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[IT뉴스]쌀보다 작은 심장박동기…주사로 주입

온카뱅크관리자

2025-04-03 05:07:28

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 韓美 연구진 개발, 네이처에 발표 기존 기기는 교체 수술 중 부작용 우려 초미니 박동기, 수명 다하면 자연 분해 
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 <img alt="미 노스웨스턴대 연구진이 개발한 초소형 심박조율기. 쌀보다 작은 크기다./존 로저스(John A. Rogers)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/03/chosunbiz/20250403050027670kwtx.jpg" data-org-width="4000" dmcf-mid="qhmYvnWANZ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/03/chosunbiz/20250403050027670kwtx.jpg" width="658">
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 미 노스웨스턴대 연구진이 개발한 초소형 심박조율기. 쌀보다 작은 크기다./존 로저스(John A. Rogers)
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 절개 수술 없이 주사로 삽입할 수 있는 초소형 인공 심장박동기(Pacemaker)가 나왔다. 수술 부담 없이 심장 표면에 여러 개를 부착해 정밀한 치료를 할 수 있을 것으로 기대된다.
 존 로저스 미국 노스웨스턴대 의생명공학·신경외과 교수 연구진은 “피부를 통과하는 빛으로 작동하는 초소형 심장박동기를 개발했다”고 3일 발표했다. 연구 결과는 이날 국제 학술지 네이처(Nature)에 게재됐다. 정진헌 인천대 연구원, 최준환 단국대 교수도 논문에 공동 저자로 등재됐다.
 심장박동기는 심장이 규칙적으로 뛸 수 있도록 전기 자극을 전달하는 인공 장치다. 가슴 피부 밑에 이식하고 심장에 봉합한 전선과 연결해 작동하는 방식이 일반적이다. 하지만 박동기나 전선을 수술로 교체하는 과정에서 출혈이나 조직 손상 등 부작용이 발생할 수 있다. 실제로 아폴로 11호 우주비행사 닐 암스트롱도 전선 제거 수술 도중 과다 출혈로 사망했다.
 연구진은 지난 2021년 생분해 방식의 동전 크기 인공 심장박동기를 처음 선보였다. 네이처 바이오테크놀러지에 발표된 논문의 제1 저자는 최연식 박사였다. 수명이 다하면 자연 분해되고 인체에 흡수되도록 설계돼 제거를 위한 2차 수술이 필요 없다는 장점이 있었다. 이후 연구진은 어린 환자도 쓸 수 있도록 심장박동기를 더 작게 만드는 연구를 진행했다. 크기가 줄면 수술 대신 혈관으로 주입할 수 있다.
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 <img alt="미국 노스웨스턴대 연구진이 개발한 초소형 인공 심장박동기(아래). 쌀 한톨보다 작아 수술 대신 주사로 주입할 수 있다./미 노스웨스턴대" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/03/chosunbiz/20250403050035777qszy.jpg" data-org-width="4000" dmcf-mid="WJUoJULKcs" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/03/chosunbiz/20250403050035777qszy.jpg" width="658">
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 미국 노스웨스턴대 연구진이 개발한 초소형 인공 심장박동기(아래). 쌀 한톨보다 작아 수술 대신 주사로 주입할 수 있다./미 노스웨스턴대
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 연구진은 박동기 크기를 줄이기 위해, 안테나를 이용한 무선 제어 대신 빛 제어 방식을 선택했다. 피부에 부착한 웨어러블(wearable·착용형) 장치가 심장박동 이상을 감지하면 적외선 빛을 심장으로 쏜다. 그러면 초소형 심장박동기의 광반응 스위치가 활성화되며 심장에 전기 자극을 주는 방식이다. 따로 배터리를 넣을 필요도 없다. 체액의 산화환원 반응에 따라 갈바니 전지(Galvanic cell)가 스스로 전류를 발생하기 때문이다.
 무선 통신에 필요한 안테나가 제거되면서 심장박동기는 크기가 가로 1.8㎜, 세로 3.5㎜, 두께 1㎜로 크게 줄었다. 쌀 한톨보다 작은 수준이다. 수술 없이 주사로 체내 삽입이 가능하며, 사용 후에는 자연스럽게 녹아 사라진다. 연구진은 심장박동기가 실험동물과 뇌사자의 심장에서 수일간 안정적으로 작동한 뒤 완전히 분해돼 몸에 흡수되는 것을 확인했다.
 이번 심장박동기는 심장 표면에 여러 개 배치하고 각각 다른 파장의 빛으로 독립 제어할 수 있는 것도 특징이다. 이를 통해 심장의 여러 부위를 각기 다른 리듬으로 자극하면서 심장 박동 속도가 달라지거나 불규칙해지는 부정맥을 더 정밀하게 치료할 수 있다고 연구진은 설명했다.
 크기가 작은 만큼 다른 삽입형 의료기기와 쉽게 연결할 수 있다. 로저스 교수는 “새롭게 개발한 심장박동기는 크기가 작아 거의 모든 종류의 삽입형 의료기기에 사용될 수 있다”며 “기존 장치에 기능을 더해 성능을 향상시킬 수 있다”고 말했다.
 참고 자료
 Nature(2025), DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-025-08726-4
 Nature Biotechnology(2021), DOI: https://doi.org/10.1038/s41587-021-00948-x
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