수술실이 상처 회복과정을 모니터링한다

DGIST-연세대-고려대의대 연구팀, 인체 삽입형 헬스 모니터링 전자봉합사 시스템 개발
센서를 의료용 바늘과 실이 결합해 상처를 닫거나 봉합하는 동시에 모니터링하는데 활용
아킬레스건 파열된 돼지를 수술한 뒤 10주에 걸친 회복 기간 동안 조직의 변화를 모니터링

DGIST 연구진이 개발한 인체 삽입형 헬스 모니터링 전자봉합사를 이용해 돼지의 아킬레스건을 봉합하고 상태를 모니터링하고 있다. DGIST 제공

[파이낸셜뉴스] 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇및기계전자공학과 이재홍 교수팀이 연세대-고려대의대 연구팀과 함께 의료용 바늘과 실에 센서를 결합해 수술한 부위의 회복상태를 모니터링할 수 있는 봉합사형 압력 감지센서를 개발했다. 이 감지센서가 동물실험을 통해 실제 의료과정에 적용할 수 있다는 것을 확인했다.

체내에서 발생하는 다양한 생체역학 신호를 모니터링하는 모든 의료 분야에 적용 가능하다. 특히 정형외과 또는 재활 분야에서 조직의 역학 신호나 움직임을 정밀하게 모니터링하는데 사용돼 생체역학이나 스포츠운동학, 또는 의료재활에 도움이 될 것으로 보인다.

19일 DGIST에 따르면, 연구진이 개발한 봉합사형 압력 감지센서는 별도의 칩이나 배터리 없이 외부에서 무선으로 모니터링이 가능하다. 6.2의 높은 민감도를 가지고 있으며, 1만번 이상 구부리고 당기는 실험에도 안정적으로 기능이 작동됐다.

또한 아킬레스건이 파열된 돼지에게 적용해 10주에 걸친 회복 기간 동안 아킬레스건의 변화를 모니터링했다. 특히 정상 아킬레스건의 특성과 비교를 통해 수술된 아킬레스건의 회복 과정을 확인했으며, 아킬레스건 회복에 대한 새로운 회복 지표를 만들 수 있었다.

전자 수술실은 생체적합성이 뛰어난 금 나노입자를 사용해 전도성 섬유 전극을 기반으로 만들었다. 섬유형 스트레인 센서와 무선 측정을 위한 자기유도 코일을 결합한 형태다.

또한 이 압력 감지센서를 장기간 안정적으로 작동하고 몸 속에서 거부반응이 일어나지 않도록 하기 위해 특수한 유막코팅을 입혔다. 이 코팅이 일반 수술실에 쉽게 부착할 수 있게 한 것이다.

연구진은 "센서 자체가 봉합 부위에 고정돼 있어 인체 내에서 안정적으로 장기간 동작할 수 있으며, 이전의 안정성 문제를 해결했다"고 설명했다.

한편, DGIST 이재홍 교수는 연세대 서정목 교수, 고려대 의과대학 장우영 교수와 함께 봉합사형 압력 감지센서를 개발해 재료 과학, 나노 분야의 저명 국제학술지 'ACS 나노'에 발표했으며, 학술지는 이 센서를 표지논문으로 선정했다.
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monarch@fnnews.com 김만기 기자