잔뇨감 느끼면 전기 자극으로 방광 수축… 저활동성 방광 치료 기기 나왔다

황석원 고려대 KU-KIST융합대학원 교수 연구진

고려대 연구진이 저활동성 방광 환자들을 위한 생체 이식형 장치를 개발했다. 방광의 상태를 실시간으로 파악해 소변 배출이 필요한 시기에 전기 자극으로 방광의 수축을 돕는다. /고려대

국내 연구진이 무선으로 방광의 상태를 확인하고, 수축을 조절해 소변 배출을 돕는 장치를 개발했다. 방광 근육의 이상으로 배뇨 장애를 앓는 환자들의 치료에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

황석원 고려대 KU-KIST융합대학원 교수가 이끄는 연구진은 순천향대 연구진과 공동으로 저활동성 방광을 치료할 수 있는 생체 이식형 장치를 개발했다고 9일 밝혔다.

저활동성 방광은 소변 배출을 돕는 근육이 제 기능을 하지 못해 방광이 온전히 비워지지 않고 잔뇨가 남는 질환을 말한다. 환자의 생활 만족도를 크게 떨어뜨리지만, 수술로 치료가 불가능해 약물 치료와 소변줄을 직접 요도에 꽂아 방광에 남은 소변을 빼내는 ‘자가도뇨법’이 활용되고 있다. 다만 고통이 크고 하루에 4~6차례 반복해야 하고, 요로 손상과 감염 같은 합병증의 위험성이 크다는 문제가 있다.

고려대 연구진은 실시간으로 방광의 상태를 확인하고, 소변을 배출할 필요가 있을 때는 전기 자극으로 방광을 수축시켜 배뇨를 돕는 이식형 전자 장치를 개발했다. 나노미터(㎚) 수준의 다공성 구조를 가진 전극을 사용해 전기 자극 성능을 크게 높였고, 신축성과 유연성이 높은 소재를 사용해 방광 내부에 전체적으로 부착할 수 있게 했다. 또 구불구불한 형태로 설계해 부피 변화가 큰 방광에 부착하더라도 손상이 생기지 않도록 했다.

여기에 방광의 상태를 확인할 수 있는 센서를 결합했고, 무선으로 전력과 데이터 송수신을 할 수 있게 해 환자의 일상 생활에 불편함을 최소화했다. 방광의 상태를 스마트폰에서 실시간으로 확인할 수 있는 것은 물론 전기자극이 필요한 시기를 사용자가 조절할 수 있게 했다.

황석원 교수는 “신축 유연 전자 소자와 무선 설계를 바탕으로 공학과 의학을 융합해 효과적인 치료법이 부족했던 배뇨질환을 치료할 수 있는 원천 기술이 될 것으로 기대한다”며 “방광뿐 아니라 다양한 장기의 만성 질환을 진단하고, 치료할 수 있는 기술이 될 것”이라고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘ACS 나노’에 지난달 18일 소개됐다.

참고자료

ACS Nano, DOI: https://doi.org/10.1021/acsnano.3c00755

이번 연구에 참여한 연구진. 왼쪽부터 이중훈 SK하이닉스 연구원, 장태민 고려대 KU-KIST융합대학원 박사과정 연구원, 신정웅 박사과정 연구원, 황석원 교수. /고려대

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