꿰매는 실이 상처까지 분석해 준다고?

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출처: NUS

외상이 발생할 경우 치료도 중요하지만, 치료 후의 모니터링 또한 간과할 수 없는 부분이다. 상처에 생길 수 있는 감염 및 기타 합병증을 미리 감지하고 예방한다면 더욱 빠르게 완쾌될 수 있다.

보통 외과적 수술의 경우 절개 부위를 봉합하게 되는데, 피부 겉의 상처는 눈으로 확인할 수 있지만, 피부 안쪽은 봉합 부위를 다시 절개하지 않는 이상 상태를 알 수 없다. 그러다 보니 뒤늦게 합병증을 감지해 문제가 생기는 경우도 많다.

하지만 앞으로는 피부 안쪽 50mm까지도 실시간으로 모니터링을 할 수 있을 듯하다. 새로운 기술이 적용된 봉합사를 통해서이다. 싱가포르 국립 대학교는 지난 12월 29일, 메디컬 프레스(MedicalPress) 지에 관련 기술을 발표했다.

사실 상처를 꿰매는 실이 해당 부위를 직접 모니터링하는 역할까지 해낸다는 것은 완전히 새로운 기술은 아니다. 지난 2016년 미국 터프츠 대학 공과대학 나노연구실의 포리아 모스타팔루 박사 연구팀이 해당 기술을 개발했다고 영국의 텔레 그래프 인터넷판과 UPI 통신이 보도한 바 있었다.

이들은 수술한 상처 부위의 상태를 3차원으로 진단하고, 그 정보를 무선으로 송신하는 나노 장치의 스마트 봉합사를 개발하는 데 성공했다. 하지만 터프츠 대학의 봉합사는 장기적으로 생체 적합성 부분에는 추가적 보완이 필요하다고 밝혔었다.

이에 싱가포르 국립연구진 NUS(National University of Singapore)는 이를 보완해 어떤 상처에도 꿰맬 수 있는 봉합사 개발에 착수했다. 그 결과가 이번에 발표된 스마트 봉합사다.

이들이 만든 스마트 봉합사는 앞서 말했듯이 배터리가 필요 없다. 어떤 방법을 사용했을까? 연구진은 이를 위해 RFID를 주목했다. RFID에는 액티브 방식과 패시브 방식이 있는데, 패시브 방식을 쓰면 별도의 전력이 필요 없기 때문이다. 매일 사용하는 교통카드에는 별도의 배터리가 없다. 외부에서 전자파를 만나면 전자기 유도 현상에 의해 전류가 흐르기 때문이다.

스마트 봉합사의 구성은 크게 3가지다. 일단 봉합사는 전도성 고분자로 코팅을 한다. 무선 신호에 반응할 수 있는 안테나 역할을 하는 것이다. 여기에 데이터를 처리할 전자센서를 연결하고, 외부에 데이터를 판독할 무선 판독기가 신호를 보내고, 읽어 들여 주파수의 양상을 관찰해 합병증을 예상하게 된다.

상처가 벌어지면서 봉합사가 끊어졌는지도 감지할 수 있다. 봉합사가 끊어지면 안테나 길이가 감소하게 되는 셈이라 신호 크기가 줄어든다. 이를 통해 내부 상처가 벌어졌다는 걸 추측할 수 있다.

현재 스마트 봉합사는 길이에 따라 최대 50mm 깊이의 정보까지 송수신을 할 수 있는데, 봉합사의 전도성이나 무선 판독기의 감도를 높이는 방법 등을 통해 범위를 더 확장할 수 있을 거라고 연구진은 밝혔다.

전자센서는 상처를 봉합하는 데 쓰였던 기존의 클립, 스테이플 등과 마찬가지로 수술 후 합병증의 위험이 완전히 사라지고 난 뒤에 경미한 수술로 제거할 수 있다.

출처: University of Singapore 유튜브

메디컬 익스프레스에 따르면 스마트 봉합사로 봉합한 상처 또한 일반 의료용 실을 사용한 상처 부위와 큰 차이 없이 치유됨을 입증해 봉합사의 본래 목적 또한 충족시켰다고 밝혔다.

연구를 진행한 존호(Jhon ho) 교수와 연구진 측은 “현재 수술 후 합병증은 환자에게 직접적인 통증, 발열, 고심박수 등의 전신 증상이 나타날 때까지 감지할 수 없는 경우가 대다수”라며 “연구진이 개발한 스마트 봉합사를 통해 증상이 심해지기 전에 미리 알아챌 수 있는 조기 경보 도구로 사용할 수 있기를 기대한다”라고 전했다.

스마트 봉합사의 다음 단계는 병원이 아닌 곳에서도 합병증을 모니터링할 수 있는 휴대용 무선 리더기를 개발하는 것이다. 개발이 완료되면 환자는 수술 후 병원에서 경과를 지켜보지 않아도 될 뿐만 아니라, 보다 일찍 퇴원해 자신의 상태를 자가 모니터링할 수 있게 된다.

또한 연구팀은 현재 수술 후 상처 출혈을 감지하기 위해 외과의사 및 의료 기기 제조업체와 협력하고 있다며, 더 깊은 장기와 조직을 모니터링할 수 있는 방법을 새로이 개발 중에 있다고 한다.

테크플러스 에디터 이지은

tech-plus@naver.com​

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