혈전을 제거하는 초음파 드릴

(A new technique, developed by researchers at NC State, UNC, and Michigan, uses an ultrasound "drill" to burst nanodroplets in and around hardened blood clots. As the nanodroplets burst into microbubbles, the ultrasound causes the microbubbles to oscillate -- disrupting the clot's physical structure. Credit: Leela Goel)

피떡이라고 할 수 있는 혈전 (clot)은 우리가 출혈로 죽는 것을 방지하는 매우 중요한 기전이지만, 출혈이 없는 데도 생길 수 있어 위험할 수 있습니다. 특히 중요한 혈관에 단단한 혈전이 형성되는 경우 아주 위험합니다. 물론 현대 의학은 단단한 혈전을 파괴할 수 있는 기술을 개발했는데, 아직은 더 가야 할 길이 많습니다.

노스 캐롤리이나 주립 대학의 렐라 고엘 (Leela Goel)와 그 동료들은 카테터를 이용해 강력한 초음파와 나노방울 (nanodroplets)을 주입해 더 효과적으로 혈전을 제거하는 기술을 개발했습니다. 초음파는 혈관벽 손상을 최소화하면서 혈전만 파괴할 수 있는 좋은 방법 중 하나이지만, 형성된지 오래되어 벽돌처럼 단단한 혈전을 부수기는 쉽지 않습니다.

연구팀은 초음파와 더불어 혈전만 물리적으로 파괴할 수 있는 나노입자를 생각했습니다. 이 입자는 liquid perfluorocarbons (PFCs)라는 지질 입자로 낮은 온도에서 기화하는 특징을 지니고 있습니다. 따라서 혈전에 부딪히는 순간 초음파의 에너지에 의해 기화되면서 물방울이 되는 것입니다. 기화 팽창 덕분에 작은 망치로 때리는 것 같은 효과를 보이기 때문에 그냥 초음파만 사용하는 경우보다 혈전을 더 효과적으로 파괴할 수 있습니다.

연구팀에 따르면 나노방울, 초음파, 약물 세가지를 함께 사용하는 경우 혈전의 크기를 40% (+/- 9%) 줄일 수 있다고 합니다. 만약 나노방울과 초음파만 사용하는 경우 혈전 크기는 30% (+/- 8%) 정도 감소했습니다. 초음파와 약물만 사용하는 경우 혈전 크기는 겨우 17% (+/-9%) 감소했습니다.

다만 이 연구 결과는 실험실 환경에서 진행한 것으로 실제 환자에게 테스트된 것이 아니기 때문에 앞으로 더 연구가 필요합니다. 당장에는 결과를 예단하기 어렵지만, 크고 단단한 혈전도 안전하고 효과적으로 제거할 기술이 개발될 것으로 기대합니다.

참고

https://phys.org/news/2021-01-nanodroplets-ultrasound-drills-effective-tackling.html

Leela Goel et al. Nanodroplet-mediated catheter-directed sonothrombolysis of retracted blood clots, Microsystems & Nanoengineering (2021). DOI: 10.1038/s41378-020-00228-9

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