부정맥 감지 압력 센서·전기자극 전극 달려
국내 연구진이 치명적인 심혈관계 질환인 부정맥을 실시간 진단하고 치료까지 하는 전자패치를 개발했다. 크기가 작고 종이처럼 얇으며 큰 수술을 하지 않고도 심장에 직접 부착할 수 있어 부정맥으로 인한 돌연사를 예방할 길이 열릴 것으로 기대를 모은다.
기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 박장웅 연구위원 연구팀은 14일 부정맥을 진단하고 치료까지 하는 ‘심장 부착형 전자패치’를 개발했다고 밝혔다.
부정맥은 심장박동이 정상보다 지나치게 빠르거나 늦거나, 불규칙한 현상으로 돌연사 원인의 90%를 차지한다. 지금까지는 부정맥 위험이 높은 심장질환 환자는 몸속에 이식형 제세동기를 넣는 게 통상적이다. 심장박동에 이상이 생기면 전기 충격을 가하는 장치다. 몸에 이식형 제세동기를 넣을 경우 정맥에 낸 작은 구멍을 통해 전극을 심장 안쪽까지 넣는데 이 과정에서 혈관에 상처가 나서 합병증이 생기는 사례가 종종 보고되고 있다.
연구팀이 이번에 개발한 패치는 환자 흉부를 여는 수술(개흉술)을 거쳐 심장 좌심실 표면에 직접 붙이는 방식이다. 평소 심장 기능을 감시하다가 부정맥이 발생하면 미세한 전기 자극을 가해 심장박동을 정상화시키는 원리다. 심혈관을 통해 전극을 넣지 않아도 되기 때문에 손상된 혈관을 통한 합병증 위험이 적고 환자 부담도 줄일 수 있다는 평가가 나온다.
이번에 개발된 전자패치는 부정맥 감지와 즉각적인 치료를 동시에 수행한다. 패치에 민감도가 매우 높은 압력센서가 고르게 달려있는데 이들 센서는 심장이 수축하고 이완하는 운동을 직접 감지한다. 또 표면적이 넓은 전극이 있어 심장박동에 이상이 감지되면 자동으로 심장에 전기 자극을 준다.
연구팀은 또 전자패치를 개발하면서 심장 표면에 붙일 때 사용하는 하이드로겔 접착제도 함께 개발했다고 밝혔다. 인체 친화적인 소재를 써서 염증 같은 거부반응이 거의 나타나지 않는다.
박 연구위원은 “심장 부착형 전자패치 기술로 현재 가장 많이 활용되는 이식형 제세동기의 한계를 극복할 수 있다”며 “임상실험을 거치면 머지않아 실제 환자들이 사용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구는 박 연구위원을 비롯해 나노의학연구단 조승우 연구위원, 이삭 연세대 세브란스병원 심장혈관외과 교수 연구팀도 참여했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances) 인터넷판에 15일 공개됐다.
