전북대 연구진, 몸에서 녹는 혈관 스텐트 개발 ‘철갑 딱정벌레서 영감’

(전주=뉴스1) 임충식 기자 = 사람 몸에서 녹으면서 높은 유연성까지 지닌 혈관 스텐트가 전북대학교 연구진에 의해 개발됐다.

전북대는 생채제료·메카노 바이올로지 연구실 서일원, 김진우 박사가 생체 분해성 마그네슘 합금 기반의 혁신적인 스텐트 구조 개발에 성공했다고 10일 밝혔다.

스텐트는 동맥경화증 치료용으로 사용되는 인체 삽입형 중재의료기기다. 하지만 기존 금속 스텐트의 경우 한 번 삽입하면 영구적으로 몸에 있어야 한다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 폴리머 및 마그네슘 합금 스텐트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 유연성이 낮아 구조적 파손 등이 발생할 수 있다.

이를 극복하기 위해 연구에 나선 서일원, 김진우 박사는 북미 서부 참나무 숲에 서식하는 ‘악마의 철갑 딱정벌레’의 겉날개 구조에 주목했다. 날지 못하는 이 딱정벌레는 단단한 키틴질 껍질과 1:1.8의 황금 비율로 배열된 독특한 겉날개 구조를 갖고 있어 높은 강도와 유연성을 동시에 지닌다.

연구진은 딱정벌레의 겉날개 관절 구조를 스텐트 설계에 적용하고, 유한요소해석을 활용해 ASTM(미국재료시험학회) 규격 기반의 구조 안정성 평가 및 유동 해석을 수행했다. 그 결과 기존 스텐트 대비 응력 집중이 최대 57% 감소했으며, 혈류를 균일하게 분산시켜 혈관 내 압력과 물리적 스트레스도 감소하는 것으로 확인됐다. 응력은 물체가 밖으로부터 가해지는 힘에 저항, 원래 모양을 그대로 지키려는 힘을 말한다.

이번 연구 성과는 자연모사 기술을 활용한 인체 삽입형 의료기기 설계의 가능성을 제시했다는 점에서 큰 의미를 갖는다.

연구팀은 향후 전북대가 보유한 중재적메카노바이오기술융합연구센터 및 메카노바이오활성소재혁신의료기기실증센터와 협력해 혁신 의료기기의 연구개발 및 비임상 실증까지 연계할 계획이다.

한편 이번 연구 성과는 금속공학 분야 세계 1위 학술지인 ‘저널 오브 마그네슘 앤드 얼로이즈’에 게시됐다.

94chung@news1.kr