소 심낭으로 개발한 심혈관용 인공패치, 안정성과 내구성 입증

서울대병원 소아흉부외과 임홍국 교수(왼쪽), 서울의대 심장혈관흉부외과 김용진 교수. [사진=서울대병원]

서울대병원 연구팀이 소 심낭을 이용해 개발한 심장 및 혈관 재건 치료용 인공패치가 장기적으로 우수한 치료 성능을 갖는 것으로 나타났다.

김용진 서울대 심장혈관흉부외과 명예교수와 임홍국 교수, 부천세종병원 이창하·김응래·임재홍 교수 등 공동 연구팀은 2015년부터 2022년까지 환자에게 이식된 국산 심혈관용 인공패치 '페리본(Periborn)' 451건을 대상으로 9년간 추적 연구를 진행했다. 분석 결과 해당 패치는 이식 후 단기 및 중장기적으로 합병증 발생이 없었으며, 재수술 비율이 5% 미만으로 낮아 장기적으로도 안정성과 내구성이 우수한 것으로 나타났다.

이종이식은 동물의 조직 및 세포를 사람에게 이식하는 치료법으로, 주로 심장 및 혈관 치료에 사용된다. 이종 조직을 활용한 인공패치는 특히 선천적 심장 결손 증상을 가진 소아 환자의 재건 수술에서 중요한 역할을 한다. 하지만 이종이식은 조직 손상, 염증 및 석회화 등의 문제가 발생할 수 있어 이를 최소화하기 위한 재료의 생체 적합성과 안정성을 확보하는 것이 필수적이다.

이에 김용진·임홍국 교수 연구팀은 2014년, 이종조직의 면역거부반응을 억제하고 석회화를 방지할 수 있는 '4단계 항석회화 프로토콜'을 개발했다. 이 프로토콜은 ▲탈세포화(이종 세포 및 잔여물 제거), ▲공간 채움(충전 물질로 석회 결정 생성을 방지), ▲유기용매 처리(석회화 유발 인지질 제거), ▲항독소화(석회화 원인 독소 중화)로 구성돼 있다. 이 과정을 통해 이종항원 및 석회화 유발 물질을 효과적으로 제거하고, 생체 적합성과 내구성을 개선했다.

연구팀은 이 프로토콜을 소 심낭에 적용해 심혈관용 인공패치를 개발했으며, 2015년에 4등급 의료기기 인증을 받아 국산화에 성공했다. 이후 해당 패치는 심혈관 재건 및 심장 판막 수술 등 다양한 치료 분야에서 사용되며 현재까지 4884개가 전국 환자들에게 이식됐다.

연구팀은 이 패치의 장기적 안전성을 입증하기 위해 451건의 사례를 최대 8.6년 동안 추적 관찰했다. 그 결과, 패치와 관련된 사망·감염·색전증이 발생하지 않았으며 세계적으로 널리 쓰이고 있는 외산 패치 '카디오셀(CardioCel)'보다 더 우수한 성능을 기록했다. 통계적으로도 재수술 없이 사용 가능한 확률은 이식 후 1년차 99.4%, 5년차 98.6%, 9년차 95.4%로 나타났다.

연구팀이 개발한 심혈관용 인공패치를 이식한 후, 재수술 받지 않을 확률은 1년차 99.4%, 5년차 98.6%, 9년차에 95.4%였다. [그래프=서울대병원]

이 연구는 이건희 소아암·희귀질환 극복사업의 지원으로 진행됐으며, 국제학술지 《인공장기(Artificial Organs)》 최근호에 게재됐다.

김다정 기자 (2426w@kormedi.com)