국내 연구진, 차세대 혈관 스캐폴드 개발
3D프린팅으로 생분해성 고분자 결합
전력 공급 없이 실시간 모니터링 가능
[충청투데이 김중곤 기자] 국내 연구진이 세계 사망 원인의 30%를 차지하는 심혈관질환을 돕는 차세대 혈관을 개발하는 데 성공했다. 기존보다 안정적이고 유연하며 실시간 모니터링도 가능하다.
18일 한국생산기술연구원에 따르면 김동수 박사 연구팀과 이동원 전남대 심혈관 RLRC센터 교수 연구팀이 ‘스마트 하이브리드 혈관 스캐폴드(SH-BVS)’를 개발했다.
생체 흡수성 혈관 스캐폴드(BVS)는 심혈관질환 치료에서 염증, 혈전 등 부작용을 유발하는 금속 스텐트(Stent)를 대체할 수 있지만, 혈관을 안정적으로 지지하기에 강도가 약하고 혈관의 수축·이완을 도울 유연성이 부족하다는 한계가 있었다.
연구팀은 단일 재료로 제작된 기존 BVS의 강도 및 유연성 한계를 극복하고자, 3D프린팅으로 생분해성 고분자인 폴리카프로락토(PCL)과 폴리락틱애씨도(PLA)를 결합해 복합 구조체를 구현했다.
PCL은 녹는점이 낮아 체온에서도 유연성과 높은 탄성률을 유지하고 PLA는 높은 인장강도와 경도를 지닌다.
둘의 결합 덕에 BVS가 혈관 확장 시 안정적인 기계적 지지를 제공해 구조적으로 견고하고, 변형 후에도 원래 형태로 복원될 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.
또 SH-BVS는 3D프린팅으로 맞춤 제작돼 환자의 혈관 구조에 최적화된 지지력을 제공하고 체내 생체 조직에 의해 서서히 분해돼 부작용을 줄인다.
실험 결과 단일 소재 PLA 스캐폴드는 60° 굽힘에서 파손된 반면, SH-BVS는 180°까지 굽힌 후에도 거의 완벽하게 복원됐고, 유사한 방사력을 보였다.
특히 연구팀은 SH-BVS에 전력 공급 없이 혈관 내 압력 변화 감지가 가능하도록 LC형 압력센서를 통합 설계해 실시간 모니터링이 가능하도록 했다.
LC형 압력 센서는 인덕터(L)와 커패시터(C)로 구성된 공진 회로를 이용해 압력 변화를 감지하며, 외부 리더기로 데이터를 전송함으로써 혈관 협착 및 재협착 여부를 조기에 파악할 수 있다.
김동수 생기원 박사는 “SH-BVS 기술을 통해 BVS가 단순한 물리적 지지 장치가 아니라, 실시간 건강 모니터링이 가능한 스마트 의료 기기로 발전할 것”이라고 말했다.
김중곤 기자 kgony@cctoday.co.kr