韓 연구진, 일냈다…혈관 구멍 알아서 막는 ‘스마트 마개’ 개발 [헬시타임]

연세의대·세브란스병원 공동 연구팀
형상기억고분자로 혈관폐쇄장치 개발
실로 꿰매는 봉합과 유사한 효과 입증

연세대 의과대학 성학준(왼쪽부터) 의학공학교실 교수, 조성우 의생명과학부 교수, 세브란스병원 주현철 심장혈관외과 교수, 하현수 심장내과 강사, 이상민 의학공학교실 학생 . 사진 제공=연세의료원

국내 연구진이 혈관 구멍을 안정적으로 막고 혈류를 조절해 지혈을 촉진하는 차세대 의료기기를 개발했다.

연세의료원은 성학준 연세의대 의학공학교실 교수·조성우 의생명과학부 교수, 주현철 세브란스병원 심장혈관외과 교수 공동 연구팀이 혈관 시술 시 흔하게 발생하는 구멍을 자동으로 막고 지혈 속도를 높이는 혈관 폐쇄 장치를 만들었다고 6일 밝혔다.

심혈관질환을 치료하는 시술은 대부분 혈관 속에 가는 관(카테터)을 넣는 방식이다. 이 과정에서 불가피하게 혈관 벽에 구멍이 생기는데, 이를 제대로 막지 못하면 출혈 등 심각한 후유증이 발생할 수 있다. 이러한 구멍을 막기 위해서는 혈관 폐쇄 장치를 사용한다. 다만 현재 쓰이는 혈관 폐쇄 장치는 시술자의 숙련도에 따라 편차가 컸다. 처음에 장치를 잘못 설치하면 위치를 바로 잡기가 어려운 데다 직경이 큰 구멍일수록 안정성이 떨어진다는 한계가 있었다.

연구팀이 개발한 혈관벽 플러그의 구성과 작동 원리. 사진 제공=연세의료원

혈관은 혈액이 흐르는 통로일 뿐 아니라 혈류의 압력 등 흐름 패턴을 전반적으로 조절한다. 구멍을 막는 기술이 단순한 지혈을 넘어 건강한 혈류 유지와 혈관 구조의 안정성까지 고려해야 하는 이유다.

연구진은 혈관 외부에서 구멍을 물리적으로 막을 수 있는 동시에 내부에서 혈류를 조절해 지혈을 촉진하는 혈관벽 플러그(vascular wall plug)를 개발했다. 해당 장치에는 형상기억고분자가 쓰였다. 형상기억고분자는 체온에서 스스로 혈관 구멍을 감싸며 펼쳐져 강력하게 밀봉된다. 플러그가 혈관 벽에 생긴 구멍에 꼭 맞게 고정되기 때문에 의료진의 숙련도가 다소 부족한 경우에도 안정적 시술이 가능하다. 연구팀은 혈관플러그에서 구멍 속으로 들어가는 부분에 곡선형 날개를 설치해 지혈을 촉진하게 만들었다. 혈소판들이 장치에 부딪히며 서로 엉겨 붙어 혈소판 마개를 빠르게 형성하는 원리다.

연구팀은 돼지의 흉부 대동맥에 6㎜ 크기의 큰 구멍을 만든 다음 혈관벽플러그를 설치해 효과를 분석했다. 시술 한 달 뒤 조직검사를 시행한 결과 혈관 조직 재생 정도가 기존 실로 꿰매는 봉합과 유사한 수준을 보였다.

성학준 교수는 “혈관벽 플러그는 단순히 구멍을 물리적으로 틀어막는 수준에서 벗어나 우리 몸의 생체 반응인 혈소판 응집을 기술적으로 유도해 지혈 효율을 높인다”며 “실제 사람의 대퇴동맥을 모사한 대형 동물실험을 통해 지혈 기구의 효과를 확인한 결과 지혈 효과는 물론 조직학적 혈관 회복에도 혈관을 실로 꿰매는 수술 방식과 차이가 없음을 확인했다”고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘바이오액티브 머티리얼즈’(Bioactive Materials) 최신호에 실렸다.

헬시

안경진 의료전문기자 realglasses@sedaily.com