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한국생산기술연구원과 전남대 공동 연구팀은 3D 프린팅 기술을 활용해 심혈관질환 치료는 물론 모니터링까지 가능한 '스마트 하이브리드 혈관 스캐폴드'(SH-BVS)를 개발했다고 18일 밝혔다.
세계보건기구(WHO)에 따르면 심혈관질환은 전 세계 사망 원인 1위(30%)를 차지한다. 심장에 혈액을 공급하는 동맥이 좁아지거나 막혀 발생하는 질환으로, 치료를 위해 혈관을 넓히기 위한 금속 스텐트를 사용한다. 다만 금속 물질이 체내에 영구적으로 남아 염증 반응이나 혈전 형성 등 부작용을 일으킬 우려가 제기된다.
2016년 생분해성 소재로 된 스텐트인 '스캐폴드'(BVS)가 상용화됐지만, 혈관을 안정적으로 지지하기에는 강도가 약하고 유연성이 부족하다는 한계가 있다.
생기원 김동수 박사와 전남대 이동원 교수 연구팀은 3D 프린팅을 이용해 기존 '폴리락틱애씨드'(PLA) 단일 소재로 된 스캐폴드의 한계를 극복한 복합구조체를 구현했다. PLA는 높은 인장 강도(끊어질 때까지 잡아당기는 힘)와 경도(단단함)를 지녀 혈관 확장 시 기계적인 지지를 제공할 수 있지만, 혈관의 수축·이완을 도울 유연성이 부족하다.
연구팀은 탄성률(변형 후 원래 형태로 복원되는 특성)이 높고 녹는점이 낮아 체온에서도 유연한 특성을 유지할 수 있는 생분해성 고분자 '폴리카프로락톤'(PCL)을 도입, 강도와 유연성을 동시에 확보했다. 실험 결과 단일 PLA 소재 스캐폴드는 60도의 굽힘에서 파손됐지만, 연구팀이 개발한 SH-BVS는 180도까지 굽힌 후에도 거의 완벽하게 복원됐다.
연구팀은 또 SH-BVS에 인덕터와 커패시터로 구성된 압력 센서를 통합 설계, 혈관 내 압력 변화를 실시간 모니터링할 수 있도록 했다. 전력 공급 없이도 센서를 이용해 압력 변화를 감지할 수 있으며, 혈관 재협착 여부를 조기에 진단할 수 있을 것으로 기대된다.
김동수 박사는 "스캐폴드를 단순한 물리적 지지 장치가 아닌 실시간 건강 모니터링이 가능한 스마트 의료 기기로 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.
- 연합뉴스
- 저작권자 2025-02-21 ⓒ ScienceTimes
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