실제 복벽(腹壁, 배 안 앞쪽의 벽)과 유사한 탈장 수술 그물망이 개발됐다.

연세대학교 의과대학 의학공학교실 성학준 교수·하현수 강사·이찬희 연구원, 세브란스병원 성형외과 이동원 교수 연구팀은 복벽 운동성을 반영하고 탈장 위치에 맞춰 스스로 형태를 바꾸는 수술 그물망을 만들었다고 10일 밝혔다.

세브란스병원 제공

탈장은 비만, 임신, 과격한 운동 등으로 복부에 높은 압력이 가해져 장기가 복벽 밖으로 튀어나오는 병이다. 탈장이 발생하면 메쉬(mesh)라는 그물망을 이용해 돌출 복벽을 막는 수술을 진행한다.

복벽은 계속해서 복압(腹壓, 배 근육과 가로막의 수축으로 생기는 배 안의 압력)을 받으며 수축과 이완을 반복하고 좌우 보다 상하로 더 유연하게 움직인다. 하지만 기존 메쉬는 이러한 복벽 특성을 반영하기 어려웠다.

탈장이 발생한 위치에 따라 형태를 변경하기 힘들고, 복벽의 움직임을 따라가지 못해 탈장의 재발 위험도 컸다.연구팀은 이런 복벽 특성과 환자 체온에 맞춰 형태를 변형할 수 있는 소재를 개발했다.

먼저 복벽의 움직임을 분석해 새로운 메쉬 디자인과 패턴을 도출하고, 복벽의 움직임을 버텨줄 수 있는 디자인을 만들었다. 또 환자마다 다른 복벽 구조에 맞춰 스스로 형태를 바꾸는 소재를 썼다.

연구팀은 탈장을 유발한 랫드(들쥐) 모델을 통해 인공망의 효능을 검증했다. 새로 개발한 메쉬는 기존 메쉬에 비해 근섬유아세포의 분화를 촉진시켜 콜라겐과 같은 복벽 구성 물질의 재생률을 6배 이상 높였다.

또 새로운 메쉬는 1형 콜라겐 비율을 2배 이상 증가시켜 성숙한 복벽 재생을 유도하고 탈장 재발 예방 효과도 보였다. 복벽 구성 성분 중 1형 콜라겐 비율이 높을수록 탈장 재발이 적다고 알려져 있다.

성학준 교수는 "이번 연구는 정밀한 소재 공학과 설계 기술을 융합해 의료기기를 개발할 수 있다는 가능성을 보여줬다"고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 스몰(Small, IF 15.153)에 게재됐다.

세브란스 병원 제공.

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