△ 신개념 의료기기 기술이 잇따라 개발되고 있다.

국내에서 차세대 의료기기 기술을 잇따라 개발해 상용화 기대감을 높이고 있다.

11일 의학계 등에 따르면 국내 연구진이 소아 모야모야병 진단·예후 예측 '바이오마커', 피부 건강 정밀 측정 '손목 착용형 피부 분석기', 생체모사 '인공식도' 등을 개발하는데 성공했다.

서울대병원 소아신경외과 김승기 교수는 최근 소아암·희귀질환지원사업단 최승아·융합의학과 한도현 교수팀, 강북삼성병원 중환자의학과 심영보 교수팀과 함께 모야모야병 환자의 뇌척수액에서 'SLITRK1' 단백질 발현이 유의미하게 높고 뇌경색, 수술 예후 등 모야모야병의 임상 특성과 연관된 단백질을 확인했다.

연구팀은 소아 환자 118명의 뇌척수액을 분석해 모야모야병의 잠재적 바이오마커를 제시했다.

연구팀은 모야모야병 환자군(104명)과 대조군(14명)의 뇌척수액 내 단백체를 포괄적으로 분석했다. 

그 결과 총 2400여개의 단백질이 확인됐으며 그중 8개가 환자군에서 상대적으로 발현 강도가 높았다. 이 단백질들을 대상으로 한 효소면역분석에서 특히 신경세포 성장과 연관된 ‘SLITRK1’의 농도가 높게 나타났다. 

이는 신경세포가 모야모야병 진행 기전에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.

진단 성능 검증 결과 SLITRK1는 AUROC 0.926으로 우수한 성능을 보였다.

연구팀은 이 단백질이 모야모야병의 진단 바이오마커가 될 수 있다고 설명했다.

추가적으로 연구팀은 가중 유전자 공발현 네트워크 분석을 통해 변화 패턴이 유사한 단백질들을 그룹화하고 모야모야병 임상 특성과의 연관성을 규명했다.

그 결과 수술 전 뇌경색 발생 환자는 BASP1, LDH 발현이 높았고, 좋은 수술 예후를 보인 환자는 CD9, EMILIN1 발현이 높은 것으로 나타났다. 특히 신생 혈관 형성을 촉진하는 CD9 발현이 높을수록 mRS 점수(수술 후 기능 장애 정도)가 낮아져, 이 단백질과 모야모야병 수술 예후의 연관성이 확인됐다.

연구팀은 이번 연구를 통해 뇌척수액에서 소아 모야모야병의 조기 진단과 치료를 위한 바이오마커를 발견하고, 효율적인 액체 생검 기반 진단법 개발에 한 걸음 다가섰다고 설명했다.

포스텍 기계공학과 강대식 교수팀은 최근 아주대 기계공학과 한승용·고제성 교수팀, 연세대 홍인식 박사와 함께 피부 건강을 장기간 정확하게 측정할 '숨 쉬는 피부 분석기(BSA)'를 개발했다.

연구팀은 공기가 자유롭게 드나드는 구조에 온도 변화에 따라 형태가 변하는 '형상 기억 합금'을 적용하고 이중 안정 구동기를 결합해 '숨 쉬는 피부 분석기'’를 개발했다.

이 기기는 측정할 때는 피부에 밀착해 정확한 데이터를 얻고 측정이 끝나면 센서를 자동으로 띄워 땀을 증발시킨다. 이 과정을 반복해 장시간 착용해도 피부 자극이 적고 안정적으로 데이터를 수집할 수 있다.

28일간의 임상시험 결과 미세먼지 농도 변화가 피부 장벽 손상과 밀접한 관련이 있음이 확인됐다. 

특히 아토피 피부염 환자는 미세먼지 농도가 높을수록 피부 수분이 줄고 수분 손실이 커지는 경향을 보였다. 또 마스크 착용이나 세안 습관 개선이 피부 손상을 줄이는 효과가 있음도 입증됐다.

연구팀은 군집 기반 이상치 제거 알고리즘(DBSCAN)을 적용해 샤워나 땀 등으로 인한 비정상 데이터를 자동으로 걸러내 일상생활 중에도 정밀한 피부 데이터 분석이 가능하도록 했다.

연구팀이 개발한 '숨 쉬는 피부 분석기'는 △개인 맞춤형 피부 건강 관리 △환경오염의 인체 영향 평가 △장기 임상 연구 등 다양한 분야로의 확장이 기대된다. 13g의 초소형·경량 설계와 블루투스 무선 통신 기능을 갖춰 일상에서 편리하게 사용할 수 있다.

연구팀은 이 기술이 발전하면 피부뿐 아니라 공기 질, 생활 습관, 질병 징후까지 종합적으로 분석하는 맞춤형 헬스케어 플랫폼으로 진화할 것으로 내다봤다.

국립부경대 의공학전공 남승윤 교수팀은 최근 서울대병원 정은재 교수팀과 함께 실제 식도와 유사한 생체적합성과 기계적 안정성을 동시에 확보할 수 있는 차세대 인공식도를 개발했다.

연구팀은 탄성과 내구성이 뛰어난 나노섬유를 제작한 뒤 미세구조 내부에 천연 단백질을 패턴화해 구조적 강도와 친수성을 높였다.

이어 식도에서 유래한 탈세포화 세포외기질을 정밀 압출 프린팅으로 쌓아 올려 식도 조직과 유사한 미세환경을 구현했다.

연구팀은 이번 연구가 식도의 복잡한 구조와 기계적 특성을 동시에 구현한 첫 사례로 단일 공정에서 기계적 강도와 친수성, 조직 재생을 정밀 제어할 수 있는 새로운 바이오 제조 전략을 제시했다고 설명했다.

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