풍선처럼 부풀어 오르는 팽창형 임플란트 인슐린 펌프

(A diagram illustrating how the inflatable implant works to reduce scar tissue formation. Credit: MIT)

우리 몸에 이물질이 들어오면 면역반응이 시작됩니다. 이는 당연한 일이지만, 이 이물질이 의료용 기기이거나 임플란트형 장치일 경우에는 문제가 될 수 있습니다. 예를 들어 인슐린 펌프의 경우 주변에 염증 반응으로 섬유화와 반흔(scar)이 생기면서 인슐린 펌프에서 나오는 인슐린이 제대로 흡수되지 않게 됩니다. 이는 임플란트 기기의 기능과 수명을 크게 갉아먹습니다.

이 문제를 극복하기 위해 약물로 코팅된 임플란트나 소프트 하이드로겔을 적용한 임플란트형 기기가 개발되기도 했으나 아직 문제를 제대로 극복했다고 보기는 어렵습니다. MIT의 연구팀은 일반적으로 시도되는 약물 같은 화학 약품 대신 물리적으로 이 문제를 극복할 수 있는 기술을 개발했습니다. 바로 풍선형 장치를 삽입해 팽창과 수축을 반복하면서 주변에 면역 반응과 결합 조직 형성을 막는 것입니다.

어떻게 물리적으로 면역 반응을 막는지 의아할 수 있지만, 원리는 간단합니다. 삽입된 임플란트 기기 주변으로 모이는 면역 세포의 응집을 막아 작용을 방해하는 것입니다. 기기는 액추에이터에 연결된 액체에이터층과 약물이 투여되는 다공층으로 되어 있습니다. 12시간 간격으로 5분에 걸쳐 팽창하고 줄어드는 액추에이터에 의해 약물 (이 경우는 인슐린)이 주변으로 분비되는 구조입니다. (사진)

연구팀은 이 팽창형 임플란트 인슐린 펌프와 기존의 인슐린 펌프를 쥐에 삽입한 후 기능이 떨어지는 시점을 관찰했습니다. 일반 인슐린 펌프의 경우 2주 정도만 되도 기능이 떨어지는 반면 팽창형 인슐린 펌프는 8주를 버틸 수 있었습니다. 영구적으로 사용하는 건 아니지만, 오랜 시간 면역 반응을 방해해 기능을 유지한 것입니다.

물론 사람에서도 같은 효과를 발휘하는지, 그리고 팽창시 통증이나 다른 부작용은 없는지 여러 가지 내용을 검증해야 하기 때문에 임상에서 실제 사용할 수 있더라도 시간은 걸릴 것입니다. 하지만 매우 단순하면서도 기발한 아이디어로 국소적인 면역 반응을 조절할 수 있다는 점에서 흥미로운 연구 내용입니다.

참고

https://www.nature.com/articles/s41467-022-32147-w

https://newatlas.com/medical/inflatable-implant-insulin-prevent-scar-formation/

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