찢어지면 스스로 치료하는 인공혈관 나왔다

서정목 연세대 교수·손동희 성균관대 교수 공동 연구진

서정목 연세대 교수와 손동희 성균관대 교수가 이끄는 공동 연구진이 손상을 스스로 치료하고 부작용 발생을 막을 수 있는 인공 혈관을 개발했다. /한국연구재단

국내 연구진이 인공혈관 수술 후 오랜시간이 지나며 찢어지거나 혈관끼리 붙어 혈액 흐름을 방해하는 재협착 문제를 해결할 방법을 찾았다. 인공혈관에 자가 치유 소재를 사용하고 실제 혈관과 비슷한 구조로 막을 씌우는 방식으로 실제 시술에 활용한다면 심혈관계 환자들의 생존율을 크게 올릴 수 있을 것으로 기대된다.

한국연구재단은 서정목 연세대 전기전자공학부 교수와 손동희 성균관대 전자전기공학부 교수가 이끄는 공동 연구진이 자가치유 특성을 가진 고분자 소재와 유막 코팅을 적용한 인공혈관을 개발해 혈전을 원천적으로 막는 데 성공했다고 8일 밝혔다.

심혈관질환은 국내 사망의 주요 원인 중 하나다. 2021년 기준 주요 만성질환 중 사망률 2위에 올랐고 고령화가 심해지면서 앞으로 심혈관 질환의 발생도 크게 늘 것으로 전망된다. 나이가 들면서 혈관이 좁아지는 것이 심혈관질환의 가장 큰 원인으로 꼽히는 만큼 기존 혈관 대신 새로운 혈관을 연결해 심장에 혈액을 공급하는 수술로 치료할 수 있다. 그러나 고령의 환자는 자신의 혈관을 이용한 수술이 어려워 주로 인공혈관을 사용한다.

인공혈관은 혈전이 만들어지면서 혈관끼리 엉겨붙는 재협착을 막기 위해 코팅을 해 만들어진다. 다만 오랜 시간 혈액이 흐르면서 강한 자극이 생기는 만큼 오랜 시간 사용하면 코팅 성능이 낮아지면서 부작용이 나타나기도 한다. 이에 오랜 시간 자극을 견디고 부작용을 막을 수 있는 새로운 인공혈관 소재 개발이 활발히 이뤄지고 있다.

연구진은 손상이 생기더라도 스스로 회복하는 자가치유 특성을 갖는 고분자 소재로 혈관을 만들고 유막코팅을 해 실제 사람의 혈관과 비슷한 특성을 갖는 ‘자가치유 항혈전성 인공혈관’ 기술을 개발했다. 이번에 개발된 인공혈관은 기계적 자극을 잘 견디고 손상 부위에서는 수소결합이 재생하면서 자가 치유가 가능하다. 또 윤활유 성분의 유막 코팅이 세포와 단백질 성분이 혈액에 붙는걸 막아 혈전이 만들어지지 않도록 한다.

생쥐에 이식해 효과를 확인한 실험에서도 큰 부작용이 없는 것으로 나타났다. 생쥐의 하대정맥에 인공혈관을 이식했으나 염증은 발생하지 않았다. 생쥐의 면역 시스템이 인공혈관을 자신의 것으로 인식해 공격하지 않는다는 것이다.

서 교수는 “인공혈관에서 발생할 수 있는 혈전과 실제 혈관과의 기계적 물성 차이로 인한 부작용을 해결할 수 있는 새로운 소재를 개발한 것”이라며 “간단한 공정을 통해 다양한 크기의 인공혈관을 제작할 수 있어 환자 맞춤형 치료에 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘ACS 나노’에 지난 4월 7일 소개됐다.

참고자료

ACS Nano, DOI: https://doi.org/10.1021/acsnano.2c10657

이번 연구에 참여한 연구진. 왼쪽부터 서정목 연세대 전기전자공학부 교수, 손동희 성균관대 전자전기공학부 교수. /한국연구재단

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