기계연, 차세대 생분해성 폴리머 스텐트 개발… 세계 최초 전임상시험 성공

환자 맞춤형 생분해성 폴리머 스텐트로 혈관 재협착 및 재수술 위험 크게 낮춰

국내 연구진이 바이오3D프린팅 기술로 금속 대신 차세대 생분해성 소재를 이용한 폴리머 스텐트를 제작하고 세계 최초로 전임상시험에 성공했다.

한국기계연구원 나노융합기계연구본부 나노자연모사연구실 박수아 박사 연구팀은 바이오3D프린팅 기술을 이용, 체내에서 생체적합성이 우수한 고분자 재료에 헤파린(혈액 속에 존재하며 혈액의 응고를 막는 작용을 하는 성분)을 코팅한 생분해성 폴리머 스텐트를 개발했다고 13일 밝혔다.

한국기계연구원 나노자연모사연구실 박수아 책임연구원이 차세대 생분해성 폴리머 스텐트 제작과정에 대해 설명하고 있다./사진제공=한국기계연구원

스텐트는 동맥의 혈관 벽이 좁아지면서 발생하는 협심증 등의 질병을 막기 위해 시술되는 그물망 구조의 지지체다. 일반적으로 사용되고 있는 코발트 크롬 합금 등 금속 소재의 스텐트는 체내에서 부식되거나 부러짐의 우려가 있고 혈액이 뭉쳐 협착되거나 염증을 유발해 신기술 개발이 요구돼 왔다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 바이오3D프린팅 기술을 이용했다.

3D프린팅 재료로 PLLA(폴리락틱산)고분자를 이용해 그물 모양의 스텐트 구조를 만들고 혈액의 응고를 막기 위해 생체적합 소재 헤파린을 코팅했다.

이후 전남대학병원 정명호 교수 연구팀과 협력해 차세대 생분해성 폴리머 스텐트의 전임상시험에도 성공했다.

연구진은 바이오3D프린팅 기술을 이용하면 필요한 구조를 단시간 내 환자 맞춤형으로 제작할 수 있다고 설명했다.


또 이번에 개발된 생분해성 폴리머 스텐트는 표면에 원하는 약물을 처리해 혈관 세포 부착을 조절하거나 다양한 약물을 전달할 수도 있다. 이 연구 성과는 향후 심혈관 질환 극복에 도움이 될 것으로 기대된다.

박수아 책임연구원은 "이 기술은 환자 맞춤형 생산이 가능할 뿐 아니라 생분해성 소재로 체내에서 자연히 분해돼 재수술의 부담도 크게 줄일 수 있다" 며 "앞으로 후속 연구를 통해 스텐트의 물성을 높이고 다양한 기능성도 갖춰 상용화에 힘쓸 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구논문은 화학공학 분야의 세계적인 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널' 7월호에 '관상동맥 이식을 위한 헤파린이 코팅된 3D 프린팅 생분해성 심장 혈관 스텐트'라는 제목으로 게재됐다.