혈관 염증·재협착…스텐트 부작용 걱정 이젠 ‘끝’

↑ KIST 연구팀이 개발한 새로운 스텐트의 염증 억제 기전을 설명한 그림 [자료 제공 = KIST]

한국과학기술연구원(KIST) 연구팀이 혈관 내 염증과 재협착 문제를 해결해 부작용을 줄여주는 새로운 무독성 세라믹 나노입자 스텐트를 개발했다.
KIST 생체재료연구단 한동근 박사 연구팀은 기존의 관상동맥용 약물방출 스텐트(DES)의 표면에 pH중화 기능을 가진 수산화마그네슘 무독성 세라믹 입자를 코팅한 새로운 심장 관상동맥용 약물방출 스텐트를 개발했다. 이 스텐트는 염증을 획기적으로 억제하고 재협착을 방지해줄 수 있다.
초기 금속스텐트(BMS)는 비흡수성 금속소재로 제작돼 스텐트 삽입술 후 혈관 평활근세포의 증식에 의한 재협착의 부작용을 보였다. 이같은 부작용을 막고자 약물이 코팅된 약물방출 스텐트가 개발돼 재협착 문제를 크게 줄일 수 있었지만 새로운 문제가 발생했다. 약물방출 스텐트 표면에 코팅된 고분자와 약물로 인해 수년 후 혈액이 응고되는 후기 혈전증 부작용이 나타난 것이다.
금속 스텐트와 약물방출 스텐트의 문제점을 모두 해결한 이상적인 스텐트가 필요한 상황이었다.
스텐트를 이식한 후 시간이 지나면 코팅된 생분해성 고분자가 분해되면서 분해산물인 산성 단량체가 생성된다. 이로 인해 혈관 내 pH가 산성화되면서 혈관 주변 조직세포의 괴사가 일어나고 염증이 발생했다. 염증은 재협착을 가속시키는 문제를 일으킨다.
KIST 한동근 박사 연구팀은 제산제나 연하제 등에 이용되고 있는 염기성 수산화마그네슘 세라믹입자(Mg(OH)2의 pH중화 효과에 주목했다. 수산화마그네슘 세라믹 입자는 염기성으로 이를 스텐트에 첨가할 경우 산성화된 혈관 내 환경을 중화시킬 수 있다.
염증억제제인 ‘덱사메타손’을 첨가한 스텐트가 연구됐지만 심한 부작용이 있어 결국 상용화로 이어지진 못했다. 이와 달리 생체적합성 세라믹 입자는 인체에 무해하다. 약물과 다르게 생체내에서 분해되면서 이로운 마그네슘 이온이 된다는 장점도 있다.
연구팀은 개발된 비 약물 나노입자가 함유된 약물방출 스텐트의 염증 억제 및 혈관 내 재협착 방지 효과를 검증하기 위해 전남대병원 순환기내과 정명호 교수 연구팀과 돼지를 사용한 동물실험도 진행했다. 그 결과 기존 스텐트에 비해 염증은 90%, 협착률은 3배 이상 감소했다. 연구팀은 이번에 개발한 기술이 스텐트만이 아니라 생분해성 고분자를 이용한 거의 모든 의료용 이식소재에 확대 적용될 수 있을 것으로 기대했다.
연구팀은 “2015년 혈관 스텐트의 세계시장이 연간 10조원, 국내시장은 4000억원 정도로 추산된다”며 “스텐트는 우리나라 수입 의료용품 1위 품목으로 수입의존도가 높아 선진국과의 기술격차를 좁히고 국산화를 위한 원천기술 개발이 필수적”이라고 강조했다.
연구팀은 이번에 개발한 ‘심장 관상동맥용 약물방출 스텐트 표면개질’기술을 지난해 바이오알파에 기술 이전해 고성능 나노표면 제어 차세대 약물방출 스텐트의 실용화 및 국산화가 진행 중이다. 연구팀은 향후 2년 내 해당 기술의 상품화가 가능할 것으로 전망했다.
[이영욱 기자]