세계 최초의 생분해 인공 심박조율기 (pacemaker)

(The transient pacemaker before use. Credit: Northwestern University/George Washington University)

(The transient pacemaker after 35 days of use. Credit: Northwestern University/George Washington University)

(Illustration shows the world's first transient pacemaker on the surface of the heart. Credit: Northwestern University/George Washington University)

심장은 전기적 신호에 의해 정교하게 작동하는 생체 펌프라고 할 수 있습니다. 하지만 그런 만큼 전기적 신호를 담당하는 부분에 문제가 생기면 치명적인 기능 이상이 생깁니다. 이는 부정맥 이외에 다른 이유로 심장 수술을 한 이후에도 발생할 수 있는 문제입니다. 이렇게 일시적으로 인공 심박조율기 (pacemaker)가 필요한 경우 인공 심박조율기를 삽입한 후 나중에 제거하게 됩니다. 문제는 이를 위해 수술을 한 번 더 해야 한다는 것입니다.

노스웨스턴 의대의 리쉬 아로라 박사 (Dr. Rishi Arora, a cardiologist at Northwestern Medicine)가 이끄는 연구팀은 상당히 놀라운 대안을 선보였습니다. 바로 몸에서 생분해되는 임시 인공 심박조율기입니다. 심박조율기는 반드시 전기적 자극을 줘야 하기 때문에 금속 전극 같은 전도성 소재와 배터리, 센서 같은 전자 장치가 필요합니다.

연구팀은 심장에 전기적 자극을 전달해 리듬을 조절하면서도 별도의 전극이 없고 (leadless), 배터리도 필요 없는 생분해성 소재 인공 심박조율기를 만들어 쥐와 토기 같은 실험 동물에 이식했습니다. 모든 전자 장치와 배터리는 체외에 부착하는 형태로 NFC와 같은 기술로 리듬을 조절하고 전력을 공급하는 방식입니다. 생체에 해를 주지 않고 분해되기 때문에 다시 심장 수술을 할 필요가 없다는 것이 가장 큰 장점입니다.

심장은 단단한 뼈와 결합 조직에 의해 보호 받고 있는데다 계속 움직여야 하기 때문에 수술이 까다로운 장기 중 하나입니다. 따라서 제거를 위해 수술을 한 번 더하는 경우를 피할 수 있다면 환자가 상당히 편할 뿐 아니라 침습적인 수술이나 시술에 따른 위험도 피할 수 있습니다. 임상 시험을 통해 실제 사람에서도 안전성과 효과를 입증한다면 생분해성 임플란트 기술이 심박 조율기를 넘어 더 많은 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대합니다.

참고

https://newatlas.com/medical/worlds-first-transient-pacemaker-dissolves-body/

https://www.nature.com/articles/s41587-021-00948-x

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