달리 퇴행성 질환이 아닌 외력으로 인한 질환인 만큼 무리한 운동을 피해야 한다. 러닝 시 부상을 막기 위해서는 무엇보다도 올바른 운동 습관을 들여야 한다. 체온 상승 및 골격근 대사 증가를 위해 10분가량 준비 운동을 하자. 달리기가 끝난 후에는 스트레칭을 해 근육의 부담을 줄여야 한다. 아침에 러닝을 할 때는 저녁보다 체온이 느리게 상승하기 때문에 시간을 더 넉넉히 들여 준비 운동을 해야 한다. 또 평소 간단한 근력 운동을 꾸준히 진행해 엉덩이 근육과 허벅지 근육 등 달리기에 필요한 근육 부위를 강화해야 한다. 이는 무릎과 발목을 보호하는 데 도움이 된다. 일주일에 70km 이상의 무리한 거리를 뛰지 않도록 하고, 건강 체중을 유지하는 것도 관절 스트레스를 줄이는 방법이다. 달리기 자세를 안정적으로 유지하는 것도 중요한 요소 중 하나다. 한국건강증진개발원에서 발표한 '안녕한 달리기 지침서'에 따르면 러닝 시 양 무릎은 서로 스치는 느낌으로 약간 구부린 자세를 취하는 것이 좋다. 발이 지면에 닿을 때는 발뒤꿈치로 가볍게 닿도록 하고, 지면을 찰 때는 앞꿈치로 힘차게 차면 자세 유지에 도움이 된다. 체중을 싣는 신발 역시 제대로 골라야 한다. 쿠션이 있는 육상화 및 트레이닝화를 착용하면 발과 발목, 무릎에 가해지는 충격 완화에 도움이 된다. 운동화는 약 750~880km마다 새것으로 교체해야 올바른 러닝 자세를 유지할 수 있다. 하지만 러닝을 막 시작한 초보자와 일반인들이라면 전문 선수들이 신는 카본화는 되도록 피하는 것이 좋다. 지나친 탄성으로 인해 오히려 발뒤꿈치에 심한 통증이 오는 아킬레스건염 등을 입을 위험이 있기 때문이다. 강남베드로병원 무릎관절센터 강승백 원장은 ”최근 무리한 운동으로 인해 부상으로 병원을 찾는 젊은 환자들도 적지 않다”라며 “무릎은 인대 구조가 복잡해 다양한 원인으로 다치기 쉬운 부위이기 때문에 점프·착지·달리기 등 무릎에 하중이 과도하게 실리거나 심한 외력이 작용하는 활동 시에는 조심해야 한다”라고 설명했다. 이어 “기온이 떨어지면 근육과 인대의 수축 등으로 갑작스럽게 무릎 관절 통증을 호소하는 환자가 급증하게 된다”라며 “쌀쌀한 날씨 속에서 무리한 운동을 하게 되면 관절 부위에 무리가 가기 쉬운 만큼, 러닝 시에는 준비 운동과 보온에 더욱 충분히 신경을 써야 한다”라고 밝혔다.

2024.10.26 09:10김양균

'원피스' 주인공 팔처럼 잘 늘어나는 '인공근육' 개발…압력도 3천690배 거뜬히 견뎌

애니메이션 '원피스'의 주인공 루피는 팔이 고무처럼 무한정 늘어난다. 그러나 이 영화의 상상이 조만간 현실이 될 수 있을 전망이다. 고무처럼 8배 이상 늘어나면서도 자동차 무게를 거뜬히 견딜 수 있는 '소프트 인공근육'이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 한국연구재단(이사장 이광복)은 UNIST 정훈의 교수 연구팀이 강성 변화율을 최대 2천700배 확대한 '자성 복합 인공근육'을 개발했다고 15일 밝혔다. 소프트 인공근육은 로봇, 웨어러블 장치, 생체의료기기 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 "기존 가변 강성 소재인 형상 기억 고분자에, 자성을 띠면서도 강한 힘을 만들 수 있는 강자성 입자를 결합해 하중 지지력과 신축성을 크게 높인 소프트 자성 복합 인공근육을 개발했다"고 말했다. 김소미 UNIST 기계공학과 연구원(석박사통합과정)은 "45℃ 이상이 되면 점차 부드러워지는데, 70℃에서 최대 8배 정도 늘어난다"며 "25℃ 상온 이하에서는 다시 딱딱해져 압축의 힘을 3천690배까지 견딜 수 있다"고 말했다. 김 연구원은 또 "실험은 10g 정도로 실시했는데, 무게를 견디는 힘은 10㎏까지 나왔다"며 "자기 무게의 1천 배를 거뜬히 견뎌냈다"고 덧붙였다. 연구팀은 "움직임을 제어하는 액추에이터로서의 작동 성능 측면에서도 에너지 효율 90.9%로 우수했다"고 부연 설명했다. 연구팀은 이 소프트 인공근육이 자기장을 적용할 수 있는 환경에서 카테터나 스텐트 같은 의료기기, 소프트 그리퍼를 포함한 정밀 제조 분야 로봇이나, 인간이 접근하기 어렵거나 위험한 환경에서 활용 가능한 원격 제어 로봇에 활용될 수 있다고 말했다. 정훈의 UNIST 기계공학과 교수(교신저자)는 "마이크로 로봇, 생체의료기기, 웨어러블 디바이스, 생체모방 로봇 등 다양한 분야에서 혁신적인 응용이 가능할 것"이라며 "다중 자극 방식인 레이저 가열과 자기장 제어를 통해 신장, 수축, 굽힘, 비틀림과 같은 기본적인 동작부터 물건을 집어 원하는 위치에 놓는 복잡한 동작까지 원격으로 구현할 수 있다”고 덧붙였다. 제1저자는 △국립부경대학교 소방공학과 성민호 조교수 △삼성전자 TSP총괄 PKG개발1팀 선가현 책임연구원 △울산과학기술원(UNIST) 기계공학과 김소미 연구원(석박사통합과정) 등이다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구 지원으로 수행됐다. 연구성과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)' 온라인(9월 10일)에 게재됐다.

2024.10.15 14:56박희범

[1분건강] 코로나19와 냉방병이 헷갈린다면 필독

코로나19와 냉방병을 구분하려면 고열 동반이나 관련 증상 지속 여부를 따져야 한다. 최근 오미크론 하위 변종인 'KP.3'의 국내 검출률이 높아지면서 코로나19가 재유행하고 있다. 폭염에 냉방기 사용도 늘면서 냉방병이 증가하고 있고, 두 질환 간 증상이 비슷해 구분을 어려워하는 이들이 많다. 냉방병은 춥고 밀폐된 공간에 오래 머무를 때 나타나는 여러 신체 증상이다. 냉방병과 코로나19 초기 증세는 콧물과 재채기 등 호흡기 증상을 비롯해 소화불량·피로감·권태 등이다. 에어컨 등 냉방기를 장시간 틀어놓으면 몸은 조금이라도 열을 얻기 위해 으슬으슬하거나 떨리는 증세를 보이는데, 이는 두통으로 이어지기도 한다. 에어컨을 쐰 이후 이러한 감기 증상이 나타난다면, 몸을 따뜻하게 하고 충분한 휴식을 취해야 한다. 만약 근육통·기침·37.5도 이상의 발열이 계속되면 코로나19 뿐만 아니라 냉방병과 함께 동반될 수 있는 레지오넬라균 감염도 감별해야 하므로 진료를 통해 검사를 받아야 한다. 코로나19는 고열·근육통·인후통·호흡곤란 등이 함께 발생한다. 시간이 지나도 증상이 호전되지 않거나, 후각·미각 상실 등이 발생하면 코로나19 검사를 받아보는 것이 좋다. 냉방병 예방을 위해 냉방기 필터는 최소 2주에 한 번씩 청소하고, 세척 후에는 햇빛에 충분히 말려야 한다. 또 2시간 간격으로 5분 이상 환기하며, 냉방기 사용 시 실내온도를 25도~26도로 유지하자. 코로나19 예방을 위해서는 손 씻기 등 개인위생 수칙을 준수해야 한다. 중증 위험이 있는 어르신이나 기저질환자는 사람 많은 곳을 방문할 때 마스크를 착용한다. 또 코로나19 백신 효과는 6개월이 지나면 감소하므로, 고위험군은 매년 백신을 매년 맞아야 한다. 세브란스병원 감염내과 최준용 교수는 “규칙적인 식사와 꾸준한 운동으로 냉방병, 코로나19 뿐만 아니라 여러 질병으로부터 건강을 지킬 수 있다”고 조언했다.

2024.08.12 13:39김양균

상처에 뿌리기만 하면... 근육 재생 효과 "기존 2배"

상처에 뿌리기만해도 손상된 근육 재생을 촉진하는 분말형 수화젤이 개발됐다. 수화젤을 개발한 GIST 이재영 신소재공학부 교수는 "시험결과 근육 재생 효과는 기존 대비 2배, 지혈 및 접착 효과는 기존 대비 5배정도 되는 것을 확인했다"고 말했다. 이 교수는 상용화와 관련해 "소재가 천연 고분자여서 허가 과정이 상대적으로 용이할 것"이라며 "지혈제 및 근육을 포함한 다양한 조직 치료용 소재로 몇몇 회사와 추가 연구를 통한 상용화 개발을 논의 중"이라고 밝혔다. 충돌이나 낙상 등에 따른 외상성 사고는 근육 손실을 초래한다. 체중의 약 30~40%를 차지하는 골격근은 한번 손실이 일어나면 장기간 장애로 이어질 수 있다. 연구팀은 수분이 많은 환경에서도 우수한 접착성을 갖도록 천연고분자 산화 덱스트란과 젤라틴을 혼합한 후 300㎛이하의 입자로 분쇄했다. 이 입자는 손상된 근육 조직 표면 혈액과 체액을 흡수해 자발적으로 수화젤을 형성한다. 용매 및 체액 흡수 이후, 도포 부위에서 5분 내로 수화젤을 형성한다. 이 수화젤은 피부조직에서 10㎪의 접착성을 나타냈다. 현재 의료용으로 이용되는 생체용 접착제인 피브린글루(2㎪) 대비 5배 가량 높은 접착성을 보였다.지혈 효과는 아무런 조치를 하지 않은 그룹에 비해 15배, 피브린글루에 비해 5배 정도 효과가 좋았다. 연구팀은 "습한 환경이나 물속에서도 안정적으로 우수한 접착성을 유지했다"며 "근육세포 및 혈액에 대해 우수한 생체적합성을 확인했다"고 설명했다. 연구팀은 "실험용 마우스를 대상으로 이 수화젤을 도포한 경우 3주만에 근육 섬유화가 줄어 들었다"며 "근육 조직내 신생혈관은 증가하고, 염증 반응은 감소했다"고 덧붙었다. 또 피브린글루로 치료한 그룹보다 근육 조직이 2배 이상 더 많이 회복한 것도 확인했다는 것이 연구팀 설명이다. 이재영 교수는 “수분이 있는 환경에서도 손쉽게 도포 가능하다”며 “신체 조직과 유사한 기계적 성질을 가져 조직 공학용 지지체(스캐폴드), 조직재생 등 여러 가지 생체재료 분야에 응용될 것"으로 기대했다. 연구에는 이민규 박사와 서다운 박사과정생이 제1저자로 참여했다.한국연구재단 중견연구자지원사업과 나노 및 소재 기술개발사업의 지원을 받았다.생체 재료 분야 상위 1% 논문인 '바이오액티브 머티리얼스(Bioactive Materials)' 6월 14일자로 게재됐다.

2024.07.11 13:13박희범

건국대 도정태 교수팀, 채소에 붙어 자라는 배양육 개발

건국대학교는 KU융합과학기술원 도정태 교수팀(줄기세포재생공학과)이 야채인 샐러리를 3차원 지지체로 사용해 닭 근육세포를 배양해 고기와 채소를 한번에 섭취할 수 있는 배양육을 개발했다고 30일 밝혔다. 연구팀에 따르면 근육세포가 3차원 구조로 증식하려면 3차원 형태의 지지체가 필요해 채 소재인 샐러리를 사용해 지지체를 만들었다. 샐러리를 탈세포화하면 셀룰로오스 구조만 남게 되는데, 이 3차원 구조의 탈세포 샐러리 지지체에 닭 근육줄기세포를 붙여 배양해, 근조직 구조인 근섬유로 발달시켰다. 연구팀 관계자는 “근육줄기세포가 증식·분화하면서 다수의 세포가 하나의 근관으로 융합돼 길쭉한 형태의 근섬유를 형성하는데 근섬유는 실제 근육처럼 수축과 이완하는 것이 관찰할 수 있었고 수축/이완 기본 구조인 근섬유분절이 형성된 것도 확인했다”고 설명했다. 연구팀은 기존 조직 공학 분야에서 사용되는 동물성 기질이 아닌 식물 기반 지지체는 생산이 간편하고 가격이 저렴해 지속 가능한 배양육 개발에 용이하다고 전했다. 이번 연구는 탈세포를 거친 식물 조직이 세포가 성장하기 적합한 다공성 구조를 가지며 영양분 공급을 원활하게 할 수 있는 구조로 3차원 조직 배양에 적합함을 규명했다. 또 기존 근육세포 배양에서 주로 활용되는 소 태아 혈청(FBS)을 20분의 1 저렴한 CEE(chick embryo extract)로 대체할 수 있는 배양 방법을 개발해, 배양육 생산 비용 절감뿐 아니라 근육세포 증식 및 분화 효율도 높였다. 신규 배양액은 기존 FBS 함유 배양액 보다 4배 가량 증가한 증식률과 20배 가량 증가한 근관 분화 효율을 보였다. 이번 연구 제 1저자는 건국대 홍태경 박사과정생이며, 교신저자는 도정태 교수다. 해당 논문은 미국화학회(ACS) 전문 학술지 'ACS Biomaterials Science & Engineering(IF=5.7)'에 지난 4월 2일 온라인 게재됐다. 도정태 교수팀은 향후 대형 지지체 및 적층화 기술을 활용해 대형 크기의 배양육 생산기술 개발 연구를 진행 중이다. 이번 연구는 넥스트푸드테크와 공동 진행하고 있으며, 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업과 농림축산식품부 고부가가치식품기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

2024.04.30 09:10주문정

근감소증 위험 낮추는 '저항성운동'…주 3일 이상, 1년 이상 지속해야

근감소증 예방을 위해서는 적어도 주 3일 이상, 1년 이상 저항성운동을 지속해야 한다는 연구결과가 발표됐다. 저항성운동(resistance training)이란 근력 및 근지구력을 발달시키기 위해 신체, 기구 등의 무게를 활용해 근육의 이완과 수축을 반복하는 운동으로 근력운동(strength training)도 포함된다. 질병관리청 국립보건연구원은 '저항성운동을 주 3일 이상, 적어도 1년 이상 지속하면 근감소증(노화와 함께 근육량, 근력, 근기능이 복합적으로 감소하는 질환) 위험을 낮출 수 있다'는 연구결과를 노화 연구 분야 국제학술지 'European Review of Aging and Physical Activity' 최근호에 온라인 게재했다. 국립보건연구원은 한국인유전체역학조사사업(KoGES) 자료를 활용해 40–79세 성인 약 13만명을 대상으로 저항성운동의 수행 빈도 및 수행 기간과 근감소증의 주요 진단 지표인 저근육 위험 간의 연관성을 분석했다. 저항성운동의 수행빈도는 주당 1일, 2일, 3~4일, 5일 이상 수행한 경우, 수행기간은 12개월 미만, 12–23개월, 24개월 이상 지속한 경우로 구분해 분석했다. 연구 결과, 저항성운동을 수행하지 않았을 때보다 주 3~4일씩 12~23개월 동안 저항성운동을 수행한 경우 근감소증 위험이 20% 유의하게 감소했으며, 주 5일 이상 수행한 경우에는 24% 감소했다. 특히 저항성운동을 24개월 이상 지속한 경우에는 효과가 극대화되어, 주 3~4일 및 주 5일 이상 수행한 경우 모두 근감소증 위험이 각각 45%씩 감소했다. 반면 주 3일 이상의 저항성운동 실천율은 전체 9%(남성 11%, 여성 8%)였으며, 1년 이상의 저항성운동 실천율도 9%(남성 12%, 여성 8%)에 불과해 근감소증 예방을 위한 저항성운동 실천율을 높일 필요가 있다고 연구진은 전했다. 박현영 국립보건연구원장은 “신체기능 저하, 골다공증, 당뇨병, 사망률 등의 위험 증가와도 관련된 근감소증 위험을 감소시키기 위해서는 적어도 주 3일 이상 꾸준히 저항성운동을 실천할 필요가 있다”라고 당부하며, “향후 저항성운동의 유형과 강도까지 고려한 후속 연구를 추진할 계획이다”라고 밝혔다. 한편 근감소증 진단에 관한 주요 지표인 저근육(low muscle mass)은 신체기능 감소, 골다공증, 당뇨병, 사망률 등의 위험 증가와도 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 미국스포츠의학회(American College of Sports Medicine, ACSM)의 신체활동 지침은 '주당 2~3일의 저항성운동 수행'을 권고하고 있지만 수행 빈도가 증가할수록 근감소증 위험 감소 효과가 비례하게 증가하는 지를 규명한 연구는 미비하며, 더욱이 저항성운동의 수행 빈도와 기간을 동시에 고려해 근감소증 위험 감소 효과를 분석한 연구는 부족한 실정이었다.

2024.03.19 17:30조민규

자생한방병원, 국내 섬유근육통 환자 의료이용 현황 분석 연구 발표

별다른 이유 없이 온몸에 통증이 느껴지고 피로와 두통이 심해졌다면 만성 증후군 가운데 하나인 '섬유근육통(Fibromyalgia)'일 수 있다. 섬유근육통은 전신의 관절과 근육에 만성적인 통증이 3개월 이상 지속되는 질환이다. 불면·피로·우울 등 정신적 장애까지 동반될 수 있어 전문적인 치료와 관리가 필요하다. 건강보험심사평가원에 따르면, 섬유근육통 환자 수는 꾸준히 늘어 지난 2022년 7만여 명의 환자가 의료기관을 방문한 것으로 집계됐다. 요양급여비용총액도 2010년 약 38억 원에서 2022년 100억 원으로 약 2.5배 증가했다. 자생한방병원 척추관절연구소 소속 유진실 한의사 연구팀은 국내 섬유근육통 환자의 특성과 의료 이용 현황 분석 연구를 실시했다. 연구팀은 2011년~2018년 심사평가원 환자표본자료(HIRA-NPS)를 활용해 연간 1회 이상 섬유근육통으로 의료기관을 방문한 3만1059명의 환자를 분석했다. 그 결과, 남성이 1만492명, 여성이 2만567명으로 여성이 남성보다 약 2배 가까이 큰 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 특히 60대 이상 환자의 증가세가 약 11%로 연령층 가운데 두드러졌다. 동반되는 질환은 '허리 통증'과 '골관절염'으로 인한 통증이 가장 많았다. 허리 통증은 2011년 1천875건(42.1%)에서 2018년 1천902건(55.9%)으로 13.8%p 증가했다. 골관절염도 같은 기간 동안 1천497건(33.6%)에서 1천574건(46.3%)으로 12.7%p 늘어났다. 정신적 장애로는 우울증과 불안장애를 호소하는 환자의 비중이 가장 많았다. 또한 외래 환자의 비율에는 큰 변화가 없었지만 입원 환자는 증가하는 추세를 보였다. 의료기관별 환자 100명당 방문 횟수를 분석한 결과, 한의원·한방병원이 평균 40.7회로 가장 높게 나타났다. 이어 ▲정형외과 25.5회 ▲내과 16.5회 순이었다. 비약물치료 처방의 경우, 침 치료가 평균 40.5회로 일반 물리치료의 16.8회보다 많았다. 진통제로 비스테로이드항염증제(NSAIDs)를 처방받는 환자들의 비율이 크게 늘었으며, 진통제와 항우울제 등의 약물을 3가지 이상 혼합 처방받는 비율도 함께 증가하고 있었다. 특히 대부분의 약물에서 여성이 남성보다 높은 처방률과 긴 처방 기간을 보였고, 혼합 처방의 비율이 높았다. 연구팀은 이에 대해 여성이 상대적으로 심리적 증상과 근골격계 통증의 영향을 받기 쉽기 때문이라고 분석했다. 유진실 한의사는 “아시아에서는 처음으로 섬유근육통 환자의 의료 현황을 장기적으로 분석했다”며 “섬유근육통의 한의임상진료 지침 수립에 도움이 되는 자료로 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 한편, 연구는 국제학술지 'BMJ Open'에 게재됐다.

2024.01.18 13:32김양균

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