약물 투여용 임플란트 주위의 흉터 생성을 막는 장치.

(Lead scientists Prof. Garry Duffy and Dr. Rachel Beatty (University of Galway) with the shape-changing implant, which has been successfully tested on rats. Credit: Martina Regan)

항암제나 인슐린, 진통제 등 여러 가지 약물을 지속적으로 투여하기 위해 개발된 약물 투여용 임플란트는 모두 한 가지 공통적 문제를 지니고 있습니다. 바로 인체의 면역 반응을 유도해 반흔을 남긴다는 것입니다.

작는 상처는 흉터 없이 쉽게 치유되지만, 심한 상처의 경우 원상 복구가 힘들기 때문에 인체의 시멘트라고 할 수 있는 섬유 조직이 자라나 빈틈을 메우고 외부에 상처기 노출되지 않게 막습니다. 하지만 의료용 임플란트에 같는 일이 생길 경우 불필요한 흉터가 생길 뿐 아니라 임플란트도 사용하지 못하게 됩니다.

스코틀랜드의 갈웨이 대학 (University of Galway) 과 MIT의 연구팀은 매우 간단한 방법으로 약물 없이 임플란트 주위의 섬유 조직 형성을 막는 장치인 FibroSensing Dynamic Soft Reservoir (FSDSR)을 개발했습니다.

이 장치의 특징은 섬유조직 형성을 감지하고 이를 막는 방법이 모두 전기와 기계적인 방법으로 이뤄진다는 것입니다. 일단 주변에 염증 반응과 섬유조직 형성을 알아내는 방법은 여러 개의 작은 구멍이 있는 외막을 이용합니다. 이 막은 미세 전류가 흐르는 데, 만약 주변의 반흔이 구멍을 막으면 온저항 (electrical impedance)이 커지게 됩니다.

이를 통해 반흔 조직 형성을 알아내면 이후에 FSDSR은 기계적인 수축과 팽창을 통해 주변 섬유 조직 성장을 방해합니다. 상처 치료에서도 자극을 주거나 움직이지 않는 것이 중요한 것처럼 만약 이 과정에서 임플란트 삽입 부위가 조금씩 계속 움직이면 제대로 된 반흔이 생성되지 않아 오래 임플란트를 사용할 수 있고 제거 후에도 반흔이 크게 남지 않는 원리입니다.

물론 실제 환자에서 안전하고 효과적으로 작동할 수 있을지는 더 검증이 필요하지만, 매우 간단한 방법으로 제어가 어려운 반흔 형성을 막는다는 아이디어가 흥미롭습니다.

참고

https://newatlas.com/medical/fsdsr-drug-delivery-implant-scar-tissue/

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abq4821

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