국내 연구진이 소변길을 확보하기 위해 몸속에 삽입하는 요관 스텐트의 표면을 스스로 미끄럽게 유지해 세균과 결석이 달라붙는 것을 막는 기술이 개발했다. 요관 스텐트 삽입 환자들의 최대 난제로 꼽히던 표면 세균·결석 침착 문제를 해결할 기술로 주목을 받고 있다.
연세대 강남세브란스병원 비뇨의학과 구교철 교수와 연세대 전기전자공학과 서정목 교수(조예진·이연택 연구원) 연구팀은 손상된 윤활층을 스스로 복원해 세균과 결석 침착을 장기간 억제하는 자가 재생 윤활 요관 스텐트 ‘플루이드(FLUID, Friction-Lowering Urinary Interface for Defense against Encrustation)’를 개발했다.
요관 스텐트는 요로결석 수술이나 요관 협착, 종양 등으로 인해 소변 배출로가 막힌 환자에게 삽입하는 필수 의료기기다. 그러나 장기간 체내에 머물 경우 스텐트 표면에 세균과 단백질이 부착되고, 칼슘과 마그네슘 등 무기질이 엉겨 붙으면서 단단한 결석이 형성되는 문제가 지속돼 왔다.
실제로 요관 스텐트 유치 기간이 6주를 넘으면 약 57%, 12주를 초과하면 약 76%의 환자에게서 결석 침착이 나타난다. 이로 인해 심한 통증과 요로 감염, 신장 기능 저하 등의 합병증이 발생하며, 주기적으로 수술을 통해 스텐트를 교체해야 해 환자들의 신체적·경제적 고통이 컸다.
연구팀이 개발한 플루이드 스텐트는 의료용 열가소성 폴리우레탄(TPU)에 미세한 구멍을 만들고 그 안에 윤활제를 저장하는 구조다. 마찰로 스텐트 표면이 손상되면 윤활제가 표면으로 노출돼 표면에 미끄러운 층을 다시 형성한다.
연구 결과, 플루이드 스텐트는 기존 상용 제품 대비 표면 마찰을 약 2배 감소시켰으며, 비코팅 스텐트 대비 초기 세균 부착을 94% 이상 억제하는 것으로 나타났다. 칼슘 및 마그네슘 기반의 결석 형성 또한 효과적으로 차단했다.
실제 환자의 요로 환경과 유사한 돼지 전임상 모델 실험에서도 8주 동안 스텐트 개통성을 안정적으로 유지했으며, 결석 침착과 주변 조직의 염증 반응을 유의미하게 낮추며 장기적인 유효성과 안전성을 입증했다.
서정목 교수는 “요관 스텐트의 결석 침착 문제는 수십 년간 해결되지 않은 대표적인 비뇨의학과 의료기기 난제였다. 수술 없이 스스로 체내 환경에서 기능을 복원하는 윤활 계면 기술을 구현함으로써 차세대 요관 스텐트의 가능성을 제시했다”고 말했다.
이어 구교철 교수는 “요관 스텐트의 결석 침착은 환자의 통증과 재시술 부담을 증가시키는 중요한 임상 문제였다. 이번 기술은 장기간 스텐트 기능 유지와 환자 삶의 질 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
한편, 연구팀은 의료기기 전문기업 ㈜링크솔루텍과 협력해 해당 기술의 상용화를 추진 중이며, 요관 스텐트 외에도 요도 카테터 등 장기 유치가 필요한 다양한 체내 삽입형 의료기기로 적용 범위를 넓혀갈 방침이다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 바이오·의료기술개발사업 및 나노·소재기술개발사업 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 바이오소재 및 재생의학 분야 국제학술지 'Materials Today Bio(IF=11.0)'에 게재됐다.
