논문
스텐트 재협착 억제를 위한 광열치료가 가능한 금 나노입자 코팅 스텐트 연구
서울아산병원 의공학연구소 박정훈 박사 연구팀과 소화기내과 김도훈교수 연구팀은 나이티놀 스텐트 표면 개질을 통해 금 나노입자를 균일하게 코팅법을 개발하여 스텐트 삽입 후 재협착 억제를 위한 광열치료가 가능한 금 나노 입자 코팅 스텐트를 개발하였다.
비혈관계 관강 구조 장기 협착증 치료에는 플라스틱 혹은 금속 스텐트 삽입술이 좋은 치료 결과를 보여주고 있다. 하지만, 기존의 스텐트는 삽입 후 육아조직 과증식으로 인한 스텐트 재협착이 발생되는 문제점을 해결하지 못하고 있는 실정이다. 육아조직 과증식이 심해질 경우, 스텐트 제거가 불가능하거나 힘들어지고 스텐트로 인한 2차 합병증이 발생할 수 있다.
본 기술은 자가 팽창형 금속 스텐트의 원재료로 사용되고 있는 나이티놀 와이어(nitinol wire)로 제작된 스텐트의 표면 개질을 통해 금 나노입자를 균일하게 코팅하여 특정 파장대 (808 nm)의 근적외선 레이저를 조사하여 광열치료로 인한 육아 조직 과증식 인한 재협착을 억제할 수 있음을 검증하였다. 본 연구를 위해 홍합 접착 단백질에서 착안한 폴리도파민 표면 개질 기술을 이용하여 금 나노입자를 쉽고 간편하게 코팅할 수 있는 기술을 개발하였다.
본 연구는 크게 두가지 전임상 실험으로 나누어 진행했다. 스텐트 삽입 4주 후 광열 치료를 하지 않은 대조군과 광열 치료를 시행한 실험군을 비교하여 광열치료의 효과를 검증하였으며, 또한, 4주차에 1회 광열치료한 실험군과 4주, 8주차 2회에 걸쳐 광열치료를 진행한 실험군을 비교하여 광열치료의 최적의 치료시기 및 반복치료의 가능성을 검증하였다.
본 연구 결과를 통해 대조군과 비교하여 실험군에서 조직 과증식으로 인한 재협착 정도가 유의하게 감소함을 규명하였으며, 주기적인 광열 치료가 효과적인 것을 입증하였다. 본 기술은 자가 팽창형 금속 스텐트를 주로 사용하는 비혈관계 관강구조 장기의 협착질환 및 다양한 생체 이식용 중재의료기기에 적용이 가능한 플랫폼 기술이 될 것으로 전망된다.
이번 연구 결과는 범부처전주기의료기기연구개발사업 및 소화기내과학회 과제의 지원으로 진행되었으며, 국제 학술지인 Scientific Reports (IF: 4.379)에 5월 18일 게재되었다.
※ 박정훈 박사는 2020년부터 의공학 연구소에 재직 중이다.
스텐트를 포함한 다양한 중재의료기기에 대한 원천 기술 및 응용 기술 개발에 매진하고 있다. 다양한 스텐트 기반 연구와 함께 범부처전주기의료기기연구개발사업 등 다수의 국책 및 민간 과제를 수행 중이다.