혈관 구멍을 안정하게 막고 혈류를 조절해 지혈을 촉진하는 차세대 기기가 개발됐다.
연세대 의과대학 성학준 의학공학교실 교수·조성우 의생명과학부 교수, 세브란스병원 주현철 심장혈관외과 교수·하현수 심장내과 강사, 이상민 의학공학교실 학생 연구진은 혈관 시술 시 흔하게 발생하는 구멍을 자동으로 막고 지혈 속도를 높이는 혈관 폐쇄 장치를 만들었다고 4일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '바이오액티브 머티리얼즈'(Bioactive Materials, IF 20.3)에 게재됐다.
대부분의 심혈관 질환을 치료 시술은 혈관 속에 가는 관(카테터)을 넣는 방식이다. 이때 혈관 벽에 구멍이 생기며 이를 제대로 막지 못하면 출혈 등 심각한 후유증이 발생한다.
이러한 구멍을 막을 때는 혈관 폐쇄 장치를 사용한다. 다만 현재 혈관 폐쇄 장치는 시술자 숙련도에 크게 의존하고 처음에 장치를 잘못 설치하면 다시 놓기가 어렵다. 직경이 큰 구멍일수록 안정성도 떨어진다.
혈관은 혈액이 흐르는 통로일 뿐 아니라 혈류의 압력 등 흐름 패턴을 전반적으로 조절한다. 구멍을 막는 기술은 단순한 지혈을 넘어 건강한 혈류 유지와 혈관 구조 안정성까지 고려해야 한다.
이에 연구진은 혈관 외부에서 구멍을 물리적으로 막을 수 있는 동시에 내부에선 혈류를 조절해 지혈을 촉진하는 '혈관벽플러그'(VWP)를 개발했다. 해당 장치는 형상기억고분자를 기반으로 개발됐다. 형상기억고분자는 체온에서 스스로 혈관 구멍을 감싸며 펼쳐져 강하게 밀봉한다. 구멍에 맞게 고정돼 의료진 숙련도가 부족한 경우에도 안정적 시술이 가능하다.
구멍으로 들어가는 부분엔 곡선형 날개를 설치해 지혈을 촉진하게 했다. 혈소판들이 장치에 부딪히며 서로 엉겨 붙어 혈소판 마개를 빠르게 형성하는 원리다.
연구진은 돼지의 흉부 대동맥에 낸 6㎜ 크기의 큰 구멍에 혈관벽플러그를 설치해 효과를 분석했다. 시술 한 달 뒤 확인한 조직검사 결과 혈관 조직 재생 정도가 기존 실로 꿰매는 봉합과 유사한 수준을 보였다.
성학준 교수는 "혈관벽플러그는 단순히 구멍을 물리적으로 틀어막는 것에서 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 혈관을 실로 꿰매는 수술 방식과 지혈 효과, 조직학적 혈관 회복에도 차이가 없음을 확인했다"고 말했다.