[왓처데일리]한국보건산업진흥원(원장직무대행 김초일)은 포항공과대학교 기계공학과 (김준원 교수, 임종경 연구원) 연구팀이 “실제 혈관의 형상과 기계적인 특성을 실질적으로 구현한 3D 혈관 복제품과 이를 탑재한 기능성 혈관모델 시뮬레이터(ADAM simulator)를 세계 최초로 개발했다”고 밝혔다. 

□ 최근 건강검진의 보편화로 혈관 질환의 조기 발견이 증가하고 있다. 특히, 뇌 속의 시한폭탄이라 불리는 뇌동맥류는 파열하기 전에 발견하면 치료가 쉬워 이에 대한 정확하고 빠른 대처가 중요하다. 

○ 뇌동맥류의 치료로 혈관내 중재술*을 하는데 이 시술법은 의사의 시술 경험이 성공률을 높이는데 가장 중요하다. 그러나 전공의들의 시술은 실제 환자가 생겼을 때에만 가능하므로 다양한 시술 경험을 하기는 어렵다.

   * 혈관내 중재술(Endovascular intervention) : 질환이 있는 이상 혈관 부분에 머리를 열지 않고, 미세도관을 통하여 접근한 후 코일(coil), 스텐트(stent) 등을 활용하여 혈관을 막거나 뚫어주는 치료 방법

□ 혈관은 외막, 중막, 내막의 총 3개의 막으로 구성되어 있다. 이 중에서 내막은 윤활성을 갖는 매끄러운 표면으로 미세도관이 혈관 내부를 원활하게 이동할 수 있도록 한다. 미세도관을 활용한 혈관내 중재술은 내막의 역할 덕분에 가능하다. 

 

○ 혈관내 중재술을 현장감 있게 시뮬레이션하기 위해서는 혈관 내막 특성을 정확히 모방해야 하나, 기존 3D 혈관 복제품들은 내막 역할을 구현하지 못했다. 탄성중합체* 내면에 얇은 하이드로겔** 코팅이 어려워 중막 역할의 탄성중합체만 만들어냈다. 

   * 탄성중합체(Elastomer) : 상온 부근에서 고무 탄성을 나타내는 고분자 물질

  ** 하이드로겔(Hydrogel) : 수용성 고분자가 물리적 혹은 화학적인 결합으로 3D 가교를 형성하고 있는 망상 구조

□ 본 연구팀은 혈관 내막 역할의 하이드로겔 막 코팅 기술 개발로 혈관내 중재술의 현실적인 시뮬레이션이 가능한 3D 혈관 복제품을 제작하는 데 성공했다. 

○ 이번에 개발한 3D 혈관 복제품이 탑재된 혈관모델 시뮬레이터(ADAM simulator)는 다양한 뇌혈관 질환 시술을 가상으로 수행할 수 있다. 기존과 달리 전공의들은 실제 환자의 시술 환경과 매우 유사한 상황에서 뇌혈관 질환 시술 실습을 해볼 수 있게 됐다. 

○ 이로 인해 실제 임상현장에서의 시술 성공률을 향상시켜 소중한 생명을 구하고 시술로 인한 환자의 부담과 부작용을 줄이는데 지대한 역할을 할 것으로 기대된다. 

□ 김준원 교수는 “이번 연구는 기존에 구현할 수 없었던 실제 혈관 환경을 매우 유사하게 제공할 수 있는 기술을 개발했다는 데 의미가 있다. 또한 3D 혈관 복제품의 기계적 특성의 조절이 가능하여 다양한 혈관 질환에 적용할 수 있다”고 밝혔다. 

○ 이번 연구는 보건복지부 및 한국보건산업진흥원에서 지원하는 연구중심병원 육성 R&D 사업으로 수행되었으며, 화학 및 재료 분야 최고 수준의 국제학술지인 ‘Advanced Functional Materials‘ 12월 15일자 뒤표지(Back cover) 논문으로 게재됐다.