수술 없이 사라지는 쌀알 크기 심장 조율기, 한국 교수 참여한 의료계 혁명
쌀알보다 작은 혁신적인 초소형 심박조율기가 국제 연구진에 의해 개발됐다. 이 생분해성 무선 심박조율기는 체내에 이식된 후 일정 기간이 지나면 자연적으로 분해되어 사라지는 특징을 가지고 있다. 존 로저스 미국 노스웨스턴대 교수가 이끄는 국제공동연구팀(한국의 진성훈 인천대 전자공학부 교수 포함)은 이 획기적인 연구 결과를 저명한 국제학술지 '네이처'에 발표했다.기존의 심박조율기는 심장에 전극을 꿰매고 외부 기기와 연결된 전선을 통해 전류를 전달하는 방식으로 작동했다. 이 과정에서 감염, 출혈, 심장 근육 손상 등 다양한 합병증이 발생할 수 있었고, 사용 후에는 추가 수술을 통해 제거해야 했기 때문에 환자의 부담이 컸다. 특히 연구팀은 선천성 심장병 수술을 받은 소아 환자들에게 초점을 맞췄다. 이들은 보통 일주일 정도만 조율 처치를 받으면 자연회복이 가능하지만, 체구가 작고 면역력이 약해 기존 장치 사용에 어려움이 있었다.
새롭게 개발된 심박조율기는 가로 1.8mm, 세로 3.5mm, 두께 1mm에 불과한 초소형 크기로, 주사기 끝에 들어갈 정도로 작다. 의료용 삽입기를 통해 심장 표면까지 삽입할 수 있어 신생아에게도 무리 없이 사용이 가능하다. 가장 주목할 만한 특징은 체내에서 자연적으로 분해된다는 점이다. 장치가 체액에 의해 분해되고 흡수되는 방식으로, 흡수성 실처럼 몸 안에서 사라지기 때문에 제거를 위한 별도 수술이 필요 없다. 이는 장치 제거 과정에서 발생할 수 있는 근육 손상, 출혈, 감염 위험을 원천적으로 차단한다.
이 심박조율기는 외부 전원 없이도 자체적으로 전류를 발생시킨다. 두 개의 금속 전극이 체내 생체액과 반응해 전류를 만들어내는 '갈바니 전지' 구조를 활용했다. 배터리나 전선 없이도 작동하며, 조율 신호는 광학 방식으로 전달된다. 환자의 가슴에 부착한 무선 장치가 심장의 이상 박동을 감지하면 적외선 신호를 보내고, 이 신호가 피부, 뼈, 근육을 투과해 심장 내부의 조율기를 활성화시킨다. 연구팀은 이 과정을 "적외선 손전등을 손바닥에 비췄을 때 반대편에서 빛이 보이는 것처럼 적외선은 신체 깊은 곳까지 안전하게 도달할 수 있다"고 설명했다.
동물 실험과 기증된 인간 심장 조직을 활용한 실험에서 이 장치는 안정적으로 심장 박동을 조율하는 데 성공했다. 정상적인 심장 리듬을 유지시켰고, 일정 시간이 지난 후에는 체내에서 자연적으로 분해됐다. 또한 크기가 작아 여러 개를 심장 여러 부위에 동시에 부착할 수 있다는 장점도 있다. 연구팀은 다수의 조율기를 심장 표면에 배치하고 각 조율기를 서로 다른 파장의 빛으로 독립적으로 제어해 심장의 여러 부위를 정밀하게 조율하는 실험에도 성공했다.
이 혁신적인 기술은 부정맥 치료에 새로운 전략을 제시할 뿐만 아니라, 신경 재생, 뼈와 조직의 회복, 만성 통증 등 전기 자극이 활용되는 다양한 의료 분야로의 확장 가능성도 열어두고 있다. 특히 체구가 작고 면역력이 약한 소아 환자들에게 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
[ newsnetpaper.com 뉴스 무단전재 및 재배포를 금지합니다. ]
