서울대병원 연구팀이 개발한 인공심장판막 및 스텐트

김기범 서울대병원 소아청소년과, 김용진·임홍국 소아흉부외과 교수 연구팀이 새로운 인공심장조직판막을 개발, 동물실험에 성공했다고 27일 밝혔다. 이번 연구는 보건복지부의 지원과 태웅메디칼의 기술협조로 이뤄졌다.

이번에 개발된 인공심장조직판막은 연구팀이 수년간 돼지의 심장막조직을 연구한 결과다. 돼지의 심장막 조직을 특수화학처리한 뒤, 사람의 것과 똑같은 3가닥의 판막조직 모양으로 가공한 것으로 혈관에 삽입될 스텐트 안에 붙어져 있다. 스텐트는 형상기억초탄성 합금 중 하나인 ‘니티놀와이어’(nitinol wire) 소재로 직경은 20~26㎜다.

연구팀은 평균 무게 43.9㎏의 양 12마리의 사타구니 또는 목 정맥에 도관을 삽입, 도관을 통해 인공심장조직판막을 심장에 이식했다. 시술 6개월 후 생존한 양 8마리를 부검·초음파검사 결과, 이식된 판막은 혈류역류나 폐동맥협착 없이 제 가능을 했다. 조직검사에서도 석회화가 관찰되지 않는 등 보존상태가 우수해 내구성을 입증했다.

많은 소아 환자들이 선천성심장병과 연관된 폐동맥판막협착 및 역류로 인공심장판막을 이식받고 있다. 우심실이 폐로 혈액을 뿜어낼 때 폐동맥판막은 혈액이 우심실로 역류하는 것을 막아준다. 폐동맥판막에 이상이 생기면 우심실이 심하게 늘어나거나 두꺼워져 제기능을 못한다. 이는 합병증으로 이어져 수명을 단축시키는 요인이 된다.

기존에는 가슴뼈를 열고 심장을 멈춘 뒤 인공심장판막을 이식했다. 인공심장판막 중 조직판막은 수명이 유한해 환자는 일생 동안 여러번 수술받아야 했다. 판막은 보통 평균적으로 10년 정도 유지된다. 이것도 성인 사이즈의 판막을 넣었을 때 이야기다. 환자에 따라 1~2년 내에 판막기능이 상실돼 다시 수술받는 환자도 적잖다. 반복되는 재수술로 합병증 유발 및 사회생활 적응장애 등 환자의 고통이 컸다.

최근엔 사타구니 피부를 절개한 뒤 허벅지정맥·동맥에 도관을 삽입해 심장에 인공심장조직판막을 이식하는 시술법이 개발돼 사용하고 있는 추세다. 

미국·유럽에서 시판허가된 기존의 인공심장조직판막은 직경이 최대 22㎜로 작은 편이고 개당 가격이 3000만원에 육박해 국내 식약처에서 승인받고 수입해 쓰기에는 한계가 있다. 연구팀이 개발한 인공심장조직판막은 직경이 최대 26㎜으로 적용대상 환자의 폭도 넓다. 상용화될 경우 가격도 기존보다 저렴하게 책정될 예정이다.

김용진 교수는 “이번 결과를 토대로 인공판막이식이 필요한 환자를 대상으로 한 임상시험을 계획 중”이라며 “기존 개흉·개심술 등 수술방식과 비슷한 성적을 보이는 결과가 나온다면 많은 환자들이 그 혜택을 보게 될 것으로 기대한다”고 말했다.
김기범 교수는 “인공판막이식은 개흉수술에 비해 시술 후 회복이 빠르다”며 “미국과 유럽에서 사용되는 판막에 비해 비용도 저렴하고 직경도 커 새로운 시장을 개척할 것으로 예상된다”고 말했다.

연구팀은 이와 별도로 정맥을 통한 인공심장조직판막 이식이 어려운 환자를 위해 가슴뼈는 열되 심장을 멈추지 않고 판막을 이식하는 동물실험을 진행해 내구성을 검증하고 있다. 또 병든 대동맥판막을 대체할 수 있는 인공심장조직판막을 개발, 동물실험을 진행하고 있다.

이번 연구는 국제 심장내과 저널(International Journal of Cardiology) 2014년 2월 온라인판에 게재됐다.