서울대병원, 차세대 경피적대동맥판막삽입술 개발 성공

3D 프린팅으로 제작한 맞춤형 대동맥 스텐트 판막 안전성 입증

서울대병원 흉부외과 교수팀이 차세대 경피적대동맥판막삽입술(TAVI) 개발에 성공했다.

14일 병원 측에 따르면 임홍국(김용진·김기범·이활·손국희) 흉부외과 교수팀은 3D 프린팅으로 제작한 맞춤형 대동맥 스텐트 판막 안전성을 입증했다. 이번 연구는 흉부외과 세계 최고 권위를 지닌 ‘미국 흉부외과학회(American Association for Thoracic Surgery)’ 공식 학술지(The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery Open) 최근호에 게재됐다.

교수팀이 개발한 인공판막은 이종간 면역거부반응이 없는 것이 특징이다. 기존 수입되던 대동맥판막은 ‘알파갈(α-GAL)’이라는 당단백질 때문에 인체에 이식 시 면역거부반응을 보였다. 인체가 알파갈을 침입자로 인식해 석회화가 발생하고 이식된 판막의 수명이 단축됐다.

연구팀은 앞서 2014년 항석회화 조직처리 기법을 통해 면역거부반응이 없는 인공판막을 개발한데 이어 이번에 기존보다 개선된 대동맥 스텐트 판막을 개발했다. 대동맥 스텐트 판막이 삽입되는 대동맥 근부의 크기와 모양은 사람마다 다름에도 기존에는 일정한 크기의 상품화된 대동맥 스텐트를 삽입했다. 이 경우 대동맥 스텐트 판막의 크기와 모양이 대동맥 근부와 정확히 일치하지 않아 합병증 위험이 있었다.

(왼쪽부터) 서울대병원 흉부외과 임홍국 교수, 세종병원 김용진 세종의학연구소장, 서울대병원 소아청소년과 김기범 교수, 서울대병원 영상의학과 이활 교수, 가천대 길병원 흉부외과 손국희 교수

하지만 이번에 개발한 인공판막은 3D프린팅을 활용, 맞춤형 대동맥 스텐트를 형상기억합금으로 제작했다. 생체와 동일한 조건에서 미리 실험해 발생 가능한 여러 합병증 위험을 추가적으로 해결했다고 교수팀은 설명했다. 양 9마리에 개발된 대동맥 스텐트 판막을 삽입해 8개월간 관찰했고 안전성과 유효성을 입증했다.

서울대병원 연구팀은 2004년부터 차세대 인공심장판막 개발에 뛰어들었고 2018년 폐동맥 스텐트 판막의 국산화에 성공했다. 현재 독일, 이탈리아, 네덜란드 등에서 유럽인증(CE)을 받기 위한 임상시험을 진행 중이다.

임 교수는 “현재 전량 수입해서 사용하는 인공 대동맥판막과는 달리 이번 연구에서 면역거부반응이 없고 개개인에 알맞는 대동맥 스텐트 판막을 개발해 내구성과 안전성을 극대화했다”며 “향후 대동맥판막질환의 치료 패러다임을 바꿀 것”이라고 말했다.

한편 사람의 심장은 좌우의 심방과 심실 등 4개의 구역으로 나눠졌다. 각 구역을 통과하는 혈액이 역류하지 않고 한쪽 방향으로 흐게 해주는 4개의 판막이 존재한다. 판막이 잘 열리지 않으면 혈액의 흐름이 막혀 협착증이 생기고 호흡곤란이나 흉통이 발생할 수 있다. 최근 고령화에 접어들면서 심장판막질환, 특히 대동맥판막협착증을 앓는 환자가 급속히 늘고 있다.

과거에는 대동맥판막 협착증 치료를 위해 가슴을 완전히 여는 심장수술을 시행했다. 하지만 최근 경피적대동맥판막삽입술(TAVI)이 각광받고 있다. 이는 개심술 대신 간단한 시술로, 좁아진 대동맥판막 위치에 소나 돼지의 심장조직으로 만든 스텐트 판막을 삽입한다. 출혈이나 회복기간 면에서 더 우수하다.