방광암 절제술 후 기능 회복 여부를 측정할 수 있는 시스템 원리

방광암은 방광 내부 상피세포에서 처음 발생하는 질환이다. 발병 원인은 정확히 알려지지 않지만 60~70대에서 주로 발생한다. 방광암이 발생하면 절제술이 시행되는데 기능 회복 여부를 정확하게 파악하기가 쉽지 않다.

이에 국내 연구진을 중심으로 한 과학자들이 방광 기능을 안전하게 모니터링하는 생체전자 시스템을 개발해 주목받고 있다.

카이스트 전기및전자공학부, 미국 노스웨스턴대 공동 연구팀은 방광의 크기와 압력 변화를 정확하게 측정할 수 있는 디지털 헬스케어 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’에 실렸다.

방광암이 발생하면 방광에 종양이 있는 부위를 잘라내고 나머지 방광을 이어 붙이는 부분적 방광절제술을 실시한다. 수술 후에는 긴 회복 기간이 필요하며, 이 기간에는 요로 동역학 검사(UDS)를 통해 체외로 소변을 배출하는 기능을 평가한다. 이를 위해 방광에 고무나 금속제의 가는 관인 카테터를 삽입한다.

문제는 카테터를 삽입할 경우 요도 감염 위험이 있고, 고위험 환자에게는 신우신염이 생길 수 있다. 이 때문에 요로에 카테터 삽입 없이 방광 상태를 모니터링할 수 있는 기술이 필요하다.

연구팀은 방광의 상태와 관련된 기계적 변형 변화를 무선 원격 측정할 수 있는 이식형 방광 플랫폼을 개발했다. 실 형태의 생분해성 스트레인 센서를 이용해 방광의 크기와 압력 변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 또 회복 기간이 끝나면 외과 수술을 통해 센서를 제거할 필요 없이 체내에서 녹아 없어지게 된다는 장점도 있다. 추가 수술과 합병증 위험을 낮출 수 있어, 환자의 불편함과 회복 시간을 줄이게 된다.

연구팀은 개코원숭이와 생쥐에게 이 장치를 이식한 다음 최대 30일까지 실시간 변화를 측정할 수 있다는 점을 확인했다.

연구를 이끈 권경하 카이스트 교수는 “개코원숭이 실험을 통해 이번 장치가 방광 기능에 대한 정확하고 신뢰할 수 있는 데이터를 제공할 수 있다는 점을 확인했다”며 “방광 절제술 환자의 회복 시간을 단축하고 전반적인 수술 결과를 개선하는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다.

유용하 과학전문기자



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