DGIST-연세대-고려대 의대, 신개념 인체 삽입형 무선 헬스 모니터링 전자봉합사 시스템 개발

대구경북과학기술원(DGIST·총장 이건우)은 이재홍 로봇및기계전자공학과 교수 연구팀이 연세대-고려대 의대 연구팀과 공동으로 신개념 인체 삽입형 무선 헬스 모니터링 전자봉합사 시스템을 개발했다고 16일 밝혔다. 의료 현장에 손쉽게 적용할 수 있어 환자 맞춤형 재활 등 다양한 정형외과 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

최근 전 세계적으로 인구 고령화와 다양한 유행병이 증가하면서 질병·건강상태를 모니터링하고 관리하기 위한 의료기기에 대한 관심이 높아졌다. 특히 스포츠 문화의 확산으로 인대나 힘줄의 파열과 같은 정형외과 부상 빈도가 늘어나고 있어 재활 과정에서 조직의 회복상태를 정량적으로 모니터링하는 기술이 요구되고 있다.

DGIST-연세대-고려대 의대 공동연구팀이 인체 삽입형 무선 헬스 모니터링 전자봉합사 시스템을 개발했다. 왼쪽부터 DGIST 이재홍 교수, 이무근 석사과정생.

연구팀은 별도의 칩이나 배터리 없이 외부에서 무선으로 모니터링이 가능한 인체삽입형 무선 스트레인을 개발했다. 센서를 의료용 바늘·실과 결합해 상처를 닫거나 봉합하는 동시에 전자기기의 기능을 수행할 수 있는 전자봉합사 형태로 구현했다. 환자에게 부담이 되지 않으면서도 정확한 모니터링이 가능하다.

개발된 전자봉합사 시스템은 일반적으로 사용되는 의료봉합사 형태지만 무선 스트레인 센서로 작동하는 새로운 형태의 인체삽입형 전자기기이다. 면역반응을 최소화하기 위해 특수한 유막코팅 기술을 적용, 장기간 안정적으로 작동한다. 또 일반봉합사처럼 쉽게 부착할 수 있어 의료현장에서 편리하게 사용할 수 있다. 특히 센서 자체가 봉합 부위에 고정되어 있으면 인체 내에서 안정적으로 장기간 동작할 수 있어 안정성 문제도 해결했다.

이번 연구결과를 실은 'ACS 나노'의 표지 이미지.

연구팀은 이번 시스템을 돼지의 아킬레스건 파열 모델에 적용, 10주에 걸쳐 아킬레스건의 회복 기간 동안 조직의 기계적 특성 변화를 모니터링했다. 그 결과 아킬레스건의 회복 특성을 성공적으로 정량 평가할 수 있음을 확인했다.

이재홍 교수는 “무선 센서 소자를 기존 의료현장에 익숙한 의료봉합사 형태로 개발해 실제 응용에 가까운 수준으로 끌어올렸다”며 “향후 여러 가지 기능을 포함하는 다양한 전자봉합사를 개발해 인체삽입형 헬스케어 기기 분야에서 새로운 길을 개척하겠다”고 말했다.

연구는 이재홍 교수 주도로, 연세대학교 서정목 교수, 고려대학교 의과대학 장우영 교수가 교신저자로 함께 참여했다. 연구 결과는 지난 14일 재료 과학, 나노 분야 저명 국제학술지인 'ACS 나노'에 표지논문으로 선정 게재됐다.

이번 연구는 범부처전주기의료기기연구개발사업단의 범부처전주기의료기기 개발사업, 과학기술정보통신부의 우수신진연구자사업, 전자약개발사업, 기초연구실 사업, 중견연구자지원사업의 일환으로 수행됐다.

대구=정재훈 기자 jhoon@etnews.com