고려대 안암병원, 수술 후 모니터링 가능한 ‘무선 전자 봉합사’ 개발

장우영·최지혜 교수, 연세대·DGIST 공동연구…개별 맞춤 치료 효과 극대화 기대

▲최지혜(왼쪽)·장우영 고려대학교 안암병원 정형외과 교수. (사진제공=고려대 안암병)

전자 신호를 활용해 환자의 회복 상태를 장기간 모니터링할 수 있는 수술용 실이 개발됐다.

고려대학교 안암병원은 정형외과 장우영·최지혜 교수팀이 서정목 연세대학교 공과대학 교수팀, 이재홍 대구경북과학기술원(DGIST) 교수팀과 공동연구를 통해 힘줄 수술 후에 장기간 회복 모니터링이 가능한 ‘무선 전자 봉합사’를 개발했다고 27일 밝혔다.

끊어진 아킬레스건의 수술적·비수술적 치료 및 재활 프로토콜은 병원과 의사별로 차이가 있다. 하지만 환자의 힘줄 회복 정도를 직접 평가해 그에 맞는 재활의 강도를 적용하기는 어려웠다. 평균적인 회복속도와 CT와 MRI, X-ray 등의 영상 결과를 기준으로 치료 계획 및 재활을 시행하지만, 환자 개인에 따라 치료를 최적화하는 데는 한계가 있어 추가 연구가 필요한 상황이었다.

무선 전자 봉합사는 센서를 활용해 재건된 연조직의 기능적인 특성을 장기간 모니터링한다. 조직의 회복 속도를 정확하게 측정하고, 수술 후 합병증을 예측할 뿐 아니라 정밀한 치료 및 재활 계획을 수립해 최상의 회복 가능성을 높일 수 있다.

무선 전자 봉합사는 유도코일, 송신부, 섬유센서, 봉합사 등 4가지 부분으로 구성됐다. 생체적합성과 면역내성을 지닌 재료를 사용해 체내 부작용을 최소화했다. 특히, 유도코일을 통해 외부 장비와 무선으로 장기간 모니터링을 할 수 있으며, 비침습적으로 정밀한 검사결과를 얻을 수 있다.

연구팀은 아킬레스건이 손상된 동물모델에 무선 전자 봉합사를 적용했다. 12주간 재건 조직의 회복 정도와 기능적 특성을 모니터링했으며, 무선 전자 봉합사에서 수집된 신호를 분석해 조직의 회복속도와 정도를 정확하게 측정할 수 있었다.

최지혜 교수는 “회복 상황에 대한 부정확한 평가는 본인에게 맞지 않는 재활로 이어질 수 있으며, 완전한 회복이 어려울 수 있었다”라며 “이번 연구로 힘줄 수술 후 회복을 실시간으로 모니터링해 체내 연조직 회복과정에 대한 이해를 더욱 높일 수 있었다”라고 말했다.

장우영 교수는 “수술결과의 평가뿐 아니라 수술 후 관리에 혁신을 통해 환자들의 삶의 질을 향상할 수 있을 것”이라며 “이번 연구의 성과를 더욱 개발해 인체 내 아킬레스건의 회복 과정을 정확히 측정할 수 있다면 개별 환자에게 맞춘 시기적절한 치료를 시행할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 미국화학회(ACS)가 발간하는 나노과학분야 국제 학술지 ‘ACS NANO’ 최신호에 게재됐으며, 표지논문으로 채택됐다.