심장내과 강도윤 부교수ㆍ의공학연구소 박정훈 부교수, 산업통상자원부 주관 중견･중소기업 상생형 혁신도약 사업 선정
2026년까지 38억원 지원. 관상동맥 석회화 병변 치료를 위한 혈관 내 충격파 쇄석기 개발 연구 추진
서울아산병원 심장내과 강도윤 교수 연구팀과 의공학연구소 박정훈 교수 연구팀이 진행하는 ‘관상동맥 석회화 병변 치료를 위한 혈관 내 충격파 쇄석기 개발’ 과제가 산업통상자원부 주관 ‘중견･중소기업 상생형 혁신도약 사업’에 선정되었다. 연구과제 수행은 2024년 5월부터 2026년 12월까지 2년 8개월간 진행되며, 지원받는 연구비 총액은 약 38억원이다.
‘중견･중소기업 상생형 혁신도약 사업’은 신성장동력 확보 및 지속가능한 상생협력 생태계 구축을 위한 중견-중소기업 상생협력형 연구 개발 지원을 목표로 추진되었다. 강도윤ㆍ박정훈 교수 연구팀은 주관기관인 ㈜휴온스메디텍을 비롯하여, ㈜시브이바이오, ㈜아크로웰이 함께 참여하며, 관상동맥 석회화 병변에 혈관내 충격파를 인가하여 혈관 확장을 용이하게 만들고, 혈액순환을 원활하게 해줄 수 있는 혈관내 충격파 쇄석기를 개발한 후에, 비임상평가에서 안전성 및 유효성을 검증하는 연구를 수행할 계획이다.
관상동맥 석회화란, 약 5년 이상 관상동맥 벽에 플라크(지방 및 콜레스테롤)가 축적된 후에 칼슘이 침착되어 생기는 병변이다. 이는 동맥을 경직되게 만들며, 확장 및 수축능력을 크게 저하시켜 심장마비 등의 심혈관질환을 유발할 수 있다. 또한 경피적 관상동맥 중재술(percutaneous coronary intervention, PCI)이나 혈관성형술(angioplasty) 등의 시술을 복잡하게 만들고, 스텐트 시술에서 불완전한 확장을 초래하며, 이것은 시술 후 주요 심장질환(major adverse cardiovascular events, MACE)으로 이어질 수 있다. 또한, 관상동맥 석회화 질환은 고령의 나이와 매우 밀접한 관련이 있는 것으로 알려졌다. 70대 이상에서 유병률은 남성 90% 이상, 여성 70% 이상으로 보고되고 있다. 우리나라는 OECD 국가중 가장 빠르게 고령인구가 늘어나고 있으므로, 관상동맥 석회화 및 심장질환 환자 증가에 대한 국가적 차원의 대비책이 요구되고 있다.
▲ 그림 1. 관상동맥 석회화 진행과정
기존 관상동맥 석회화 치료는 병변 위치에 풍선 카테터를 전달하고 풍선을 이용하여 석회화된 혈관의 내경을 확장한 후 스텐트를 삽입하여 고정하는 방법을 사용하고 있다. 이 방법은 혈관 내 석회화를 제거하지 않아 풍선만으로 혈관 확장이 어려운 한계점이 있고, 스텐트의 고정이 쉽지 않아 스텐트의 혈관 내 배치가 원활하지 않다. 설령, 스텐트 삽입을 성공하더라도 재협착증이 자주 발생한다는 부작용이 있어, 추후 관상동맥 우회술(Coronary artery bypass graft)을 받아야 한다. 이외, 대체 방안으로서 회전 죽종 절제술 (Rotablation)이 제시되었으나, 회전하는 칼날을 이용하기 때문에, 혈관 박리(Dissection), 천공(Perforation), 폐쇄(Obstruction), 가성동맥류 형성, 일시적인 방실 차단(Atrioventricular block) 및 느린 관상동맥 흐름(Slow coronary artery flow) 등의 심각한 부작용이 학계에 보고되고 있다.
최근, 관상동맥 석회화 병변을 치료하기위한 방법으로 관상동맥 쇄석술용 혈관 내 충격파 쇄석술(Intravascular lithotripsy)이 제시되었다. 이는 석회화 병변(Calcification lesion)에서 칼슘을 조각 낸 후 풍선(Balloon)으로 혈관을 확장시키고 스텐트(Stent)로 혈관의 내경을 유지시키는 시술이다. 충격파(Acoustic pressure wave)를 이용한 관상동맥 쇄석술은 심각한 수준의 관상동맥 석회화 병변에서 사용할 수 있는 차세대 시술법으로 미국, 유럽 등에서 주목받고 있다.
▲ 그림 2. 관상동맥 석회화 병변 혈관내 충격파 쇄석술 절차 모식도 (출처: Shockwave medical)
현재 해외에서 충격파를 이용한 혈관내 쇄석술 장비를 선제적으로 개발하였지만, 독점 개발로 인하여 매우 높은 수입단가를 형성하고 있어 국내 도입이 어려운 실정이다. 본 과제를 통해 충격파를 발생시키는 관상동맥 쇄석술용 카테터와 발생 장치를 국내에서 자체적으로 개발하여 심각한 관상동맥 석회화 환자의 치료율 및 시술 성공률 향상을 촉진하고, 외산 제품의 국산화를 이루어 국민들에게 관상동맥 쇄석술의 새로운 치료적 옵션을 합리적인 가격으로 제공하고자 한다.