인공심장조직판막 국산화가 한발 앞으로 다가섰다. 

서울대학교병원 소아청소년과 김기범 교수, 소아흉부외과 김용진, 임홍국 교수팀은 보건복지부의 지원과 태웅메디칼의 기술 협조로, 새로운 인공심장조직판막을 개발하고, 동물실험에 성공했다.

이번에 개발된 인공심장조직판막은 돼지의 심장막 조직을 특수 화학처리 한 후 사람의 것과 똑같은 3가닥의 판막 조직 모양으로 가공한 것으로, 혈관에 삽입될 스텐트 안에 붙어져 있다.

인공심장조직판막은 교수팀이 수년간 돼지의 심장막 조직을 연구한 결과물이다. 스텐트는 형상기억초탄성 합금 중 하나인 니티놀 와이어(nitinol wire) 소재며, 직경은 20~26mm이다.

교수팀은 양(평균 무게: 43.9kg) 12마리의 사타구니 또는 목 정맥에 도관을 삽입하고, 도관을 통해, 인공심장조직판막을 심장에 이식했다.

교수팀은 시술 6개월 후, 생존한 양 8마리를 부검했다. 초음파 검사 결과, 이식된 판막은 혈류 역류나 폐동맥 협착 없이 제 가능을 했고, 조직 검사에서도 석회화가 관찰되지 않는 등, 보존 상태가 우수하여, 내구성을 입증했다.

많은 소아 환자들이 선천성 심장병과 연관된 폐동맥판막의 협착, 역류로 인공심장판막을 이식 받고 있다. 우심실이 폐로 혈액을 뿜어낼 때, 폐동맥판막은 혈액이 우심실로 역류하는 것을 막아준다. 폐동맥판막에 이상이 생기면, 우심실이 심하게 늘어나거나, 두꺼워져, 제 기능을 못한다. 이는 합병증으로 이어져, 수명을 단축시킨다.

기존에는 가슴뼈를 열고 심장을 멈추고, 인공심장판막을 이식했다. 인공심장판막 중 조직 판막은 수명이 유한해서, 환자는 일생 동안 여러 번 수술을 받아야 했다. 재수술로 인한 합병증과 사회생활 적응 장애 등 환자들의 고통이 컸다.

최근에는 사타구니의 피부를 절개한 후, 허벅지 정맥이나 동맥에 도관을 삽입하고, 도관을 이용해 심장에 인공심장조직판막을 이식하는 시술법이 개발되어, 사용되고 있다.

미국, 유럽에서 시판 허가된 기존의 인공심장조직판막은 직경이 최대 22mm 로 작은 편이고, 개당 가격이 3,000만원에 육박하여, 국내 식약처 승인을 받고, 수입하여 쓰기에 한계가 있었다.

교수팀이 개발한 인공심장조직판막은 직경이 최대 26mm으로, 적용 대상 환자의 폭도 넓다. 상용화 시, 가격도 기존의 것보다 저렴하게 책정될 예정이다.

김용진 교수는 “이번 결과를 토대로 인공판막 이식이 필요한 환자를 대상으로 임상 시험을 계획 중이다. 임상 시험 결과, 가슴이나 심장을 여는(개흉, 개심술) 기존 수술 방식과 비슷한 성적을 보이면, 많은 환자들이 그 혜택을 보게 될 것으로 기대한다” 고 말했다.

김기범 교수는 “인공판막 이식은 개흉 수술에 비해, 시술 후 회복이 빠르다. 미국과 유럽에서 사용되는 판막에 비해 비용도 저렴하고, 직경도 커, 새로운 시장을 개척할 것으로 예상된다”고 밝혔다.

교수팀은 이와 별도로 정맥을 통한 인공심장조직판막 이식이 어려운 환자를 위하며, 가슴뼈는 열지만, 심장을 멈추지 않고 판막을 이식하는 동물 실험을 하여, 내구성을 검증하고 있다.

또 병든 대동맥 판막을 대체할 수 있는 인공심장조직판막을 개발하여, 동물 실험을 하고 있다.

이번 연구는 ‘Novel self-expandable, stent-based transcatheter pulmonic valve: A preclinical animal study’ 제목으로 International Journal of Cardiology 2014년 2월 온라인 판에 게재됐다.

교수팀이 개발한 인공심장판막과 스텐트. 니티놀(nitinol) 소재 스텐트의 직경은 20~26mm이다. 돼지의 심장막 조직을 특수 화학처리 한 후, 인체 심장 판막과 똑같은 3가닥의 판막 조직으로 가공한 후, 스텐트 내부에 붙여져 있다.

A: 인공심장판막이 양의 정맥을 통해 심장으로 가는 모습을 담은 방사선영상촬영 사진. 화살표 머리 부위에 스텐트가 보인다. 
B: 인공심장판막이 양의 폐동맥판막에 안정적으로 거치된 모습을 담은 흉부심초음파 사진. 화살표 부위가 거치된 인공심장판막.
C: 인공심장판막이 양의 폐동맥판막에 안정적으로 거치된 모습을 담은 방사선영상촬영 사진. 화살표 부위가 거치된 인공심장판막.