혈관 속에서 녹는 생체흡수성 전자스텐트 첫 개발

연합뉴스 2015.05.12자

 

서울대 김대형 교수 "임상 적용에는 최소 5년 이상 소요될 것"

 

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 관상동맥 등 막힌 혈관에 삽입해 혈관을 넓히는 동시에 혈액 흐름과 온도를 측정하고 염증을 막는 약물을 서서히 방출한 다음 분해되는 생체흡수성 전자 스텐트를 처음으로 개발했다.

 

서울대 화학생물공학부 김대형 교수팀은 12일 막힌 혈관을 넓히는 그물 관과 혈액 흐름·온도를 측정하는 센서, 약물을 방출하는 전달체 등을 생체에 적합하고 서서히 분해돼 흡수되는 물질로 만든 전자 스텐트를 개발, 동물실험으로 효과를 확인했다고 밝혔다.

 

이 연구 결과는 미국 화학회(ACS)가 발행하는 나노분야 학술지 'ACS 나노'(ACS NANO, 4월 28일자) 온라인판에 게재됐다.

 

몸 안에서 분해돼 흡수되는 생체흡수성 전자 스텐트. 스텐트 그물망을 몸 안에서 분해돼 흡수되는 마그네슘합금으로 만들고 관 안쪽 면과 바깥면에 각각 생체에 해가 없는 물질(마그네슘-산화마그네슘-산화아연)로 혈류를 측정하는 센서와 온도를 측정하는 센서를 구현했다. 또 그물망 표면을 생분해성 고분자(PLA)로 코팅하고 이 고분자 안에 혈액응고나 염증을 방지하는 약물이 든 금(Au) 나노입자와 산화세륨(Ceria) 나노입자를 넣어 약물이 수개월에 걸쳐 방출되도록 했다.

   

스텐트는 막히거나 좁아진 혈관에 삽입해 혈액 흐름을 원활하게 해주는 그물망 같은 관으로 주로 금속으로 제작된다. 그러나 금속망 주변에 혈액이 응고되거나 염증이 생기는 부작용이 있어 최근 생체흡수성 물질로 만드는 연구가 진행되고 있다.

 

김 교수팀은 스텐트 그물망을 몸 안에서 분해돼 흡수되는 마그네슘합금으로 만들고 관 안쪽 면과 바깥면에 각각 생체에 해가 없는 물질(마그네슘-산화마그네슘-산화아연)로 혈류를 측정하는 센서와 온도를 측정하는 센서를 구현했다.

 

또 그물망 표면을 생분해성 고분자(PLA)로 코팅하고 이 고분자 안에 혈액응고나 염증을 방지하는 약물이 든 금(Au) 나노입자와 산화세륨(Ceria) 나노입자를 넣어 약물이 수개월에 걸쳐 방출되도록 했다.

 

스텐트 내 혈류센서와 온도센서는 실시간으로 혈액 흐름과 온도를 재 무선으로 외부로 전송, 의료진이 스텐트 삽입 후 치료 경과를 점검하는 데 활용할 수 있다.

   

스텐트 삽입 후 부작용이 발생하면 외부에서 금 나노입자에 근적외선을 쪼여 열을 발생시켜 약물이 빨리 방출되게 할 수 있으며 산화세륨 나노입자는 염증 등 부작용의 원인이 되는 활성산소를 제거한다.

 

이 스텐트는 지름이 5㎜ 정도로 현재 관상동맥질환 등의 치료에 사용되는 금속 스텐트와 비슷하다.

 

연구진은 이 스텐트를 세포와 외부로 적출한 혈관 등을 이용한 실험실 시험으로 생체 적합성 등을 조사하고 이어 개의 혈관에 삽입해 2주간 실제 작동하는 과정을 살펴봤다.

 

그 결과 이 스텐트는 세포와 생체 조직에 해를 주지 않는 것으로 나타났으며 혈관 내 삽입 후에도 혈관 확장은 물론 약물 배출 등 제 기능을 수행하는 것으로 확인됐다.

 

김대형 교수는 "혈류 센서와 온도 센서까지 갖춘 생체흡수성 스텐트 개발은 처음"이라며 이를 사람에게 적용하려면 스텐트 재료 각각의 생체적합성과 안전성 등을 확인하고 여러 단계의 동물실험과 임상시험을 해야 하기 때문에 최소 5년 이상이 소요될 것"이라고 말했다.

 

서울대 화학생물공학부 김대형 교수