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혈관 시술시 흔히 발생하는 혈관 구멍을 자동적으로 막고 혈류를 조절해 지혈 속도를 높이는 차세대 혈관폐쇄장치가 개발됐다. 각종 혈관내 시술이나 수술시 발생할 수 있는 혈관 손상에 따른 다양한 부작용 우려를 크게 덜게 됐다.
연세대 의과대학은 성학준 의학공학교실 교수·조성우 의생명과학부 교수와 세브란스병원 심장혈관외과 주현철 교수·심장내과 하현수 강사·의학공학교실 이상민 학생 연구팀이 이같은 차세대 기기 개발에 성공했다고 4일 밝혔다.
연구 결과는 국제학술지 ‘바이오액티브 머티리얼즈(Bioactive Materials, IF 20.3)’에 게재됐다.
연구팀에 따르면 심혈관 질환 치료 시술 대부분은 혈관 속에 가는 관(카테터)을 넣는 방식으로 이뤄진다. 이때 혈관 벽에는 구멍이 생기고, 이를 제대로 막지 못하면 출혈 등 심각한 후유증이 발생할 수 있다.
혈관 벽 구멍을 막기 위해 혈관폐쇄장치가 사용되는데, 시술자의 숙련도가 매우 중요하게 작용한다. 혈관은 혈액이 흐르는 통로로, 혈류 압력 등 흐름 패턴을 전반적으로 조절하는데다 구멍을 막는 기술은 단순한 지혈을 넘어 건강한 혈류 유지와 혈관 구조 안정성까지 고려해야 하기 때문이다.
이에 따라 비숙련자가 처음부터 장치를 잘못 설치하면 다시 놓기 어려운데다 직경이 큰 구멍일수록 안정성도 떨어지는 문제가 있었다.
이를 극복하기 위해 연구팀은 혈관 외부에서 구멍을 물리적으로 막는 동시에 내부에서는 혈류를 조절해 지혈을 촉진하는 ‘혈관벽플러그(VWP)’를 개발했다. 장치 개발에는 형상기억고분자를 이용했다.
형상기억고분자는 체온에서 스스로 혈관 구멍을 감싸며 펼쳐져 강하게 밀봉한다. 구멍에 맞게 고정되기 때문에 의료진의 숙련도가 부족하더라도 안정적인 시술이 가능하다는 게 연구팀의 설명이다.
구멍 속으로 들어가는 부분에 곡선형 날개를 설치, 지혈을 촉진토록 했다. 혈소판들이 장치에 부딪쳐 서로 엉겨 붙어 혈소판 마개를 빠르게 형성하는 원리다.
지혈기구의 효과는 실제 사람의 대퇴동맥을 모사한 대형 동물실험을 통해 확인됐다. 연구팀이 돼지 흉부 대동맥에 낸 6mm 크기의 큰 구멍에 혈관벽플러그를 설치해 효과를 분석한 결과, 시술 한달 뒤 확인한 조직검사에서 혈관 조직 재생 정도가 기존 실로 꿰매는 봉합과 유사한 수준을 보였다. 혈관을 실로 꿰매는 수술 방식과 지혈 효과와 조직학적 혈관 회복에도 차이가 없음이 확인된 셈이다.
성학준 교수는 “단순히 구멍을 물리적으로 틀어막는 것에서 벗어나 신체 생체 반응인 혈소판 응집을 기술적으로 유도해 지혈 효율을 높인다”고 말했다.
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