목표 조직 실시간 측정·직접 봉합 증명

디지스트 로봇공학전공 이재홍 교수.
디지스트 로봇공학전공 이재홍 교수.

이재홍 디지스트 로봇공학전공 교수 연구팀이 체내 삽입이 가능하며 수술 부위에 직접 봉합돼 고정·사용할 수 있는 봉합사형 유연 변형 센서를 개발했다.

고령화와 다양한 질병, 전염병 증가로 첨단의료 및 헬스케어 관련 기술 개발에 대한 수요가 전세계적으로 증가하고 있는 추세다.

또한 인대·힘줄 등 결합 조직 관련 질환이 급속하게 증가함에 따라 치료·재활에 대한 중요성이 높아지고 있다.

결합 조직은 개인에 따라 조직의 특성과 재생 능력이 크게 달라 관련 치료·재활 시 환자 맞춤형 케어가 필수적이다.

재활 과정 중 조직의 움직임을 실시간으로 모니터링하는 과정이 필요하지만 MRI·초음파 등 현재 임상 기술은 장기간으로 조직을 실시간 측정하기에 많은 어려움이 있다.

임상 기술의 한계를 극복하기 위해 최근 들어 다양한 형태의 체내삽입형 유연전자소자가 개발되고 있지만 전자소자를 인체 내 목표 조직에 장기간 고정하기 어려워 임상 적용에 어려움을 겪어왔다.

이 교수 연구팀은 봉합사형 체내 삽입 무선 스트레인 센서를 개발했다.

제작된 무선 스트레인 센서는 소자 자체가 섬유형으로 구성돼 전자소자이면서도 동시에 봉합사로 활용돼 수술 과정에서 조직에 효과적으로 고정될 수 있다.

기존 체내삽입형 전자소자를 임상에 적용하기 어려운 기술적 한계 중 하나로 이번 연구는 해당 한계를 극복하고 전자소자를 직접 봉합하는 개념으로 발전시킨 첫 사례다.

스트레인 센서는 직접 봉합과 함께 배터리가 필요 없는 수동형 무선 통신 시스템을 통해 무선으로 실시간 데이터 전송이 가능하다.

센서 내부의 특수 구조를 기반으로 같은 방식의 기존 센서 기술과 비교했을 때 월등히 높은 민감도를 보유하고 있다.

여기에 미니피그를 이용한 동물 실험을 통해 목표 조직에 효과적으로 봉합·고정됐고 조직의 움직임을 실시간으로 측정할 수 있음이 증명됐다.

체내에 삽입 후 3주가 지난 이후에도 삽입된 무선 센서는 여전히 잘 동작하며 체내에서 장기간 동작하는데 높은 안정성을 보유하고 있음도 보여줬다.

이재홍 교수는 “이번 연구결과를 통해 기존 체내삽입형 전자소자가 지닌 기술적 한계를 획기적으로 극복할 것”이라며 “관련 기술을 실제 임상에 적용하는데 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
 

김현목 기자
김현목 기자 hmkim@kyongbuk.com

대구 구·군청, 교육청, 스포츠 등을 맡고 있습니다.

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